CN211321243U - 一种高压智能动态调压无功补偿装置 - Google Patents

Abstract

一种高压智能动态调压无功补偿装置，其特征是：高压母线与高压隔离开关连接，高压隔离开关出线端一路与真空断路器和电流互感器串联连接，另一路与熔断器、电压互感器连接；电流互感器、电压互感器分别与主控制器电流检测、电压检测接口连接；真空断路器分别与第一接触器常开静触点和第四接触器常开静触点相连接；第一接触器动触点与可调自耦变压器输入侧连接，可调自耦变压器中性头与第二接触器常开静触点连接，第二接触器常开动触点与电路中性点相连接；第三接触器常开静触点与可调自耦变压器可调端动态连接，还分别与第四接触器常开动触点、主控制器、无功发生器、主电机连接；可调自耦变压器调节轴与伺服电机轴通过连轴器连接。

Description

一种高压智能动态调压无功补偿装置

技术领域

本实用新型涉及高压启动电机动态补偿技术领域，具体涉及一种高压智能动态调压无功补偿装置。

背景技术

随着我国经济建设的发展,工业生产规模化,使得工业装备单机容量日益扩大。为满足高压大功率电动机的启动要求，目前国内适用于普通异步电动机的软起动技术发展相当强劲，软起动产品种类繁多。各专业软起动生产厂家经过不懈努力，相继开发出了热变电阻软起动装置、液态电阻软起动装置、磁控软起动装置、晶闸管调相降压软起动装置、开关变压器软起动装置、高压降补固态软起动装置等产品。这些产品都各自己的特点和场合运用。目前，供电系统使用的无功补偿设备，利用有载分接开关进行调压。由于有载分接开关是由电机变速来调节各档电压，调节速度慢跟不上负载的变化，动作速度慢，结构复杂，并且不利于负载变化比较快的工作现场。另外，采用分组投切电容器组来补偿无功，容易造成对电网的冲击和对电容器的过电压过电流冲击，减少了电容器的使用寿命。

发明内容

本实用新型是针对现有技术不足，提供一种高压智能动态调压无功补偿装置，该装置采用微处理器检测高压电机启动过程的相关电气数据，根据所检测数据和参数控制电机启动过程中的电压，调整无功功率的补偿，达到平稳启动电机的目的。

本实用新型的技术方案是：一种高压智能动态调压无功补偿装置，主要包括220V电源、电源主回路、控制回路、主控制器、伺服电机、可调自耦变压器、主电机、无功发生器、其特征在于：高压电源母线与高压隔离开关连接，高压隔离开关出线端分为两个支路：一路与真空断路器和电流互感器串联连接，另一路与熔断器、电压互感器连接；所述电流互感器与主控制器电流检测接口相连接，电压互感器与主控制器电压检测接口相连接；真空断路器动触点分别与第一接触器KM1-1常开静触点和第四接触器KM4-1常开静触点相连接；所述第一接触器KM1动触点与可调自耦变压器输入侧连接，可调自耦变压器中性头与第二接触器KM2-1常开静触点连接，第二接触器KM2-1常开动触点与电路中性点相连接；第三接触器KM3-1常开静触点与可调自耦变压器可调端动态连接，第三接触器KM3-1常开动触点分别与第四接触器KM4-1常开动触点、主控制器、无功发生器、主电机连接；所述可调自耦变压器调节轴与伺服电机轴通过连轴器连接，伺服电机通过控制线与主控器多个驱动接口相互连接，无功发生器与主控器控制接口相互连接。

所述220V电源由电源主回路经电源火线L和零线N与单相断路器QF连接，单相断路器QF动触点通过第一导线和第二导线分别与主控制器电源火线接口1L和零线接口Q0.3连接，与此同时单相断路器QF动触点还通过第一导线和第二导线与开关电源连接；开关电源通过电源导线分别与主控制器上直流正极输入接口L+和负极接口L－连接；在电源零线与主控制器的第一输出接口Q0.0、第二输出接口Q0.1、第三输出接口Q0.2、第四输出接口Q0.3上并联连接的有第一接触器线圈KM1-1、第二接触器线圈KM2-1、第三接触器线圈KM3-1、第四接触器线圈KM4-1。

