水阻柜工作原理.docx

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水阻柜工作原理

水阻柜工作原理

HLQ系列笼型电机液体电阻起动器在电动机定子回路中串入起分压和限流作用的特种液体电阻，起动过程中，液态电阻阻值在预定的时间内自动实现由大到小无级变化，直到接近为零时，液阻自动切除，电动机投入运行。

液体电阻起动器又称“液体变阻器”（俗称“水电阻”）。

是为改善大中型绕线式交流异步电动机的起动性能而研制的新型起动器。

液体电阻起动器的基本原理是通过机械传动装置使导电液体中两平行极板的距离逐渐减小直至为零，使串入电机转子回路中的电阻值平滑减小，从而实现绕线式大中型电动机的重载平滑起动。

它克服了频敏电阻起动器冲击电流大、难起动和操作不便等问题。

适用于大型设备的电动机重载起动，是频敏电阻起动器和金属电阻起动器的替代产品。

一、应用范围

适用于三相交流50Hz，额定工作电压为380V～10KV，额定功率为75kW～10000Kw绕线式（鼠笼式及同步电机用WLQ型）交流异步电动机的重载平滑软起动，尤其是电网电压不稳或偏低的工矿企业。

二、工作原理

在被控绕线电动机的转子回路中串入特殊配置的电解液作为电阻，并通过调整电解液的浓度及改变两极板间的距离使串入电阻阻值在起动过程中始终满足电机机械特性对串入电阻值的要求，从而使电动机在获得最大起动转矩及最小起动电流的情况下均匀升速，起动结束，电气开关短接转子回路。

三、主要性能特点

○软起动，起动电流小：

Iq≤1.3Ie（A）

○降低了电机起动升温，有效地延长电机使用寿命；

○起动过程平滑，对机械设备无冲击；

○可连续起动5～10次，起动性能优于频敏起动器；

○对电网要求不高，不会产生谐波而影响电网；

○结构可靠、简单，安装、维护方便；

○通用性好，可适用任何负载状况下绕线式电机软起动，特别适用于重载起动；

○具有起动超时、失压、超行程、超温等多重保护功能。

四、主要技术参数

○起动起始电流：

Iq≤1.3Ie（A）

○起动时间：

10～60s，预整定，现场可调

○起动次数：

连续起动5～10次

○电液正常工作温度：

5～70℃

○外壳防护等级：

IP20，IP30

五、符合标准

○低压成套开关设备和控制设备GB7251.1-1997、IEC439-1：

1992

六、使用环境条件

○环境温度：

-40～50℃

○相对湿度：

≤90％

○海拔高度：

≤2000m

○地面倾斜度不大于5°

○安装地点无火灾、爆炸危险、化学腐蚀及剧烈振动。

压交流电动机液态软起动柜适用于额定电压为3~10KV大、中型同步或异步电动机的软起动。

在静态工作条件下，与电抗器性能相同；在动态工作条件下，可实现无级的连续起动。

由于其利用液体电阻的负温度特性，使电机的端电压逐步上升，起动转矩也逐步增加，因而电机起动比较平稳。

特别是该系统结构简单、可靠性强，不仅经济实用，而且安装和操作简单、维护方便。

它广泛应用于冶金、建材、矿山、石化、供水、电力行业等的泵类、风机、压缩机、破碎机、皮带传输机等各大、中容量高压电机的重载起动，是传统的电抗器降压起动、直接起动的理想的替代产品。

二工作原理

该装置是在电机定子回路中串可变液体电阻的一种降压起动方式，即随着主电动机的起动，装置自动改变液体电阻动、定极板之间的间距，使电阻线性均匀减小，电机端电压均匀提高的一种起动方式。

主机起动结束后，软起动装置从主回路中完全脱离或处于零电位，活动极板自动复位，为下次起动作好准备。

三使用环境条件：

1）环境温度：

最高气温﹢40℃，最低气温0℃；

2）空气相对湿度不超过90%；

3）海拔高度不大于1000M；

4）地面倾斜度不大于5°；

5）安装地点无火灾、爆炸危险、化学腐蚀及剧烈震动；

注：

若有特殊使用条件，请在订货时注明

四符合标准

高压开关设备和控制设备标准共用技术要求  GB/T11022-1999

3-35KV交流金属封闭开关设备        GB3906-1991

高压交流电动机液态软起动装置       Q/FZR2-2000

五功能说明

本装置主要由柜体、电气室、电液箱和传动机构四部份组成，下面分别介绍各部分的功能：

（1）柜体

由角钢和金属薄板焊接而成，柜体内预留有工作接地和接地母线，为保证柜体接地良好，应妥善与保护接地连接牢固；柜内应保持清洁、干净，其一次进出线均采用高压电缆连接下进下出。

（2）电气室

电气室内安装有各种用于在主机起动过程中参与控制保护的低压电气元件、PIC等，门是安装有操作开关、信号灯等，室的下部安装的是二次外接端子排，电气室的电源为AC380V，15A（三相四线）及±KM即可。

