湖北襄陽忠東機(jī)電設(shè)備有限公司
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高壓開關(guān)固態(tài)軟起一體柜結(jié)構(gòu)與性能特點(diǎn)
一、技術(shù)概述
完整的ZDGR系列軟起動裝置是一個標(biāo)準(zhǔn)的電機(jī)起動、保護(hù)裝置,用來控制和保護(hù)高壓交流電機(jī)。標(biāo)準(zhǔn)的ZDGR產(chǎn)品主要由以下部件組成:高壓可控硅模塊、可控硅保護(hù)部件、光纖觸發(fā)部件、真空開關(guān)部件、信號采集與保護(hù)部件、系統(tǒng)控制與顯示部件。
可控硅模塊:每相中采用相同參數(shù)的可控硅串并聯(lián)安裝在一起。根據(jù)所使用電網(wǎng)的峰值電壓要求,選擇可控硅串聯(lián)的數(shù)量不同。
閥體保護(hù)單元:包括由RC網(wǎng)絡(luò)組成的過電壓吸收網(wǎng)絡(luò)、由均壓單元組成的均壓保護(hù)網(wǎng)絡(luò)。
光纖觸發(fā)部件:采用強(qiáng)觸發(fā)脈沖電路,保證觸發(fā)的一致性和可靠性;利用光纖觸發(fā)進(jìn)行可靠高低壓隔離。
真空開關(guān)部件:在起動完成后,三相真空接觸器自動吸合,電動機(jī)投入電網(wǎng)運(yùn)行。
信號采集與保護(hù)部件:通過電壓互感器、電流互感器、避雷器、零序電流互感器對主回路電壓、電流信號進(jìn)行采集,主CPU控制并進(jìn)行相應(yīng)保護(hù)。
系統(tǒng)控制與顯示部件:32位ARM核微控制器執(zhí)行中心控制、中文液晶人機(jī)界面顯示。
1.1、使用條件
環(huán)境溫度:-25℃~+50℃
使用場所:戶內(nèi),不受陽光直射,無塵埃、腐蝕性氣體、易燃易爆氣體、油霧、水蒸汽、滴水或鹽分防雨防潮
濕度:5%-95%,無水珠凝結(jié)
振動:低于5.9m/sec2(=0.6g)
無金屬屑,導(dǎo)電塵埃,腐蝕氣體及劇烈震動的場所
海拔高度: ≤1500米(大于1500米需要降容使用);
1.2、技術(shù)參數(shù)
負(fù)載種類:三相中高壓鼠籠式異步、同步電機(jī)
額定電壓:3KV、6KV、10KV±30%
電源頻率: 50Hz
適配功率:710KW
電機(jī)的滿載電流:15-9999 可調(diào)
起始電壓:(20~100%)Ue 可調(diào)
起始電流:(20~100%)Ie 可調(diào)
限流倍數(shù):100-500%Ie 可調(diào)
起動/停止時間: 0-120S 可調(diào)
四種起動控制曲線: 電壓斜坡起動指數(shù)曲線
電壓斜坡起動線性曲線
電流斜坡起動指數(shù)曲線
電流斜坡起動線性曲線
突跳電壓:20-100%Ue 可調(diào) 突跳時間: 0-2000ms 可調(diào)
起動頻次:1—6次/小時
每兩次間隔時間不少于10分鐘
接地方式:三相,中性點(diǎn)不接地
通訊接口:RS-485接口
冷卻方式:自然風(fēng)冷
主回路進(jìn)出線方式:下進(jìn)下出
控制方式:一拖一
防護(hù)等級: IP32
1.3、工作原理
1.3.1 高壓固態(tài)軟起動裝置采用計算機(jī)控制技術(shù)和電力電子技術(shù)相結(jié)合,主回路的開關(guān)元件采用高壓大功率晶閘管,通過控制晶閘管來實(shí)現(xiàn)輸出電壓,起動電流根據(jù)起動條件得到最優(yōu)控制,實(shí)現(xiàn)電動機(jī)的平穩(wěn)起停。
1.3.2 高壓固態(tài)軟起動裝置通過控制晶閘管可降低加在電機(jī)上的電壓,然后通過慢慢地控制加在電機(jī)上的電壓和電流平滑地增加電機(jī)轉(zhuǎn)矩,直到電機(jī)加速到全速運(yùn)行,可以有效減小起動電流,同時晶閘管靜態(tài)、動態(tài)均壓保護(hù)措施,應(yīng)具有技術(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)緊湊、安全可靠、維護(hù)方便等特點(diǎn)。
1.3.3 高壓固態(tài)軟起動裝置柜體采用焊接結(jié)構(gòu),具有防塵性好、結(jié)構(gòu)緊湊、美觀大方的特點(diǎn)。
