大型電機啟動用液阻柜改造

1、大型電機啟動用液阻柜改造王遠鑫 賀云孫 【摘 要】：萍鄉(xiāng)萍鋼制氧廠安源片兩套10000m3/h制氧機組所配套的大型高壓電機，均采用熱敏型水電阻降壓模式啟動。這些水電阻柜在長年的運行過程中，絕緣逐漸老化，進而柜壁出現(xiàn)了放電、甚至燃燒起火的重大安全隱患。為了消除放電現(xiàn)象，廠部在前期進行了一系列的特護措施，但未能從根本上解決問題。為徹底消除放電現(xiàn)象，確保設(shè)備長期的安全運行，廠部最終對液阻柜線路進行了升級改造：在液阻柜進出線端各增加一套隔離開關(guān)，通過隔離開關(guān)分?jǐn)嗍挂鹤韫裾＿\行中不帶電，最終從根本上排除了設(shè)備隱患?！娟P(guān)鍵詞】： 液阻柜 隱患 改造一：液阻柜工作原理液體電阻啟動器又稱“液體變阻器”（俗稱

2、“水電阻”）。是為改善大中型繞線式交流異步電動機的起動性能而研制的新型啟動器。液體電阻啟動器的基本原理是在電動機定子回路中串入起分壓和限流作用的特種液體電阻，通過液體電阻阻值平滑減小，從而實現(xiàn)繞線式大中型電動機的重載平滑起動。按水電阻結(jié)構(gòu)可分為：1、常規(guī)型水電阻極距可調(diào)式水電阻啟動柜，主要通過機械傳動裝置使導(dǎo)電液體中兩平行極板的距離逐漸減小，液態(tài)電阻阻值在預(yù)定的時間內(nèi)自動實現(xiàn)由大到小無級變化，直到接近為零時，液阻自動切除，電動機投入運行。2、熱敏型水電阻水電阻阻值改變是利用水電阻的負溫度特性，靠電動機的啟動電流使水電阻溫度升高，阻值變小來實現(xiàn)的。二：改造背景介紹：萍鋼安源制氧廠兩套10000m

3、3/h制氧機組所配套的大型高壓電機，均采用熱敏型水電阻降壓模式啟動，啟動完成后通過線路上并聯(lián)的全壓柜斷路器短接液阻柜，所以在啟動后的正常運行過程中，液阻柜是帶電的，但不帶負荷。經(jīng)過多年運行以后，液阻柜絕緣老化、阻值降低，加上高壓配電室處于一樓陰涼的環(huán)境，且室內(nèi)空間的密封效果不佳，在春季室外濕度大、室內(nèi)外溫差較大的情況下，液阻柜外壁極容易產(chǎn)生凝掛水，進而使帶電的水阻柜產(chǎn)生放電。2012年6月26日，2#空壓機高壓液阻柜甚至由于靜電作用產(chǎn)生火花，導(dǎo)致液阻柜產(chǎn)生明火燃燒。幸運的是，由于點檢發(fā)現(xiàn)及時，才避免了一場重大生產(chǎn)設(shè)備事故的發(fā)生。三：液阻柜自燃事故的原因分析由于存在著一系列的潛在因素，導(dǎo)致了液阻

4、柜的自燃，主要因素包括：1、外界環(huán)境影響：南方天氣，特別是夏季雨水多，空氣中的濕度高，液阻柜放電自燃提供了環(huán)境條件；2、配電室內(nèi)環(huán)境影響：由于配電室條件有限，與外界沒有進行充份隔離，加上室內(nèi)陰涼，導(dǎo)致室內(nèi)外溫差大，外界濕空氣進入配電室后，高濕度空氣中的水份遇到較冷的液阻柜外壁并冷凝成水珠附著于液阻柜外壁上；3、液阻柜自身設(shè)計影響：由于液阻柜設(shè)計上存在缺陷，在機組正常運行過程中，液阻柜雖然不帶負荷，但帶了正常的電壓。在環(huán)境濕度大，液阻柜外壁冷凝結(jié)水的情況下，柜壁的電阻值大大降低，導(dǎo)致液阻柜在帶電電壓的影響下，對外界支架產(chǎn)生靜電擊穿，形成微小的電火花。最終在各種條件的影響下，液阻柜被電火花點燃，導(dǎo)

