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高压电源驱动压缩机与高压出线柜控制(上)

来源:上海罗德康普螺杆压缩机有限公司 作者:盛工 发布时间:2014-01-06 浏览次数:
导读:文章是由罗德康普电气总工程师盛工在压缩机杂志2014年1月刊发表的,上海罗德康普螺杆压缩机有限公司是专业的螺杆压缩机生产厂家,做好技术服务是我们一贯的宗旨!

压缩机电器

通常功率在250KW以上压缩机用户往往都会选择高压电源来驱动,特别是多台压缩机的供气系统选择比例更高。高压电源压缩机采用的电压有3KV、6KV、10KV等,3KV电压国内的很少用,它是美国、日本等国家的高压电源标准,通常为进口设备引进时采用(比如上海宝钢),国内压缩机常用高压电源电压是6KV与10KV。


为什么大功率压缩机主电机绝大多数采用高压电源而不采用常用的380V电源那?先来说说高压电机采用高压电源驱动有何好处?我们知道电动机的启动瞬间电流是其额定电流的5—8倍,例一台250KW电动机在380V电压下启动,其额定电流为450A,启动倍数若为7,则启动电流450*7=3150A,可见如此大的电流对电网冲击非常大,这样大的电流对用户的电网质量有很大危害。另外连接到高压电机的导线电压损失也会很大,假设电动机导线阻抗为0.02Ω,在电源电压380V时,则启动瞬间电源电压损失为0.02*3150=63V,此时电网电压到电动机接线端仅剩为317V,电动机处在低电压状态下启动,致使电流增加,造成电动机温度升高,长期如此会造成电动机绝缘老化至损坏。另外我们知道电机功率是电压和电流的乘积之比,380V电机功率增大到一定程度,大电流使导线允许的承载能力受到限制,很难做成大功率的,为此大功率电机采用高压电源来驱动自然就成为最佳的选择了。


当然380V大功率电动机的启动方式不会采用直接启动,在压缩机行业通常采用星三角启动、软起动器启动,变频启动等方式。变频器是通过改变频率与电压来启动的,U/F之比是常数,为此磁通基本恒定,启动力矩较大,所以启动电流小,当然变频器还有节能、恒压供气的优点。但除了变频启动外,软起动器是通过晶闸管的导通角来改变启动电压(电压的调节是无极的),即是一种降压启动方式来减低电动机的启动电流。星三角是最简单的降压启动,通过三只接触器的转换来实现的,启动时电压220V,启动后运行电压380V。压缩机启动时不是真正的空载状态,进气阀上有个微孔,它是要建立一个初压力,至少要提供给加载时进气阀的气缸能量,所以要比空载电流大一些。为此软起动器的启动电流倍数大约在2.5倍(450×2.5=1125A),星三角启动电流大约在3.5倍(450×3.5=1575A),可见实际启动电流还是不小,对电网还存有一定的影响。


当然在用户电网容量足够大情况下,大功率电动机采用380V启动运行也不是不可行的,例1上海长江隧道(浦东—长兴岛)项目:3台60立方星三角启动螺杆压缩机,电动机功率315KW。例2安徽马鞍山马钢彩钢板项目: 3台40立方软启动螺杆压缩机,电动机功率250KW。上述是我公司生产过的比较典型的案例,一个是国家级重点项目、一个是地方级重点项目,电网容量能满足大功率压缩机启动运行是没有问题的,连接电机的导线截面也非常可观,比如上海长江隧道项目每相电缆为2×185平方。但本人接触到的大功率压缩机案例98% 均采用高压电源来驱动的。(注:低压电机功率< 315KW)


我们知道电功率=电压×电流,在电功率一定的前提下,电压高了,电流就降低了,若采用6KV、10KV高压电源,同样250KW的电动机其额定电流仅分别为30A、18A。则:6KV高压电机直接启动电流30×7=210A,10KV高压电机直接启动电流18×7=126A,显然启动电流就变得很小了,也就无需考虑启动电流对电网冲击影响电网质量。设高压电机导线阻抗0.1Ω(比低压时大5倍),6KV线路电压损失仅为0.1*210=21V,10KV线路电压损失仅为0.1*126=12.6V,对于几千伏的高压电源来说几十伏电压的线路损失根本不用去考虑了。综上所述大功率压缩机采用高压电源驱动好处就不言而喻了,一是启动电流小,二是导线压降低,还有就是高压大功率电机的制造克服了低压电机线圈截面限制的瓶颈。


高压电源压缩机需要两套电源系统供电,除了有高压电源提供给高压电机驱动螺杆压缩机外,还需要有380V的低压电源来提供压缩机的控制电源与冷却风机的驱动电源等。380V电源接入压缩机电控箱内,高压电源直接与高压电机连接,这里我那发现压缩机的电控系统与高压电源没有什么直接的关系,那么压缩机的电控(无论是单片机系统还是PLC系统)如何来实现压缩机的控制运行那?

注:未完待续。。。。

 

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