|
一、水阻櫃原理
水阻起動櫃是近年來運用比較廣泛的電機起動設備。水阻，也就是液體電阻（在水中添加電解粉構成水電阻），顧名思義就是在電機定子回路（鼠籠型電機）或轉子回路（繞線式電機）中zhong串chuan入ru液ye態tai電dian阻zu，電dian機ji在zai起qi動dong過guo程cheng中zhong液ye態tai電dian阻zu阻zu值zhi在zai預yu定ding的de時shi間jian內nei自zi動dong無wu級ji減jian小xiao，直zhi至zhi阻zu值zhi接jie近jin為wei零ling，將jiang液ye阻zu自zi動dong切qie除chu，電dian機ji投tou入ru正zheng常chang運yun行xing，每mei小xiao時shi最zui多duo可ke以yi啟qi動dong2-3次。
二、運動過程
水阻櫃運行過程：高gao壓ya開kai關guan櫃gui合he閘zha的de同tong時shi，水shui阻zu櫃gui接jie收shou到dao高gao壓ya開kai關guan櫃gui的de合he閘zha信xin號hao，水shui阻zu櫃gui動dong極ji板ban自zi上shang而er下xia開kai始shi運yun行xing，在zai設she定ding的de時shi間jian內nei動dong極ji板ban運yun動dong過guo程cheng中zhong電dian阻zu值zhi逐zhu漸jian下xia降jiang，當dang電dian阻zu接jie近jin於yu零ling時shi，通tong過guo一yi個ge限xian位wei開kai關guan，使shi水shui阻zu櫃gui內nei的de真zhen空kong接jie觸chu器qi吸xi合he，將jiang水shui電dian阻zu短duan接jie掉diao，電dian機ji啟qi動dong完wan成cheng，經jing過guo延yan時shi幾ji秒miao後hou，動dong極ji板ban自zi動dong複fu位wei至zhi原yuan始shi狀zhuang態tai，等deng待dai一yi下xia次ci啟qi動dong。如ru水shui阻zu櫃gui在zai預yu定ding的de時shi間jian內nei起qi動dong沒mei有you完wan成cheng就jiu會hui發fa出chu一yi個ge故gu障zhang報bao警jing信xin號hao，自zi動dong切qie斷duan開kai關guan櫃gui，確que保bao電dian機ji不bu開kai路lu。
三、水阻櫃缺點
水阻的效率低，隻能做軟啟動。如果作為調速，必須將水阻櫃箱體（液體電阻部分）長chang期qi帶dai電dian，一yi旦dan出chu現xian箱xiang體ti漏lou液ye或huo者zhe液ye體ti電dian阻zu減jian少shao或huo者zhe幹gan枯ku，必bi出chu現xian生sheng產chan事shi故gu或huo者zhe安an全quan事shi故gu。並bing且qie由you於yu箱xiang體ti液ye體ti電dian阻zu長chang期qi帶dai電dian，發fa熱re嚴yan重zhong，要yao有you外wai圍wei散san熱re設she備bei才cai能neng維wei持chi運yun行xing。所suo以yi相xiang對dui人ren力li維wei護hu成cheng本ben也ye會hui增zeng加jia。
四、水阻櫃的改造方式
在現場的實際改造中：雖然水阻櫃存在以上缺點，但是客戶在水阻櫃改造變頻時還是會保留工頻水阻啟動的模式。
（一）一般水阻櫃有兩種改造方式，按照電機的不同，分為兩種水阻串接方式
1、轉子串水阻
即電機屬於繞線式電機，即轉子回路未短接。此時通過改變起動過程中轉子回路的電阻值來逐步實現軟起動。
2、定子串水阻
即電機屬於鼠籠型電機，即轉子回路在電機內部已短接。此時通過改變起動過程中定子回路的電阻值來逐步實現軟啟動。
（二）按照實現方式的不同，分為兩種水阻
1、溫度改變阻值大小
jizaiqidongguochengzhong，youyuyetineibudedianjieyesuizheyetiwendudeshenggao，dianjieyefenzihuodongjiaju，shidianzuzhizhubujianxiao，zhubugaibianjiduandianya，shizhidadaoruanqidongdemude。
2、櫃內增加極板升降電機
通過櫃內增加極板升降電機，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，使之達到軟起動的目的。
注：其中若是溫度改變阻值大小，主要屬於定子串水阻係列（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，方便控製啟動過程。
五、水阻的內部結構
（一）若以溫度改變阻值
其櫃內部主要包括：
1、旁路櫃
主要是起動完畢後，將水阻櫃短接。
按一次原理的不同，和短接接觸器的數量，有的在短接後將水阻完全拖開的，有的在短接後，水阻仍然帶電。
