CN102611362B - 一种高压软启动主回路 - Google Patents

Abstract

一种高压软启动主回路，属于高压电机软启动技术领域。所述的高压起动开关（2）的输入端接高压电网（1），输出端接前电抗器（4），所述的电抗器（6）与正向晶闸管（7）、反向晶闸管（8）并联，所述的电抗器（6）等并联的一端接前电抗器（4），另一端接后电抗器（5），所述的后电抗器（5）的另一端接电机（9）。采用调压电抗器与反并联晶闸管并联，且上下串联相控电抗器，解决了现有技术中可变电抗器制造成本高，结构复杂，故障多，维修费用大等不足，主回路电流谐波含量明显减少。并使得晶闸管组件只需要承担较低端电压，只承担调节部分电流，因此调压器对晶闸管通流能力要求小很多，可以大大降低成本。

Description

一种高压软启动主回路

技术领域

本发明涉及高压无功调节技术，具体来说涉及一种高压软启动主回路，属于高压电机软启动技术领域。

背景技术

电机直接通电的硬启动方式，会产生各种危害，因此，从上世纪50年代初开始，传统的自补偿器就一直占据着电机起动装置领域的主导地位。到了上世纪80年代，软启动器已开始逐步取代了自补偿器。

早前的软启动，采用的是电抗器或自耦变压器方式，如中国专利公告号：CN 2152343，公告日：1994年1月5日，发明名称：《电动机电抗起动器》，其采用三个电抗器分别串接在三相主回路与电动机之间，起到降压起动的作用。但是，这种方式由于只能选择电抗器抽头逐步降低电压,不能实现电机平滑启动,因此,之后已逐步淡出。

另有一种软启动器亦称作节能器，主要采用晶闸管相控调压的无功调节技术（TCR）。由于晶闸管耐压低，必须多只晶闸管串联组成晶闸管阀串，才能在高压电路中使用。而晶闸管串联需要解决触发一致性、串联均压、高压耐压、可靠性等一系列问题，增加了装置的成本及复杂性，也降低了装置的可靠性；同时晶闸管的通流能力还必须满足回路最大无功时的电流要求，使得晶闸管及散热器的选用成本进一步增加，回路电流高次谐波含量大。

针对以上不足，现有采用三相反并联晶闸管作为调压器接入电源和电机定子之间。这种启动方式应用了可控硅串联技术，通过光纤传输控制信号，控制晶闸管的导通和关断，从而控制电机的启动过程。如中国专利公告号：CN 201674441 U，公告日：2010年12月15日，发明名称：《改进主电路的电机软起动器》，其优点在于：晶闸管具有调节快速性好，闭环控制，控制方式的菜单化等优点；而且体积小，结构紧凑，维护量小，功能齐全，菜单丰富，启动重复性好，保护周全。但是，其缺点在于：首先，由于晶闸管的电压耐受能力在国际上都没有得到解决，所以，在3 kV以上电压系统，它的每个高压桥臂上都有3～4个晶闸管串联，这样，同步触发是关键技术，解决不好就会造成控制失败；另外晶闸管的耐压均匀性问题，即它对每个晶闸管的一致性有非常高的要求，如果个别晶闸管参数发生变化或性能较差，就会导致整个设备的连锁烧损；三是高压产品的价格偏高，因此在国内中高压系统没有普及。

鉴于以上电抗器软启动和反并联晶闸管软启动，各自都存在优点和不足，一种结合其二者优点，将可变电抗器与反并联晶闸管组合在一起的软启动开始应用，如如中国专利公告号：CN 201860283 U，公告日：2011年6月8日，发明名称：《基于可变电抗器的分级变频重载软启动装置》，其可变电抗器的主绕组串联在起动接触器和电机定子之间，可变电抗器的二次绕组接三相反并联晶闸管。这种可变电抗器与反并联晶闸管组合软启动的方式，电机在停止状态时，起动接触器和运行接触器都处于断开状态；电机起动时，先合上起动接触器，对电机进行分级变频软启起动；当电机完成起动过程后，则合上运行接触器，断开起动接触器，电机正常运行。虽然这种软启动的方式优点许多，但是其缺点是可变电抗器制造成本高，结构复杂，故障多，维修费用大等不足。

