RNMV-Q型雷諾爾中高壓軟起動器在煤礦深井潛水泵強排系統(tǒng)的應用
陜西彬長礦區(qū)胡家河礦井是由陜西彬長礦業(yè)集團有限公司控股、大唐電力公司參股建設的大型煤電一體化項目，屬馬屋電廠的配套煤礦。
胡家河煤礦建設規(guī)模1100萬噸/年，該項目按照“一礦兩井”的原則統(tǒng)一規(guī)劃、分期設計、分期建設。先期開發(fā)建設胡家河礦井，井田東西長8.1km，南北寬6.5km。井田面積52.7km2. ，胡家河礦井地質儲量8.2億噸?？刹蓛α?.7億噸，建設規(guī)模500萬噸/年，建設工期51個月，服務年限為69年。
由于煤礦安全需要，避免引起煤礦透水事故，因此大功率強排潛水泵在各個煤礦是必不可少的設備，因為潛水泵距離達數公里為減少線路損耗必須采用高壓電機。高壓電機的起動對電網的影響是很大的。直接啟動會達到5-7倍的電流，對電機和電網沖擊很大所以需要限流啟動。雷諾爾研發(fā)的深井潛水泵強排系統(tǒng)的RNMV-Q專用型高壓軟起動器就是針對礦用深井潛水泵應用的，該裝置采用晶閘管調壓工作方式，由單片機運算控制具有特有的控制電機功率因數跟蹤模式，使電機輸出最大的轉矩，給出最佳控制曲線，并具有多種現(xiàn)場保護，過流，堵轉等保證電機的安全運行；本案例經在陜西陜煤彬長礦業(yè)有限公司胡家河礦井兩臺1600KW10KV的高壓電機試運行近半年，取得良好效果。
該案例中軟起動輸出到電機的電纜長度達2100米，進線電纜長度為1000米， 水泵的管道長2000米，揚程達700米。拖動水泵為10KV 的籠型感應異步電機，啟動深井泵要求電機的啟動轉矩必須大于泵的阻轉矩 ，水泵的阻力主要由水的靜壓，管道阻力機械慣性，靜動摩擦等構成的 ，但水泵啟動時止回閥是關閉的所以屬于輕載啟動，一般電壓設定大于30%即可，所以軟起動器設為兩段啟動模式，第一段為恒壓定時啟動，給出啟動電壓Us和時間Ts，這兩個值可以通過操作面板設定的實際中選用電壓45%，時間為5秒，因為啟動轉矩是與電壓平方成正比的）所以轉矩Ms約35%。（參見下圖）
RNMV-Q型中壓軟起動啟動設置參數如下：
限流：1.5% -500% 額定電流具有反饋跟蹤的
電壓模式：25%-100% 額定電壓
電壓+限流模式具有反饋跟蹤的
升壓時間 1-120秒
停車時間 1-60秒
起始電壓 25%-80%
起始時間 1-60秒
第二段為限流異相階段，由于隨著電機的轉速不斷增加，電機建立的反電勢也會隨著增加，加之總電纜線長達3000米，施加給電機的電壓受電纜感抗的影響加大，管道的止回閥打開負載轉矩發(fā)生突變，所以在此過程中需要監(jiān)測功率因數角的變化，晶閘管的導通角f與由設定電機上升時間計算的移相角a和功率因數角q的關系如下：
f=p-a-q
圖2位裝置的控制示意圖
在第二段加速時段因為水壓的變化，當負載變輕時，如不及時調整觸發(fā)移相角就會造成系統(tǒng)電機電磁轉矩震蕩，在水泵高揚程工況，帶來危害是很大的，也往往是啟動失敗的原因。
RNMV-Q 因為采用了反饋功率因數跟蹤所以取得現(xiàn)場很好的啟動效果。
功率因數角的測量電路如下：
參數設定：限流倍數，限流倍數應該在保證啟動成功的前提下，整定最小的值，降低對電網的沖擊，但過低的電流會無法啟動電機或者啟動時間過長，加大了電機的溫升時間。對電機安全不利。實踐中取3-4倍的限流值比較合理。
上升時間：這里的上升時間不是實際的電機啟動時間，如前所述實際電機啟動時間還會受到功率因數的影響。這個時間實際是限制電機空載時的上升時間。一般設為5-8秒即可。
結論： 1：啟動開始階段必須給出一定的起始電壓，使電機快速建立起轉矩。進出線電纜長度越長，需要相應的提高起始輸出電壓。
2：轉速達到三分之一以上，則應該進入具有功率因數角跟蹤的限流啟動功能，限流倍數一般為3倍以上。
3：因為深井泵揚程高，所以停機時應該設定軟停模式。
