带无功补偿的高压固态软起动器的制作方法

1.本实用新型涉及电动机起动设备领域，具体而言，涉及一种带无功补偿的高压固态软起动器。


背景技术：

2.目前，传统的高压电动机采用直接起动或降压起动的方式，直接起动对配电容量要求高，对电机及电网都有冲击，故一般采用降压起动方式。
3.电机类的传动型负载在长期运行中都会存在无功功率的损耗，大部分电机为异步电动机，其等效电路可看作电阻和电感的串联电路，其电压与电流的相位差较大，从而使电网功率因数降低，较低的功率因数降低了设备利用率，增加了供电投资，有损电压质量，降低了设备使用寿命，增加了线损。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的在于提供一种带无功补偿的高压固态软起动器，以至少解决现有技术中的异步电机在运行过程中电压与电流的相位差较大导致电网功率因数较低的问题。
5.为了实现上述目的，本实用新型提供了一种带无功补偿的高压固态软起动器，包括：高压开关装置，高压开关装置用于与外部三相电源连接以引入三相电压；高压固态软起动装置，高压固态软起动装置的进线端与高压开关装置的出线端连接；高压无功补偿装置，高压无功补偿装置的进线端与高压固态软起动装置的出线端连接；其中，高压固态软起动装置的出线端与电动机的进线端连接以使高压无功补偿装置与电动机相互并联。
6.进一步地，高压固态软起动装置包括：电源进线端子，电源进线端子用于与高压开关装置的出线端连接；晶闸管组件和第一真空接触器，晶闸管组件的进线端和第一真空接触器的进线端均与电源进线端子相互串联且晶闸管组件和第一真空接触器相互并联；第一电流互感器，第一电流互感器的进线端与晶闸管组件的出线端和第一真空接触器的出线端均连接以使第一电流互感器与晶闸管组件和第一真空接触器组成的并联电路相互串联；其中，电动机的进线端以及高压无功补偿装置的进线端与第一电流互感器的出线端连接。
7.进一步地，高压固态软起动装置还包括：电压互感器和熔断器，电压互感器的进线端通过熔断器与电源进线端子连接。
8.进一步地，高压固态软起动装置还包括：第一高压传感器，第一高压传感器与电源进线端子串联。
9.进一步地，高压固态软起动装置还包括：第一避雷器、电机接线端子以及补偿接线端子，电机接线端子和补偿接线端子通过第一避雷器与第一电流互感器的出线端连接；其中，电机接线端子与电动机的进线端连接，补偿接线端子与高压无功补偿装置的进线端连接。
10.进一步地，高压无功补偿装置包括：补偿进线端子，补偿进线端子与高压固态软起
动装置的出线端连接；第二电流互感器，第二电流互感器与补偿进线端子相互串联；第二真空接触器，第二真空接触器与第二电流互感器相互串联；高压电容器，高压电容器与第二真空接触器相互串联；高压电抗器，高压电抗器与高压电容器相互串联；放电线圈，放电线圈与高压电容器相互并联。
11.进一步地，高压无功补偿装置还包括：第二高压传感器，设置在补偿进线端子和第二电流互感器之间，第二高压传感器与补偿进线端子和第二电流互感器相互串联。
12.进一步地，高压无功补偿装置还包括：第二避雷器，第二避雷器与高压电容器相互串联并与放电线圈相互并联。
13.进一步地，高压无功补偿装置还包括：喷逐式熔断器，喷逐式熔断器设置在第二避雷器和高压电容器之间，喷逐式熔断器与第二避雷器和高压电容器相互串联。
14.进一步地，高压无功补偿装置还包括：绝缘支柱，喷逐式熔断器通过绝缘支柱与第二避雷器连接。
15.应用本实用新型技术方案的带无功补偿的高压固态软起动器，包括高压开关装置、高压固态软起动装置以及高压无功补偿装置，高压开关装置用于与外部三相电源连接以引入三相电压；高压固态软起动装置的进线端与高压开关装置的出线端连接；高压无功补偿装置的进线端与高压固态软起动装置的出线端连接；高压固态软起动装置的出线端与电动机的进线端连接以使高压无功补偿装置与电动机相互并联。高压固态软起动装置的起动电流及初始电压可调，限流1至5倍可调，变压器容量可以相对减小，实现较好的节能效果；同时对电网冲击小，也有利于电机绝缘，尤其在电网差的地方具有明显的效果；高压无功补偿装置使电动机的电压与电流的相位差变小，使功率因数提高，有效提高设备利用率，减少供电投资，提高电压质量以及设备使用寿命，减小线损。解决了现有技术中的异步电机在运行过程中电压与电流的相位差较大导致电网功率因数较低的问题。