根據客戶需要，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、水阻櫃主體
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，分別引出進出一次線。（針對鼠籠式電機講的：定子串水阻）
主要根據電機大小，計算需要的散熱液體體積，則櫃體體積有大有小。例如電機在10MW，則水阻櫃主體可能達到10m*2m*4m。
（二）極板升降改變阻值
其櫃內部主要包括：水箱（三相分開）、一套極板、極板升降電機和相應的軸承，及短接接觸器（短接的接觸器也應客戶需要）、PLC等。
六、運行方式（現場實際操作的依據數據和實現方法）
（一）溫度改變阻值
1、工頻模式下
daichangjiatiaoshiwanhou，meigejibandoujinpaozaishuizhong，shuizhongjiarulegenjujisuandedianjiefen。qidongshi，tongdianhou，zeshuizunei，wenduzhujianshenggao，dianjieyefenzihuodongjiaju，jibanzhijiandedianzuzhizhubujianxiao，dianjiduandedianyazhubuyoudidaogao，genjutiaozhengdeshijian，qidongwanbihou，duanjiezhenkongjiechuqi（溫度改變阻值這種主要用於鼠籠式電機），起qi動dong完wan成cheng，水shui阻zu被bei甩shuai開kai。此ci種zhong原yuan理li的de水shui阻zu，電dian機ji進jin行xing連lian續xu重zhong啟qi時shi，由you於yu每mei次ci重zhong啟qi時shi，由you於yu水shui溫wen不bu一yi致zhi，因yin此ci其qi啟qi動dong特te性xing會hui有you差cha異yi。在zai啟qi動dong時shi間jian間jian隔ge較jiao長chang的de情qing況kuang下xia，其qi啟qi動dong特te性xing基ji本ben可ke保bao持chi一yi致zhi。
2、變頻模式下
上高壓後，直接短接接觸器（短接接觸器動作信號取自高壓開關QF0的常開點）。
（二）極板升降改變阻值（重點介紹）
1、運動過程
daichangjiatiaoshiwanhou，meigejibandoujinpaozaishuizhong，shuizhongjiarulegenjujisuandedianjiefen。qidongqian，shangjibanzaizuishangmian，qidongshi，shangjibanzaishengjiangdianjidedaidongxia，zhubuxiayi，（有的設置是下移幾秒，停幾秒，繼續下移，重複）則ze兩liang極ji板ban之zhi間jian的de距ju離li減jian小xiao，相xiang應ying的de兩liang極ji板ban之zhi間jian的de電dian阻zu值zhi減jian小xiao，則ze電dian機ji端duan的de電dian壓ya逐zhu步bu由you低di到dao高gao，當dang上shang極ji板ban移yi動dong到dao最zui下xia限xian位wei時shi，短duan接jie真zhen空kong接jie觸chu器qi。與yu此ci同tong時shi，上shang極ji板ban開kai始shi往wang上shang回hui升sheng，升sheng到dao最zui上shang限xian位wei時shi，起qi動dong完wan成cheng。此ci種zhong方fang式shi的de水shui阻zu，電dian機ji連lian續xu啟qi動dong時shi，啟qi動dong特te性xing差cha別bie不bu會hui很hen大da，但dan是shi伺si服fu電dian機ji等deng部bu件jian造zao成cheng水shui阻zu櫃gui的de維wei護hu工gong作zuo增zeng加jia。（適用於鼠籠式及繞線式電機）。
2、現場參照的實際數據及控製邏輯
（1）一般水阻啟動時，起動電流倍數在2~3.5倍之間，網側壓降都能滿足上一級變壓器的容量要求；
（2）根據電機大小，起動時間一般設置為20~40秒，時間一般都可調，一般超過40秒，則開關櫃會有反時限保護；
（3）“水阻起動信號”。現在一般的水阻櫃，都是采用PLC控製，其中，水阻櫃起動信號，取的是對應的開關起動櫃的“斷路器合閘狀態”，也就是說，當客戶的開關櫃的斷路器合閘以後， 水阻櫃的PLC接收到信號後，就開始起動，如極板開始下移；
（4）當開關櫃的斷路器分閘以後，水阻櫃的PLC接收到信號後，就將短接接觸器分斷；
（5）即：水阻櫃接觸器動作的條件是高壓斷路器QF0合閘（取自QF0常開點）。
3、水阻櫃改造變頻器後現場需要做的改動
