其實起動柜分為很多種,，那么下面我們來分析一下起動柜,，水阻起動柜，和籠型電機起動柜的一些區(qū)別和運用范圍,。

 

 

水阻柜是近年來運用比較廣泛的電機起動設(shè)備,。水阻柜即水電阻，也就是液體電阻（在水中添加電解粉構(gòu)成水電阻）,，顧名思義就是在電機定子回路（鼠籠型電機）或轉(zhuǎn)子回路（繞線式電機）中串入液態(tài)電阻,，電機在起動過程中液態(tài)電阻阻值在預(yù)定的時間內(nèi)自動無級減小，直至阻值接近為零,，將液阻自動切除,，電機投入正常運行，每小時最多可以啟動2-3次,。 

 

                                                                  

 

二,、水阻柜運行過程是一個什么樣子的，在電氣設(shè)備中的運用到底如何,。

 

水阻柜運行過程：高壓開關(guān)柜合閘的同時,，水阻柜接收到高壓開關(guān)柜的合閘信號，水阻柜動極板自上而下開始運行,，在設(shè)定的時間內(nèi)動極板運動過程中電阻值逐漸下降,，當(dāng)電阻接近于零時，通過一個限位開關(guān),，使水阻柜內(nèi)的真空接觸器吸合,，將水電阻短接掉，電機啟動完成,，經(jīng)過延時幾秒后,，動極板自動復(fù)位至原始狀態(tài)，等待一下次啟動,。如水阻柜在預(yù)定的時間內(nèi)起動沒有完成就會發(fā)出一個故障報警信號,，自動切斷開關(guān)柜，確保電機不開路,。 

 

三,、水阻柜調(diào)速缺點有哪些，在電氣中有哪些不良反應(yīng)

 

水阻的效率低,，只能做軟啟動,。如果作為調(diào)速，必須將水阻柜箱體（液體電阻部分）長期帶電,，一旦出現(xiàn)箱體漏液或者液體電阻減少或者干枯,，必出現(xiàn)生產(chǎn)事故或者安全事故。并且由于箱體液體電阻長期帶電,，發(fā)熱嚴(yán)重,，要有外圍散熱設(shè)備才能維持運行,。所以相對人力維護(hù)成本也會增加。 

 

四,、水阻柜的改造方式需要我們特別注意這個電氣設(shè)備,。

 

在現(xiàn)場的實際改造中：雖然水阻柜存在以上缺點，但是客戶在水阻柜改造變頻時還是會保留工頻水阻啟動的模式,。 

 

（一）一般水阻柜有兩種改造方式,，按照電機的不同，分為兩種水阻串接方式 

 

1,、起動柜中的轉(zhuǎn)子串水阻 

 

即電機屬于繞線式電機,，即轉(zhuǎn)子回路未短接。此時通過改變起動過程中轉(zhuǎn)子回路的電阻值來逐步實現(xiàn)軟起動,。 

 

2,、起動柜中的定子串水阻 

 

即電機屬于鼠籠型電機，即轉(zhuǎn)子回路在電機內(nèi)部已短接,。此時通過改變起動過程中定子回路的電阻值來逐步實現(xiàn)軟啟動,。 

 

（二）按照實現(xiàn)方式的不同，分為兩種水阻 

 

1,、起動柜中的溫度改變阻值大小 

 

即在啟動過程中,，由于液體內(nèi)部的電解液隨著液體溫度的升高,，電解液分子活動加劇,，使電阻值逐步減小，逐步改變機端電壓,，使之達(dá)到軟起動的目的,。 

 

2、起動柜中的柜內(nèi)增加極板升降電機 

 

通過柜內(nèi)增加極板升降電機,，勻速的改變輸入輸出極板之間的距離,，改變電阻值的大小，逐步改變機端電壓,，使之達(dá)到軟起動的目的,。 

 

注：其中若是溫度改變阻值大小，主要屬于定子串水阻系列（即鼠籠式電機）,。 

 

若通過極板升降電機改變阻值大小,，則定子和轉(zhuǎn)子串水阻都可。目前常用的方式還是通過極板升降的方式,，方便控制啟動過程,。 

 

五、水阻的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 

 

（一）若以溫度改變阻值 

 

其柜內(nèi)部主要包括： 

 

1,、起動柜中的旁路柜 

 

主要是起動完畢后,，將水阻柜短接,。 

 

按一次原理的不同，和短接接觸器的數(shù)量,，有的在短接后將水阻完全拖開的,，有的在短接后，水阻仍然帶電,。 

 

