本发明专利技术涉及MCR软启动和SVC动态无功补偿装置及软启动和动态无功补偿方法，装置包括MCR支路和FC支路及控制系统；MCR支路包括MCR可控电抗器，磁控单元和启动切换回路及运行切换回路；MCR可控电抗器串联连接启动切换回路及电机M，并联连接于电网系统母线下，运行切换回路并联旁路连接在电网系统母线和启动切换回路之间，磁控单元可控硅连接MCR可控电抗器自偶绕组抽头；当电机M启动过程中MCR可控电抗器为电机的软启动装置，当电机运行或空闲时MCR支路与FC支路作为动态无功补偿装置。本发明专利技术适用于高压电机的软启动同时对电网无功动态调节，实现多功能的同时减少设备的投入成本，结构简单，制作和运行成本低，操作维护简便，性能好且稳定可靠。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及MCR软启动和SVC动态无功补偿装置及软启动和动态无功补偿方法， 属于高压电机软启动和电网无功补偿
，特别适用于电力、冶金、矿山、油田高压电机软启动和电网无功补偿。
技术介绍
交流电机应用广泛。在大部分场合，电机不需要调速，但高压大容量电机启动对电网冲击很大，造成电压波动，其他设备欠压，运行不良影响生产；对电机冲击大，造成部件老化甚至损坏，缩短电机使用寿命；对机械传动部件联轴器、齿轮箱皮带及被驱动负载冲击大，导致这些部件使用寿命缩短。目前，常见的高压异步电机启动方法定子回路串联电抗器、液态电阻、普通饱和电抗器、可控硅等。串联电抗器为分级启动，启动性能差，旋转损失大，有二次冲击，噪声大； 液态电阻占地面积大，维护量大，能耗较高，启动性能固定，无法调节，且启动特性跟环境温度息息相关，对环境温度十分敏感；普通饱和电抗器控制性能遇有电抗器，其电抗器具有较宽的调节范围，可以克服串联电抗器启动存在的问题，可靠性能高，大启动噪声大，可达 80-90dB，甚至更高，而且需要提供大容量体积的启动辅助电源设备。由于励磁回路与主回路分开，在短时工作的启动场合，有一定的安全隐患；串联可控硅实现电机端电压的调节达到软启动的目的，理论上讲是理想的启动方式，但是在高压场合，由于需要高压可控硅，可靠性能不易得到保证，维护量大，价格高。电力系统无功平衡对提高全网经济效益和改善供电质量至关重要，随着大功率有源器件及控制技术的发展，使得瞬时性的无功补偿得以实现，电能质量得到很好的改善。 SVC以作为成熟性产品近年在国际国内供电、用电中得到推广。目前，SVC动态无功补偿主要有两种一种是TCR相控电抗器SVC，其特点是响应快，技术成熟，但无法摆脱姿势难以克服的固有缺陷可靠稳定性不高、维护量大；设备复杂、造价高；体积庞大、增加占地面积、建设费用高。一种是MCR磁控电抗器SVC，其特点噪声小、谐波小、损耗低；响应速度快、运行安全、寿命长、免维护；占地面积小。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种启动性能高、可靠性能好、对环境的适应能力强、体积小、噪声低、占地面积小、成本低、利用率高、无需要辅助励磁电源的可实现多台电机的启动切换的MCR软启动和SVC动态无功补偿装置及软启动和动态无功补偿方法。为实现本专利技术目的，本专利技术通过以下技术方案实现MCR软启动和SVC动态无功补偿装置一种MCR软启动和SVC动态无功补偿装置，它由一个MCR支路和一个FC支路及控制系统组成；MCR支路包括MCR可控电抗器，磁控单元，和启动切换回路，及运行切换回路；所4述MCR可控电抗器与启动切换回路及电机M串联连接，并联连接于电网系统母线；运行切换回路并联旁路连接在电网系统母线和启动切换回路之间；磁控单元可控硅连接MCR可控电抗器自偶绕组抽头；所述控制系统与磁控单元光纤信号连接控制，该控制系统还与启动切换回路、运行切换回路连接控制切换回路的开关状态；所述控制系统连接电网系统母线的 PT、CT采集系统数据进行控制计算。在上述方案基础上进一步的技术方案是所述的MCR软启动和SVC动态无功补偿装置，其启动切换回路是一个开关切换回路，由开关组组成，分别启动一个或多个电机；电机M启动主回路上分别在MCR可控电抗器两端串联的开关Kl和开关K2，其中开关Kl连接MCR可控电抗器和电网系统母线，开关K2连接MCR可控电抗器和电机M ；运行切换回路也是一个开关切换回路，电机M运行主回路上开关K3并联旁路连接在电网系统母线和K2之间；每一个电机M对应启动开关K2和运行开关 K3。所述的MCR软启动和SVC动态无功补偿装置，其磁控单元包括光电接口电路，触发脉冲电路，驱动放大电路和可控硅组成，光电接口电路接收到控制系统的光信号后，经过光电转换、触发脉冲电路、信号整形放大形成可控硅导通角的触发脉冲，对可控硅的导通状态进行移相控制，动态调节MCR可控电抗器的电流，实现电机M的软启动和电网系统母线下的感性无功调节进行无功补偿。