12KV水阻柜作用常用解决方案

水电阻启动柜就是用水做电阻来实现电机起动的软启动柜。在我国北方高寒地区的用户应注意的是，在寒冷的冬季停机一段时间又开机时，须先检查起动器水箱内是否结冰。水电阻启动柜主要是利用了液体电阻热容量大，可调性好和单位时间内可连续起动的特点，可将电机的起动电流控制在规定的范围内，并且可连续起动多次。那么水电阻启动柜在设计上有什么要求及原则呢？生产什么样的水电阻启动柜才能满足市场的需求呢？

1）根据电动机及负载、电网情况，对水电阻启动柜提出以下几点要求：

a.整个起动过程处于受控状态

b.起动电流、起动时间等参数可根据不同工况、负载变化情况进行现场调节

c.起动电流不大于1.3Ie(绕线式交流异步电机）或起动电流不大于3.5Ie（鼠笼式交流异步电机），有效降低电机起动发热，延长电机使用寿命

d.可实现远程通讯及计算机集中控制，可附加起动曲线输出、存贮，满足企业DCS系统及信息化发展要求

e.可连续起动5~7次

f.起动过程平滑、起动运转的切换对负载及电网无冲击

g.具备完善的保护功能，安全、可靠 h.起动操作方便，设备简单经济

2）水电阻启动柜设计基本原则

a.遵循相关***标准，采用***技术，满足设计要求

b.使用安全，操作方便，减少用户开支

c.节省用户***，产品具有超前性

液体电阻软启动柜的工作原理及特点

1 绕线式异步电动机液阻软启动实际上是通过改变串接在转子回路中的液体变阻器的电阻，使其阻值随启动时间的增加而减少，从而使施加于被控电机的端电压随时间斜率式增加。液体变阻的大优点是阻值可塑性好，通过改变水中的导电介质的浓度可以改变其电阻率。即使未结冰，也用加热器把液温加热至20℃左右，然后让起动器空试几次（主机不送电）后，再起动电机。理论上其可调范围非常大，由于溶液属纯电阻特性，无***，且电动机在启动过程中功率因数一般在0．93以上，因此，能获得较好的启动转矩，

这是优于其他启动器的显著特点。由于溶液的电阻值是依靠改变两电极间距离达到无级变化，在启动结束时，转子短路开关短接瞬间(即转入运行状态)，两极之间的电阻值接近于零，故无电流冲击。

2 软启动柜由电阻液箱、电枢驱动系统和电控系统组成，电阻液箱由钢板焊接而成，内装有三相绝缘桶、溶液、电极以及驱动机构。前后限位开关用来控制电极行程，箱体外侧有排液阀和加液观察窗口。三相绝缘桶分别盛有电阻液的一组相对应的导电极板，其中一动一定，由动极板电枢驱动系统控制运行。主电机起动时，动极板在一小功率伺服电机的驱动下缓慢移动，改变两极板之间的距离，使串入转子回路的液体电阻阻值变化满足上述条件，主电机转速升高。

3 电动机启动系统采用液体变阻器。采用PLC代替继电器控制，利用PLC的软硬件资源进行优化设计，可对变阻器起到保护作用，液阻软启动的特点如下：① 每次启动时电液初始阻值不变；②启动电流可控；而且起动过程水电阻阻值变化通过极板距离及接近速度控制，可大可小，温升影响处于次要地位。③启动电流和启动时间可调；④启动过程平滑，运动切换无冲击。

本文对因水阻柜故障引起的电动机无法启动、启动时跳闸和运行中水阻柜报警等现象加以总结。

1 无法启动

其原因主要是水阻柜无备妥信号，因为备妥信号只在电动机启动时有效，电动机启动完毕后有无备妥信号均可。故障的原因及解决方法分为以下几种。

1.1 液体温度超过设定值

水阻柜液体温度由温控仪检测，测温元件为Cu50热电阻；液体温度下限设定在5℃，上限设定在70℃。

（1）液体温度低于下限设定值：出现这种情况主要在冬季，长时间停机，液体可能会结冰，活动极板无法移动。同时温控仪将PLC电源断开，PLC失电，水阻柜无备妥信号输出。此情况下，可开启加热器。

（2）液体温度高于上限设定值：出现这种情况主要是电动机多次启动或在启动前液体温度已经接近上限设定值，在启动过程中液体温度上升，高于上限设定值（甚至会引起液体“开锅”，溢出箱体）。温控仪输出温度高信号给PLC,水阻柜无备妥信号输出，停车后无法再次启动。这时可让液体自然冷却或用冷却风机使其冷却，不过耗时过长；另一方法是将水阻柜中的液体抽出二分之一，加入凉水来降低水温，并再向液体中逐步添加Na2CO3，观察启动效果，满足启动电流≤1.3Ie即可。对于环境温度变化，我们设计有闭环控制系统，该系统能够自动检测电液温度，而自动调节动极板的起动初始位置，确保每次起动初始阻值的一致性。

（3）测温元件Cu50热电阻开路，温控仪显示温度超过上限设定值，更换Cu50热电阻即可。

1.2 水阻箱里的液位低

在夏季因为环境温度高或经常启动后溶液的温度升高造成水蒸发，水箱内液面如果低于水箱盖板100mm以下，也为继电器输出PLC液位低信号，水阻柜无备妥信号输出，停车后无法再次启动，一般加水至标准水位即可正常启动。

1.3 水阻柜复位后活动极板未回到上限（未移动）

停车后，水阻柜复位，活动极板要回到初始位置，为下一次启动做准备。如果水阻柜复位后活动极板为回到上限（未移动），PLC检测不到行程上限开关信号，水阻柜就无备妥输出。其原因是带动活动极板移动的丝杠滑丝、伺服电动机不转或行程上限开关坏。丝杠滑丝和行程上限开关坏时只能更换；伺服电动机不转，主要是复位接触器KM2坏或伺服电动机自身损坏。3短接真空接触器三相不同步短接真空接触器刚闭合差动保护即动作跳闸，但电流表显示只是增大一点，这说明真空接触器三相不同步。

1.4 PLC自检不正常

故障多发生在长时期停机再启动主机的时候。PLC内部编有自检程序，主要检测水阻柜有无报警信号，水阻柜若有报警信号，则PLC自检不能通过。