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【摘要】2011年下半年，天津港电力公司承担了天津滨海新区委员会办公楼地下室水泵控制柜改造工程一期工程，并且顺利地完成了相应的安装改造调试任务。本文根据这次改造任务的自始至终的所有环节（改造方案设计、选择；施工、调试；维护、返修），探讨一些工程中的重点、难点问题，以供今后同类型或相关工程借鉴，同时也希望得到各位同行及老师的批评和指正。
【关键词】三相异步电机；软启动；内三角连接
滨海新区委员成立后，临时使用天津港集团有限公司办公楼作为办公地点。2011年，由于设备陈旧，部分办公楼地下室水泵控制柜将进行改造。此次改造任务包括冷却循环水泵控制柜（90KW&110KW）及高区生活用水泵控制柜（18.5KW&18KW）。两种类型的控制柜设计方案及施工过程均一致，仅以生活用水泵控制柜改造为讨论对象。
办公楼为高层建筑，15层以上的生活用水是储存于蓄水罐中。在自动控制模式下，蓄水罐内浮球传感器将水位信号传给办公楼控制系统，缺水时办公楼控制系统发出启动信号至水泵控制柜，水量足够时办公楼控制系统发出停止信号至水泵控制柜，并且由程序控制两台三相异步电机水泵交替运行。根据这种情况，水泵控制柜设计为手动、自动两种控制方式。手动控制为工作人员就地进行启、停操作；自动控制为接受柜外控制信号进行启、停动作。两种控制方式相互独立。在两种控制方式下均设急停功能，由工作人员按下急停按钮下发命令。办公楼控制系统需要控制柜将状态信号上传（控制处于自动/手动状态；电机处于运转/停止状态）。控制柜与办公楼控制系统的接口要求如图一。
控制柜内的电机启停元器件选用施耐德品牌的ATS22软起软停控制单元。控制模式选用二线控制模式。一次接线方式有两种备选方案，一种是标准三角连接（见图二），一种是内三角连接（见图三）。标准三角连接软起单元通过的电流为三相异步电机的线电流，内三角连接软起单元通过的电流为三相异步电机的相电流，两者相差√3倍。在电机选定下，选择内三角连接方式，可以选用额定电流等级低的软起单元，节省设备成本。本项目选用了内三角连接方式。
根据现场情况及设计方案，制定了严密的施工方案，在施工过程中严格执行。在本项目的施工实施中，有两个重要环节需要认真处理。施工方案中已有详细的交代，在此只做简要介绍。一方面是水泵控制柜的外引线标记和外引线端子接线。由于设备陈旧且经过几次改造，
图纸与实物不能一一对应。拆除旧设备后，需要对6颗接口外引线和6颗电机动力一次电缆进行标记，保证准确无误。接口外引线须经自控系统厂家工作人员的核实。电机动力一次电缆的标记要求施工人员打开电机接线端子盖，对电缆进行核实、标记。之后按照施工图纸将线路接到相应的端子上。另一方面是控制柜软起单元主电源的相序问题。内三角连接方式，对电源相序要求必须为正相序。图三所示的连接方式为正转，反转的连接方式如图四。无论哪种接线方式，要求电源必须是正相序。因此，在拆除旧设备之前，须用相序表测量主回路相序，并用相色带进行标记。安装新控制柜时，要以正相序的方式进行主回路电源安装。如果相序为负，软起单元将不能工作，无法启动电机。
完成施工后，经检查无误，进行带电调试。对软起单元进行参数设置，包括外部设备参数如电源、电机参数、连接方式，启动参数如初始电压、加速时间、限制电流等。施工期间储水罐与水泵隔离，只能做水泵空载试运转。经过几次启动参数的调整和试运转，选定了一组电机启动较为平稳，启动时间适中的参数保存。之后，有分别进行了手动、自动模式下的试运转，以及急停功能的动作情况，均合格。在工作人员的努力下，按时完成了水泵控制柜的改造任务，及时恢复了生活供水系统的正常运行。
