专利名称：低压交流电动机安全节能综合控制柜的制作方法
技术领域：
低压交流电动机安全节能综合控制柜，属于电动机的控制设备柜，特别是一种置放于电动机旁的集电动机起动控制、过电流保护及声光告警和就地自动跟踪补偿于一体的低压交流电动机安全节能综合控制柜。
我国现有的80-300KW低压电动机的起动控制定型线路和就地补偿都存在许多弊病1、不论是频敏起动还是自耦减压起动，其控制电路均采用中间继电器转换控制，中间继电器与电机同步长期运行，如常规的JX01系列自耦减压起动控制电路和GTT6121系列频敏起动控制电路，由于转换触头接触的不可靠及线圈长期运行都会增加事故率。2、在过电流的保护上采用热继电器，即要待热继电器金属片受热膨胀后，切断主接触器电路来保护电机，在实际运行中，热继电器是附着于接触器下端，在接触器较频繁的起、停中受振动，其调整值会改变，往往热元件还未膨胀到切断电路，就导致电机烧毁，而且事故发生时，无声光告警，故障不能及时排除。3、传统的电机终端补偿是采用固定式移相电容，直接接入机旁控制柜中主接触器的下端，或直接接在电机定子端，这样在被补偿的电机停运转或因各种故障导致断开电源的瞬间，由于电机具有转动惯量，其转速不可能降为零，这时，移相电容将对电机供电，便电机产生自激过电压而危害电机，而且由于就地补偿是采用固定式移相电容。不可能随电机负荷的变化进行跟踪补偿，因此会出现欠补偿和过补偿，造成耗电增加和不安全。
本实用新型的目的是设计一种置放于电动机旁的集电机起动控制、过电流保护及声光告警和就地自动跟踪补偿于一体的低压交流电动机安全节能综合控制柜，其控制线路不需中间继电器转换，使电机在运行中杜绝因中间继电器随电机同步运行而带来的事故，采用过电流继电器，对电机真正起到过电流保护，减少保护失灵而烧电机的事故发生，并设置有事故声光告警及解除铃响回路，使值班人员及时排除故障。电机的终端补偿能随负荷的变化而自动跟踪补偿，达到节能的效果和杜绝自激过电压的危害。
本实用新型由低压交流电机起动安全运行控制器和低压交流电机就地自动跟踪补偿控制器构成。电机安全运行控制器包括电机主回路和电机安全运行控制线路，是在常规的TX01系列自耦减压起动控制器和GTT6121系列频敏起动控制定型电路的基础上进行改进，省去中间继电器ZJ，使电机运行中只有交流主接触器XC随之同步运行，而交流接触器JC1、JC2和时间继电器SJ仅用于电机起动过程。电机主回路中的过电流保护回路，用过电流继电器代替已有技术中的热继电器，并在电机安全运行控制线路中增加了声光告警及告警电铃切除回路，它由告警电铃DL串联中间继电器NJ的常闭触头NJ-1再与告警灯GD、切除按钮2QA与NJ的常开触头NJ-2并联后与中间继电器NJ的串联支路并联，再与时间继电器2SJ的常开触头2SJ-2的串联支路，接于控制线路1TA、2TA后的两相电源之间。在电机主回路中的二次回路中还增加了电流和功率因数值的测量回路，由接于C相电源的交流互感器4LH、电流表和功率因数表COSΦ串联接地构成回路。电机就地自动跟踪补偿控制器包括电机就地自动跟踪补偿主回路、电机就地自动跟踪补偿控制回路和移相电容组信号与放电回路。在电机就地自动跟踪补偿主回路中，从电机定子引入三相电源，经自动开关2DK后，每相串联自动开关(nZK)、容性接触器(nCJ)的常开触头(nCJ-1)和热继电器(nRJ)，并在热继电器后的三相电源相与相之间接入移相电容，组成一组内部按△形连接的移相电容组，在引入的三相电源上并联n组上述的移相电容组。上述n为自然数。电机就地自动跟踪补偿控制回路，接于电动机终端三相电源A、B相之间，由用于人工/自动方式投切移相电容组的“运行方式选择”万能转换开关2WK、控制投切移相电容组的容性接触器nCJ、热继电器nRJ的常闭触头nRJ-1、熔断器RD3和RD4、电源开关2HK和实现自动跟踪补偿的功率因数自动补偿控制器等构成。