1、工頻模式下

 

　　待廠家調試完后，每個極板都浸泡在水中，水中加入了根據計算的電解粉。起動時，通電后，則水阻內，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，根據調整的時間，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，電機進行連續重啟時，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、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QF0的常開點）。

 

　　（二）極板升降改變阻值（重點介紹）

 

　　1、運動過程

 

　　待廠家調試完后，每個極板都浸泡在水中，水中加入了根據計算的電解粉。起動前，上極板在上面，起動時，上極板在升降電機的帶動下，逐步下移，（有的設置是下移幾秒，停幾秒，繼續下移，重復）則兩極板之間的距離減小，相應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，當上極板移動到下限位時，短接真空接觸器。與此同時，上極板開始往上回升，升到上限位時，起動完成。此種方式的水阻，電機連續啟動時，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工作增加。（適用于鼠籠式及繞線式電機）。

 

　　2、現場參照的實際數據及控制邏輯

 

　?。?）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，則開關柜會有反時限保護；

 

　?。?）"水阻起動信號".現在一般的水阻柜，都是采用PLC控制，其中，水阻柜起動信號，取的是對應的開關起動柜的"斷路器合閘狀態",也就是說，當客戶的開關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；

 

　?。?）當開關柜的斷路器分閘以后，水阻柜的PLC接收到信號后，就將短接接觸器分斷；

 

　?。?）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、水阻柜改造變頻器后現場需要做的改動

 

　?。?）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；

 

　?、诙位芈返母脑欤鑿乃韫竦亩探咏佑|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"遠程/就地"轉換開關。 即等繞線式電機轉子短接后，作為鼠籠式電機起動；

 

　?、?a href="/tag/shuizuguiqidong.html" target="_blank">水阻柜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 水阻柜類型 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

 

　　現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配接線方式一樣的，從客戶母線過來的10KV線是不經過水阻柜的（僅僅客戶的AC380V控制電到水阻柜）。

 

　　此時，變頻器模式下，水阻柜的旁路柜內的短接接觸器在這里就相當于短接轉子，使繞線式電機變為鼠籠式電機供變頻器使用。工頻模式下，為電機軟起，軟起成功后，水阻柜的旁路柜內的短接斷路器在這里就相當于短接轉子，使繞線式電機變為鼠籠式電機供工頻使用。

 

　　采用工頻模式運行時，首先合閘QS3,DCS遠程合閘QF斷路器，水阻柜接收到QF合閘信號及工頻狀態后，水阻柜運行，此時水阻柜極板自上而下運行，通過水阻柜實現軟起，當極板運行至底部的時候，有個限位開關，通過連鎖，給水阻柜接觸器KM一個信號，使水阻柜內的真空接觸器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，經過延時幾秒后，動極板自動復位至原始狀態，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，（水阻柜啟動信號串入工頻狀態，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，繞線式變為鼠籠式電機，變頻器接收到KM短接信號后，通過DSC遠程啟動/停止/調節變頻輸出。

 

　　另外，我也見過另類的轉子串水阻變頻改造，用戶直接將電機的轉子連接處打開，將轉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。但萬一變頻器發生故障，變頻轉為工頻時，則需要將轉子上的銅排拆下（不拆下實現不了軟起，相當于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。但選擇權在于用戶，用戶認為自己的轉子經常會發生放炮現象，所以短接后比較合適。

 

　　（2）定子串水阻（對應鼠籠式電機，手動旁路）

 

　　這種改造相對復雜，需要確定的內容主要如下：

 

　?、俣探訑嗦菲鳌６探咏佑|器少是一個，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/工頻轉換過程中，可能會造成嚴重后果。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、分閘要分開設計。

 

　?、谒韫駟有盘?。變頻改造前，水阻柜起動信號接收的是"斷路器常開點信號"（為母線高壓開關柜QF0的常開信號，即當QF0合閘后，常開變成常閉，水阻柜啟動，工頻實現軟起），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"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信號".變頻改造后，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制信號。高壓經過水阻柜。

 

　　控制方式根據客戶要求及系統安全性確定。

 

　?、墁F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 水阻柜類型 極板升降改變阻值

 

　　額定電流 186.6A 負載 2#高溫風機

 

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

 

　　優秀部分是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軟起。

 

　　在變頻模式下，當高壓啟動柜斷路器QF合閘時，KM就會合閘；當高壓啟動柜斷路器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。

 

　　第三部分是開關柜允許合閘信號。將變頻器"高壓合閘允許K6"串入高壓開關柜QF允許合閘回路，其中從控制器發出的"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，水阻柜接收到QF合閘信號及工頻狀態信號后，水阻柜運行，此時水阻柜極板自上而下運行，通過水阻柜實現軟起，當極板運行至底部的時候，有個限位開關，通過連鎖，給水阻柜接觸器KM一個信號， 使水阻柜內的真空接觸器KM吸合，將水電阻短接掉并保持，電機啟動完成，經過延時幾秒后，動極板自動復位至原始狀態，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，（水阻柜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。

 

　　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，且高壓不經過水阻柜，也就是說只有控制電纜進入水阻柜，從水阻柜出線控制電纜到電機轉子上。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。

 

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