CN112542964B - 一种大功率电动机供电用调压变压电路及工作方法 - Google Patents

一种大功率电动机供电用调压变压电路及工作方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112542964B
CN112542964B CN202011174977.7A CN202011174977A CN112542964B CN 112542964 B CN112542964 B CN 112542964B CN 202011174977 A CN202011174977 A CN 202011174977A CN 112542964 B CN112542964 B CN 112542964B
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
transformer
regulating transformer
electrically connected
motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011174977.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112542964A (zh
Inventor
缪林琨
郭建军
吕晓坤
王建国
陈志郎
祝延红
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sinopec Engineering Group Co Ltd
Sinopec Ningbo Engineering Co Ltd
Sinopec Ningbo Technology Research Institute
Original Assignee
Sinopec Engineering Group Co Ltd
Sinopec Ningbo Engineering Co Ltd
Sinopec Ningbo Technology Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sinopec Engineering Group Co Ltd, Sinopec Ningbo Engineering Co Ltd, Sinopec Ningbo Technology Research Institute filed Critical Sinopec Engineering Group Co Ltd
Priority to CN202011174977.7A priority Critical patent/CN112542964B/zh
Publication of CN112542964A publication Critical patent/CN112542964A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112542964B publication Critical patent/CN112542964B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P1/00—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/02—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F29/00—Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00
    • H01F29/02—Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00 with tappings on coil or winding; with provision for rearrangement or interconnection of windings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P1/00—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/02—Details
    • H02P1/04—Means for controlling progress of starting sequence in dependence upon time or upon current, speed, or other motor parameter
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier

Abstract

本发明涉及炼油化工企业一种大功率电动机供电用调压变压电路，包括调压变压器；第一断路器，第一端与调压变压器的低压侧电连接，用于断开和闭合与调压变压器的连接；第二断路器，与调压变压器低压侧的绕组电连接以用于降低调压变压器低压侧的输出电压，第二断路器与外部控制装置电连接以在外部控制装置的控制下闭合和断开；电流互感器组，第一端与第一断路器的第二端电连接；零序电流互感器，第一端与电流互感器组的第二端电连接；电动机，与零序电流互感器的第二端电连接。本发明还涉及一种大功率电动机供电用调压变压电路工作方法，先控制调压变压器降压起动电动机，然后待达到电动机完全起动的电流后控制调压变压器全压工作。

