CN202564952U - 一种抗谐波型静止式节能补偿系统 - Google Patents

Abstract

一种抗谐波型静止式节能补偿系统，包括由电源变压器、净化电路、断路器、热过载继电器、交流接触器、整流变压器、交-直-交变频器等构成的一次控制电路，交-直-交变频器的三个输出端分别经进相切换接触器、霍尔传感器与主电机的相应的转子回路串接，进相切换接触器输出端经起动切换接触器与起动柜连接；由进、退相指示电路、联锁保护电路等构成的二次控制电路。本实用新型由净化电路串接于智能电子式软进相器实现完成，该净化电路采用了先进的正弦能量分配技术、功率滤波器技术综合设计，集稳压与抗谐波干扰功能为一体，具有可靠性、精度、效率高，稳压范围宽、抗干扰能力强等优点，从而保证了智能电子式软进相器正常稳定、安全可靠的工作。

Description

一种抗谐波型静止式节能补偿系统

技术领域

本实用新型属于进相器技术领域，具体涉及一种抗谐波型静止式节能补偿系统。

背景技术

目前我国的供电电压往往会谐波污染而产生较大的波动，特别是冶金、化工、铸造、矿山等高耗能企业因工艺要求会产生大量的谐波而污染于电网，在用电高峰期电压不足180V，负荷最小时电压高达240V以上，波动范围一般在-20%～+10%之间，而一些城镇农村的小电网电压波动范围更大，为140～250V(-40%～+15%)。对于拥有大批进口、精密贵重仪器设备的单位来说，因谐波引起电压波动将导致设备误动作、跳闸等后果，严重者导致设备烧毁，因此给用户及社会造成极大的危害。

现有静止式进相器是大、中型绕线式电机无功就地补偿设备，适用于各行业恒负载状态下的90－6000kw绕线式异步电动机。目的是提高电机及电网的功率因数，降低电机定子电流，降低电机温升，节能降耗，降低生产成本。自激（旋转）式进相机是六、七十年代较常见的一种绕线式电机无功就地补偿设备，由于自激（旋转）式进相机中的“整流子”结构存在转动部件，因而存在特别怕尘埃、寿命短、维修频繁等缺点，由于自激（旋转）式进相机中未设有交-交变频技术和微机、可控硅控制技术，因而不能自动跟踪电机运行状态的变化来自动调整相关参数，不能达到最佳的补偿效果。而现有的静止式进相器是现在较理想的一种绕线式电机无功就地补偿设备，但现有的静止式进相器仅对恒负载运行状态效果显著,如：球磨机均能达到较好的补偿，但是在变负载工况下，由于变负载变化幅度较大，具有频繁突变的特性，且呈现间歇过程，电容器和现有的静止式进相器均不能满足绕线电机在变负载工况下对无功补偿的要求。不能有效地避免进相器自身和电机及机械设备的二次冲击。

发明内容

本实用新型的发明目的在于提供一种具有抗谐波干扰功能，避免软进相器因谐波干扰而导致误动作，从而延长了自身和电机及机械设备的使用寿命，并避免了在正常工作中因谐波干扰而导致电压波动冲击自身和电机及机械设备等，从而有效的保证了智能电子式软进相器在绕线电机无功功率节能补偿安全、可靠且稳定的工作的抗谐波型静止式节能补偿系统。

本实用新型的技术解决方案是：包括断路器QF1、热过载继电器KR、交流接触器KM1、整流变压器T1、交-直-交变频器、起动切换接触器KM3、进相切换接触器KM2构成的一次控制电路，交-直-交变频器的三个输出端分别经进相切换接触器KM2、霍尔传感器TA1—TA3与主电机M的相应的转子回路串接，进相切换接触器KM2输出端经起动切换接触器KM3与起动柜连接；由进相指示电路、退相指示电路、允许进相联锁电路、进相/退相电路、进相接触器电路、起动接触器电路、联锁保护电路、测量回路构成的二次控制电路，在进相/退相电路中交流接触器KM1上并联时间继电器KT，其特征是：一次控制电路中还包括电源变压器TC、净化电路。