所述的MCR软启动和SVC动态无功补偿装置，其启动切换回路开关组分别启动3 个电机M1和电机M2及电机M3，其中对应电机Ml的是开关K2. 1，对应电机M2的是开关 K2. 2，对应电机M3的是开关K2. 3 ；电机Ml和电机M2及电机M3的运行切换回路的开关分别是开关K3. 1，开关K3. 2和开关K3. 3。 所述的MCR软启动和SVC动态无功补偿装置，其控制系统3包括主控单元、采样单元、输入输出单元、软启动操作面板，用于通过采样单元采集电网系统CT、PT的参数计算无功参数，根据程序设定控制MCR输出感性无功功率，调节SVC的无功输出，实现电网系统母线无功功率的动态补偿；用于通过软启动得到的指令输入输出单元控制启动切换回路开关 K2、运行切换回路开关K3的分开和闭合。所述的MCR软启动和SVC动态无功补偿装两置，其MCR可控电抗器为磁阀式饱和电抗器，它由四柱铁芯和绕组组成，中间两个铁芯为工作铁芯，中间绕组为控制绕组Nk，两端绕组为工作绕组N ；可控硅Tl及可控硅T2接于控制绕组Nk上。所述的MCR软启动和SVC动态无功补偿装置，其可控硅Tl及可控硅T2电压为电网系统母线额定电压的1% 3% ；当工作绕组N两端接上交流电压U时，控制绕组Nk感应出相应的电压，且在电压的正半周可控硅Tl导通，电压的负半周可控硅T2导通，通过控制可控硅Tl、可控硅T2的导通角大小。所述的MCR软启动和SVC动态无功补偿装置，其FC支路包括电力电容器，和电阻器，及电抗器；用于为电网系统母线提供固定的容性无功和滤除高次谐波的功能；电抗器通过开关与电网系统母线连接。所述的MCR软启动和SVC动态无功补偿装置，其开关Kl和开关K2及开关K3均为高压开关，开关K2、开关K3受控制系统的数字控制分开和闭合。为实现本专利技术目的，本专利技术用上述任一权利要求所述MCR软启动和SVC动态无功补偿装置进行软启动和动态无功补偿方法，其步骤为A、在电机M启动状态下控制系统控制启动切换回路对应的开关的闭合，MCR支路中的MCR可控电抗器成为电机M的软启动装置，实现电网系统母线下的1台或若干台电机M 的软启动；B、当电机M启动启动状态结束，在电机M进入运行时控制系统控制运行切换回路对应开关的闭合，然后控制系统控制启动切换回路对应的开关的分开，电机M正式进入运行状态；C、在电机M空闲时或电机M正式进入运行状态时FC支路处于工作状态，控制系统采样单元采集电网系统CT、PT计算无功参数，根据程序设定控制MCR可控电抗器输出感性无功功率，调节SVC的无功输出，实现电网系统母线无功功率的动态补偿，MCR支路中的MCR可控电抗器成为SVC动态无功补偿装置。本专利技术的优点在于，适用于高压电机的软启动同时对电网无功动态调节，充分利用MCR可控电抗器的功能，实现多功能的同时减少设备的投入成本，结构简单，制作和运行成本低，操作维护简便，性能更好，并且稳定可靠。附图说明图1是本专利技术MCR软启动和SVC动态无功补偿装置结构示意框图。图2是本专利技术所用到的MCR可控电抗器结构示意图。图3是本专利技术实现3台高压电机软启动和动态无功补偿的开关切换示意图。图4是本专利技术MCR软启动装置主回路结构图。图5是本专利技术MCR可控电抗器SVC无功补偿原理图。图中本文档来自技高网...
【技术保护点】
计算。１）自偶绕组抽头；所述控制系统（３）与磁控单元（１．２）光纤信号连接控制，该控制系统（３）还与启动切换回路（１．３）、运行切换回路（１．４）连接控制切换回路的开关状态；所述控制系统（３）连接电网系统母线（６）的ＰＴ、ＣＴ采集系统数据进行控制）；所述ＭＣＲ可控电抗器（１．１）与启动切换回路（１．３）及电机Ｍ串联连接，并联连接于电网系统母线（６）；运行切换回路（１．４）并联旁路连接在电网系统母线（６）和启动切换回路（１．３）之间；磁控单元（１．２）可控硅连接ＭＣＲ可控电抗器（１．１．一种ＭＣＲ软启动和ＳＶＣ动态无功补偿装置，其特征在于，它由一个ＭＣＲ支路（１）和一个ＦＣ支路（２）及控制系统（３）组成；ＭＣＲ支路（１）包括ＭＣＲ可控电抗器（１．１），磁控单元（１．２），和启动切换回路（１．３），及运行切换回路（１．４
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：林永，魏帅，
申请(专利权)人：国船电气武汉有限公司，
类型：发明
国别省市：83
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