一种双切多选高压变频软启拖动系统的制作方法

本实用新型属于电力应用领域，尤其涉及利用大容量变频器对高压电机进行软启动的电力拖动系统。具体地说是一种使用两台大容量变频器对四台高压电机，进行相互选择软启动的电力拖动系统。

背景技术：

目前电力应用领域，对10000KW以上的高压异步电动机，并没有与之容量相当的变频器应用于长期变频拖动。如果直接工频启动，启动过程的电流又非常大。为保证工厂电力网的稳定，通常采用一台变频器对应控制一台高压电动机软启动的方式进行生产应用。此种将变频器和需要软启动的电动机固定搭配使用的方式，不仅设备投资成本大，而且在变频器和电动机故障检修和设备维护期间，将会影响对应设备的正常使用。设备的效率也很低。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：为了克服现有技术中的不足，本实用新型提供一种双切多选高压变频软启拖动系统，通过操作可以使用其中任意一台变频器对任意一台高压电机进行软启动。

本实用新型解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种双切多选高压变频软启拖动系统，包括1#变频器、2#变频器、1段母线、2段母线、3段母线、 4段母线、1段母线进线柜、2段母线进线柜、3段母线进线柜、4段母线进线柜、 1#变频器输入电源柜、2#变频器输入电源柜、3#变频器输入电源柜、4#变频器输入电源柜、1#电机并网柜、2#电机并网柜、3#电机并网柜、4#电机并网柜、 1#电机启动柜、2#电机启动柜、3#电机启动柜、4#电机启动柜、启动段母线、 1#变频器输入隔离柜、2#变频器输入隔离柜、1#变频器输出隔离柜、2#变频器输出隔离柜、1#电动机、2#电动机、3#电动机、4#电动机。

所述设备均为高压设备，使用高压三相电源，所述1#变频器、2#变频器为 5000KVA以上的大容量变频器。所述1#电动机、2#电动机、3#电动机、4#电动机，为10000KW以上的大功率电动机。

所述的1段母线下设置有1#变频器输入电源柜和1#电机并网柜，所述的2 段母线下设置有2#变频器输入电源柜和2#电机并网柜，所述的3段母线下设置有3#变频器输入电源柜和3#电机并网柜，所述的4段母线下设置有4#变频器输入电源柜和4#电机并网柜。

所述的1#变频器输入隔离柜设置在1#变频器电源输入侧，所述的2#变频器输入隔离柜设置在2#变频器电源输入侧。

所述的1#变频器输入电源柜、2#变频器输入电源柜、3#变频器输入电源柜、 4#变频器输入电源柜的下端头和1#变频器输入隔离柜、2#变频器输入隔离柜上端头利用高压电缆并联。

所述的1#变频器输出隔离柜设置在1#变频器电源输出侧，所述的2#变频器输出隔离柜设置在2#变频器电源输出侧。

所述的1#变频器输出隔离柜和2#变频器输出隔离柜下端头通过高压电缆和启动段母线相连。

所述的启动段母线下设置有1#电机启动柜、2#电机启动柜、3#电机启动柜、 4#电机启动柜。

所述的1#电机启动柜下端头和1#电机并网柜下端头，使用高压电缆并联后接入1#电动机。所述的2#电机启动柜下端头和2#电机并网柜下端头，使用高压电缆并联后接入2#电动机。所述的3#电机启动柜下端头和3#电机并网柜下端头，使用高压电缆并联后接入3#电动机。所述的4#电机启动柜下端头和4#电机并网柜下端头使用高压电缆并联后接入4#电动机。

本实用新型所述的1段母线进线柜、2段母线进线柜、3段母线进线柜、4 段母线进线柜、1#变频器输入电源柜、2#变频器输入电源柜、3#变频器输入电源柜、4#变频器输入电源柜、1#电机并网柜、2#电机并网柜、3#电机并网柜、 4#电机并网柜、1#电机启动柜、2#电机启动柜、3#电机启动柜、4#电机启动柜为通用型户内高压开关柜，高压柜内设置移位式三相高压真空断路器，断路器位置分为工作位和试验位。本实用新型所述的1#变频器输入隔离柜、2#变频器输入隔离柜、1#变频器输出隔离柜、2#变频器输出隔离柜为通用型户内高压开关柜，高压柜内设置移位式三相隔离小车，隔离小车位置分连接位和断开位。

