软启动系统技术方案

本发明专利技术提供了一种软启动系统，其包括：启动柜，其使电动机启动以接入供电系统；降压控制装置，其降低启动电动机时的母线电压，并对降压过程进行控制；无功控制装置，其提供软启动系统适用的无功功率；运行柜，在电动机启动后，接入运行柜；以及电容切换柜，其在电动机启动后，将软启动系统配置的启动电容器作为无功功率补偿装置切换成与运行柜协同运行。本发明专利技术所述的系统不需要额外提供无功功率补偿装置就可以增加系统功率因素，由此节约生产成本且降低构造复杂度。

【技术实现步骤摘要】
软启动系统
本专利技术涉及电力设备
，具体地说，本专利技术涉及一种软启动系统。
技术介绍
大型电动机在启动过程中将消耗大量的无功功率，从而引起电网电压的波动。此外，在配电网中，电力发电动机所发的无功功率和输电线的功率常常不足以满足网中大量的电动机、变压器、电抗器、荧光灯等感性负载的无功需求以及系统中无功的损耗，因而往往造成电网功率因数下降、电网系统利用率降低。为了减少有功损失和电压降落、减少电力输送中的损耗，更为了电网的安全、经济、高效地运行，提高电力输送的容量和质量，通常都要进行就近的无功功率补偿或者调节。举例而言，在正常情况下，在大型电动机启动结束后电抗器和电容器均退出。此时，由于启动时的功率因数较低，所配的启动电容器容量较大，因此，正常运行中供电系统需要对一定容量的无功功率进行补偿。具体地，目前广泛采用通过投切并联电容器(组)的方式进行无功补偿，其原理是先通过监测线路电压与电流，计算功率因数；如果功率因数滞后则投入电容，如果功率因数超前则切除电容。总而言之，在常规供配电系统中，为提高功率因数，调整电网电压，降低线路损耗，充分发挥设备效率，改善供电质量，通常设置无功补偿装置。而在大型电动机的降压软启动的情况下，无功补偿装置也带有与软启动系统作用相同的设置，这样在同一供配电系统内就会存在两套相同的设置，导致重复，增量了成本。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术提供一种软启动系统，其具有无功功率补偿装置。因此，本专利技术所述的系统不需要额外提供无功功率补偿装置就可以增加系统功率因素，由此节约生产成本且降低构造复杂度。本专利技术提供了一种软启动系统，其包括：启动柜，所述启动柜使电动机启动以接入供电系统；降压控制装置，所述降压控制装置降低启动所述电动机时的母线电压，并对降压过程进行控制；无功控制装置，所述无功控制装置提供所述软启动系统适用的无功功率；运行柜，在所述电动机启动后，接入所述运行柜；以及电容切换柜，所述电容切换柜在所述电动机启动后，将所述软启动系统配置的启动电容器作为无功功率补偿装置切换成与所述运行柜协同运行。优选地，所述降压控制装置包括：降压器，所述降压器向所述电动机施加起动电压；以及降压控制柜，在所述电动机启动后，所述降压控制柜消除接入所述运行柜时的操作过电压，并且将所述降压器从所述软启动系统断开。优选地，所述无功控制装置包括：无功发生器，所述无功发生器与所述电动机组成并联回路，以向所述电动机提供所述电动机启动时所需的所述无功功率；以及无功控制柜，所述无功控制柜控制所述无功发生器，以提供适用的所述无功功率。优选地，所述无功发生器为分组式安装，并且所述电容切换柜根据所述无功功率的变化来调整要使用的所述无功发生器的组数。优选地，所述降压器和所述无功发生器构成为三相一体油浸式全封闭结构。优选地，所述降压控制柜为全封闭结构。优选地，在所述电动机启动时，启动电压大于所述电动机的额定电压的65％。优选地，所述电动机启动时的所述软启动系统的功率因数为0.2，接入所述运行柜后的所述功率因数大于0.89。优选地，在所述降压控制装置的控制下，所述母线电压的压降不大于所述母线电压的10％。优选地，在所述降压控制装置的控制下，所述母线电压的压降不大于所述母线电压的15％。附图说明图1为一般软启动系统主回路的示意图。图2为无功发生器的等效电路图。图3为无功补偿的矢量图。图4为根据本专利技术的实施例的带无功功率补偿装置的软启动系统主回路的示意图。具体实施方式为更好地理解本专利技术，下面结合实例进一步阐述，但这些实例不应理解为对本专利技术的任何限制。图1为一般软启动系统主回路示意图。下面将参照图1对一般软启动系统主回路进行详细说明。软启动系统1包括软起启动柜11、降压器12、降压控制柜13、无功控制柜14、无功发生器15和运行柜16。其中，降压器12和降压控制柜13构成降压控制装置，无功控制柜14和无功发生器15构成无功控制装置。软启动系统1通过软起启动柜11与6(10)kV系统母线连接。当软起启动柜11合闸后，电动机通过软启动系统1接入供电系统，并开始降压启动。随着转速增加，电动机端电压升高，启动转矩逐步增加。当电动机达到额定转矩后，运行柜16合闸，同时切除软启动系统1，启动完成，并通过运行柜16为电动机供电。在电压等级6kV、10kV，额定功率50000kW以下电动机的降压软启动的情况下，电动机在启动时的功率因数为0.2，正常运行的功率因数为0.89以上，无功发生器15的目的就是在启动时投入无功功率来补偿这部分的无功消耗，启动结束后被补偿的无功功率退出。由上可知，为了降低电动机启动对电网电压的影响，需要在电动机端并联一个无功发生器，由它提供电动机启动过程中所需要的足够的无功功率。也就是说，在图1中，在软启动系统1启动完成后，无功控制柜14与无功发生器15配合，二者组成无功控制装置，适时地提供合理的无功量，减小从系统吸收的电流，从而减小对电网的影响。图2为无功发生器15的等效电路图，并且图3为无功补偿的矢量图。应当理解，图2和图3是对应的，即，图2是等效电路，3是是矢量图。下面，将参照图2和图3对无功功率补偿进行说明。在图2中，将电动机等效为电感C和电阻R串联的电路，其中UM为电动机回路电压，I2为电动机回路电流，IM为等效电感回路电流，IC为无功发生器15的电流。由图3可以看出，提供无功功率后，电动机回路电流I2将减小，从而使软起启动柜从系统吸收的母线电流减少。为了进一步降低母线电流，在本实施例中，将电动机(未示出)及无功发生器15的并联回路经降压器12接入电网中，通过降低电动机的机端电压的方式进一步减小电流。此时降压器12的输出电流为电动机电流IM与无功发生器电流IC之差，降压器12的输入电流I1为输出电流的k倍(降压器12的一次电压和二次电压的比为1：k，k＜1)，即：I1＝k(IM-Ic)。如上所述，在上述常规供配电系统中，为提高功率因数，调整电网电压，降低线路损耗，充分发挥设备效率，改善供电质量，通常设置无功补偿装置。然而，由于无功补偿装置也带有与软启动系统作用相同的设置，因此在同一供配电系统内就会存在两套相同的设置，这导致了设置的重复，增加了系统成本。图4为根据本专利技术的实施例的带无功功率补偿装置的软启动系统主回路的示意图。下面，将参照图4对本实施例的带无功功率补偿装置的软启动系统主回路进行说明。通常，大型电动机的启动需要配置软启动装置，软启动装置的种类很多，例如，可控硅、水电阻及配置无功发生器等。本实施例是对采用配置无功发生器配置的软启动器使用场所进行描述。可以理解，在6kV、10kV供配电系统中，若存在大型电动机的降压软启动形式，就可利用在电动机启动后被切除的无功发生器作为供配电系统的补偿装置，从而节约投资成本。即，对于采用无功发生器配置的不带电容器切换装置的软启动器装置而言本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种软启动系统，其特征在于，包括/n启动柜，所述启动柜使电动机启动以接入供电系统；/n降压控制装置，所述降压控制装置降低启动所述电动机时的母线电压，并对降压过程进行控制；/n无功控制装置，所述无功控制装置提供所述软启动系统适用的无功功率；/n运行柜，在所述电动机启动后，接入所述运行柜；以及/n电容切换柜，所述电容切换柜在所述电动机启动后，将所述软启动系统配置的启动电容器作为无功功率补偿装置切换成与所述运行柜协同运行。/n

