液体电阻启动器常见故障及处理

液体电阻启动器是采用特种介质的水溶液作为电阻，在特殊设计的液阻箱中引入极板作电极串入电机转子回路中，电机启动时，由一小功率伺服电机带动极板移动来改变极板的相对位置，使（串入转子回路的）液体电阻由大到小作无级变化，从而使电机低电流平滑启动。它具有启动电流小、启动性能优越、可连续启动、平滑启动、可低压启动，以及结构简单、可靠、操作自动化、安装维护方便等优点。结合笔者的使用和维护经验，现就液体电阻启动器常见故障及处理做一个总结介绍。

1 运行事故案例及经验总结

1.1 因液体电阻溶液浓度引起的启动失败

（1）事故经过。2003年5月，我厂一线煤磨主电机停机后再次启动失败，现象为开关合闸瞬间即跳闸，微机综合保护报警“启动速断”。启动速断是在开合闸启动瞬间，电流超过设定值引起。根据理论分析，启动电流在合闸瞬间有一个比较高的电流冲击（由于液体电阻的作用，这个电流可以控制在小于1.5倍电机额定电流），启动过程中逐渐下降。由于液体电阻启动器的动、静极板并没有在启动结束后完全接触，也就是说串入转子的电阻并没有真正的减小到零，所以启动过程结束后真空接触器闭合切除液体电阻的瞬间，电机电流将有一个小的反弹。如此，如果合闸瞬间的电流冲击大于保护设定的启动电流定值，保护将动作与启动速断，现象为开关合闸瞬间即跳闸；如果启动过程结束后的电流反弹大于保护设定的运行保护定值，保护将动作于运行速断，此时的现象为启动结束切除液体电阻时跳闸。分析可知，引起启动速断的原因是因为液体电阻浓度偏大，电阻过小，导致启动电流偏高，此时应该将溶液稀释；引起运行速断的原因是因为液体电阻浓度偏小，电阻过大，启动时电流较小，但启动过程中的电流没有降低到能够允许结束时电流反弹的程度，此时应该加入电解粉提高溶液浓度以减小电阻。根据这个推断，一线煤磨的启动速断事故应该是液体电阻浓度偏大所致。因此加入清水来降低液体浓度。然而，再次试启动的结果，启动速断电流不但没有降低，反而有所升高。笔者到现场后，根据情况将水箱里的溶液倒出一半以上，再加入清水，后试启动速断电流降低了许多，根据报警数据再次调整水溶液，煤磨启动正常。

（2）事故分析。在冬季气温较低的情况下，水对电解质的溶解度较小，造成溶液中的电解质有部分结晶，沉于箱底，导致液态浓度降低。又由于我厂属于新厂（2002年底投产），运行维护人员经验不足，在每次运行速断启动失败后，就一味的往水箱里加电解粉。如此一个冬天的恶性循环，在水箱底部沉积了大量的电解粉结晶。春天气温升高后，沉积于水箱底部的结晶渐渐溶解，溶液浓度逐渐增大，引起电机启动时启动速断跳闸。多次启动失败后，水温更高，结晶大量溶解，所以在倒水加清水后试启动时速断电流反而增大。只有在把箱底的结晶全部溶解后，调整溶液浓度才能成功。

（3）事故经验。在冬季气温较低的情况下，不要随便往液阻箱内加电解粉，若启动有困难，可在每次启动时先将溶液加热到30℃以上，并将水溶液搅拌均匀。

1.2 切除液体电阻的短接真空接触器故障引起的启动异常

（1）两个真空接触器其中一个不吸合。2006年11月，中控水泥磨操作员在启动#2水泥磨主电机时，发现电流偏大且有大幅度波动，另电机振动偏大，运行声音不正常。立即停机，用摇表测电动机，电动机正常，检查开关一切正常；检查液体电阻时发现，磨主电机液体电阻启动器的两个短接真空接触器有一个不能闭合。接触器的接线如图1。由图1可知，如果其中一只真空接触器不能吸合，将有一相电阻不能被甩开，因此造成三相电流不平衡和电流大幅度波动。

（2）真空接触器其中一相触点被粘住，不能断开。在电动机启动时，电流指示一直处于最大量程，长时间不能回归正常工作时的电流，且电动机启动时振动大，并发出异常的“尖叫”。此时，检查液体电阻可发现，液体电阻箱有一相电阻液温度很高，情况严重时也可能沸腾。其余两相温升在正常范围内。如果将此时的电机及电机转子串接的液体电阻看成是6kv工作电压下的一个负载，那么正是由于负载的不对称造成了负载工作的不正常。由于电机个相工作状况相互关联，彼此都互相影响，因此定转子及串接电阻的不对称性使得电机每相之间失去了独立性和对称性。利用等效电路图计算可知，流过粘接相电阻液的电流为其他两相电流的两倍，这也正是粘接相液体温度升高的原因。同时，电机其他两相绕组的温度也将明显高于粘接相绕组的温度；也正是由于Y型接法的低昂转子A、B、C三相电流的不平衡，才导致了电机启动的异常声音及出现过流、振动现象，并可能出现电流差动保护动作跳闸。由此我们应该在每次停机后，都要仔细检查短接真空接触器的触头及控制回路，保证接触器每次都能正确动作。

1.3 由液位继电器引起的电动机启动失败

（1）事故经过。2003年6月，#1水泥磨主电机在启动时频繁跳闸，现象是合闸瞬间即跳闸。检查开关、电机均无故障，检查液体电阻也未发现故障。卸荷后再实验位置启动正常。后再次试启动时派专人在液体电阻前监视，发现在开关合闸瞬间，液体电阻上的液位继电器报警灯亮了一下，开关随即跳闸。而实际液位并不低，由此怀疑液位继电器可能损坏；但更换液位继电器后，启动水泥磨仍然失败（后来的事实证明，该批液位继电器质量大部分不合格），后将传输到PLC的液位信号摘除，启动水泥磨正常。

（2）原因分析。液位继电器在实验位置启动时正常，带负荷启动时却发生报警。因此，报警的原因肯定与一次回路通过的大电流高电压有关。由于液位继电器的抗干扰能力较弱，因此在一次回路通过大电流高电压时，高电压产生的电场对继电器造成干扰，引起液位继电器误动作。

（3）经验总结。在实际运行中，液位信号所起的作用其实并不大，因此可以考虑去掉该信号；但要求巡检工经常检查，将液位控制在离箱盖5cm左右。一旦发现液位偏低，要及时往水箱里加水。

1.4 由启动限位开关位置调整不适引起的启动失败

液体电阻在出厂时，PLC里面已经设定好了一个启动时间，或者由在启动器面板上的时间继电器设定启动时间。无论从哪种方式设定启动时间，这个时间都要与极板移动的时间相符，如果极板移动的时间大于设定时间，则在极板还没有到达下限的时候，PLC启动计时结束，这样就会造成程序执行错误，引起启动失败。当然，极板移动的时间也要有足够的长度来使启动电流有足够的时间降低到能够允许甩开液体电阻时的电流反弹。否则可能会在极板移动到下限甩掉液体电阻时，启动速断动作引起启动失败。

2 结语

液体电阻启动器在使用过程中，只要检查到位，需要的维护量并不大。因此，正确的巡检方法就成为维护液体电阻的重点。根据以上的经验，相信使用中的大多数故障都能顺利排除。