專利名稱：：高壓變頻啟動柜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實用新型涉及一種高壓變頻器的配套裝置，確切地說，涉及一種其內(nèi)安裝有高壓啟動電阻和三相高壓接觸器，以便通過啟動電阻在上電瞬間的限流，使得高壓起動過程中啟動電流比較平緩、減小對電網(wǎng)造成沖擊影響的高壓變頻啟動柜，屬于高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
：隨著科技的飛速發(fā)展，高壓變頻器作為一種高新技術(shù)產(chǎn)品，正越來越廣泛的被用于火力發(fā)電廠、石油、化工、自來水、礦山、冶金等眾多行業(yè)內(nèi)的高壓大功率電機(jī)的智能控制，并且，以其在調(diào)速、軟啟動及智能化控制等方面的優(yōu)異性能得到了業(yè)界的廣泛認(rèn)可。參見圖1,介紹高壓變頻拒的一次線路圖，它主要由三個部分構(gòu)成1、隔離變壓器部分主要組件為副邊多繞組輸出的隔離變壓器，該隔離變壓器為各功率單元提供獨立的移相電源，能夠大大改善電網(wǎng)側(cè)的電流波形，降低設(shè)備對電網(wǎng)的諧波干擾。2、功率單元部分各相功率單元相互串聯(lián)，疊波升壓，根據(jù)電壓等級的不同，各相采用不同數(shù)量的功率單元串聯(lián)迭加，以得到不同電壓等級的輸出。其中功率單元的電原理圖如圖2所示，主要元器件為由絕緣柵雙極性晶體管IGBT組成的整流橋、電容、熔斷器等。功率單元的R、S、T進(jìn)線端連接變壓器二次線圈的三相低壓輸出，三相二極管全波整流為直流環(huán)節(jié)的電容充電，電容電壓提供給由IGBT組成的單相H形橋式逆變電路，由L1、L2輸出電壓。3、控制部分由控制器、人機(jī)界面板、液晶屏等組成。用于實現(xiàn)空間向量的PWM控制、與各功率單元之間的通訊、參數(shù)設(shè)置、運行記錄、故障保存以及數(shù)字和模擬信號的處理等功能。由圖2可知，功率單元內(nèi)裝有大容量的電容，在高壓變頻器開始加電時，這些電容從電網(wǎng)吸收電能充電時，將造成變頻器輸入側(cè)電流值瞬時升高，其峰值可能達(dá)到額定電流的10倍，這樣勢必對隔離變壓器造成大電流沖擊，長期如此的話，就會降低變壓器的使用壽命；這個現(xiàn)象同時也造成了電網(wǎng)電壓的瞬時跌落，影響電網(wǎng)的供電質(zhì)量。這個問題普遍存在于目前現(xiàn)有的各種高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)中，因此，盡快改進(jìn)上述問題，研制一種能夠使高壓變頻器的起動平緩、以減小對電網(wǎng)的沖擊的新i殳備已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)科技人員急需解決的一個熱點。
實用新型內(nèi)容有鑒于此，本實用新型的目的是提供一種能夠解決上述問題的高壓變頻啟動柜，該裝置內(nèi)安裝有高壓電阻和三相高壓接觸器，通過高壓電阻在上電瞬間的限流，使高壓變頻器的起動過程平緩，以減小對電網(wǎng)的沖擊；該裝置還能夠有效控制輸入側(cè)電流，使電網(wǎng)運行穩(wěn)定。為了達(dá)到上述目的，本實用新型提供了一種高壓變頻啟動拒，其特征在于該裝置位于高壓變頻拒的前端，連接三相電源，三相電源接入該啟動拒后，再引入高壓變頻拒的隔離變壓器和各個功率單元，然后輸出至負(fù)載端；該裝置拒體內(nèi)主回路的三相電源進(jìn)線端(Ll、L2、L3)上連接有三相高壓接觸器(KM)，該三相高壓接觸器(KM)的各相兩端(A、B、C)分別并聯(lián)一個用于將啟動電流限制在額定范圍內(nèi)的高壓電阻(Rl、R2、R3);當(dāng)高壓變頻柜的隔離變壓器上電，該高壓接觸器(KM)的合閘線圈閉合后，將該高壓接觸器(KM)接入主回路，同時將高壓電阻(R1、R2、R3)短路，以起到限流和保護(hù)的作用，并減小對電網(wǎng)的沖擊。該裝置的主回路的三相電源(A、B、C)上分別連接一個傳感器(SQ)，每個傳感器又分別連接一個從該傳感器內(nèi)部提取信號、以顯示各相電源的電源狀況的帶電顯示器(HL)。