（3）电液箱

电液箱在柜内下部，箱内安装有液体电阻的动、定极板，在主机起动过程中正是通过控制改变他们之间的间距来实现软起动的，在停机断电的情况下经常观察液位高低，液面过低请注入清水（自来水）。

电液箱是本装置的核心之一，只有在箱体完好、状态（包括液温、液位）输出正常、动定极板位置适宜，本柜才能输出允许起动信号，主机才能完成起动合闸，关于允许起动信号所包含的全部条件将在使用及维护中进行介绍。

（4）传动机构

传动机构在柜内上部，主要作用是由传动机电机带动极板运动以改变电阻的大小来实现软起动，应定期（每月）进行检测、维护，以保证机构运转灵活。

电阻的大小对应有四个特征位置，分别有四个位置开关，分别是初限位、初限位保护、末限位、末限位保护，其中初、末限位间的间距，是本液态软起动装置的有效控制行程，在初限位处电阻最大，末限位处电阻最小（接近为0），初、末限位保护是控制传动机构的最大活动空间，它们动作时均有报警输出，但只作为警示信号，不要求主要停车检修。

报警信号的消除可通过操作电气室门上的手动试车、手动复位按钮使机构脱离报警位即可。

初限位保护位置开关是初限位位置开关的后备，作用是控制传动机构上升（复位）时的准确停车，同样，末限位保护位置开关是末限位位置开关的后备，作用是控制传动机构下降时的准备停车。

在脱机运行时，传动机构应自动复位到初限位处，主机起动前，根据起动需要的阻值，传动机构使动极板移动到一合适位置或初限位处允许起动，起动过程中，传动机构按预定的程序下移（减小阻值），起动完成液阻切除后，极板自动复位到初限位处为下次起动作好准备。

传动机构中的拖动电机过载一般只作为警示信号，如用户另有要求，也可作为分闸信号使主机停车。

（3）液阻的配制：

☆   首先将软起动装置活动极板调至允许起动状态；

☆   打开电液箱盖板，向箱内注入清洁的自来水至液位线以下约20mm处，将电解粉用温水溶解后，正确连接电阻至电气室内预留的AC6.3V或AC24V测量电源，由图三所示测量回路中Rs＝U/I计算出实际配制的液体电阻值，在边测量边搅拌的情况下将溶解的电液适量注入电液箱中；

☆  所需Rs（Ω）值由下式确定 

           式中：

m-未串R前起动电流与额定电流之比，一般取4～7 

           n-串入R后起动电流与额定电流之比，取2.5～3 

           Ie-电机额定工作电流（A） 

           Ue-电机额定工作电压（V） 

测量回路：

    液阻配制完成后应确保电液箱的电液至口部液位线处，且液位状态正常；

通电试车   

　　1、 送起动柜控制电源，再次做起动柜动作试验，若正常将“试验”钮旋到工作位置；   

　　2、 模拟试车：

　　① 主电机一次柜一次回路不上电，只送一次柜和起动柜的控制电源；   

　　② 当起动柜PLC发出允许起动信号后，按下一次柜合闸按钮此时一次柜开关合闸，起动柜极板自上而下运行至下限位置时，短接接触器吸合，PLC起动信号消失，并发出运行信号，表明起动及运行正常；   

　　③ 按下一次柜分闸按钮，一次柜开关分闸，外接接触器断开，PLC运行信号消失，极板自下而上运行，同时发出复位信号，当运行到上限位后，复位信号消失，发出允许起动信号，为下次起动做准备；   

　　3、 联锁检测 按模拟试车顺序，检测联锁信号是否正常。

检测至高压开关柜水阻驱动、分闸联锁信号、至DCS系统允许起动、备妥，起动完毕，故障报警信号是否正常。

　　4、 负荷试车   

　　① 送上一次回路电源及一次柜、起动柜控制电源；   

　　② 按模拟试车的顺序起动，观察起动电流是否在规定的范围以内。

若起动电流开始过大，说明电阻配小了，此时应降低电阻液浓度，方法是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，接触器短接时又冲击过大，说明电阻配得过大了，应减小，此时应增加电阻液浓度，方法是抽出部分液体加入适量的电液粉，注意一次不要加得太多，充分溶解注入水箱，经过调节直到起动电流正常为止。

工业电解粉

电解粉又称高低、压水电阻软起动柜电解粉。

液体电阻起动器又称“液体变阻器”（俗称“水电阻”）是为改善大中型绕线式交流异步电动机或高压鼠笼型电机的起动性能而研制的新型起动器。

液体电阻起动器的基本原理是通过机械传动装置使导电液体中两平行极板的距离逐渐减小直至为零，使串入电机转子回路中的电阻值平滑减小，从而实现绕线式大中型电动机的重载平滑起动。

它克服了频敏电阻起动器冲击电流大、难起动和操作不便等问题。

适用于大型设备的电动机重载起动，是频敏电阻起动器和金属电阻起动器的替代产品。

采用水电阻取代频敏电阻起动器和金属电阻起动器，近些年来的技改项目中也普遍使用。

配制方法 

　　1、电解粉的配比  

　　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去掉沉淀物的生活用水，其量应比电阻箱内所需要的略多出10～30％，电阻溶剂即电解粉，由基本按两倍的需要提供。

