CN101394143A - 大功率高压电机的软起动装置 - Google Patents

Abstract

一种大功率高压电机的软起动装置，高压三相电与高压负荷开关的三个进线端连接，高压负荷开关的三个出线端与第一真空断路器的三个进线端连接，第一真空断路器的三个出线端与第二真空断路器的三个进线端连接，高压电机的三个接线端与第二真空断路器的三个出线端连接，上述软起动装置包括一个高压变压器和一个低压软起动器，高压变压器三个初级线圈的一端与高压电机的三个接线端和第二真空断路器的出线端连接，另端与第一真空断路器的出线端和第二真空断路器的进线端连接，高压变压器三个次级线圈的一端与低压软起动的L1、L2、L3连接，另端和低压软起动器的T1、T2、T3连接在一起。优点：成本低，可靠性高；不会产生高次谐波，不会污染电源。

Description

大功率高压电机的软起动装置

技术领域

本发明涉及一种电机的软起动装置，特别是大功率高压电机的软起动装置。

背景技术

目前，电机的高压起动装置，一种是使用电抗器起动，由于电抗起动的电抗值是固定的，所以不能达到电流平稳变化的效果，即无法调节电抗，对电机的冲击比较大，启动效果不理想；另一种电机的高压起动装置，使用高压软起动器，串联在电路的高压侧，高压软起动器中的电子元件必须经受高压下的考验，可靠性差，成本高，而且它是用削波方法减少电流，会给电网产生高次谐波，污染电网。

发明内容

本发明的目的是提供一种大功率高压电机的软起动装置，它的可靠性高，成本低，不会产生高次谐波而污染电网。

本发明的目的是这样来实现的，一种大功率高压电机的软起动装置，高压三相电A、B、C分别与高压负荷开关QS的三个进线端连接，高压负荷开关QS的三个出线端分别与第一真空断路器1QF的三个进线端连接，第一真空断路器1QF的三个出线端分别与第二真空断路器2QF的三个进线端连接，所述的高压电机M的三个接线端分别与第二真空断路器2QF的三个出线端连接，其特征在于上述软起动装置包括一个高压变压器TQ和一个低压软起动器ATS，所述的高压变压器TQ三个初级线圈的一端分别与高压电机M的三个接线端和第二真空断路器2QF的出线端连接，高压变压器TQ三个初级线圈的另一端分别与第一真空断路器1QF的出线端和第二真空断路器2QF的进线端连接，高压变压器TQ三个次级线圈的一端分别与低压软起动器ATS的L1、L2、L3连接，高压变压器TQ次级线圈的另一端和低压软起动器ATS的T1、T2、T3连接在一起。

本发明由于用低压软起动器来控制高压变压器低压侧次级线圈的电流，从而影响到串联在高压电机中高压变压器高压侧初级线圈的电流，也就是高压电机的起动电流，使高压电机达到在高压侧的软起动目的；电子元件都运行在低压侧，成本比高压起动器低，也比高压软起动器可靠性高；而且不会产生高次谐波，不会污染电源。

附图说明

附图为本发明的电原理示意图。

具体实施方式

本发明的ATS采用法国施奈德公司的ATS低压软起动器。TQ采用S9型高压干式变压器。

用变流变压器技术，创造性地在高压变压器低压端，用成品软起动器控制高压端起动电流的独特方法，实现限制高压电机的起动电流。用成品高压变压器初级作为高压电机的限流电抗器。该电抗器受次级导通程度控制，阻抗发生变化，从而影响串联在回路中的高压电机的电流变化；高压变压器次级的控制元件也应用成品低压软起动器，因此采用的元件都是标准产品，可靠性、通用性高，相对其它起动装置，性价比十分明显。

本装置是基于以下熟知的变压器原理：变压器空载时，空载电流非常小(国家标准最大不能超过额定电流的7％)，变压器的总阻抗Z＝U²/S，U为输入电压，S为视在功率，如输入电压为10KV，视在功率为100KVA的变压器，总阻抗为10000²/100000＝1000Ω，也就是此时的空载阻抗应该不小于总阻抗的97％，才能过到空载电流不大于7％的国家标准。上例中空载阻抗应该大于1000Ω×97％＝970Ω。

