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水阻柜

发布时间:2014-10-18

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发布人:未知

水阻柜
一、水阻柜的现状
水阻,顾名思义,即水电阻。此技术早发源于日本,在1985年上半年被引进到中国--在当今大容量电机上得到广泛的应用,现阶段比较适合中国的国情,因而在国内各大工矿企业大量普及使用。 由于电动机直接起动时,起动电流会达到电机额定电流的7~8倍,一般上一级变压器的容量都承受不了,特别是大功率的电机,必须加装起动设备,否则会造成变压器局部下跳闸。   早先的起动设备,主要有:电阻器起动和频敏起动等。电阻器起动通过切换电阻的数量,改变串入电机的电阻,由于切换电阻属于有级调速,所以切换瞬间冲击较大。频敏起动据说是谐波成分比较大。   随着技术的逐步进步,后期发展的水阻起动,由于属于无级调节,所以起动过程较平滑,切换无冲击电流等等优点。
三、水阻的分类
  按照电机的不同,分为两种水阻: 一种是转子串水阻,即电机属于绕线式电机,即转子回路未短接。此时通过改变起动过程中转子回路的电阻值来逐步实现软起动。   二是定子串水阻,即电机属于鼠笼型电机,即转子回路在电机内部已短接。此时通过改变起动过程中定子回路的电阻值来逐步实现软启动。   按照实现方式的不同,分为两种水阻:   一种是温度改变阻值大小,即在启动过程中,由于液体内部的电解液随着液体温度的升高,电解液分子活动加剧,使电阻值逐步减小,逐步改变机端电压,使之达到软起动的目的。   二是通过柜内增加极板升降电机,匀速的改变输入输出极板之间的距离,改变电阻值的大小,逐步改变机端电压,使之达到软起动的目的。   其中若是温度改变阻值大小,主要属于定子串水阻系列。   若通过极板升降电机改变阻值大小,则定子和转子串水阻都可。
四、水阻的主要厂家及内部结构
  全国的大半水阻柜是在湖北襄樊生产,由于无技术门槛,所以现各地都能仿制生产,但规模大部分较小。   若以温度改变阻值,其柜内部主要包括:   1、 旁路柜:主要是起动完毕后,将水阻柜短接。   按一次原理的不同,和短接接触器的数量,有的在短接后将水阻完全拖开的,有的在短接后,水阻仍然带电。   根据客户需要,选择真空断路器或者真空接触器。真空断路器需要分、合闸操作,而真空接触器又分为电保持和机械保持式,电保持不需另增加分闸操作,掉电即分闸,而机械保持式需要分闸操作。   2、 水阻柜主体:主要包括3个独立的水箱,水箱底部有一固定的铜极板,水箱 上部有一固定的铜极板,分别引出进出一次线。   主要根据电机大小,计算需要的散热液体体积,则柜体体积有大有小。例如电机在10MW,则水阻柜主体可能达到10米*2米*4米。   若以极板升降改变阻值,其柜内部主要包括:水箱(三相分开),一套极板,极板升降电机和相应的轴承,及短接接触器(短接的接触器也应客户需要)PLC等。
五、运行相关
  1、若以温度改变阻值:   待厂家调试完后,每个极板都浸泡在水中,水中加入了根据计算的电解粉。起动时,通电后,则水阻内,温度逐渐升高,电解液分子活动加剧,极板之间的电阻值逐步减小,电机端的电压逐步由低到高,根据调整的时间,起动完毕后,短接接触器短接,起动完成,水阻被甩开。此种原理的水阻,电机进行连续重起时,由于每次重起时,水温不一致,因此其启动特性会有差异。在启动时间间隔较长的情况下,其启动特性基本可保持一致。   若以极板升降改变阻值:   待厂家调试完后,每个极板都浸泡在水中,水中加入了根据计算的电解粉。起动前,上极板在上面,起动时,上极板在升降电机的带动下,逐步下移,(有的设置是下移几秒,停几秒,继续下移,重复)则两极板之间的距离减小,相应的两极板之间的电阻值减小,则电机端的电压逐步由低到高,当上极板移动到下限位时,短接接触器短接。与此同时,上极板开始往上回升,升到上限位时,起动完成。此运力的水阻,电机连续启动时,启动特性差别不会很大,但是伺服电机等部件造成水阻为维护量略上升。   水电阻目前已经做到10MW以上,所以在我们目前所涉及的功率范围以上两种与变频配合使用,问题都不大。
六、一些数据
  一般水阻启动,起动电流倍数在2~3.5倍之间,网侧压降都能满足上一级变压器的容量要求。   根据电机大小,起动时间一般为20~40秒,时间一般都可调,一般超过40秒,则开关柜会有反时限保护。   “水阻起动信号”: 现一般的水阻柜,都是采用PLC控制,其中,水阻柜起动信号,取的是对应的开关起动柜的“断路器合闸状态”,也就是说,当开关柜的断路器合闸以后,水阻柜的PLC接收到信号后,就开始起动,如极板开始下移。   当开关柜的断路器分闸以后,水阻柜的PLC接收到信号后,就将短接接触器分断。
七、变频改造与水阻柜的影响
转子串水阻:(对应绕线式电机,手动旁路)
  一次回路的改造,与普通的变频改造一样;   二次回路的改造,需从水阻柜的短接接触器引出一对“短接接触器常闭点”,接入变频器的“急停”回路,可理解为:若水阻柜的短接接触器不短接,则变频器无法起动。要注意的是接入“急停”回路时,要绕过“远程/就地”转换开关。   即等绕线式电机转子短接后,作为鼠笼式电机起动。   在现场,我也见到另类的转子串水阻变频改造,用户直接将电机的转子连接处打开,将转子上直接短接上铜排,则成为了鼠笼式电机。此时,已完全甩开了水阻。但万一变频器发生故障,变频转为工频时,则需要将转子上的铜排拆下,比较麻烦。但选择权在于用户,用户认为自己的转子经常会发生放炮现象,所以短接后比较合适。   也就是说,如果是转子串水阻,会相应的简单,出厂图纸只需增加一处即可。
定子串水阻:(对应鼠笼型电机
  此改造相对复杂,需要确定的内容主要如下:   1、 短接接触器的情况:   短接接触器少是一个,有时也有两个,也可能是三个。   其中要询问清楚各接触器的合、分闸顺序,这个在自动旁路柜中一定要弄清楚,因为在自动变/工频转换过程中,可能会造成严重后果。   要询问清楚各接触器的自锁方式,是电保持,还是机械式保持。如是电保持,合分闸共用一个信号即可。如是机械式保持,则合、分闸要分开设计。   2、 水阻柜起动信号   变频改造前,水阻柜起动信号接收的是“断路器常开点信号”。   若变频改造后,则一般需要在此起动回路里增加变频器“工频状态”信号。   即工频时,水阻仍正常起动,若变频时,则水阻柜不起动。   3、 水阻柜短接信号   变频改造前,水阻柜短接信号接收的是“下限位行程开关信号”。   变频改造后,则根据要求灵活改变,需在短接接触器的合、分闸回路增加控   制信号。控制方式根据客户要求及系统安全性确定。
 

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