改造完成后，水泵控制柜投入了正常运转。在不长的时间内，出现了两次设备故障情况。在技术回访中，对问题进行了分析和解决。一次故障为控制柜主回路断路器过载长延时功能跳闸，一次为软起单元启动时间过长未完成启动。带上正常负荷时，启动电流要比空载运转时大一些。空载试运转时设定的初始电压和限制电流对正常负荷来说偏小。启动过程中，当启动电流达到限制电流值时，软起单元就会保持此时电压值暂停升压，待电流降低后，再以暂停时的电压值继续升压。初始电压和限制电流偏低，就导致了带载启动时启动时间过长，致使主断路器过载跳闸和软起单元超过启动时限中止启动。对于此类型软起单元，初始电压决定了电机启动的初始力矩，而限制电流是为了保护软起单元和减少对电网的冲击（限制电流在软起单元内部设置了上限值，为软起单元额定电流的3.5倍）注1。在适当的范围内调整了启动参数后，在手动模式下经过几次带载运转，确保了启动参数适合正常情况下的负载。最后，适当减少了软起单元适当了调整了主断路器过载长延时保护的定值，确保其跳闸动作躲开电机启动电流。在这次技术回访后，水泵控制柜运行稳定，无故障发生。
至此，此次改造工程项目已经基本介绍完毕。此次工程涉及到重要的政府部门，因此从方案到实施均精心准备，认真执行。通过成功地完成此次改造项目，也积累了一些经验，希望与大家共享：
1.此次项目方案涉及时选择了内三角连接，节省了设备成本；不过在施工过程中增加了施工工序和施工难度。今后在设备更新改造方案设计时，要综合考虑方案及施工对项目的影响以及综合成本，以选择最优的方案进行，实现综合成本最低。
2.此项目选用的软起单元，并非智能型，需要电机、负载实际情况设定启动参数。在运行过程中，如果负荷发生较大变化，需要根据实际情况考虑重新核定启动参数。
3.此次项目的旧设备投入使用时间很长，经过了多次改造，与原图纸对应度比较低，在设计新控制柜方案时遇到了一些困难。尤其是控制柜与外部办公楼控制系统的接口部分。直至找到办公楼控制系统的生产厂家，与其进行沟通后，才得到了明确的接口要求。今后遇到类似改造工程时，一定要先了解改造设备与外围设备的接口情况，然后进行方案设计。在公司已有设备的资料管理方面，也要注意各种接口要求资料、图纸的保管。
参考文献：
[1]施耐德ATS22内置旁路软起说明书.
【关键词】三相异步电机；软启动；内三角连接
滨海新区委员成立后，临时使用天津港集团有限公司办公楼作为办公地点。2011年，由于设备陈旧，部分办公楼地下室水泵控制柜将进行改造。此次改造任务包括冷却循环水泵控制柜（90KW&110KW）及高区生活用水泵控制柜（18.5KW&18KW）。两种类型的控制柜设计方案及施工过程均一致，仅以生活用水泵控制柜改造为讨论对象。
办公楼为高层建筑，15层以上的生活用水是储存于蓄水罐中。在自动控制模式下，蓄水罐内浮球传感器将水位信号传给办公楼控制系统，缺水时办公楼控制系统发出启动信号至水泵控制柜，水量足够时办公楼控制系统发出停止信号至水泵控制柜，并且由程序控制两台三相异步电机水泵交替运行。根据这种情况，水泵控制柜设计为手动、自动两种控制方式。手动控制为工作人员就地进行启、停操作；自动控制为接受柜外控制信号进行启、停动作。两种控制方式相互独立。在两种控制方式下均设急停功能，由工作人员按下急停按钮下发命令。办公楼控制系统需要控制柜将状态信号上传（控制处于自动/手动状态；电机处于运转/停止状态）。控制柜与办公楼控制系统的接口要求如图一。
控制柜内的电机启停元器件选用施耐德品牌的ATS22软起软停控制单元。控制模式选用二线控制模式。一次接线方式有两种备选方案，一种是标准三角连接（见图二），一种是内三角连接（见图三）。标准三角连接软起单元通过的电流为三相异步电机的线电流，内三角连接软起单元通过的电流为三相异步电机的相电流，两者相差√3倍。在电机选定下，选择内三角连接方式，可以选用额定电流等级低的软起单元，节省设备成本。本项目选用了内三角连接方式。
