液體電阻啟動(dòng)器常見(jiàn)故障及處理

液體電阻啟動(dòng)器是采用特種介質(zhì)的水溶液作為電阻，在特殊設(shè)計(jì)的液阻箱中引入極板作電極串入電機(jī)轉(zhuǎn)子回路中，電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，由一小功率伺服電機(jī)帶動(dòng)極板移動(dòng)來(lái)改變極板的相對(duì)位置，使（串入轉(zhuǎn)子回路的）液體電阻由大到小作無(wú)級(jí)變化，從而使電機(jī)低電流平滑啟動(dòng)。它具有啟動(dòng)電流小、啟動(dòng)性能優(yōu)越、可連續(xù)啟動(dòng)、平滑啟動(dòng)、可低壓啟動(dòng)，以及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠、操作自動(dòng)化、安裝維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。結(jié)合筆者的使用和維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)就液體電阻啟動(dòng)器常見(jiàn)故障及處理做一個(gè)總結(jié)介紹。

1 運(yùn)行事故案例及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

1.1 因液體電阻溶液濃度引起的啟動(dòng)失敗

（1）事故經(jīng)過(guò)。2003年5月，我廠一線煤磨主電機(jī)停機(jī)后再次啟動(dòng)失敗，現(xiàn)象為開(kāi)關(guān)合閘瞬間即跳閘，微機(jī)綜合保護(hù)報(bào)警“啟動(dòng)速斷”。啟動(dòng)速斷是在開(kāi)合閘啟動(dòng)瞬間，電流超過(guò)設(shè)定值引起。根據(jù)理論分析，啟動(dòng)電流在合閘瞬間有一個(gè)比較高的電流沖擊（由于液體電阻的作用，這個(gè)電流可以控制在小于1.5倍電機(jī)額定電流），啟動(dòng)過(guò)程中逐漸下降。由于液體電阻啟動(dòng)器的動(dòng)、靜極板并沒(méi)有在啟動(dòng)結(jié)束后完全接觸，也就是說(shuō)串入轉(zhuǎn)子的電阻并沒(méi)有真正的減小到零，所以啟動(dòng)過(guò)程結(jié)束后真空接觸器閉合切除液體電阻的瞬間，電機(jī)電流將有一個(gè)小的反彈。如此，如果合閘瞬間的電流沖擊大于保護(hù)設(shè)定的啟動(dòng)電流定值，保護(hù)將動(dòng)作與啟動(dòng)速斷，現(xiàn)象為開(kāi)關(guān)合閘瞬間即跳閘；如果啟動(dòng)過(guò)程結(jié)束后的電流反彈大于保護(hù)設(shè)定的運(yùn)行保護(hù)定值，保護(hù)將動(dòng)作于運(yùn)行速斷，此時(shí)的現(xiàn)象為啟動(dòng)結(jié)束切除液體電阻時(shí)跳閘。分析可知，引起啟動(dòng)速斷的原因是因?yàn)橐后w電阻濃度偏大，電阻過(guò)小，導(dǎo)致啟動(dòng)電流偏高，此時(shí)應(yīng)該將溶液稀釋；引起運(yùn)行速斷的原因是因?yàn)橐后w電阻濃度偏小，電阻過(guò)大，啟動(dòng)時(shí)電流較小，但啟動(dòng)過(guò)程中的電流沒(méi)有降低到能夠允許結(jié)束時(shí)電流反彈的程度，此時(shí)應(yīng)該加入電解粉提高溶液濃度以減小電阻。根據(jù)這個(gè)推斷，一線煤磨的啟動(dòng)速斷事故應(yīng)該是液體電阻濃度偏大所致。因此加入清水來(lái)降低液體濃度。然而，再次試啟動(dòng)的結(jié)果，啟動(dòng)速斷電流不但沒(méi)有降低，反而有所升高。筆者到現(xiàn)場(chǎng)后，根據(jù)情況將水箱里的溶液倒出一半以上，再加入清水，后試啟動(dòng)速斷電流降低了許多，根據(jù)報(bào)警數(shù)據(jù)再次調(diào)整水溶液，煤磨啟動(dòng)正常。

