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大功率電驅(qū)壓縮機(jī)起動(dòng)方式探討

   【壓縮機(jī)網(wǎng)】隨著生產(chǎn)力不斷提高,各種大型電機(jī)應(yīng)用于壓縮機(jī)設(shè)備的驅(qū)動(dòng),使得壓縮機(jī)生產(chǎn)廠家不斷加大各種大氣量、高壓壓力壓縮機(jī)的產(chǎn)出,而用戶只是在工藝的要求下,采購(gòu)了各種大型壓縮機(jī)機(jī)械,卻往往忽視了自身供配電系統(tǒng)的升級(jí)。一個(gè)小小空壓站,一臺(tái)空氣壓縮機(jī)機(jī)組功率達(dá)到160kW以上。加之附屬控制系統(tǒng),輔助機(jī)械設(shè)備功率增加,對(duì)空壓站的供電電路要求越來(lái)越高,電纜、空開的選用越來(lái)越大。如何能根據(jù)不同的電驅(qū)壓縮機(jī)組功率,選擇滿足大功率壓縮機(jī)使用要求,成為當(dāng)前的主要問題。
 
  舉例,一臺(tái)功率125kW的雙螺桿制冷壓縮機(jī),采用不同的啟動(dòng)方式,將會(huì)對(duì)用戶電網(wǎng)造成不同的沖擊電流。選擇電流為YJV3*185+1*95,要求電纜為銅芯,電纜z*大工作溫度為40℃,現(xiàn)場(chǎng)電纜敷設(shè)長(zhǎng)度不得超過100米,計(jì)算電流:Ia=Q /(380*COSΦ*√3),要求計(jì)算電流必須小于現(xiàn)場(chǎng)電纜的允許z*高溫度下載流量。如COSΦ功率因素取0.85,計(jì)算電流Ia為223A,而電纜可載z*大功率為370kW,而且一般的大型機(jī)械設(shè)備,供電需要從其就近的配電室引入電纜。電纜的上端也必須有足夠的過流限載保護(hù)功能,否則這么大的電流如果直接啟動(dòng)將會(huì)直接讓配電室變壓器過流空氣開關(guān)脫扣。
 
  每一臺(tái)雙螺桿制冷壓縮機(jī)需要一個(gè)容量控制系統(tǒng),它通過控制滑的位置從而調(diào)節(jié)制冷壓縮機(jī)的負(fù)荷的大小,滑的位置由油壓來(lái)控制滑閥活塞推動(dòng)滑閥移動(dòng),達(dá)到上載、卸載和保持。每臺(tái)制冷壓縮機(jī)的負(fù)荷不同,驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)的電機(jī)起動(dòng)式所需要的扭矩也就不同。在供電電壓不變的情況下,對(duì)應(yīng)的電機(jī)起動(dòng)電流會(huì)變化。
 
  目前制冷壓縮機(jī)常見的啟動(dòng)方式有:
 
  1.星—三角啟動(dòng):特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠、啟動(dòng)電流200~300%FLA(滿載電流),有兩次電流沖擊。
 
  2.固態(tài)啟動(dòng)器啟動(dòng)(利用可控硅控制降壓?jiǎn)?dòng)):特點(diǎn)是外形小,可掛在電機(jī)旁邊,啟動(dòng)電流300~400%FLA(滿載電流),有一次電流沖擊。
 
  3.VSD變頻器啟動(dòng):?jiǎn)?dòng)電流不會(huì)超過100%FLA(滿載電流)。
 
  比如一臺(tái)制冷量為738kW的雙螺桿制冷壓縮機(jī),其消耗功率:154kW,那么現(xiàn)場(chǎng)電源供應(yīng): 
 
  電機(jī)啟動(dòng),壓縮機(jī)采用星形/三角形開式換轉(zhuǎn)啟動(dòng)器,星形/三角形啟動(dòng)器采用3個(gè)交流接觸器,星形/三角形啟動(dòng)可以將前4—7秒的啟動(dòng)電流限制在約33%LRA。完成三角形連結(jié)后,電流升至正常運(yùn)行水平。當(dāng)控制系統(tǒng)發(fā)出壓縮機(jī)啟動(dòng)信號(hào)時(shí),相應(yīng)的繼電器通電,繼電器觸點(diǎn)切換,使電機(jī)啟動(dòng)器為“星形”連接并維持4—7秒。如果超過7秒則認(rèn)為轉(zhuǎn)換失敗。
 
  制冷壓縮機(jī)容量控制,壓縮機(jī)在z*小負(fù)荷位置啟動(dòng),并通過連續(xù)作用的三個(gè)電磁閥,控制機(jī)組運(yùn)行在25%,50%,75%,100%。容量調(diào)節(jié)閥在啟動(dòng)時(shí)將控制負(fù)荷到z*小負(fù)荷位置,以確保壓縮機(jī)在電機(jī)z*小負(fù)荷下啟動(dòng)。
 
