二拖三机组动力系统的制作方法

1.本实用新型属于大型电动机拖动技术领域，具体涉及一种二拖三机组动力系统。


背景技术：

2.机组动力系统包括电动机和变频软起动设备，其中电动机是机组动力系统中的关键设备，为整个机组提供动力，其可靠起动和安全平稳运行，是整个系统正常运行的根本，它对保证机组的安全性和可靠性至关重要。随着大型装备的不断发展和制造能力的提高以及电力电子技术的发展，越来越多的大功率电动机和相应配套的变频软起装置的应用越来越广泛，且为未来发展的趋势。
3.大型机组的转动惯量大，同时用户变压器采用经济选型后，变压器最小短路容量不能满足大功率电动机起动引起电压跌落及堵转电流的冲击问题。大功率电动机的额定电流大，相应的起动软起设备容量需求也很大，现有的机组动力系统已不能满足大容量变频软起装置容量的合理选择及裕度、且不能合理解决大功率变频软起过程到工频运行的平滑切换过渡。
4.目前采用变频软起应用的电动机功率大，变频软起装置相应功率也大。往往采用一台起动设备对应一台电机的起动系统，不能有效满足用户和市场需求，不能达到设备集约、系统集约、土地集约、拖动性能集约。但是仅仅采用积木块式组合两套变频软动装置分别起动三台电动机的系统，存在控制系统、变频系统和操作员的误操作、供电安全性问题、检修接地串接的问题以及无法接线的问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种二拖三机组动力系统，用以解决现有技术中两套变频软动装置分别起动三台电动机的系统存在的各种问题。
6.为了实现上述任务，本实用新型采用以下技术方案：
7.一种二拖三机组动力系统，包括三套电源柜和两套变频软起装置，所述的三套电源柜均包括变频进线柜和变频出线柜，所述的三面变频进线柜分别连接第一电缆转接柜，所述的三面变频出线柜分别连接第二电缆转接柜，所述的第一电缆转接柜与第一变频进线切换柜和第二变频进线切换柜共母线，所述的第二电缆转接柜与第一变频出线切换柜和第二变频出线切换柜共母线。
8.所述的第一变频进线切换柜和第二变频进线切换柜分别连接两套变频软起装置，所述的第一变频出线切换柜和第二变频出线切换柜分别连接两套变频软起装置。
9.进一步的，所述的三套电源柜包括第一电源柜、第二电源柜、第三电源柜，三个电源柜的组成结构相同。
10.进一步的，所述的第一电源柜包括第一母线pt柜、第一电源进线柜、第一变频进线柜、第一运行柜、第一ct柜、第一变频出线柜、第一主电机ct箱和第一电源，所述的第一母线pt柜、第一电源进线柜、第一变频进线柜和第一运行柜共母线，所述的第一运行柜连接第一
ct柜，所述第一ct柜和第一变频出线柜共母线，所述第一电源进线柜连接第一电源，所述第一变频进线柜连接第一电缆转接柜，所述第一ct柜连接第一电机的进线端，所述第一电机的中性点端连接第一主电机ct箱，所述第一变频出线柜连接第二电缆转接柜。
11.进一步的，所述的两套变频软起装置包括第一变频软起装置和第二变频软起装置，所述的第一变频进线切换柜和第一变频出线切换柜连接第一变频软起装置，所述的第二变频进线切换柜和第二变频出线切换柜连接第二变频软起装置。
12.本实用新型与现有技术相比具有以下技术特点：
13.(1)本实用新型采用变频软起装置可以有效的解决电动机起动对电网冲击大、机组转动惯量大、起动平稳的问题，更大程度延长电动机的使用寿命。在合理计算选择变频软起容量的基础上，为提高整个动力系统起动和运行的可靠性，采用两套变频软起动装置分别起动三台电动机，即两套变频软起动装置互为备用，任一套变频软起装置可分别起动三台大功率电动机。
14.(2)本实用新型采用两套变频软起装置互为备用,分别软起动多台电动机，是在结合现场装置的工艺需求和现场布置型式以及电动机的结构形式、功率大小、工艺流程等，在合理选用变频软起装置的容量后，构成变频软起装置分别起动三台电动机，结合变频起动及工频切换系统达到系统可靠性、安全性、操作性和独立性的要求。
附图说明
15.图1是二拖三机组动力系统总图；
16.图2是第一电源柜结构示意图。
17.图中标号代表：1
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第一电源柜、11
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第一母线pt柜、12
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第一电源进线柜、13
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第一变频进线柜、14
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第一运行柜、15
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第一ct柜、16
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第一变频出线柜、17
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第一主电机ct箱、18
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第一电源；
[0018]2‑
第二电源柜、21
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第二母线pt柜、22
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第二电源进线柜、23
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第二变频进线柜、24
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第二运行柜、25
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第二ct柜、26
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第二变频出线柜、27
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第二主电机ct箱、28