1.3.4 高壓固態(tài)軟起動裝置通過控制晶閘管可降低加在電機(jī)上的電壓,起動電流為額定電流的1~5倍可調(diào)。
1.3.5 高壓固態(tài)軟起動裝置采用信號多級處理及隔離技術(shù),具有很強(qiáng)的抗干擾能力。
1.3.6 高壓固態(tài)軟起動裝置能準(zhǔn)確的采集高壓主回路的同步信號和電流信號,有效的實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。
1.3.7 高壓固態(tài)軟起動裝置具有旁路功能,起動完成后無擾切到工頻運(yùn)行。
1.4、保護(hù)功能
1.4.1 過載保護(hù)共6級保護(hù)級別,根據(jù)所設(shè)定的過載保護(hù)曲線進(jìn)行保護(hù);
1.4.2 過流保護(hù):20—500%Ie 通過檢測運(yùn)行過程中的電流實(shí)現(xiàn)運(yùn)行過程中的過流保護(hù);
1.4.3 過壓保護(hù):主電網(wǎng)電壓上升到120%額定電壓時,延遲1~10S(可調(diào)),跳閘保護(hù);
1.4.4 欠壓保護(hù):主電網(wǎng)電壓低于額定電壓70%時,延遲時間1~10S(可調(diào)),跳閘保護(hù);
1.4.5 缺相保護(hù):當(dāng)任意一相缺失時,跳閘保護(hù);
1.4.6 相序保護(hù):可設(shè)置相序檢測,當(dāng)檢測到相序錯誤時保護(hù);
1.4.7 相電流不平衡:主回路電流不平衡度超過設(shè)定數(shù)值(0~100%可調(diào)),跳閘保護(hù);
1.4.8 晶閘管過溫保護(hù):當(dāng)晶閘管散熱器溫度超過85℃時,跳閘保護(hù);
1.4.9 起動超時保護(hù):在設(shè)定的最長起動時間內(nèi)(0~120S可調(diào)),電動機(jī)仍未達(dá)到全速,跳閘保護(hù);
1.4.10零序保護(hù):當(dāng)檢測到漏電電流時,跳閘保護(hù)
1.4.11具有自檢程序:開機(jī)自檢
1.5、技術(shù)特點(diǎn)及配置
1.5.1 免維護(hù):可控硅是無觸點(diǎn)的電子器件,不同于其他類型的產(chǎn)品需經(jīng)常維護(hù)液體和部件等,把機(jī)械壽命變?yōu)殡娮釉褂脡勖B續(xù)運(yùn)行數(shù)年也無需停機(jī)維護(hù)。
1.5.2 安裝使用簡單:ZDGR是一個完整的電機(jī)起動控制和保護(hù)系統(tǒng)。在加高壓運(yùn)行前,允許使用低壓對整個系統(tǒng)進(jìn)行電氣測試。
1.5.3 采用高壓功率晶閘管,組件式結(jié)構(gòu)、模塊化設(shè)計,便于安裝維護(hù)。
1.5.4 具有多重過電壓吸收、保護(hù)技術(shù)
1.5.5 內(nèi)置有直接起動容量的真空接觸器,在檢修過程中或出現(xiàn)故障時,電動機(jī)可以采用直接起動方式工作,保證生產(chǎn)的連續(xù)性。
1.5.6 采用32位ARM核微控制器執(zhí)行中心控制,控制實(shí)時高效、顯示直觀、可靠性高、穩(wěn)定性好。
1.5.7 采用國外著名高抗干擾性的數(shù)字式觸發(fā)器與光纖隔離技術(shù)、使得裝置的高、低壓做到可靠的隔離。
1.5.8 采用中文液晶顯示系統(tǒng),操作界面人性化。
1.5.9 RS-485通訊接口,標(biāo)準(zhǔn)MODBUS協(xié)議。可與上位機(jī)或集中控制中心進(jìn)行通信。
1.5.10所有電路板均經(jīng)過嚴(yán)格的老化實(shí)驗,并進(jìn)行三防處理,主板及所有控制板CPU全部選用原裝進(jìn)口產(chǎn)品。
1.5.11電壓取樣采用電磁式電壓互感器取樣線性好,抗干擾性強(qiáng),無零漂
1.5.12高壓固態(tài)軟起動裝置有三相電壓、三相電流顯示。保護(hù)功能:缺相、欠壓、過壓、過流、過載等,采用RS485接口引至集中監(jiān)控。
1.5.13高壓固態(tài)軟起動裝置母線采用優(yōu)質(zhì)電解銅,純度達(dá)到99.99%,載流量及截面積按設(shè)計要求,柜內(nèi)結(jié)構(gòu)采用高絕緣性能材料模具作支撐,進(jìn)、出接線易于接線,柜內(nèi)有固定線卡。