大功率電驅(qū)壓縮機(jī)起動(dòng)方式探討
 
  以下為幾個(gè)概念的分析:
 
  1)額定電流:是指用電器在額定電壓下工作的電流,用電器工作時(shí)電流不應(yīng)超過它的額定電流,三相電動(dòng)機(jī)的額定電流是指電機(jī)電源引入線的線電流,
 
  額定電流計(jì)算公式:
 
  Ie=P/(√3U*η*cosφ) 
 
  P—電動(dòng)機(jī)額定功率
 
  U—電動(dòng)機(jī)線電壓,
 
  η—電動(dòng)機(jī)滿載時(shí)效率
 
  cosφ—電動(dòng)機(jī)滿載時(shí)功率因數(shù)
 
  2)滿載電流(FLA):是指該設(shè)備額定功率除以額定電壓*額定功率因素
 
  3)堵轉(zhuǎn)電流(LRA):是壓縮機(jī)堵轉(zhuǎn)時(shí)的電流,將電機(jī)軸固定不使其轉(zhuǎn)動(dòng),通電,這時(shí)候的電流就是堵轉(zhuǎn)電流。
 
  4)啟動(dòng)電流:是指電器設(shè)備(感性負(fù)載)在剛啟動(dòng)時(shí)的沖擊電流,是電機(jī)或感性負(fù)載通電瞬間到運(yùn)行平穩(wěn)的短暫時(shí)間內(nèi)的電流變化量,這個(gè)電流一般為額定電流的4—7倍。
 
  5)沖擊電流是指輸入電流達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)前所通過的z*大瞬間電流。(大功率的電機(jī)啟動(dòng)必須加裝啟動(dòng)設(shè)備,以降低啟動(dòng)電流)。常見的交流電機(jī)啟動(dòng)方式有:直接啟動(dòng)、串電阻啟動(dòng)、自耦變壓器啟動(dòng)、星三角減壓?jiǎn)?dòng)、變頻器軟啟動(dòng)、雙三角啟動(dòng)(表1)。
 
大功率電驅(qū)壓縮機(jī)起動(dòng)方式探討
 
   6)斷路器是指在三相交流電源輸入端子接入電器元器件,作用為通斷、過流、過壓保護(hù)等功能。斷路器的容量為額定電流的1.5~2倍之間。
 
  7)交流接觸器:為了能在系統(tǒng)故障時(shí),有效的切除輸入電源,可以在輸入側(cè)安裝交流接觸器控制主回路電源的的通斷,以保證安全。
 
  8)輸入交流電抗器:是指為了防止電網(wǎng)高壓輸入時(shí),大電流流入輸入電源回路而損壞整流部分元器件,需要在輸入側(cè)接入交流電抗器,同時(shí)也可改善輸入側(cè)的功率因數(shù)。
 
  9)輸出電抗器:是指當(dāng)變頻器和電機(jī)之間的距離超過50米時(shí),由于長(zhǎng)電纜對(duì)地的寄生電容效應(yīng)導(dǎo)致漏電流過大,變頻器容易頻繁發(fā)生過流保護(hù)。同時(shí)為了避免電機(jī)絕緣損壞,須加輸出電抗器補(bǔ)償。
 
  10)接地線的連接(PE)是指為了保證安全,防止觸電和火警事故,變頻器的接地端子PE必須良好接地(接地線要短而粗)。
 
  不同制冷設(shè)備、空氣壓縮機(jī)組在大功率電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下正常工作,一般不會(huì)存在問題。只是需要重視電機(jī)根據(jù)不同負(fù)載,加卸載和頻繁性電機(jī)自然啟動(dòng),同時(shí)更加注意電機(jī)設(shè)備在啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)前,啟動(dòng)電流對(duì)整個(gè)供電電網(wǎng)的沖擊。而作為用戶,僅僅是根據(jù)廠家提供的設(shè)備安裝條件,去滿足設(shè)備能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所需電壓和電流、敷設(shè)電流的載流量、所配空氣開關(guān)的負(fù)載電流,是不夠的。一臺(tái)大功率的電驅(qū)壓縮機(jī),啟動(dòng)方式不同,造成對(duì)其他設(shè)備的負(fù)載運(yùn)行也是不同的。需要用戶根據(jù)自己所供配電系統(tǒng)和所選購(gòu)的大功率電驅(qū)壓縮機(jī)不同的啟動(dòng)方式,來(lái)考慮不同的供配電系統(tǒng)、電路設(shè)計(jì)。因本人水平有限,以上內(nèi)容,如有不足之處,請(qǐng)指正。
 

標(biāo)簽: 起動(dòng)大功率壓縮機(jī)  

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