本实用新型所述的控制电路中还包括闭环式负反馈微机控制电路。

本实用新型的净化电路是由调整电路、零脉冲产生电路、同步锯齿波发生电路、脉宽调制驱动放大电路、误差取样放大电路、直流稳压电源、过压保护电路等部分组成。当谐波电压升高时，调整电路输出的误差取样电压升高，通过零脉冲产生电路输出到脉宽调制驱动放大电路的反相端电压升高，同相端输入的同步锯齿波发生电路电压幅度不变，使输出的脉冲宽度变窄，经误差取样放大电路放大后触发双向可控硅SCR的导通角变小。此时调整电路中趋容性，使电压与市电电压反相，从而抑制了谐波使交流输出电压下降。当交流输出电压下降时，抗谐波及稳压过程与上述相反。 智能电子式软进相器是通过适时检测电机的负载状态，根据电机的采样控制电路变化率判断电机的负载大小，根据电机的采样控制电路变化率判断电机的负载大小，适时跟踪补偿相位，自动调整叠加于转子回路中附加电动势的幅值，自动调整相关参数，从而使电机的无功补偿始终保持最佳的补偿效果，节能降耗显著；使电机高效平稳运行，大大降低了电机的温升，延长了电机的使用寿命。

本实用新型是串接于智能电子式软进相器，而智能电子式软进相器则串接于绕线电机转子回路中，通过改变转子电流与转子电压的相位关系，进而改变电机定子电流与电压的相应关系，达到提高电机自身的功率因数和效率及过载能力、降低电机定子电流、降低电机自身损耗的目的。本实用新型由于采用无转动部件的“整流子”结构，因而具有不怕灰尘、可靠性高、使用寿命长、维修方便的特点，是理想的取代自激式进相机的产品。本实用新型与现有技术相比具有以下特点：1）采用了先进的交-交变频技术和微机自动控制技术即闭环式负反馈微机控制电路,可自动跟踪电机负载运行状态的变化，自动调整相关参数,从而使电机的无功补偿始终保持最佳的补偿效果,节能降耗显著。2）降低电机定子电流10%-20%，降低线损、铜损20%-30%。3）节能降耗显著，进相后可使电机功率因数提高到0.95以上，节约无功功率80%以上，其卓越的补偿效果是普通进相器无法与之相比拟的。4）具有软进相功能，电机及机械设备无冲击，延长了软进相器和电机及机械设备的使用寿命。5）电机温升显著降低，过载能力及运行效率大大提高，从而延长电机的使用寿命。6）自动跟踪电机运行工况的变化，自动调整叠加于转子回路中附加电动势的幅值，自动调整相关参数，从而使电机的无功补偿始终保持最佳的补偿效果。7）补偿特性优于电容和现有的进相器补偿，既提高了线路的功率因数，同时也提高了电机自身的功率因数。8）具有故障自动保护功能，操作简单，维修保养不影响生产。本实用新型广泛适用于钢铁、木业、糖厂、橡胶业、冶金、矿山、水泥、化工、造纸、制药等行业大中型绕线式异步电机的变负载状态或者恒负载状态的就地补偿。如：球磨机、轧钢机、压榨机、风机、水泵、破碎机、压缩机等。

本实用新型主要是由净化电路串接于智能电子式软进相器实现完成，该净化电路采用了先进的正弦能量分配技术、功率滤波器技术综合设计，集稳压与抗谐波干扰功能为一体，具有可靠性、精度、效率高，稳压范围宽、抗干扰能力强等优点，从而保证了智能电子式软进相器正常稳定、安全可靠的工作。

