二、流程改造后,高壓電機(jī)的基本情況
1、單轉(zhuǎn)子可逆錘式破碎機(jī)的配置

 
單轉(zhuǎn)子可逆錘式破機(jī)的配置表1所示。
2、起動方式
PCK1416-S錘破機(jī)配置的高壓電機(jī)功率為560KW,錘破機(jī)轉(zhuǎn)子質(zhì)量達(dá)4000kg以上,屬于重載起動，而我公司中心變電所的主變額定容量為4000KVA,高壓電機(jī)不能直接起動，只能采用軟起動方式進(jìn)行降壓起動。目前，高壓電機(jī)軟起動方式主要有高壓軟起動水阻柜降壓起動方式、磁飽和電抗器式（磁控）起動裝置、中高壓固態(tài)軟起動控制方式、高壓變頻器軟起動方式等。高壓變頻器在起動、調(diào)速、節(jié) 能方面優(yōu)點(diǎn)突出，但價格昂貴，對于PCK1416 -S錘破機(jī)這種負(fù)荷變化較快，沖擊負(fù)載較大的設(shè)備來說，并不經(jīng)濟(jì)適用。因此,在設(shè)備選型時選用了高壓軟起動水阻柜降壓起動方式，此種起動設(shè)備經(jīng)濟(jì)、適用,維護(hù)相對簡單。
3、水阻柜水電阻阻值配比方法
串在定子回路中的水電阻阻值必須適中,如果阻值過小，則會造成起動電流過大, 線路壓降大，引起電網(wǎng)波動大，保護(hù)裝置動作,線路保護(hù)跳閘，不能正常起動；如果阻值過大,則會造成水電阻電壓降過大，電機(jī)定子回路電壓小,起動電流小，起動轉(zhuǎn)矩小，起動時間延長，起動時間達(dá)到后，不能正常切換到運(yùn)行狀態(tài)，在切換瞬間會產(chǎn)生過電流與過電壓，造成設(shè)備的損壞。我公司所用錘破機(jī)高壓電機(jī)定子回路串接水電阻阻值配至16~19歐姆之間三相平衡,用伏安法進(jìn)行配比, 即在水電阻電極之間加1個低電6V,用電流表與電壓表測量出電流I、電壓U,則電阻 R = U/I。此方法簡單有效，如果電阻阻值過大，則在水箱中添加電解粉;如果阻值過小, 則抽出水箱中部分電解液，并在水箱中重新添加新的純凈水,直到阻值合適為止。伏安法配水電阻阻值方法如圖1所示。
 
