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1、大容量电动机起动存在问题及解决办法 郭庆奎天津石化公司炼油厂300271 摘要：炼油厂催化装置的主风机风量大，在采用电动机拖动时，需要采用大 容量的电动机。大电机在启动时，启动电流大，引起的电压降落也大，对于供电 系统有较大的冲击，因此必须选择合适的启动方式，对电压降落进行验算，采取 相应的保护配置方式，在不影响供电系统中其它负荷运行的情况下。确保大容量 电动机启动成功。一、问题的提出催化裂化装置是我厂重要的生产装置，一九九六年初，为保证催化裂化装置工艺 上的高压力操作方案的长周期、安全平稳运行，需要安装一台高压力的备用主风 机。该主风机由电动机拖动，电动机功率为5500 KW,属于大容量电动
2、机（称催 化裂化高压主风机电动机，下文中简称大电机），该大电动机由我厂原有供电系统 供电，接在总变电站6KV母线上。由于该电机容量大、启动电流大，对供电系 统有较大的冲击，使6KV母线有较大的压降。这样已有的负荷有可能受到大的 影响（如开关跳闸、己运行的电动机不稳定或堵转，照明系统受影响等），同时大 电机本身的启动也要求一定水平的机端电压才能启动成功。因此就要求在启动大 电机时对厂6KV母线电压和大电机机端电压进行验算，根据验算结果和供电系 统具体情况采取相应的解决办法，如电动机选型、供电系统运行方式、电气保护 定值的配置。从而既保证大电机的启动成功，又不影响已有负荷的运行。即6KV 母线电压
3、保证在6000电压的80%（85%以上更好）以上，电动机机端电压必须大于 电动机允许启动的最低电压。二、供电系统情况（见厂供电系统简图，附图一）我厂110KV进线电源由天津电力公司电网供给，从电力公司电网计算到我厂 110KV母线的系统电抗标么值为X*xt=0. 0555（基准容量Sj=100MVA）。我厂主 变压器容量为31. 5MVA，变压器型号为SFS31500/ 110。是三卷变压器，另 外两卷的电压等级分别为35KV和6KV。35KV侧没有负荷，6KV侧每台变压器 带6000KW负荷。变压器6KV侧经分裂电抗器（型号FKL6150010）分成两 段母线，其中一号主变压器的两条6KV母
4、线为6KVI母线6KVIII母线（1H母线已 有负荷6000Kw）。催化裂化主风机电机电源从6KvIH母线的631开关配出，用2 根0. 9KM长的电缆（YJVz08. 73x185）并联送至催化裂化主风机变电所的进 线开关。在催化裂化主风机变电所6KV母线上有两台开关，一台开关是催化裂 化主风机启动开关，一台开关是催化裂化主风机的运行开关。降压启动电抗器型 号为 QKK66064，Xkz4%。三、电动机及电抗器型号（一）、电动机选用异步电动机型号：YCH7104额定功率5500KW额定电压6KV额定电流606A启动转矩倍数KM=0. 69 启动电流倍数Kiq=4. 29功率因数cos=0.
