浅论高压软起动的热变电阻运用

许君锋

摘 要：该文介绍了工厂企业的烧结机尾风机系统中所使用的热变电阻软起动装置，具有起动电流小且恒定、母线压降低、功率因数高等优点。并结合自身单位的实际运用配置和使用状况，说明此类技术和实际应用的基本状况，有效解决大部分企业此类装置在选型、配置方面多个选择的余地，具有一定的参考价值。

关键词：热变电阻 软起动 高压电机 启动电流

中图分类号：TE964 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）03（c）-0051-02

老的起动器如何换代，新的变频器、软起动装置一般价格都比较昂贵。特别是电机功率越大所用的起动器投入的费用就越大。例如：在烧结机尾除尘风机电机（2 800 kW）的起动中就采用热变电阻软起动装置，而且该装置还在烧结机头除尘风机、高炉矿槽除尘风机电机重载起动中广泛应用。

1 性能特点

高压热变电阻软起动装置与传统起动装置相比，主要特点如下。

（1）电机的全过程即可预测，又可调整并控制；（2）自动化程度较高，起动电流小，操作方便可连续起动，性价比高；（3）起动过程中系统功率因数至少在0.8以上，且整个起动过程接近于恒定不变的；（4）母线压降低；（5）起动比较平稳无冲击；（6）有完善的报警提示、电机保护功能，采用PLC控制，可靠性强；（7）可增加电流闭环控制；（8）可采用计算机控制系统组态软件对软起动装置进行智能化监控。

2 工作原理

高压热变电阻软起动装置是电机定子回路中串入可变液体电阻的一种降压起动方式，随着主电动机的起动，装置自动调节液体电阻的动、定极板之间的间距，使电阻线性均匀地减小，引起电机的端电压均匀提高，电阻随着电动机的起动自动投入并在预定的时间内自动、无级切除，液阻切除完毕（即起动完成时）电机自动投入正常运行的一种起动方式。

3 主要技术参数

（1）技术参数和使用条件。

额定电压3.6、10 kV，最大工作电压3.5、6.9、11.5 kV，最大工作电流630、1000、2000～3000 A，额定绝缘水平工额25/42 kV（有效值1 min）；冲击75 kV（1.5/400）全波。起动电流1.5-3.5Ie，起动时间18～160 s可调。

（2）防护等级IP20，IP30。

（3）使用条件。

①海拔高度不大于1 000 m；②环境温度-10 ℃～+40 ℃之间；③相对湿度日平均小于95%，月平均小于90%；④周围介质无火灾、爆炸、严重污染、化学腐蚀及剧烈震动等损害因素的气体及导电尘埃；⑤安装倾斜度不大于5%。

（4）产品执行，参考标准。

Q/FZR2-2000《高压交流电动液态软起动装置》。

GB/T11022-1999《高压开关设备和控制设备和共同技术要求》。

4 功能说明

该装置主要由：柜体、电气室、电液箱和传动机构等4部分组成，各部分的功能如下。

（1）柜体：基本骨架用钢焊接而成，柜体内预留有电液箱固定位、电气室固定位以及整套传动机构的活动空间，并预留了柜体的接地设施，整个装置的进出线均采用下进线下出线的方式；（2）电气室：安装有各种用于在主机起动过程中参与控制保护的低压电气元件、PLC等，门上安装有指示仪表、操作开关、信号灯等，电气室下部安装的是二次外接端子排，为方便维护及安装，还预留有AC6.3V或AC24V低压电源用于调配阻值时使用；（3）电液箱：在柜内下部，箱内安装有液体电阻的动、定两个极板，便于调节。在主机起动过程中通过调节动定极板之间的间距来实现软起动的功能。中部的传动机构，采用丝杆（或卷扬）传动方式来带动极板运动。箱内还设有温度过高、液位过低等安全保护，在主机起动前一旦液面低于液位线保护值，就有报警输出，同时产生电气连锁，禁止起动。在停机断电的情况下方可通过加水孔注入清水（自来水），直到液位过低报警消除即可；（4）传动机构：传动机构在柜内上部，作用是由传动电机带动极板运动以调节电阻的大小来实现软起动，应确保机构运灵活（适当加些润滑脂。电阻的大小对应有4个位置开关，分别是初限位A、初限位保护B、末限位C、末限位保护D，其中初、末限位间的间距，是本液态软起动装置的有效控制行程，在初限位处电阻最大，末限位处电阻最小（接近为0），初、末限位保护是传动机构的最大调节范围。