所述主控制器第一驱动信号接口PWM1、第二驱动信号接口PWM2、第三驱动信号接口PWM2与伺服电机功率驱动器连接；所述伺服电机电压检测和电流检测分别与主控制器上电压检测接口ADC0、电流检测接口ADC1连接。所述伺服电机传感器的速度检测、转动方向检测和旋转角度检测通过数据线与主控制器PA1接口、PA2接口、PA3接口连接。

所述主控制器数字量转换第一接口DAC0、第二接口DAC1和启停接口PE11、故障检测接口PE12分别与无功功率发生器上安装的无功功率变送器连接。

所述伺服电机上安装的传感器为霍尔元件传感器。

本实用新型的有益效果是：起动电流小且稳定，对电网无冲击，可降低电机重载启动时对自耦变压器容量的要求，减少一次性投资；电机起动过程平稳，对机械设备冲击小，可有效延长电气设备及机械设备的使用寿命。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的流程图。

图2是本实用新型的一次回路系统图。

图3是本实用新型的主控制器电气原理图。

具体实施方式

本实用新型实施方式参照图1、图2和图3，一种高压智能动态调压无功补偿装置，主要包括电源主回路、控制回路、主控制器2、伺服电机3、可调自耦变压器4、主电机M、无功发生器5、高压电源母线1与高压隔离开关QS连接，高压隔离开关QS出线端分为两个支路，一路与真空断路器QF和电流互感器TA串联连接，另一路与熔断器FU、电压互感器TV连接；电流互感器TA与主控制器电流检测接口（ADC3、ADC4和ADC5）相连接，电压互感器TV输出端与主控制器2电压检测接口（ADC6、ADC7和ADC8）相连接；真空断路器QF动触点分别与第一接触器KM1常开静触点和第四接触器KM4常开静触点相连接。第一接触器KM1动触点与可调自耦变压器4输入侧连接，可调自耦变压器中性头与第二接触器KM2常开静触点连接，第二接触器KM2常开动触点与电路中性点相连接；第三接触器KM3常开静触点与可调自耦变压器4的可调端动态连接，第三接触器KM3常开动触点分别与第四接触器KM4常开动触点、主控制器2、无功发生器5、主电机M连接。

在本实施方式中，可调自耦变压器调节轴与伺服电机轴通过连轴器连接，当伺服电机3转动时带动可调自耦变压器轴作同步转动，来调节可调自耦变压器4的输出。伺服电机3通过控制线与主控器的第一驱动接口PWM1、第二驱动接口PWM2、第三驱动接口PWM3相互连接，无功发生器5与主控制器2控制接口相互连接。

在本实施方式中，220V电源由电源主回路经电源火线L和零线N与单相断路器QF1连接，单相断路器QF1动触点通过第一导线101和第二导线102分别与主控制器电源火线接口1L和零线N的接口Q0.3连接，与此同时单相断路器QF1动触点还通过第一导线101和第二导线102与开关电源6连接。开关电源6通过导线分别与主控制器2的直流正极输入接口L+和负极接口L－连接，并向主控制器2供电。

在本实施方式中，在电源零线N与主控制器2的第一输出接口Q0.0、第二输出接口Q0.1、第三输出接口Q0.2、第四输出接口Q0.3上并联连接的有第一接触器线圈KM1、第二接触器线圈KM2、第三接触器线圈KM3、第四接触器线圈KM4。

在本实施方式中，主控制器2的第一驱动信号接口PWM1、第二驱动信号接口PWM2、第三驱动信号接口PWM3与伺服电机的功率驱动器连接；伺服电机电压检测和电流检测分别与主控制器上电压检测接口ADC0、电流检测接口ADC1连接。用于检测伺服电机运行中供电回路的电压电流参数。