所述三相高壓接觸器(KM)的兩個常閉輔助觸點分別連接前、后門電磁鎖的電磁鎖線圈(DJS1、DJS2),—個常開輔助觸點連接合閘運行指示燈(HR),以便接觸器的主觸點吸合后，常閉觸點斷開，使得前、后門電磁鎖的電石茲鎖線圏(DJS1、DJS2)斷電，閉鎖前后門；同時，常開觸點吸合，使合閘運行指示燈(HR)點亮，表明啟動拒進(jìn)入運行狀態(tài)；該高壓接觸器(KM)的控制電路中還并聯(lián)接有一個旋鈕開關(guān)(SA)和由該旋紐開關(guān)控制的照明燈(EL),以便閉合該旋鈕開關(guān)(SA)后，照明燈點亮，能夠照亮啟動拒內(nèi)部，為用戶檢視和維護(hù)提供便利。該裝置拒體內(nèi)包括高壓接觸器(KM)、高壓電阻(Rl、R2、R3)、傳感器(SQ)和帶電顯示器(HL)的主回路的各個器件之間采用銅母排或高壓電纜連接，各個器件及其相互之間和其與柜體之間的安裝位置都要滿足國家標(biāo)準(zhǔn)中高壓設(shè)備的電氣規(guī)范和高壓拒體的技術(shù)規(guī)范各個電氣組件和高壓銅母排與拒體之間的電氣間隙和爬電距離均要滿足國家標(biāo)準(zhǔn)電氣間隙>100mm和爬電距離》120mm;柜體的框架結(jié)構(gòu)要能夠承受當(dāng)主回路出現(xiàn)短路時所產(chǎn)生的破壞力。所述帶電顯示器(HL)設(shè)有黃、綠、紅三相指示燈，并安裝在拒門上，當(dāng)該帶電顯示器點亮?xí)r，表示啟動拒高壓就緒；所述高壓接觸器帶電后、即點亮的合閘運行指示燈(HR)和照明旋鈕(SA)都安裝在拒門上，以便用于高壓警示和便于現(xiàn)場維護(hù)；所述兩個電磁鎖分別安裝在前、后兩個拒門上，當(dāng)接觸器帶電時，常閉觸點斷開，該兩個電磁鎖線圏都不帶電，拒門被閉鎖，無法打開；只有接觸器斷電后，才能打開拒門，保證操作人員的人身安全。該裝置拒體的上下部都留有進(jìn)、出線孔，其中進(jìn)線電纜可以通過電纜溝和架空進(jìn)線兩種方式接入拒內(nèi)。該裝置拒體用鋼板加工制成，表面設(shè)有噴涂層；拒體頂部四角分別設(shè)有一個用于現(xiàn)場吊裝該裝置就位的吊環(huán)；拒體尺寸采用模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，即拒內(nèi)結(jié)構(gòu)件尺寸均是以25mm為基本參^t組成系列產(chǎn)品，以與現(xiàn)有拒體尺寸兼容，并能夠擴(kuò)展，以滿足不同應(yīng)用場合的需要。所述高壓真空接觸器(KM)的型號是JCZ5-7.2(J)/D400，高壓電阻(Rl、R2、R3)的型號是ZX18-11.76/1C3，傳感器(SQ)的型號是CG1-12Q/130AB。上述三個器件都要滿足工頻耐壓35kV/(lmin)的規(guī)格要求；帶電顯示器(HL)的型號是DXNAC220V。本實用新型高壓變頻啟動拒的特點是柜內(nèi)安裝有高壓電阻、高壓接觸器等高壓組件，其中高壓電阻能有效降低高壓變頻器起動時的起動電流，并且，當(dāng)隔離變壓器帶電后，能迅速接入高壓接觸器，該高壓接觸器在短路高壓電阻的同時，投入變頻器的主回路，以使高壓變頻器的起動電流接近額定電流。該裝置作為一種工業(yè)級高壓電力產(chǎn)品，其拒內(nèi)各電氣組件之間及其與高壓母排之間以及各個一次組件與拒體之間的電氣間隙和爬電距離均應(yīng)滿足國家標(biāo)準(zhǔn)高壓設(shè)備的電氣規(guī)范和高壓拒體制造的技術(shù)規(guī)范。拒體構(gòu)件采用優(yōu)質(zhì)碳素鋼板制成，結(jié)構(gòu)設(shè)計堅固、簡單、實用、高效，既能達(dá)到很高的機(jī)械性能和表面性能，使得拒體的框架結(jié)構(gòu)能承受主回路出現(xiàn)短路時所產(chǎn)生的破壞力；又有利于裝配生產(chǎn)，降低制造成本。拒內(nèi)還安裝有便于運維人員操作和維護(hù)的照明設(shè)備以及防止誤操作的強(qiáng)制閉鎖裝置，以保證操作人員的人身安全和主回路的運行安全。此外，拒體設(shè)計充分考慮了可擴(kuò)展性和可兼容性，以方便與不同電壓等級、不同功率等級的變壓器拒和功率單元拒配合，組成系列化產(chǎn)品?？傊緦嵱眯滦?高壓變頻啟動拒具有很好的應(yīng)用前景。圖1是高壓變頻拒的主回路線路圖。圖2是是高壓變頻拒中的功率單元電原理圖。