圖1伏安法配水電阻方法
 
4、水阻柜水電阻投、切時間的整定
高壓電機(jī)起動時,高壓水阻柜在電機(jī)定子回路中串接水電阻，降低了加在定子繞組上的電壓，減少起動電流，待電機(jī)轉(zhuǎn)速上升到一定程度時,再將水電阻旁路或切除，電機(jī)全壓運(yùn)行。如果其起動轉(zhuǎn)矩和傳動機(jī)械所需要的轉(zhuǎn)矩配合得當(dāng)，可使機(jī)械平穩(wěn)地起動，而沒有一般起動情況下的沖擊現(xiàn)象。因此,對水電阻的投入和切換時間就必須整定得當(dāng)，否則，會造成起動故障。高壓電機(jī)起動過程中水電阻阻值的減少主要是通過電機(jī)正轉(zhuǎn)使水電阻動、靜極板之間的距離逐步縮短，電阻慢慢下降，最后變?yōu)榱悖詈笈月坊蚯谐?在這一起動過程中，電機(jī)定子繞組電壓逐步上升，起動力矩逐步上升，錘頭慢慢達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，正常起動完成。起動完成后，水電阻極板通過電機(jī)反轉(zhuǎn)帶動，返回原位,為下次起動做準(zhǔn)備。動、靜板之間的距離通過行程開關(guān)控制，因此，其時間控制就相當(dāng)重要，電阻阻值減少太快,會造成起動電流上升太快而跳閘； 電阻阻值減少太慢,會造成轉(zhuǎn)矩上升過少,無法正常帶動機(jī)械轉(zhuǎn)動，不能正常起動。鼠籠電機(jī)軟起起動水阻柜水電阻起動時間控制由西門子LoGo-PLC進(jìn)行控制。LoGo時間整定方法如下：
按ESC健進(jìn)入set param菜單:按0K調(diào) 整時間
B3：TH：2S代表極板走動時間
TL：3S代表極板停頓時間
TA：自動計(jì)時器
B7：T：代表水阻柜動停頓時間［B3中 (TH+TL) x段數(shù)］(2+3) x5=25S
TA：自動計(jì)時器
B30：T：代表水阻柜起動保護(hù)時間(起動時間+2S)
TA：自動計(jì)時器(37 +2 =39S)
B31：T：代表復(fù)位時間保護(hù)(復(fù)位時間+2S)
TA：自動計(jì)時器25S
說明:極板行走時間總共22秒,分段極板走動時間可調(diào)，但總行走時間在22秒。起動時間等于總行走時間加總停留時間。
5、高壓開關(guān)柜XGN2-12繼電保護(hù)裝置定置的計(jì)算與整定
高壓錘破機(jī)所破碎的介質(zhì)是石灰石，由于石灰石給料粒度的不確定性，以及回籠礦的多少受到錘頭磨損程度、振動篩篩分效果、 含水量等諸多因素的影響，沖擊負(fù)荷較大。 在實(shí)際使用過程中，會經(jīng)常出現(xiàn)過負(fù)荷現(xiàn)象， 額定電流為68A的高壓電機(jī),在較大負(fù)載的沖擊,會短時間出現(xiàn)100A左右的沖擊負(fù)荷。 因此，需要裝設(shè)下列保護(hù)裝置:一是過流保護(hù),二是電流速斷保護(hù)。過流保護(hù)及速斷保 護(hù)的定值計(jì)算與整定顯得尤為重要，其整定值一是必須避開起動電流，二是必須避開正常生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的沖擊負(fù)荷持續(xù)時間。下面簡要介紹過流保護(hù)定值、過流保護(hù)動作時間、速斷保護(hù)定值的計(jì)算與整定。
5.1過流保護(hù)定值的計(jì)算
計(jì)算公式如下：
Idzj = kjx * Kk * le.d / (Kf * Ki)
式中：Idzj——過流保護(hù)定值；
kjx——電流互感器二次回路接線系數(shù): 接于相電流以時，取1.0,接于相電流差時, 取√3，根據(jù)實(shí)際接線情況，取1.0；
Kk——可靠系數(shù)：動作于信號時，取 1.05-1.1,動作于跳閘時，取1.2-1.25,根 據(jù)實(shí)際情況，取1.25；
le.d——電動機(jī)額定電流,為68 A ；
Kf一繼電器返回系數(shù)，取0.85；
Ki——電流互感器變比，實(shí)際變比為 200/5 A,則 Ki 為 40；
通過計(jì)算，得Idzj = 1.0 * 1.25 *68 /(0.85 x40)=2.5 (A)
由于高壓開關(guān)柜所選用的繼電保護(hù)器件型號為GL-15,此種電流繼電器的特點(diǎn)是過流與 速斷保護(hù)均在同一個電流繼電器內(nèi)，且輔助觸點(diǎn)容量大,能斷開150A以下交流回路。
5.2過流保護(hù)動作時間的計(jì)算
在實(shí)際應(yīng)用中，保護(hù)裝置動作時間t_zd可按兩倍動作電流時的允許過負(fù)荷時間t₈h, 在繼電器特性曲線上查出10倍動作電流時的動作時間。
根據(jù)兩倍動作電流200A及允許過負(fù)荷時間77.27s,査GL-15繼電器的反時限保護(hù)特性曲線，得出10倍動作電流時的動作時間t_zd為2s。
5.3、電流速斷保護(hù)定值的計(jì)算
計(jì)算公式如下:  Idzj = Kjx * Kk * Iq / Ki
式中：Idzj—— 電流速斷保護(hù)定值；
Kjx——電流互感器二次回路接線系數(shù): 接于相電流以時，取1.0,接于相電流差時, 取√3,根據(jù)實(shí)際接線情況，取1.0;
Kk——可靠系數(shù):GL型繼電器，取1.8 -2.0 ，DL型繼電器，取1.5-1.6,根據(jù)實(shí)際情況，取1.8；
Iq——電動機(jī)起動電流,為290A ；
Ki—電流互感器變比，實(shí)際變比為 200/5 A,則 Ki 為 40；
通過計(jì)算,得 Idzj = 1.8 * 1.0 * 290 / 40=13.05（A）
電流速斷保護(hù)定值Idzj整定為13A,動作時間Os。
6、實(shí)例
在2016年石灰石流程改造調(diào)試過程中，根據(jù)高壓鼠籠電機(jī)軟起動水阻柜說明書，軟起動電流在3.5倍額定電流以下，當(dāng)時的速斷整定在11A 。在起動過程中，出現(xiàn)了燒跌落保險熔芯、高壓開關(guān)柜過流跳閘、變電所線路保護(hù)屏跳閘等一系列故障。后來,跌落保險熔芯采用2根200A的保險并聯(lián),解決了起動時燒跌落保險熔芯的故障。另外，由于原水電阻配比值太小，為6.8歐姆，起動電流太大, 后將電阻配置17.2歐姆，此時，在起動過程中，在電流回路串聯(lián)10A標(biāo)準(zhǔn)電流表，電流表讀數(shù)為7.2A左右，說明起動電流在288A 左右。根據(jù)實(shí)際起動電流重新整定后，再次試機(jī)，成功起動。同時變電所線路保護(hù)屏定值也根據(jù)負(fù)荷的變化進(jìn)行重新整定。
7、結(jié)語
鼠籠電機(jī)軟起動水阻柜（高壓水阻柜）以其低廉的價格、方便的 維修、簡單的結(jié)構(gòu)，能滿足錘破機(jī)高壓電機(jī)軟起動的使用要求。