CN204733100U - 一种应用于高压电机的起动装置及控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于高压电机的起动装置及控制系统，在主电机回路中串接有热变电阻器，所述热变电阻器包括液箱，在液箱内设有至少两个置放单元，每个置放单元内设有一种离子电解液，置放单元具有固定导电极板与导电动板，固定导电极板设于所述置放单元的下部，导电动板设于固定导电极板之上，并通过导电极杆连接导流机构。本实用新型的优点是：结构简单，热变电阻器由液箱、离子电解液，电极和导流机构组成，采用热变电阻器串接于电机定子回路，当电机起动时，热变电阻器通过起动电流，从而热变电阻器体温度逐步升高而热变电阻器阻值逐步降低，从而使电机端电压逐步升高，实现电机的平稳起动，具有起动电流小且恒定、母线压降低，功率因数高的优点。

Description

一种应用于高压电机的起动装置及控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种应用于高压电机的起动装置，特别地，还涉及一种控制系统。

背景技术

热电厂大部分的吸、送、排、磨6KV高压电机的起动，采用直接起动，不能很好的按照要求充分利用发电机电能，有时在起动期间还会影响到锅炉其他设备的运行安全。现有技术采用电抗器降压起动方式可以小量降低电机的起动电流，但是本来电机起动时的低功率因数(0.15～0.2)因串了电抗器而变得更低。另外，电抗器降压起动对电网或机械的适应性差，比如在电网电压较低时，电机输出力矩无法克服风机泵类机械的逐步升高的阻力转矩，因而无法使电机启动到全速，电机长时间的大电流爬行，易会造成电机或电抗器损坏或电网跳闸。

另外，现有技术也有采用自耦变压器降压启动与变频起动方式，其中，自耦变压器降压启动方式同串联电抗器启动方式效果大体相同，但接线方式较为复杂。它的启动回路看起来电流有明显下降，但电机定子电流还是相当大。变频起动方式可以将起动电流降低到额定电流左右，但是，对于不需要频繁起动调试的大型动力设备来说，仅仅为了起动而投资，太不经济。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种应用于高压电机的起动装 置，其起动特性优良，并且成本低廉。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：一种应用于高压电机的起动装置，其特征在于，在主电机回路中串接有热变电阻器，所述热变电阻器包括液箱，在所述液箱内设有至少两个置放单元，每个置放单元内设有一种离子电解液，所述置放单元具有固定导电极板与导电动板，所述固定导电极板设于所述置放单元的下部，所述导电动板设于固定导电极板之上，并通过导电极杆连接导流机构。

本实用新型的另一目的还在于提供一种控制系统，

本实用新型相对于现有技术具有以下实质性特点和进步：

结构简单，热变电阻器由液箱、离子电解液，电极和导流机构组成，采用热变电阻器串接于电机定子回路，当电机起动时，热变电阻器通过起动电流，从而热变电阻器体温度逐步升高而热变电阻器阻值逐步降低，从而使电机端电压逐步升高，实现电机的平稳起动，具有起动电流小且恒定、母线压降低，功率因数高的优点。

附图说明

图1为本实用新型的应用于高压电机的起动装置的电路示意图；

图2为图1所示装置的热变电阻器的结构示意图；

图3为图1所示装置的真空断路器的结构示意图；

图4为本实用新型的高压开关柜操作回路示意图；

图5为图4所示开关柜及起动柜、综保装置接线图；

图6为本实用新型的PLC控制示意图；

图7为本实用新型的DCS控制示意图。

附图标记示意 

1-绝缘筒    2-上支架    3-上出线座   4-真空灭弧室    5-软连接

6-下支架    7-下出线座   8-碟簧    9-绝缘拉    10-四连杆机构

11-断路器壳体   12-分闸弹簧   13-四连杆机构

14-分闸电磁铁   15-合闸凸轮

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

请参照图1和图2，本实用新型的应用于高压电机的起动装置包括：在主电机回路中串接有热变电阻器，所述热变电阻器包括液箱，在所述液箱内设有至少两个置放单元，每个置放单元内设有一种离子电解液，所述置放单元具有固定导电极板与导电动板，所述固定导电极板设于所述置放单元的下部，所述导电动板设于固定导电极板之上，并通过导电极杆连接导流机构。

