高壓水電阻起動器的廣泛用途
一、概述  
高壓交流電動機(jī)水電阻起動器適用于額定電壓3-10KV，額定功率
200-20000KW的大、中型鼠籠式電動機(jī)或同步電動機(jī)的軟起動（與保護(hù)），尤其是電網(wǎng)容量不富裕的企業(yè)。  
起動器靠溶解在水中的電解質(zhì)離子導(dǎo)電的。電解質(zhì)充滿于兩個(gè)平行的平面極板（既水電阻的兩個(gè)電極）之間，構(gòu)成一個(gè)電容狀的導(dǎo)電體-水電阻。它自身無感性元件，故與頻敏、電抗等起動設(shè)備相比，具有起動功率因數(shù)高，起動電流小等優(yōu)點(diǎn)。  
本產(chǎn)品在技術(shù)上采用了液態(tài)耐高壓新材料、智能傳動系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)仿真、遠(yuǎn)程通信、開環(huán)編程控制、閉環(huán)控制、人機(jī)界面等多項(xiàng)現(xiàn)代高新技術(shù)。具有控制精度高、控制動作可靠，能達(dá)到恒流起動的目的，在液態(tài)軟起動技術(shù)領(lǐng)域處于國內(nèi)先進(jìn)水平。  
本產(chǎn)品廣泛適用于建材、冶金、礦山、石油化工、電力、造紙、系統(tǒng)水利等行業(yè)。   
二、工作原理  
水電阻起動器，是根據(jù)電動機(jī)降壓起動理論，在電動機(jī)的定子回路中串入一適當(dāng)?shù)目勺兯娮柽M(jìn)行分壓，充分利用水電阻熱容量大不會燒毀以及可調(diào)可恢復(fù)性等優(yōu)良特性，通過控制系統(tǒng)控制傳動機(jī)構(gòu)拖動電極極板運(yùn)動，改變動、定極板間的距離，從而達(dá)到改變水電阻阻值的大小，使水電阻阻值的變化與電動機(jī)轉(zhuǎn)差率的變化同步，達(dá)到恒電流起動的目的，并使電動機(jī)均勻加速至額定轉(zhuǎn)速，縮短起動時(shí)間。當(dāng)起動完成后，星點(diǎn)接觸器自動投入并旁路水電阻，電動機(jī)全壓運(yùn)行。  
三、性能特點(diǎn)  
1） 起動過程可預(yù)測  
采用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，在計(jì)算機(jī)上輸入用戶提供的電動機(jī)、電網(wǎng)、負(fù)載三大參數(shù)，通過計(jì)算機(jī)對起動參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)置，獲得電動機(jī)起動過程如電流、轉(zhuǎn)速及電網(wǎng)壓降等佳變化曲線。  
2） 起動電流可控制（起動過程可控制）  
    根據(jù)負(fù)載實(shí)際工況，通過調(diào)整、配置電液的濃度來改變電阻值的大小，同時(shí)通過PLC程序控制、電流反饋等方法、達(dá)到控制起動的目的。 3） 起動時(shí)間可調(diào)整  
    根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際工況和用戶的要求，可通過改變PLC控制程序、調(diào)整動極板的起動初始位置及傳動電動機(jī)轉(zhuǎn)速來改變極板的行程時(shí)間，達(dá)到電動機(jī)起動時(shí)間的目的。  
4） 可連續(xù)起動  
    由于液態(tài)電阻熱容量大，可塑性強(qiáng)，單次起動溫升得到有效的控制，故根據(jù)工況需要，可連續(xù)起動；而且起動過程水電阻阻值變化通過極板距離及接近速度控制，可大可小，溫升影響處于次要地位。  
5） 起動過程平滑，起動運(yùn)行切換無沖擊  
