CN214756117U - 磁阀式电抗器自耦降压软起动与高压开关柜一体化装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于高压大功率交流电机的起动及配套的高压开关柜的运用技术领域，公开了一种磁阀式电抗器自耦降压软起动与高压开关柜一体化装置，包括一体化装配连接的高压开关柜和磁阀式电抗器自耦降压软起动装置；高压开关柜包括第一开关K1、电流互感器CT1/CT2和微机保护装置；磁阀式电抗器自耦降压软起动装置包括三相磁阀式电抗器、第二开关K2、第三开关K3和智能控制单元。本实用新型在自耦降压软起动阶段，流过电机的起动电流为3.0~4.0倍额定电流，保证可靠起动，高压进线电流控制在2.0~2.5倍额定电流，保证电网安全；该装置自动化、标准化程度高，降低了成本，提高了产品的性价比。
Description
技术领域
本实用新型属于高压大功率交流电机的起动及配套的高压开关柜的运用技术领域，尤其涉及一种磁阀式电抗器自耦降压软起动与高压开关柜一体化装置。
背景技术
目前，电力系统的主要负荷之一是三相异步交流电动机。
在工业生产中，所用交流电机的功率很大，直接起动时，起动电流通常会达到额定电流的4~7倍，对电力系统造成冲击，导致电网电压跌落，影响供电系统安全运行及周围负载正常工作。
为了避免上述所述的危害，通常对大功率交流电机进行降压软起动，大功率交流电机降压软起动是指在功率超过数百千瓦的电动机起动过程中，电机端电压由额定电压的某一百分比（例如额定电压的65%）逐渐平滑、无级地上升至全压，转速由0上升到额定转速。
因此，对大电机实施软起动具有十分重要的意义。
目前，传统的降压软起动方式包括串固定电抗、串固定电阻、Y-Δ起动、串液阻软起动、晶闸管软起动等方法，这些起动的方法在软起动过程中会形成二次电流冲击。
其中，液阻软起动虽然造价低廉，不产生高次谐波，但装置体积大，起动过程重复性差，维护工作量大，不宜放在易结冰或颠簸的现场；晶闸管软起动虽然结构紧凑，但可靠性低，高压产品造价高，晶闸管斩波在电机绕组端部形成电压突变，危害绕组绝缘，所产生的高次谐波严重，不仅污染电网，而且影响电机起动力矩。
目前这类降压软起动装置的起动电流均在3.0~4.0倍左右，以保证电机足够的起动力矩。
当电网容量较小时，或电机功率很大时，3.0~4.0倍的起动电流仍然会对电网电能质量造成重大影响。
对大功率交流电机进行降压软起动，必须在其上一级配置高压开关柜，以保护母线其他用电设备及软起动装置和大功率交流电机。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
传统的降压软起动方式在软起动过程中会形成二次电流冲击；
降压软起动装置体积大，起动过程重复性差，维护工作量大，设备现场安装条件苛刻；
传统的降压软起动方式，起动电流大，可靠性低，影响电网电能质量；
部分软起动装置产生的高次谐波严重，不仅污染电网，而且影响电机起动力矩；
不同类型的软起动装置对开关柜的功能要求不一样，需要对上一级的高压开关柜改造；
不同类型的软起动装置外形尺寸不同，无法满足与上一级的高压开关柜的并柜需求。
解决以上问题及缺陷的意义为：
在满足大功率交流电机可靠起动下，实现高压进线网侧电流控制在2.0~2.5倍额定电流，保证电网安全；本实用新型中的三相磁阀式电抗器绕组N1和附加补偿线圈绕组N2的匝数比可以控制外延三角形结构输出电压角度，使得此相角与K3断开时的电机端电压的相角相同，以达到消除二次冲击的目的。
本实用新型在串联磁阀式电抗器软起动阶段，三角形接线绕组N2可以补偿和消除电抗器产生的三次谐波，提高产品可靠性；
实现高压开关柜和降压软起动装置一体化、标准化生产，节约成本；
减小产品的安装体积，降低维护成本，满足与其他柜体的并柜需求。
实用新型内容
针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种磁阀式电抗器自耦降压软起动与高压开关柜一体化装置。
本实用新型是这样实现的，一种磁阀式电抗器自耦降压软起动与高压开关柜一体化装置设置有：
一体化装配连接的高压开关柜和磁阀式电抗器自耦降压软起动装置；
所述高压开关柜设置有第一开关K1、电流互感器CT1/CT2和微机保护装置；
所述磁阀式电抗器自耦降压软起动装置设置有三相磁阀式电抗器、第二开关K2、第三开关K3、电流互感器CT3和智能控制单元，智能控制单元主要由PLC控制器、触摸屏、电源盒等元器件组成。
所述PLC控制器、触摸屏均通过电源线与电源盒连接。
进一步，所述第一开关K1连接电源母线及磁阀式电抗器自耦降压软起动装置的A/B/C三相进线；
电流互感器CT1/CT2与高压开关柜微机保护装置及磁阀式电抗器自耦降压软起动装置的智能控制单元连接。
进一步，所述三相磁阀式电抗器设置有绕组N1和附加补偿线圈绕组N2；
所述绕组N1绕于铁心柱上，绕组N1通过第一开关K1与电源母线连接；
所述附加补偿线圈绕组N2绕于铁心柱上，且与绕组N1形成外延三角形自耦结构。
进一步，所述第二开关K2分别与三相磁阀式电抗器的绕组N1和电动机连接。
进一步，所述第三开关K3分别与三相磁阀式电抗器的绕组N1和补偿线圈N2连接。
进一步，所述智能控制单元分别与第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3及互感器CT1/CT2/CT3连接。
结合上述的所有技术方案，本实用新型所具备的优点及积极效果为：
