液体电阻软启动器技术的应用探讨

      液体电阻软启动器（简称液阻柜、水阻柜等），是为改善大、中型鼠笼式、绕线式电动机的起动性能而研制的新一代软启动器。其结构简单，可靠性强，而且经济实用，维护性强。近年来广泛应用于矿山、冶金、建材、石油、化工、供水、风机、压缩机、轧机、水泵、风机、球磨机、扎钢机、破碎机、皮带运输等电力行业所有工业领域的泵类和各种大中容量高压电机的重载起动系统。

液体电阻软启动器技术的应用探讨

一、液体电阻软启动器电气控制的改进和调整
　　1传动装置超限位保护
　　当限位开关不好使时或其它原因，使超限位开关动作，同时切断控制电源，联锁使主电机跳闸，起到保护作用。但限位开关常出现锈蚀结霜卡涩、接点接触不良的故障，我公司采用了高频振荡型接近开关代替机械式行程开关，得到了较好的效果。
　　2电铃的保护： 
　　一般电铃的连续工作性较差，连续工作几分钟就会烧毁。由于我公司管理方式的改变，人员配置少，维护范围大，故障报警时，不能及时到现场处理。因此延长电铃的连续工作能力是很有必要的。我们采用将交流电铃与二极管串联，此方法较简单，有效的解决了电铃烧毁问题。
　3 电阻液控温功能
　　电液正常工作温度：0~70℃；周围环境温度：-40~50℃。当环境温度长期低于0℃时需加装加热器，以防止冬季电阻液上冻，无法起动或冻裂水箱及低温引起的起动性能变差等。我公司采用了下述方法控温，节电效果明显。

图（1）是电阻液自动控温原理图。此回路可避免控温仪表和继电器的接点在达到临界温度时频繁闪动打火，延长仪表和继电器的使用寿命。仪表可选用四限输出控制的智能型控温仪表：HH65℃、H15℃、L10℃、LL5℃。分别表示温度的高高位、高位、低位、低低位。HH65℃和LL5℃用于高低温度报警；H15℃和L10℃用水箱温度控制范围。
　　4 空间加热功能： 
　　在冬季由于水箱内外温差大，为防止机械式限位开关、螺杆传动装置结露、结霜，电器元件“受潮”或“冻僵”，我们在水箱外侧、传动装置及电控板处安装空间加热器。空间加热器可用二极管串联220V、1000W碘钨灯制作。在我厂已广泛应用，效果很好。
　　5 电极板传动机构和在调试运行中的故障处理
　　常用的传动机构形式有皮带轮加螺杆传动方式和减速机加链条传动方式。前一种在螺杆加油后，由于惯性会使极板越限。应在调试前把螺杆加好油，再进行试车，调整限位开关的位置；有时限位失灵，使链条传动的机构拉断链条、拉杆，掉入水箱。可在传动齿轮上加保险销，防止损坏设备。电极板在起动完毕后，分活动极板返回和不返回两种形式。返回式是使电动机起动完毕后液体电阻处在最大位置，便于下次起动。而不返回式起动完毕后液体电阻处在最小位置接近于零欧的位置，可分担短路接触器的工作电流，延长其使用寿命。

