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案例頻道摘要： 本文介紹了軟啟動(dòng)器在低壓大功率水庫(kù)泵站中的應(yīng)用，給出了系統(tǒng)電氣原理圖，軟啟動(dòng)器主要參數(shù)設(shè)定值，一臺(tái)軟啟動(dòng)器驅(qū)動(dòng)多臺(tái)電機(jī)軟起軟停的解決辦法及調(diào)試中要注意的主要問(wèn)題。
Abstract: The paper discusses the application of soft starter in high power low voltage reservoir pump station, draw the system electric schematic, list the main setting value of Soft Starter's parameter. It also explores the method of multi-motors driving, and general information about debug.
關(guān)鍵詞： 城市供水 水泵 軟啟動(dòng)器 軟啟動(dòng) 軟停止
一、 引言：
城市供水系統(tǒng)的水庫(kù)泵站一般都配備大功率水庫(kù)泵及增壓泵若干臺(tái)，其良好穩(wěn)定運(yùn)行為城市居民的生活用水和社會(huì)主義工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)可靠的保證。目前，很多現(xiàn)有設(shè)備已經(jīng)趨于老化，日常維修工作量大，控制原理也較為落后。如何在不增加大量投資的前提下對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行合理改造，以發(fā)揮最高的工作效能，是當(dāng)前需要重點(diǎn)解決的問(wèn)題。
上海自來(lái)水公司市北泵站管理所下屬真北泵站共有三臺(tái)280kW增壓泵和三臺(tái)280kW水庫(kù)泵。均采用自耦啟動(dòng)柜進(jìn)行啟動(dòng)，啟動(dòng)電流大，并且隨著設(shè)備的長(zhǎng)期使用，開(kāi)關(guān)元件及出水閥門的損耗比較嚴(yán)重。為了降低運(yùn)行成本，減少設(shè)備損耗，提高管理水平，決定采用PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)和電機(jī)軟啟動(dòng)器對(duì)原設(shè)備進(jìn)行改造。
二、 工作原理及改造方案：
1. 控制原理
電機(jī)啟動(dòng)器決定使用軟啟動(dòng)器。軟啟動(dòng)器的基本原理如圖1所示，通過(guò)控制可控硅的導(dǎo)通角來(lái)控制輸出電壓。因此，軟啟動(dòng)器從本質(zhì)上是一種能夠自動(dòng)控制的降壓?jiǎn)?dòng)器，由于能夠任意調(diào)節(jié)輸出電壓，作電流閉環(huán)控制，因而比傳統(tǒng)的降壓?jiǎn)?dòng)方式（如串電阻啟動(dòng)，自耦變壓器啟動(dòng)等）有更多優(yōu)點(diǎn)。例如滿載啟動(dòng)風(fēng)機(jī)水泵等變轉(zhuǎn)矩負(fù)載、實(shí)現(xiàn)電機(jī)軟停止、應(yīng)用于水泵能完全消除水錘效應(yīng)等。
目前，國(guó)內(nèi)外的電機(jī)軟啟動(dòng)器控制系統(tǒng)一般都采用1臺(tái)軟啟動(dòng)器配1臺(tái)電機(jī)的控制方案，為了節(jié)省投資，經(jīng)過(guò)多方論證，并且與上海津信變頻器有限公司的技術(shù)專家一起進(jìn)行了模擬試驗(yàn)，最終決定采用1臺(tái)軟啟動(dòng)器帶多臺(tái)電機(jī)的方案。同時(shí)，也為了最大限度地保障設(shè)備無(wú)故障連續(xù)運(yùn)行，對(duì)原自耦啟動(dòng)柜進(jìn)行了改造，保留原來(lái)自耦啟動(dòng)的全部功能，并且利用原自耦柜中的運(yùn)行接觸器，作為軟啟動(dòng)器的旁路接觸器，在軟啟動(dòng)器啟動(dòng)完畢后將其旁路，以便軟啟動(dòng)器可以繼續(xù)控制其他的電機(jī)。軟停止控制策略則正好相反，首先要將原自耦柜中的運(yùn)行接觸器斷開(kāi)，電機(jī)切換到由軟啟動(dòng)器控制，然后啟動(dòng)軟啟動(dòng)器的軟停止功能，逐漸減小輸出電壓，將電機(jī)慢慢停下來(lái)，最后軟啟動(dòng)器退出，等待接受下一個(gè)啟動(dòng)或停止操作。
2. 系統(tǒng)組成框圖：
圖2為單路進(jìn)線的主回路接線圖
圖2
3. 主要設(shè)備選型：
供水系統(tǒng)關(guān)系到千家萬(wàn)戶，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和設(shè)備的選型要考慮其可靠性以及產(chǎn)品制造商的資信，使系統(tǒng)在正常工作條件下，盡可能做到萬(wàn)無(wú)一失。但同時(shí)又要兼顧系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，因此在設(shè)備的配備上對(duì)主要關(guān)鍵性設(shè)備盡可能選用國(guó)內(nèi)外優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，對(duì)一些不影響系統(tǒng)性能及可靠性的輔助設(shè)備，可選用價(jià)廉物美的產(chǎn)品，以提高整個(gè)系統(tǒng)的性價(jià)比。
3.1 可編程序控制器（PLC）選型
PLC是控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部件之一，選型的時(shí)候除了要滿足以上要求之外，還要考慮到今后的維護(hù)和擴(kuò)展以及與其他泵站保持統(tǒng)一的通訊接口，為今后連接上位機(jī)監(jiān)控做好準(zhǔn)備等。綜合考慮之后，決定采用ROCKWELL的SLC500系列PLC。
3.2 軟啟動(dòng)器選型：
選用丹麥丹佛斯工業(yè)有限公司生產(chǎn)的MCD3000型工業(yè)軟啟動(dòng)器，該產(chǎn)品具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：
1. 有專用的旁路接線端子，在旁路時(shí)還有電流監(jiān)控，能作過(guò)載保護(hù)；
2. 丹佛斯軟啟動(dòng)器有1帶多的專有功能，特別適用于此次改造；
3. 丹佛斯軟啟動(dòng)器有內(nèi)置的軟停止功能；
4. 丹佛斯軟啟動(dòng)器是真正的恒電流閉環(huán)控制，能以設(shè)定的啟動(dòng)電流值作最快速的啟動(dòng)，啟動(dòng)完成的邏輯判別也更合理。
水泵電機(jī)型號(hào)為JS137-6，280kW，493A，983rpm。泵站由兩路高壓進(jìn)線供電，每路帶3臺(tái)電機(jī)。因此決定采用2臺(tái)300 kW軟啟動(dòng)器（型號(hào)為MCD3300），每路電源接1臺(tái)軟啟動(dòng)器，每臺(tái)軟啟動(dòng)器負(fù)責(zé)3臺(tái)電機(jī)的軟啟動(dòng)和軟停止。其啟動(dòng)控制原理請(qǐng)見(jiàn)圖3，啟動(dòng)時(shí)完全為電流閉環(huán)控制，等到電機(jī)加速至額定轉(zhuǎn)速時(shí)，電流也降至額定電流，可控硅完全開(kāi)足，最后軟啟動(dòng)器發(fā)出運(yùn)行信號(hào)。
圖3
三、參數(shù)設(shè)置
北京市公安局海淀分局備案號(hào)：11010802023656號(hào)