圖3是帶有啟動拒的高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的主回路線路圖。圖4是本實用新型高壓啟動拒的主回路線路圖圖5是本實用新型高壓啟動柜的控制電路電原理圖。圖6是本實用新型高壓啟動拒的軸測圖及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是本實用新型高壓啟動柜的右視圖圖8是本實用新型實施例-帶有啟動拒的高壓變頻拒的主視圖。具體實施方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。參見圖3和圖4，介紹帶有本實用新型高壓變頻啟動拒(簡稱高壓啟動拒)的高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的主回路線路圖，該高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)包括有兩個主要組成部分高壓啟動拒和高壓變頻柜，其中高壓變頻柜又由變壓器柜和功率單元拒組成。本實用新型高壓啟動拒的主要功能是降低起動電流。它置于高壓變頻拒的前端，連接三相電源，三相電源接入該啟動拒后，再引入高壓變頻拒的隔離變壓器和各個功率單元，然后由單元拒流出，輸出至負(fù)載端。本實用新型高壓啟動拒的主回路的三相電源進(jìn)線端(Ll、L2、L3)上連接有三相高壓接觸器(KM)，該三相高壓接觸器(KM)的各相兩端(A、B、C)分別并聯(lián)一個高壓電阻(Rl、R2、R3)，用于將啟動電流限制在額定范圍內(nèi)。帶電顯示器(HL)從連接至電源的傳感器(SQ)內(nèi)部提取信號，顯示電源端的供電狀況。其工作原理是在高壓變頻器上電時，電流通過該高壓啟動拒內(nèi)的高壓電阻(R1、R2、R3)將起動電流限制在額定范圍；當(dāng)高壓變頻拒的隔離變壓器(TR0)帶電后，接通內(nèi)部的380V電源，再經(jīng)過控制電路給接觸器(KM)合閘線圏供電，使接觸器(KM)的合閘線圈閉合，將該高壓接觸器(KM)接入主回路，同時將高壓電阻(R1、R2、R3)短路，起到限流和保護(hù)的作用，并減小對電網(wǎng)的沖擊。在本實用新型的實施例中，上述主要元器件選用的型號規(guī)格如下表所示:<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>參見圖5,介紹本實用新型高壓啟動拒的控制電路一一二次線路圖，所要實現(xiàn)的功能是當(dāng)接觸器(KM)的主觸點吸合后，輔助觸點也相應(yīng)動作常閉觸點斷開，使前、后門的電磁鎖線圈(DJS1、DJS2)斷電，閉鎖前后門；常開觸點吸合，使運行指示燈(HR)點亮，表明啟動拒進(jìn)入運行狀態(tài)。SA為旋鈕8開關(guān)，當(dāng)其閉合后，照明燈(EL)點亮，照亮啟動拒內(nèi)部，便于用戶檢視和維護(hù)。圖中，F(xiàn)U1、FU2為熔斷器。本實用新型在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，能很好地與不同電壓等級、不同功率等級的高壓變頻柜體相配合，具有良好的兼容性。下面參見圖6~圖8所示的實施例，詳細(xì)描述其結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點。高壓啟動柜內(nèi)安裝的接觸器8、高壓電阻15-R1、15-R2、15-R3等主回路的各個組件之間用進(jìn)線銅排7、出線銅排4或高壓電纜連接。各個元器件布置合理、規(guī)范，滿足國家標(biāo)準(zhǔn)對高壓電器件的電氣間隙(》100mm)和爬電距離(>120mm)的規(guī)定。前側(cè)左下門裝有帶電指示燈12，當(dāng)啟動拒內(nèi)的高壓進(jìn)線端(Ll、L2、L3)帶電時，帶電指示燈12的黃、綠、紅三相指示燈均點亮，表示啟動拒的高壓就緒。前側(cè)右上門裝有合閘運行指示燈10(HR)和照明燈旋鈕ll，當(dāng)接觸器8帶電后，合閘運行指示燈10(HR)點亮。拒內(nèi)裝有照明燈17，為現(xiàn)場維護(hù)提供便利。拒體后部裝有出線支架3，用于固定拒體輸出線纜。前、后側(cè)拒門均安裝有電磁鎖14、2，當(dāng)接觸器8帶電時，電》茲鎖線圈DJS1、DJS2不帶電，前、后側(cè)拒門都被閉鎖，無法打開。