本文介紹了西普達(dá)XPD-H系列中高壓電動(dòng)機(jī)固態(tài)軟起動(dòng)器的原理和特性以及在大型排水工程中的應(yīng)用。并分析了該設(shè)備與高壓電動(dòng)機(jī)應(yīng)用工程配套使用的優(yōu)越性
關(guān)鍵詞：XPD-H系列中高壓電動(dòng)機(jī)固態(tài)軟起動(dòng)器 高壓交流電動(dòng)機(jī) 水泵 控制柜
前言
隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，高壓大容量的電力拖動(dòng)設(shè)備日益增多，其中10KV、6KV、3.3KV的交流拖動(dòng)發(fā)展尤為迅速。在礦業(yè)、石油、化工、鋼鐵、發(fā)電、供水、水泥建材等領(lǐng)域有大量的3.3KV、6KV、10KV電壓等級(jí)的中高壓交流異步電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用。
高壓大功率交流電機(jī)運(yùn)行的首要問題是起動(dòng)，雖然直接起動(dòng)具有簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、起動(dòng)時(shí)間短等特點(diǎn)，但是，大功率交流電機(jī)直接起動(dòng)會(huì)產(chǎn)生一系列問題：（1）、起動(dòng)時(shí)可達(dá)5-7倍的額定電流，造成電動(dòng)機(jī)繞組因電流引起過溫，從而加速其絕緣老化，造成供電網(wǎng)電壓波動(dòng)。當(dāng)電壓≤0.85UN時(shí)，影響其它設(shè)備的正常使用。（2）、過大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生機(jī)械沖擊，對(duì)被帶動(dòng)的設(shè)備造成大的沖擊力，縮短使用壽命，影響精確度。如使連軸器損壞、皮帶撕裂等，造成機(jī)械傳動(dòng)部件的非正常磨損及沖擊，加速老化，縮短設(shè)備合用壽命。要想解決以上問題，采用固態(tài)晶閘管軟起動(dòng)器控制高壓大功率電機(jī)的起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩是最理想的方法。
本文將以XPD-H系列中高壓電動(dòng)機(jī)固態(tài)軟起動(dòng)器在河北省唐山市灤縣研山鐵礦公司與560kW/6kV高壓電動(dòng)機(jī)成功配套運(yùn)行使用為例，重點(diǎn)介紹西普達(dá)XPD-H系列中高壓電動(dòng)機(jī)固態(tài)軟起動(dòng)器的原理和特性以及在大型給排水工程中的應(yīng)用。
西普達(dá)高壓固態(tài)軟起動(dòng)器的概述
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晶閘管峰值耐壓等級(jí)的提高及觸發(fā)技術(shù)的突破，使晶閘管降壓軟起動(dòng)技術(shù)在中高壓電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過程中獲得了巨大成功。XPD-H系列中高壓電動(dòng)機(jī)固態(tài)軟起動(dòng)裝置（以下簡(jiǎn)稱XPD-H軟起動(dòng)裝置）主要適用于高壓交流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、運(yùn)行和停止的控制和保護(hù)。
XPD-H系列軟起動(dòng)裝置采用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和電力電子技術(shù)相結(jié)合，以高壓大功率晶閘管做主回路的開關(guān)元件，通過改變晶閘管的導(dǎo)通角來控制電動(dòng)機(jī)電壓的平穩(wěn)升降和無觸點(diǎn)通斷，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的平穩(wěn)起停?？蓪?shí)現(xiàn)以起動(dòng)電機(jī)所需的最小電流來起動(dòng)電機(jī)，減少電流對(duì)電網(wǎng)的沖擊，降低設(shè)備的振動(dòng)和噪聲，降低起動(dòng)機(jī)械應(yīng)力，延長(zhǎng)電動(dòng)機(jī)及相關(guān)設(shè)備的使用壽命。
XPD-H系列軟起動(dòng)裝置具分主回路、控制回路，柜內(nèi)主要電器及元件如真空接觸器（無錫長(zhǎng)虹真空斷路器）、可控硅、過電壓保護(hù)器、DSP控制系統(tǒng)、高壓電壓互感器、高壓電流互感器等均采用知名品牌產(chǎn)品，具有技術(shù)先進(jìn)、工作穩(wěn)定可靠、保護(hù)功能齊全等特點(diǎn)。