Description

一种大功率电动机供电用调压变压电路及工作方法
技术领域
本发明涉及炼油化工企业一种大功率电动机供电用调压变压电路，本发明还涉及该大功率电动机供电用调压变压电路的工作方法。
背景技术
随着当今炼油化工企业中，为适应工艺流程提升扩能的需求，配套大功率电动机用以驱动压缩机、挤压机等设备日渐成为一种趋势，因此大功率电动机起动和供电问题尤为突出，此类课题研究也层出不穷。针对大功率电动机的起动方案目前常用的有变压器-电动机组起动、自耦变压器降压起动和变频起动等。
变压器-电动机组供电和起动方案通常采用的变压器一次侧电压为35kV、66kV或110kV，低压侧电压为6.3kV或10.5kV，变压器作为电动机的专用电源设备。机组起动时，变压器一次侧母线电压一般不应低于90％，即一次侧母线电压降不应大于10％，因为起动用10kV或6kV母线只有一台电动机，因此不会影响变电所内其他电气设备的正常运行。变压器-电动机组供电和起动方式是全压起动的另一种形式，因此此种方式具备了电动机直接起动的全部优点，如接线简单、运行可靠、经济、维护工作量小，起动时间短。其缺点是起动过程中起动电流大，约为电动机额定电流的4～6倍，一方面造成电动机绕组过热，从而加速绝缘老化，缩短电动机寿命；另一方面会引起电网母线压降低，影响其他电气设备的运行；再是较大的起动转矩会对所拖动设备及传动部件造成较大的冲击力，缩短设备使用寿命，影响精确度。
自耦变压器是一种特殊的变压器、其输入输出共用一组变压器绕组，自耦变压器降压起动是指大功率电动机起动时利用自耦变压器来降低加在大功率电动机定子绕组上的起动电压。待大功率电动机起动后，再使大功率电动机与自耦变压器脱离，从而在全压下正常运动。自耦变压器的高压边投入电网，低压边接至大功率电动机。自耦变压器降压起动方案，即在电动机主回路并联一台自耦变压器，仅在电动机降压起动在投用。根据企业运行检修规程，大型炼油化工装置平均一年停车检修一到两次，在大功率电动机重新投用前，又必须对自耦变压器进行检修维护，自耦变压器利用率较低，同时维护费用高。同时，由于大功率电动机本身属性决定其用电负荷较大，在工程设计全厂主接线系统设计中，通常需要专设一台大容量变压器，用于大功率电动机起动后的全压运行供电。同时，在一次接线方面，自耦变压器和主回路间通过电缆连接，对于大容量自耦变压器，通常需要多根中压电缆并联；在二次接线方面，需要提供更多的互感器、避雷器、带电显示器，提高了项目的一次投资。
变频起动是一种理想的软起动方式，对电网短路容量要求较低，只要满足正常供电要求即可，通过调节变频器的频率来调节输出电压，达到电动机转速平滑上升的目的，起动完成后短接变频器，电动机在额定电压下运行。变频起动的优点是转速平稳上升，转矩也平稳加大，是一种理想的软起动方式，但因其价格昂贵，维护工作量较大，维护成本较高，所以只有在被拖动设备有调速要求时才选用，工程中宜慎用。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术提供一种能够满足炼油化工企业大功率电动机起动和供电的要求及特点的大功率电动机供电用调压变压电路，一方面能达到降压起动时满足起动转矩的要求，限制了起动电流，降低对电网的电流冲击，另一方面，能节省一次投资，同时方便运行维护。
本发明所要解决的第二个技术问题是针对上述现有技术提供前述大功率电动机供电用调压变压电路的工作方法，智能化程度高。
本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种大功率电动机供电用调压变压电路，其特征在于：包括
调压变压器；
第一断路器，第一端与调压变压器的低压侧电连接，用于断开和闭合与调压变压器的连接；
第二断路器，与调压变压器低压侧的绕组电连接以用于降低调压变压器低压侧的输出电压，第二断路器与外部控制装置电连接以在外部控制装置的控制下闭合和断开；
电流互感器组，第一端与第一断路器的第二端电连接；
零序电流互感器，第一端与电流互感器组的第二端电连接；
电动机，与零序电流互感器的第二端电连接。
优选地，所述外部控制装置通过第一合闸线圈控制第一断路器闭合，所述外部控制装置通过第二合闸线圈控制第二断路器闭合，所述外部控制装置通过分闸线圈控制第二断路器断开。
优选地，所述调压变压器的低压侧电连接有用于电连接计量、仪表等装置的电压互感器。
优选地，所述调压变压器的低压侧电连接有第一接地开关；
所述零序电流互感器的第一端电连接有第二接地开关。
优选地，所述调压变压器的低压侧电连接有第一避雷器；
所述零序电流互感器的第一端电连接有第二避雷器。
优选地，所述调压变压器的低压侧电连接有第一带电显示器；
所述零序电流互感器的第一端电连接有第二带电显示器。
优选地，所述电流互感器组包括分别用于差动、保护、测量的电流传感器。
可选择地，所述外部控制装置为DCS或就地控制屏。
本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种大功率电动机供电用调压变压电路的工作方法，其特征在于：外部控制装置接收到起动信号时，控制第二断路器闭合，进而调整调压变压器低压侧绕组的匝数，控制降低变压器的输出电压为kU，其中0＜k＜1，U为调压变压器低压侧的额定输出电压；
然后外部控制装置控制第一断路器闭合，电动机得电起动；
通过电流互感器组获取工作电流，当工作电流达到预设电流后，外部控制装置控制第二断路器断开；
调压变压器全压输出给电动机，电动机正常运行。
