摘要：金堆城钼矿随着采矿深度加大，采场内积水外排所需泵送的流量和扬程随之加大，采用电机的功率也逐渐加大，逐渐应用高压电机。高压电机均采用直接起动，大功率电机的直接起动严重影响电源质量。2017年在排水泵站应用固态软起动装置，改善了电源质量。
关键词：高压电动机 固态软起动 排水泵站 可控硅
Abstract: As the mining depth of Jinduicheng molybdenum mine increases, the flow rate and lift required for drainage of accumulated water in the mining field will increase. the power of the motor will also gradually increase and the high-voltage motor will be gradually used. High voltage motors are all started directly. direct starting of high power motors seriously affects the quality of power supply. The application of solid soft starter in drainage pumping station in 2017 has improved the quality of power supply.
Key words: High voltage motor solid state soft start drainage pump station SCR
1 项目背景
金堆城钼矿露天矿1995年进入凹式开采，前期均采用低压小功率矿用渣浆泵进行矿坑水外排作业。2007年金堆城钼矿已进入1056平盘开采，低于水平面100米，矿坑积水需扬送105米方可送出采场。金堆城钼业公司新建了1056泵站，1056泵站由高压配电室和泵房两部分组成，采用6KV高压配电，一方面高压配电室有两条出线至采场电铲和牙轮钻高压移动设备用电，第二方面在泵房固定式安装5台大流量高扬程离心泵，该泵型选用大型单级双吸离心泵配置6KV高压400KW电机，泵站设计采用高压直接起动拖动水泵运转。
2原高压电机起动方式的缺点
2007年建成1056泵站，采用高压直接起动方式拖动水泵。直接起动就是电机在全压的条件下直接起动电动机，起动电流大，引起的电压压降大。缺点一：对于供电系统有较大的冲击，影响电网其他设备的正常运行，体现在。缺点二： 超大型电机直接起动的大电流对电网的冲击几乎类似于三相短路对电网的冲击，常常会引发功率振荡，使电网失去稳定。缺点三：起动电流中含有大量的高次谐波，会与电网电路参数引起高频谐振，造成继电保护误动作、自动控制失灵等故障。电机额定电流为40A，起动时最大电流为。在实际运行当中，采用GG-1A高压柜远程控制，现场采用JXF3002操作箱现场操作启停。
3 高压电动机智能固态软起动装置的应用
2017年金堆城钼矿开始开拓984平盘，并对984平盘积水进行外排。在984平盘新建一级泵站，采用浮船上部安装单级离心泵的新型安装方式，在水泵的起动方面应用了高压电动机智能固态软起动装置。该装置为追日公司产GZRQ系列产品GZRQ-65/6型。
3.1高压电动机固态软起动器的作用及特点
GZRQ系列电动机软起动是采用电力电子技术、微处理器技术及现代控制理论设计的具有当今国际先进水平的新型起动装置。该装置能有效地限制异步电动机起动时的起动电流，已广泛应用于风机、水泵、输送类及压缩机等设备的起动。
3.2工作原理
GZRQ系列中高压电动机智能固态软起动装置（以下简称软起动装置）采用高质量串并联用晶闸管，无级控制输出电压，使电动机平稳地起动和停止。该装置串接在三相交流电源与三相交流异步（或同步）电动机输入端之间，接通电源后，通过主控单元控制驱动电路调节三相独立的反并联可控硅SCR阀组的相角来改变三相电动机的交流输入电压和电流，从而慢慢地增加电机转矩达到恒流起动或按一定斜率曲线变化起动和停车的目的。当起动完成后，旁路接触器自动吸合，电动机投入电网运行。该装置本身可具有过载、缺相、运行过流等故障保护功能，能有效地避免因电动机起动电流过大给电网带来的有害冲击，在有限的电网容量下正常使用大功率电机并延长其使用寿命。
3.3GZRQ系列软起动器控制模式及工作状态
GZRQ系列软起动的起动方式有电压斜坡起动、电流限幅起动，这两种独立的起动运行方式，可根据不同负载及具体要求自行设置选择。
3.3.1电压斜坡软起动控制模式
图1 电压斜坡起动
图1给出了电压斜坡起动的电压变化波形图。其中为起动时软起动器输出的初始电压值。当电机起动时，软启动器的输出电压迅速上升到U0,然后按不断加速，当电压达到额定电压Ue时，电机达到额定转速，起动过程完成。初始电压U0和起动时间t均可根据负载情况进行设定，U0的设定范围为电网电压的30~100%，t的设定范围为1~60秒。
3.3.2限流软起动控制模式
图2限流起动
在限流起动模式下，当电机起动时，其输出电压值迅速增加，直到输出电流达到设定的电流限幅值Im,如图2所示。并保持输出电流不大于该值，使电动机逐渐加速，当电动机接近额定转速时，输出电流迅速下降至额定电流Ie,完成起动过程。电流限幅值可根据实际负载的情况进行设定，设定范围为电机额定电流Ie的200~500%（即2~5倍）。
3.4高压软起动器的实际运行方式
3.4.1 软启动柜的安装
在984泵站安装浮船式泵站，原有浮船式泵站采用低压大功率潜水泵，配备800KVA变压器两台互为备用，备用变压器空耗较大。2017年在984泵站安装浮船泵站改变了以往应用低压大功率潜水泵的安装方式，改用配备高压电机的单级双吸离心泵在浮船上安装。将1056泵站高压配电室的两条6KV出线1056Ⅰ和1056Ⅱ以架空线方式引至996平盘，以水泥杆安装ZW8-12G/630-20型柱上真空断路器，真空断路器下侧用高压橡套电缆引入高压软起动柜的高压侧。高压软启动器柜安装在996平盘，与浮船泵站相差12米平盘高差，架设高压电缆引上浮船进高压电机。
图3 高压电机固态软起动柜的一次拓扑图
3.4.2运行参数的设置
984浮船泵站水泵起动选用了限流型软起动方式，在触摸屏内完成参数设置。电机的额定电流为47A，起动限流为额定电流的300%，限流起动时间为30S，限流软起初始值为40%，限流软起结束值为90%，旁路电流设置为45A。起动保护设置，起动电网过压130%，过压动作时间为1S，电网欠压70%，欠压动作时间为1S，起动速断600%，速断时间0S，起动过流500%，过流动作时间为1S。
4 改造后的优点
取消了两台800KVA大型变压器的使用，减少的变压器空耗。降低电动机的起动电流，减少起动应力，延长电动机及相关设备的使用寿命，节约维护成本。平稳的起动和软停车功能避免了传统起动设备的喘振问题、水锤效应。多种起动模式及宽范围的电流、电压等设定，可适应多种负载情况，改善工艺；完善、可靠的监测、保护功能，更有效的保护电机和设备的安全运行；可频繁启停，实现一拖多，降低采购成本。
论文作者:张俊峰,龙尚志
论文发表刊物:《基层建设》2018年第23期
论文发表时间:2019/11/18
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