5、致了險肇事故的發(fā)生。下圖為被燒去的液阻柜一角：四、臨時處置措施事故發(fā)生后，制氧廠部為防止事故的再次發(fā)生，緊急采取了一系列的防治措施，具體包括：1、組織維修人員對所有高壓液阻柜進行自查，對所有放電點進行絕緣，對所有液阻柜外壁進行清潔，并人工干燥除水；2、組織相關(guān)人員對配電室內(nèi)環(huán)境進行整改，對所有與外界連通的部位進行封堵，對進出的大門進行封閉完善，盡可能杜絕室內(nèi)外空氣的對流，冷少外界濕空氣進入；3、后期采購了兩臺除濕機組，對室內(nèi)的環(huán)境進行除濕和干燥；4、制定嚴(yán)格的特護措施，加強操作人員對高壓配電室內(nèi)的點巡檢，加強對水阻柜運行過程中的監(jiān)控。雖然一系列的處置措施防止了液阻柜放電現(xiàn)象的進一步惡化，但在特

6、定條件下，仍然不能徹底杜絕高壓水阻柜放電現(xiàn)象的發(fā)生，對設(shè)備的長期安全穩(wěn)定運行仍然存在影響。為徹底解決隱患，廠部最終實施了加裝隔離開關(guān)的整體改造方案。五、最終整改方案由于萬立制氧機組所配備的液阻柜選用的是熱敏型水電阻，電機主線路如（下圖改造前）所示。其工作原理為當(dāng)電機啟動時，運行柜合閘，液阻柜與電機串聯(lián)運行，電機開始啟動，負荷電流通過液阻柜。當(dāng)電機啟動完成后，全壓柜合閘，液阻柜與全壓柜并聯(lián)運行，電機進入正常運行狀態(tài)，此時負荷電流從全壓柜通過，液阻柜帶電不帶負荷。所以由圖可知：要消除隱患，主要問題在于解決液阻柜運行過程中帶電壓的問題。針對這一問題，經(jīng)過多方平衡和論證以后，選定了改造方案，即：在現(xiàn)有

7、線路基礎(chǔ)上，在水阻柜進線和出線端各加一套隔離開關(guān)。如（下圖改造后）所示，當(dāng)電機啟動完成后，分開兩套隔離開關(guān)，使液阻柜不帶電。六、整改實施過程整個改造施工過程相對簡單，唯一需要協(xié)調(diào)的是正常生產(chǎn)與施工所產(chǎn)生的沖突。2015年，我廠利用“萬立空分輪流停機特護”的有利時機，積極推進此次整改施工工作的進度，順利完成了所有高壓液阻柜加裝隔離開關(guān)的工作。附（整改后效果圖）1)整改前準(zhǔn)備 a、挖電纜溝，改造接電纜需通過電纜溝敷設(shè)。 b、訂購高壓柜，兩套隔離開關(guān)裝在高壓柜內(nèi)，實行上下分裝隔離。c、準(zhǔn)備材料備件，包括高壓電纜、高壓隔離板、銅線頭、熱縮管、螺栓、高壓柜底座等。2)整改實施a、高壓柜定位，根據(jù)整改方案

8、，根據(jù)現(xiàn)有線路合理定位，使原有高壓電纜都能合理使用。b、敷設(shè)電纜，新增隔離開關(guān)到液阻柜電纜。c、電纜接線，將電纜校好相序，做好色標(biāo)及電纜頭，將電纜接好。d、做電氣試驗，檢查新裝高壓柜及電纜絕緣、耐壓等是否合格。e、操作規(guī)程修改，新增隔離開關(guān)操作，在開機前先送液阻柜隔離開關(guān)，機組啟動完成后斷開隔離開關(guān)。3)試車 a、電機空載試車檢查，電纜連接是否正確，新增隔離開關(guān)分合動作是否到位，電機聯(lián)軸器是否拆除。b、開機，現(xiàn)場確認電機運行方向，如反向立即停車，如方向正確電機運行15分鐘后停機。截止2015年9月份，我廠萬立制氧機5套液阻柜改造后一次試車成功。 七、整改效果1、整改后，隔離開關(guān)分?jǐn)嗍挂鹤韫裾＿\行中不帶電，最終從根本上排除了設(shè)備隱患。2、通過加裝隔離開關(guān)以后，大大改善了萬立空分所有壓縮機組的運行安全穩(wěn)定性，對運行環(huán)境的苛刻要求也得到了緩解。3