CN214851010U - 一种解决高压电机补偿后额定加载超限的电控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电力系统传动技术领域，公开了一种解决高压电机补偿后额定加载超限的电控装置，包括电源柜、起动柜和补偿柜，电源柜用于提供电源，起动柜用于电机的软起动，补偿柜用于电机的无功供给，柜间连接采用母排，实现高压回路的可靠安装，起动柜内的起动单元灵活多样，可匹配不同的工况使用需求，电源柜内电压互感器控制绕组的大容量配给，可实现控制电源的自供电，断路器配置失压功能，确保掉电的情况下断路器的可靠分断，在电源柜内接地刀前后端分别安装补偿前和补偿后的电流互感器，确保电机的无功电量得到补偿的同时，电机的额定电流采样得到准确数值，避免出现电机控制柜采集补偿后较小的电流加载过重影响电机正常使用寿命的情况。

Description

一种解决高压电机补偿后额定加载超限的电控装置

技术领域

本实用新型涉及电力系统传动技术领域，特别涉及一种解决高压电机补偿后额定加载超限的电控装置。

背景技术

在高压电机传动技术领域，电机的软起动一直在寻求一个合适的平衡点，起动过程较大的电流冲击是不可回避的主题，配给较大的系统容量会造成电网资源的浪费，即便未有消耗到对应数量的电量，也会因为供电侧的长时间供给待机产生不必要的罚款情况，配给较小的系统容量难以实现电机的顺利起动，选择软起动方案可以有效降低电网的系统容量配给，同时减少起动过程中对其他在线运转设备的干扰。

电机自身建立磁场需要消耗一部分无功电量，此部分电量需求量过大的情况下若由供电端提供同样会造成不必要的费用支出，电机的额定电流是电机自身特性参数，其数值包括了建立磁场的无功消耗和驱动电机转动的机械消耗两部分，在常规的补偿方案中，补偿回路通常接在电机电源柜的出线端，即电源柜内电流互感器的出线端，因无功电流抵消了一部分，测量出来的电流数值较电机额定的电流值偏低，此时电机控制单元如按照电机额定电流加载，势必会造成电机的过载运转，存在一定的安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的旨在克服现有技术的缺陷，提供一种解决高压电机补偿后额定加载超限的电控装置，能够有效解决高压电机的软起动和补偿后电流偏低、电机控制单元加载过重影响电流安全运转的问题。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种解决高压电机补偿后额定加载超限的电控装置，包括电源柜、起动柜和补偿柜，所述电源柜与所述起动柜以及所述补偿柜连接，所述电源柜用于提供电源，所述起动柜用于电机的软起动，所述补偿柜用于电机的无功供给，所述电源柜包括补偿回路前端电流互感器、补偿回路后端电流互感器、电压互感器、断路器和接地刀，所述补偿回路前端电流互感器与所述补偿回路后端电流互感器分别与所述接地刀的进线端和出线端连接，所述电源柜内还设置有微机综合保护装置，所述补偿回路前端电流互感器采集补偿后电流传送至所述微机综合保护装置，所述电控装置还包括电机控制单元，所述补偿回路后端电流互感器采集补偿前电流传送至所述电机控制单元。

通过采用上述技术方案，电源柜提供电源，起动柜实现电机的软起动，补偿柜完成电机的无功供给，实现高压电机完整的控制、起动和补偿功能，不同于常用的电流互感器安装方案，本实用新型提供的电控装置电源柜内的补偿回路前端电流互感器和补偿回路后端电流互感器分别接在接地刀的进出线端，补偿回路前端电流互感器因补偿柜补偿了电机的无功供给，其电流数值较补偿回路后端电流互感器偏小，电机控制单元如果按照补偿回路前端电流互感器的采样电流进行电机加载，会造成电机一直过载的现象，影响电流的安全运转，但本实用新型通过配置补偿回路后端电流传感器采集补偿前的电流信号传送至电机控制单元，对电机进行加载，并确保电机加载的实际电流不超过电机额定电流值，保证电机工作在额定功率允许的范围内，从而实现电流的安全运转，避免了电机启动运转过程中的安全隐患。补偿回路前端电流互感器采集补偿后电流传送至微机综合保护装置，实现电机过流、速断的保护功能。