变压器的短路阻抗一般在4％，上例的短路阻抗值为1000Ω×4％＝40Ω，也就是在变压器次级开路和短路这二个极端时，阻抗变化是在总阻抗的90％之间，上例中为970Ω—40Ω区间。大范围的阻抗变化值足以影响串联在回路中的高压电机的电流，只要控制变压器次级的导通程度，就可以改变变压器初级的阻抗大小，从而改变回路的电流大小。

串联在回路中的高压电机虽然有与变压器相同的计算值，如果选用的功率相近，不考虑电抗的变化，那么就相当于串联相同电阻，高压电机和变压器各自分一半的电源电压。

事实上，高压电机还没有转动时，或者转得很慢时(起动时)电抗很小，总阻抗就很低，此时如加以全压，则高压电机的起动电流就会非常大。随着速度的加快，阻抗就随着增加，到额定转速时，又不带机械负载时，阻抗就相当变压器的空载阻抗，对高压电机来说是阻抗最大的时候。

在本发明里，回路电流就全取决于变压器初级的阻抗(高压电机此时相当短路)，而此时变压器初级最大可控阻抗很大(上例可以是970Ω)，此时尽管高压电机阻抗很小，使回路电流也就是流过高压电机的电流也不会大。随着变压器次级中被控电流的增加(相当变压器次级短路程度的加剧)，变压器的初级阻抗相应减小，使回路电流增加，高压电机转速也慢慢加快。

根据变流器公式：U₁/U₂＝I₂/I₁，U₁为变压器初级电压，U₂为变压器次级电压，I₁为变压器初级线圈电流，I₂为变压器次级线圈电流。根据以上采用的元件，流经变压器高压侧的电流为：I_高＝I_低/(10000/415)＝I_低/24.1，而I_低大小又取决低压软起动器的设定值，这样就能用变压器低压侧低压软起动器来控制高压侧阻抗值，从而控制变压器高压侧回路的电流，也就是控制高压电机的起动电流了。起动结束的时间可以自己设定，也可以用设定变压器上电压的下降值来自动结束起动。可以采用变压器次级电压下降5％时为起动结束点。

低压软起动器最大电流：24.1×I_高n，I_高n是高压电机的额定电流。

变压器容量：10KV×I_高n(千伏安)。

本装置的操作过程：先将高压负荷开关QS合闸，再合上第一真空断路器1QF，高压电机M通过高压变压器TQ初级线圈得电，高压变压器TQ的阻抗大小直接影响高压电机M的起动时的电流。此时接在高压变压器TQ低压侧的低压软起动器ATS开始工作，按照设定的要求开通高压变压器TQ次级线圈电流到一定的程度(开路与短路之间的位置)，从而影响高压变压器TQ初级线圈的阻抗，这个过程是动态的、自动实现的。起动结束，第二真空断路器2QF合闸，将起动用高压变压器TQ短路，使之停止工作。电流直接流入电机内，整个起动工作结束。

Claims (1)

1、一种大功率高压电机的软起动装置，高压三相电(A、B、C)分别与高压负荷开关(QS)的三个进线端连接，高压负荷开关(QS)的三个出线端分别与第一真空断路器(1QF)的三个进线端连接，第一真空断路器(1QF)的三个出线端分别与第二真空断路器(2QF)的三个进线端连接，所述的高压电机(M)的三个接线端分别与第二真空断路器(2QF)的三个出线端连接，其特征在于上述软起动装置包括一个高压变压器(TQ)和一个低压软起动器(ATS)，所述的高压变压器(TQ)三个初级线圈的一端分别与高压电机(M)的三个接线端和第二真空断路器(2QF)的出线端连接，高压变压器(TQ)三个初级线圈的另一端分别与第一真空断路器(1QF)的出线端和第二真空断路器(2QF)的进线端连接，高压变压器(TQ)三个次级线圈的一端分别与低压软起动器(ATS)的L1、L2、L3连接，高压变压器(TQ)次级线圈的另一端和低压软起动器(ATS)的T1、T2、T3连接在一起。

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