软启动方式与传统降压启动在实际应用中的比较

以我厂的一台离心式通风机电机起动为例：该电机容量160kW，额定电流300A，额定电压380V，供电线路300m，电缆主截面120mm2双并，供电主变压器容量1000kVA，电机为重载起动，在采用全压直接启动时计算情况如下：

供电变压器一次侧短路容量

S=SjXjs=Sj/(X1max+X1)＝100/(1.088+0.143)＝81.2MVA

电动机额定起动容量

Sqd=Kd×Sed=Kq×√3UedIed=7×√3×0.38×0.3=1.38MVA

电机电缆线路电抗

X1＝(X0+5/S)×1/2＝(0.07+5/120)×0.3/2＝0.0168

电机启动回路额定输入容量

Sq=1/[(1/Sqd)+(X1/U²m)]=1.19MVA

母线短路容量

Sd1=sb/[Xb+(sb/S′)]=1/[0.0663+(1/81.2)]=12.7MVA

预接负荷的无功功率

Qfh＝0.6(Sb－0.7Sed)＝0.517MVA

电机启动时母线电压

Uqm=[(Sd1+Qfh)+(Sd1+Qfh+Sq)]×0.38=0.917×0.38=0.34KV

电机启动时的端子电压

Uqd＝Uqm×(Sq/Sqd)×0.38=0.917×(1.19/1.38)×0.38=0.30kV

注：Kq(电机额定启动电流倍数)；X1—线路阻抗，计入电阻后取(X0+5/S)/1，S—电缆截面；Um—母线额定电压(取6.3kV)，Sb—供电变压器额定容量；S′—供电变压器一次侧短路容量；Sed—电机额定容量，Sj—基准容量(取100MVA)；GD2—机组的总飞轮距；ne—电机额定转速；mqp—电机平均起动转矩相对值；mj—机组的静阻转矩相对值

该电机起动时，系统母线电压下降了40V左右，电机的端子电压只有原电压的79％左右，低于电机直接起动所需85％端子电压的要求，不符合启动要求。

若采用自藕变压器降压起动，粗略计算如下：

Sq＝1/(1/K²×Sqd+X1/U²m)＝1/(1/0.8²×1.38+0.0168/0.38²)＝0.80MVA

 

Uqm=[(Sd1+Qfh)/(Sd1+Qfh+Sq)]×0.38＝0.766×0.38＝0.291kV

 

Uqd=Uqm×(Sq/KSqd)×0.38=0.766×[4.03/(0.8×1.38)]×0.38=0.211kV

 

tq=GD²Ne²/365Ped×(U²qdMqp－Mj)=3×7452/365×160×(0.2112×0.54－0.3)=103s

注：GD²—机组的总飞轮距；Ne—电机额定转速；Mqp—电机平均启动转矩相对值；Mj—机组的静阻转矩相对值启动时间过长，启动困难且需增加一套降压启动设备。从日常的维护检修方面来看，其故障率较高，启动的电流冲击对电机也有不利。

选用软启动方式中的软启动加脉冲突跳方式进行控制，不仅启动设备简单，而且通过下图可看出：在电机得到初始的启动转矩开始，启动电压开始无级增加，在选用了突跳启动功能，可为电机提供一个大提升转矩以克服负载的惯性，较快地完成启动过程。根据实际启动情况，电机的实际启动时间为25s。

总结
通过以上的论述，我们可以发现传统的启动方式虽然在现今仍应用较多，但软启动的卓越启动及保护功能已逐渐被人们所认可。在今后的电动机控制中，当有符合以下七条中的一条或几条时，使用软启动技术更经济、合理地控制电机，提高电动机的潜能发挥，更好地为生产及生活服务。

1.正常运行时不要求电机具有调速或节能的速用要求，只加快启动过程的工作状态；

2.负载自身不允许在正常时产生压降，降速的可能性；

3.电机功率较大，为满足起动条件，要造成主变压器容量加大的场合，这点可降低配电容量，避免增容投资；

4.对电网电压波动要求严格，对压降要求≤10％Un的供电系统；

5.设备精密，不允许高启动冲击，从而对产品质量要求正常使用产生不良后果的；

6.机械设备或负载工况条件不允许直接启动或采用老式的降压启动；

7.对大、中容量电动机启动过程能量损失可观，需节能时。