优选地，所述导流机构为短接铜排。

图3为本实用新型的真空断路器的实施例结构示意图，包括真空灭弧室，在所述真空灭弧室上部设有绝缘筒、上支架与上出线座，在所述真空灭弧室下部设有下支架与下出线座，还包括四连杆机构，所述四连杆机构连接有分闸机 构，所述分闸机构连接有合闸凸轮。

如图所示，真空断路器配用真空灭弧室，具有极高的真空度。当动、静触头在操动机构作用下带电分闸时，在触头间将产生真空电弧。同时，由于触头的特殊结构，在触头间隙中产生适当的纵磁场，使真空电弧保持扩散型，并维持低的电弧电压。在电流自然过零时，残留的离子、电子和金属蒸汽在微秒数量级的时间内就可复合或凝聚在触头表面和屏蔽罩上，灭弧室断口的介质绝缘强度很快被恢复，从而电弧被熄灭，达到分断的目的。由于本真空断路器采用纵向磁场控制真空电弧，因而具有强而稳定的开断电流的能力。

请参照图1，所述真空断路器还连接有隔离开关。真空断路器与隔离开关配合能很好的方便检修，对人身安全及设备安全起到保护作用。

请参照图4，本实用新型的实施例还提供一种高压开关柜操作回路，其采用开关柜与热变阻起动柜分体的形式，可以方便投入保护，可靠方便的检修，保留一定的原控制的方式，回路基本可经济利用，减少投资。

如图所示，DL-1，DL-2，DL-3，DL-4，是DL开关的控制辅助接点；GK-2，GK-3，GK-4，GK-5是开关柜断路器的辅助接点，TBJ，XJ，XJ1，是开关柜上的继电保护装置带的继电器，其中，TBJ继电器本身带着电流线圈和电压线圈，通过使用在不同的回路中完成设备的防跳功能，保护设备安全运行。HC1，TQ1，HC2，TQ2是开关柜内使用的合闸线圈及跳闸线圈，完成高压设备的起动，运行及设备保护的故障切除。

请参照图5，该图示意了开关柜及起动柜、综保装置接线控制线去向，其示意了开关柜及起动柜之间的电气联系关系，通过采用开关柜及起动柜、综保装置接线能进一步说明达到控制的效果，也能很好地保护人身安全及设备安全。

试验：

1.电机参数：型号JS1510-4，额定功率850KW，额定电流96.5A，额定转数1488r/min，堵转电流倍数K＝5.5，启动电流倍数Km＝0.35A，直流电阻为0.75欧姆。

2.参数计算；电机启动阻抗Z＝U/KIe＝6000/(5.5×96.5×1.732)＝6.527Ω

等效阻抗Z1＝1.305Ω，等效启动电抗

3.计算启动电阻：按电机端电压为80％,计算，启动电流降为3.3倍，回路总阻抗：

Z总＝6000/(3.3x96.5x1.732)＝10.878Ω

等效电阻所以启动电阻选9Ω；

可见，本实用新型克服了全压启动要解除的保护延时投入，供电安全性也提高了，避免在临时检修和计划检修均不能停车，风机空转的发生。

试验结果： 

请参照图6，本实施例提供一种控制系统，在主电机回路中串接有热变电阻器，所述热变电阻器包括液箱，在所述液箱内设有至少两个置放单元，每个置放单元内设有一种离子电解液，所述置放单元具有固定导电极板与导电动板，所述固定导电极板设于所述置放单元的下部，所述导电动板设于固定导电极板之上，并通过导电极杆连接导流机构；所述热变电阻器连接有PLC控制模块。

本实施例采用热变电阻器连接有PLC控制模块，启动过程可预测控制，对起动参数设置，可以获得电机过程的最佳变化曲线。起动电流的控制，通过PLC程序控制电流反馈等方法，根据负载工况改变电阻值的大小，能达到控制起动电流的目的。PLC控制如图所示，主要完成对热变阻调节电机的控制，可进行调试，报警等工作，以满足现场起动的负荷要求。

优选地，采用PLC主要是完成热变电阻的调试，起动柜单元控制，以及与上级的通讯等功能。可多次起动和起动时间容易调整，由于它的热容量大，起动温升能得到有效控制，故可多次起动，还可根据实际需要通过改变PLC控制程序，调整动极板的初始位置及根据电机转数改变极板的行程时间，达到改变电机起动时间的目的。