【技术特征摘要】
1.一种软启动系统，其特征在于，包括
启动柜，所述启动柜使电动机启动以接入供电系统；
降压控制装置，所述降压控制装置降低启动所述电动机时的母线电压，并对降压过程进行控制；
无功控制装置，所述无功控制装置提供所述软启动系统适用的无功功率；
运行柜，在所述电动机启动后，接入所述运行柜；以及
电容切换柜，所述电容切换柜在所述电动机启动后，将所述软启动系统配置的启动电容器作为无功功率补偿装置切换成与所述运行柜协同运行。


2.根据权利要求1所述的软启动系统，其特征在于，所述降压控制装置包括：
降压器，所述降压器向所述电动机施加起动电压；以及
降压控制柜，在所述电动机启动后，所述降压控制柜消除接入所述运行柜时的操作过电压，并且将所述降压器从所述软启动系统断开。


3.根据权利要求2所述的软启动系统，其特征在于，所述无功控制装置包括：
无功发生器，所述无功发生器与所述电动机组成并联回路，以向所述电动机提供所述电动机启动时所需的所述无功功率；以及
无功控制柜，所述无功控制柜控制所述无功发生器，以提供适用的所述无功功率。

【专利技术属性】
技术研发人员：陈河江，江伯瑶，白亮，余晓忠，
申请(专利权)人：中科合成油工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11