專利名稱：一種用于mcr動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償兼電機(jī)軟啟動(dòng)的組合切換開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型公開了一種用于MCR動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償兼電機(jī)軟啟動(dòng)的組合切換開關(guān)，廣泛應(yīng)用于高壓電機(jī)、特別是多臺(tái)高壓電機(jī)軟啟動(dòng)和電網(wǎng)無功補(bǔ)償，對(duì)于電力、冶金、礦山、油田高壓電機(jī)軟啟動(dòng)和電網(wǎng)無功補(bǔ)償特別適用，屬于電力配電用控制與調(diào)節(jié)開關(guān)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
交流電機(jī)應(yīng)用廣泛。在大部分場(chǎng)合，電機(jī)不需要調(diào)速，但高壓大容量電機(jī)啟動(dòng)對(duì)電網(wǎng)沖擊很大，造成電壓波動(dòng)，其他設(shè)備欠壓，運(yùn)行不良影響生產(chǎn)；對(duì)電機(jī)沖擊大，造成部件老化甚至鼠籠損壞、斷條，縮短電機(jī)使用壽命；對(duì)機(jī)械傳動(dòng)部件聯(lián)軸器、此輪箱皮帶及被驅(qū)動(dòng)負(fù)載沖擊大，導(dǎo)致這些部件使用壽命縮短。目前，常見的高壓異步電機(jī)啟動(dòng)方法定子回路串聯(lián)電抗器、液態(tài)電阻、普通飽和電抗器、可控硅等。串聯(lián)電抗器為分級(jí)啟動(dòng)，啟動(dòng)性能差，旋轉(zhuǎn)損失大，有二次沖擊，噪聲大； 液態(tài)電阻占地面積大，維護(hù)量大，能耗較高，啟動(dòng)性能固定，無法調(diào)節(jié)，且啟動(dòng)特性跟環(huán)境溫度息息相關(guān)，對(duì)環(huán)境溫度十分敏感；普通飽和電抗器控制性能遇有電抗器，其電抗器具有較寬的調(diào)節(jié)范圍，可以克服串聯(lián)電抗器啟動(dòng)存在的問題，可靠性能高，大啟動(dòng)噪聲大，可達(dá) 80-90dB，甚至更高，而且需要提供大容量體積的啟動(dòng)輔助電源設(shè)備。由于勵(lì)磁回路與主回路分開，在短時(shí)工作的啟動(dòng)場(chǎng)合，有一定的安全隱患；串聯(lián)可控硅實(shí)現(xiàn)電機(jī)端電壓的調(diào)節(jié)達(dá)到軟啟動(dòng)的目的，理論上講是理想的啟動(dòng)方式，但是在高壓場(chǎng)合，由于需要高壓可控硅，可靠性能不易得到保證，維護(hù)量大，價(jià)格高。電力系統(tǒng)無功平衡對(duì)提高全網(wǎng)經(jīng)濟(jì)效益和改善供電質(zhì)量至關(guān)重要，隨著大功率有源器件及控制技術(shù)的發(fā)展，使得瞬時(shí)性的無功補(bǔ)償?shù)靡詫?shí)現(xiàn)，電能質(zhì)量得到很好的改善。 SVC以作為成熟性產(chǎn)品近年在國(guó)際國(guó)內(nèi)供電、用電中得到推廣。目前，SVC動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償主要有兩種一種是TCR相控電抗器SVC，其特點(diǎn)是響應(yīng)快，技術(shù)成熟，但無法擺脫姿勢(shì)難以克服的固有缺陷可靠穩(wěn)定性不高、維護(hù)量大；設(shè)備復(fù)雜、造價(jià)高；體積龐大、增加占地面積、建設(shè)費(fèi)用高。一種是MCR磁控電抗器SVC，其特點(diǎn)噪聲小、諧波小、損耗低；響應(yīng)速度快、運(yùn)行安全、壽命長(zhǎng)、免維護(hù)；占地面積小。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種控制簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，運(yùn)行穩(wěn)定可靠的用于MCR動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償兼電機(jī)軟啟動(dòng)的組合切換開關(guān)。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種用于MCR動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償兼電機(jī)軟啟動(dòng)的組合切換開關(guān)，它包括串聯(lián)組合開關(guān)斷路器、旁路并聯(lián)組合開關(guān)斷路器、補(bǔ)償組合開關(guān)斷路器及控制系統(tǒng)；串聯(lián)組合開關(guān)斷路器串聯(lián)在MCR磁閥式可控電抗器和電機(jī)M之間，用于在控制系統(tǒng)的作用下實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)回路的電抗調(diào)節(jié)；旁路并聯(lián)組合開關(guān)斷路器并聯(lián)在電網(wǎng)系統(tǒng)母線與 MCR磁控式可控電抗器之間，用于在控制系統(tǒng)的作用下完成高壓開關(guān)的軟啟動(dòng)；補(bǔ)償組合開關(guān)斷路器與MCR磁閥式可控電抗器串聯(lián)，用于實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償模式的切換。
