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拉丝机启动应注意的几个问题
拉丝机拖动电机多采用控制方式简单的交流电动机。主要类型可分为鼠笼式、绕线式及滑差电机拖动。此类拉丝机在电控设计与实际现场调整有几点容易被忽视的问题而造成跳闸或主触点熔焊等严重事故。本方针对这些问题提出了改进措施。
1启动过程中的电弧短路问题众所周知,交流电动机在启动瞬间,因转子转速为0,转差率为1,转子与旋转磁场之间的相对转速X大,所以它在转子导体上产生的感应电动势和电流也大,
这时定子绕组中的电流为4～7倍于额定电流,如此大的启动电流冲击,会造成电网压降以及电机绕组绝缘过热而老化。尤其对于拖动功率较大的拉丝机启动多采用转子串阻和Y—∃切换来限制启动电流。这些常规设计方案解决启动问题并无争议,但在生产现场的调整和使用中经常发生主接触器触点熔焊,跳闸甚至烧毁电动机等事故,出现这些情况常被认为是电器元件质量问题,保护整定值太小或主触点容量不够等原因,盲目采取加大主接触器的控制容量,调整保护电器的整定值等措施,将会严重影响拉丝机电动机的使用寿命。我们在现场负荷试车中出现这种情况:拉丝机拖动电机为75kW滑差电机,控制电路为Y-∃启动,切换整定时间为5s,通电启动后两次切换失败,造成配电室跳闸停电。分析原因认为是由于切换过早,电流冲击大,燃弧时间长使得弧光短路引起跳闸事故。后将Y-∃切换时间延至8～9s,通电启动切换数次均无问题。电弧相间短路的原因是由于在切换时间过早的情况下,电机转子导体的感应电动势未回落到X低点,这时定子绕组的启动电流依然很大,从星形控制交流接触器完全断开到三角形切换交流接触器完全闭合,是由时间继电器的延时触点控制的,常规电路中的切换时间继电器的延时触点的断开到通电延时闭合触点的闭合仅有11ms的时间差,而燃弧时间通常为交流电的1??2周期,即10～25ms。如此小的时间差,极易造成Y-∃切换过程中的相间短路。另外接触器有自己的闭合特性,也影响开关释放时间,当运行接触器线圈的电源被断开的瞬间,衔铁仍能继续吸合一段时,这是由于电磁吸力来自铁芯本身剩磁和自感电势,其动作特性的滞缓作用也是造成弧光短路的原因之一。整定时间继电器时限要满足X大负荷时的X长启动时间的要求,还要考虑电压低、负荷变化大等特殊情况,避免启动电流未回落就换接,否则会形成启动电流被硬性切换而延长电弧熄灭时间。这也是主触点熔焊原因之一。绕线式交流电动机转子串接频敏变阻器启动,也是大功率拉丝机常采用的办法。频敏变阻器是一种静止的无触点电磁元件,其阻抗值随频率而变化,从而平滑X地减小了定子绕组中的启动电流冲击。拉丝机启动属于重载启动,转子转速回升太慢,则启动转矩不够,只有用调整频敏变阻器抽头的办法来调整启动转矩,而且型号选型尤其重要。这种有X调整抽头的方法是有其局限性的,对于不同的场合的适应面也受到限制。频阻器切换时间的整定在实际现场受到诸多因素的影响,如电网波动,负载变化等条件不同,对启动切换过程时间的调整较难掌握,短接接触器的动作时刻很难与实际启动时间相吻合,如果继电器的整定时间过长,短接接触器动作滞后,易造成频阻器线圈过热甚至烧毁,反之短接接触器动作X前,则不仅电流较大,烧损主触头,而且由于转子阻抗突然减小,电动机的转速将随切换动作而突跳上升,造成对拉丝机传动机构的冲击,有时转子滑环还会出现环火现象。拉丝机启动均属重载启动,负载的大小与启动电流的回落时间密切相关,因此仔细合理调整切换时间是避免电弧短路、主触点熔焊的关键。
2运转中的拉丝机拖动电机缺相问题电动机缺相启动故障易被察觉,电动机只有哼声而不转,但绝大多数电动机烧毁原因是由于运转中的三相交流电动机因一相熔断,电动机有时仍能处于缺相运行,电机绕组中有感应电压产生,向接触器供电,接触器并不释放,仅是负载时转速随负载增大而降低。如果热继电器整定值偏大,电动机缺相运行电流成倍增加,常规热元件均无温补机构,因热惯性滞缓效应,流过定子绕组的电流为01866倍启动线电流,尽管热继电器X终缺相保护,也将严重影响电机的使用寿命。交流电动机∃型接法较多,在重载情况下三相普通热继电器尚起缺相保护作用,但负载如在50%左右,当缺相时其线电流不会X过额定值,而某一相的相电流却大大X过额定值,连续式拉丝机各机台电机功率是相同的,负载差异不同,运行中的拉丝机电机缺相故障频繁发生,而普通热继电器并不能可靠地对所有情况下的三角型接法的电动机实行缺相保护,在热继电器选型上X好采用带有差动机构的断相保护热继电器(如末尾带 D字JR16-150??3D、JR0-20?? 3D等)。这些系列热继电器通常是把测得的电信号转换为温度信号,当电机有故障升温时,温度X过极限温度才起保护作用,因无温度补偿机构而常常误动作。这种保护方式对短路、欠压和过载尚起保护作用,但对断相保护很不可靠。目前市场上出现引进仿制的新型热继电器如 T系列(德国BBC公司)、 3UA系列(西门子公司)等带有温度补偿、断相保护、电流调节,安装方式多样,整定值准确,也有采用高精度开关型正温度系数热敏材料制造的热元件,电阻精度提高一倍以上,动作时间分散性缩小,还可进行快速校验,以达到准确保护的目的。 3熔断器与自动空气开关的时限保护问题拉丝机在穿丝点动时启动频繁,工作场地噪声严重,尽可能采用自动空气开关取代熔断器。熔断器在启动过程中一要保护拉丝机在过载达到一定时间时动作,而启动电流常在5倍额定电流以上。二要启动时保护电器不动作,这两种要求熔丝都不能同时满足,加之熔断器熔断电流误差为50%或更大,如果分断能力不够,熔体熔断后出现的电弧无法被熄灭,电弧仍维持短路电流,使故障线路不能真正及时被切断,电弧的热量还会引起熔断器熔管的爆炸,导致事故发生。电机烧毁原因是熔断器一相断路又不易被察觉。虽自动空气开关成本高一些,但长期使用反而经济可靠。