附图说明
16.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
17.图1是根据本实用新型实施例可选的一种带无功补偿的高压固态软起动器的电路结构示意图；
18.图2是根据本实用新型实施例可选的一种带无功补偿的高压固态软起动器的软起动装置的结构示意图；
19.图3是根据本实用新型实施例可选的一种带无功补偿的高压固态软起动器的无功补偿装置的结构示意图。
20.其中，上述附图包括以下附图标记：
21.10、高压开关装置；20、高压固态软起动装置；21、电源进线端子；22、晶闸管组件；23、第一真空接触器；24、第一电流互感器；25、电压互感器；26、熔断器；27、第一高压传感器；28、第一避雷器；29、电机接线端子；210、补偿接线端子；211、软起动柜；30、高压无功补偿装置；31、补偿进线端子；32、第二电流互感器；33、第二真空接触器；34、高压电容器；35、高压电抗器；36、放电线圈；37、第二高压传感器；38、第二避雷器；39、喷逐式熔断器；310、绝
缘支柱；311、补偿柜；40、电动机。
具体实施方式
22.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
23.本实用新型实施例的带无功补偿的高压固态软起动器，如图1至图3所示，包括高压开关装置10、高压固态软起动装置20以及高压无功补偿装置30，高压开关装置10用于与外部三相电源连接以引入三相电压；高压固态软起动装置20的进线端与高压开关装置10的出线端连接；高压无功补偿装置30的进线端与高压固态软起动装置20的出线端连接；高压固态软起动装置20的出线端与电动机40的进线端连接以使高压无功补偿装置30与电动机40相互并联。高压固态软起动装置20的起动电流及初始电压可调，限流1至5倍可调，变压器容量可以相对减小，实现较好的节能效果；同时对电网冲击小，也有利于电机绝缘，尤其在电网差的地方具有明显的效果；高压无功补偿装置30使电动机40的电压与电流的相位差变小，使功率因数提高，有效提高设备利用率，减少供电投资，提高电压质量以及设备使用寿命，减小线损。解决了现有技术中的异步电机在运行过程中电压与电流的相位差较大导致电网功率因数较低的问题。
24.具体实施时，高压固态软起动装置20包括电源进线端子21、晶闸管组件22、第一真空接触器23、第一电流互感器24、电压互感器25、熔断器26、第一高压传感器27、第一避雷器28、电机接线端子29、补偿接线端子210以及软起动柜211。电源进线端子21由软起动柜211的底部穿入软起动柜211内部，电源进线端子21与高压开关装置10的出线端连接将三相电压引入高压固态软起动装置20，使外部电源接入设备时工序简单便捷；晶闸管组件22的进线端和第一真空接触器23的进线端均与电源进线端子21相互串联且晶闸管组件22和第一真空接触器23相互并联，晶闸管组件22是高压固态软起动装置20实现降压起动的核心器件，在工作过程中通过控制板来逐步打开晶闸管的开度，使加到电动机40的主回路电压从设置的35％逐渐上升到全压(100％)，以此来实现高压电机的降压起动，全压后自动切换到旁路接触器运行；第一真空接触器23为高压固态软起动装置20的旁路器件，在高压固态软起动装置20运行完成后，通过控制板的自动逻辑控制第一真空接触器23工作，母线电压将通过第一真空接触器23接入电动机40运行；第一高压传感器27位于晶闸管组件22的进线端和电源进线端子21之间，从而使第一高压传感器27与电源进线端子21串联，系统电压经过第一高压传感器27进行转换，用于高压固态软起动装置20上带电显示器及电磁锁的工作，带电显示器用于提示目前三相主电的上电情况，电磁锁用于柜体带电后闭锁柜门，防止操作人员带电作业；电压互感器25的进线端通过熔断器26与电源进线端子21连接，电压互感器25把高电压按比例关系变换成100v或更低等级的标准二次电压；在高压固态软起动装置20里作用一是电压表显示，作用二是高压固态软起动装置20的主板母线电压的检测，通过该检测电压实现电机的过电压和欠电压的保护，延长电机的使用寿命；熔断器26在设备通电运行时保护电压互感器25，防止在系统过电压时对电压互感器25的损坏；第一电流互感器24的进线端与晶闸管组件22的出线端和第一真空接触器23的出线端均连接以使第一电流互感器24与晶闸管组件22和第一真空接触器23组成的并联电路相互串联；第一电流互感器24把数值较大的一次电流通过一定的变比转换为数值较小的二次电流，一是用于仪表测
