水電阻啟動(dòng)柜在高壓電機(jī)的應(yīng)用
水電阻啟動(dòng)柜加裝在高壓電機(jī)的方法。在電動(dòng)機(jī)星點(diǎn)的定子回路中串接液體電阻，電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)過程中通過水電阻柜中電極板的移動(dòng)來改變液體電阻值的大小，從而均勻地提高電動(dòng)機(jī)端電壓，降低了電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流，減少電網(wǎng)的電壓降和沖擊。
1、概述
唐鋼動(dòng)力廠電控車間所管轄的3號(hào)氧壓機(jī)電動(dòng)機(jī)是前蘇聯(lián)上世紀(jì)90年代初的產(chǎn)品，主電機(jī)為俄羅斯產(chǎn)的10KV、3150KW同步電動(dòng)機(jī)，電流為207A，轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分，原起動(dòng)方式為直接起動(dòng)，對(duì)電網(wǎng)沖擊很大，電動(dòng)機(jī)本身因起動(dòng)電流過大，曾經(jīng)造成發(fā)生放炮事故兩起。05年動(dòng)力廠將該氧壓機(jī)改為降壓起動(dòng)，加裝了水電阻啟動(dòng)柜作為電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)，取得了較好效果。
2、水電阻啟動(dòng)柜的工作原理
在電動(dòng)機(jī)星點(diǎn)的定子回路中串接液體電阻，電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)過程中通過水電阻柜中電極板的移動(dòng)來改變液體電阻值的大小，從而均勻地提高電動(dòng)機(jī)端電壓，降低了電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流，減少電網(wǎng)的電壓降和沖擊，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速隨著電阻值得減少平滑的升高，勵(lì)磁裝置隨時(shí)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速的90%（2700轉(zhuǎn)/分）時(shí)，勵(lì)磁裝置QYJ發(fā)出投全壓信號(hào)，液態(tài)軟起動(dòng)設(shè)備中的星點(diǎn)柜開關(guān)合閘，將液體電阻切除，電動(dòng)機(jī)星點(diǎn)短接，轉(zhuǎn)入全壓?jiǎn)?dòng)階段。轉(zhuǎn)速迅速上升，當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速的97%（2910轉(zhuǎn)/分）左右時(shí)，勵(lì)磁裝置自動(dòng)投勵(lì)，將電動(dòng)機(jī)拉入同步轉(zhuǎn)速（3000轉(zhuǎn)/分），投入正常運(yùn)行。起動(dòng)過程中，液體電阻值在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)自動(dòng)無級(jí)減少，直至接近為零時(shí)電動(dòng)機(jī)投入全壓運(yùn)行。由于該裝置的核心部分在電氣一次主回路上，設(shè)備維護(hù)量小，啟動(dòng)運(yùn)行可靠。
水電阻啟動(dòng)柜采用PLC控制，利用計(jì)算機(jī)仿真軟件對(duì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)過程進(jìn)行模擬器起動(dòng)，使電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的全過程可預(yù)測(cè)、可調(diào)整、可控制，系統(tǒng)組成如圖一所示。電解液變阻器是由3個(gè)相互絕緣電解箱組成，內(nèi)部分別盛有電液及一組相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)電極板，動(dòng)極板通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及伺服系統(tǒng)控制運(yùn)行，司服系統(tǒng)受控于PLC，PLC系統(tǒng)利用內(nèi)部計(jì)算機(jī)仿真軟件對(duì)起動(dòng)過程進(jìn)行控制，起動(dòng)開始根據(jù)電機(jī)電流大小自動(dòng)的調(diào)整液阻值（動(dòng)極板的開始位置），使整個(gè)起動(dòng)過程在較小的啟動(dòng)電流，均勻升速而液阻無級(jí)切換，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)的軟起動(dòng)。
