淺論高壓軟起動的熱變電阻運用

許君鋒

摘 要：該文介紹了工廠企業的燒結機尾風機系統中所使用的熱變電阻軟起動裝置，具有起動電流小且恒定、母線壓降低、功率因數高等優點。并結合自身單位的實際運用配置和使用狀況，說明此類技術和實際應用的基本狀況，有效解決大部分企業此類裝置在選型、配置方面多個選擇的余地，具有一定的參考價值。

關鍵詞：熱變電阻 軟起動 高壓電機 啟動電流

中圖分類號：TE964 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）03（c）-0051-02

老的起動器如何換代，新的變頻器、軟起動裝置一般價格都比較昂貴。特別是電機功率越大所用的起動器投入的費用就越大。例如：在燒結機尾除塵風機電機（2 800 kW）的起動中就采用熱變電阻軟起動裝置，而且該裝置還在燒結機頭除塵風機、高爐礦槽除塵風機電機重載起動中廣泛應用。

1 性能特點

高壓熱變電阻軟起動裝置與傳統起動裝置相比，主要特點如下。

（1）電機的全過程即可預測，又可調整并控制；（2）自動化程度較高，起動電流小，操作方便可連續起動，性價比高；（3）起動過程中系統功率因數至少在0.8以上，且整個起動過程接近于恒定不變的；（4）母線壓降低；（5）起動比較平穩無沖擊；（6）有完善的報警提示、電機保護功能，采用PLC控制，可靠性強；（7）可增加電流閉環控制；（8）可采用計算機控制系統組態軟件對軟起動裝置進行智能化監控。

2 工作原理

高壓熱變電阻軟起動裝置是電機定子回路中串入可變液體電阻的一種降壓起動方式，隨著主電動機的起動，裝置自動調節液體電阻的動、定極板之間的間距，使電阻線性均勻地減小，引起電機的端電壓均勻提高，電阻隨著電動機的起動自動投入并在預定的時間內自動、無級切除，液阻切除完畢（即起動完成時）電機自動投入正常運行的一種起動方式。

3 主要技術參數

（1）技術參數和使用條件。

額定電壓3.6、10 kV，最大工作電壓3.5、6.9、11.5 kV，最大工作電流630、1000、2000～3000 A，額定絕緣水平工額25/42 kV（有效值1 min）；沖擊75 kV（1.5/400）全波。起動電流1.5-3.5Ie，起動時間18～160 s可調。

（2）防護等級IP20，IP30。

（3）使用條件。

①海拔高度不大于1 000 m；②環境溫度-10 ℃～+40 ℃之間；③相對濕度日平均小于95%，月平均小于90%；④周圍介質無火災、爆炸、嚴重污染、化學腐蝕及劇烈震動等損害因素的氣體及導電塵埃；⑤安裝傾斜度不大于5%。

