大功率電機的串水阻啟動

記得前幾年，2800KW的磨機電機接連幾次出現定子繞組燒壞的情況，這件事讓我印象非常深刻。排除電機本身質量和操作上的問題之外，水電阻也是一個非常重要因素，本文就結合這件事說說水電阻櫃的一些事情。

水電阻是串接在繞線式電機轉子迴路當中的，目的就是為了降低電機的啟動電流，以減小在電機啟動時對電網造成的衝擊。

先簡單介紹一下水電阻櫃，它有兩個極板，一個靜極板，在下，一個動極板，在上，動極板運動是靠電機來驅動的。當水阻櫃接到合閘命令以後，電機定子繞組接入三相電源，電機進入啟動過程，轉子迴路接入水阻，動極板開始向下移動，隨啟動時間減小串接的電阻，當極板執行至下限時，啟動過程完成，轉子迴路旁路接觸器吸合，電機進入執行狀態，上極板開始上移，為下次啟動做好準備。

開始為什麼說水電阻的因素哪？原因主要是出於兩點。一是電機的啟動電流並沒有得到降低，二是電機轉入執行後出現了電流的二次波動。啟動電流沒有達到理想狀態，這對電機定子繞組是一種考驗，電流的二次波動就相當於電機啟動一次，經歷兩次大電流的衝擊，這無疑都會對電機造成傷害。

這兩點都與水電阻櫃有直接的關係。那麼，為什麼會出現這兩種情況哪？一是水電阻櫃溶液配比出現了問題，或者說，從一開始就沒有調整好水電阻的阻值。二是隨著春夏秋冬四季交替，溶液濃度發生了大的變化，進而引起水電阻值的變化，特別是在高溫環境或冬季容易導致水汽蒸發。

所以，水電阻的合理配比就成了關鍵。水要選擇蒸餾水，越純淨越好，電阻粉通常是粉狀碳酸鈉。水阻配比，通常要先選擇R0的值，R0可以透過簡化公式R0=0。7U2e/I2e獲取，U2e為電機轉子開路電壓，I2e為轉子額定電流，這兩個數都可以在電機銘牌中獲知。所計算出的R0值就是基準值，配比要根據該值進行比對，可以有±5%的偏差。

後期使用，時間久了，該值就會發生變化，反映出來的就是電機啟動電流的變化，所以要重新對水阻進行配置，配置依據也是R0值。除了重新配置以外，還要定期測量水阻值。

測量水阻值可以透過歐姆定律計算，一臺自耦變壓器，讓電流從0增加到5A，記錄電壓的示數，電壓與電流的比值，就是待測水阻值。

按理論要求，加裝水阻的裝置，啟動電流應該控制在1。1到1。2倍額定電流，比如額定電流為169A的高壓電機，啟動電流應該控制在200A以內，這樣比較合適。過小，容易導致電機啟動轉矩小而啟動困難，過大則對電機繞組造成傷害。

再說一下二次衝擊電流的問題，二次衝擊電流一般是由啟動電阻配置不當或電機沒有完成啟動過程而提前進入執行引起。合理調整水阻值，調整動、靜電極板間行程，延長啟動時間都是常用方法，還可考慮減慢變阻器升降機構來增加啟動時間。