二、液体电阻的配制和阻值计算
　　1 液体起动电阻值R0的估算方法
　　各个厂方对起动电阻值提供了不同的计算方法，我公司采用下面公式计算，简单方便，更重要的是适合在负荷状态下观察调整。
　　式中，U2e为电机转子开路电压（见电机铭牌）；I2e为电机转子额定电流（见电机铭牌）；K为起动时串入R后起动电流与额定电流之比，取1.1~1.3。
　　2 液体电阻的配制
　　2.1 配液用水最好是蒸馏水，也可用软化水，最低限度应是经过净置后支掉沉淀物的生活用水。纯水、蒸馏水更有利于降低电阻值。
　　2.2 由于受用户所用的碳酸钠纯度、水质、场地的环境温度的影响，电解液的浓度按给定比例配置的电解质液不一定能得到所要求的电阻值。根据经验将8%浓度的电液粉溶液后，注入水箱内，沉淀物要倒掉。然后按照步骤2.3的方法测定极板间的电阻值。
　　2.3 将活动极板和固定极板分开至极限位置。用电压电流表法依次测量每一相的电阻。测量值R1与计算值R比较，如测量值比计算值大，在电解液中再加适量的碳酸钠；如测量值比计算值小，电解液中需要加适量的水，然后再测量再调整，直到测量值与计算值相等为止。
    三、 空载试车
   1 设备检查调整
   1.1 检查接线是否正确，紧固件是否松动；
  1.2 检查水箱位置和极板情况用手动盘车让极板在上、下限范围内活动一次，看是否顺畅；
   1.3 减速箱、丝杠或链条应加油。
   2 手动试机
   2.1 为了防止接线或相序错误，极板运动方向不正确，损坏设备，应先将极板手动盘车至上、下限位之间的位置。再合上控制柜电源开关，升降架应向复位方向移动（动极板为水电阻星点时，极板上行为复位方向；定极板为液体电阻为星点时，极板下行为复位方向）。若不是复位方向，应立即分断电源开关，把三相电源线中任意两根倒接（即倒相），重新合上电源开关极板即复位；2.2 将至模件柜（-APL）、中间继电器柜（-AR）、高压柜（-AH）的联锁信号逐一核对保证接线正确。2.3 将选择开关至远程位置，由中控开车检查联机运行是否正常。
　　3.3 整定值：例我公司4#磨机主电机：YRKK710-4，2400KW；U1e=6000V、I1e=274A、U2e=1972V、I2e=730A、K取1.3，则R=1.2Ω。实际调节值为1.11Ω。短接超时保护时间继电器KT1延时时间为38秒，循环泵运行时间继电器KT2为15秒，起动延时时间为2秒，从上限位到下限位的时间是35秒，即启动时间为37秒。
　　四、 负荷试车调试
　　送上主电机一次回路电源及一次柜、起动柜控制电源。由中控开车起动电机，观察起动电流是否在1.3倍的电动机额定电流下。若起动电流过大，说明电阻值小，此时应降低电阻液浓度，从水箱中抽出部分液体，同时加入等量的清水，搅匀后重新试车。若起动电流开始过小，短路接触器合闸时又冲击过大，说明电阻大，应增加电阻液浓度，要抽出部分液体加入适量的电液粉，但要注意一次不能加得太多。充分溶解后注入水箱。短路接触器合闸时，电流大亦可增加短接延时的时间，下限一定要调到极板完全接触。调整极板间距即可调整电阻大小及起动时间，经过调节直到起动电流正常为止。
　    五、液体电阻软启动器安装使用中应注意的问题
　1 液体电阻启动器应与高压柜就近安装，可以避免由于控制电缆过长导致电缆电容干扰，使控制产生错误信号；
   2 液体电阻启动器不宜连续频繁起动，频繁起动容易造成电阻液温度过高，起动两次后，应间歇一段时间再起动；
   3 调试液体电阻启动器及加注电阻液时应在高压断电情况下进行，以保证安全。
　　六、 保养与维护
　　为了使液体电阻启动器长期稳定工作，应进行以下日常保养与检查。
　　1 检查液体电阻液位是否在规定范围；
   2 检查各电气元件是否受损或松动；
   3 检查传动机构有无异常噪音，并加注黄油；
   4 检查限位开关是否正常，并调节皮带松紧。因为液体电阻的状态不佳或阻值（浓度）变化将直接影响电动机的启动性能和寿命。因此，应加强水电阻的检查维护，保证设备正常连续运转，保证生产的进行。
     七、 非常见故障的诊断及其处理
（1）“允许起动”及“禁止起动”信号灯不时出现内烁现象，温控仪的显示温度时而处于正常，时而处于最高限（跨度）100℃（这种现象如果在电动机运行中出现，会导致主电动机突然跳闸）。检查温控仪工作正常，再查温度传感受器Pt100，发现传感器热电阻接头氧化，由此导致热电阻Pt100接触不良。处理办法：清除热电阻及补偿导线接头的锈蚀部分，并用热熔胶对接线头进行密封，防止线头氧化。
（2）主电动机起动缓慢，起动转矩小，检查转子三相集电环与电刷接触良好，转子电刷三相与水阻的连接良好。由此分析有2种情况会导致这种起动“吃力”现象：①液体电阻箱内的动静极板生锈，无形中增大了两极板之间的电阻，使得及Rp 
（3）主电动机在运行过程中突然失速，经查为短接接触器意外脱开所致，原因：①接触器线圈接点氧化，线圈失压。②交流接触器电磁线圈或真空接触器3个并联的电磁线圈年久老化，吸力不够，导致接触器不能进行有效的短接。处理办法：处理氧化点，更换接触器的电磁线圈。
（4）主电动机在起动过程或运行过程中因过流而跳闸，查转子三相集电环与电刷接触良好，转子电刷架三相与水阻连接良好。经查，交注接触器或真空接触器触点不能同步；另一种情况是真空接触器3个并联的电磁线圈中有一个老化，致使真空接触器不能同步，导致电动机转子绕组因缺相而跳闸。处理方法：调整接触器的 三相调节螺钉，或更换真空接触器的不良电磁线圈。
（5）主电动机在运行过程中短接接触器意外脱开后，由于疏忽，电动机失速后没能及时手动停机，而液体电阻箱内的电阻液升温，直至≥60℃之后，由于主电动机自动跳闸控制回路失灵，从而造成液体电阻箱内的电液温度急剧上升，直至100℃，使液体电阻软启动器的绝缘箱体长时间置于煮沸的液体之中，造成液体电阻箱严重变形，原因：延时继电器KT2为气囊式，其触点弹簧因粉尘黏附或因年久而失去弹性，所以其触点不能延时动作，从而使跳闸控制回路失去了应有的作用。处理方法：将气囊式时间继电器更换为延时准确、可靠性更高的晶体管式时间继电器。