（4）產品執行，參考標準。

Q/FZR2-2000《高壓交流電動液態軟起動裝置》。

GB/T11022-1999《高壓開關設備和控制設備和共同技術要求》。

4 功能說明

該裝置主要由：柜體、電氣室、電液箱和傳動機構等4部分組成，各部分的功能如下。

（1）柜體：基本骨架用鋼焊接而成，柜體內預留有電液箱固定位、電氣室固定位以及整套傳動機構的活動空間，并預留了柜體的接地設施，整個裝置的進出線均采用下進線下出線的方式；（2）電氣室：安裝有各種用于在主機起動過程中參與控制保護的低壓電氣元件、PLC等，門上安裝有指示儀表、操作開關、信號燈等，電氣室下部安裝的是二次外接端子排，為方便維護及安裝，還預留有AC6.3V或AC24V低壓電源用于調配阻值時使用；（3）電液箱：在柜內下部，箱內安裝有液體電阻的動、定兩個極板，便于調節。在主機起動過程中通過調節動定極板之間的間距來實現軟起動的功能。中部的傳動機構，采用絲桿（或卷揚）傳動方式來帶動極板運動。箱內還設有溫度過高、液位過低等安全保護，在主機起動前一旦液面低于液位線保護值，就有報警輸出，同時產生電氣連鎖，禁止起動。在停機斷電的情況下方可通過加水孔注入清水（自來水），直到液位過低報警消除即可；（4）傳動機構：傳動機構在柜內上部，作用是由傳動電機帶動極板運動以調節電阻的大小來實現軟起動，應確保機構運靈活（適當加些潤滑脂。電阻的大小對應有4個位置開關，分別是初限位A、初限位保護B、末限位C、末限位保護D，其中初、末限位間的間距，是本液態軟起動裝置的有效控制行程，在初限位處電阻最大，末限位處電阻最小（接近為0），初、末限位保護是傳動機構的最大調節范圍。

5 操作概述

該起動裝置為機電組合柜，在液阻柜面板上設有“試車、復位、急停”按鈕，各種狀態指示燈及聲光報警聲響裝置。

GZYQ-Y型起動裝置設有聯機起動互鎖點，在液阻柜“允許起動”，指示燈亮時，按下主開關柜的“開機按鈕”，液阻柜自動投入運行，起動結束，星點短接，主電機投入運行。

GZYQ-△型起動裝置設有起動按鈕，在液阻柜允許起動狀態，按下起動按鈕，主機自動投入起動，起動結束，主機投入運行，液阻自動切除。

6 使用與維護

6.1 定期（每月）檢查液位是否正常

（1）如果液位太低，應及時添加介質（清水），在加清水時，應避免水珠飛濺，并用干燥、潔凈棉紗保持電液箱體表面干凈，確保絕緣強度；（2）定期（每季）進行傳動機構機檢查，維護，檢修或更換上、下限位保護開關；（3）定期（4～5年）更換電液，同時清洗極板和箱體，先用稀鹽酸，清洗極板上的氧化物，而后再用清水洗凈，箱體在取出和置入時就避免撞擊以損壞箱體。

6.2 常見故障及處理方法

（1）主機起動前，允許起動燈不亮或允許起動繼電器不動作。原因及處理方法如下：①液位過低：添加清水至正常液位；②液溫過高：待液溫降至正常范圍；③液溫過低：執行阻值校正；④動極越位：用手動試車、復位按鈕調整傳動機構至正常位；行程開關如果失靈，更換；⑤傳動過載：檢查傳動機構運轉有無卡死，添加潤滑油并調整至靈活；復位傳動電機熱過載繼電器，并檢查熱繼電器的整定值是否合理；⑥綜合報警，針對可能的原因逐項排除；⑦有關工藝聯鎖信號未到，調整有關工藝聯鎖信號正常為止。

（2）起動超時動作：可能原因有運行投切信號失靈，處理方法是全面檢查起動切換回路電源和投切信號至正常；負載過重或起動力矩過小，處理方法是減小起動電阻，增大起動電流或延長超時保護時間至合適值。

（3）綜合報警燈亮或發出報警聲響。可能原因及處理方法如下：①動極越位，用手動試車、復位按鈕調整傳動機構至正常位置；行程開關如果失靈，更換；②傳動過載，檢查傳動機構運轉如果有無卡滯現象，添加潤滑油并調整至靈活；復位傳動電機熱過載繼電器，并檢查熱繼電器的整定值是否合理。

7 結語

該系統是集高壓電機的恒流啟動方式、實際的運行監控，并帶有微機保護、遠程網絡管理于一體的控制系統熱變電阻軟起動裝置與傳統的電抗器、自耦變壓啟動器相比較有著阻值可調，啟動過程的優越性，另具有裝置的結構相對簡單，實際的運行后維護工作量上面也相對較小，從而對于現代運行的企業有著一定的參考、比較價值所在。

參考文獻

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