3、水電阻啟動(dòng)柜的技術(shù)特點(diǎn)
水電阻降壓起動(dòng)可將啟動(dòng)電流控制在3倍額定電流以內(nèi)，對(duì)電網(wǎng)和拖動(dòng)動(dòng)設(shè)備沖擊小，能連續(xù)起動(dòng)，不會(huì)燒毀，維護(hù)簡(jiǎn)單。
QF1－主電機(jī)運(yùn)行斷路器 QF2－星點(diǎn)短接斷路器,SR－電解液變阻器 QS2－隔離開關(guān) QYJ－勵(lì)磁裝置投全壓繼電器的常開接點(diǎn) KA1－PLC控制星點(diǎn)閉合中間繼電器的接點(diǎn) KA3－PLC故障跳閘出口控制星點(diǎn)斷開中間繼電器的接點(diǎn) K1－防跳繼電器，H－星點(diǎn)柜合閘線圈 F－星點(diǎn)柜跳閘線圈 R1－1歐姆/25W電阻 3TA、4TA－電流互感器 SB6、SB7－手動(dòng)星點(diǎn)柜閉合、跳開按鈕 HL9、HL10－星點(diǎn)柜斷開、星點(diǎn)柜閉合指示燈 FU1、FU2－熔斷器，
水電阻啟動(dòng)柜是依靠溶解在水中的電解質(zhì)離子導(dǎo)電的，電解質(zhì)充滿與兩個(gè)平面極板之間（即水電阻的兩個(gè)極），構(gòu)成一個(gè)電容狀的導(dǎo)電體，它能夠限制電流的流通，自身壓降小，屬于無感性元件，也就是說既能降低電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流，又使電動(dòng)機(jī)獲得較大的端電壓，且提高了起動(dòng)時(shí)的功率因數(shù)，所以能使電動(dòng)機(jī)100%起動(dòng)成功。
水電阻啟動(dòng)柜還有一個(gè)特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)起動(dòng)。水電阻的阻值大小是依靠改變水電阻箱內(nèi)導(dǎo)電介質(zhì)的濃度和兩個(gè)極板間的距離來完成的，在現(xiàn)場(chǎng)可根據(jù)電動(dòng)機(jī)的實(shí)際需要調(diào)配，起動(dòng)過程中，從初始電阻逐漸連續(xù)變化為零電阻，起動(dòng)平穩(wěn)，無二次沖擊電流。
水電阻啟動(dòng)柜在設(shè)計(jì)上，設(shè)置了過電壓、失壓、接地不良、起動(dòng)超時(shí)等保護(hù)，采取了嚴(yán)格的接地和避雷保護(hù)措施。應(yīng)用了溫度閉環(huán)控制技術(shù)，在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)動(dòng)前可根據(jù)液態(tài)電阻箱中液體的溫度變化自動(dòng)調(diào)整電極板的距離，使不同季節(jié)、不同環(huán)境溫度、連續(xù)起動(dòng)情況下，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流的一致性。
4、電液阻值的確定
液態(tài)軟起動(dòng)裝置電液阻值的確定，應(yīng)根據(jù)電動(dòng)機(jī)及電網(wǎng)的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，母線電壓U=10KV，則電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)母線降壓不應(yīng)超過12%。
簡(jiǎn)單一點(diǎn)可根據(jù)產(chǎn)品說明書實(shí)際配置液體電阻值R=0.174×額定電壓(U)÷額定電流(I)來計(jì)算。
在實(shí)際調(diào)試阻值過程中，可以在水里加堿面來調(diào)整電阻值的大小，并根據(jù)實(shí)測(cè)的電流、電壓降大小調(diào)整R值，直到取得最佳的啟動(dòng)效果。
5、結(jié)束語
經(jīng)過周密地研究、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠?jì)算和科學(xué)地施工，實(shí)現(xiàn)了主電動(dòng)機(jī)加裝了YLQ水電阻啟動(dòng)柜作為電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)目標(biāo)，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)平穩(wěn)，啟動(dòng)時(shí)間8S，母線壓降100伏左右，與傳統(tǒng)的變頻、電抗器起動(dòng)方式相比較，有著阻值可調(diào)，起動(dòng)過程的平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單維護(hù)量小等優(yōu)點(diǎn)，具有很好的應(yīng)用價(jià)值。
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