（2）事故分析。在冬季氣溫較低的情況下，水對(duì)電解質(zhì)的溶解度較小，造成溶液中的電解質(zhì)有部分結(jié)晶，沉于箱底，導(dǎo)致液態(tài)濃度降低。又由于我廠屬于新廠（2002年底投產(chǎn)），運(yùn)行維護(hù)人員經(jīng)驗(yàn)不足，在每次運(yùn)行速斷啟動(dòng)失敗后，就一味的往水箱里加電解粉。如此一個(gè)冬天的惡性循環(huán)，在水箱底部沉積了大量的電解粉結(jié)晶。春天氣溫升高后，沉積于水箱底部的結(jié)晶漸漸溶解，溶液濃度逐漸增大，引起電機(jī)啟動(dòng)時(shí)啟動(dòng)速斷跳閘。多次啟動(dòng)失敗后，水溫更高，結(jié)晶大量溶解，所以在倒水加清水后試啟動(dòng)時(shí)速斷電流反而增大。只有在把箱底的結(jié)晶全部溶解后，調(diào)整溶液濃度才能成功。

（3）事故經(jīng)驗(yàn)。在冬季氣溫較低的情況下，不要隨便往液阻箱內(nèi)加電解粉，若啟動(dòng)有困難，可在每次啟動(dòng)時(shí)先將溶液加熱到30℃以上，并將水溶液攪拌均勻。

1.2 切除液體電阻的短接真空接觸器故障引起的啟動(dòng)異常

（1）兩個(gè)真空接觸器其中一個(gè)不吸合。2006年11月，中控水泥磨操作員在啟動(dòng)#2水泥磨主電機(jī)時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流偏大且有大幅度波動(dòng)，另電機(jī)振動(dòng)偏大，運(yùn)行聲音不正常。立即停機(jī)，用搖表測(cè)電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)正常，檢查開(kāi)關(guān)一切正常；檢查液體電阻時(shí)發(fā)現(xiàn)，磨主電機(jī)液體電阻啟動(dòng)器的兩個(gè)短接真空接觸器有一個(gè)不能閉合。接觸器的接線如圖1。由圖1可知，如果其中一只真空接觸器不能吸合，將有一相電阻不能被甩開(kāi)，因此造成三相電流不平衡和電流大幅度波動(dòng)。

（2）真空接觸器其中一相觸點(diǎn)被粘住，不能斷開(kāi)。在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，電流指示一直處于大量程，長(zhǎng)時(shí)間不能回歸正常工作時(shí)的電流，且電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)振動(dòng)大，并發(fā)出異常的“尖叫”。此時(shí)，檢查液體電阻可發(fā)現(xiàn)，液體電阻箱有一相電阻液溫度很高，情況嚴(yán)重時(shí)也可能沸騰。其余兩相溫升在正常范圍內(nèi)。如果將此時(shí)的電機(jī)及電機(jī)轉(zhuǎn)子串接的液體電阻看成是6kv工作電壓下的一個(gè)負(fù)載，那么正是由于負(fù)載的不對(duì)稱造成了負(fù)載工作的不正常。由于電機(jī)個(gè)相工作狀況相互關(guān)聯(lián)，彼此都互相影響，因此定轉(zhuǎn)子及串接電阻的不對(duì)稱性使得電機(jī)每相之間失去了獨(dú)立性和對(duì)稱性。利用等效電路圖計(jì)算可知，流過(guò)粘接相電阻液的電流為其他兩相電流的兩倍，這也正是粘接相液體溫度升高的原因。同時(shí)，電機(jī)其他兩相繞組的溫度也將明顯高于粘接相繞組的溫度；也正是由于Y型接法的低昂轉(zhuǎn)子A、B、C三相電流的不平衡，才導(dǎo)致了電機(jī)啟動(dòng)的異常聲音及出現(xiàn)過(guò)流、振動(dòng)現(xiàn)象，并可能出現(xiàn)電流差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作跳閘。由此我們應(yīng)該在每次停機(jī)后，都要仔細(xì)檢查短接真空接觸器的觸頭及控制回路，保證接觸器每次都能正確動(dòng)作。