优选地，k＝70％。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明中的大功率电动机供电用调压变压电路及其工作方法，基于炼油化工企业中针对大功率电动机起动的实际情况，本着降本经济的原则，整合大功率电动机运行用配电变压器和起动用自耦变压器，利用第二断路器对调压变压器二次绕组匝数进行调整，从而改变调压变压器输出电压，电动机起动时，调压变压器降压输出，电动机完全起动后，调压变压器全压输出。如此使得大功率电动机起动过程中满足电网降压起动低、电动机起动电流小、起动转矩较大的特点。
该大功率电动机供电用调压变压电路及其工作方法，针对炼油化工企业大功率电动机起动设计，电动机起动时对供电系统冲击电流小，变压器结构简单紧凑，较现有技术，节省安装空间，占地面积较小。并且与传统变压器-电动机组起动方案相比，电网母线压降小、电动机起动电流小，起动转矩较大。另外与自耦变压器起动方案和变频起动方案相比，节省一次投资、管理及运行维护较方便。
附图说明
图1为本发明实施例中大功率电动机供电用调压变压电路主电路图。
图2为本发明实施例中调压变压器的接线图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1和图2所示，本实施例中的一种大功率电动机供电用调压变压电路，包括以下部件。
调压变压器TR，本实施例中的调压变压器TR为适用于大功率电动机M的调压变压器TR，该电压等级为110kV/10.5kV(7.35kV)，变压器容量为31.5MVA(40MVA、50MVA、63MVA)。如图2所示，该调压变压器TR高压侧电源由端子A、B、C引入，低压侧电源由端子a、b、c引出。
第一断路器QF1，第一端与调压变压器TR的低压侧电连接，用于断开和闭合与调压变压器TR的连接。该第一断路器QF1通过第一合闸线圈与外部控制装置连接，外部控制装置根据控制命令控制是否为第一合闸线圈通电，进而控制第一断路器QF1的闭合。本实施例中的外部控制装置根据具体的应用情况，结合炼油化工企业智能化程度高的特点，可以为DCS或者就地控制屏操作，DCS操作时，DCS系统可以通过预设操作流程，进而输出控制命令；人工操作时，操作人员可以操作就地控制屏上的控制键，进而输出控制命令。两种方式可以通过设置在就地控制屏上的切换开关进行选择。
第二断路器QF2，如图2所示，该第二断路器QF2与调压变压器TR低压侧的绕组电连接以用于降低调压变压器TR低压侧的输出电压，可以通过对第二断路器QF2在低压侧的绕组的连接位置调整减压幅度。本实施例中第二断路器QF2在调压变压器TR低压侧的绕组上的连接位置可以使得调压变压器TR的输出电压为额定输出电压的70％。第二断路器QF2与外部控制装置电连接以在外部控制装置的控制下闭合和断开。
电流互感器组CT1～3，第一端与第一断路器QF1的第二端电连接。该电流互感器组CT1～3包括分别用于差动、保护、测量的电流传感器，进而能够实现主电路工作过程中的差动保护以及电流大小的检测，判断下述的电动机M的工作电流是否达到电动起完全起动的电流，该电流互感器中的各电流互感器与外部控制装置电连接，进而向外部控制装置传输检测电流。
零序电流互感器CT4，第一端与电流互感器组CT1～3的第二端电连接，该零序电流互感器CT4能够在发生触电或者漏电故障时有效保护下述的电动机M。
电动机M，与零序电流互感器CT4的第二端电连接。
电压互感器PT，电连接在调压变压器TR的低压侧，通过电压互感器PT可以电连接计量、仪表等装置，进而实现对电动机M工作过程的工作参数进行有效的监控。
本实施例中外部控制装置通过第一合闸线圈控制第一断路器QF1闭合，所述外部控制装置通过第二合闸线圈控制第二断路器QF2闭合，所述外部控制装置通过分闸线圈控制第二断路器QF2断开。
另外为了使用安全，调压变压器TR的低压侧电连接有第一接地开关ES1，零序电流互感器CT4的第一端电连接有第二接地开关ES2。调压变压器TR的低压侧电连接有第一避雷器F1；零序电流互感器CT4的第一端电连接有第二避雷器F2。
为了方便进行工作数据的显示，实现调压变压器TR的低压侧电连接有第一带电显示器DXN1，零序电流互感器CT4的第一端电连接有第二带电显示器DXN2。
大功率电动机供电用调压变压电路的工作方法为：外部控制装置接收到起动信号时，外部控制装置控制第二合闸线圈通电，通过储能电路闭合第二断路器QF2，进而调整调压变压器TR低压侧绕组的匝数，以达到改变调压变压器TR的变比，控制降低变压器的输出电压为kU，其中0＜k＜1，U为调压变压器TR低压侧的额定输出电压，本实施例中k＝70％。调压变压器TR降压运行备妥后，外部控制装置控制第一合闸线圈通电，通过储能电路闭合第一断路器QF1，进而电动机M实现降压得电起动。
外部控制装置通过电流互感器组CT1～3获取工作电流，监控工作电流情况，当工作电流达到预设电流后，即电动机M完全起动后，外部控制装置控制分闸线圈通电，通过储能电路断开第二断路器QF2，则使得调压变压器TR按照额定输出电压全压输出给电动机M，电动机M正常运行。
本发明中的大功率电动机供电用调压变压电路及其工作方法，基于炼油化工企业中针对大功率电动机M起动的实际情况，本着降本经济的原则，整合大功率电动机M运行用配电变压器和起动用自耦变压器，利用第二断路器QF2对调压变压器TR二次绕组匝数进行调整，从而改变调压变压器TR输出电压，电动机M起动时，调压变压器TR降压输出，电动机M完全起动后，调压变压器TR全压输出。如此使得大功率电动机M起动过程中满足电网降压起动低、电动机M起动电流小、起动转矩较大的特点。
该大功率电动机供电用调压变压电路及其工作方法，针对炼油化工企业大功率电动机M起动设计，电动机M起动时对供电系统冲击电流小，变压器结构简单紧凑，较现有技术，节省安装空间，占地面积较小。并且与传统变压器-电动机M组起动方案相比，电网母线压降小、电动机M起动电流小，起动转矩较大。另外与自耦变压器起动方案和变频起动方案相比，节省一次投资、管理及运行维护较方便。