发明内容

本发明的目的是克服现有可变电抗器与反并联晶闸管组合软启动的方式，可变电抗器制造成本高，结构复杂，故障多，维修费用大等不足，提供一种结构简单，加工方便，且制作成本较低的高压软启动主回路。它的零部件少，通用性好，标准化程度高，安装调试方便，生产周期短，可大大降低成本。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高压软启动主回路，包括高压电网、高压起动开关、高压运行开关、正向晶闸管、反向晶闸管、电机，所述高压运行开关输入端接高压电网，输出端接电机，所述的高压起动开关的输入端接高压电网，输出端接前电抗器，所述的电抗器与正向晶闸管、反向晶闸管并联，所述的电抗器等并联的一端接前电抗器，另一端接后电抗器，所述的后电抗器的另一端接电机。

所述的前电抗器是相控电抗器。

所述的后电抗器是相控电抗器。

所述的电抗器是调压电抗器。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：1.采用调压电抗器与反并联晶闸管并联，且上下串联相控电抗器，解决了现有技术中可变电抗器制造成本高，结构复杂，故障多，维修费用大等不足。2.与电抗器并联，使得晶闸管组件只需要承担较低端电压，可以降低对晶闸管的耐压要求，很好的解决了传统高压晶闸管相控调压的无功调节技术（TCR）晶闸管串联需要解决触发一致性、串联均压、耐压、可靠性等一系列问题，可以方便地调节电抗器的端电压，大大提高可靠性。3.在调节过程中，并联电抗器及晶闸管组件均承担回路电流，晶闸管组件只承担调节部分电流，因此调压器对晶闸管通流能力要求小很多，可以大大降低成本。4.主回路电流谐波含量明显减少。

附图说明

图1是本发明的电路示意图；

图2是本发明的电流波形图。

图中：高压电网1，高压起动开关2，高压运行开关3，前电抗器4，后电抗器5，电抗器6，正向晶闸管7，反向晶闸管8，电机9。

具体实施方式

下面结合附图说明和具体实施方式对本发明做进一步的描述，但并非对其保护范围的限制。

参见图1，本发明的一种高压软启动主回路，包括高压电网1、高压起动开关2、高压运行开关3、正向晶闸管7、反向晶闸管8、电机9，所述高压运行开关3输入端接高压电网1，输出端接电机9，所述的高压起动开关2的输入端接高压电网1，输出端接前电抗器4，所述的电抗器6与正向晶闸管7、反向晶闸管8并联，所述的电抗器6等并联的一端接前电抗器4，另一端接后电抗器5，所述的后电抗器5的另一端接电机9。

所述的前电抗器4是相控电抗器。

所述的后电抗器5是相控电抗器。

所述的电抗器6是调压电抗器。

本发明的原理是：通过控制回路调整反并联晶闸管组件的导通角，实现与其串联电抗器端电压的调节，以满足无功调节的要求。

图中前电抗器4、后电抗器5与电抗器6的串联后，接入高压电网1,本实施例为10kV。电抗器6为调压电抗器，其两端分别与反向并联晶闸管7或8的两端相连接，采用通用的无功功率调节装置控制晶闸管的导通角，即可调节无功功率。从由图可知，调节无功功率的反向并联晶闸管7或8，两端承受的最高电压就是晶闸管不导通时的电抗器6的端电压，该电压在晶闸管的耐受电压范围之内。

参见图2，主回路电流I由电抗器6与反向并联晶闸管7或8分担的波形情况，二者共同承担了调节中的总电流。并且电抗器6的存在明显降低了回路的高次谐波含量。

本发明的仅提供了主回路相应器件，软启动器与旁路接触器前后安装等与现有技术相同，本文不作赘述。

Claims (1)

1.一种高压软启动主回路，包括高压电网（1）、高压起动开关（2）、高压运行开关（3）、正向晶闸管（7）、反向晶闸管（8）、电机（9），所述高压运行开关（3）输入端接高压电网（1），输出端接电机（9），所述的高压起动开关（2）的输入端与所述高压运行开关（3）输入端并联后接高压电网（1），输出端接前电抗器（4）一端，其特征是；有一电抗器（6）的两端与正向晶闸管（7）、反向晶闸管（8）并联，所述电抗器（6）所并联的一端接前电抗器（4）的另一端，电抗器（6）所并联的另一端接后电抗器（5）一端，所述的后电抗器（5）的另一端与所述高压运行开关（3）的输出端并联后接电机（9）。