低压软启动器选用时需注意的问题

软启动器以体积小，转矩可以调节、启动平稳冲击小并具有软停机功能等优点得到了越来越多的应用，大有取代传统的自耦减压、星－角等启动器的趋势。由于软启动器是近年来新发展起来的启动设备，在设计、安装、调试和使用方面还缺少指导性的规范与规程。我们在软启动器安装、调试工作中也遇到了一些实际技术问题。例如：不同启动负载软启动器的选型、软启动冲击电流与过流保护定值的配合、软启动设备容量与变压器容量的关系等问题。
1、软启动器简介
　　目前，市场上常见的软启动器主要有电子式、磁控式和自动液体电阻式等类型。电子式以晶闸管调压式为多数。变频器在某种意义上也是一种软启动器，而且是能够真正地实现软启动的启动器，只是造价要高些。
　　晶闸管式软启动器是串接在电源与电动机之间的三组正反向并联的晶闸管，通过微电脑控制触发导通角实现交流调压。晶闸管式软启动器启动方式有斜坡电压型、突跳加斜坡电压型和限流型等可供选择。
E i8 o0 j ?2 X! E　　磁控式软启动器是利用磁放大器原理制造的串联在电源和电动机之间的三相饱和电抗器构成软启动装置。启动时通过字控制板调节磁放大器控制绕组激磁电流，改变饱和电抗器电抗值调节启动电压降，实现电动机软启动。C5 b' a4 g f/ f0 n5 l9 C! I
　 不论晶闸管式软启动器磁控式软启动器启动时只能调节输出电压，达到控制启动时电压降、限制启动电流目。一般软启动器不能调节电源频率，也就不能象变频器那样从零频零压开始启动电动机，实现无冲击启动。实际上软启动器启动设备时要产生一定冲击电流；斜坡电压型控制软启动器启动时电压、电流变化曲线见图1所示。晶闸管式软启动器采用斜坡电压启动时，开始时要使软启动器输出一个初始电压（初始电压80~280V之间可以调节），使电动机产生足以克服机械设备静摩擦初始转矩，拖动设备开始转动，启动电流为Is。微电脑控制下，继续增加输出电压使电动机加速。当软启动器输出电压接近额定电压时，电动机就已达到额定转速，Is降为负荷电流In。启动时间t1结束时，软启动器输出额定电压并发出旁路信号，使旁路接触器闭合，软启动器停止输出电压，电动机转入正常运行。软启动初始转矩可以给定初始电压和启动时间进行调节，控制启动电流2~4.5倍电动机额定电流以内。; ~
　　低压软启动器停车方式主要有自由停车，软停车，制动停车三种。传统电动机停车方式常用自由停车，但有许多应用场合，自由停车会产生很大问题，如高层建筑水泵系统，采用自由停车，会产生巨大“水锤”效应，使管道、水泵损坏。利用软停车可以消除自由停车带来这种反惯性冲击。停车时刻t2发出停车指令，电动机端子电压从Un缓慢下降，电压下降瞬间电动机电流会有一个小电流冲击，然后电动机电流会随电压下降而下降，直至电动机停下来。
2、低压软启动器选用时应注意问题~/ S0 X8 B
2．1低压软启动柜电气接线与元件排列
　　一般低压软启动柜电气接线如图2所示。柜内电气元件按图示顺序排列，作到主接线简短不交叉，便于铜排连接。软启动器安装接触器右侧不受其他元件发热影响。软启动器与控制柜边壁及其他元件间距要求≥100mm，方便软启动器散热。
2．2软启动器选型
　　除了技术、性能、价格比较外，还要考虑设备现场的电网容量、设备启动负荷轻重、启动频繁程度等具体条件。. {& a$ U' x x' O
　　对于水泵类启动负载较轻设备，可选择功能简单、价格较低、操作方便软启动器。这类设备根据电动机额定功率，选用样本规定相同容量的软启动器就能满足需要。对于大型风机、破碎机等启动负荷比较重的设备，应该选用启动功能比较多、有限流启动功能、自身保护比较齐全的软启动器。尤其功率比较大设备（200KW以上），最好选用启动功能比较全高性能软启动器。
2．3隔离器和熔断器选择
　　软启动柜中隔离电器，可以选用隔离开关也可以选用具有隔离功能塑壳断路器。小功率软启动柜宜选用隔离开关熔断器组合刀熔开关。不但起到隔离保护作用，还可以降低工程造价。隔离开关额定电流大于电动机额定电流就可以满足运行要求。
