软启动技术在铁路给水过程中的应用

摘要：目前我国铁路给水过程存在很多隐患，因此导致了在给铁路供水时故障频发，如何解决铁路供水系统事故频发这一问题是需要重点攻克的难题。文章通过对目前的铁路供水系统的现状研究，结合多年实践经验，对铁路供水系统中的软启动技术进行了分析。

关键词：铁路给水过程；软启动技术；铁路供水系统；供水控制柜；变压器 文献标识码：A

中图分类号：U269 文章编号：1009-2374（2015）01-0123-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0062

由于铁路供水控制柜的性能不健全，导致近年来铁路供水频频出现故障，铁路供水控制柜性能不健全的主要原因还要归于水泵控制技术的不完善，若是我们能够很好地解决水泵控制技术不完善这一问题，那么铁路供水控制柜的性能不健全问题也能迎刃而解，从而也就降低了铁路供水出现问题的几率。那么如何才能解决铁路供水系统水泵控制技术不完善这一问题呢？笔者结合多年的研究，对此问题进行了以下分析。

1 我国铁路供水系统的现状分析

1.1 降压启动

在我国铁路供水系统使用降压方式启动水泵时，常用的有以下两种方式：三角形-星形启动法和自藕变压器补偿启动法。对于容量较小的负荷较低的电机多使用三角形-星形启动法，对于容量大、负荷高的电机则使用自藕变压器补偿启动法较为方便，但是由于降压的自藕变压器补偿启动法在启动电机的过程中电流超出额定电流的数倍，较容易被烧毁，所以不能多次长时间启动。另外由于铁路供水系统降压启动水泵，只是在开始启动时使用低电压，在启动过程中还是会恢复使用高强电压，所以这期间的电流变化较大，强压启动时往往会达到规定电流的4倍左右，很容易引发火灾事故，所以我国铁路供水系统较多采用降压启动电机的方式控制水泵。

1.2 常压启动

我国所说的铁路供水系统使用常压方式启动水泵是指，在对电机和水泵进行启动时，直接输送的是380伏额定功率下需要的高压，电机和水泵在接收到电压时，瞬间启动，转速从零达到额定转速。由于提速时间极短、过程极快，产生的电流也是极大的，因此对电网以及电机造成巨大冲击力，使电网、电机承受压力变大，缩短了电网以及电机的使用寿命，在水泵启动的瞬间，转速急剧升高，对周围的配套设施有着严重影响，容易造成配套设施的损坏，除此之外，由于在启动过程中需要电流极大，因此在一定程度上也影响到了周围用户的正常用电。

铁路供水系统使用常压方式启动水泵存在很多有缺陷的地方，在对水泵进行停止作业时，也是有一定危害的，当380伏高压瞬间清零，电机和水泵瞬间停止动力供应，将会在供水管道中形成停泵水锤，这将在很大程度上冲击管道中的设备，还有可能会导致管道崩裂，造成人身伤亡等；电机和水泵骤停，对基座的稳固性也会造成影响，基座的不稳，又会造成电机及泵体的晃动，由此造成恶性循环，影响电机及水泵的安全运行。

2 铁路供水系统中的软启动技术介绍

2.1 铁路供水系统中的控制力矩的软启动技术

2.1.1 基本介绍：通过控制力矩来控制晶闸管导通的角度来实现不同斜坡的加减速的铁路供水系统启动方法称之为控制力矩的软启动技术。它是以计算机为基础，使用特殊的控制算法来完成的。一方面这种软启动技术在启动过程中电流可以进行自我调节，防止了传统启动中电流过大的现象出现，在一定程度上减少了事故的发生；另一方面这种控制力矩的软启动技术在启动时，对负载施加恒定的加速力矩，使输出力矩随着时间的延长缓缓地实现线性对应的关系，减轻了启动过程中的冲击力，确保了启动的安全稳定。同时，在对铁路供水系统启动水泵后进行停止水泵操作时，也能够通过这种软启动技术对其进行线性调节，根据负载力的不同而施加不同的力矩，从而消除了传统启动带来的停泵水锤现象，最终达到软停机的状态。