B相电源接熔断器RD3，RD3的另一端接2HK端子①，A相电源接RD4，RD4的另一端接2HK端子③，2WK端子②接2HK的端子②，2WK的端子①、③、⑤相联接，3WK的输入端子一起联接在2WK的端子④，3WK的输出端子分别与容性接触器nCJ和热继器nRJ的常闭触点nRJ-1串联后接于电源开关2HK的端子④，容性接触器的输入端分别与功率因数自动补偿控制器的外接端子(1-n)连接，功率因数自动补偿控制器外接端子C423、N421接到电机主回路中功率因数表COSΦ的两端，N421为接地端，端子C接C相电源，端子143接2WK的端子⑥。当2WK选择自动位置时，B相电源经2WK端子⑥到功率因数外接端子143，C、B相电源使功率因数自动补偿控制器运行，其根据电机主回路中功率因数表指示的测试值的大小与功率补偿整定值相比较控制B相电源从输出端子(1-n)送到容性接触器(1CJ-nCJ)的输入端，或切断输出端子(1-n)上的B相电源，使容性接触器动作或释放，相应的容性接触器常开触头(1CJ-1——nCJ-1)闭合或释放，投切移相电容组，使功率因数值始终保持在接近1的范围。当2WK选择在人工位置，则可根据功率因数表的指示，转动3WK，容性接触器(1CJ-nCJ)动作或释放，投切移相电容组，使功率因数表指示接近1的范围。电机就地自动跟踪补偿控制器的移相电容组信号与放电回路，相对应于电机就地自动补偿主回路中的移相电容组，每组移相电容组就有一组信号与放电回路，它由放电电阻、容性接触器常闭触头和移相电容组接入指示灯构成，对应于第一移相电容组的信号与放电回路，其放电电阻1Ra与容性接触器ICJ的常闭触头1CJ-2串联后并联在接于X11、X12的A、B相电源间的移相电容上，放电电阻1RC与容性接触器1CJ常闭触头1CJ-3串联后并联在接于X12、X13的B、C相电源间的移相电容上，移相电容组接入灯1HD并联在X11、X13的A、C相电源间的移相电容上，当1CJ动作，1CJ-1闭合，1CJ-2、1CJ-3断开，接入第一组移相电容组，1HD亮，当1CJ释放，1CJ-1断开，1CJ-2、1CJ-3闭合，切断第一移相电容组，A、B相电源间的移相电容经1Ra放电，B、C相电源间移相电容经1RC放电，A、C相电源间移相电容经1HD放电。其它移相电容组的信号与放电回路类同。本实用新型也适于在绕线转子异步电动机上使用。
本实用新型的优点是 1、电机运行中只有主接触器XC随电机同步运行，比现有技术省去了长期运行的中间继电器ZJ，使电机运行事故率相对减少。2、电机过电流保护采用过电流继电器，当电流一旦达到整定的保护电流值，过电流继电器1LJ或2LJ动作，常开触头1LJ-1或2LJ-1闭合，时间继电器2SJ动作，其触头2SJ-1延时断开，切断XC的电源，XC释放，XC的主触头(XC-5、XC-6、XC-7)断开，切断电机电源，使电机停止，可靠地保护了电机，同时2SJ-2闭合，电铃DL响，告警灯GD亮，声光告警提醒值班人员，值班人员按2QA切断告警电铃，及时排除故障，信号灯GD在故障未排除时一直作故障指示。3、电机的终端补偿，采用多组移相电容组，是通过控制回路的容性接触器的动作或释放，使其触头闭合或断开来合分移相电容组的。当电机停运行或因各种故障，导致断开电源的瞬间，由于容性接触器释放，其触头断开，切断了移相电容组与电机构成的回路，杜绝了移相电容向电机供电而产生自激过电压导致危害电机的问题。4、可以根据电机负荷的大小，用人工或自动方式来投切移相电容组的数量，使功率因数值始终在接近1的范围，这样，不会出现过补偿和欠补偿，达到节能的目的。本实用新型的节能效果可达20-25％。5、本实用新型置放于电机旁边，这样，可使电机、电机至变配电所的供电线路上的无功损耗都得到补偿。
以下结合附图来说明本实用新型的实施例
图1为本实用新型电机起动安全运行控制器结构图图2为本实用新型电机就地自动跟踪补偿控制器单线系统结构图。
图3为本实用新型电机就地自动跟踪补偿控制器移相电容组信号与放电回路结构图。
图4为本实用新型电机就地自动跟踪补偿控制器外部接线端子图。
图中编号1为电机起动安全运行控制线路，2为电机主回路，3为电机就地自动跟踪补偿主回路，4为电机就地自动跟踪补偿控制回路。
本实施例为自耦减压起动、具有6组移相电容组的低压交流电动机安全节能综合控制柜。