附图说明

图１为本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

如图1所示。一次控制电路由电源变压器TC（２）、净化电路（１）、断路器QF1、热过载继电器KR、交流接触器KM1、整流变压器T1、交-直-交变频器（３）、起动切换接触器KM3、进相切换接触器KM2、主电机采样控制电路（14）构成。整流变压器T1为逆变器提供工作电压。交-直-交变频器（３）由12只晶体闸流管（以下简称：可控硅）VT1—VT12、6只限流电抗器L1—L6等构成。交-直-交变频器（３）的三个输出端分别经进相切换接触器KM2、霍尔传感器TA1—TA3与主电机M的相应的转子回路串接，为主控板提供采集转子脉冲信号。进相切换接触器KM2输出端经起动切换接触器KM3与起动柜（13）连接。主电机采样控制电路（14）由主电机M、隔离开关QS11、真空接触器或真空断路器KM11或QF构成。六只限流电抗器L1—L6抑制瞬间浪涌电流。主控板一套，有三块组成，主板一块驱动板两块。二次控制电路由进相指示电路（6）、退相指示电路（7）、允许进相联锁电路、进相/退相电路、进相接触器电路、起动接触器电路，联锁保护电路、测量回路（5）构成。（４）为散热风机电路。

交-交变频技术和微机、可控硅控制技术为闭环式负反馈微机控制电路，主板通过采集鉴频控制信号和转子脉冲信号由单片机处理后输出驱动指令至驱动板触发逆变器。

智能电子式软进相器为柜体结构；操作、指示电器（指示灯、按钮、电流表、功率因数表）安装在控制柜前门中上部，以便操作和观察。按功率器件散热需要特设有风道和风机。控制单元以插接件形式安装，并设有脉冲指示，便于维修和迅速更换。控制柜为柜底进线形式，顶部设有吊环，便于运输与安装。

智能电子式软进相器是通过380V/50HZ的工频电源经整流变压器输出8~14V左右电压，给逆变器提供工作电压，同时主控板采集转子脉冲信号触发相应的可控硅，通过交-直-交变频器输出低频低压的电动势附加于转子绕组回路，通过改变转子电流与转子电压的相位角关系，进而改变电机定子电流与电压的相应关系，达到提高电机自身的功率因数和效率及过载能力、降低电机定子电流、降低电机自身损耗的目的。

1、进相程序：先合断路器QF1→退相指示灯HL2亮→起动切换接触器KM3吸合后→启动主电机当星点接触器短接后→中间继电器KA1吸合→合上断路器QF2→检查主控板指示灯工作状态正常后→固态继电器FV灯亮→按进相按钮SB1→交流接触器KM1吸合→进相指示灯HL1亮→进相切换接触器KM2吸合→时间继电器KT延时设定‹1S→起动切换接触器KM3断开。

2、退相程序：按退相按钮SB2→交流接触器KM1断开→时间继电器KT断开→进相切换接触器KM2断开→进相指示灯HL1灭→起动切换接触器KM3吸合→退相指示灯HL2亮→停主电机M。

3、联锁保护：起动联锁把起动切换接触器KM3的319、321串联至一次开关柜合闸回路，目的要先合起动切换接触器KM3再起动主电机M，防止电机在转子开路状态下起动。停机联锁把进相切换接触器KM2、起动切换接触器KM3的311、313或315、317，根据停机按钮常开或常闭任选一组接法，目的是当软进相器跳闸后防止电机在转子开路状态下运行。

Claims (2)

1.一种抗谐波型静止式节能补偿系统，包括断路器QF1、热过载继电器KR、交流接触器KM1、整流变压器T1、交-直-交变频器（3）、起动切换接触器KM3、进相切换接触器KM2构成的一次控制电路，交-直-交变频器（3）的三个输出端分别经进相切换接触器KM2、霍尔传感器TA1—TA3与主电机M的相应的转子回路串接，进相切换接触器KM2输出端经起动切换接触器KM3与起动柜(14)连接；由进相指示电路（6）、退相指示电路（7）、允许进相联锁电路、进相/退相电路、进相接触器电路、起动接触器电路、联锁保护电路、测量回路（5）构成的二次控制电路，在进相/退相电路中交流接触器KM1上并联时间继电器KT，其特征是：一次控制电路中还包括电源变压器TC（２）、净化电路（1）。

2.根据权利要求１所述的一种抗谐波型静止式节能补偿系统，其特征是：所述的控制电路中还包括闭环式负反馈微机控制电路。

Images