2.1.2 功能优势：（1）铁路供水系统中的控制力矩的软启动技术不仅在启动上实现软启动，不会出现急剧增长的电流，减轻对电网、电机的冲击力，而且在停机时，能够根据不同的负载力来施加不同的力矩，实现软停机，这样能够消除传统停机时出现的水锤，减少对管道设备的损坏，也能减少由于骤停骤启带来的冲击力对机体及基座的影响。（2）铁路供水系统使用控制力矩软启动技术制造的水泵启动控制柜能够实现对电机的最佳保护，使用这种软启动技术研制成功的水泵启动控制柜在进行计算时计算参数完善而且可控，在供水系统启动过程中能够进行监督并且实现记录控制，对于出现的问题可以提供参考依据，能够更快捷地找到问题出现的原因。（3）铁路供水系统使用控制力矩软启动技术制造的水泵启动控制柜对电机、电网的保护力度增大，这种控制力矩的软启动技术不仅计算参数完善，而且各种控制参数也较为齐全，技术人员可以将原来配置在启动中的各种设施设备进行参数设定，使其能够受到控制，从而减少启动过程中带来的供水系统问题。（4）铁路供水系统在使用自藕变压器补偿启动法启动电机的过程中，电流可能会达到额定电流的5倍，设备较容易烧毁，而且不能多次密集长时间启动，我们对水泵启停的操作要求是：110kW以下的电机启停间隔在5分钟，110kW及以上的电机启停间隔在10分钟以上，否则会造成电机因过热而烧损。但是使用铁路供水系统控制力矩软启动技术制造的水泵启动控制柜就能很好地避免这一问题的出现，控制力矩软启动技术在启动中借助第二通道，缓和急剧增加的电流，当电机运行到正常水平时，电流从第二通道转移到第一通道，这样能够减小电流的冲击，延长机器使用寿命。

2.2 铁路供水系统中的限制电流与电压斜坡结合的软启动技术

铁路供水系统中的限制电流与电压斜坡结合的软启动技术是将限制电流与电压斜坡结合到一起，共同为启动电机工作的技术。在启动电机的过程中电流是一个由低到高逐渐增长的过程，由原来的零安，达到最终的恒定额定电流。当电流小于额定电流时，采用电压斜坡技术，能够使电流按照稳定的线性增长，减小急剧增长时对机械设备的损坏，当电流达到额定电流后，为了不使电流再升高，则需采用限制电流的方法，使电流保持稳定。这种软启动技术在理论上讲是较为可行的，但是在实际操作过程中，往往会由于电机特性的影响而大打

折扣。

2.3 铁路供水系统中的电压斜坡软启动技术

铁路供水系统中的电压斜坡软启动技术是指对电机上施加的电压是由零升至额定电压的，在上升的过程中按照有规律的线性方式进行增长，可以通过调节电压来实现对启动力矩的控制，从而能够在可控范围内，安全稳定地启动电机。

目前我国研制的新型软启动水泵控制柜，通过安装变压器解决了在启动过程中电源不稳定的问题，通过安装金属屏蔽器解决了在启动过程中的电磁干扰问题。

铁路供水系统中新型软启动水泵控制柜能在很大程度上减少供水系统故障的产生，保障铁路供水系统安全平稳运行，而且也减轻了在给铁路供水时对周边居民、单位的用电影响，整体来说是较为安全、稳定、合

理的。

参考文献

[1] 谌润水.铁路给水技术与实例[J].北京：人民交通出版社，2013.

[2] 薛连春.浅谈软启动技术的应用[J].山西建筑，2011，（3）.

[3] 黎敏.软启动水泵控制柜在铁路给水系统上的应用

[J].建筑给排水技术，2012，（55）.

作者简介：吕春兰（1972—），女，山西原平人，大秦铁路股份有限公司太原供电段工程师，研究方向：铁路给水。

（责任编辑：陈 倩）endprint