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4.6热变电阻降压启动 热变电阻软启动器有以下显著的启动特性: 它是利用电阻的负温度特性来实现电机启动时电流小且恒定、转速逐步增高的恒电流软启动特性, 启动电流为电机额定电流的 2 . 0~ 3. 5倍; 在电机启动过程中, 电流基本保持不变, 有显著的软启动特性; 启动过程中系统功率因数高接近恒定; 母线电压波动小; 启动平稳无冲击。由于笼型感应电动机具有结构简单、运行可靠、效率较高、制造容易、成本较低、坚固耐用等优点, 但也存在一些缺点, 其中一个主要问题就是: 启动转矩不大, 过载能力不强。针对笼型感应电机运行性能较好, 但启动性能较差特性的特点, 利用高压热变电阻软启动装置负温度特性等软启动特性, 可广泛应用于改善大中 型高压鼠笼交流异步电动机或异步启动的高压同步电动机的启动性能。热变电阻器启动性能优于启动电
抗器及自耦降压启动: 其不受电网电压波动和负载变化的影响, 有效地解决电抗器或自耦变压器适应性差、且切除电流有跳变的问题; 而且结构简单, 无需维护, 高压热变电阻热容量较大, 且为全密闭结构, 启动时设备无损伤, 启动后自动切除, 故安全可靠。一次性投资少，尤其对大型不频繁启动电机，其优点更突出。因此,热变电阻软启动器是启动电抗器和自耦降压启动器的理想替代产品 。液体电阻启动器是为改善大中型绕线式交流异步电动机的启动性能而研制的新型启动器。由于电阻器可调整, 阻值呈无极滑平滑减小, 确保电机在启动过程中的恒定启动电流, 使电动机转速逐渐平滑达到额定转速。从而实现绕线式大中型电动机的重载平滑启动。它是频敏启动器和金属电阻启动器的理想替代产品。相比于热变电阻软启动器而言,水电阻的启动电流更小, 启动电流不大于额定电流的1.3倍, 因此可以降低电机重载启动对变压器容量的要求,减少一次性投资; 液体电阻启动器的热容量更大,能连续启动5~ 10次, 可较频繁启动;并且电网电压降在15 % ~ 10 %时, 即低电压电机也可顺利启动; 并克服了热变电阻器受温度影响大的问题。 4.7频敏变阻器启动 频敏变阻器是一种有独特结构的新型无触点元件。其外部结构与三相电抗器相似, 即有三个铁芯柱和三个绕组组成, 三个绕组接成星形, 并通过滑环和电刷与绕线式电动机三相转子绕组相接。当绕线式电动机刚开始启动时, 电动机转速很低, 故转子频率 f 2 很大 (接近 f 1 ), 铁心中的损耗很大, 即等值电阻RM 很大, 故限制了启动电流, 增大了启动转矩。随着 n的增加, 转子电流频率下降( f 2 = sf1) , Rm减小, 使启动电流及转矩保持一定数值。频敏变阻器实际上利用转子频率 f 2的平滑变化达到使转子回路总电阻平滑减小的目的。启动 结束后, 转子绕组短接, 把频敏变阻器从电路中
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切除。由于频敏变阻器的等值电阻Rm和电抗XM随转子电流频率而变, 反应灵敏, 故叫频敏变阻器。另外补充说明一点,本地低压电分为三相 220伏和三相380伏。为此三相异步电动机起动及运行起动特例不允许, 此类电机用于三相 220伏电压三角形接线, 用于三相 380伏电压必须星型接线。望广大同仁引起注意。
启动电路原理： 启动过程可分为自动控制和手动控制。由转换开关SA完成。 1、自动控制
（1） 合上空气开关QF接通三相电源。
（2 )将SA板向自动位置，按SB2交流接触器KM1线圈得电并自锁，主触头闭合，动机定子接入三相电源开始启动。（此时频敏变阻器串入转子回路）。
（3）此时时间继电器KT也通电并开始计时，达到整定时间后KT的延时闭合的常开接点闭合，接通了中间继电器KA线圈回路，KA其常开接点闭合，使接触器KM2 线圈回路得电，KM2的常开触点闭合，将频敏变阻器短路切除，启动过程结束。
（4）线路过载保护的热继电器接在电流互感器二次侧，这是因为电动机容量大。为了提高热继电 器的灵敏的度和可靠性，故接入电流互感器的二次侧。
（5）另外在启动期间，中间继电器KA的常闭接点将继电器的热元件短接，是为了防止启动电流大引起热元件误动作。在进入运行期间KA常闭触点断开，热元件接入电流互感器二次回路进行过载保护。 2、手动控制
（1）合上空气开关QF接通三相电源 （2）将SA搬至手动位置
（3）按下启动按钮SB2, 接触器KM1线圈得电，吸合并自锁，主触头闭合电动机带频敏变阻器启动。
（4）待转速接近额定转速或观察电流表接近额定电流时，按下按钮SB3中间继电器KA线圈得电吸合并自锁，KA的常开触点闭合接通KM2线圈回路，KM2的常开触点闭合将频敏变阻器短路切除。