(1)轉子串水阻（對應繞線式電機，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，需從水阻櫃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：若水阻櫃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“遠程/就地”轉換開關。 即等繞線式電機轉子短接後，作為鼠籠式電機起動；
③水阻櫃啟動條件串入工頻狀態。
④現場應用案例介紹。安徽懷寧上峰水泥采用了“轉子串水阻”模式的變頻改造，現場電機參數如下表所示：
|
電機型號 |
YPKK800-6 |
轉速 |
993R/MIN |
|
功率 |
2800KW |
電機廠家 |
蘭州電機股份有限公司 |
|
額定電壓 |
10KV |
水阻櫃類型 |
極板升降改變阻值 |
|
額定電流 |
191.4A |
|
|
|
功率因數 |
0.881 |
負載 |
B線窯尾高溫風機 |
xianchangyaoqiushuizuguigaizaobianpin，qiegongpinyunxingmoshixiabaoliushuizuguideruanqigongneng，dianjiweisanxiangyiburaoxianshidiandongji，shuizuguileixingyouguineizengjiajibanshengjiangdianji（即極板升降改變阻值）。變頻器為一托一手動旁路櫃，變頻器旁路櫃一次接線和標配接線方式一樣的，如圖1所示，從客戶母線過來的10KV線是不經過水阻櫃的（僅僅客戶的AC380V控製電到水阻櫃）。
轉子串水阻一次接線圖原理圖
此(ci)時(shi)，變(bian)頻(pin)器(qi)模(mo)式(shi)下(xia)，水(shui)阻(zu)櫃(gui)的(de)旁(pang)路(lu)櫃(gui)內(nei)的(de)短(duan)接(jie)接(jie)觸(chu)器(qi)在(zai)這(zhe)裏(li)就(jiu)相(xiang)當(dang)於(yu)短(duan)接(jie)轉(zhuan)子(zi)，使(shi)繞(rao)線(xian)式(shi)電(dian)機(ji)變(bian)為(wei)鼠(shu)籠(long)式(shi)電(dian)機(ji)供(gong)變(bian)頻(pin)器(qi)使(shi)用(yong)。工(gong)頻(pin)模(mo)式(shi)下(xia)，為(wei)電(dian)機(ji)軟(ruan)起(qi)，軟(ruan)起(qi)成(cheng)功(gong)後(hou)，水(shui)阻(zu)櫃(gui)的(de)旁(pang)路(lu)櫃(gui)內(nei)的(de)短(duan)接(jie)斷(duan)路(lu)器(qi)在(zai)這(zhe)裏(li)就(jiu)相(xiang)當(dang)於(yu)短(duan)接(jie)轉(zhuan)子(zi)，使(shi)繞(rao)線(xian)式(shi)電(dian)機(ji)變(bian)為(wei)鼠(shu)籠(long)式(shi)電(dian)機(ji)供(gong)工(gong)頻(pin)使(shi)用(yong)。
采用工頻模式運行時，首先合閘QS3，DCS遠程合閘QF斷路器，水阻櫃接收到QF合(he)閘(zha)信(xin)號(hao)及(ji)工(gong)頻(pin)狀(zhuang)態(tai)後(hou)，水(shui)阻(zu)櫃(gui)運(yun)行(xing)，此(ci)時(shi)水(shui)阻(zu)櫃(gui)極(ji)板(ban)自(zi)上(shang)而(er)下(xia)運(yun)行(xing)，通(tong)過(guo)水(shui)阻(zu)櫃(gui)實(shi)現(xian)軟(ruan)起(qi)，當(dang)極(ji)板(ban)運(yun)行(xing)至(zhi)底(di)部(bu)的(de)時(shi)候(hou)，有(you)個(ge)限(xian)位(wei)開(kai)關(guan)，通(tong)過(guo)連(lian)鎖(suo)，給(gei)水(shui)阻(zu)櫃(gui)接(jie)觸(chu)器(qi)KM一個信號，使水阻櫃內的真空接觸器KM吸合，將水電阻短接掉並保持，繞線式變成鼠籠式電機啟動完成，經過延時幾秒後，動極板自動複位至原始狀態，等待一下次啟動。
采用變頻模式運行時，首先QS1、QS2隔離開關合閘，DCS啟動QF合閘，高壓電進入變頻器,（水阻櫃啟動信號串入工頻狀態，此時啟動不了，），同時KM水阻櫃接觸器接收到QF合閘信號後， KM直接短接，繞線式變為鼠籠式電機，變頻器接收到KM短接信號後，通過DSC遠程啟動/停止/調節變頻輸出。
lingwai，woyejianguolingleidezhuanzichuanshuizubianpingaizao，yonghuzhijiejiangdianjidezhuanzilianjiechudakai，jiangzhuanzishangzhijieduanjieshangtongpai，zechengweileshulongshidianji。cishi，yiwanquanshuaikaileshuizu。danwanyibianpinqifashengguzhang，bianpinzhuanweigongpinshi，zexuyaojiangzhuanzishangdetongpaichaixia（不拆下實現不了軟起，相當於鼠籠式電機直接工頻啟動，導致客戶的變壓器容量受不了），比較麻煩。但選擇權在於用戶，用戶認為自己的轉子經常會發生放炮現象，所以短接後比較合適。
