摘要：介绍热变电阻起动器的结构、主要特点及在东方铜业公司两台制氧压缩机上的应用。热变电阻起动器则克服了传统高压动器起动过程中阻抗值不可调，发热严重，能耗大，不能够连续起动的不足。利用先进液体电阻技术，专为改善大中型高压鼠笼式异步电动机的起动性能，延长高压设备使用寿命。
关键词：热变电阻;高压电机;起动器
0 前言
东方铜业公司有两套4000m3制氧设备，两台压缩机都是高压鼠笼式异步电动机：高压开关采用少油断路器，直接起动方式。对电网的要求比较高，起动电流大，对电网冲击大，对压缩机传动机械部位的冲击性强，连续起动次数少。高压电机绕组绝缘易老化，高压电器元件和机械配件损坏率高。为了减低电气和机械故障率，延长氧气压缩机运行时间。中冶葫芦岛锌厂东方铜业公司引进RS系列热变电阻起动器，对氧气压缩机高压鼠笼式异步电动机进行改造，采用RS系列热变电阻起动器降压起动，目前氧气压缩机运行时间增加1400小时，为企业上部工序正常连续生产提供可靠氧气保障，也为企业创造了良好经济效益。
1设备工作条件
东方铜业公司制氧氧压缩机：型号：YK2500-2/11S，电压6KV,功率2500KW,额度电流275A,功率因数0.85。要求电动机平滑起动，对电网无冲击；起动电流不大于额定电流的2.0-3.5倍，可连续起动3-6次，保护灵敏，维修简单便利，设备体积要小巧紧凑，能充分利用现有厂房的空间位置。通过对不同厂家类似产品的反复比较，东方铜业公司最终选择SR系列热变电阻起动器设备。
1.1 主要特点及运行优点
SR系列热变电阻起动器设备的基本原理：通过机械装置使导电液体中两平行极板的距离逐渐减小直为零，使串入电机定子回路中的电阻值平滑减少，从而实现笼型电动机的重载平滑起动。起动电流小且恒定，对电网无冲击；起动电流不大于额定电流的2.0-3.5倍，因此可以降低电机起动对变压器容量的要求，减少一次性投资。
1.2 热变电阻起动器的起动特性：
图1热变电阻起动器的起动特性曲线
说明：
1）电机的起动电流3倍Ie左右；
2）T1为电流下降到Ie的时间；
3）T2为由起动切换至运行的总时间；
4）一般T2=T1+4S；
5）一般情况下电机的起始电流不得过低，否则起动会不成功，具体大小视电机及负荷参数而定。
2008年以前的时候，制氧氧压缩机直接起动，每次起动总变电站要根据电网负荷情况，安排开车时间，起动电流可达额度电流的6-7倍，对电网冲击很大。由于采用少油断路器高压开关，内部动、静触头损坏率很高，开关油缸内部油质变黑极快，要经常更换绝缘油，缸内积碳严重还要更换绝缘子，同时增加电气维修人员的作业时间。制氧氧压缩机电气元件2008年消耗费用14500元，2009年之后，安装热变电阻起动器，极大地降低了检修费用，2009年消耗100元。
1.3减少对机械设备的冲击
氧压机直接起动对传动机械部件的冲击很大，很容易造成轴瓦位移、轴瓦损坏，传动轴变形，影响氧压缩机的运行寿命。安装热变电阻起动器之后，平滑起动，可延长机械设备及电机寿命30%左右。制氧氧压缩机机械元件2008年消耗前轴瓦6 套；铜衬套1套；并且厂家调整一次曲轴，费用共40000元。而2009年全年没发生检修费用，可见该装置对机械设备冲击很小。
1.4热容量大
鼠笼高压电动机直接起动，由于起动电流大，连续起动次数不能过多，对电网冲击影响很大，大电流会造成少油断路器油缸灭弧降低，油质变坏，假如不能及时发现，易出现油缸喷油短路放炮事故。有热变电阻起动器降压起动，由于热容量大，承载能力大，可连续起动3-6次，对电网冲击不受影响，对少油断路器油缸油质不会造成恶化。
1.5 低电压起动