Claims (10)

1.一种大功率电动机供电用调压变压电路，其特征在于：包括
调压变压器(TR)；
第一断路器(QF1)，第一端与调压变压器(TR)的低压侧电连接，用于断开和闭合与调压变压器(TR)的连接；
第二断路器(QF2)，与调压变压器(TR)低压侧的绕组电连接以用于降低调压变压器(TR)低压侧的输出电压，第二断路器(QF2)与外部控制装置电连接以在外部控制装置的控制下闭合和断开；
电流互感器组(CT1～3)，第一端与第一断路器(QF1)的第二端电连接；
零序电流互感器(CT4)，第一端与电流互感器组(CT1～3)的第二端电连接；
电动机(M)，与零序电流互感器(CT4)的第二端电连接；
外部控制装置接收到起动信号时，控制第二断路器(QF2)闭合，进而调整调压变压器(TR)低压侧绕组的匝数，控制降低变压器的输出电压为kU，其中0＜k＜1，U为调压变压器(TR)低压侧的额定输出电压；
然后外部控制装置控制第一断路器(QF1)闭合，电动机(M)得电起动；
通过电流互感器组(CT1～3)获取工作电流，当工作电流达到预设电流后，外部控制装置控制第二断路器(QF2)断开；
调压变压器(TR)全压输出给电动机(M)，电动机(M)正常运行。
2.根据权利要求1所述的大功率电动机供电用调压变压电路，其特征在于：所述外部控制装置通过第一合闸线圈控制第一断路器(QF1)闭合，所述外部控制装置通过第二合闸线圈控制第二断路器(QF2)闭合，所述外部控制装置通过分闸线圈控制第二断路器(QF2)断开。
3.根据权利要求1或2所述的大功率电动机供电用调压变压电路，其特征在于：所述调压变压器(TR)的低压侧电连接有电压互感器(PT)。
4.根据权利要求1或2所述的大功率电动机供电用调压变压电路，其特征在于：所述调压变压器(TR)的低压侧电连接有第一接地开关(ES1)；
所述零序电流互感器(CT4)的第一端电连接有第二接地开关(ES2)。
5.根据权利要求1或2所述的大功率电动机供电用调压变压电路，其特征在于：所述调压变压器(TR)的低压侧电连接有第一避雷器(F1)；
所述零序电流互感器(CT4)的第一端电连接有第二避雷器(F2)。
6.根据权利要求1或2所述的大功率电动机供电用调压变压电路，其特征在于：所述调压变压器(TR)的低压侧电连接有第一带电显示器(DXN1)；
所述零序电流互感器(CT4)的第一端电连接有第二带电显示器(DXN2)。
7.根据权利要求1或2所述的大功率电动机供电用调压变压电路，其特征在于：所述电流互感器组(CT1～3)包括分别用于差动、保护、测量的电流传感器。
8.根据权利要求1或2所述的大功率电动机供电用调压变压电路，其特征在于：所述外部控制装置为DCS或就地控制屏。
9.一种如权利要求1至8任一权利要求所述的大功率电动机供电用调压变压电路的工作方法，其特征在于：外部控制装置接收到起动信号时，控制第二断路器(QF2)闭合，进而调整调压变压器(TR)低压侧绕组的匝数，控制降低变压器的输出电压为kU，其中0＜k＜1，U为调压变压器(TR)低压侧的额定输出电压；
然后外部控制装置控制第一断路器(QF1)闭合，电动机(M)得电起动；
通过电流互感器组(CT1～3)获取工作电流，当工作电流达到预设电流后，外部控制装置控制第二断路器(QF2)断开；
调压变压器(TR)全压输出给电动机(M)，电动机(M)正常运行。
10.根据权利要求9所述的大功率电动机供电用调压变压电路的工作方法，其特征在于：k＝70％。
CN202011174977.7A 2020-10-28 2020-10-28 一种大功率电动机供电用调压变压电路及工作方法 Active CN112542964B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011174977.7A CN112542964B (zh) 2020-10-28 2020-10-28 一种大功率电动机供电用调压变压电路及工作方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011174977.7A CN112542964B (zh) 2020-10-28 2020-10-28 一种大功率电动机供电用调压变压电路及工作方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112542964A CN112542964A (zh) 2021-03-23
CN112542964B true CN112542964B (zh) 2022-08-16