根據(jù)客戶需要,，選擇真空斷路器或者真空接觸器。真空斷路器需要分,、合閘操作,，而真空接觸器又分為電保持和機械保持式，電保持不需另增加分閘操作,，掉電即分閘,，而機械保持式需要分閘操作。 

 

2,、起動柜中的水阻柜主體 

 

主要包括3個獨立的水箱,，每個水箱底部有一固定的銅極板，水箱上部有一固定的銅極板,，分別引出進(jìn)出一次線,。（針對鼠籠式電機講的：定子串水阻） 

 

主要根據(jù)電機大小，計算需要的散熱液體體積,，則柜體體積有大有小,。例如電機在10MW，則水阻柜主體可能達(dá)到10m*2m*4m,。 

 

（二）極板升降改變阻值 

 

其柜內(nèi)部主要包括：水箱（三相分開）,、一套極板、極板升降電機和相應(yīng)的軸承,，及短接接觸器（短接的接觸器也應(yīng)客戶需要）,、PLC等。 

 

六,、運行方式（現(xiàn)場實際操作的依據(jù)數(shù)據(jù)和實現(xiàn)方法） 

 

（一）溫度改變阻值 

 

1,、起動柜中的工頻模式下 

 

待廠家調(diào)試完后，每個極板都浸泡在水中,，水中加入了根據(jù)計算的電解粉,。起動時，通電后,，則水阻內(nèi),，溫度逐漸升高，電解液分子活動加劇，極板之間的電阻值逐步減小,，電機端的電壓逐步由低到高,，根據(jù)調(diào)整的時間，起動完畢后,，短接真空接觸器（溫度改變阻值這種主要用于鼠籠式電機）,，起動完成，水阻被甩開,。此種原理的水阻,，電機進(jìn)行連續(xù)重啟時，由于每次重啟時,，由于水溫不一致,，因此其啟動特性會有差異。在啟動時間間隔較長的情況下,，其啟動特性基本可保持一致,。 

 

2、起動柜中的變頻模式下 

 

上高壓后,，直接短接接觸器（短接接觸器動作信號取自高壓開關(guān)QF0的常開點）,。 

 

（二）極板升降改變阻值（重點介紹） 

 

1、起動柜中的運動過程 

 

待廠家調(diào)試完后,，每個極板都浸泡在水中,，水中加入了根據(jù)計算的電解粉。起動前,，上極板在最上面,，起動時，上極板在升降電機的帶動下,，逐步下移,，（有的設(shè)置是下移幾秒,，停幾秒,，繼續(xù)下移，重復(fù)）則兩極板之間的距離減小,，相應(yīng)的兩極板之間的電阻值減小,，則電機端的電壓逐步由低到高，當(dāng)上極板移動到最下限位時,，短接真空接觸器,。與此同時，上極板開始往上回升,，升到最上限位時,，起動完成。此種方式的水阻，電機連續(xù)啟動時,，啟動特性差別不會很大,，但是伺服電機等部件造成水阻柜的維護(hù)工作增加。（適用于鼠籠式及繞線式電機）,。 

 

2,、起動柜中的現(xiàn)場參照的實際數(shù)據(jù)及控制邏輯 

 

（1）一般水阻啟動時，起動電流倍數(shù)在2~3.5倍之間,，網(wǎng)側(cè)壓降都能滿足上一級變壓器的容量要求,； 

 

（2）根據(jù)電機大小，起動時間一般設(shè)置為20~40秒,，時間一般都可調(diào),，一般超過40秒，則開關(guān)柜會有反時限保護(hù),； 

 

（3）“水阻起動信號”?，F(xiàn)在一般的水阻柜，都是采用PLC控制,，其中,，水阻柜起動信號，取的是對應(yīng)的開關(guān)起動柜的“斷路器合閘狀態(tài)”,，也就是說,，當(dāng)客戶的開關(guān)柜的斷路器合閘以后， 水阻柜的PLC接收到信號后,，就開始起動,，如極板開始下移； 

 

（4）當(dāng)開關(guān)柜的斷路器分閘以后,，水阻柜的PLC接收到信號后,，就將短接接觸器分?jǐn)啵?nbsp;

 

（5）即：水阻柜接觸器動作的條件是高壓斷路器QF0合閘（取自QF0常開點）。 

 

3,、起動柜中的水阻柜改造變頻器后現(xiàn)場需要做的改動 

 

(1)轉(zhuǎn)子串水阻（對應(yīng)繞線式電機,，手動旁路） 

 

①一次回路的改造，與普通的變頻改造一樣,； 

 

②二次回路的改造,，需從水阻柜的短接接觸器引出一對“短接接觸器常閉點”，接入變頻器的“急停”回路,，可理解為：若水阻柜的短接接觸器不短接,，則變頻器無法起動。要注意的是接入“急停”回路時,，要繞過“遠(yuǎn)程/就地”轉(zhuǎn)換開關(guān),。 即等繞線式電機轉(zhuǎn)子短接后，作為鼠籠式電機起動； 

 

③水阻柜啟動條件串入工頻狀態(tài),。 

 

④現(xiàn)場應(yīng)用案例介紹,。安徽懷寧上峰水泥采用了“轉(zhuǎn)子串水阻”模式的變頻改造，現(xiàn)場電機參數(shù)如下表所示： 

 

 

 

現(xiàn)場要求水阻柜改造變頻,，且工頻運行模式下保留水阻柜的軟起功能,，電機為三相異步繞線式電動機，水阻柜類型有柜內(nèi)增加極板升降電機（即極板升降改變阻值）,。變頻器為一托一手動旁路柜,，變頻器旁路柜一次接線和標(biāo)配接線方式一樣的，如圖1所示,，從客戶母線過來的10KV線是不經(jīng)過水阻柜的（僅僅客戶的AC380V控制電到水阻柜）,。

 

 

 

 

圖2轉(zhuǎn)子串水阻一次接線圖原理圖

 

此時，變頻器模式下,，水阻柜的旁路柜內(nèi)的短接接觸器在這里就相當(dāng)于短接轉(zhuǎn)子,，使繞線式電機變?yōu)槭蠡\式電機供變頻器使用。工頻模式下,，為電機軟起,，軟起成功后，水阻柜的旁路柜內(nèi)的短接斷路器在這里就相當(dāng)于短接轉(zhuǎn)子,，使繞線式電機變?yōu)槭蠡\式電機供工頻使用,。 

 

采用工頻模式運行時，首先合閘QS3,，DCS遠(yuǎn)程合閘QF斷路器,，水阻柜接收到QF合閘信號及工頻狀態(tài)后，水阻柜運行,，此時水阻柜極板自上而下運行,，通過水阻柜實現(xiàn)軟起，當(dāng)極板運行至底部的時候,，有個限位開關(guān),，通過連鎖，給水阻柜接觸器KM一個信號,，使水阻柜內(nèi)的真空接觸器KM吸合,，將水電阻短接掉并保持,，繞線式變成鼠籠式電機啟動完成,，經(jīng)過延時幾秒后，動極板自動復(fù)位至原始狀態(tài),，等待一下次啟動,。 

 

采用變頻模式運行時，首先QS1、QS2隔離開關(guān)合閘,，DCS啟動QF合閘,，高壓電進(jìn)入變頻器,（水阻柜啟動信號串入工頻狀態(tài)，此時啟動不了,，）,，同時KM水阻柜接觸器接收到QF合閘信號后， KM直接短接,，繞線式變?yōu)槭蠡\式電機,，變頻器接收到KM短接信號后，通過DSC遠(yuǎn)程啟動/停止/調(diào)節(jié)變頻輸出,。 

 

另外,，我也見過另類的轉(zhuǎn)子串水阻變頻改造，用戶直接將電機的轉(zhuǎn)子連接處打開,，將轉(zhuǎn)子上直接短接上銅排,，則成為了鼠籠式電機。此時,，已完全甩開了水阻,。但萬一變頻器發(fā)生故障，變頻轉(zhuǎn)為工頻時,，則需要將轉(zhuǎn)子上的銅排拆下（不拆下實現(xiàn)不了軟起,，相當(dāng)于鼠籠式電機直接工頻啟動，導(dǎo)致客戶的變壓器容量受不了）,，比較麻煩,。但選擇權(quán)在于用戶，用戶認(rèn)為自己的轉(zhuǎn)子經(jīng)常會發(fā)生放炮現(xiàn)象,，所以短接后比較合適,。 

 

(2)定子串水阻（對應(yīng)鼠籠式電機，手動旁路） 

 

這種改造相對復(fù)雜,，需要確定的內(nèi)容主要如下： 

 

①短接斷路器,。短接接觸器最少是一個，有時也有兩個,，也可能是三個,，如其中要詢問清楚各接觸器的合、分閘順序,，這個在自動旁路柜中一定要弄清楚,，因為在自動變/工頻轉(zhuǎn)換過程中，可能會造成嚴(yán)重后果,。要詢問清楚各接觸器的自鎖方式,，是電保持,，還是機械式保持。如是電保持,，合分閘共用一個信號即可,，如是機械式保持，則合,、分閘要分開設(shè)計,。 

 

②水阻柜啟動信號。變頻改造前,，水阻柜起動信號接收的是“斷路器常開點信號”（為母線高壓開關(guān)柜QF0的常開信號,，即當(dāng)QF0合閘后，常開變成常閉,，水阻柜啟動,，工頻實現(xiàn)軟起），若變頻改造后,，則一般需要在此起動水阻柜啟動信號的回路里增加變頻器“工頻狀態(tài)”信號,。即工頻時，水阻仍正常起動,，若變頻時,，則水阻柜不動作。 

 

③水阻柜短接信號,。變頻改造前,，水阻柜短接信號接收的是“極板下限位行程開關(guān)信號”。變頻改造后,，則根據(jù)要求靈活改變,，需在短接接觸器的合、分閘回路增加控分閘回路增加控制信號,?？刂品绞礁鶕?jù)客戶要求及系統(tǒng)安全性確定。 

 

④現(xiàn)場應(yīng)用案例介紹,。棗莊泉頭水泥廠采用了“定子串水阻”模式的變頻改造,，現(xiàn)場電機參數(shù)如下表所示： 

 

 

 

一次接線圖原理如圖2所示，水阻柜內(nèi)短接接觸器為KM,，高壓經(jīng)過水阻柜,。

 

 

 

圖2定子串水阻一次接線圖原理圖

 

此系統(tǒng)為定子串水阻，水阻柜只有一個接觸器KM,，接觸器為機械保持式,，系統(tǒng)的二次原理更改有以下幾部分。 

 

第一部分是PLC程序更改了邏輯,，并引出線接到KM的分,、合閘線圈,。水阻柜接觸器KM控制方案如下： 

 

在工頻模式下,，KM仍由水阻柜本身的邏輯來控制實現(xiàn)軟起,。 

 

在變頻模式下，當(dāng)高壓啟動柜斷路器QF合閘時,，KM就會合閘,；當(dāng)高壓啟動柜斷路器QF分閘時，KM就會分閘,。 

 

第二部分是水阻柜起動信號,。增加變頻器“工頻信號”串入起動回路。 

 

第三部分是開關(guān)柜允許合閘信號,。將變頻器“高壓合閘允許K6”串入高壓開關(guān)柜QF允許合閘回路,，其中從控制器發(fā)出的“高壓合閘允許K6”串入了“變頻狀態(tài)”信號。 

 

采用工頻模式運行時,，首先QS43/QS44隔離開關(guān)合閘,，DCS啟動QF合閘，水阻柜接收到QF合閘信號及工頻狀態(tài)信號后,，水阻柜運行,，此時水阻柜極板自上而下運行，通過水阻柜實現(xiàn)軟起,，當(dāng)極板運行至底部的時候,，有個限位開關(guān)，通過連鎖,，給水阻柜接觸器KM一個信號,， 使水阻柜內(nèi)的真空接觸器KM吸合，將水電阻短接掉并保持,，電機啟動完成,，經(jīng)過延時幾秒后，動極板自動復(fù)位至原始狀態(tài),，等待一下次啟動,。 

 

采用變頻模式運行時，首先QS41/QS42隔離開關(guān)合閘,，DCS啟動QF合閘,，（水阻柜啟動信號串入工頻狀態(tài)，此時啟動不了,，也無高壓輸入QS43斷開的）,，高壓電進(jìn)入變頻器，通過DSC遠(yuǎn)程啟動/停止/調(diào)節(jié)變頻輸出,。 

 

目前,，對于繞線式電機,，水阻柜主體柜和水阻柜旁路柜是分開獨立的，且高壓不經(jīng)過水阻柜,，也就是說只有控制電纜進(jìn)入水阻柜,，從水阻柜出線控制電纜到電機轉(zhuǎn)子上。對于鼠籠式電機,，水阻柜主體柜和旁路柜是集成的,，有高壓電纜通過水阻柜再連接到電機定子上。

 

那么以上部分就是我們所分析的一些數(shù)據(jù)了,，大家學(xué)習(xí)一下吧,。電氣設(shè)備還是需要我么好好學(xué)習(xí)的。