專利名稱：數(shù)階式高壓軟啟動(dòng)器的制作方法
專利說(shuō)明
一、技術(shù)領(lǐng)域本實(shí)用新型涉及數(shù)階式高壓軟啟動(dòng)器領(lǐng)域。
二背景技術(shù)：
3、6、10KV高壓電動(dòng)機(jī)容量大多在180KW以上。他們?cè)趩?dòng)時(shí)，需要從電網(wǎng)中汲取6～8倍工作電流的啟動(dòng)電流，以保證必要的起動(dòng)力矩。這樣大的起動(dòng)電流會(huì)使電網(wǎng)電壓大幅下降，不僅影響了同網(wǎng)其他電動(dòng)機(jī)的正常工作，也給自身的起動(dòng)帶來(lái)困難，形成惡性循環(huán)。高壓電動(dòng)機(jī)的困難啟動(dòng)(有時(shí)啟動(dòng)不成功)，嚴(yán)重困擾著許多工礦企業(yè)。
目前解決此問題的辦法有兩種一是采用變頻啟動(dòng)。其主要部件為變頻器。變頻器是把電網(wǎng)中的50HZ周波電壓經(jīng)整流和逆變，可輸出任意需要的頻率。把變頻器串接在電動(dòng)機(jī)之前，在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，通過變頻器逐漸增加輸入的電能頻率，使電動(dòng)機(jī)緩慢升速，使電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)過程變“軟”，由低速到額定轉(zhuǎn)速逐步完成，以減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊。但這種啟動(dòng)方式存在以下缺點(diǎn)1、容易造成污染，變頻器的變頻都是通過瞬時(shí)開啟和關(guān)閉晶閘管來(lái)實(shí)現(xiàn)的。變頻過程會(huì)產(chǎn)生大量的高次諧波，污染了電網(wǎng)。西方先進(jìn)國(guó)家已明令限用。
2、成本高。變頻器的運(yùn)行維護(hù)技術(shù)要求很高，價(jià)格也難以被市場(chǎng)接受。每KV約1800～2000元，一臺(tái)1000KW的高壓電動(dòng)機(jī)就需要180～200萬(wàn)元，是高壓電動(dòng)機(jī)價(jià)格的3～4倍，不符合實(shí)際工作的需要。
二是采用降壓?jiǎn)?dòng)。此種啟動(dòng)方式是在高壓電動(dòng)機(jī)的前端串接一臺(tái)電抗或電阻，使其分擔(dān)一部分電網(wǎng)電壓，從而降低加給電動(dòng)機(jī)的電壓，降低啟動(dòng)電流，逐步減少電抗或電阻的阻值，便會(huì)逐漸提升加給電動(dòng)機(jī)的電壓，實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)。降壓?jiǎn)?dòng)主要有以下兩種方式1、用電抗降壓，該方式是給電抗鐵芯加直流勵(lì)磁，改變電抗的飽和度，而使電抗值變化。這種方式仍會(huì)產(chǎn)生高次諧波污染電網(wǎng)，同時(shí)受飽和度影響，調(diào)壓范圍不大。其還易引發(fā)電網(wǎng)發(fā)生諧振過電壓事故，容易出現(xiàn)安全隱患。
2、用水阻降壓，該方式是利用特別配置的液體電阻在通電流后溫度升高，水阻下降來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)壓的。采用此種方式時(shí)，水阻軟啟動(dòng)的過程不可控制，不能重覆連續(xù)使用；同時(shí)其受水溫影響的水電阻值范圍較小，調(diào)壓范圍不大，維護(hù)工作量大，可限流但不節(jié)能，不能用于大容量電動(dòng)機(jī)等，其缺點(diǎn)非常明顯，難以推廣。
三、實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型為解決背景技術(shù)中高壓?jiǎn)?dòng)方式存在的上述技術(shù)問題而提供一種數(shù)階式高壓軟啟動(dòng)器。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是本實(shí)用新型為一種高壓軟啟動(dòng)器，其特殊之處在于所述高壓軟啟動(dòng)器GRQ包括變壓器ZB，變壓器ZB高壓端通過主斷路器DL與電網(wǎng)連接，低壓端與電動(dòng)機(jī)D連接。
上述變壓器ZB為有載調(diào)壓自耦變壓器。
上述高壓軟啟動(dòng)器GRQ還包括接觸器J，接觸器J與變壓器ZB并聯(lián)。
上述變壓器ZB外接有控制器K。
上述變壓器ZB外還串接有阻容吸收器ZR，阻容吸收器ZR另一端接地。
上述變壓器ZB外還串接有電流互感器L。
上述變壓器ZB外還串接有電壓互感器Y。
上述電動(dòng)機(jī)D外還接有轉(zhuǎn)速傳感器r。
上述變壓器ZB兩端分別通過隔離開關(guān)G1、G2與電網(wǎng)和電動(dòng)機(jī)D連接。