　　2、电阻的配制：

　　① 先将动极板置于起动位置（即上限位置），将准备好的水注入到水箱规定位置的2/3左右，注意三格液位要基本相等；  

　　② 称一定数量电解粉；  

　　③ 先向盆或桶等容器内倒入备好的水，水不要超过容器容积的2/3，取所称电解粉的1/3慢慢倒入容器内并不停搅拌至电解粉完全溶解，然后倒入电阻箱的一相中，部分溶解不了的块状物加热水溶解，此后若仍有少量不溶物，可弃之不用。

如电解粉太多而容器容积太小可分几次溶解；  

　　④ 重复步骤③将电解粉溶入其它两相中；  

　　⑤ 分别向液阻箱内加水至要求液位（液位大约离电阻箱上盖板60mm）；  

　　⑥ 用干净的布擦净电阻箱外的水渍。

　　1、 检查液体起动柜内配线，液体起动器与一次柜、DCS系统的联锁控制线，确保无误。

　　2、 转子线先不与液体电阻起动器连接，等测完电阻再连接。

　　3、 确认端子间或各暴露的带电部位没有短路或对地短路情，确认端子连接、螺钉等均紧固无松动。

　　4、 PLC程序检查，调出PLC内部程序，检查程序是否合理，是否满足控制逻辑，如存在问题，就地修改。

液体起动器动作试验：

　　1、 用手动盘车方法使动极板处于上、下限位的中间，检查控制电源三相电正常后，将“试验”钮子开关左旋于运行位置，合上柜内空气开关，此时若极板上行则为正常；  

　　2、 用手动作上限位行程开关应停止运行，若极板下行则相序错误。

此时关掉电源交换两相电源线即可；  

　　3、 然后合上电源将“试验”钮子开关右旋于“试验”位置，极板向下运行直到下限位置停止，且短接接触器吸合。

液阻的配制：

   ☆首先将软起动装置活动极板调至允许起动状态； 

    ☆打开电液箱盖板，向箱内注入清洁的自来水至液位线以下约20mm处，将电解粉（水阻粉）用温水溶解后，正确连接电阻至电气室内预留的AC6.3V或AC24V测量电源，由图三所示测量回路中Rs＝U/I计算出实际配制的液体电阻值，在边测量边搅拌的情况下将溶解的电液适量注入电液箱中； 

    ☆所需Rs（Ω）值由下式确定 

           式中：

m-未串R前起动电流与额定电流之比，一般取4～7 

           n-串入R后起动电流与额定电流之比，取2.5～3 

           Ie-电机额定工作电流（A） 

           Ue-电机额定工作电压（V）

测量回路：

   液阻配制完成后应确保电液箱的电液至口部液位线处，且液位状态正常；

通电试车  

　　1、 送起动柜控制电源，再次做起动柜动作试验，若正常将“试验”钮旋到工作位置；  

　　2、 模拟试车：

　　① 主电机一次柜一次回路不上电，只送一次柜和起动柜的控制电源；  

　　② 当起动柜PLC发出允许起动信号后，按下一次柜合闸按钮此时一次柜开关合闸，起动柜极板自上而下运行至下限位置时，短接接触器吸合，PLC起动信号消失，并发出运行信号，表明起动及运行正常；  

　　③ 按下一次柜分闸按钮，一次柜开关分闸，外接接触器断开，PLC运行信号消失，极板自下而上运行，同时发出复位信号，当运行到上限位后，复位信号消失，发出允许起动信号，为下次起动做准备；  

　　3、 联锁检测 按模拟试车顺序，检测联锁信号是否正常。

检测至高压开关柜水阻驱动、分闸联锁信号、至DCS系统允许起动、备妥，起动完毕，故障报警信号是否正常。

　　4、 负荷试车  

　　① 送上一次回路电源及一次柜、起动柜控制电源；  

　　② 按模拟试车的顺序起动，观察起动电流是否在规定的范围以内。

若起动电流开始过大，说明电阻配小了，此时应降低电阻液浓度，方法是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，接触器短接时又冲击过大，说明电阻配得过大了，应减小，此时应增加电阻液浓度，方法是抽出部分液体加入适量的电解粉，注意一次不要加得太多，充分溶解注入水箱，经过调节直到起动电流正常为止。

高压线绕式电机水阻柜阻值如何计算

高压线绕式电机水阻柜阻值如何计算

液体起动电阻RO的确定：

RO=0.577*（U2e/I2e）·KF·kt/kM

式中：

U2e：

电机转子回路的开路电压（V）

I2e：

电机转子回路的额定电流（A）

KF：

电机功率容裕倍数。

（KF=1.1-1.3,取1.2）

kt：

温度倍数。

（kt=1.1-1.3,取1.2）

kM：

起动转矩倍数。

（kM=1.1-1.3,取1.2）

根据实际情况，我们将上述公式进行简化后：

RO=0.7*（U2e/I2e）

式中：

U2e：

电机转子回路的开路电压（V）

I2e：

电机转子回路的额定电流（A）