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高压电机水阻启动柜在水泵上的应用
高压电机水阻启动柜在水泵上的应用
 

                    

液体电阻起动柜是近年来运用比较广泛的电机起动设备。液体电阻,顾名思义就是在电机定子回路(笼型电机)或转子回路(对绕线电机)中串入液态电阻,电机在起动过程中液态电阻阻值在预定的时间内自动无级减小,直至阻值接近为零,将液阻自动切除,电机投入正常运行,每小时至少可以启动3-5次。
液体电阻起动柜主要由以下几个部分组成:水箱、极板(分动极板及静极板)、传动机构、限位机构(行程开关)及相关电器元件,如继电器(或PLC)、时间继电器、接触器、按钮、指示灯等状置构成,主要适用于400V3KV6KV10KV各个电压等级,功率范围从500KW-30000KW,与频敏电阻、变频器、电抗器等其它起动方式相比,具有起动功率因数高(因是阻性负载)、造价低、维护简单等特点,最低可将电机启动电流限制在额定电流的1.3倍,有效减小电机启动对电网的冲击,因而在近年来广泛受到用户的亲赖。

现以一台10KV绕线电机做为示例,详细介绍工作原理:

1
、将水阻柜就位,在水箱中加水至适当水位。

2
、按比例加入适当的电解质。

3
、检查水箱是否有泄水、绝缘是否正常;

3
、接入水阻柜所需的电源(三相四线380V),手动试验动极板运行方向,如果方向不对,更改相序;

4
、单机调试水阻柜运行是否正常,重点检查限位开关、时间继电器等;

5
、连接水阻柜与电机开关柜之间的联锁及保护线路;

6
、连接电机转子回路至水阻柜接线端子;

7
、电机开关柜合闸,启动电机;

运行原理如下:电机开关柜合闸的同时,水阻柜接收到真空断路器运行信号,动极板自上而下开始运行,在设定的时间内电阻值逐渐下降,当电阻接近于零时,安装在水阻柜内的真空接触器吸合,电机启动完成,经过延时几秒后,动极板自动复位至原始状态,等待一下次启动。如水阻柜在预定的时间内起动没有完成就会发出一个故障报警信号,自动切断开关柜,确保电机不开路。

对于笼型电机而言,液体电阻起动柜有两种方案,对于星型接法的电机,如星点能够打开,原理与绕线电机水阻柜的原理基本相同,对于角型接法或星点不能打开的笼型电机,水阻柜只能串接在定子回路中,电机启动完毕后需要将水阻柜用断路器隔离开,以防水阻柜长期带电引发安全事故。目前,不少水阻柜生产厂家在设计及生产时为降低成本,水阻柜只采用一台真空断路器,电机启动完成后水阻柜任然带电,这是不安全的,万一水箱受损,液体泄露,必定引发安全事故。

液体电阻起动柜原理简单,一般不会出现什么故障,如电机启动不是很频繁,一般一年加一次水即可,容易出故障的地方为继电器、限位开关等电器元件,故障容易排除。正常情况下可以使用10-15年。

      上图为高压笼型电机液体电阻起动柜一次方案1,该方案适用于星型(星点在电机内部,不能打开)或三角型接法的高压电机,液体电阻串联在定子主回路中,启动过程如下:当水阻柜在备妥状态下,合高压开关柜,按下水阻柜启动按钮,真空接触器KM1吸合,同时极板开始向下移动,串在定子回路中的水电阻阻值逐步由大到小,当极板运行到下限位时,电阻接近于零,真空接触器KM2吸合,KM1断开,电机正常运行。停机时,按下停车接钮,KM2断开,电机停止运行,极板自动复位,进入下一次启动准备。

      下图为高压笼型电机液阻起动柜一次方案2,该方案适用于星型接法(星点能够打开)的高压电机。液体电阻串联在星点回路中,启动过程如下:当水阻柜在备妥状态下,合高压开关柜的同时,极板开始向下移动,串在定子回路中的水电阻阻值逐步由大到小,当极板运行到下限位时,电阻接近于零,真空断路器1QF吸合,电机正常运行。停机时,分断高压开关柜,电机停止运行。 极板自动复位到初始状态,水阻柜进入下一次启动准备。


 20094月,我公司承接了湖南天一泵业水泵试验站的高压电机水阻柜项目,该公司为国内大型油泵、水泵生产商,因产品不同,所配备的电机型号、功率大小也有很大差别,所以我公司按上图一的一次方案为该公司提供了一台额定电压10KV、功率为1000KW的水阻柜,同时,该用户提出水阻柜要具有软停车功能,以消除水泵在停机时的水锤效应,故我公司对该水阻柜的PLC程序进行了进一步优化,经过现场调试试验,该水泵试验站采用我公司的水阻柜,电机启动电流为额定电流的3倍,启动时间为30秒,软停车时间为15秒,空载软停车电流低于电机额定电流,带载软停车电流为额定的3倍,电机每启动一次,水阻温升为10度以下,满足了用户频繁启动的要求。
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