本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)1、不會(huì)污染電網(wǎng)。由于本實(shí)用新型采用變壓器作為啟動(dòng)器，在整個(gè)啟動(dòng)過程中，本實(shí)用新型始終處于線性工作狀態(tài)，不會(huì)產(chǎn)生高次諧波，不會(huì)污染電網(wǎng)。
2、節(jié)省能源。本實(shí)用新型用變壓器降壓不像用水電阻降壓那樣，需要耗費(fèi)較大的有功負(fù)荷，也不像用電抗降壓那樣，需要較大的無(wú)功負(fù)荷。
3、可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。本實(shí)用新型起動(dòng)過程的電壓和時(shí)間完全可按事先選定的方案控制，全程可由電腦控制，自動(dòng)化程度高。
4、啟動(dòng)效率高。所有各種方法進(jìn)行軟起動(dòng)時(shí)，只能把從電網(wǎng)中汲取的起動(dòng)電流由原來(lái)的6-8倍，降低到3-4倍。而本實(shí)用新型則更進(jìn)一步降低到1.5-2倍，對(duì)電網(wǎng)的影響最小。
5、實(shí)用。變頻器需要高的運(yùn)行維護(hù)水平，水阻降壓需要經(jīng)常加水維護(hù)，而本實(shí)用新型設(shè)備堅(jiān)實(shí)，構(gòu)造簡(jiǎn)單，便于檢修維護(hù)。
6、可調(diào)范圍大。本實(shí)用新型從電動(dòng)機(jī)零轉(zhuǎn)速升至額定轉(zhuǎn)速，全程電壓均可自由調(diào)節(jié)。
7、可連續(xù)工作。本實(shí)用新型可連續(xù)不間斷工作，不像水阻那樣必須等水溫降低后才能重新工作。
8、可實(shí)現(xiàn)軟停機(jī)。本實(shí)用新型逆向操作便可實(shí)現(xiàn)軟停機(jī)，而水阻則無(wú)此功能。
9、工作容量大。其他起動(dòng)方式不能用于電動(dòng)機(jī)容量達(dá)到近萬(wàn)KW或過萬(wàn)KW。而本實(shí)用新型則不受容量限制，大小均可使用。
10、成本低。本實(shí)用新型成本比變頻器低2/3，比電子式低1/2，價(jià)格適中，易被接受。
四

圖1為本實(shí)用新型的電路原理圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中有載調(diào)壓自耦變壓器的電路圖。
附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明如下DL-主斷路器、D-電動(dòng)機(jī)、 J-接觸器、ZB-變壓器、G1G2-隔離開關(guān)、ZR-阻容吸收器、Y-電壓互感器、L-電流互感器、K-控制器、r-轉(zhuǎn)速傳感器五具體實(shí)施方式
參見圖1，本實(shí)用新型是一種數(shù)階式高壓軟啟動(dòng)器，其核心是選用一臺(tái)變壓器ZB，尤其是一種有載調(diào)壓自耦變壓器，其高壓側(cè)與電網(wǎng)連接，電動(dòng)機(jī)D接在低壓側(cè)。
高壓軟起動(dòng)器GRQ中還配置有阻容吸收器ZR以進(jìn)行操作過電壓保護(hù)，配置有電流互感器L和電壓互感器Y以采集電流和電壓技術(shù)參量，在電動(dòng)機(jī)D上配置轉(zhuǎn)速傳感器r以采集轉(zhuǎn)速的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，并進(jìn)入控制器K統(tǒng)籌整合。
電動(dòng)機(jī)D起動(dòng)前由智能型控制器K確認(rèn)，G1，G2為合閘位置，DL，J為分閘位置，變壓器ZB調(diào)壓開關(guān)的抽頭處于最低位置(n點(diǎn))。
起動(dòng)時(shí)有遠(yuǎn)方或者就地操作，合上主斷路器DL，這時(shí)電動(dòng)機(jī)D所加電壓為指定的降低電壓，以保證電動(dòng)機(jī)D足夠的起動(dòng)力矩，電動(dòng)機(jī)D開始轉(zhuǎn)動(dòng)，慢慢從0升速，調(diào)壓開關(guān)動(dòng)觸頭緩慢在逆時(shí)針向“1點(diǎn)“轉(zhuǎn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)D入口電壓高。
參見圖2，本實(shí)用新型的變壓器ZB選擇有載調(diào)壓自耦變壓器時(shí)，有載調(diào)壓自耦變壓器的TKa，TKb，TKc分別為A，B，C三項(xiàng)的有載調(diào)壓開關(guān)，它有1～n個(gè)抽頭，其輸出0點(diǎn)接高壓電動(dòng)機(jī)D并隨之緩慢升高，轉(zhuǎn)速也同步升速。當(dāng)調(diào)壓開關(guān)TK開動(dòng)觸頭轉(zhuǎn)動(dòng)到“1”點(diǎn)時(shí)，電動(dòng)機(jī)D入口電壓已升壓至95％以上，轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速。這是由控制器K指令接觸器J合閘，將有載調(diào)壓自耦變壓器短接，電動(dòng)機(jī)D100％接受全電壓，轉(zhuǎn)速升到額定轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，完成“軟”起動(dòng)過程。