根据现场情况及设计方案，制定了严密的施工方案，在施工过程中严格执行。在本项目的施工实施中，有两个重要环节需要认真处理。施工方案中已有详细的交代，在此只做简要介绍。一方面是水泵控制柜的外引线标记和外引线端子接线。由于设备陈旧且经过几次改造，
图纸与实物不能一一对应。拆除旧设备后，需要对6颗接口外引线和6颗电机动力一次电缆进行标记，保证准确无误。接口外引线须经自控系统厂家工作人员的核实。电机动力一次电缆的标记要求施工人员打开电机接线端子盖，对电缆进行核实、标记。之后按照施工图纸将线路接到相应的端子上。另一方面是控制柜软起单元主电源的相序问题。内三角连接方式，对电源相序要求必须为正相序。图三所示的连接方式为正转，反转的连接方式如图四。无论哪种接线方式，要求电源必须是正相序。因此，在拆除旧设备之前，须用相序表测量主回路相序，并用相色带进行标记。安装新控制柜时，要以正相序的方式进行主回路电源安装。如果相序为负，软起单元将不能工作，无法启动电机。
完成施工后，经检查无误，进行带电调试。对软起单元进行参数设置，包括外部设备参数如电源、电机参数、连接方式，启动参数如初始电压、加速时间、限制电流等。施工期间储水罐与水泵隔离，只能做水泵空载试运转。经过几次启动参数的调整和试运转，选定了一组电机启动较为平稳，启动时间适中的参数保存。之后，有分别进行了手动、自动模式下的试运转，以及急停功能的动作情况，均合格。在工作人员的努力下，按时完成了水泵控制柜的改造任务，及时恢复了生活供水系统的正常运行。
改造完成后，水泵控制柜投入了正常运转。在不长的时间内，出现了两次设备故障情况。在技术回访中，对问题进行了分析和解决。一次故障为控制柜主回路断路器过载长延时功能跳闸，一次为软起单元启动时间过长未完成启动。带上正常负荷时，启动电流要比空载运转时大一些。空载试运转时设定的初始电压和限制电流对正常负荷来说偏小。启动过程中，当启动电流达到限制电流值时，软起单元就会保持此时电压值暂停升压，待电流降低后，再以暂停时的电压值继续升压。初始电压和限制电流偏低，就导致了带载启动时启动时间过长，致使主断路器过载跳闸和软起单元超过启动时限中止启动。对于此类型软起单元，初始电压决定了电机启动的初始力矩，而限制电流是为了保护软起单元和减少对电网的冲击（限制电流在软起单元内部设置了上限值，为软起单元额定电流的3.5倍）注1。在适当的范围内调整了启动参数后，在手动模式下经过几次带载运转，确保了启动参数适合正常情况下的负载。最后，适当减少了软起单元适当了调整了主断路器过载长延时保护的定值，确保其跳闸动作躲开电机启动电流。在这次技术回访后，水泵控制柜运行稳定，无故障发生。
至此，此次改造工程项目已经基本介绍完毕。此次工程涉及到重要的政府部门，因此从方案到实施均精心准备，认真执行。通过成功地完成此次改造项目，也积累了一些经验，希望与大家共享：
1.此次项目方案涉及时选择了内三角连接，节省了设备成本；不过在施工过程中增加了施工工序和施工难度。今后在设备更新改造方案设计时，要综合考虑方案及施工对项目的影响以及综合成本，以选择最优的方案进行，实现综合成本最低。
2.此项目选用的软起单元，并非智能型，需要电机、负载实际情况设定启动参数。在运行过程中，如果负荷发生较大变化，需要根据实际情况考虑重新核定启动参数。
3.此次项目的旧设备投入使用时间很长，经过了多次改造，与原图纸对应度比较低，在设计新控制柜方案时遇到了一些困难。尤其是控制柜与外部办公楼控制系统的接口部分。直至找到办公楼控制系统的生产厂家，与其进行沟通后，才得到了明确的接口要求。今后遇到类似改造工程时，一定要先了解改造设备与外围设备的接口情况，然后进行方案设计。在公司已有设备的资料管理方面，也要注意各种接口要求资料、图纸的保管。
参考文献：
[1]施耐德ATS22内置旁路软起说明书.