低压交流电动机安全节能综合控制柜由电机起动安全运行控制器(见图1)和电机就地自动跟踪补偿控制器(见图2、3、4)构成，置放于电机旁边，这样可使电机、电机至变配电所的供电线路上的无功损耗都得到补偿。电机安全运行控制器包括电机主回路(2)和电机起动安全运行控制线路(1)。电机主回路(2)由电动机D、自耦变压器ZOB、电流互感器4LH和电流表A及功率因数表COSΦ构成的测量回路、电流互感器5LH和6LH与过电流继电器1LJ和2LJ构成的过电流保护回路、使自耦变压器ZOB在电机起动时接入起动后切除的交流接触器JC1和JC2的三组触头(JC1-5、JC1-6、JC1-7和JC2-2、JC2-3、JC2-4)、电机正常运行的交流主接触器XC的三组触头(XC-5、XC-6、XC-7)和三相电源断路器1DK等构成。ZOB的三个绕组的二端分别接JC2-2和JC1-5、JC2-3和JC1-6、JC2-4和JC1-7，JC1-5、JC1-6和JC1-7的下触头互联，JC2-2、JC2-3、JC2-4和XC-5、XC-6、XC-7的上触头分别接三相电源断路器1DK，通过1DK接380V交流电源。XC-5、XC-6、XC-7的下触头接电机D的定子和ZOB三个绕组的抽头。接于A相电源的电流互感器5LH与过电流继电器1LJ串联接地，接于C相电源的电流互感器6LH与过电流继电器2LJ串联接地构成不完全星形的过电流保护回路。接于C相电源的电流互感器4LH、电流表和功率因数表COSΦ串联接地构成电流、功率因数测量回路。电机起动安全运行控制线路(1)接于B、C相电源之间，由熔断器RD1、RD2、组合电源开关1HK、电机起动按钮1QA、电机停止按钮1TA和2TA、交流接触器JC1JC2XC、时间继电器1SJ2SJ、中间继电器NJ、告警电铃DL、告警灯GD、停铃按钮2QA、电机起动指示灯UD、电机运行指示灯HD、电机停止指示灯LD和电压表V等构成，熔断器RD1接于C相电源与1HK端子①之间，1HK端子②接1TA的端子①，熔断器RD2接于B相电源与1HK端子③之间，1HK端子④接2TA端子①，在1HK端子②、④之间(C、B相电源间)并接下列支路电压表V；XC的常闭触头XC-4、JC1的常闭触头JC1-1和LD的串联支路；JC1的常开触头JC1-2和UD的串联支路；XC的常开触头XC-3和HD的串联支路。在1TA的端子②与2TA端子②之间(即1TA、2TA后的C、B相电源间)并联下列支路；1QA、JC1和XC的常闭触头XC-1的串联支路，1SJ和JC2并联，其一端与1SJ的常开触头1SJ-1、JC2的常开触头JC2-1串联后接于1TA端子②，并联的另一端接在JC1与XC-1的串联点，在1SJ与JC2并联后与1SJ-1的串联点和1QA与JC1的串联点之间接入JC1常开触头JC1-3和1SJ常闭延时断开触头1SJ-2的串联支路；1SJ的常开延时闭合触头1SJ-3与XC的常开触头XC-2并联后与JC1的常闭触头JC1-4、2SJ的常闭延时断开触头2SJ-1和XC的串联支路；1LJ的常开触头1LJ-1与2LJ的常开触头2LJ-1并联后与2SJ的串联支路；告警电铃DL与中间继电器NJ的常闭触头NJ-1串联后与告警灯GD、切除按钮2QA与NJ的常开触头NJ-2并联后与中间继电器NJ的串联支路并联，再与2SJ的常开触头2SJ-2相串联的支路。电机就地自动跟踪补偿控制器(见图2、3、4)包括电机就地自动跟踪补偿主回路(3)、电机就地自动跟踪控制回路(4)、移相电容组信号与放电回路(见图3)和自动跟踪补偿控制器构成，自动跟踪补偿控制器是采用DJL—876型功率因数自动补偿仪，其外部接线端子图见图4。电机就地自动跟踪补偿主回路(3)，从电机定子引入三相电源，由自动开关2DK、自动开关(1ZK-6ZK)、容性接触器(1CJ-6CJ)的常开触头(1CJ-1—6CJ-1)、热继电器(1RJ-6RJ)和内部按△形连接的移相电容组(1c-6c)构成，从电机定子引入的三相电源经自动开关2DK后的每相串联自动开关nZK、容性接触器的常开触头nCJ-1和保护移相电容的热继电器nRJ，n为1-6，热继电器后的三相电源间接入移相电容，组成一组按△形连接的移相电容组，在引入的三相电源上有6组并联的移相电容组。