只有拒內(nèi)接觸器8斷電后，才能打開拒門，這樣能夠保證操作人員的人身安全。拒體頂部設(shè)有4個用于吊裝的吊環(huán)6，以利于啟動拒的現(xiàn)場安裝就位。圖中，l是接地銅排，5是傳感器，6是吊環(huán)，9是二次控制室，13是拒門的機(jī)械鎖，14是前門電磁鎖，16是絕緣子，18是拒體。本實用新型的拒體設(shè)計預(yù)留了兩種進(jìn)線方式通過電纜溝和架空進(jìn)線。在拒體的上下部均留有進(jìn)、出線孔，無論采用何種進(jìn)線方式都能夠滿足要求。該裝置的拒體選用優(yōu)質(zhì)鋼板，經(jīng)過數(shù)控設(shè)備的剪切、沖壓、折邊加工制成，表面采用噴涂工藝，能夠?qū)⒕荏w外形尺寸和裝配尺寸的公差控制得很精確，保證產(chǎn)品的裝配精度。另外，柜體尺寸采用模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，以25mm為基本模數(shù)，柜內(nèi)結(jié)構(gòu)件尺寸均是以此為基^^莫數(shù)形成系列；并與現(xiàn)有拒體尺寸兼容，同時具有擴(kuò)展功能，以使拒體尺寸發(fā)生變化而滿足不同場合的需要。這樣處理的好處是減少了再次設(shè)計的工作量，同時也縮短結(jié)構(gòu)生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)周期。本實用新型研制了實施例樣機(jī)，并進(jìn)行了實施試驗，該實施例樣機(jī)變頻器拒為6kV4000kW,其額定電流為450A。以下說明實驗時測試得到的數(shù)據(jù)，1、該啟動拒在剛開始上電時，主回路的電流流經(jīng)路徑為電源—高壓電阻—變頻拒—負(fù)載，實驗測得此時主回路的電流值為240A(有效值)。2、經(jīng)過280320ms的延時后，變壓器帶電，接觸器吸合，同時短路切斷高壓電阻，此時主回路的電流流經(jīng)路徑為電源—高壓接觸器—變頻拒—負(fù)載，實驗測得此時的主回路電流為1400A(峰值)。3、如果沒有添加啟動拒時，主回路的電流流經(jīng)路徑為電源—變頻拒—負(fù)載，主電路的電流理論值為4500A(峰值)。根據(jù)以上試驗數(shù)據(jù)，可以看出當(dāng)在主回路中增加啟動柜后，主回路的起動電流值遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于未加啟動拒時的情況，從而能夠很好地解決目前現(xiàn)有高壓變頻器起動時對電網(wǎng)沖擊過大的問題；這也使帶啟動拒的變頻調(diào)速系統(tǒng)優(yōu)于一般變頻調(diào)速系統(tǒng)。上述實驗數(shù)據(jù)充分證明了這一點?？傊?，本實用新型的實施例樣機(jī)的運行試驗結(jié)果是成功的，實現(xiàn)了預(yù)期的設(shè)計目的，達(dá)到了4艮好的發(fā)明效果。權(quán)利要求1、一種高壓變頻啟動拒，其特征在于該裝置位于高壓變頻拒的前端，連接三相電源，三相電源接入該啟動拒后，再引入高壓變頻拒的隔離變壓器和各個功率單元，然后輸出至負(fù)載端；該裝置拒體內(nèi)主回路的三相電源進(jìn)線端(Ll、L2、L3)上連接有三相高壓接觸器(KM),該三相高壓接觸器(KM)的各相兩端(A、B、C)分別并聯(lián)一個用于將啟動電流限制在額定范圍內(nèi)的高壓電阻(Rl、R2、R3);當(dāng)高壓變頻拒的隔離變壓器上電，該高壓接觸器(KM)的合閘線圏閉合后，將該高壓接觸器(KM)接入主回路，同時將高壓電阻(R1、R2、R3)短路，以起到限流和保護(hù)的作用，并減小對電網(wǎng)的沖擊。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓變頻啟動拒，其特征在于該裝置的主回路的三相電源(A、B、C)上分別連接一個傳感器(SQ),每個傳感器又分別連接一個從該傳感器內(nèi)部提取信號、以顯示各相電源的電源狀況的帶電顯示器(HL)。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓變頻啟動柜，其特征在于所述三相高壓接觸器(KM)的兩個常閉輔助觸點分別連接前、后門電磁鎖的電磁鎖線圏(DJS1、DJS2),—個常開輔助觸點連接合閘運行指示燈(HR);該高壓接觸器(KM)的控制電路中還并聯(lián)接有一個旋鈕開關(guān)(SA)和由該旋紐開關(guān)控制的照明燈(EL)。