3[0008]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述的用于MCR動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償兼電機(jī)軟啟動(dòng)的組合切換開關(guān)，其串聯(lián)組合開關(guān)斷路器其各開關(guān)并聯(lián)后與MCR磁閥式可控電抗器串聯(lián)連接對(duì)應(yīng)的電機(jī)M。所述的用于MCR動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償兼電機(jī)軟啟動(dòng)的組合切換開關(guān)，其旁路并聯(lián)組合開關(guān)斷路器其各開關(guān)并聯(lián)后與MCR磁閥式可控電抗器并聯(lián)旁路在電網(wǎng)系統(tǒng)母線下連接對(duì)應(yīng)的電機(jī)M。所述的用于MCR動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償兼電機(jī)軟啟動(dòng)的組合切換開關(guān)，其補(bǔ)償組合開關(guān)斷路器與串聯(lián)組合開關(guān)斷路器并聯(lián)后與MCR磁閥式可控電抗器串聯(lián)后接地，通過控制系統(tǒng)控制補(bǔ)償組合開關(guān)斷路器閉合使MCR磁閥式可控電抗器為無功補(bǔ)償模式。對(duì)本實(shí)用新型所連接到的MCR磁閥式飽和電抗器原理和本實(shí)用新型效果簡(jiǎn)述如下圖2中，MCR磁閥式可控電抗器是一種鐵芯中具有多種面積的電抗器，截面積較小的部分被稱為磁閥，磁閥部分能在極限飽和區(qū)連續(xù)調(diào)節(jié)，使得MCR磁閥式可控電抗器的感抗可大范圍連續(xù)變化。MCR磁閥式可控電抗器有一個(gè)四柱鐵芯和繞組組成，中間兩個(gè)鐵芯為工作鐵芯，Nb為控制繞組，N為工作繞組。由于可控硅接于控制繞組上，其電壓很低，約為電網(wǎng)系統(tǒng)額定電壓的19Γ3%，運(yùn)行的可靠性大大提高。當(dāng)工作繞組兩端接上交流電壓時(shí)，控制繞組上就會(huì)感應(yīng)出相應(yīng)的電壓，在電壓的正半周Tl導(dǎo)通，電壓的負(fù)半周Τ2導(dǎo)通，通過控制 Τ1、Τ2的導(dǎo)通角大小，即可控制直流勵(lì)磁的大小從而控制工作鐵芯的磁導(dǎo)率，實(shí)現(xiàn)電抗值得連續(xù)可調(diào)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)M的恒流軟啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無功調(diào)節(jié)。

圖1是本實(shí)用新型用于MCR動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償兼電機(jī)軟啟動(dòng)的切換組合開關(guān)原理圖。圖2是本實(shí)用新型所連接到的MCR磁閥式飽和電抗器原理示意圖。圖3是本實(shí)用新型MCR軟啟動(dòng)裝置主回路結(jié)構(gòu)圖。圖4是本實(shí)用新型MCR磁閥式可控電抗器SVC無功補(bǔ)償原理圖。圖中，附圖標(biāo)記名稱為1 一串聯(lián)組合開關(guān)斷路器；2 —旁路并聯(lián)組合開關(guān)斷路器； 3 一補(bǔ)償組合開關(guān)斷路器；4 - MCR工作開關(guān)；5 - MCR磁閥式可控電抗器；6 —電機(jī)；7 — 控制系統(tǒng)；8 —電網(wǎng)系統(tǒng)母線；9 一磁控單元；10 —變壓器；11 一諧波濾波器FC支路。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。如圖1所示，一種用于MCR動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償兼電機(jī)軟啟動(dòng)的組合切換開關(guān)，它包括串聯(lián)組合開關(guān)斷路器1、旁路并聯(lián)組合開關(guān)斷路器2、補(bǔ)償組合開關(guān)斷路器3及控制系統(tǒng)7 ；串聯(lián)組合開關(guān)斷路器1串聯(lián)在MCR磁閥式可控電抗器5和電機(jī)M電機(jī)M之間，用于在控制系統(tǒng)的作用下實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)回路的電抗調(diào)節(jié)；旁路并聯(lián)組合開關(guān)斷路器2并聯(lián)在電網(wǎng)系統(tǒng)母線 8與MCR磁控式可控電抗器5之間，用于在控制系統(tǒng)的作用下完成高壓開關(guān)的軟啟動(dòng)；補(bǔ)償組合開關(guān)斷路器3與MCR磁閥式可控電抗器5串聯(lián)，用于實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償模式的切換。