本实用新型的进一步设置为：所述电源柜设置在所述起动柜和所述补偿柜之间，所述电源柜与所述起动柜以及所述补偿柜之间均通过母排连接。

通过采用上述技术方案，电源柜、起动柜和补偿柜三台柜间通过母排连接导通，实现高压回路的可靠安装，从而实现高压电机的控制起动和补偿功能，电源柜放置在起动柜和补偿柜之间，可以实现三台柜间均使用铜排连接，电源柜通过母排走向工艺的优化，分别通过并柜母排连接的方式延伸至起动柜和补偿柜，不额外增加空间紧凑安装，实现了补偿前、补偿后电流的采样功能。

本实用新型的进一步设置为：所述电压互感器配置控制电源绕组。

通过采用上述技术方案，电压互感器可根据现场的实际需求配置较大容量的控制电源绕组，实现电机的控制电源自供电功能，高压回路电源掉电，控制回路电源同步断电。

本实用新型的进一步设置为：所述断路器选用交流控制电源时配置欠压脱扣器。

通过采用上述技术方案，断路器配置欠压脱扣器，当高压回路断电，控制回路失电的情况下能够确保断路器的有效分断，隔绝高压电源与起动柜和补偿柜之间的电源连接，避免电源的突然恢复造成电机误起动的情况发生。

本实用新型的进一步设置为：所述起动柜包括起动回路接触器、旁路回路接触器以及起动单元，所述起动回路接触器与所述起动单元连接。

本实用新型的进一步设置为：所述起动单元为晶闸管阀组、起动电抗器或自耦变压器中的一种。

通过采用上述技术方案，起动柜内的起动单元可以根据实际现场使用需求选装晶闸管阀组、起动电抗器、自耦变压器等形式，起动方式多种多样，采用起动电抗器的方式起动电流平滑，成本优势明显，只需要有准确的电机出厂测试堵转电流倍数的数据，便可确保电抗器的起动效果与理论偏差降低到最小；采用固态晶闸管的方式，限流倍数能够得到有效控制，在条件允许的情况下可以任意设置到预期的起动电流数值；在不计自耦变压器自身功耗的条件下，自耦变压器一次侧和二次侧的电量能够实现能量完整传递，即一次侧电流和二次侧电流数值与电压成反比，可最大化的降低电机的起动电流倍数。起动柜内的起动单元灵活多样，可以匹配不同工况的使用需求。

本实用新型的进一步设置为：所述补偿柜包括投切开关、熔断器、补偿柜电流互感器以及电容器，所述投切开关、所述补偿柜电流互感器、所述熔断器以及所述电容器串联连接。

通过采用上述技术方案，补偿柜内匹配电容器，即可实现电机所需的无功电流供给，提高功率因数的同时，规避供电部分的处罚。

本实用新型的进一步设置为：所述投切开关为隔离开关或真空接触器。

通过采用上述技术方案，补偿柜内的投切开关可以根据现场使用需求选用隔离开关或者真空接触器，隔离开关无灭弧能力，在没有负荷电流的情况下分、合电路，真空接触器利用真空灭弧室灭弧，熄弧能力强、耐压性能好、寿命长，可以根据具体的使用工况需求进行选用。

本实用新型的有益效果是：

1、电源柜提供电源，起动柜实现电机的软起动，补偿柜完成电机的无功供给，通过柜间连接的母排导通，实现高压电机完整的控制、起动和补偿功能，利用有限的安装空间，在电源柜内接地刀前后端分别安装补偿前和补偿后的电流互感器，确保电机的无功电流得到补偿的同时，电机的额定电流采样得到准确数值，避免出现电机控制柜采集补偿后较小的电流加载过重影响电机正常使用寿命的情况。

2、通过对电源柜内的结构进行优化设计，布置安装两种不同测量功能需求的电流互感器，并与起动柜和补偿柜之间分别采用并柜母排连接的方案，确保设备的功能性需求和可靠性使用。

3、补偿回路前端电流互感器采集补偿后电流传送至微机综合保护装置，实现电机过流、速断的保护功能，补偿回路后端电流互感器采集补偿前电流传送至电机控制单元，保证电机工作在额定功率允许的范围内。

4、电压互感器配置大容量控制电源绕组，具有设备控制的自供电功能，可实现高压回路电源和控制回路电源同步断电，断路器配置欠压脱扣器，当高压回路断电，控制回路失电的情况下能够确保断路器的有效分断，隔绝高压电源与起动柜和补偿柜之间的电源连接，避免电源的突然恢复造成电机的误起动的情况发生。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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是一种解决高压电机补偿后额定加载超限的电控装置的电气系统示意图；

