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浅谈操作过电压下的高压电机软起动保护措施.
万洲电气股份有限公司唐金龙
摘要:交流电动机的起动一直是人们关注的一个课题,尤其是高压大容量交流电动机,随着其用量的急剧增加,软起动问题就变得更加突出。本文从操作过电压产生机理出发, 阐述操作过电压对高压电动机的危害, 通过对高压电机在各种情况下操作过电压的探讨分析,,提出高压固态软起动器操作过电压的保护措施及对策,实现高压软起动器高可靠性的要求。
关键词: 高压电机软起动操作过电压晶闸管措施

众所周知,高压鼠笼式电动机在空载全压直接起动时,起动电流会达到额定电流的5~7倍。当电动机容量相对较大时,该起动电流将引起电网电压急剧下降,电压频率也会发生变化,这会破坏同电网其它设备的正常运行,甚至会引起电网失去稳定,造成更大的事故。交流高压电机在起动和停止时及真空断路器来关合和开断电路时会伴随有过电压产生,由于电网中的电气元件发生电磁振荡而形成幅值大、频率高的操作过电压,对电动机的绝缘及起动设备造成威胁,影响电动机甚至整个传动系统的正常运行。操作过电压值有时会达到额定电压的5倍以上,这样高的过电压会对电机的绝缘造成严重的危害。为了解决大型电动机直接起动时电流过大的危害问题。通常使用软起动装置,高压固态软起动器于上世纪80年代初在国外得到应用,90年代初引入国内,其具有体积小、起动性能优越、智能化、保护功能多等特点得到用户认可,但由于其相对昂贵的价格和认知度较低等原因,一直未引起中国用户的重视。近四五年,随着人们对软起动器的逐渐了解和认同,才得到了广泛的应用,并保持快速增长的势头。对操作过电压分析及采取相应保护技术可提高国内高压固态起动器的可靠性。
对于操作过电压,目前人们都是采取一些防范危害的办法,如安装压敏电阻、阻容装置等,而对如何去抑制操作过电压的产生,往往考虑的较少。对于操作过电压,许多软起动方法无能为力的。万洲电气股份有限公司研制成功的高压固态软起动器的过压保护技术可以很好地解决这个问题.。
2、操作过电压产生原因的分析
内部过电压是在电网额定电压的基础上产生的,所以随着电网等级的升高,内部过电压的幅值也按比例增加。通常,在中性点非直接接地的电网中,最大的过电压则可以达到四倍以上。操作过电压是内部过电压的一种类型,出现在由于“操作”引起的过渡暂态过程中。所谓“操作”,既包括断路器的正常或事故操作,例如分、合闸空载线路,也包括接地故障、断线故障等。“操作”的结果,该处的阻抗参数在某时刻发生突变,系统中的各个电气元件上的电压、电流值将从原来的初始值过渡到新的工频稳态值。随着电网额定电压的升高,采用系统中性点直接接地,线路长度和传输容量增加,使操作过电压及其影响增大。电力系统中各种操作过电压的发生原因、过程各异,影响因素也很多,但其根源均为电力系统内部存储的电磁能量发生交换和振荡。过电压的幅值、波形与电网结构和参数、中性点接地方式、断路器性能、运行接线及操作方式、限压保护装置的性能等多种因素有关。

真空断路器投合、断开高压电动机时,可以将其看为感性负载,快速暂态过电压会沿着传输线路以波的形式到达电动机端口。实际的传输线路不可能完全没有衰减和变形,但是由于真空断路器和电动机之间的输电线路很短,一般回路电缆长度在50~200m范围内,所