如第一组移相电容组，其三相电源的每相串接自动开关1ZK、容性接触器1CJ-1和热继电器1RJ，然后在三相电源上按△型连接移相电容C1构成第一组移相电容组1C。第二组移相电容组是与第一组移相电容组并联的，其三相电源的每相串联自动开关2ZK、容性接触器2CJ的常开触头2CJ-1和热继电器2RJ，然后三相电源上按△形连接移相电容C2构成移相电容组2C，其它并联的移相电容组的构成类同(见图2)。在三相电源侧每相与地之间接入避雷器BL。电机就地自动跟踪补偿控制回路(4)接于电机终端三相电源的A、B相之间，由熔断器RD3和RD4、电源开关2HK、人工/自动“运行方式选择”转换开关2WK、用于人工投切移相电容组的“数量选择”万能转换开关3WK、容性接触器(1CJ-6CJ)、热继电器(1RJ-6RJ)的常闭触头(1RJ-1—6RJ-1)和功率因数自动补偿仪构成，B相电源接RD3，RD3的另一端接2HK端子①，A相电源接RD4，RD4的另一端接2HK端子③，2WK端子②接2HK的端子②，3WK的输入端子①、③、⑤、⑦、⑨、一起接于2WK的端子④，3WK的输出端②、④、⑥、⑧、⑩、分别连接1CJ与1RJ-1、2CJ与2RJ-1、3CJ与3RJ-1、4CJ与4RJ-1、5CJ与5RJ-1、6CJ与6RJ-1的串联支路，1RJ-1—6RJ-1的另一端一起连接于2HK的端子④，1CJ-6CJ的输入点19、21、25、29、33、37分别对应连接到功率因数自动补偿仪外部接线端子①、②、③、④、⑤、⑥上，外接端子C423、N421引线接到电机主回路的测量回路的功率因数表COSΦ的两端，N421为接地端，外接端子C接C相电源，143端子接到2WK端子⑥，2WK端子①、③、⑤相联接，2WK右45°为人工，置左45°为自动，置中间为停止状态，上述结构详见图2、图4。当2WK置左45°，即选择自动补偿位置，B相电源从2WK的端子⑥接到功率因数自动补偿仪外接端子143，功率因数自动补偿仪根据从端子C423、N421送来的电机主回路中功率因数表指示的测试值的大小与功率补偿整定值比较，控制B相电源从输出端子①或②、③、④、⑤、⑥送到容性接触器输入端19或21、25、29、33、37使1CJ或2CJ、3CJ、4CJ、5CJ、6CJ动作，容性接触器的常开触头1CJ-1或2CJ-1、3CJ-1、4CJ-1、5CJ-1、6CJ-1闭合，依次接入1-6组移相电容组，或者切断输出端子①或②、③、④、⑤、⑥的B相电源，使1CJ或2CJ、3CJ、4CJ、5CJ、6CJ释放，1CJ-1或2CJ-1、3CJ-1、4CJ-1、5CJ-1、6CJ-1断开，切断1-6组移相电容组。若功率因数补偿控制仪将B相电源送到端子①，则经输入点19到1CJ、1RJ-1到2HK、A相电源构成回路，1CJ动作，1CJ-1闭合，给电机终端自动接入第一组移相电容组(1C)，当B相电源从外接端子①、②输出，1CJ、2CJ动作，1CJ-1、2CJ-1闭合，电机终端接入第一组移相电容组(1C)和第二组移相电容组(2C)，反之，若切断端子⑥上B相的电源，则6CJ释放，6CJ-1恢复常闭触头，第6组移相电容组(6C)被切除。这时仅接入第1-5组移相电容组，其它类同。电机就地自动跟踪补偿控制器移相电容组信号与放电回路(见图3)共有6组，如第一移相电容组信号与放电回路，由容性接触器1CJ的常闭触头1CJ-2和1CJ-3、移相电容接入指示灯1HD及放电电阻1Ra和1RC构成，1Ra与1CJ-2串联，1RC与1CJ-3串联，1Ra和1RC的另一端接端子X12(1CJ上的B相电源)，1CJ-2的另一端和1HD的一端接X11(1CJ上的A相电源)，1CJ-3的另一端与1HD的另一端，接端子X13(1CJ上的C相电源)。当第一组移相电容组接入时，因1CJ动作，1CJ-1闭合，1CJ-2和1CJ-3常闭触头打开，1HD指示灯亮，当第一组移相电容组切断时，因1CJ释放，1CJ-1恢复常开触头，1CJ-2和1CJ-3闭合，接入1Ra、1RC，移相电容经1Ra、1Rc和1HD放电，1HD闪后灭，其它组移相电容的信号与放电回路类同。
