高壓繞線式異步電動(dòng)機(jī)水電阻控制系統(tǒng)優(yōu)化

趙賢斌 李江濤 胡慶 李武

摘要：水泥生產(chǎn)企業(yè)里繞線式高壓電機(jī)均配置了水電阻器進(jìn)行啟動(dòng)，在實(shí)際運(yùn)行中經(jīng)常遇到因水電阻器元器件性能下降，接線松動(dòng)等問(wèn)題造成高壓電機(jī)故障停機(jī)，引發(fā)窯系統(tǒng)生產(chǎn)線停機(jī)故障發(fā)生，降低企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)對(duì)水電阻器控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化與簡(jiǎn)化，可以有效減少與避免因元器件性能下降等原因造成的故障停機(jī)發(fā)生，提高窯系統(tǒng)運(yùn)行效率。

關(guān)鍵詞：繞線式電動(dòng)機(jī);液體電阻啟動(dòng)器;控制優(yōu)化

中圖分類(lèi)號(hào)：TM343 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2019）12-0052-02

問(wèn)題的提出：水泥生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)線上配置了大型風(fēng)機(jī)、磨機(jī)等裝備，由于此類(lèi)設(shè)備多屬于重載設(shè)備，其特點(diǎn)是啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)、啟動(dòng)困難，為解決此問(wèn)題，此類(lèi)設(shè)備都配置了繞線式異步電動(dòng)機(jī)，采用水電阻柜解決啟動(dòng)問(wèn)題。為此，水電阻柜工作的可靠性、穩(wěn)定性直接影響到高壓電機(jī)啟動(dòng)后能否正?？煽抗ぷ?。

1水電阻控制優(yōu)化的必要性

1.1實(shí)際運(yùn)行現(xiàn)狀

在生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中，經(jīng)常發(fā)生因水電阻故障導(dǎo)致的主機(jī)設(shè)備停機(jī)，如夏季環(huán)境溫度高，水電阻碳酸鈉溶液揮發(fā)快，易出現(xiàn)水電阻液位關(guān)注不到位、液位低引發(fā)的水電阻故障，從而導(dǎo)致主機(jī)聯(lián)鎖跳停故障，根據(jù)水電阻裝置在繞線式高壓電機(jī)運(yùn)行中切除的工作狀況，完全可通過(guò)控制程序及原理優(yōu)化，避免類(lèi)似故障的發(fā)生。

1.2水電阻的工作原理

水電阻的工作原理是通過(guò)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路串入水電阻，電機(jī)接收到啟動(dòng)信號(hào)后，通過(guò)水電阻PLC系統(tǒng)控制傳動(dòng)機(jī)構(gòu)拖動(dòng)電極極板運(yùn)動(dòng)，裝置自動(dòng)改變液體電阻動(dòng)、靜極之間的間距，無(wú)極調(diào)整電機(jī)串入電阻阻值（溶液配比滿足電機(jī)機(jī)械特性對(duì)串入電阻值的要求），從而使電動(dòng)機(jī)在獲得最大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩及最小啟動(dòng)電流的情況下無(wú)沖擊的均勻升速，電機(jī)啟動(dòng)結(jié)束后，星點(diǎn)接觸器自動(dòng)投入并旁路水電阻，轉(zhuǎn)子回路自動(dòng)短接。

1.3根據(jù)上述水電阻工作原理，實(shí)際生產(chǎn)中主要存在的問(wèn)題

（1）水電阻溫度、液位信號(hào)誤動(dòng)作或檢測(cè)裝置損壞將引發(fā)水電阻故障。

（2）水電阻切除接觸器或真空管輔助觸點(diǎn)信號(hào)誤動(dòng)作或丟失將引發(fā)水電阻故障。

（3）水電阻動(dòng)極板極限限位動(dòng)作或柜內(nèi)控制回路短路（溫控器壞等），將導(dǎo)致水電阻控制電源丟失、引發(fā)水電阻故障。

2水電阻控制優(yōu)化實(shí)施方案

針對(duì)上述實(shí)際生產(chǎn)中主要存在的問(wèn)題，結(jié)合水泥熟料線工控DCS程序聯(lián)鎖，可實(shí)施優(yōu)化方案如下：

（1）對(duì)水電阻PLC控制程序進(jìn)行優(yōu)化，將水電阻液位、溫度信號(hào)由故障跳閘聯(lián)鎖改至允許主電機(jī)啟動(dòng)聯(lián)鎖。

（2）水電阻柜切除接觸器或真空管增加一組輔助觸點(diǎn)，取一對(duì)常開(kāi)、一對(duì)常閉觸點(diǎn)信號(hào)送DCS控制系統(tǒng)，將其常開(kāi)為1或常閉為0信號(hào)作為水電阻啟動(dòng)完畢信號(hào)（取消原水電阻PLC送入DCS啟動(dòng)完畢信號(hào)接點(diǎn)），高壓電機(jī)運(yùn)行中，當(dāng)常開(kāi)觸點(diǎn)為0且常閉觸點(diǎn)為1時(shí)，DCS程序聯(lián)鎖立即跳閘高壓柜，否則觸點(diǎn)其它狀況程序判斷水電阻均正常。

（3）考慮水電阻動(dòng)極板極限限位動(dòng)作或柜內(nèi)控制回路短路導(dǎo)致控制電源丟失的問(wèn)題，在水電阻柜增加一個(gè)空開(kāi)，與主空開(kāi)上端并接（取控制電源相），將切除接觸器或真空管的電源移至該空開(kāi)，并對(duì)其控制回路進(jìn)行優(yōu)化、改進(jìn)，具體見(jiàn)下圖5。

（4）上述水電阻優(yōu)化后，水電阻與高壓柜存在硬聯(lián)鎖跳閘回路，考慮水泥企業(yè)高壓電機(jī)運(yùn)行均處于中控開(kāi)機(jī)模式，在水電阻柜增加硬聯(lián)鎖切除開(kāi)關(guān)，正常中控開(kāi)機(jī)運(yùn)行時(shí)，將水電阻與高壓柜硬聯(lián)鎖切除，DCS程序聯(lián)鎖能滿足設(shè)備安全運(yùn)行，現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)應(yīng)急開(kāi)機(jī)時(shí)將該聯(lián)鎖投入。

（5）關(guān)于高壓電機(jī)水電阻中控DCS程序聯(lián)鎖，僅優(yōu)化后的水電阻啟動(dòng)完畢信號(hào)參與中控跳閘聯(lián)鎖，水電阻備妥、故障、應(yīng)答及允許主機(jī)啟動(dòng)等信號(hào)均作為高壓電機(jī)啟動(dòng)聯(lián)鎖關(guān)系。

3技改實(shí)施后效果

提高高壓電機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性，簡(jiǎn)化水電阻保護(hù)程序，避免水電阻線路故障、PLC故障以及系統(tǒng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)故障導(dǎo)致窯停機(jī)。

4結(jié)論

該項(xiàng)目實(shí)施后，優(yōu)化了水電阻溫度及液位、輔助觸點(diǎn)等易導(dǎo)致誤動(dòng)作的信號(hào)，消除了不必要的故障停機(jī)發(fā)生，項(xiàng)目自改造完畢投運(yùn)至今，期間歷經(jīng)過(guò)數(shù)次水電阻溫度及液位、輔助觸點(diǎn)等原件發(fā)生損壞現(xiàn)象，水電阻柜依然正?？煽抗ぷ?，保證了窯系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，改造達(dá)到了預(yù)期效果。