图2是一种解决高压电机补偿后额定加载超限的电控装置的电源柜结构示意图；

图3是一种解决高压电机补偿后额定加载超限的电控装置的起动柜结构示意图；

图4是一种解决高压电机补偿后额定加载超限的电控装置的补偿柜结构示意图。

图中，1、电源柜；2、起动柜；3、补偿柜；4、母排；5、补偿回路前端电流互感器；6、补偿回路后端电流互感器；7、电压互感器；8、断路器；9、接地刀；10、起动回路接触器； 11、旁路回路接触器；12、起动单元；13、投切开关；14、熔断器；15、补偿柜电流互感器； 16、电容器。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1和图2，一种解决高压电机补偿后额定加载超限的电控装置，包括电源柜1、起动柜2和补偿柜3，电源柜1与起动柜2以及补偿柜3连接，电源柜1用于提供电源，起动柜2用于电机的软起动，补偿柜3用于电机的无功供给，电源柜1包括补偿回路前端电流互感器5、补偿回路后端电流互感器6、电压互感器7、断路器8和接地刀9，补偿回路前端电流互感器5与补偿回路后端电流互感器6分别与接地刀9的进线端和出线端连接，电源柜1内还设置有微机综合保护装置，补偿回路前端电流互感器5采集补偿后电流传送至微机综合保护装置，电控装置还包括电机控制单元，补偿回路后端电流互感器6采集补偿前电流传送至电机控制单元。电源柜1提供电源，起动柜2实现电机的软起动，补偿柜3完成电机的无功供给，实现高压电机完整的控制、起动和补偿功能，不同于常用的电流互感器安装方案，本实用新型提供的电控装置电源柜1内的补偿回路前端电流互感器5和补偿回路后端电流互感器6分别接在接地刀9的进出线端，补偿回路前端电流互感器5因补偿柜3补偿了电机的无功供给，其电流数值较补偿回路后端电流互感器6偏小，电机控制单元如果按照补偿回路前端电流互感器5的采样电流进行电机加载，会造成电机一直过载的现象，影响电流的安全运转，但本实用新型通过配置补偿回路后端电流传感器采集补偿前的电流信号传送至电机控制单元，对电机进行加载，并确保电机加载的实际电流不超过电机额定电流值，保证电机工作在额定功率允许的范围内，从而实现电流的安全运转，避免了电机启动运转过程中的安全隐患。补偿回路前端电流互感器5采集补偿后电流传送至微机综合保护装置，实现电机过流、速断的保护功能。

具体的，电源柜1设置在起动柜2和补偿柜3之间，电源柜1与起动柜2以及补偿柜3之间均通过母排4连接，电源柜1、起动柜2和补偿柜3三台柜间通过母排4连接导通，实现高压回路的可靠安装，从而实现高压电机的控制起动和补偿功能，电源柜1放置在起动柜2和补偿柜3之间，可以实现三台柜间均使用铜排连接，电源柜1通过母排4走向工艺的优化，分别通过并柜母排4 连接的方式延伸至起动柜2和补偿柜3，不额外增加空间紧凑安装，实现了补偿前、补偿后电流的采样功能。

具体的，电压互感器7配置控制电源绕组，电压互感器7可根据现场的实际需求配置较大容量的控制电源绕组，实现电机的控制电源自供电功能，高压回路电源掉电，控制回路电源同步断电。断路器8选用交流控制电源时配置欠压脱扣器，断路器8配置欠压脱扣器，当高压回路断电，控制回路失电的情况下能够确保断路器8的有效分断，隔绝高压电源与起动柜2和补偿柜3之间的电源连接，避免电源的突然恢复造成电机误起动的情况发生。

参见图3，起动柜2包括起动回路接触器10、旁路回路接触器11以及起动单元12，起动回路接触器10与起动单元12连接，起动单元12为晶闸管阀组、起动电抗器或自耦变压器中的一种。起动柜2内的起动单元12可以根据实际现场使用需求选装晶闸管阀组、起动电抗器、自耦变压器等形式，起动方式多种多样，采用起动电抗器的方式起动电流平滑，成本优势明显，只需要有准确的电机出厂测试堵转电流倍数的数据，便可确保电抗器的起动效果与理论偏差降低到最小；采用固态晶闸管的方式，限流倍数能够得到有效控制，在条件允许的情况下可以任意设置到预期的起动电流数值；在不计自耦变压器自身功耗的条件下，自耦变压器一次侧和二次侧的电量能够实现能量完整传递，即一次侧电流和二次侧电流数值与电压成反比，可最大化的降低电机的起动电流倍数。起动柜2内的起动单元12灵活多样，可以匹配不同工况的使用需求。