5 操作概述

该起动装置为机电组合柜，在液阻柜面板上设有“试车、复位、急停”按钮，各种状态指示灯及声光报警声响装置。

GZYQ-Y型起动装置设有联机起动互锁点，在液阻柜“允许起动”，指示灯亮时，按下主开关柜的“开机按钮”，液阻柜自动投入运行，起动结束，星点短接，主电机投入运行。

GZYQ-△型起动装置设有起动按钮，在液阻柜允许起动状态，按下起动按钮，主机自动投入起动，起动结束，主机投入运行，液阻自动切除。

6 使用与维护

6.1 定期（每月）检查液位是否正常

（1）如果液位太低，应及时添加介质（清水），在加清水时，应避免水珠飞溅，并用干燥、洁净棉纱保持电液箱体表面干净，确保绝缘强度；（2）定期（每季）进行传动机构机检查，维护，检修或更换上、下限位保护开关；（3）定期（4～5年）更换电液，同时清洗极板和箱体，先用稀盐酸，清洗极板上的氧化物，而后再用清水洗净，箱体在取出和置入时就避免撞击以损坏箱体。

6.2 常见故障及处理方法

（1）主机起动前，允许起动灯不亮或允许起动继电器不动作。原因及处理方法如下：①液位过低：添加清水至正常液位；②液温过高：待液温降至正常范围；③液温过低：执行阻值校正；④动极越位：用手动试车、复位按钮调整传动机构至正常位；行程开关如果失灵，更换；⑤传动过载：检查传动机构运转有无卡死，添加润滑油并调整至灵活；复位传动电机热过载继电器，并检查热继电器的整定值是否合理；⑥综合报警，针对可能的原因逐项排除；⑦有关工艺联锁信号未到，调整有关工艺联锁信号正常为止。

（2）起动超时动作：可能原因有运行投切信号失灵，处理方法是全面检查起动切换回路电源和投切信号至正常；负载过重或起动力矩过小，处理方法是减小起动电阻，增大起动电流或延长超时保护时间至合适值。

（3）综合报警灯亮或发出报警声响。可能原因及处理方法如下：①动极越位，用手动试车、复位按钮调整传动机构至正常位置；行程开关如果失灵，更换；②传动过载，检查传动机构运转如果有无卡滞现象，添加润滑油并调整至灵活；复位传动电机热过载继电器，并检查热继电器的整定值是否合理。

7 结语

该系统是集高压电机的恒流启动方式、实际的运行监控，并带有微机保护、远程网络管理于一体的控制系统热变电阻软起动装置与传统的电抗器、自耦变压启动器相比较有着阻值可调，启动过程的优越性，另具有装置的结构相对简单，实际的运行后维护工作量上面也相对较小，从而对于现代运行的企业有着一定的参考、比较价值所在。

参考文献

[1] 王学德，朱圣华，刘欣.热变电阻阻值变化引起的空压机起动故障分析及处理[C]//中国工业气体工业协会会员代表大会暨二○○八年年会.2008.

[2] 热变电阻软起动原理[EB/OL][2011-07-25]http：//www.e-eway.com.

[3] 戴星华，尚朝奇，兰蔚.热变电阻起动器的应用[J].有色冶金设计与研究，2005，26（4）：31-33.