本实用新型在满足大功率交流电机可靠起动下，实现高压进线网侧电流控制在2.0~2.5倍额定电流，保证电网安全；本实用新型中的三相磁阀式电抗器绕组N1和附加补偿线圈绕组N2的匝数比可以控制外延三角形结构输出电压角度，使得此相角与K3断开时的电机端电压的相角相同，以达到消除二次冲击的目的。
本实用新型在串联磁阀式电抗器软起动阶段，三角形接线绕组N2可以补偿和消除电抗器产生的三次谐波，提高产品可靠性；
实现高压开关柜和降压软起动装置一体化、标准化生产，节约成本；
减小产品的安装体积，降低维护成本，满足与其他柜体的并柜需求。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例提供的磁阀式电抗器自耦降压软起动与高压开关柜一体化装置的结构示意图。
图2是本实用新型实施例提供的补偿线圈N2自耦降压起动阶段等效电路示意图。
图3是本实用新型实施例提供的串联磁阀式电抗器起动阶段等效电路示意图。
图中：1、高压开关柜；2、磁阀式电抗器自耦降压软起动装置。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种磁阀式电抗器自耦降压软起动与高压开关柜一体化装置，下面结合附图对本实用新型作详细的描述。
如图1-图3所示，本实用新型实施例提供的磁阀式电抗器自耦降压软起动与高压开关柜一体化装置包括一体化装配连接的高压开关柜1和磁阀式电抗器自耦降压软起动装置2；
磁阀式电抗器自耦降压软起动装置2包括三相磁阀式电抗器、第二开关K2、第三开关K3、电流互感器CT3和智能控制单元，智能控制单元主要由PLC控制器、触摸屏、电源盒等元器件组成。
所述PLC控制器、触摸屏均通过电源线与电源盒连接。
三相磁阀式电抗器绕组N1，绕于铁心柱上，三相磁阀式电抗器绕组N1通过高压开关柜第一开关K1与电源母线连接；以及附加补偿线圈绕组N2，绕于所述铁心柱上，且与三相磁阀式电抗器绕组N1形成外延三角形自耦结构。
第二开关K2，连接所述三相磁阀式电抗器绕组N1与电动机。
第三开关K3，连接所述三相磁阀式电抗器绕组N1与补偿线圈N2。
智能控制单元，分别与第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3及互感器CT1/CT2/CT3连接。
高压开关柜1包括第一开关K1、电流互感器CT1/CT2、微机保护装置。
第一开关K1，连接电源母线及磁阀式电抗器自耦降压软起动装置的A/B/C三相进线。
电流互感器CT1/CT2为高压开关柜微机保护装置及磁阀式电抗器自耦降压软起动装置的智能控制单元提供进线电流数据。
本实施例中第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3为三相开关，如接触器或断路器。
本实用新型实施例提供的磁阀式电抗器自耦降压软起动与高压开关柜一体化装置进行软起动的过程如下：
1) 起动准备：完成上电自检，第一开关K1、第二开关K2为分闸状态，第三开关K3为合闸状态。
智能控制单元准备就绪，发出允许合闸信号，系统进入起动预备状态；
2) 降压起动：高压开关柜第一开关K1合闸，电机开始起动。
此时，磁控电抗器本体不饱和，三相磁阀式电抗器绕组N1与附加补偿线圈绕组N2形成外延三角形自耦结构。
3) 补偿线圈分闸：智能控制单元不断检测电机起动电流，当电机电流小于1.2倍额定电流时，分断第三开关K3，软起动方式由补偿线圈N2自耦降压转变为串电抗器软起动方式，此时系统全电压由磁控电抗器与电机分压；
4) 投全压：第三开关K3分闸短暂延时1-2秒后，智能控制单元发出投全压指令，闭合第二开关K2；
5) 起动完成：当智能控制单元检测到第二开关K2合闸后，电机起动完毕，进入正常工作运行状态。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种磁阀式电抗器自耦降压软起动与高压开关柜一体化装置，其特征在于，所述磁阀式电抗器自耦降压软起动与高压开关柜一体化装置设置有：
一体化装配连接的高压开关柜和磁阀式电抗器自耦降压软起动装置；
所述高压开关柜设置有第一开关K1、电流互感器CT1/CT2和微机保护装置；
所述磁阀式电抗器自耦降压软起动装置设置有三相磁阀式电抗器、第二开关K2、第三开关K3、电流互感器CT3和智能控制单元。
2.如权利要求1所述的磁阀式电抗器自耦降压软起动与高压开关柜一体化装置，其特征在于，所述第一开关K1连接电源母线及磁阀式电抗器自耦降压软起动装置的A/B/C三相进线；
所述电流互感器CT1/CT2与高压开关柜微机保护装置及磁阀式电抗器自耦降压软起动装置的智能控制单元连接；
所述智能控制单元由PLC控制器、触摸屏、电源盒组成；所述PLC控制器、触摸屏均通过电源线与电源盒连接。
3.如权利要求1所述的磁阀式电抗器自耦降压软起动与高压开关柜一体化装置，其特征在于，所述三相磁阀式电抗器设置有绕组N1和附加补偿线圈绕组N2；
所述绕组N1绕于铁心柱上，绕组N1通过第一开关K1与电源母线连接；
所述附加补偿线圈绕组N2绕于铁心柱上，且与绕组N1形成外延三角形自耦结构。
4.如权利要求1所述的磁阀式电抗器自耦降压软起动与高压开关柜一体化装置，其特征在于，所述第二开关K2分别与三相磁阀式电抗器的绕组N1和电动机连接。
5.如权利要求1所述的磁阀式电抗器自耦降压软起动与高压开关柜一体化装置，其特征在于，所述第三开关K3分别与三相磁阀式电抗器的绕组N1和补偿线圈N2连接。
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