基于大功率异步电动机变频及软起动的控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明属于异步电动机技术改进，尤其涉及一种基于大功率异步电动机变频及软起动的控制装置。
【背景技术】
[0002]目前功率大于等于2000kW的6kV或1kV异步电动机根据工况变化，用变频器控制节省电能有较好的经济效益。但变频器是需要经常维护的控制设备，且变频器功率单元、熔断器等是易耗品，在变频器检修维护时会影响异步电动机的正常运行。在变频器检修维护时需要考虑电机工频运行，而2000kW及以上异步电动机直接起动会对电网造成较大的冲击引起电压波动，所以其需要进行软起动。如何把变频器控制和软起动器控制可靠的结合起来是亟待解决的问题。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种基于大功率异步电动机变频及软起动的控制装置，旨在解决上述的技术问题。
[0004]本发明是这样实现的，一种基于大功率异步电动机变频及软起动的控制装置，所述控制装置包括异步电动机馈电柜、变频软起选择柜、变频器柜、软起动柜、异步电动机及封星柜，所述异步电动机馈电柜的输出端通过电缆连接所述变频软起选择柜的输入端，所述变频软起选择柜的输出端通过电缆连接所述异步电动机的主接线盒，所述变频软起选择柜通过电缆分别连接所述变频器柜及软起动柜，所述异步电动机的副接线盒通过电缆连接所述封星柜的输入端。
[0005]本发明的进一步技术方案是:所述控制装置还包括PLC控制系统，用于采集开关量信号和模拟量信号，发出指令控制异步电动机馈电柜、软起动柜、变频器柜的运行。
[0006]本发明的进一步技术方案是:所述异步电动机馈电柜内设置有真空断路器QF、第一电流互感器、避雷器、接地刀开关、第一微机综合保护装置，所述真空断路器QF的输出端连接所述第一电流互感器的输入端，所述第一电流互感器的输出端分别连接所述避雷器的一端、接地刀开关的一端，所述第一微机综合保护装置的输入端分别连接所述真空断路器QF的采样端、第一电流互感器的采样端及接地刀开关的采样端，所述避雷器的另一端接地，所述接地刀开关的另一端接地。
[0007]本发明的进一步技术方案是:第一微机综合保护装置内设有电流速断保护单元、纵联差动保护单元、反时限保护单元及单相接地保护单元。
[0008]本发明的进一步技术方案是:所述变频软起选择柜内设有隔离刀开关QS2、双刀双掷开关QS11、双刀双掷开关QS12，所述双刀双掷开关QSll的第2脚经机械电气联锁连接所述双刀双掷开关QS12的第2脚，所述双刀双掷开关QSll的第I脚连接所述异步电动机馈电柜的输出端，所述双刀双掷开关QS12的第I脚连接所述异步电动机馈电柜的输出端，所述双刀双掷开关QSll的第3脚连接所述软启动柜的输入端，所述双刀双掷开关QS12的第3脚连接所述变频器柜的输入端，所述隔离刀开关QS2的一端连接所述变频器柜的输出端，所述隔离刀开关QS2的另一端连接所述异步电动机的主接线盒。
[0009]本发明的进一步技术方案是:所述软起动柜内设有主接触器KM1、旁路接触器KM2、软起动器及隔离刀开关QSl，所述主接触器KMl的一端连接所述双刀双掷开关QSll的第3脚，所述主接触器KMl的另一端分别连接旁路接触器KM2的一端及软起动器的一端，所述旁路接触器KM2的另一端与所述软起动器的另一端分别连接所述隔离刀开关QSl的一端，所述隔离刀开关QSl的另一端连接所述异步电动机的主接线盒。
[0010]本发明的进一步技术方案是:所述变频器柜内设有变压器、第二电流互感器、功率单元、控制装置及第二微机综合保护装置，所述变压器的输入端连接所述隔离刀开关QS12的第3脚，所述变压器的输出端连接所述第二电流互感器的输入端，所述第二电流互感器的输出端连接所述功率单元的输入端，所述功率单元的输出端连接输出母排的一端，所述输出母排的另一端连接所述隔离刀开关QS2的一端，所述控制装置的输出端连接所述功率单元的控制端，所述第二微机综合保护装置的输入端分别连接所述第二电流互感器的采样端及变压器高压侧的输入端。
[0011]本发明的进一步技术方案是:所述第二微机综合保护装置内设有过载保护单元、缺相保护单元、过压保护单元、过热保护单元及限流功能单元。
[0012]本发明的进一步技术方案是:所述封星柜内设有第三电流互感器和避雷器，所述第三电流互感器的输入端连接所述异步电动机的副接线盒，所述第三电流互感器的输入端连接所述避雷器的输入端，所述避雷器的输出端接地。
[0013]本发明的进一步技术方案是:所述开关量信号包括双刀双掷开关QS11、双刀双掷开关QS12、隔离刀开关QS1、隔离刀开关QS2、真空断路器QF的闭合、分断信号；软起动器自检测无故障、运行、旁路、故障联锁跳闸信号；变频器自检测无故障、运行、故障联锁跳闸信号；模拟量信号包括异步电动机变频运行电流、工频运行电流及运行频率；所述控制指令包括允许软起动、软起动、软停机、软起急停；允许变频器运行、启动变频器、停止变频器、变频器急停、预设转速给定、连续给定转速；异步电动机馈电柜允许合闸、异步电动机馈电柜联锁跳闸。