所述的串聯(lián)組合開關(guān)斷路器1其各開關(guān)并聯(lián)后與MCR磁閥式可控電抗器5串聯(lián)連接對(duì)應(yīng)的電機(jī)M 6。所述的旁路并聯(lián)組合開關(guān)斷路器2其各開關(guān)并聯(lián)后與MCR磁閥式可控電抗器5并聯(lián)旁路在電網(wǎng)系統(tǒng)母線8下連接對(duì)應(yīng)的電機(jī)M 6。所述的補(bǔ)償組合開關(guān)斷路器3 與串聯(lián)組合開關(guān)斷路器1并聯(lián)后與MCR磁閥式可控電抗器5串聯(lián)后接地，通過控制系統(tǒng)控制補(bǔ)償組合開關(guān)斷路器3閉合使MCR磁閥式可控電抗器5為無功補(bǔ)償模式。電機(jī)M為1臺(tái)是一種實(shí)施例。電機(jī)M為2臺(tái)或更多臺(tái)則是進(jìn)一步的實(shí)施例。結(jié)合附圖對(duì)工作過程和效果說明如下圖1中，Ki為MCR磁閥式可控電抗器5的工作開關(guān)4，電網(wǎng)系統(tǒng)處于無功補(bǔ)償模式或啟動(dòng)模式時(shí)，Ki均處于閉合狀態(tài)，當(dāng)整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)需要檢修或退出是處于斷開狀態(tài)；Kb為補(bǔ)償組合開關(guān)斷路器3，電網(wǎng)系統(tǒng)在無啟動(dòng)命令或啟動(dòng)結(jié)束后Kb處于閉合狀態(tài)，電網(wǎng)系統(tǒng)為無功補(bǔ)償模式；Kll、Κ12、Κ1η為串聯(lián)組合開關(guān)斷路器1，它們與MCR磁閥式可控電抗器5串聯(lián)連接對(duì)應(yīng)的電機(jī)Ml、Μ2、Mn ；K21、K22、K2n 為旁路并聯(lián)組合開關(guān)斷路器2，它們與MCR磁閥式可控電抗器5并聯(lián)旁路在電網(wǎng)系統(tǒng)母線8 下連接對(duì)應(yīng)的電機(jī)Ml、M2、Mn ；設(shè)系統(tǒng)接收到對(duì)電機(jī)Ml的軟啟動(dòng)命令，控制系統(tǒng)7發(fā)出Kb 補(bǔ)償組合開關(guān)斷路器3斷開命令、Kll閉合命令，同時(shí)控制系統(tǒng)對(duì)勵(lì)磁單元進(jìn)行調(diào)節(jié)，回路電抗從大到最小時(shí)，控制系統(tǒng)向K21發(fā)出閉合指令實(shí)現(xiàn)電機(jī)軟啟動(dòng)，同時(shí)向Kll發(fā)出斷開指令、Kb發(fā)出閉合指令，此時(shí)系統(tǒng)轉(zhuǎn)為無功補(bǔ)償模式。如圖3所示，MCR軟啟動(dòng)裝置主回路，對(duì)電機(jī)M進(jìn)行啟動(dòng)，對(duì)應(yīng)的Kl串聯(lián)組合開關(guān)斷路器1閉合，Kb補(bǔ)償組合開關(guān)斷路器3斷開脫離無功補(bǔ)償模式，待回路電抗最小時(shí)，K2旁路并聯(lián)開關(guān)斷路器2閉合完成對(duì)電機(jī)的軟啟動(dòng)。如圖4所示，開關(guān)切換到動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償原理圖，當(dāng)沒有啟動(dòng)命令或啟動(dòng)結(jié)束后Kb 補(bǔ)償組合開關(guān)斷路器3閉合，系統(tǒng)為無功補(bǔ)償模式，控制MCR磁閥式可控電抗器5輸出感性無功功率，調(diào)節(jié)SVC的無功輸出，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)無功功率的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。本實(shí)用新型用于MCR動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償兼多臺(tái)電機(jī)軟啟動(dòng)的組合切換開關(guān)，能很靈活組網(wǎng)，控制簡(jiǎn)單，在軟啟動(dòng)模式和無功補(bǔ)償模式之間能快速轉(zhuǎn)換。本實(shí)用新型權(quán)利要求保護(hù)范圍不限于上述實(shí)施例。