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第二电源；
[0019]3‑
第三电源柜、31
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第三母线pt柜、32
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第三电源进线柜、33
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第三变频进线柜、34
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第三运行柜、35
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第三ct柜、36
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第三变频出线柜、37
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第三主电机ct箱、38
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第三电源；
[0020]
41
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第一电机、42
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第二电机、43
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第三电机、51
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第一电缆转接柜、52
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第二电缆转接柜、61
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第一变频进线切换柜、62
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第二变频进线切换柜、71
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第一变频出线切换柜、72
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第二变频出线切换柜连接、8
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第一变频软起装置、9
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第二变频软起装置；
[0021]
c1
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第一带电显示装置、c2
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第二带电显示装置、qf
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手车式断路器、ta
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电流互感器、tao
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零序电流互感器、fd
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过电压保护器、qe
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接地开关、d
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电缆。
具体实施方式
[0022]
以下给出本实用新型的具体实施方式，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本技术技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。
[0023]
在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指以相应附图的图面为基准定义的，“内、外”是指相应部件轮廓的内和外。
[0024]
在本实施例中公开了一种二拖三机组动力系统，包括三套电源柜和两套变频软起
装置，所述的三套电源柜均包括变频进线柜和变频出线柜，所述的三个变频进线柜分别连接第一电缆转接柜51，所述的三个变频出线柜分别连接第二电缆转接柜52，电缆转接柜51和52是为了方便现场接线和施工而设置的电缆接线柜，用于多根电缆的搭接。
[0025]
所述的第一电缆转接柜51与第一变频进线切换柜61和第二变频进线切换柜62共母线，所述的第二电缆转接柜52与第一变频出线切换柜71和第二变频出线切换柜72共母线；
[0026]
所述的第一变频进线切换柜61和第二变频进线切换柜62分别连接两套变频软起装置，所述的第一变频出线切换柜71和第二变频出线切换柜72分别连接两套变频软起装置。
[0027]
具体的，所述的三个电源柜包括第一电源柜1、第二电源柜2、第三电源柜3，三个电源柜的组成结构相同。
[0028]
具体的，所述的第一电源柜1包括第一母线pt柜11、第一电源进线柜12、第一变频进线柜13、第一运行柜14、第一ct柜15、第一变频出线柜16、第一主电机ct箱17和第一电源18，所述的第一母线pt柜11、第一电源进线柜12、第一变频进线柜13和第一运行柜14共母线，所述的第一运行柜14连接第一ct柜15，所述第一ct柜15、第一变频出线柜16共母线，所述第一电源进线柜12连接第一电源18，所述第一变频进线柜13连接第一电缆转接柜51，所述第一ct柜15连接第一电机41的进线端，所述第一电机41的中性点端连接第一主电机ct箱17，所述第一变频出线柜16连接第二电缆转接柜52。
[0029]