起動(dòng)過程中，起動(dòng)電壓，起動(dòng)電流和轉(zhuǎn)速的運(yùn)行狀況，將由控制器K進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)視和記錄，通過液晶屏給出動(dòng)畫。如果帶有輸出接口，控制器K還可上網(wǎng)，通過互聯(lián)網(wǎng)適時(shí)跟蹤，實(shí)現(xiàn)遙控、遙測(cè)、遙調(diào)和網(wǎng)上互動(dòng)，如有異常故障，則由原有的繼電保護(hù)裝置B動(dòng)作，發(fā)出信號(hào)或跳閘指令進(jìn)行保護(hù)。
起動(dòng)完成后，也可打開隔離開關(guān)(G1，G2)，將有載調(diào)壓自耦變壓器退出進(jìn)行檢修。
如果將上述起動(dòng)過程反向操作，則可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)D的“軟”停機(jī)。
權(quán)利要求1.一種數(shù)階式高壓軟啟動(dòng)器，其特征在于所述高壓軟啟動(dòng)器(GRQ)包括變壓器(ZB)，所述變壓器(ZB)高壓端通過主斷路器(DL)與電網(wǎng)連接，低壓端與電動(dòng)機(jī)(D)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)階式高壓軟啟動(dòng)器，其特征在于所述變壓器(ZB)為有載調(diào)壓自耦變壓器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)階式高壓軟啟動(dòng)器，其特征在于所述高壓軟啟動(dòng)器(GRQ)還包括接觸器(J)，所述接觸器(J)與變壓器(ZB)并聯(lián)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的數(shù)階式高壓軟啟動(dòng)器，其特征在于所述變壓器(ZB)外接有控制器(K)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)階式高壓軟啟動(dòng)器，其特征在于所述變壓器(ZB)外還串接有阻容吸收器(ZR)，所述阻容吸收器(ZR)另一端接地。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的數(shù)階式高壓軟啟動(dòng)器，其特征在于所述變壓器(ZB)外還串接有電流互感器(L)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的數(shù)階式高壓軟啟動(dòng)器，其特征在于所述變壓器(ZB)外還串接有電壓互感器(Y)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的數(shù)階式高壓軟啟動(dòng)器，其特征在于所述電動(dòng)機(jī)(D)外還接有轉(zhuǎn)速傳感器(r)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的數(shù)階式高壓軟啟動(dòng)器，其特征在于所述變壓器(ZB)兩端分別通過隔離開關(guān)(G1、G2)與電網(wǎng)和電動(dòng)機(jī)(D)連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及數(shù)階式高壓軟啟動(dòng)器。其技術(shù)解決方案為所述的高壓軟啟動(dòng)器GRQ包括變壓器ZB，變壓器ZB高壓端通過主斷路器DL與電網(wǎng)連接，低壓端與電動(dòng)機(jī)D連接。其具有不會(huì)污染電網(wǎng)、節(jié)省能源、可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、啟動(dòng)效率高、可調(diào)范圍大、可連續(xù)工作、可實(shí)現(xiàn)軟停機(jī)、工作容量大等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02P1/26GK2899277SQ200620078790
公開日2007年5月9日 申請(qǐng)日期2006年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月13日
發(fā)明者弋東方, 弋戈, 弋揚(yáng) 申請(qǐng)人:弋東方, 弋戈, 弋揚(yáng)