1.5.14高壓固態(tài)軟起動裝置預(yù)留系統(tǒng)信號接點(diǎn):
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ① 輸出信號接點(diǎn):
運(yùn)行狀態(tài)信號:常開觸點(diǎn) 停止?fàn)顟B(tài)信號:常閉觸點(diǎn)
故障狀態(tài)信號:常開觸點(diǎn) 4~20mA模擬輸出信號
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ② 外部輸入信號接點(diǎn):
遠(yuǎn)程起動信號輸入: 無源常開接點(diǎn) 遠(yuǎn)程停機(jī)信號輸入: 無源常閉接點(diǎn)
DCS起動信號輸入: 無源常開接點(diǎn) DCS停機(jī)信號輸入: 無源常閉接點(diǎn)
開關(guān)柜就緒信號輸入: 無源常開接點(diǎn)
1.6、操作/控制方式
4.7.1 輸入方式:菜單化,中文液晶人機(jī)界面顯示;
4.7.2 設(shè)有本地、遠(yuǎn)程(外部干接點(diǎn))、DCS、通迅(485接口、Modbus)控制功能;
1.7、外形尺寸
軟起動柜外形尺寸為1000×1500×2300(寬×深×高),內(nèi)部布局滿足安全、接線方便、檢修方便等要求。
二、起動特點(diǎn)
2.1、軟起動控制模式
軟起\軟停電壓(電流)特性曲線
ZDGR系列軟起動裝置有多種起動方式:限流軟起動、電壓線性曲線起動、電壓指數(shù)曲線起動、電流線性曲線起動,電流指數(shù)曲線起動;多種停車方式:自由停車、軟停車、制動剎車,軟停+制動剎車,還具有點(diǎn)動功能。用戶可根據(jù)負(fù)載不同及具體使用條件選擇不同的起動方式和停車方式。
2.1、限流軟起動
使用限流軟起動模式時,起動時間設(shè)置為零,軟起動裝置得到起動指令后,其輸出電壓迅速增加,直至輸出電流達(dá)到設(shè)定電流限幅值Im,輸出電流不再增大,電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)加速持續(xù)一段時間后電流開始下降,輸出電壓迅速增加,直至全壓輸出,起動過程完成。
2.2、電壓指數(shù)曲線
輸出電壓以設(shè)定的起動時間按照指數(shù)特性上升,同時輸出電流以一定的速率增加,當(dāng)起動電流增至限幅值Im時,電流保持恒定,直至起動完成。使用此模式時,需同時設(shè)定起動時間和限流倍數(shù)。
2.3、電壓線性曲線
輸出電壓以設(shè)定的起動時間按照線性特性上升,同時輸出電流以一定的速率增加,當(dāng)起動電流增至限幅值Im時,電流保持恒定,直至起動完成。
2.4、電流指數(shù)曲線
輸出電流以設(shè)定的起動時間按照指數(shù)特性上升,當(dāng)起動電流增至限幅值Im時,電流保持恒定,直至起動完成。使用此模式時,需同時設(shè)定起動時間和限流倍數(shù)。
2.5、電流線性曲線
輸出電流以設(shè)定的起動時間按照線性特性上升,當(dāng)起動電流增至限幅值Im時,電流保持恒定,直至起動完成。
2.6、突跳轉(zhuǎn)矩軟起動
突跳轉(zhuǎn)矩軟起動模式主要應(yīng)用在靜態(tài)阻力比較大的負(fù)載電動機(jī)上,通過施加一個瞬時較大的起動力矩以克服大的靜摩擦力矩。該模式下輸出電壓迅速達(dá)到設(shè)定的突跳電壓,當(dāng)達(dá)到預(yù)先設(shè)定的突跳時間后降為起始電壓,再根據(jù)所設(shè)定的起始電壓\電流、起動時間平穩(wěn)起動,直至起動完成。
2.7、自由停車
當(dāng)軟停車時間和剎車時間同時設(shè)置為零時為自由停車模式,軟起動裝置接到停機(jī)指令后,首先封鎖旁路接觸器的控制繼電器并隨即封鎖主電路晶閘管的輸出,電動機(jī)依負(fù)載慣性自由停機(jī)。
2.8、軟停車
當(dāng)軟停車時間設(shè)定不為零時,在全壓狀態(tài)下停車則為軟停車,在該方式下停機(jī),軟起動裝置首先斷開旁路接觸器,軟起動裝置的輸出電壓在設(shè)定的軟停車時間內(nèi)逐漸降至所設(shè)定的軟停終止電壓值,軟停車過程結(jié)束起動裝置轉(zhuǎn)為剎車制動狀態(tài)(剎車時間不為零)或自由停止。