参见图4，补偿柜3包括投切开关13、熔断器14、补偿柜电流互感器15以及电容器16，投切开关13、补偿柜电流互感器15、熔断器14以及电容器16串联连接，补偿柜3内匹配电容器 16，即可实现电机所需的无功电流供给，提高功率因数的同时，规避供电部分的处罚。投切开关13为隔离开关或真空接触器，补偿柜3内的投切开关13可以根据现场使用需求选用隔离开关或者真空接触器，隔离开关无灭弧能力，在没有负荷电流的情况下分、合电路，真空接触器利用真空灭弧室灭弧，熄弧能力强、耐压性能好、寿命长，可以根据具体的使用工况需求进行选用。

工作原理：在电源柜1上按下起动按钮，断路器8合闸，起动柜2内的起动回路接触器10 吸合，待起动完毕后，旁路回路接触器11吸合，延时一定时间后，补偿柜3内的投切开关13 吸合，电容器16投入，电机起动完毕，同时补偿投入完毕。电源柜1内微机综合保护装置采集补偿回路前端电流互感器5的电流信号，并提供电机的过流、速断保护功能，电机控制单元位于电机控制柜内，电机控制柜采集补偿回路后端电流互感器6的电流信号，对电机进行加载，并确保电机加载的实际电流值不超过电机额定电流值，从而实现电机的起动补偿功能，有效解决高压电机的软起动和补偿后电流偏低、电机控制单元加载过重影响电机正常使用寿命的问题。

Claims (8)

1.一种解决高压电机补偿后额定加载超限的电控装置，其特征在于：包括电源柜(1)、起动柜(2)和补偿柜(3)，所述电源柜(1)与所述起动柜(2)以及所述补偿柜(3)连接，所述电源柜(1)用于提供电源，所述起动柜(2)用于电机的软起动，所述补偿柜(3)用于电机的无功供给，所述电源柜(1)包括补偿回路前端电流互感器(5)、补偿回路后端电流互感器(6)、电压互感器(7)、断路器(8)和接地刀(9)，所述补偿回路前端电流互感器(5)与所述补偿回路后端电流互感器(6)分别与所述接地刀(9)的进线端和出线端连接，所述电源柜(1)内还设置有微机综合保护装置，所述补偿回路前端电流互感器(5)采集补偿后电流传送至所述微机综合保护装置，所述电控装置还包括电机控制单元，所述补偿回路后端电流互感器(6)采集补偿前电流传送至所述电机控制单元。

2.根据权利要求1所述的一种解决高压电机补偿后额定加载超限的电控装置，其特征在于：所述电源柜(1)设置在所述起动柜(2)和所述补偿柜(3)之间，所述电源柜(1)与所述起动柜(2)以及所述补偿柜(3)之间均通过母排(4)连接。

3.根据权利要求1所述的解决高压电机补偿后额定加载超限的电控装置，其特征在于：所述电压互感器(7)配置控制电源绕组。

4.根据权利要求1所述的解决高压电机补偿后额定加载超限的电控装置，其特征在于：所述断路器(8)选用交流控制电源时配置欠压脱扣器。

5.根据权利要求1至4任一项所述的解决高压电机补偿后额定加载超限的电控装置，其特征在于：所述起动柜(2)包括起动回路接触器(10)、旁路回路接触器(11)以及起动单元(12)，所述起动回路接触器(10)与所述起动单元(12)连接。

6.根据权利要求5所述的解决高压电机补偿后额定加载超限的电控装置，其特征在于：所述起动单元(12)为晶闸管阀组、起动电抗器或自耦变压器中的一种。

7.根据权利要求5所述的解决高压电机补偿后额定加载超限的电控装置，其特征在于：所述补偿柜(3)包括投切开关(13)、熔断器(14)、补偿柜电流互感器(15)以及电容器(16)，所述投切开关(13)、所述补偿柜电流互感器(15)、所述熔断器(14)以及所述电容器(16)串联连接。

8.根据权利要求7所述的解决高压电机补偿后额定加载超限的电控装置，其特征在于：所述投切开关(13)为隔离开关或真空接触器。

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