高压绕线式异步电动机水电阻控制系统优化

赵贤斌 李江涛 胡庆 李武

摘要：水泥生产企业里绕线式高压电机均配置了水电阻器进行启动，在实际运行中经常遇到因水电阻器元器件性能下降，接线松动等问题造成高压电机故障停机，引发窑系统生产线停机故障发生，降低企业经济效益。通过对水电阻器控制系统进行优化与简化，可以有效减少与避免因元器件性能下降等原因造成的故障停机发生，提高窑系统运行效率。

关键词：绕线式电动机;液体电阻启动器;控制优化

中图分类号：TM343 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）12-0052-02

问题的提出：水泥生产企业生产线上配置了大型风机、磨机等装备，由于此类设备多属于重载设备，其特点是启动时间长、启动困难，为解决此问题，此类设备都配置了绕线式异步电动机，采用水电阻柜解决启动问题。为此，水电阻柜工作的可靠性、稳定性直接影响到高压电机启动后能否正常可靠工作。

1水电阻控制优化的必要性

1.1实际运行现状

在生产运行过程中，经常发生因水电阻故障导致的主机设备停机，如夏季环境温度高，水电阻碳酸钠溶液挥发快，易出现水电阻液位关注不到位、液位低引發的水电阻故障，从而导致主机联锁跳停故障，根据水电阻装置在绕线式高压电机运行中切除的工作状况，完全可通过控制程序及原理优化，避免类似故障的发生。

1.2水电阻的工作原理

水电阻的工作原理是通过电机转子回路串入水电阻，电机接收到启动信号后，通过水电阻PLC系统控制传动机构拖动电极极板运动，装置自动改变液体电阻动、静极之间的间距，无极调整电机串入电阻阻值（溶液配比满足电机机械特性对串入电阻值的要求），从而使电动机在获得最大启动转矩及最小启动电流的情况下无冲击的均匀升速，电机启动结束后，星点接触器自动投入并旁路水电阻，转子回路自动短接。

1.3根据上述水电阻工作原理，实际生产中主要存在的问题

（1）水电阻温度、液位信号误动作或检测装置损坏将引发水电阻故障。

（2）水电阻切除接触器或真空管辅助触点信号误动作或丢失将引发水电阻故障。

（3）水电阻动极板极限限位动作或柜内控制回路短路（温控器坏等），将导致水电阻控制电源丢失、引发水电阻故障。

2水电阻控制优化实施方案

针对上述实际生产中主要存在的问题，结合水泥熟料线工控DCS程序联锁，可实施优化方案如下：

（1）对水电阻PLC控制程序进行优化，将水电阻液位、温度信号由故障跳闸联锁改至允许主电机启动联锁。

（2）水电阻柜切除接触器或真空管增加一组辅助触点，取一对常开、一对常闭触点信号送DCS控制系统，将其常开为1或常闭为0信号作为水电阻启动完毕信号（取消原水电阻PLC送入DCS启动完毕信号接点），高压电机运行中，当常开触点为0且常闭触点为1时，DCS程序联锁立即跳闸高压柜，否则触点其它状况程序判断水电阻均正常。

（3）考虑水电阻动极板极限限位动作或柜内控制回路短路导致控制电源丢失的问题，在水电阻柜增加一个空开，与主空开上端并接（取控制电源相），将切除接触器或真空管的电源移至该空开，并对其控制回路进行优化、改进，具体见下图5。

（4）上述水电阻优化后，水电阻与高压柜存在硬联锁跳闸回路，考虑水泥企业高压电机运行均处于中控开机模式，在水电阻柜增加硬联锁切除开关，正常中控开机运行时，将水电阻与高压柜硬联锁切除，DCS程序联锁能满足设备安全运行，现场手动应急开机时将该联锁投入。

（5）关于高压电机水电阻中控DCS程序联锁，仅优化后的水电阻启动完毕信号参与中控跳闸联锁，水电阻备妥、故障、应答及允许主机启动等信号均作为高压电机启动联锁关系。

3技改实施后效果

提高高压电机运行稳定性，简化水电阻保护程序，避免水电阻线路故障、PLC故障以及系统监测点故障导致窑停机。

4结论

该项目实施后，优化了水电阻温度及液位、辅助触点等易导致误动作的信号，消除了不必要的故障停机发生，项目自改造完毕投运至今，期间历经过数次水电阻温度及液位、辅助触点等原件发生损坏现象，水电阻柜依然正常可靠工作，保证了窑系统运行稳定，改造达到了预期效果。