　　软启动器中晶闸管浪涌焦耳积分（I2t）值有限，选用断路器做短路保护装置不能有效保护晶闸管元件。建议选用快速熔断器做短路保护装置。快速熔断器可选用aR或NGT型半导体保护熔断器。选用快速熔断器一般不用做分断能力校验，aR型熔断器额定分断能力为50KA，NGT快速熔断器分断能力为120KA，能够满足一般配电工程需要。另外熔断器还有限流功能，对晶闸管的保护要比断路器可靠。
　　快速熔断器额定电流选用原则是设备启动时不会熔断，设备安装处发生最小短路电流时必须可靠熔断。具体选用时可设备负荷性质和电动机启动电流，查阅熔断器制造厂提供熔断器时间—电流特性曲线、I2t值及晶闸管I2t值进行计算选择。缺少上述资料时也可按下述经验公式计算选用：
　Ifn≥(1.8~2.0)*Ie(A). j
　　Ifn—快速熔断器额定电流(A)3
　　Ie—电动机额定电流(A)
2．4旁路接触器选择
　软启动结束时电动机已额定电压上运行，按电动机额定电流选用交流接触器就能满足要求。要注意是配柜接线时，作到软启动器与接触器同相连接，不要接错相序。
2．5过负荷保护装置选择
　　软启动装置过负荷保护装置应该选用具有过载保护、断相保护和温度补偿功能热过载继电器。具体选用时，要使电动机工作电流热元件整定电流范围以内。工作时容易过载设备，要使电动机额定电流值靠近热元件整定电流范围下限。
2．6变压器负载能力及保护整定值校验
　软启动装置选用时除注意上述要求外，还要注意为设备供电变压器负载能力。事前变压器已接近满载，要慎重选用软启动设备。尤其是要增设功率比较大设备时，更要核对校验变压器荷载能力和保护整定值；增加软启动设备后，变压器二次侧断路器短路短延时脱扣器整定值Ir2为：Ir2≥1.1(IL 1.35*K*Ie) A式中：IL—变压器正常运行时负荷电流 A；K—新增加软启动设备启动电流与电动机额定电流比值（见表1）；Ie—新增加电动机额定电流 A。计算出Ir2应小于变压器二次侧断路器现实际短路短延时脱扣器整定值；否则，新增加设备启动时，变压器二次侧断路器要分断跳闸。造成软启动器选用失败。
表1典型设备软启动效果及启动电流参考值
应用机械类型选用功能执行功能启动电流（%）启动时间（秒） 离心泵标准启动减少冲击，消除水锤3005~15!
螺杆式压缩机标准启动减少冲击，延长机械寿命3003~203
离心式压缩机标准启动减少冲击，延长机械寿命35010~40$T
活塞式压缩机标准启动减少冲击，延长机械寿命3505-10
$ c) i, V# V: g0 r/ V传送带运输机标准 突跳启动平稳，减少冲击3003-104
风机标准启动减少冲击，延长机械寿命30010~40
搅拌机标准启动降低启动电流3505~20
磨粉机重载启动降低启动电流4505~60
3、典型应用工控365论坛- C V/ _1 J/ ] t! y5 ?9 s
　　例：某市第二热源厂新增四台250KW循环泵，两台工作两台备用，变压器容量1250kVA，10/0.4kV，为降低电机启动电流及避免增容投资过大，我们用户要求采用软启动器。该负荷为水泵类，启动很频繁，采用性价比较优SS2-250型软启动器。隔离开关采用HD17-630/3，熔断器采用NT4-1250A，旁路接触器采用CJ29-500/3，热继电器采用JRS2-630/3。两年来运行正常，能够很好满足用户要求。

4、调整与试车
　　软启动控制柜安装完成后要进行认真检查。按设计图纸核对接线是否正确，连接是否可靠。晶闸管等电子器件不允许做绝缘电阻测试，只能用数字万用表高阻档检查软启动器中晶闸管绝缘情况。新软启动器（冷态时）每组晶闸管输入输出端子间测量电阻值应指示1.3MΩ左右，相间（相间未接控制回路时）、相对测量电阻值应该指示无穷大。检查确认无误后，软启动器输出端接上一台小功率电动机并设定启动方式、初始电压、启动时间和停机时间等技术参数。电动机与软启动器连接前，必须用500V绝缘电阻测试器检查电动机和电缆绝缘状态。绝缘电阻符合有关规定，才准许将电动机连接到软启动器输出端进行启动试验。第一次软启动前要对机械进行人力盘车，检查机械有无“卡堵”现象，然后进行设备启动试验并调节好启动参数后，就可以交付使用了。
　　总之，软启动器启动转矩大可以调节、设备启动时间短、有软停机功能、元件少维修量小，能够完成比较困难设备启动，是性能比较好电动机启动控制设备，应该到推广应用。