本实用新型所述的1段母线进线柜、2段母线进线柜、3段母线进线柜、4 段母线进线柜分别为1段母线、2段母线、3段母线、4段母线提供高压进线电源。

本实用新型所述的1#变频器输入电源柜、2#变频器输入电源柜、3#变频器输入电源柜、4#变频器输入电源柜用于给变频器提供输入电源或切断输入电源。

本实用新型所述的1#变频器输入隔离柜和2#变频输入隔离柜，用于变频器和外部电源的隔离和连接。

本实用新型所述的1#电机并网柜、2#电机并网柜、3#电机并网柜、4#电机并网柜用于电机变频启动结束后，切换到工频运行。以及在电机工频运行时停止电机。

本实用新型所述的1#变频器输出隔离柜、2#变频输出隔离柜，用于变频器和外部负载的隔离和连接。

本实用新型所述的1#电机启动柜、2#电机启动柜、3#电机启动柜、4#电机启动柜，用于变频启动时启动相应的电机。

为使用安全考虑，本方案在所有电机和变频器不工作的初始状态时，所有的高压柜断路器都应在实验位，保持和各段母线脱离。两台变频器的输入和输出隔离柜隔离小车应保持在断开位，变频器不使用时控制电源应当断电。

本实用新型通过利用高压断路器、高压隔离小车、高压电缆、分段母线的电力分配和联络功能，将两台大容量变频器和各个高压断路器、高压隔离手车、分段母线、四台高压电机相互联络，在使用中只需改变系统中各个高压开关柜的移位式断路器和移位式隔离小车的所在位置，即可实现由两台大容量变频器对四台高压电机进行相互选择软启动。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型最佳实施例的电气原理图。

图中1QF、1段母线进线柜，2QF、2段母线进线柜，3QF、3段母线进线柜， 4QF、4段母线进线柜，QF1、1#变频器输入电源柜，QF2、2#变频器输入电源柜，QF3、3#变频器输入电源柜，QF4、4#变频器输入电源柜，K1、1#电机并网柜，K2、2#电机并网柜，K3、3#电机并网柜，K4、4#电机并网柜，B1、1#变频器输入隔离柜，B2、2#变频器输入隔离柜，P1、1#变频器输出隔离柜，P2、2# 变频器输出隔离柜，QS1、1#电机启动柜，QS2、2#电机启动柜，QS3、3#电机启动柜，QS4、4#电机启动柜，M1、1#电动机，M2、2#电动机，M3、3#电动机，M4、4#电动机。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

本实用新型的一种双切多选高压变频软启拖动系统，首先对“双切多选”，进行一下解释，“双切”指两台变频器可以同时互相切换使用，“多选”指四台电机和两台变频器可以有多重启动选择。一台电机可以选择两台变频器中的任一台，一台变频器可以选择启动四台电机中的任意一台，可以实现八种选择。

如图1所示，该系统包括1段母线进线柜1QF，2段母线进线柜2QF，3段母线进线柜3QF，4段母线进线柜4QF，分别为1段母线、2段母线、3段母线、 4段母线提供常用工频电源。在1段母线下设置有1#变频器输入电源柜QF1和 1#电机并网柜K1，在2段母线下设置有2#变频器输入电源柜QF2和2#电机并网柜K2，在3段母线下设置有3#变频器输入电源柜QF3和3#电机并网柜K3，在4段母线下设置有4#变频器输入电源柜QF4和4#电机并网柜K4。1#变频器输入隔离柜B1，设置在1#变频器电源输入侧。2#变频器输入隔离柜B2，设置在2#变频器电源输入侧。1#变频器输入电源柜QF1、2#变频器输入电源柜QF2、 3#变频器输入电源柜QF3、4#变频器输入电源柜QF4的下端头和1#变频器输入隔离柜、2#变频器输入隔离柜上端头利用高压电缆并联。1#变频器输出隔离柜 P1，设置在1#变频器电源输出侧，2#变频器输出隔离柜P2，设置在2#变频器电源输出侧。1#变频器输出隔离柜P1和2#变频器输出隔离柜P2下端头通过高压电缆和启动段母线相连。在启动段母线下设置有1#电机启动柜QS1、2#电机启动柜QS2、3#电机启动柜QS3、4#电机启动柜QS4。1#电机启动柜QS1下端头和1#电机并网柜K1下端头，使用高压电缆并联后接入1#电动机。2#电机启动柜QS2下端头和2#电机并网柜K2下端头，使用高压电缆并联后接入2#电动机。 3#电机启动柜QS3下端头和3#电机并网柜K3下端头，使用高压电缆并联后接入3#电动机。4#电机启动柜QS4下端头和4#电机并网柜K4下端头，使用高压电缆并联后接入4#电动机。