权利要求1.一种低压交流电动机安全节能综合控制柜，包括电动机及其主回路中的减压起动装置，过电流保护回路、接于电动机三相电源中任意两相的起动控制器和移相电容补偿回路，其特征在于a、接于三相电源任意两相之间的电机安全运行控制器的控制线路(1)，其电机停止按钮1TA和2TA后的二相电源间并联下列支路起动按钮1QA、交流接触器JC1和交流接触器Xc的常闭触头Xc-1的串联支路，时间继电器1SJ和JC2并联，其一端与1SJ的常开触头1SJ-1、JC2的常开触头JC2-1串联接于1TA后的电源上，并联的另一端接在JC1与XC-1的串联点，在1SJ与JC2并联后与1SJ-1的串联点和1QA与JC1的串联点之间接入JC1常开触头JC1-3和1SJ常闭延时断开触头1SJ-2的串联支路；时间继电器1SJ的常开延时闭合触头1SJ-3与XC的常开触头XC-2并联后与JC1的常闭触头JC1-4、时间继电器2SJ的常闭延时断开触头2SJ-1和XC的串联支路；过电流继电器1LJ的常开触头1LJ-1和过电流继电器2LJ的常开触头2LJ-1并联后与2SJ的串联支路；告警电铃DL与中间继电器NJ的常闭触头NJ-1串联后与告警灯GD、切除告警按钮2QA与NJ的常开触头NJ-2并联后与中间继电器NJ的串联支路并联，再与2SJ的常开触头2SJ-2相串联的支路；b、电机主回路(2)中，有过电流保护回路和电流、功率因数测量回路，接于A相电源的电流互感器5LH与过电流继电器1LJ串联接地，接于C相电源的电流互感器6LH与过电流继电器2LJ串联接地，构成不完全星形的过电流保护回路；接于C相电源的电流互感4LH与电流表、功率因数表COSΦ串联接地，构成电流、功率因数测量回路；c、电机就地自动跟踪补偿主回路(3)，从电机定子引入三相电源，经自动开关2DK后，每相串联自动开关nZK、容性接触器nCJ的常开触头nCJ-1、热继器nRJ，在热继电器后的三相间接入移相电容，组成一组内部按△形连接的移相电容组，在引入的三相电源上并联有n组移相电容组，上述n为自然数；d、电机就地自动跟踪控制回路(4)，接于电机终端三相电源的A、B相之间，由用于人工/自动方式投切移相电容组的“运行方式选择”万能转换开关2WK、用于人工投切移相电容组的“数量选择”万能转换开关3WK、控制投切移相电容组的容性接触器nCJ、热继电器nRJ的常闭触头nRJ-1、熔断器RD3和RD4、电源开关2HK和实现自动跟踪补偿的功率因数自动补偿控制器等构成，B相电源接RD3，RD3的另一端接2HK端子①，A相电源接RD4，RD4的另一端接2HK端子③，2WK的端子②接2HK的端子②，2WK的端子①、③、⑤相联接，3WK的输入端子一起并接在2WK端子④，2WK端子⑥接功率因数自动补偿控制器外接端子143，3WK的输出端子分别与容性接触器nCJ和热继电器nRJ的常闭触头nRJ-1串联后并接于2HK的端子④，容性接触器nCJ的输入端分别与功率因数自动补偿控制器的外接端子(1-n)连接，功率因数自动补偿控制器的外接端子C423、N421接到电机主回路中功率因数表COSΦ的两端，N421为接地端，外接端子C接C相电源，上述n为自然数。
专利摘要本实用新型是一种置放于低压交流电动机旁集电机起动控制、过电流保护及声光告警和就地自动跟踪补偿于一体的安全节能综合柜，由电机起动安全运行控制器和就地自动跟踪补偿控制器构成。在电机正常运行中只有主接触器Xc随电机同步运行，用过电流继电器作为过电流保护。在自动补偿主回路中有多组并联移相电容组，补偿控制回路能根据电机负荷的变化，人工或自动投切移相电容组，使功率因数始终保持在接近1的范围。本实用新型的电机运行事故率低，节电效果可达20-25％。
文档编号G05F1/70GK2235171SQ9521916
公开日1996年9月11日 申请日期1995年8月9日 优先权日1995年8月9日
发明者张振瀛 申请人:云南省建筑材料科学研究设计院