（5）KA的常闭触点断开，将热元件接入电流互感器二次回路进行过载保护。 4.8晶闸管软起动 晶闸管串联软起动是结合了电力电子技术、光电技术控制技术及微处理技术。主要由高压可控硅串联阀组和旁路接触器组成，其中高压可控硅串联阀组是功率变换执行部件，由多只可控硅串并联组成，并辅以吸收、均压箝位电路，保证其在高压环境中的可靠性。当进线端得电后，通过控制可控硅的导通角以实现对交流三相电源进
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行斩波，控制输出电压的幅值。并在起动过程完成后将旁路接触器闭合，软起动装置切换到旁路状态，同时关闭晶闸管，改变晶闸管的导通角，逐渐升高电压，直到额定电压。与 此同时，电动机的转速也在逐渐上升，到达额定转速。这种起动的优点是起动电流较小，可以把电动机起动对电网的冲击降到最小， 并可按照需要进行设定限流值。但是在设定电流限值时必须要根据电动机的初始转矩来设定，否则设置过小会起动失败或烧坏电机。此种起动方式起动时间相对较长。
4.9软启动技术方案应用的考量因素 虽然软启动技术拥有很多的优点，并且将是未来的发展趋势，但是在应用各软启动技术方案时, 必 须注意的是要从以下几个因素加以考量:
( 1)启动力矩能否满足机械启动的要求;
( 2)软启动引启的电网最大电压波动 (% ) ,电网能否承受; ( 3)软启动过程中电流的高次谐波含量(% )及可能引起的危害评估; ( 4) 软启动装置的可控性和启动性能的可知性; ( 5)软启动装置对使用环境的适应性;
( 6)软启动装置允许的连续启动次数及其重复性;
( 7)软启动装置所具备的对电动机综合保护功能的完备性。
以上第( 1)、( 2)条是软启动技术方案制定时必须考虑的关键因素。通过选择合理的电动机启动和保护方式,比较设计最合理的软启动技术方案,使电动机启动时的冲击电流对电网的安全风险降至最低。
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第五章 大中型电动机几种降压启动方法的比较与选择
本文对其现在大中型电动机的启动方法做了一些归类和总结，总的来说电动机的启动包括一下几种启动方式：全压启动，串联电阻（电抗器）降压启动，自耦变压器降压起动，星三角形降压启动，液体电阻降压启动，热变电阻降压启动，频敏变阻器启动，晶闸管软起动。其主要又分为三累：全压启动，传统降压启动，现代软启动技术。从前文也可以看出这几种方法各具优缺点，但总体方向上面来说，软启动具有更多的优势，可以达到长期投资高收益的效果，是以后发展的必然趋势。
几种起动方法之比较
⒈自耦变压器减压起动
I.起动时电机接于自藕变压器低压侧。因此自藕变一次电流较小，能在一定程度上减小线路压降，减小对其它设备的影响。
但存在如下缺点：
①冲击方面：在起动过程中，电压有2～3次切换，所以转矩会有2～3次突变，这对较精密的机械设备是非常不利的;在电气方面，如果自藕变变比较高对电网的冲击也较大。
②可靠性方面：在切换时由于电流还比较大，因而在自耦变压器绕组上会产生感应过电压，有时会伤及绕组绝缘，降低使用寿命。
这种方法常在10000～20000kW电机上用，电机再大时已很少应用。
II.降补式减压起动
所谓降补减压起动方式就是传统的自藕变压器减压起动，并在自藕变压器的二次侧增
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加了输出容性电流的高压电力电容器，它是为了解决小容量电网起动较大电机的情况，使电机起动时的感性电流较少地流入电网。但是该方法并不能减少电机本身的起动电流，起动电流对电机及负载的冲击依然很大（比如在某例中，电机回路的起动电流为4.8Ie）。
采用电容器来减小流入电网的感性电流是众所周知的方法，用于电动机的起动还存在下述几个笔者所担心的问题：
①电机起动时电流突变中的高次谐波会影响电容器的寿命。 ②电容器合闸时会产生很大的涌流，致使这种方法不适于频繁起动。
③起动过程中如因事故跳闸，则可能发生电机振荡现象，严重危及机械设备的安全。 ④当电机起动接近结束时电流会下降，此时要及时切除电容器，否则会有过补偿发生，这样会使电压波动率大大增加。
2.独立变压器供电直接全压起动（T-D组）
该方法本质上就是直接全压起动。只是用一个高阻抗的变压器来隔离对其它用电设备的影响，同时利用变压器的高阻抗降低线路及起动回路的电流。而对电机、对机械设备的危害依然存在。另外，与共用电网的情况相比，要增加相当可观的电能损耗。
以20000kW/10kV电机为例，当采用独立变压器供电方式时，一次系统一般如图1所示：
T1为三绕组主变。10kV绕组给其它负荷供电;35kV绕组给T2-D供电。D的容量一般在T2容量的0.6左右。
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