5、8 =96. 5%电动机端子允许的最低电压为62%Ue，即3720V但是起动时间为50. 3秒时间 太长，当电动机端子电压为65%Ue时，起动时间为40. 3秒。（二）、电抗器型号由于催化高压主风机电机接在我厂已有的6 KV系统中，在该系统中每台变压器 已带有6 MW的负荷，功率因数为COSfh=0. 85，为保证在起动催化高压主风 机电机时，不影响这部分负荷（电动机、照明）的正常工作，采用了电抗器降压起 动方式来起动这台大电机，即在电动机主回路中串联一个起动电抗器，在电动机 起动时投入电抗器，当起动过程结束后，使起动电抗器自动退出运行（高压系统 简图见附图一），电抗器型号如下：干式空心起动电
6、抗器型号 QKK 一 66064，Xk=4% 额定电流 Ie=606 A 有功损耗 AP = 2810 W额定电压Ue=6Kv持续时间45秒短时电流3636 A四、催化裂化主风机大电机起动时电压水平验算（一）计算要求1、确定大电动机起动时，电压下降值不影响已有负荷的运行，如不会使开关跳 闸，己运行的电动机不稳定或堵转，照明系统受影响。即总变电站6 KV母线电 压Um大于6000V电压80%85 % （85 %以上更好）。2、确定大电动机本身端子上的电压，确定起动的可能性和持续时间，以决定起 动方式。即大电动机端子电压Ud必须大于其最低允许起动电压62%Ue为3720 V，但在此电压下起动时间为
7、50. 3秒时间太长，机端子电压在65%Ue（3900V） 以上较好，以缩短电动机的起动时间。（二）电压水平验算时各参数的确定1、系统中各电气元件阻抗计算：计算均用标么值基准容量Sj=100 MVA 、电源 Sj=100MVA, X*xt=0. 0555该值由电力公司提供系统阻抗标么值，是从电网计算到我厂110KV母线的值。 、变压器（SFS 31500 一 110三卷变压器且二卷容量均为31500KVA） Seb=31500KVA，API-III=202. 3KW，UdI-II=10. 95%，Udi111=16. 18%，UdI-III=5. 96%（注：因公式太多，以下文字采用gif图象
8、格式）1Ji注：文中用的近似计算法和较精确计算法公式的推导过程见附页。五、大电机起动问题的解决措施（一）根据起动大电机时电压水平验算结果及原供电系统的具体情况，为起动大电 机采取了以下措施：1、通过调节变压器分接头（分接开关），将6KV母线电压控制6300V左右。2、将分裂电抗器两臂并联使用，即在起动大电机之前将6013开关合入，在起动 大电机过程中分裂电抗器两臂并联运行，在大电机起动结束后，迅速将6013开 关断开。3、在起动大电机时，串入起动电抗器，以降低起动电流和6KV母线电压降。4、总变电站6KV出线631开关的保护配置作一定的改变，根据计算和电力公司 的要求。速断保护一次电流值400
9、0A，时限0. 2秒过流保护一次电流值1000A，时限1 秒，并加6000V / 100V定值为50V的低电压闭锁，即当起动大电机时，电流值 虽然达到了动作定值，但由于电压值没有低到50V,故总变电站6 KV出线631 开关正常运行而不会跳闸，从而保证大电机的正常供电。5、电动机本身的保护配置：差动保护、低电压保护接地、过负荷保护。6、自动切除电抗器功能：在起动大电机时，串入起动电抗器，当起动电流下降 到1000A以下的10秒后，合入电动机的运行开关，断开降压启动开关，自动切 除电抗器，电动机进入正常运行状态。六、实际启动数据及启动结果采用分裂电抗器两臂并联（启动时合入6013开关），启动电抗
10、器采用4%的电抗 器，在这种情况下的启动实测数据如下：（一）启动前6KV母线电压U1 = 6360V，启动时6KV母线电压降1018V。Um=63601018=5342V，相当于6000V电压的89%，以上实测数据与计算结果 母线电压降1084V，6KV母线电压下降到86. 9%基本相符合。启动电压的实拍 图象见图四。误差分析：1、由于大电机启动时电压下降，大电机的启动电流也随之下降，所以在计算电 动机启动时的电压降时，要考虑电动机倍数的影响。应采用降低了的实际电动机 启动电流倍数，而不采用电动机额定电压时的启动电流倍数。但由于采用近似计 算法何较精确计算法的计算的电压水平已经达到了要求，故不
11、在采用降低了的实 际电动机启动电流倍数来计算。但这是造成计算结果与实际结果存在误差的原 因。2、在电机实际启动时，总变电站6KV母线电压为6360伏，高于计算时采用的 6300伏，这也是造成相应的误差。从以上计算结果看，符合要求。（二）启动电流实测情况见图四，最大启动电流2740A，持续时间10ms,启动稳定 电流1690A启动时间29. 68s。（二）启动结果由于计算比较准确，并根据计算结果采取了相应的解决办法。催化裂化主风机电 机顺利启动成功其他负荷（电动机、照明等）均未受到影响，经多次启动情况和计 算结果基本相符，从而较好的解决了我厂催化裂化主风机电机的启动问题，为催 化裂化装置的安全稳定、长周期运行提供了保证。参考文献：（一）炼油化工电力设计手册化工部电气设计技术中心站1979年。（二）、电力工程设计手册西北电力设计院东北电力设计院1971年。（三）、电力工程电气设计手册西北电力设计院1987年