其中，第一运行柜14从母线处连接手车式断路器qf，所述手车式断路器qf分别连接第一带电显示装置c1、过电压保护器fd、接地开关qe和第一ct柜15的母线，所述第一ct柜15从母线处分别连接手车式断路器qf、电流互感器ta和第二带电显示装置c2，所述电流互感器ta串联零序电流互感器tao后连接电缆d，通过电缆d连接第一电机41。
[0030]
所述的第二电源柜2包括第二母线pt柜21、第二电源进线柜22、第二变频进线柜23、第二运行柜24、第二ct柜25、第二变频出线柜26、第二主电机ct箱27和第二电源28，所述的第二母线pt柜21、第二电源进线柜22、第二变频进线柜23和第二运行柜24共母线，所述的第二运行柜24连接第二ct柜25，所述第二ct柜25、第二变频出线柜26共母线，所述第二电源进线柜22连接第二电源28，所述第二变频进线柜23连接第一电缆转接柜51，所述第二ct柜25连接第二电机42的进线端，所述第二电机42的中性点端连接第二主电机ct箱27，所述第二变频出线柜26连接第二电缆转接柜52；
[0031]
所述的第三电源柜3包括第三母线pt柜31、第三电源进线柜32、第三变频进线柜33、第三运行柜34、第三ct柜35、第三变频出线柜36、第三主电机ct箱37和第三电源38，所述的第三母线pt柜31、第三电源进线柜32、第三变频进线柜33和第三运行柜34共母线，所述的第三运行柜34连接第三ct柜35，所述第三ct柜35、第三变频出线柜36共母线，所述第三电源进线柜32连接第三电源38，所述第三变频进线柜33连接第一电缆转接柜51，所述第三ct柜35连接第三电机43的进线端，所述第三电机43的中性点端连接第三主电机ct箱37，所述第三变频出线柜36连接第二电缆转接柜52。
[0032]
具体的，所述的两套变频软起装置包括第一变频软起装置8和第二变频软起装置9，所述的第一变频进线切换柜61和第一变频出线切换柜71连接第一变频软起装置8，所述的第二变频进线切换柜62和第二变频出线切换柜72连接第二变频软起装置9。第一变频出
线切换柜71是隔离和投入第一变频软起动装置的开关柜，第二变频出线切换柜72是隔离和投入第二变频软起动装置的开关柜，两台开关柜手车不能同时放到工作位置。
[0033]
具体的，在本实施例中在第一母线pt柜11的左侧设置有电容补偿馈线柜，与第一母线pt柜11共母线。
[0034]
具体的，所述第一电机第二电机和第三电机为三相交流电动机。
[0035]
本实用新型中每个柜体的功能和结构如下所示：
[0036]
1、电源进线柜：采用电缆或封闭母线、管母线连接方式，选用三芯电缆，三芯电缆可选用普通统包型，也可选用3根单芯电缆绞合结构型。采用管母线连接方式时，既可以采用上进方式、也可采用下进方式的，具体与工厂设计确认。电源进线柜的作用：为高压设备提供电源。
[0037]
2、pt柜：避雷器安装在手车外。避免整个高压柜体配置的转运小车与常规其他断路器的高度不同，多配置一套转运小车；对于变频软起装置配置电机侧pt柜。pt柜的作用：为高压设备保护和测量提供电压信号。
[0038]
3、电容补偿馈线柜+补偿装置：控制投切采用电容器专用且频繁投切的接触器/断路器，电容补偿装置带有必要的保护。控制逻辑要求当电容补偿装置准备就绪后，发给电容补偿馈线柜一路准备就绪信号后，电容补偿馈线柜方可合闸，电容补偿装置故障时，需联跳电容补偿馈线柜。电容补偿馈线柜+补偿装置的作用：为高压异步电动机提供就地无功补偿，提高电网的功率因数。
[0039]
4、变频软起进线柜：设置线路微机保护；进线柜带避雷器、带电显装置。因联锁问题，不能带接地开关，三段进线柜出线采用依次两两并接后输出一路进入两个变频进线切换柜的其中一台内，设置两面变频进线切换柜(带断路器或不带断路器的、接地开关、避雷器、带电显装置)，两面变频进线切换柜分别接至两套变频器并形成变频器供电输入互锁。变频软起进线柜的作用：为高压电动机启动时提供电源。
[0040]
5、变频软起出线柜：出线柜带带电显装置。两套变频软起装置出线柜出线各设置一面隔离柜(带带电显装置)，再通过共用母排设置一面电缆出线柜和一面出线pt柜(视变频软起装置需要设置)，电缆出线柜出线三路，分别接至三段变频软起出线柜。变频软起装置输出至变频起动出线柜与两套变频软起出线隔离柜共母线，可节约出线电缆成本、同时减少柜体数量。变频软起出线柜的作用：为高压电动机启动回路的变频器输出开关柜，电动机启动结束后与变频器的隔离。
[0041]
6、运行柜：带接地开关、避雷器、带电显装置、微机保护装置(有ct柜时，电流互感器及微机保护装置安装在ct柜上)；采用管母线联接高压柜及电机时，采用加深的柜体可实现高压柜体至电机的上管母出线和变频软起出线柜的电缆联接；采用电缆联接高压柜及电机时，采用运行柜+ct柜方案，运行柜通过母排与ct柜联接，由ct柜出线至电机。
[0042]
7、ct柜：带电显装置安装在最上面，以便电缆下出线至电机；因采用管母线或封闭母线上进线，需将ct穿过铜排，铜排后伸加长翻上伸出柜外。封闭母线或管母线上进线，可不设ct柜。
[0043]
说明：如果主电机采用自平衡差动保护方式时，无论开关柜到主电机采用电缆、封闭母线还是管母线连接方式，运行柜到主电机的出线和到变频出线柜的出线，均连接在运行柜，ct柜可以取消。
[0044]
本实用新型从系统可靠性、系统安全性、系统维修性和经济性设计四个方面进行设计。首先，系统可靠性结合相关配电系统技术和经验，通过开关柜的设置及相关开关柜之间的控制联锁，能够可靠实现两套变频软起装置分别起动三台电动机和切换运行三台大功率电动机逐一起动，且相互联锁制约，即一个时间段只能起动一台电动机，三台电源柜和两台母联柜之间的断路器合闸顺序和合闸联锁控制，防止三段电源之间的非同期并列，造成事故，保证三台电动机分别起动过程不相互影响，且不会导致接地串接问题。
[0045]
其次，系统安全性主要从柜体“五防”、相间距、爬电距离、铜牌选型、接线空间等保障了系统设计安全性、各柜体制造安全性、安装及调试的安全性以检维修的安全性。
[0046]
再次，系统维修性主要从包括外形尺寸、接线方式互换性与模块化、维修防差错、维修安全等方面进行维修性设计，采用单列变频软起进线和变频软起出线母线段，而不是独立设置起动母线，独立起动母线存在供电的问题；相互有电气联接的不同柜体的维修过程中的接地开关设置及联锁设计，最大程度保证安全维修。
[0047]
最后，经济性设计主要体现在优化柜体配置数量，考虑到系统接线的安全性、可靠性及现场施工的简便性，且ct柜至大功率电动机的联接选型的电缆/管母线涉及联接的柜体接线结构紧凑、柜体尺寸小、系统所需电缆/管母线材料少、现场施工安装方便，降低施工成本。