    動極板的線性運(yùn)動使串接水電阻阻值線性減小，從而使電動機(jī)的起動過程均勻、平滑、無級；起動完成切換瞬間，水電阻阻值趨近于零，故切換時(shí)對電網(wǎng)不會產(chǎn)生電流沖擊，對機(jī)械傳動系統(tǒng)不會產(chǎn)生機(jī)械沖擊。[若不采用動極板的線性運(yùn)動改變阻值，則起動設(shè)備就不能大限度地限制電機(jī)的起動電流，不能達(dá)到起動過程平滑無沖擊和起動性能可控可調(diào)（屬熱敏電阻），與電抗器相似，不能達(dá)到或歸類為軟起動。  
6） 具有電流閉環(huán)控制，溫度閉環(huán)控制。  
7） 控制回路也可采用PLC控制，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊及計(jì)算機(jī)集中控制     控制回路采用PLC可編程控制器進(jìn)行邏輯程序控制，監(jiān)測起動過程中液阻及電動機(jī)動態(tài)參數(shù)，控制極板運(yùn)動，控制電機(jī)的短接。  
8） 安全性：  
A、 保護(hù)功能：設(shè)有液位顯示、液溫顯示、起動超時(shí)、綜合報(bào)警等功能；同運(yùn)行開關(guān)柜相配合，具有可靠的聯(lián)鎖裝置，并設(shè)有過流、速斷、過電壓、差動、零序、欠壓等保護(hù)；  
B、 保障措施：水電阻箱嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行出廠檢測和嚴(yán)格的接地及避雷保護(hù)措施；  
C、 主機(jī)起動結(jié)束后，極板自動復(fù)位，裝置處于零電位和待機(jī)狀態(tài)，為下次起動作好充分準(zhǔn)備；  
D、 無諧波污染：本裝置的使用不會產(chǎn)生高次諧波，免除對電網(wǎng)的污染。
  9） 操作簡單，方便維護(hù)  
   由于本系統(tǒng)主起動設(shè)備對工況及電網(wǎng)的環(huán)境要求不高，運(yùn)行成本低；系統(tǒng)自身集成控制發(fā)出聯(lián)機(jī)信號，一般技術(shù)人員進(jìn)行短期培訓(xùn)即可自行操作維護(hù)；液態(tài)電阻的可塑性強(qiáng)，穩(wěn)定性好，主要配液原料來源方便，維護(hù)費(fèi)用相當(dāng)?shù)汀?nbsp; 
總之，從技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性三個(gè)方面評價(jià)，本裝置是高壓大功率電動機(jī)軟起的理想選擇。  
四、技術(shù)指標(biāo)  
1、起動電流：Iq≤Ie 指堵轉(zhuǎn)電流在6Ie以上的電機(jī)，若堵轉(zhuǎn)電流為5Ie的電機(jī)，則Iq≤2.5Ie；起動電流等技術(shù)參數(shù)不受環(huán)境變化的影響而產(chǎn)生明顯波動；  
2、起動時(shí)間調(diào)節(jié)范圍：15-99S可調(diào)；  
3、母線壓降：＜8％;并在電網(wǎng)允許情況下大限度地減小起動時(shí)的電網(wǎng)壓降，穩(wěn)定電網(wǎng)質(zhì)量；  
4、起動轉(zhuǎn)矩大，不受電網(wǎng)質(zhì)量影響，起動成功率100％  5、熱容量大，連續(xù)起動次數(shù)為3—4次，提高設(shè)備利用率。  6、起動溫升低，單次起動電解液溫升＜10℃/次左右。  五、使用環(huán)境條件：  1、 環(huán)境溫度：0℃--45℃  2、 空氣相對濕度不超過85％  3、 海拔高度不大于1500m  4、 地面傾斜度不大于50;  
5、 安裝地點(diǎn)無火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)、化學(xué)腐蝕及劇烈震動。     注：若有特殊使用條件，請?jiān)谟嗀洉r(shí)注明。  
六、設(shè)備組成部分介紹  
