異步鼠籠型電動機以其結(jié)構(gòu)簡單、堅固耐用、價格低廉、維修方便等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用在各種工藝設(shè)備的拖動上，小區(qū)消防水泵的拖動也采用該種電動機。但是，該電動機在實際使用中還存在一些問題;主要是起動電流太大，通常為額定電流的6-7倍，全電壓起動時的沖擊轉(zhuǎn)矩對水泵造成沖擊，起動電流對電網(wǎng)形成干擾，而傳統(tǒng)的各種限流起動方法的可控性也難令人滿意。

 

    隨著電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，集軟起動、節(jié)能、保護(hù)于一體的PST系列軟起動器應(yīng)運而生，并得到廣泛應(yīng)用。本文就該裝置在消防泵房供電系統(tǒng)的應(yīng)用作一介紹。

 

    1、工作原理

    軟起動器的原理框圖參見圖一，軟起動器以晶閘管作為主回路，由單片計算機控制，電壓、電流、移相構(gòu)成一個調(diào)壓閉環(huán)起動設(shè)備，其主回路采用的是常見的三相交流調(diào)壓電路，由六個可控硅元件兩兩相反并聯(lián)構(gòu)成，以軟起動交流調(diào)壓方式限制電動機的起動電流，使電機拖動機械傳動系統(tǒng)平穩(wěn)地過渡到額定轉(zhuǎn)速。

    2、性能特點

    (1)、具有多種電動機保護(hù)功能。配合硬件電路，軟件設(shè)計，完成在起動、停車過程中的過載、短路、斷相等保護(hù)，可靠性高，故障率低，且能自診斷，顯示故障類型，維護(hù)簡單。

    (2)、能平滑無級軟起動，保護(hù)水泵。避免了過大的起動轉(zhuǎn)矩，減少了對機械設(shè)備的過度沖擊，降低了噪音和振動，延長了電動機和水泵的使用命。

    (3)、降低了起動電流，減少了起動電流對小區(qū)供電網(wǎng)絡(luò)的沖擊。

    (4)、軟起動器由于采用固態(tài)電子器件，基本上實現(xiàn)了免維護(hù)，提高了消防水泵運轉(zhuǎn)的可靠性。是傳統(tǒng)起動裝置，諸如星—三角起動、自禍減壓起動等最理想的更新?lián)Q代產(chǎn)品。

   

    3、軟起動特點以及與變頻器的比較

    (1)、軟起動器特點

    軟起動是一種全新的起動方式，與直接起動和傳統(tǒng)的限流起動有著本質(zhì)的區(qū)別。它是以TVR(時間、電壓、斜率)斜坡控制方式起動，電動機的轉(zhuǎn)速由零逐漸平滑提高到負(fù)載轉(zhuǎn)矩相對應(yīng)的轉(zhuǎn)速，電流則由設(shè)定值逐漸達(dá)到額定電流。

   

    軟起動不僅降低了起動電流，避免了因起動電流過大使電網(wǎng)電壓下降導(dǎo)致對其它弱電設(shè)備的干擾，滿足了電網(wǎng)波動要求。同時解決了水泵起停時管道內(nèi)水壓波動問題，消除了水泵停泵時的水錘現(xiàn)象，防止管道的內(nèi)裂或爆炸，結(jié)點凸出或陷人，過早損壞。保證水泵機組可靠迅速的起動。

   

    軟起動器采用的是降壓不降頻的工作方式，由于異步電動機的轉(zhuǎn)矩與定子電壓的平方成正比，軟起動器的起動轉(zhuǎn)矩是起動時間、初始電壓和限定電流倍數(shù)的矢量積分，因此軟起動器可對不同負(fù)載情況校調(diào)起動轉(zhuǎn)矩，適合不同負(fù)載的起動。

   

    (2)、與變頻器比較

    變頻器與軟起動器都是異步鼠籠電機作為控制對象，變頻器主要用于異步電動機調(diào)速，而軟起動器則側(cè)重于異步電動機起動和停機。單純從限制起動電流和減小對水泵的沖擊而言，變頻器完全可以取代軟起動器。但由于變頻器輸出電壓與電網(wǎng)電壓不同步，在用變頻器起動完成后，旁路切換直接并

 

    入電網(wǎng)時，將產(chǎn)生較大的電流沖擊。而軟起動器采用的是串聯(lián)相控調(diào)壓方，電機電壓始終與電網(wǎng)電壓保持同步，旁路切換不會出現(xiàn)電流沖擊現(xiàn)象。從價格上看，同容量的變頻器價格遠(yuǎn)高于軟起動器，因此，對于消防水泵，由于其正常運行時無需調(diào)速，以采用軟起動器控制裝置為宜。

 

    1、供電系統(tǒng)

    根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》(JGJ/T16一2008)的有關(guān)規(guī)定:消防負(fù)荷為一級負(fù)荷，供電方案應(yīng)由兩個電源供電，在消防泵房(未端)自動切換(ATS)。參見圖二，當(dāng)一個電源發(fā)生故障時，另一個電源應(yīng)不致同時受到損壞。

 

    設(shè)計中，兩個電源應(yīng)分別取自于小區(qū)變電站不同的供電母線段，有條件時，一個電源應(yīng)取自于應(yīng)急母線段。由變電站至消防泵房的兩路電源采用放射式供電方式，在變電站配電設(shè)備上應(yīng)設(shè)明顯標(biāo)志。供電線路宜采用耐火型電力電纜，供電電源開關(guān)不裝設(shè)漏電保護(hù)。

圖2    供電系統(tǒng)圖

    2、控制原理

    (1)、控制要求

    消防水泵多采用兩臺水泵，二臺互為備用，正常運行時一臺運行一臺備用，運行水泵故障停機后，備用水泵立即自動投人運行。正常起動和停車為軟起停，故障停車采用急停車。消防水泵即可在消防控制中心控制，亦可在消防泵房控制。

   

    (2)、控制原理

    參見控制原理圖三，起動前，首先通過轉(zhuǎn)換開關(guān)SA確定系統(tǒng)工作狀態(tài)，位置Z1為1號泵工作，2號泵備用，位置Z2為2號泵工作，1號泵備用，中間位置為手動位置。

   

    以工作方式位置Z1說明其控制過程。當(dāng)由消防控制中心引來起動接點閉合，中間繼電器1KA帶電，其常開接點1 KAZ閉合，接通2KA中間繼電器，其接點2KA4接通1RQ軟起動器，進(jìn)人起動狀態(tài)，起動完成后，1RQ中K5閉合，通過中間繼電器6KA接通3KM旁路接觸器，起動結(jié)束。運行中，1號水泵過載(1KH1動作)或軟起動器檢測到故障(缺相或軟起動器故障等)則1KM動作，1號水泵瞬時停車，此時接通時間繼電器1KT，延時后接通3KA，通過3KA接通2RQ，自動起動2號水泵。當(dāng)消防控制中心發(fā)出停車信號，屆時2KA4接點斷開(此時1KM仍合上)1RQ進(jìn)人軟停車狀態(tài)，斷開旁路直至水泵軟停電機轉(zhuǎn)速為零。控制方式Z2反之亦然。當(dāng)置于控制方式中間位置，則通過軟起動控制柜上的控制按鈕單獨控制兩臺水泵(一般用于檢修或機旁控制)。根據(jù)需要，也可將水泵及軟起動器工作狀態(tài)通過相應(yīng)中間繼電器接點引至消防中心指示或報警。

(本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會  文徑網(wǎng)絡(luò)：文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)