鼠笼高压电动机直接起动对电网电压要求比较高，对变压器容量要求比较大，热变电阻起动器弥补了这种不足，只要电网电压能保证电机正常运行。就能保证大中型高压鼠笼电动机的起动。
2 结构及电阻液的配制
2.1 结构:
液阻柜内主要有液阻箱，液体电阻引出电极。液阻箱三个相液阻之间及柜体之间具有很高的绝缘等级，确保了液体电阻的操作安全性。每个液阻器均装有直观醒目的液位显示器，能直接显示液阻箱内的位置，方便及时地补充电解液。液阻箱内壁装有多个动作精度高.反映灵敏的贴片式温度开关，能及时对液阻的超温状况发出报警信号，并在超高温度下，及时切断主电机工作电源，实现起动器"超温"自动保护功能。液阻箱内门上设有观察窗，液阻柜内装有照明灯泡，在不开柜门的情况下就能清楚地观察液阻柜内的情况，可方便操作监视起动过程中起动器的工作状态。并确保人员安全。
2.2 电阻液配制
配液用水最好是蒸馏水，也可用软化水，最低限度应是经过净置后去掉沉淀物的生活用水，其量应比电阻箱内所需要的略多出10～30％，电阻溶剂即电液粉，由基本按两倍的需要提供。
确定液体起动电阻RO: RO=0.577*U2e/I2e?KF?kt/kM 式中：
U2e：电机转子回路的开路电压（V）
I2e：电机转子回路的额定电流（A）
KF：电机功率容裕倍数。（KF =1.1-1.3,取1.2）
kt：温度倍数。(kt =1.1-1.3,取1.2)
kM：起动转矩倍数。(kM =1.1-1.3,取1.2)
根据实际情况，我们将上述公式进行简化后： RO=0.7*U2e/I2e
式中：U2e：电机转子回路的开路电压（V） I2e：电机转子回路的额定电流（A）
根据起动电阻阻值，进行电阻液配制，操作程序如下：先将动极板置于起动位置，将准备好的水注入到水箱规定位置的2/3左右，注意三格液位要基本相等； 将配制好的溶液注入水箱中；分别向液阻箱中加水至要求液位；扳动试验按钮，使极板上下运动二、三次，使箱内电阻液搅拌均匀；
2.3 液体电阻的测量
将液体电阻的活动极板移到起动位置后，通过自耦变压器给每相动静极板之间通过50Hz电，电流从0开始逐渐正大至5A左右电流I（A），记下电流表A的读数，并测量两极之间压降V（V），测液体电阻值为： R（?R）= V（V）/ I（A）
2.4电阻的调整
如偏大应增大电阻液浓度，否则应降低其浓度，调节方法是用软管抽出部分溶液加水或电液粉（电解粉)。电解液一般4-5年更换一次，同时清洗极板上绝缘箱体，极板清洗可先用稀盐酸腐蚀导电面后再用清水冲洗，绝缘箱体的清洗先用清水洗刷后凉干，然后涂覆数次环氧树脂。
3 日常维护及注意事项
在主回路通电时，不得进入带点间隔，否则有人身事故危险。
在起动或控制回路通电时，不得对本柜进行维修和调整。
面板上的时间继电器和水阻的配制，一旦调试完毕，不得随意更改。
每次起动前，应观察水箱内的水位，如低于正常值，应加清水即可，不得加电解粉。
必须等电机起动完毕后方可离开本柜现场。
当水温超过60℃时不允许再起动，否则有危险。
测温用的高压油管不得进水等，控制测温用于绝缘，否则有生命危险。
4 结语
东方铜业公司安装SR热变电阻起动器总投资40万元。运行两年已基本收回投资。实践证明，热变电阻起动器在钢铁，矿山，水泥，化工等行业都可以使用，是频敏起动器和金属电阻起动器理想替代产品。尤其选配的变压器容量裕量有限，不允许对鼠笼式电动机采用直接起动的设备，热变电阻起动器作用更是明显。具有良好的经济效益，值得推广。
参考文献：
[1]哈尔滨工业大学电工学教研究编写电工学中册1983.10
[2]刘志明 水电阻启动调速技术的应用探讨
作者简介：陈冯(1972.12-)，男，河南信阳人，工程师，中冶有色东方铜业公司生产厂长。主要从事生产管理工作。