   裝置組成：由柜體部分、傳動部分、液阻部分、控制部分組成。     柜體部分為框架式組合結(jié)構(gòu)，表面采用酸洗噴塑處理；    傳動部分采用伺服電機(jī)對極板進(jìn)行控制； 
   液阻部分采用高分子聚合材料制作而成，耐壓42KV，耐腐蝕、耐磨損、耐高溫，使用壽命長； 
  控制部分采用PLC可編程控制器對相關(guān)信號及動作進(jìn)行控制。  七、二次控制方案 （參考） 
    1、 電流閉環(huán)控制  
水電阻，是靠改變動、定電極板間的距離來改變水電阻值大小的。電機(jī)起動時(shí)，若動電極板進(jìn)行運(yùn)行速度過快，即水電阻變率大于電機(jī)起動轉(zhuǎn)矩的變率，則起動電流會過大，超過予設(shè)值；若動電極板運(yùn)行速度太慢，即水電阻變率小于電機(jī)起動轉(zhuǎn)矩的變率，則起動電流會變小，延長了起動時(shí)間。因此，水電阻起動器設(shè)有電流反饋閉環(huán)控制。即予設(shè)一起動電流值，予設(shè)一極板運(yùn)行初速度（也就是極板拖動電機(jī)的轉(zhuǎn)速，用變頻器控制），從星點(diǎn)端（或開關(guān)柜）電流互感器取一相電流接至水阻柜的電流變送器，電流變送器將電流信號變換成0-20MA的弱信號，反饋給程序控制器（S7-200的擴(kuò)民模塊），并與程序控制器的給定信號相比較及計(jì)算，輸出0-10V的弱電壓信號控制變頻器的頻率，從而控制極板拖動電機(jī)達(dá)到控制水阻阻值的目的，當(dāng)起動電流過大時(shí)，極板拖動電機(jī)轉(zhuǎn)速變慢甚至停止；當(dāng)電機(jī)起動電流太小時(shí)，極板拖動電機(jī)轉(zhuǎn)速加快，電阻變率增大，水電阻快速減小，使起動電流保持予設(shè)值。這樣，起動電流時(shí)間特性曲線幾乎是平直的。  
    2、 溫度閉環(huán)控制  
 即每次起動時(shí)電液初始阻值不變，并可根據(jù)負(fù)載情況，現(xiàn)場靈活調(diào)整電阻阻值。  液體電阻具有負(fù)溫度特性，即液體溫度升高， 阻值反而減小，且阻值的變化是非線性的，其敏感區(qū)在低溫段特別是環(huán)境溫度變化段。本裝置針對液阻的這種負(fù)溫度特性，增加了起動電阻的溫度自動校正功能，即根據(jù)季節(jié)、環(huán)境溫度或上次起動后液溫的不同，自動阻值校正系統(tǒng)據(jù)液溫的不同調(diào)整起動起始阻值（即極板到達(dá)不同提起動初位），保證電動機(jī)每次的起動特性不變，充分保證了起動效果的穩(wěn)定性。
 3、 二次線路控制聯(lián)鎖、聯(lián)動  
     1）允許起動     液阻柜中KA2的常開電接點(diǎn)（K7、K9）串接于開關(guān)柜提合閘回路中，當(dāng)水電阻備妥時(shí)，KA2閉合，開并柜才允許合閘。  
     2）起動、停機(jī)  直接操作開關(guān)柜的起、停車按鈕控制電動機(jī)，無需在水電阻起動柜上操作。開關(guān)柜只需輸出一對斷路器的輔助常開電接點(diǎn)（K2、02）至水電阻柜，水電阻柜根據(jù)程序自動完成起動過程，然后自動轉(zhuǎn)換成運(yùn)行狀態(tài)。停機(jī)以后，水電阻自恢復(fù)，為下次起動做好準(zhǔn)備。  
3、 水阻柜中KA3的常開電接點(diǎn)（K101、K133）并聯(lián)于開關(guān)柜的分閘回路中，當(dāng)起動超時(shí)或液溫超上限85℃時(shí)，KA3閉合，使開關(guān)柜跳閘。  
4、 另外，當(dāng)液阻柜液位欠低，液溫超下限溫，起動超時(shí)等等，液阻柜“綜合報(bào)警”燈會閃亮，發(fā)出報(bào)警信號。如用戶需要，還可加裝電鈴報(bào)警。
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