(2)定子串水阻（對應鼠籠式電機，手動旁路）
這種改造相對複雜，需要確定的內容主要如下：
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，這個在自動旁路櫃中一定要弄清楚，因為在自動變/gongpinzhuanhuanguochengzhong，kenenghuizaochengyanzhonghouguo。yaoxunwenqingchugejiechuqidezisuofangshi，shidianbaochi，haishijixieshibaochi。rushidianbaochi，hefenzhagongyongyigexinhaojike，rushijixieshibaochi，zehe、分閘要分開設計。
②水阻櫃啟動信號。變頻改造前，水阻櫃起動信號接收的是“斷路器常開點信號”（為母線高壓開關櫃QF0的常開信號，即當QF0合閘後，常開變成常閉，水阻櫃啟動，工頻實現軟起），若變頻改造後，則一般需要在此起動水阻櫃啟動信號的回路裏增加變頻器“工頻狀態”信號。即工頻時，水阻仍正常起動，若變頻時，則水阻櫃不動作。
③水阻櫃短接信號。變頻改造前，水阻櫃短接信號接收的是“極板下限位行程開關信號”。變頻改造後，則根據要求靈活改變，需在短接接觸器的合、分閘回路增加控分閘回路增加控製信號。控製方式根據客戶要求及係統安全性確定。
④現場應用案例介紹。棗莊泉頭水泥廠采用了“定子串水阻”模式的變頻改造，現場電機參數如下表所示：
電機型號 YKKP630-6W 轉速 995R/MIN
功率 2800KW 電機廠家 重慶賽力盟電機股份有限公司
額定電壓 10KV 水阻櫃類型 極板升降改變阻值
額定電流 186.6A 負載 2#高溫風機
一次接線圖原理如圖2所示，水阻櫃內短接接觸器為KM，高壓經過水阻櫃。
定子串水阻一次接線圖原理圖
此係統為定子串水阻，水阻櫃隻有一個接觸器KM，接觸器為機械保持式，係統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，並引出線接到KM的分、合閘線圈。水阻櫃接觸器KM控製方案如下：
在工頻模式下，KM仍由水阻櫃本身的邏輯來控製實現軟起。
在變頻模式下，當高壓啟動櫃斷路器QF合閘時，KM就會合閘；當高壓啟動櫃斷路器QF分閘時，KM就會分閘。
第二部分是水阻櫃起動信號。增加變頻器“工頻信號”串入起動回路。
第三部分是開關櫃允許合閘信號。將變頻器“高壓合閘允許K6”串入高壓開關櫃QF允許合閘回路，其中從控製器發出的“高壓合閘允許K6”串入了“變頻狀態”信號。
采用工頻模式運行時，首先QS43/QS44隔離開關合閘，DCS啟動QF合閘，水阻櫃接收到QF合(he)閘(zha)信(xin)號(hao)及(ji)工(gong)頻(pin)狀(zhuang)態(tai)信(xin)號(hao)後(hou)，水(shui)阻(zu)櫃(gui)運(yun)行(xing)，此(ci)時(shi)水(shui)阻(zu)櫃(gui)極(ji)板(ban)自(zi)上(shang)而(er)下(xia)運(yun)行(xing)，通(tong)過(guo)水(shui)阻(zu)櫃(gui)實(shi)現(xian)軟(ruan)起(qi)，當(dang)極(ji)板(ban)運(yun)行(xing)至(zhi)底(di)部(bu)的(de)時(shi)候(hou)，有(you)個(ge)限(xian)位(wei)開(kai)關(guan)，通(tong)過(guo)連(lian)鎖(suo)，給(gei)水(shui)阻(zu)櫃(gui)接(jie)觸(chu)器(qi)KM一個信號， 使水阻櫃內的真空接觸器KM吸合，將水電阻短接掉並保持，電機啟動完成，經過延時幾秒後，動極板自動複位至原始狀態，等待一下次啟動。
采用變頻模式運行時，首先QS41/QS42隔離開關合閘，DCS啟動QF合閘，（水阻櫃啟動信號串入工頻狀態，此時啟動不了，也無高壓輸入QS43斷開的），高壓電進入變頻器，通過DSC遠程啟動/停止/調節變頻輸出。
muqian，duiyuraoxianshidianji，shuizuguizhutiguiheshuizuguipangluguishifenkaidulide，qiegaoyabujingguoshuizugui，yejiushishuozhiyoukongzhidianlanjinrushuizugui，congshuizuguichuxiankongzhidianlandaodianjizhuanzishang。duiyushulongshidianji，shuizuguizhutiguihepangluguishijichengde，yougaoyadianlantongguoshuizuguizailianjiedaodianjidingzishang。
|