1.3 由液位繼電器引起的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)失敗

（1）事故經(jīng)過(guò)。2003年6月，#1水泥磨主電機(jī)在啟動(dòng)時(shí)頻繁跳閘，現(xiàn)象是合閘瞬間即跳閘。檢查開(kāi)關(guān)、電機(jī)均無(wú)故障，檢查液體電阻也未發(fā)現(xiàn)故障。卸荷后再實(shí)驗(yàn)位置啟動(dòng)正常。后再次試啟動(dòng)時(shí)派專人在液體電阻前監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)在開(kāi)關(guān)合閘瞬間，液體電阻上的液位繼電器報(bào)警燈亮了一下，開(kāi)關(guān)隨即跳閘。而實(shí)際液位并不低，由此懷疑液位繼電器可能損壞；但更換液位繼電器后，啟動(dòng)水泥磨仍然失敗（后來(lái)的事實(shí)證明，該批液位繼電器質(zhì)量大部分不合格），后將傳輸?shù)?a href="http://www.hexieren.com.cn/index.html" target="_blank">PLC的液位信號(hào)摘除，啟動(dòng)水泥磨正常。

（2）原因分析。液位繼電器在實(shí)驗(yàn)位置啟動(dòng)時(shí)正常，帶負(fù)荷啟動(dòng)時(shí)卻發(fā)生報(bào)警。因此，報(bào)警的原因肯定與一次回路通過(guò)的大電流高電壓有關(guān)。由于液位繼電器的抗干擾能力較弱，因此在一次回路通過(guò)大電流高電壓時(shí)，高電壓產(chǎn)生的電場(chǎng)對(duì)繼電器造成干擾，引起液位繼電器誤動(dòng)作。

（3）經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。在實(shí)際運(yùn)行中，液位信號(hào)所起的作用其實(shí)并不大，因此可以考慮去掉該信號(hào)；但要求巡檢工經(jīng)常檢查，將液位控制在離箱蓋5cm左右。一旦發(fā)現(xiàn)液位偏低，要及時(shí)往水箱里加水。

1.4 由啟動(dòng)限位開(kāi)關(guān)位置調(diào)整不適引起的啟動(dòng)失敗

液體電阻在出廠時(shí)，PLC里面已經(jīng)設(shè)定好了一個(gè)啟動(dòng)時(shí)間，或者由在啟動(dòng)器面板上的時(shí)間繼電器設(shè)定啟動(dòng)時(shí)間。無(wú)論從哪種方式設(shè)定啟動(dòng)時(shí)間，這個(gè)時(shí)間都要與極板移動(dòng)的時(shí)間相符，如果極板移動(dòng)的時(shí)間大于設(shè)定時(shí)間，則在極板還沒(méi)有到達(dá)下限的時(shí)候，PLC啟動(dòng)計(jì)時(shí)結(jié)束，這樣就會(huì)造成程序執(zhí)行錯(cuò)誤，引起啟動(dòng)失敗。當(dāng)然，極板移動(dòng)的時(shí)間也要有足夠的長(zhǎng)度來(lái)使啟動(dòng)電流有足夠的時(shí)間降低到能夠允許甩開(kāi)液體電阻時(shí)的電流反彈。否則可能會(huì)在極板移動(dòng)到下限甩掉液體電阻時(shí)，啟動(dòng)速斷動(dòng)作引起啟動(dòng)失敗。

2 結(jié)語(yǔ)

液體電阻啟動(dòng)器在使用過(guò)程中，只要檢查到位，需要的維護(hù)量并不大。因此，正確的巡檢方法就成為維護(hù)液體電阻的重點(diǎn)。根據(jù)以上的經(jīng)驗(yàn)，相信使用中的大多數(shù)故障都能順利排除。