[實用新型]一種具有電網無功補償功能的大型電動機軟起動裝置

有效

• 申請號: 201220202135.2
• 申請日: 2012-05-07
• 公開（公告）號: CN202565210U
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 楊龍山;王財勇;李輝;李恒
• 申請（專利權）人: 中國石油化工集團公司;中國石化工程建設有限公司
• 主分類號: H02P1/28
• 分類號: H02P1/28;H02J3/18
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 劉明華

技術領域

本實用新型涉及一種電動機起動設備，尤其涉及一種具有對電網進行無功補償功能的大型電動機的軟起動裝置。

背景技術

目前，大型電動機的起動方式主要有變壓器-電動機組的直接起動，高壓變頻起動，串聯電抗軟起動，自耦變壓器降壓軟起動，晶閘管交流調壓軟起動等，這些起動方式都有各自的缺點。變壓器-電動機組方式需單獨的專用變壓器，較大的系統短路容量，起動電流較大，對電網的電壓波動影響較大。高壓變頻起動方式起動效果好，但成本太高，后續維護難度較大。串聯電抗軟起動，自耦變壓器降壓軟起動，晶閘管交流調壓軟起動等均屬降壓起動，其均存在起動力矩較小，不能滿足重載起動需求。而且這些降壓起動方式均是在電機起動時投入運行，待電動機正常全壓運行后，便不再起作用，設備的利用率非常低。

如圖1所示，現有技術1的中國專利CN201797473U提供了一種基于可變電抗的無功補償軟起動裝置，其采用可變電抗器與電容器組并聯構成無功補償軟起動裝置，控制器只控制電容器組的投切，而且其可變電抗器在電動機起動后處于閑置，裝置利用率較低。

如圖2所示，現有技術2的中國專利CN201726140U提供了一種混合型無功補償裝置，其同步靜止補償裝置和電容補償裝置直接與電網相聯，并只對電網進行無功補償。同步靜止補償裝置的逆變電路采用自換向橋式電路。

如圖3所示，現有技術3的中國專利CN202004701U提供了一種電機軟起動器電路，其僅利用三相逆變電路對電動機進行無功補償，該三相逆變電路拓撲結構采用三相逆變橋電路，成本較高。

實用新型內容

為了解決大型電動機起動時對電網的沖擊問題以及大型電動機起動裝置利用率低的問題，本實用新型提供了一種具有電網無功補償功能的大型電動機軟起動裝置。本實用新型可在大型電動機起動時就近提供無功補償，實現對電網的無沖擊起動，并可對電網進行分相或全相連續調節的無功補償，增加起動裝置的利用率，且成本較低。

本實用新型的設計方案如下：

一種具有電網無功補償功能的大型電動機軟起動裝置，包括電網；還包括同步靜止補償模塊1、電容補償模塊2、起動開關3、運行開關4、控制器5以及電動機6。

同步靜止補償模塊1包括逆變器，電容補償模塊2包含電容器組。

同步靜止補償模塊1與電容補償模塊2并聯構成無功補償回路，并通過起動開關3與電動機6并聯，再接入電網。

無功補償回路通過運行開關4與電網相連接。

電動機6的進線電流信號及端電壓信號傳輸至控制器5，控制器5計算出電動機起動過程中除電容補償模塊2無功補償后還需的無功電流，并將控制信號傳輸至同步靜止補償模塊1的逆變器驅動電路，由同步靜止補償模塊1輸出無功電流，對電動機6起動所需的無功電流進行就地無功補償。

電網的進線電流信號和母線電壓信號傳輸至控制器5，控制器5計算出母線所需補償的無功功率，并將控制信號傳輸至電容補償模塊2進行補償，再將控制信號傳輸至同步靜止補償模塊1進行無功調整。

電容補償模塊2的總容量按照大型電動機起動時的無功需求量來確定，所以大部分的無功補償均由價格較便宜的電容補償模塊2來完成，而同步靜止補償模塊1只是微調無功補償，容量較小，其總成本也較低。

電容補償模塊2中的各電容器組之間相互并聯；電容器組包括接觸器2-1和分級投切電容器組2-2，分級投切電容器組2-2包含一組電容器，接觸器2-1的一端與分級投切電容器組2-2相連接，另一端接入無功補償回路母線。

在具體實施中，電容補償模塊2包含至少1組電容器組；分級投切電容器組2-2中的一組電容器采用星型接法。

為了實現對電網或電動機進行分相和全相無功補償，同步靜止補償模塊1中的逆變器為三相逆變器9，三相逆變器9由三個單相H橋逆變電路1-1構成；同步靜止補償模塊1還包括直流側電容1-2和輸出變壓器1-3；逆變電路1-1與直流側電容1-2并聯，并通過輸出變壓器1-3接入無功補償回路母線。

運行開關4與電網之間串聯有高壓開關柜7，高壓開關柜7中包括高壓斷路器8，高壓開關柜7母線通過高壓斷路器8與電網相連接，運行開關4與電動機6通過高壓斷路器8與高壓開關柜7母線相連接。

電網與控制器5在高壓開關柜7的進線柜母線處相連接。

在具體實施中，控制器5內包括數字信號處理控制器，輸入電壓信號處理電路，輸入電流信號處理電路以及數字信號輸出電路.

輸入電壓信號處理電路以及輸入電流信號處理電路與電動機6的進線端相連接。