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓變頻啟動拒，其特征在于該裝置拒體內(nèi)包括高壓接觸器(KM)、高壓電阻(Rl、R2、R3)、傳感器(SQ)和帶電顯示器(HL)的主回路的各個器件之間采用銅母排或高壓電纜連接，各個器件及其相互之間和其與柜體之間的安裝位置都要滿足國家標(biāo)準(zhǔn)中高壓設(shè)備的電氣規(guī)范和高壓拒體的技術(shù)規(guī)范各個電氣組件和高壓銅母排與柜體之間的電氣間隙和爬電距離均要滿足國家標(biāo)準(zhǔn)電氣間隙>100mm和爬電距離>120mm;拒體的框架結(jié)構(gòu)要能夠承受當(dāng)主回路出現(xiàn)短路時所產(chǎn)生的破壞力。5、根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的高壓變頻啟動拒，其特征在于所述帶電顯示器(HL)設(shè)有黃、綠、紅三相指示燈，并安裝在拒門上，當(dāng)該帶電顯示器點亮?xí)r，表示啟動拒三相高壓就緒；所述高壓接觸器帶電后、即點亮的合閘運行指示燈(HR)和照明旋鈕(SA)都安裝在拒門上，以便用于高壓警示和便于現(xiàn)場維護(hù)；所述兩個電磁鎖分別安裝在前、后兩個拒門上，當(dāng)接觸器帶電時，常閉觸點斷開，該兩個電》茲鎖線圏都不帶電，拒門被閉鎖，無法打開；只有接觸器斷電后，才能打開柜門，保證操作人員的人身安全。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓變頻啟動拒，其特征在于該裝置拒體的上下部都留有進(jìn)、出線孔，其中進(jìn)線電纜可以通過電纜溝和架空進(jìn)線兩種方式接入拒內(nèi)。7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓變頻啟動拒，其特征在于該裝置柜體用鋼板加工制成，表面設(shè)有噴涂層；拒體頂部四角分別設(shè)有一個用于現(xiàn)場吊裝該裝置就位的吊環(huán)；拒體尺寸采用模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，即拒內(nèi)結(jié)構(gòu)件尺寸均是以25mm為基本參數(shù)組成系列產(chǎn)品，以與現(xiàn)有拒體尺寸兼容，并能夠擴(kuò)展，以滿足不同應(yīng)用場合的需要。8、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高壓變頻啟動拒，其特征在于所述高壓真空接觸器(KM)的型號是JCZ5-7.2(J)/D400,高壓電阻(Rl、R2、R3)的型號是ZX18-11.76/1C3，傳感器(SQ)的型號是CG1-12Q/130AB。上述三個器件都要滿足工頻耐壓35kV/(lmin)的規(guī)格要求；帶電顯示器(HL)的型號是DXNAC220V。專利摘要一種高壓變頻啟動柜，位于高壓變頻柜的前端，連接三相電源，三相電源接入該啟動柜后，再引入高壓變頻柜的隔離變壓器和各個功率單元，然后輸出至負(fù)載端；柜體內(nèi)主回路的三相電源進(jìn)線端上連接有三相高壓接觸器，該接觸器的各相兩端分別并聯(lián)一個高壓電阻，用于將啟動電流限制在額定范圍內(nèi)；當(dāng)高壓變頻柜的隔離變壓器上電，高壓接觸器的合閘線圈閉合后，將高壓接觸器接入主回路，同時將高壓電阻短路，起到限流和保護(hù)的作用，并減小對電網(wǎng)的沖擊。該裝置通過高壓電阻在上電瞬間的限流，使高壓變頻器的起動過程平緩和使電網(wǎng)運行穩(wěn)定。柜體結(jié)構(gòu)堅固、簡單、實用，設(shè)有方便操作和維護(hù)的照明燈和防止誤操作的閉鎖裝置，保證人身安全和主回路的運行安全。文檔編號H02P1/26GK201039046SQ200720149170公開日2008年3月19日申請日期2007年5月17日優(yōu)先權(quán)日2007年5月17日發(fā)明者創(chuàng)張申請人:北京合康億盛科技有限公司