權(quán)利要求1.一種用于MCR動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償兼電機(jī)軟啟動(dòng)的組合切換開關(guān)，其特征在于，它包括串聯(lián)組合開關(guān)斷路器(1)、旁路并聯(lián)組合開關(guān)斷路器(2)、補(bǔ)償組合開關(guān)斷路器(3)及控制系統(tǒng)(7)；串聯(lián)組合開關(guān)斷路器(1)串聯(lián)在MCR磁閥式可控電抗器(5)和電機(jī)M (6)之間，用于在控制系統(tǒng)的作用下實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)回路的電抗調(diào)節(jié)；旁路并聯(lián)組合開關(guān)斷路器(2)并聯(lián)在電網(wǎng)系統(tǒng)母線(8)與MCR磁控式可控電抗器(5)之間，用于在控制系統(tǒng)的作用下完成高壓開關(guān)的軟啟動(dòng)；補(bǔ)償組合開關(guān)斷路器(3)與MCR磁閥式可控電抗器(5)串聯(lián)，用于實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償模式的切換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于MCR動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償兼電機(jī)軟啟動(dòng)的組合切換開關(guān)，其特征在于，串聯(lián)組合開關(guān)斷路器(1)其各開關(guān)并聯(lián)后與MCR磁閥式可控電抗器(5 )串聯(lián)連接對(duì)應(yīng)的電機(jī)M (6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于MCR動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償兼電機(jī)軟啟動(dòng)的組合切換開關(guān)，其特征在于，旁路并聯(lián)組合開關(guān)斷路器(2)其各開關(guān)并聯(lián)后與MCR磁閥式可控電抗器(5)并聯(lián)旁路在電網(wǎng)系統(tǒng)母線(8)下連接對(duì)應(yīng)的電機(jī)M (6)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于MCR動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償兼電機(jī)軟啟動(dòng)的組合切換開關(guān)，其特征在于，補(bǔ)償組合開關(guān)斷路器(3)與串聯(lián)組合開關(guān)斷路器(1)并聯(lián)后與MCR磁閥式可控電抗器(5 )串聯(lián)后接地，通過控制系統(tǒng)控制補(bǔ)償組合開關(guān)斷路器(3 )閉合使MCR磁閥式可控電抗器(5)為無功補(bǔ)償模式。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于MCR動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償兼電機(jī)軟啟動(dòng)的組合切換開關(guān)，廣泛應(yīng)用于高壓電機(jī)、特別是多臺(tái)高壓電機(jī)軟啟動(dòng)和電網(wǎng)無功補(bǔ)償。它包括串聯(lián)組合開關(guān)斷路器、旁路并聯(lián)組合開關(guān)斷路器、補(bǔ)償組合開關(guān)斷路器及控制系統(tǒng)；串聯(lián)組合開關(guān)斷路器與MCR磁閥式可控電抗器串聯(lián)，用于在控制系統(tǒng)的作用下實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)回路的電抗調(diào)節(jié)；旁路并聯(lián)組合開關(guān)斷路器與MCR磁控式可控電抗器并聯(lián)在電網(wǎng)系統(tǒng)母線下，用于在控制系統(tǒng)的作用下完成高壓開關(guān)的軟啟動(dòng)；補(bǔ)償組合開關(guān)斷路器與MCR磁閥式可控電抗器串聯(lián)，用于實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償模式的切換。本實(shí)用新型組合切換開關(guān)優(yōu)點(diǎn)是控制簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、運(yùn)行穩(wěn)定可靠的用于MCR動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償兼多臺(tái)電機(jī)軟啟動(dòng)的組合切換開關(guān)。
文檔編號(hào)H02P1/28GK202231653SQ20112037844
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2011年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月9日
發(fā)明者林永, 魏帥 申請(qǐng)人:國(guó)船電氣(武漢)有限公司