二、流程改造后,高壓電機的基本情況
1、單轉子可逆錘式破碎機的配置

 
單轉子可逆錘式破機的配置表1所示。
2、起動方式
PCK1416-S錘破機配置的高壓電機功率為560KW,錘破機轉子質量達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,高壓電機不能直接起動，只能采用軟起動方式進行降壓起動。目前，高壓電機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、調速、節(jié) 能方面優(yōu)點突出，但價格昂貴，對于PCK1416 -S錘破機這種負荷變化較快，沖擊負載較大的設備來說，并不經濟適用。因此,在設備選型時選用了高壓軟起動水阻柜降壓起動方式，此種起動設備經濟、適用,維護相對簡單。
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，引起電網波動大，保護裝置動作,線路保護跳閘，不能正常起動；如果阻值過大,則會造成水電阻電壓降過大，電機定子回路電壓小,起動電流小，起動轉矩小，起動時間延長，起動時間達到后，不能正常切換到運行狀態(tài)，在切換瞬間會產生過電流與過電壓，造成設備的損壞。我公司所用錘破機高壓電機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
高壓電機起動時,高壓水阻柜在電機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，待電機轉速上升到一定程度時,再將水電阻旁路或切除，電機全壓運行。如果其起動轉矩和傳動機械所需要的轉矩配合得當，可使機械平穩(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，否則，會造成起動故障。高壓電機起動過程中水電阻阻值的減少主要是通過電機正轉使水電阻動、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，電機定子繞組電壓逐步上升，起動力矩逐步上升，錘頭慢慢達到額定轉速，正常起動完成。起動完成后，水電阻極板通過電機反轉帶動，返回原位,為下次起動做準備。動、靜板之間的距離通過行程開關控制，因此，其時間控制就相當重要，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,會造成轉矩上升過少,無法正常帶動機械轉動，不能正常起動。鼠籠電機軟起起動水阻柜水電阻起動時間控制由西門子LoGo-PLC進行控制。LoGo時間整定方法如下：
按ESC健進入set param菜單:按0K調 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：自動計時器
B30：T：代表水阻柜起動保護時間(起動時間+2S)
TA：自動計時器(37 +2 =39S)
B31：T：代表復位時間保護(復位時間+2S)
TA：自動計時器25S
說明:極板行走時間總共22秒,分段極板走動時間可調，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、高壓開關柜XGN2-12繼電保護裝置定置的計算與整定
高壓錘破機所破碎的介質是石灰石，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，沖擊負荷較大。 在實際使用過程中，會經常出現(xiàn)過負荷現(xiàn)象， 額定電流為68A的高壓電機,在較大負載的沖擊,會短時間出現(xiàn)100A左右的沖擊負荷。 因此，需要裝設下列保護裝置:一是過流保護,二是電流速斷保護。過流保護及速斷保 護的定值計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過程中出現(xiàn)的沖擊負荷持續(xù)時間。下面簡要介紹過流保護定值、過流保護動作時間、速斷保護定值的計算與整定。
5.1過流保護定值的計算
計算公式如下：
Idzj = kjx * Kk * le.d / (Kf * Ki)
式中：Idzj——過流保護定值；
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，根據實際接線情況，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 據實際情況，取1.25；
le.d——電動機額定電流,為68 A ；
Kf一繼電器返回系數(shù)，取0.85；
Ki——電流互感器變比，實際變比為 200/5 A,則 Ki 為 40；
通過計算，得Idzj = 1.0 * 1.25 *68 /(0.85 x40)=2.5 (A)
由于高壓開關柜所選用的繼電保護器件型號為GL-15,此種電流繼電器的特點是過流與 速斷保護均在同一個電流繼電器內，且輔助觸點容量大,能斷開150A以下交流回路。
5.2過流保護動作時間的計算
在實際應用中，保護裝置動作時間t_zd可按兩倍動作電流時的允許過負荷時間t₈h, 在繼電器特性曲線上查出10倍動作電流時的動作時間。
根據兩倍動作電流200A及允許過負荷時間77.27s,査GL-15繼電器的反時限保護特性曲線，得出10倍動作電流時的動作時間t_zd為2s。
5.3、電流速斷保護定值的計算
計算公式如下:  Idzj = Kjx * Kk * Iq / Ki
式中：Idzj—— 電流速斷保護定值；
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,根據實際接線情況，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,根據實際情況，取1.8；
Iq——電動機起動電流,為290A ；
Ki—電流互感器變比，實際變比為 200/5 A,則 Ki 為 40；
通過計算,得 Idzj = 1.8 * 1.0 * 290 / 40=13.05（A）
電流速斷保護定值Idzj整定為13A,動作時間Os。
6、實例
在2016年石灰石流程改造調試過程中，根據高壓鼠籠電機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、高壓開關柜過流跳閘、變電所線路保護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標準電流表，電流表讀數(shù)為7.2A左右，說明起動電流在288A 左右。根據實際起動電流重新整定后，再次試機，成功起動。同時變電所線路保護屏定值也根據負荷的變化進行重新整定。
7、結語
鼠籠電機軟起動水阻柜（高壓水阻柜）以其低廉的價格、方便的 維修、簡單的結構，能滿足錘破機高壓電機軟起動的使用要求。