量显示，作用二是高压固态软起动装置20的电流采样，电流采样作用是起动过程中的限流及正常运行时对电机的过载等故障的保护；电机接线端子29和补偿接线端子210设置在软起动柜211底部的另一侧并由软起动柜211底部穿出软起动柜211，电机接线端子29和补偿接线端子210通过第一避雷器28与第一电流互感器24的出线端连接，第一避雷器28用于保护电气设备免受雷击时高瞬态过电压危害，并限制续流时间，也常限制续流幅值的一种电器；保护高压固态软起动装置20免受雷击后晶闸管组件22的损坏；电机接线端子29与电动机40的进线端连接，补偿接线端子210与高压无功补偿装置30的进线端连接。
25.进一步地，高压无功补偿装置30包括补偿进线端子31、第二电流互感器32、第二真空接触器33、高压电容器34、高压电抗器35、放电线圈36、第二高压传感器37、第二避雷器38、喷逐式熔断器39、绝缘支柱310以及补偿柜311，补偿进线端子31由补偿柜311的底部穿过进入补偿柜311内部；补偿进线端子31与高压固态软起动装置20的补偿接线端子210连接；第二电流互感器32和第二高压传感器37固定安装在补偿柜311的内侧壁上，第二高压传感器37、第二电流互感器32、第二真空接触器33、第二避雷器38、喷逐式熔断器39、高压电容器34和高压电抗器35依次串联并与补偿进线端子31相互串联；第二电流互感器32在高压无功补偿装置30的作用一是用于仪表对电容器工作时放电电流测量的显示，作用二是微机综保电流采样，通过微机综保对高压电容器进行实时保护；系统电压经过第二高压传感器37进行转换，用于高压无功补偿装置30上带电显示器及电磁锁的工作，带电显示器用于提示目前三相主电的上电情况，电磁锁用于柜体带电后闭锁柜门，防止操作人员带电作业；第二真空接触器33用于接通高压电容器与配电系统的器件，接收到外部投切命令后，该接触器吸合，高压电容器开始工作，补偿系统无功功率；高压电容器34用于补偿无功功率的器件，投切接触器吸合后高压电容器工作；高压电容器34在补偿功率的时候，往往会受到谐波电压和谐波电流的冲击，造成电容器损坏和功率因数降低，为此，高压电抗器35就在补偿的时候进行谐波治理，保护电容器；放电线圈36使电容器组从电力系统中切除后的剩余电荷迅速泄放，可以有效的防止电容器组再次合闸时，由于电容器仍带有电荷而产生危及设备安全的合闸过电压和过电流，并确保检修人员的安全；第二避雷器38保护高压无功补偿装置30免受雷击后高压电容器34的损坏；喷逐式熔断器39对高压电容器34提供过载和短路保护。
26.具体地，喷逐式熔断器39设置在第二避雷器38和高压电容器34之间，喷逐式熔断器39通过绝缘支柱310与第二避雷器38连接；放电线圈36与第二避雷器38和喷逐式熔断器39组成的串联电路相互并联。
27.本实用新型实施例的带无功补偿的高压固态软起动器采用的总进线方式为下进下出，高压固态软起动装置20和高压无功补偿装置30通过电缆连接，高压固态软起动装置20一路电源进线，两路出线，一路接电动机40、一路接高压无功补偿装置30；高压固态软起动装置20提供给高压无功补偿装置30a相电流，b、c相电压信号，用于功率因数表的显示，功率因数表安装于高压无功补偿装置30的仪表门上，将高压固态软起动装置20提供的a相电流、b c相电压接入功率因数表，当高压固态软起动装置20运行正常后，提供给高压无功补偿装置30一个投入信号，此时高压无功补偿装置30的高压电容器34开始对无功进行补偿，功率因数表将采集的a相电流、b c相电压进行转换，显示出进行无功补偿后的功率因数，进行无功补偿后功率因数应该在0.9以上视为正常。
28.本实用新型实施例的带无功补偿的高压固态软起动器在满足高压电机降压起动的功能外，更大程度的提高电网的安全稳定水平，降低网络消耗，大幅度提升现有电网的输电能力，改善用户侧电能质量，提高用电效率及电机的利用率。
29.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。