在本实施方式中，伺服电机传感器与主控制器的速度检测接口PA1、检测转动方向接口PA2以及旋转角度接口PA3连接。

在本实施方式中，伺服电机传感器的速度检测、转动方向检测与旋转角度检测与主控制器PA1接口、PA2接口、PA3接口连接。

在本实施方式中，主控制器2数字量转换第一接口DAC0、数字量转换第二接口DAC1和启停接口PE11、故障检测接口PE12分别与无功功率发生器5上安装的无功功率变送器连接。数字量转换第一接口DAC0、数字量转换第二接口DAC1把主控制器的数字量转换模拟量形成4～20mA的电流（无功功率变送器也就是一个4～20mA的电流转换器），来控制无功功率发生器5；本实用新型主控器（SBB-01）为自制产品，该主控器以微处理器为核心，采集被控制电机及系统的电流、电压等参数、并带有多组的DI数字输入信号、DO数字输出信号功能；

本实用新型的启停接口 PE11、故障检测接口PE12为主控制器的输入输出功能口。

本实用新型的工作原理是：当主电机M启动时，第一接触器KM1常开触点、第二接触器KM2常开触点闭合，第三接触器KM3常开触点处于可调自耦变压器4的输出电压最低抽头位置，第四接触器KM4常开触点断开，主控制器2根据测量数据通过第一驱动接口PWM1、第二驱动接口PWM2、第三驱动接口PWM3，发出指令驱动伺服电机3工作并带动可调自耦变压器轴转动，调整电机M启动电压。根据电流互感器、电压互感器检测参数变化，调整无功发生器的输出无功功率。

当主电机M启动完成，第一接触器KM1常开触点、第二接触器KM2常开触点、第三接触器KM3常开触点断开，第四接触器KM4常开触点闭合，电机M处于全压工作状态。

在电机M处于全压工作状态时，主控制器2继续通过对电机M工作状态调整无功发生器5对电网进行补偿。

Claims (2)

1.一种高压智能动态调压无功补偿装置，主要包括220V电源、电源主回路、控制回路、主控制器、伺服电机、可调自耦变压器、主电机、无功发生器、其特征在于：高压电源母线与高压隔离开关连接，高压隔离开关出线端分为两个支路：一路与真空断路器和电流互感器串联连接，另一路与熔断器、电压互感器连接；所述电流互感器与主控制器电流检测接口相连接，电压互感器与主控制器电压检测接口相连接；真空断路器动触点分别与第一接触器KM1-1常开静触点和第四接触器KM4-1常开静触点相连接；所述第一接触器KM1动触点与可调自耦变压器输入侧连接，可调自耦变压器中性头与第二接触器KM2-1常开静触点连接，第二接触器KM2-1常开动触点与电路中性点相连接；第三接触器KM3-1常开静触点与可调自耦变压器可调端动态连接，第三接触器KM3-1常开动触点分别与第四接触器KM4-1常开动触点、主控制器、无功发生器、主电机连接；所述可调自耦变压器调节轴与伺服电机轴通过连轴器连接，伺服电机通过控制线与主控器多个驱动接口相互连接，无功发生器与主控器控制接口相互连接；

所述220V电源由电源主回路经电源火线L和零线N与单相断路器QF连接，单相断路器QF动触点通过第一导线和第二导线分别与主控制器电源火线接口1L和零线接口Q0.3连接，与此同时单相断路器QF动触点还通过第一导线和第二导线与开关电源连接；开关电源通过电源导线分别与主控制器上直流正极输入接口L+和负极接口L－连接；在电源零线与主控制器的第一输出接口Q0.0、第二输出接口Q0.1、第三输出接口Q0.2、第四输出接口Q0.3上并联连接的有第一接触器线圈KM1-1、第二接触器线圈KM2-1、第三接触器线圈KM3-1、第四接触器线圈KM4-1；

所述主控制器第一驱动信号接口PWM1、第二驱动信号接口PWM2、第三驱动信号接口PWM2与伺服电机功率驱动器连接；伺服电机电压检测和电流检测分别与主控制器上电压检测接口ADC0、电流检测接口ADC1连接；伺服电机传感器的速度检测、转动方向检测和旋转角度检测通过数据线与主控制器PA1接口、PA2接口、PA3接口连接；

所述主控制器数字量转换第一接口DAC0、第二接口DAC1和启停接口PE11、故障检测接口PE12分别与无功功率发生器上安装的无功功率变送器连接。

2.根据权利要求1所述的一种高压智能动态调压无功补偿装置，其特征在于：伺服电机上安装的传感器为霍尔元件传感器。

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