Family

ID=75013638

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011174977.7A Active CN112542964B (zh) 2020-10-28 2020-10-28 一种大功率电动机供电用调压变压电路及工作方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112542964B (zh)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103326362A (zh) * 2012-03-22 2013-09-25 贵阳铝镁设计研究院有限公司 一种滤波装置的主接线结构
CN103490497B (zh) * 2012-06-12 2016-04-27 沈阳铝镁设计研究院有限公司 不同电压等级的双电源双卷降压二次调压整流变压器组
CN203301403U (zh) * 2013-06-18 2013-11-20 万洲电气股份有限公司 大功率高压鼠笼型电机自励降压补偿软起动装置用主回路
CN203775089U (zh) * 2014-02-11 2014-08-13 万洲电气股份有限公司 一种高压鼠笼型电机自励降压补偿软起动装置用主回路

Also Published As

Publication number Publication date
CN112542964A (zh) 2021-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104882891A (zh) 低压配电调压设备
CN201540676U (zh) 一种工厂供电综合自动化实训装置
CN203813439U (zh) 配电线路自动调压器
CN107294100B (zh) 一种配电网柔性交流互联装置
CN1457123A (zh) 智能型变配电装置
CN106208153B (zh) 一种发电厂用辅机统调动力源系统
CN207624524U (zh) 电子式有载单相/三相自动调压配电变压器
CN112542964B (zh) 一种大功率电动机供电用调压变压电路及工作方法
CN110535139B (zh) 一种宽幅调压装置
CN109510210A (zh) 一种三相配电线路自动调压装置
CN107579520B (zh) 一种气体绝缘供电装置
CN110967589A (zh) 一种中压电源车并网测试装置及测试方法
CN100579816C (zh) 一种晶闸管控制串联变压器型电气化铁道牵引网调压装置
CN104749453B (zh) 降低外网单相接地故障对用户电压暂降影响的方法
CN207381234U (zh) 一种配电变压器有载调压系统
CN207637603U (zh) 一种自动调容型配电变压器
CN112367566B (zh) 一种通信基站高可靠性低损耗交流供电方法及装置
CN212392829U (zh) 变频和工频无扰切换系统、冷却塔风机
CN210111610U (zh) 一种三相配电线路自动调压装置
CN113809753A (zh) 包封线圈变压器稳压装置
CN107611930A (zh) 一种高压保护系统
CN202817775U (zh) 调压调容一体式无功补偿装置
CN206789962U (zh) 一种一体化有载调容调压配电台区
CN2631080Y (zh) 智能型变配电装置
CN219576648U (zh) 一种供配电系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant