高压热变电阻器在锰烧结炉高压风机上的应用

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一、概述 大功率高压电动机启动电流通常为额定电流的4-7倍。极大的启动电流对电网及机电设备冲击很大。锰烧结炉高压风机在没有应用热变电阻启动时。启动电流为额定电流的6.5倍。因此。风机每次启动时要通知公司总调度室，对其所用高压线路在中央变电所继保柜退出继电保护。以防启动电流对继保冲击，造成6kV线路眺闸。　　直接启动高压风机对电网冲击大，启动程序多，速度慢。且对风机和电机本身冲击也很大。缩短了风机和电机的使用寿命。传统的高压异步电机启动方式（如：电感器启动、自耦变压器启动）投资大。综合经济技术比较。我厂选用湖北襄樊大力公司生产的高压热变电阻软启动器作高压风机电机的配套启动设备，2000年投入至今，实践证明该启动器具有投资少、见效快、运行稳定、易维护、适合连续工作的钢铁企业高压电机启动。　　二、热变电阻工作机理 热变电阻是一种液体材料。即一种电解质的水溶液。电解质溶入水后，发生电离，形成游离的阴阳离子。这些阴阳离子在电场的作用下，作为载流子定向移动形成电流，当外加电场强度恒定时，电流大小取决于载流子（阴、阳离子）的多少。所以。在电解液浓度一定的情况下。电阻大小和电解度有关。　　电解质在水中的电离比较复杂，离子存在形式也多种多样，有单个阴阳离子存在，也有多个阴阳离子与水分子等吸附在一起形成离子团。离子团的存在是影响电解液导电的一个重要因素。离子团受温度影响，当温度逐步升高肘，离子团破裂，释放单体自由离子和小离子团。液体导电能力增强，电阻率降低。呈现明显的负温度特性。当温度达到一定值时，离子团完全变成自由离子。电解质完全电离，此时液体电阻降到最低。在一定温度范围内，电解质溶液的这一变化是可逆的。　　即温度逐步降低。自由离子逐步相互吸附成团。则液体电离率逐步升高。　　高压热变电阻器由液箱、离子电解液。电极和导流机构组成。液箱用高压瓷柱绝缘，其外壳起保护作用。一套热变电阻器由三个液箱组成。　　该电阻器串入三相电机定子回路中，实现电机降压启动。当电机启动时。电机的定子电流流过热变电阻器，从而使箱体内液体发热。温度逐步升高，电阻逐步降低。在保持电机电流基本恒定条件下。电机端电压逐步升高，电机转矩逐步增大，从而实现电机平滑启动。　　三、启动特性 1.恒电流软启动特性。在电机启动过程中，电流基本保持不变。数值在2.5Ie以下。启动特性优良。　　2.启动过程中，系统功率因数高且接近恒定，一般采用热变电阻降压启动的电机功率因数在0.8以上，目整个过程接近不变。　　3.母线压降较低。由于启动电流小，使电机启动对供电母线电压影响降至最低（母线电压降在5％左右）。　　4.启动平稳。无冲击。电机启动转矩由小到大逐步增高。因而使风机启动平稳。无冲击，无啸叫。且机械能平稳越过谐振区，使设备免受伤害。　　四、参数计算及启动设备选型 1.电机参数：型号JS1510—4，额定功率850kW，额定电流96.5A，额定转速1488r/min，堵转电流倍数k=5.5.启动转矩倍数Km=0.35，直流电阻0.75Ω。　　2.参数计算 五、启动电路设计 1.高压一次回路电路图见右图。　　2.高压热变电阻二次系统图电路见左图。　　六、应用效果分析 实测启动电流为320A，接近3.3Ie，达到了设计要求。启动时间为33秒。经生产使用证明该系统简单实用。克服了全压启动要解除中央变电所出线中枢神经继电保护。供电安全性提高了。　　现在可随时停机。以前烧结炉临时检修和计划检修均不停机，风机空转。因此用热变电阻节电可观。