2.9、制動剎車
當(dāng)軟起動裝置設(shè)置了剎車時間并且選擇了剎車時間繼電器輸出,則當(dāng)軟起動裝置自由停止后,剎車時間繼電器輸出信號在停(剎)車時間內(nèi)保持有效。用該時間繼電器輸出信號控制外置制動單元或機(jī)械抱閘電氣控制單元。
2.10、軟停+制動剎車
當(dāng)軟起動裝置設(shè)置了軟停時間,并且設(shè)置了剎車時間,軟起動裝置首先斷開旁路接觸器,軟起動裝置的輸出電壓在設(shè)定的軟停車時間內(nèi)逐漸降至所設(shè)定的軟停終止電壓值,軟停車過程結(jié)束后在所定的剎車時間內(nèi)剎車。
三、結(jié)構(gòu)特性
3.1 結(jié)構(gòu)和外殼
3.1.1結(jié)構(gòu):結(jié)構(gòu)采用GB11022-1999-T高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備的共用技術(shù)要求,在柜體中應(yīng)用密封處理,減少對機(jī)器內(nèi)部的污染,布局合理。先進(jìn)的數(shù)字觸發(fā)系統(tǒng)將低壓控制通過光纖連接到高壓部分,便捷的維修設(shè)計允許各相模塊可以迅速單獨(dú)進(jìn)行更換。為運(yùn)行安全起見,高壓部分和低壓部分完全隔離開來。
3.1.2CGR-HA整體結(jié)構(gòu)被劃分為3個相互絕緣的部分。由高壓可控硅模塊、閥體保護(hù)單元、真空開關(guān)部件等組成的高壓回路;由光纖觸發(fā)部件、信號采集與保護(hù)部件組成的可控硅觸發(fā)及信號采集與系統(tǒng)保護(hù)單元;由系統(tǒng)控制與顯示部件構(gòu)成的系統(tǒng)控制和人機(jī)交互單元;3個單元之間相互絕緣,做到高、低壓之間的可靠隔離。電源電纜可以從機(jī)柜的底部位置進(jìn)入,在柜體內(nèi)留有足夠的空間以便于接電源進(jìn)線、電機(jī)電纜從機(jī)柜的底部位置進(jìn)入允許適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行彎曲。
3.1.3接地:為保障CGR-HA的可靠運(yùn)行,機(jī)柜中各控制單元地線相連接至機(jī)柜的下部接地銅排上。
3.1.4柜體特點(diǎn):柜體采用優(yōu)質(zhì)冷軋鋼板,各部件經(jīng)數(shù)控機(jī)床加工,折彎后焊接而成;所有部件具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度,能承受運(yùn)輸、安裝及運(yùn)行時短路所引起的作用力而不致?lián)p壞變形;采用先進(jìn)的噴塑工藝,柜體外形美觀大方,柜體防護(hù)等級可達(dá)IP32。
3.2、主母線和分支母線系統(tǒng)
3.2.1三相主母線的規(guī)格滿足連續(xù)供給額定電流的要求;三相系統(tǒng)支母線的規(guī)格滿足連續(xù)供給相關(guān)設(shè)備額定電流要求。
3.2.2母線、連接處及支承件有足夠的機(jī)械強(qiáng)度,能滿足機(jī)械和短路故障時產(chǎn)生的應(yīng)力要求。
3.2.3設(shè)備和母線之間單獨(dú)電路的連接線承受同一設(shè)備的額定電流。
3.2.4母線對地及相間絕緣滿足高壓試驗的要求,母線搭接處有絕緣搭接件與柜體隔。
3.2.5柜內(nèi)母線及有關(guān)部件能夠承受系統(tǒng)短路電流。
3.2.6母線和電流絕緣按照規(guī)范標(biāo)記或用不同顏色來標(biāo)記。
3.3 輔助及控制回路
3.3.1每個控制回路和輔助回路都設(shè)單獨(dú)的微型斷路器;
3.3.2所有控制線均為PVC線槽、內(nèi)層金屬軟管絕緣,導(dǎo)線銅芯截面為1.5mm2;
3.3.3導(dǎo)線終端有電線接線端子并標(biāo)有明顯的線號標(biāo)記,且線號與二次接線圖一致;
6.3.4柜內(nèi)控制線使用線槽敷設(shè),安裝在兩個不同單元器件之間的連線經(jīng)過端子排轉(zhuǎn)接。
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