高压液阻软起动器在1000kW自磨电机上的应用

沈越浬 李国平

（浙江漓铁集团有限公司选矿厂，浙江 绍兴 312000）

漓铁集团有限公司选矿厂年处理原矿量110万t。一段磨矿主机由二台1000kW自磨电机和一台400kW球磨电机组成。其中自磨电机的型号为YR-173/51-16，电压为6kV，功率为1000kW的绕线式异步电机。根据工艺，自磨机运行时无调速要求，只在起动时为减少电机的起动电流，起动转矩冲击及起动时的电压降需调速。原采用的是转子回路串电阻的调速起动方式，起动过程中电阻是分五级切除的，为有级调速，对机械的冲击较大。这种起动用的生铁电阻自身耗电也大。起动装置的体积也大，改造前我们用 15m2的屋子来放置这套起动设备。且起动装置二次控制回路器件多，故障易发点多。控制线路复杂，维修量大、难。自磨机开不起的现象时有发生，给正常生产带来了不小的影响。为了彻底解决问题的结症，我们对国内外的起动设备的性价进行了比对。国外的高压软起动器及高压变频器性能虽好，但价格昂贵，投入费用不能接受。国内的高压变频器在大功率电机的使用上维修技术还不够过关，且价格也不菲。我们需要的是物美价廉，技术复杂性底，操作调试方便，又能满足使用设备的基本要求的装置。最终我们选定了湖北襄樊大力工业控股有限公司的 YDQ型液体电阻起动器来对原起动装置进行更新替代。

1 高压液阻软起动器

1.1 工作原理

高压液阻软起动器是用纯度 99%的无水碳酸钠（Na2co3）和水配制成一定浓度的水溶液为液阻，利用电液的负阻效应以及通过机械传动装置使导电液中两平行极板的距离逐渐减小至为零，使串入转子路中的电阻值由最大逐渐平滑减小为零，使电机的转速逐渐平滑达到额定转速，从而实现电机的软起动。

1.2 技术特点

1）起动电流小，不大于电机额定电流的1.3～3.5倍，降低了电机的起动发热，有效地延长电机使用寿命，并且可以降低电机重载起动时变压器容量的要求，减少一次性投资。

2）平滑起动，减少对机械设备的冲击，可延长机械设备及电机使用寿命20%左右。

3）起动转矩大，可重载起动。

4）结构简单，维护方便。

2 现场实施

2.1 设备选型

根据自磨电机的技术指标，我们选定了YDQ5-1PPC型液态电阻起动柜，柜体外型尺寸为1000×900×2000，一体式柜型。

2.2 安装

一次回路控制如图1所示。

图1

1）液态电阻起动柜安装在电缆沟下上方，配槽钢基座，柜体垂直水平面安装。

2）采用VV3×2.5＋1×1.5电缆引入三相四线制电源单独配电。

3）电机转子线接在短接接触器下端与液态电阻相连的铜排上（转子线先不固定，等测完电阻后再固定）。

4）按原理图用KVV7×1.5控制电缆将柜内的三对接点按至电机柜，用KVV10×1.5控制电缆将柜内的四对接点按至操作室。

2.3 液体电阻的配制

根据电机转子回路电阻配液。

1）配液用水，供方要求用蒸馏水（约需 700kg），因条件有限，我们在配制时用的是锅炉房开水经冷却后的水来配制的。

2）液体电阻R0的确定

式中，U2e为电机转子回路的开路电压（V）；I2e为电机转子回路的额定电流（A）；KF为电机功率裕度倍数= Ne/N1；Ne为电机额定功率；N1为负载所需功率；KI为温度系数，一般取1.2左右；KM为起动转矩倍数，一般取1.1左右。

根据上式的选配公式，我们确定R0的值：

R0=0.577×(680/924)×(1000/700)×(1.2/1.1)=0.66

对照说明书上的电粉配制表，配入的电粉量约为6.5kg。先注入2/3水，再逐渐加入电解水，配制时要使三相电阻液充分搅拌均匀。

2.4 液体电阻的测量

测量电路如图2所示。

图2

不接电机转子线，将液体电阻的活动极板移动到起动位置后，通过自耦变压器给每相动静极板间通电，电流从零开始逐渐增大至5A左右，记下电流表的读数，并测两极间的压降，则液阻R(Ω)=V(v)/A(A)。若电阻偏大，应增加电阻液浓度，反之则减。

2.5 通电试车

1）先将起动柜面板上转换开关打到试验位置，若正常，再旋至工作位置。

2）按说明书先模似试车。

3）模拟试车正常后起动试车，观察起动电流的大小，若过大，说明电阻配小了，此时应加水。若起动电流开始过小，短接接触器合闸后又冲击过大，说明电阻配得过大了，应加粉。

现场调试时，电阻液的浓度比较难确定，因影响因素较多，如液体的温度，环境温度，电机的负载量等，电粉和水量要一点一点加，要经过反复调试直到起动电流在1.3～3.5倍电机的额定电流范围内正常为止。我们最终的起动电流为 250A左右，起动时间为20s，电阻液电阻为0.72Ω。

3 结论

1）液体电阻起动器对于只在起动时有调速要求的设备是不错的选择，其起动平滑，起动电流小，起动转矩大，结构简单，维护方便，占地面积小，投入资金少（每台15.5万元）。

2）高压电机既要解决软起动及软停车，运行时还要调速、节能，必须选用高压变频器，这就要求用户资金上要大的投入。

3）自磨机的液体电阻起动柜自2007年10月投运使用至今，故障较少，我们每月检查一次液位情况，根据标记及时补加水。每年测一次水阻，看是否与原始数据相符。需要注意的是，液位探头要经常拆下，用细纱皮打磨干净，因探头积垢而引起的误报警已发生过。自磨机在运行过程中，经常有筒体螺丝松动需紧固，在晚上无行车工，操作工反复开停磨机来定位，开停过频，使液温上升，故障报警次数较多发生，这时就将电阻柜停电冷却后再运行。

4）液体电阻柜核心器件是S7-200（CPU224），这一部件一旦出问题，我们的维修技术还跟不上，厂家离我们又远，无法及时处理。我们就买了一只空PLC，与厂家协商后，将程序拷入其中，作为备用，一旦出现故障，能在短时间内恢复生产。