请参照图7，本实施例提供一种控制系统，在主电机回路中串接有热变电阻器，所述热变电阻器包括液箱，在所述液箱内设有至少两个置放单元，每个置放单元内设有一种离子电解液，所述置放单元具有固定导电极板与导电动板， 所述固定导电极板设于所述置放单元的下部，所述导电动板设于固定导电极板之上，并通过导电极杆连接导流机构；所述热变电阻器连接有DCS控制单元。

本实施例采用远程通讯和计算机DCS控制，能检测整个起动工程和各种动态参数，同时可实现方便实现DCS控制。分散控制系统DCS通过操作站对整个工艺过程进行集中监视、操作、管理。通过控制站对工艺过程各部分进行分散控制。主要完成人机互动操作、联锁信号及电流、电压、压力等模拟量的采集、综保装置保护监测、级间通讯等集中管理，分散控制，统一协调的工作。

控制系统具备的优点包括：控制功能多样化：控制站控制功能强大，内部有完善的控制功能模块，可根据控制对象的不同的要求实现许多复杂的控制、顺序控制和联锁保护。操作简便：DCS系统的操作功能强大，给提供操作人员了许多便利的操作功能，操作人员通过操作画面方便完成各种操作功能。系统便于扩展：DCS系统设计结构便于增加卡件、增加机架、增加操作站和增加控制站，便于装置的扩能改造。维护方便：DCS系统设计按照标准设计、硬件模块化、系统配备自诊断软件，方便检测系统故障。可靠性高：硬件制造水平高，冗余措施、自诊断技术强。便于其他系统连接：配备了完善的通讯接口，方便与其他控制系统通讯，和上位生产工具管理连接。

本实用新型控制系统，采用热变电阻软启动通过DCS及PLC、计算机控制很容易实现恒流起动。并且在创造效应和经济用电方面，有良好的经济前景。

以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。

Claims (9)

1.一种应用于高压电机的起动装置，其特征在于，在主电机回路中串接有热变电阻器，所述热变电阻器包括液箱，在所述液箱内设有至少两个置放单元，每个置放单元内设有一种离子电解液，所述置放单元具有固定导电极板与导电动板，所述固定导电极板设于所述置放单元的下部，所述导电动板设于固定导电极板之上，并通过导电极杆连接导流机构。

2.如权利要求1所述的应用于高压电机的起动装置，其特征在于，所述导流机构为短接铜排。

3.如权利要求1所述的应用于高压电机的起动装置，其特征在于，所述热变电阻器连接有真空断路器。

4.如权利要求3所述的应用于高压电机的起动装置，其特征在于，所述真空断路器连接有隔离开关。

5.如权利要求3所述的应用于高压电机的起动装置，其特征在于，所述真空断路器包括真空灭弧室，在所述真空灭弧室上部设有绝缘筒、上支架与上出线座，在所述真空灭弧室下部设有下支架与下出线座，还包括四连杆机构，所述四连杆机构连接有分闸机构，所述分闸机构连接有合闸凸轮。

6.如权利要求1或5所述的应用于高压电机的起动装置，其特征在于，所述热变电阻器连接有PLC控制模块。

7.如权利要求1或5所述的应用于高压电机的起动装置，其特征在于，所述热变电阻器连接DCS控制单元。

8.一种控制系统，其特征在于，在主电机回路中串接有热变电阻器，所述热变电阻器包括液箱，在所述液箱内设有至少两个置放单元，每个置放单元内设有一种离子电解液，所述置放单元具有固定导电极板与导电动板，所述固定导电极板设于所述置放单元的下部，所述导电动板设于固定导电极板之上，并通过导电极杆连接导流机构；

所述热变电阻器连接有PLC控制模块。

9.一种控制系统，其特征在于，在主电机回路中串接有热变电阻器，所述热变电阻器包括液箱，在所述液箱内设有至少两个置放单元，每个置放单元内设有一种离子电解液，所述置放单元具有固定导电极板与导电动板，所述固定导电极板设于所述置放单元的下部，所述导电动板设于固定导电极板之上，并通过导电极杆连接导流机构；

所述热变电阻器连接有DCS控制单元。