水电阻软启动的工作原理

水电阻软启动的工作原理

1、概述

10KV、3150KW同步电动机，电流为207A，转速为3000转/分，原起动方式为直接起动，对电网冲击很大，电动机本身因起动电流多大，曾经造成发生放炮事故两起。05年将该氧压机改为降压起动，加装了水电阻软起动装置作为电动机的起动，取得了较好效果。

2、水电阻软起动装置的工作原理

在电动机星点的定子回路中串接液体电阻，电动机在起动过程中通过水电阻柜中电极板的移动来改变液体电阻值的大小，从而均匀地提高电动机端电压，降低了电动机的启动电流，减少电网的电压降和冲击，电动机的转速随着电阻值得减少平滑的升高，励磁装置随时检测电动机转速，当电动机转速达到额定转速的90%（2700转/分）时，励磁装置QYJ发出投全压信号，液态软起动设备中的星点柜开关合闸，将液体电阻切除，电动机星点短接，转入全压启动阶段。转速迅速上升，当电动机转速达到额定转速的97%（2910转/分）左右时，励磁装置自动投励，将电动机拉入同步转（3000转/分），投入正常运行。起动过程中，液体电阻值在预定的时间内自动无级减少，直至接近为零时电动机投入全压运行。由于该装置的核心部分在电气一次主回路上，设备维护

量小，启动运行可靠。

水电阻软起动装置采用PLC控制，利用计算机仿真软件对电动机的启动过程进行模拟器起动，使电动机起动的全过程可预测、可调整、可控制。系统组成如图一所示。在电动机的定子回路中串入电液变阻装置的三相电阻,QF1为主电机运行断路器,QF2为星点短接断路器,SR为电解液变阻器，QS2为隔离开关。QYJ为励磁装置投全压继电器的常开接点，KA1为PLC控制星点闭合中间继电器的接点，KA3为PLC故障跳闸出口控制星点断开中间继电器的接点，K1为防跳继电器，H为星点柜合闸线圈，F为星点柜跳闸线圈，R1为1欧姆/25W电阻，3TA、4TA为电流互感器，SB6、SB7为手动星点柜闭合、跳开按钮，HL9、HL10为星点柜断开、星点柜闭合指示灯，FU1、FU2熔断器，电解液变阻器是由3个相互绝缘电解箱组成，内部分别盛有电液及一组相对应的导电极板，动极板通过传动机构及伺服系统控制运行，司服系统受控于PLC，PLC系统利用内部计算机仿真软件对起动过程进行控制，起动开始根据电机电流大小自动的调整液阻值（动极板的开始位置），使整个起动过程在较小的启动电流，均匀升速而液阻无级切换，从而实现电机的软起动。

3、水电阻软起动装置的技术特点

水电阻降压起动可将启动电流控制在3倍额定电流以

内，对电网和拖动动设备冲击小，能连续起动，不会烧毁，维护简单。

水电阻软起动装置是依靠溶解在水中的电解质离子导电的，电解质充满与两个平面极板之间（即水电阻的两个极），构成一个电容状的导电体，它能够限制电流的流通，自身压降小，属于无感性元件，也就是说既能降低电动机的启动电流，又使电动机获得较大的端电压，且提高了起动时的功率因数，所以能使电动机100%起动成功。

水电阻软起动装置还有一个特点，实现平稳起动。水电阻的阻值大小是依靠改变水电阻箱内导电介质的浓度和两个极板间的距离来完成的，在现场可根据电动机的实际需要调配，起动过程中，从初始电阻逐渐连续变化为零电阻，起动平稳，无二次冲击电流。

水电阻软起动装置在设计上，设置了过电压、失压、接地不良、起动超时等保护，采取了严格的接地和避雷保护措施。应用了温度闭环控制技术，在电动机起动动前可根据液态电阻箱中液体的温度变化自动调整电极板的距离，使不同季节、不同环境温度、连续起动情况下，电动机起动电流的一致性。

4、电液阻值的确定

液态软起动装置电液阻值的确定，应根据电动机及电网的参数进行计算，母线电压U=10KV，则电动机起动时母线

降压不应超过12%。简单一点可根据产品说明书实际配置液体电阻值R=0.174×额定电压(U)÷额定电流(I)来计算。在实际调试阻值过程中，可以在水里加液阻来调整电阻值的大小，并根据实测的电流、电压降大小调整R值，直到取得最佳的启动效果。

5、结束语

经过周密地研究、严谨的计算和科学地施工，实现了主电动机加装了水电阻软起动装置作为电动机的起动目标，电动机起动平稳，启动时间8S，母线压降100伏左右，与传统的变频、电抗器起动方式相比较，有着阻值可调，起动过程的平稳，结构简单维护量小等优点，具有很好的应用价值。