本实施例中使用了和实用新型相适应的外部控制方式。变频器输入电源柜 QF1～QF4、电机并网柜K1～K4、电机启动柜QS1～QS4的断路器位置信号，通过各个高压柜内的限位装置输送给1#变频器PLC和2#变频器PLC。用于监视以上高压柜断路器的所在位置。变频器输入隔离柜B1～B2，变频器输出隔离柜 P1～P2的隔离小车的位置信号，通过高压柜内的限位装置，输送给1#变频器PLC 和2#变频器PLC。用于监视隔离小车所在的位置。

因为，高压断路器只有处在工作位时，断路器的上、下端头才会和线路连接。在试验位位置时，断路器的上、下端头和线路是脱离的，此时断路器合闸并不能接通线路。

在软启动电机时，只有把相应电机的高压柜断路器摇到工作位时，合闸后才会实际接通电源。其他电机高压柜断路器处在试验位，即使合闸也是无法接通线路的。这也体现了操作人员在操作中的操作选择功能。

本具体实施例中通过将变频器输入电源柜QF1～QF4、电机并网柜K1～K4、电机启动柜QS1～QS4的断路器分、合闸信号，通过断路器的辅助继电器触点输送给1#变频器PLC和2#变频器PLC。用于监视以上高压柜断路器的工作状态。本具体实施例中通过将1#变频器和2#变频器PLC的输出继电器触点接入变频器输入电源柜QF1～QF4、电机启动柜QS1～QS4的合闸回路和分闸回路，可以由变频器自动控制系统对变频器输入电源柜QF1～QF4、电机启动柜QS1～QS4的断路器实现分闸和合闸控制。本实施例中通过将1#变频器和2#变频器PLC的输出继电器触点接入电机并网柜K1～K4的断路器合闸回路实现对电机并网柜 K1～K4的合闸控制。

本实施例中具有各种通常使用的配套保护装置，在每台“电机并网柜”上设有高压继电保护装置，在电机软启动的运行过程中，主要有变频器提供保护，在电动机切入工频运行后，主要有高压继电保护装置提供运行安全保护。

为使用安全考虑，本方案在所有电机和变频器不工作的初始状态时，所有前述的高压柜断路器都应在实验位，保持和各段母线脱离。两台变频器的输入和输出隔离柜应放置在断开位，变频器不工作时控制电源应当断电。

下面结合具体的使用操作来说明本实施例的实际工作执行过程。

当需要启动来自不同电源的任意一台电动机时，首先将对应电机的母线进线柜断路器摇到工作位，并将断路器合闸。然后选择用于电动机软启动的变频器，将选择的变频器控制电源送上。将该变频器的输入和输出隔离柜摇到连接位，将上述准备变频启动的电机，相对应的“变频器输入电源柜”、“电机并网柜”、“电机启动柜”摇到工作位。其他不参与启动的变频器和不参与启动的电动机所对应的的高压柜，保持在初始(备用)状态。送上变频器的全部控制电源，将变频器柜门上的选择开关选到准备启动的电动机。当变频器自检结束，状态正常后，变频器开始检查启动条件，自动控制系统对电动机的启动条件进行判断，当所有的输入信号都满足要求时，变频器显示准备就绪。此时由外部操作台对变频器进行启动，按下选中的变频器的启动按钮，变频器开始启动，通过变频器内部的自动控制装置，首先将对应的“变频器输入电源柜”，断路器合闸，变频器输入侧将通入三相高压电源。稍后通过输出继电器触点将对应的“电机启动柜”断路器合闸。变频器的三相调频主电源通过对应的“变频器输出隔离柜”和启动段母线，以及“电机启动柜”，输送到负载电动机，电动机开始启动运转。当变频器的输出频率和电压、相位非常接近该电动机旁路电源的工频数值，达到变频器允许的并网条件时，变频器自动控制装置对“电机并网柜”发并网指令，将相应的并网柜断路器合闸，之后将“电机启动柜”分闸，停止变频电源的输出，现场电动机接入工频电源运行，电动机的软启动过程结束。变频器自动控制装置再将“变频器输入电源柜”分闸，变频器退出工作状态。

此后将前述相对应的已经退出运行的“变频器输入电源柜”、“电机启动柜”摇到试验位；将变频器的输入和输出隔离柜摇到断开位。将变频器柜门上的选择开关选到断开位。停掉变频器的控制电源，本次启动过程全部结束。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本实用新型的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。