[0014]本发明的有益效果是:正常运行时采用变频器控制功率大于等于2000kW的6kV或1kV异步电动机能够节省电能；变频器故障或检修时采用用软起动器起动异步电动机减小了电机起动电流对电网的冲击，软起完成后退出软起动器工频运行；两种运行方式可自由选择适应不同情况，提高了异步电动机供电、控制的安全可靠性和灵活性。
【附图说明】
[0015]图1是本发明实施例提供的基于大功率异步电动机变频及软起动的控制装置的结构示意图。
[0016]图2是本发明实施例提供的电动机馈电柜电气控制原理图。
【具体实施方式】
[0017]图1示出了本发明提供的基于大功率异步电动机变频及软起动的控制装置，所述控制装置包括异步电动机馈电柜、变频软起选择柜、变频器柜、软起动柜、异步电动机及封星柜，所述异步电动机馈电柜的输出端通过电缆连接所述变频软起选择柜的输入端，所述变频软起选择柜的输出端通过电缆连接所述异步电动机的主接线盒，所述变频软起选择柜通过电缆分别连接所述变频器柜及软起动柜，所述异步电动机的副接线盒通过电缆连接所述封星柜的输入端。
[0018]所述控制装置还包括PLC控制系统，用于采集开关量信号和模拟量信号，发出指令控制异步电动机馈电柜、软起动柜、变频器柜的运行。
[0019]所述异步电动机馈电柜内设置有真空断路器QF、第一电流互感器、避雷器、接地刀开关、第一微机综合保护装置，所述真空断路器QF的输出端连接所述第一电流互感器的输入端，所述第一电流互感器的输出端分别连接所述避雷器的一端、接地刀开关的一端，所述第一微机综合保护装置的输入端分别连接所述真空断路器QF的采样端、第一电流互感器的采样端及接地刀开关的采样端，所述避雷器的另一端接地，所述接地刀开关的另一端接地。
[0020]第一微机综合保护装置内设有电流速断保护单元、纵联差动保护单元、反时限保护单元及单相接地保护单元。
[0021]所述变频软起选择柜内设有隔离刀开关QS2、双刀双掷开关QS11、双刀双掷开关QS12，所述双刀双掷开关QSll的第2脚经机械电气联锁连接所述双刀双掷开关QS12的第2脚，所述双刀双掷开关QSll的第I脚连接所述异步电动机馈电柜的输出端，所述双刀双掷开关QS12的第I脚连接所述异步电动机馈电柜的输出端，所述双刀双掷开关QSll的第3脚连接所述软启动柜的输入端，所述双刀双掷开关QS12的第3脚连接所述变频器柜的输入端，所述隔离刀开关QS2的一端连接所述变频器柜的输出端，所述隔离刀开关QS2的另一端连接所述异步电动机的主接线盒。
[0022]所述软起动柜内设有主接触器KM1、旁路接触器KM2、软起动器及隔离刀开关QS1，所述主接触器KMl的一端连接所述双刀双掷开关QSll的第3脚，所述主接触器KMl的另一端分别连接旁路接触器KM2的一端及软起动器的一端，所述旁路接触器KM2的另一端与所述软起动器的另一端分别连接所述隔离刀开关QSl的一端，所述隔离刀开关QSl的另一端连接所述异步电动机的主接线盒。
[0023]所述变频器柜内设有变压器、第二电流互感器、功率单元、控制装置及第二微机综合保护装置，所述变压器的输入端连接所述隔离刀开关QS12的第3脚，所述变压器的输出端连接所述第二电流互感器的输入端，所述第二电流互感器的输出端连接所述功率单元的输入端，所述功率单元的输出端连接输出母排的一端，所述输出母排的另一端连接所述隔离刀开关QS2的一端，所述控制装置的输出端连接所述功率单元的控制端，所述第二微机综合保护装置的输入端分别连接所述第二电流互感器的采样端及变压器高压侧的输入端。
[0024]所述第二微机综合保护装置内设有过载保护单元、缺相保护单元、过压保护单元、过热保护单元及限流功能单元。
[0025]所述封星柜内设有第三电流互感器和避雷器，所述第三电流互感器的输入端连接所述异步电动机的副接线盒，所述第三电流互感器的输入端连接所述避雷器的输入端，所述避雷器的输出端接地。
[0026]所述开关量信号包括双刀双掷开关QS11、双刀双掷开关QS12、隔离刀开关QS1、隔离刀开关QS2、真空断路器QF的闭合、分断信号；软起动器自检测无故障、运行、旁路、故障联锁跳闸信号；变频器自检测无故障、运行、故障联锁跳闸信号；模拟量信号包括异步电动机变频运行电流、工频运行电流及运行频率；所述控制指令包括允许软起动、软起动、软停机、软起急停；允许变频器运行、启动变频器、停止变频器、变频器急停、预设转速给定、连续给定转速；异步电动机馈电柜允许合闸、异步电动机馈电柜联锁跳闸。
[0027]本控制技术在正常时采用变频器控制功率大于等于2000kW的6kV或1kV异步电动机运行节省电能，在变频器检修维护时通过变频软起选择柜切换到工频运行，用软起动器起动。软起动柜也设置旁路接触器，在软起动完成后软起动器退出，旁路接触器闭合异步电动机工频运行。本控制技术设置两套保护装置以适应不同的运行方式，同时通过机械联锁、电气联锁、PLC系统控制保证供电和控制的可靠性。
[0028]采用KYN28-12型户内金属铠装移开式开关设备做异步电动机馈电柜，柜内配置真空断路器QF、电流互感器、避雷器、接地刀开关、微机综合保护装置(以下称为微机综保装