雷诺尔高压变频器在海南乾金达矿业集团有限公司无扰动软启功能的应用
一、引言
高压电动机直接全压启动所带来的危害主要有以下几种：
1、造成压降，影响同电网其他设备的正常运行：交流电动机在全压直接启动时,启动电流会达到额定电流的4～8倍。当电机的容量相对于电网容量较大时,启动电流会引起电网电压的急剧下降,影响同电网其它设备的正常运行。
2、造成冲击和谐波，引起电网故障：交流电动机在全压直接启动时的大电流会对电网造成冲击，引发振荡，使电网失去稳定性；且该启动电流含有大量谐波，造成综保设备失灵或误动作。
3、损伤电动机，降低电动机寿命：交流电动机在全压直接启动时线圈发热量是电机在正常运行时的三十多倍，产生的电磁力同样达到了三十多倍。过高的温度、过快的加热速度、过大的温度梯度和电磁力，都会对电机产生极大的破坏力，发热会使绝缘加速老化，电磁力会使线圈变形、结构松动，影响电动机使用寿命。
近年来,国内技术人员对交流电动机软启动技术进行了做了许多研究,提出了一些新的减压启动和软启动方法,对各行业生产起到积极作用。上海雷诺尔科技公司技术人员经过反复的理论辩证、实际试验，突破了技术难点，使高压变频器无扰动软启功能成功运用于生产过程中。
二、上海雷诺尔RNHV智能型高压变频器介绍
上海雷诺尔RNHV智能型高压变频器整机结构共分三个部分：变压器柜、功率单元柜、控制柜。如图1所示。
图1 高压变频器结构图
1、变压器柜
变压器柜主要由移相隔离变压器、温控器、冷却风机、电压、电流检测器件和避雷装置等部件组成。如图2所示。
图2 移相变压器结构图
2、功率单元柜
功率单元由以下几个部分组成：输入熔断器，输入整流桥，直流滤波电容，输出逆变桥；同时包括驱动、保护、检测、通信、辅助电源等部分。如图3所示。采用功率单元模块化的设计，每一个功率单元可以从机架上非常方便的抽出，移动和更换，所有功率单元完全相同。
图3 功率单元原理图
3、控制柜
控制柜主要有控制器、PLC、UPS、报警器、开关电源、控制电源开关、接线端子、触摸屏人机界面、操作按钮、继电器、信号隔离器等组成。
图4 控制系统原理图
三、高压变频器无扰动软启功能的应用
1、项目介绍
海南乾金达矿业集团有限公司是一家成立于上世纪九十年代初的大型民营企业，从事有色金属和贵金属的勘探、开采、选矿、冶炼以及矿产品的经销业务。该矿为海南省开采的最大地下矿井，年处理30万吨钼矿石。
乾金达钼业主排水泵房共安装有6台排水泵，由于受到电网容量所限，6台排水泵不能采用全压直接启动的方式，需要加装软启动装置，经过电气人员反复的调查研究，决定采用上海雷诺尔科技股份有限公司生产的RNHV智能型高压变频器对其中4台排水泵改造，实现软启动。
(1)无扰动软启系统主回路
根据现场工况要求，采用两台变频器分别一拖二实现排水泵的启动，单套启动装置如图5所示。
图5 主回路图
整个系统包含有用户开关柜两台、雷诺尔RNHV智能型高压变频器一套、寻相装置一套、输出缓冲器一台、旁路柜两台。每台旁路柜含有3个接触器。
(2)无扰动软启控制原理
控制系统配有选择模式，即可以实现排水泵的软启动，又可以实现变频器拖动排水泵调速运行，使变频器使用效益达到最大化。
系统起动前，对系统进行合闸控制电上电操作，接通各个低压电源使控制系统工作，PLC自检完成后开始操作，由操作人员选择：1排水泵M1变频调速模式；2排水泵M1无扰动软启模式；3排水泵M2变频调速模式；4排水泵M2无扰动软启模式；
以排水泵M1无扰动软启模式为例：选择2排水泵M1无扰动软启模式，闭合变频器的输出开关KM13，检测无异常后合上变频器的进线开关KM11，使变频器受电，变频器受电正常后，发出变频器运行指令，变频器按照预订的速度指令开始带动电机从零速开始启动加速（起动过程中电机的各类电气保护由变频器来负责），当变频器拖动电机达到电网侧工频转速，寻相装置锁相成功，达到并网条件后，系统发出指令控制排水泵M1的工频开关KM12闭合，当工频开关KM12完成闭合动作后，变频器输出联锁切断，变频器停止输出，输出开关KM13断开。在此过程中保持KM4断开。启动过程结束。
排水泵M1无扰动软启完成后，变频器可以选择继续无扰动软启或变频拖动排水泵M2。
(3)无扰动软启改造的效果
经过现场实际测量，变频器无扰动软启排水泵时，启动电流始终保持在额定电流以内，启动切换平稳，对电网无冲击，谐波小，对电网电气设备的影响小，不对电机绝缘造成不良影响，达到了预期效果。系统还整合有变频调速运行模式，用户可根据现场需要灵活调整运行方式，提高变频器使用效率，节约电能。
四、结束语
经过多个项目的验证，上海雷诺尔高压变频器无扰动软启功能业已成熟可靠，此功能不仅适用于鼠笼式异步电动机，亦可适用于绕线式电动机和同步电动机，解决交流大容量电动机的启动问题，体现了上海雷诺尔科技股份有限公司在高压变频技术改造上的技术解决能力，以及在大型风机、球磨机、水泵、压缩机等大型负载启动方面的技术解决能力。