XPD-H高壓軟起動(dòng)裝置技術(shù)特點(diǎn)：
⑴ 軟起動(dòng)裝置應(yīng)采用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和電力電子技術(shù)相結(jié)合，主回路的開關(guān)元件采用高壓大功率晶閘管，通過改變晶閘管的導(dǎo)通角來控制電動(dòng)機(jī)電壓的平穩(wěn)升降和無觸點(diǎn)通斷，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的平穩(wěn)起停。
⑵ 串聯(lián)晶閘管需設(shè)有可靠的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)均壓保護(hù)措施，具有技術(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)緊湊、安全可靠、維護(hù)方便等特點(diǎn)。
⑶ 采用先進(jìn)的光纖傳輸技術(shù)，電流變換技術(shù)，晶閘管的觸發(fā)檢測(cè)與低壓控制回路之間需進(jìn)行有效控制。
⑷ 采用雙CPU結(jié)構(gòu)，采用16位數(shù)字信號(hào)處理器DSP執(zhí)行核心控制。使設(shè)備控制實(shí)時(shí)高效、穩(wěn)定性好。
⑸ 采用信號(hào)多級(jí)處理及隔離技術(shù)，系統(tǒng)需具有很強(qiáng)的抗干擾能力。
⑹ 控制系統(tǒng)準(zhǔn)確的采集高壓主回路上的同步信號(hào)和電流信號(hào)，有效的實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。
⑺ 軟起動(dòng)裝置具有旁路功能，起動(dòng)完成后自動(dòng)切到旁路運(yùn)行，并能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控和保護(hù)。
⑻ 裝置的軟控制方式具有斜坡電壓控制、恒流控制、恒壓控制等，起動(dòng)方式具有現(xiàn)場(chǎng)按鈕起動(dòng)、上位機(jī)遙控起動(dòng)、鍵盤按鍵起動(dòng)、組合起動(dòng)等。
⑼ 軟起動(dòng)裝置應(yīng)有電流互感器、電壓互感器，電機(jī)型過電壓保護(hù)器等，具備自檢、保護(hù)功能。如：缺相及欠壓保護(hù)、可控硅組件保護(hù)、起動(dòng)超時(shí)保護(hù)、三相電流不平衡保護(hù)、運(yùn)行過流保護(hù)、電源過壓保護(hù)、聯(lián)鎖控制保護(hù)、電機(jī)反時(shí)限過載保護(hù)、具有自檢功能、故障時(shí)閉鎖啟動(dòng)、故障歷史記錄、過電壓保護(hù)、防凝露保護(hù)、零序接地保護(hù)、起動(dòng)和運(yùn)行故障保護(hù),分別輸出無源硬接點(diǎn)，送至后臺(tái)監(jiān)控。
⑽ 軟起的控制回路應(yīng)能滿足設(shè)計(jì)需要，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)可順利在“軟啟動(dòng)/直接啟動(dòng)”之間切換。其中旁路真空開關(guān)具有機(jī)械保持的操作機(jī)構(gòu)，能直接起動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)。
⑾ 顯示：顯示屏為L(zhǎng)CD，具有背光、屏幕保護(hù)功能；采用中文顯示，菜單操作、人機(jī)界面良好。
⑿ 通信接口：軟起動(dòng)裝置設(shè)有RS485接口，可與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備的工作情況。
XPD-H軟起動(dòng)裝置廣泛應(yīng)用于大型鋼鐵、石油、化工、鋁業(yè)、消防、礦山、污水處理、發(fā)電等工業(yè)領(lǐng)域。能很好的與電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)設(shè)備配套使用，如：各種泵類、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、制冷設(shè)備、滾軋機(jī)、粉碎機(jī)、攪拌機(jī)、傳送帶等機(jī)電裝置。
現(xiàn)從XPD-H軟起動(dòng)裝置在水泵站的成功應(yīng)用，進(jìn)行高壓固態(tài)軟起動(dòng)器在大型給排水工程中的特性分析