ZDGR系列高壓固態(tài)軟啟動(dòng)柜
(也稱：高壓固態(tài)軟啟動(dòng)裝置、高壓晶閘管軟啟動(dòng)柜、高壓可控硅軟起動(dòng)柜）
一、技術(shù)概述
完整的ZDGR系列高壓固態(tài)軟啟動(dòng)柜是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的電機(jī)起動(dòng)、保護(hù)裝置，用來控制和保護(hù)高壓交流電機(jī)。標(biāo)準(zhǔn)的ZDGR產(chǎn)品主要由以下部件組成：高壓可控硅模塊、可控硅保護(hù)部件、光纖觸發(fā)部件、真空開關(guān)部件、信號(hào)采集與保護(hù)部件、系統(tǒng)控制與顯示部件。
可控硅模塊：每相中采用相同參數(shù)的可控硅串并聯(lián)安裝在一起。根據(jù)所使用電網(wǎng)的峰值電壓要求，選擇可控硅串聯(lián)的數(shù)量不同。
閥體保護(hù)單元：包括由RC網(wǎng)絡(luò)組成的過電壓吸收網(wǎng)絡(luò)、由均壓?jiǎn)卧M成的均壓保護(hù)網(wǎng)絡(luò)。
光纖觸發(fā)部件：采用強(qiáng)觸發(fā)脈沖電路，保證觸發(fā)的一致性和可靠性；利用光纖觸發(fā)進(jìn)行可靠高低壓隔離。
真空開關(guān)部件：在起動(dòng)完成后，三相真空接觸器自動(dòng)吸合，電動(dòng)機(jī)投入電網(wǎng)運(yùn)行。
信號(hào)采集與保護(hù)部件：通過電壓互感器、電流互感器、避雷器、零序電流互感器對(duì)主回路電壓、電流信號(hào)進(jìn)行采集，主CPU控制并進(jìn)行相應(yīng)保護(hù)。
系統(tǒng)控制與顯示部件：32位ARM核微控制器執(zhí)行控制、中文液晶人機(jī)界面顯示。
1.1、使用條件
環(huán)境溫度：-25℃～+50℃
使用場(chǎng)所:戶內(nèi)，不受陽光直射，無塵埃、腐蝕性氣體、易燃易爆氣體、油霧、水蒸汽、滴水或鹽分防雨防潮
濕度：5%-95%,無水珠凝結(jié)
振動(dòng):低于5.9m/sec2(=0.6g)
無金屬屑，導(dǎo)電塵埃，腐蝕氣體及劇烈震動(dòng)的場(chǎng)所
海拔高度: ≤1500米(大于1500米需要降容使用)；
1.2、技術(shù)參數(shù)
負(fù)載種類：三相中高壓鼠籠式異步、同步電機(jī)
額定電壓：3KV、6KV、10KV±30
電源頻率： 50Hz
適配功率：132KW-80000KW
電機(jī)的滿載電流：15-9999 可調(diào)
起始電壓：(20～100)Ue 可調(diào)
起始電流：(20～100)Ie可調(diào)
限流倍數(shù)：100-500Ie 可調(diào)
起動(dòng)/停止時(shí)間： 0-120S 可調(diào)
四種起動(dòng)控制曲線: 電壓斜坡起動(dòng)指數(shù)曲線
電壓斜坡起動(dòng)線性曲線
電流斜坡起動(dòng)指數(shù)曲線
電流斜坡起動(dòng)線性曲線
突跳電壓：20-100%Ue 可調(diào) 突跳時(shí)間： 0-2000ms 可調(diào)
起動(dòng)頻次：1—6次/小時(shí)
每?jī)纱伍g隔時(shí)間不少于10分鐘
接地方式：三相，中性點(diǎn)不接地
通訊接口：RS-485接口
冷卻方式：自然風(fēng)冷
主回路進(jìn)出線方式：下進(jìn)下出
控制方式：一拖一
防護(hù)等級(jí): IP32
1.3、工作原理
1.3.1 高壓固態(tài)軟起動(dòng)裝置采用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和電力電子技術(shù)相結(jié)合，主回路的開關(guān)元件采用高壓大功率晶閘管，通過控制晶閘管來實(shí)現(xiàn)輸出電壓，起動(dòng)電流根據(jù)起動(dòng)條件得到控制，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的平穩(wěn)起停。
1.3.2 高壓固態(tài)軟起動(dòng)裝置通過控制晶閘管可加在電機(jī)上的電壓，然后通過慢慢地控制加在電機(jī)上的電壓和電流平滑地增加電機(jī)轉(zhuǎn)矩，直到電機(jī)加速到全速運(yùn)行，可以有效減小起動(dòng)電流，同時(shí)晶閘管靜態(tài)、動(dòng)態(tài)均壓保護(hù)措施，應(yīng)具有技術(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠、維護(hù)方便等特點(diǎn)。
1.3.3 高壓固態(tài)軟起動(dòng)裝置柜體采用焊接結(jié)構(gòu)，具有防塵性好、結(jié)構(gòu)緊湊、美觀大方的特點(diǎn)。
1.3.4 高壓固態(tài)軟起動(dòng)裝置通過控制晶閘管可加在電機(jī)上的電壓，起動(dòng)電流為額定電流的1～5倍可調(diào)。
1.3.5 高壓固態(tài)軟起動(dòng)裝置采用信號(hào)多級(jí)處理及隔離技術(shù)，具有很強(qiáng)的抗干擾能力。
1.3.6 高壓固態(tài)軟起動(dòng)裝置能準(zhǔn)確的采集高壓主回路的同步信號(hào)和電流信號(hào)，有效的實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。
1.3.7 高壓固態(tài)軟起動(dòng)裝置具有旁路功能，起動(dòng)完成后無擾切到工頻運(yùn)行。
1.4、保護(hù)功能
1.4.1 過載保護(hù)共6級(jí)保護(hù)級(jí)別，根據(jù)所設(shè)定的過載保護(hù)曲線進(jìn)行保護(hù)；
1.4.2 過流保護(hù)：20—500%Ie 通過運(yùn)行過程中的電流實(shí)現(xiàn)運(yùn)行過程中的過流保護(hù)；
1.4.3 過壓保護(hù)：主電網(wǎng)電壓上升到120額定電壓時(shí),1～10S(可調(diào))，跳閘保護(hù)；
1.4.4 欠壓保護(hù)：主電網(wǎng)電壓低于額定電壓70時(shí),時(shí)間1～10S(可調(diào))，跳閘保護(hù)；
1.4.5 缺相保護(hù)：當(dāng)任意一相缺失時(shí)，跳閘保護(hù)；
1.4.6 相序保護(hù)：可設(shè)置相序，當(dāng)?shù)较嘈蝈e(cuò)誤時(shí)保護(hù)；
1.4.7 相電流不平衡：主回路電流不平衡度超過設(shè)定數(shù)值（0～100可調(diào)），跳閘保護(hù)；
1.4.8 晶閘管過溫保護(hù)：當(dāng)晶閘管散熱器溫度超過85℃時(shí)，跳閘保護(hù)；
1.4.9 起動(dòng)超時(shí)保護(hù)：在設(shè)定的長(zhǎng)起動(dòng)時(shí)間內(nèi)（0～120S可調(diào)）,電動(dòng)機(jī)仍未達(dá)到全速,跳閘保護(hù)；
1.4.10零序保護(hù)：當(dāng)?shù)铰╇婋娏鲿r(shí)，跳閘保護(hù)
1.4.11具有自檢程序：開機(jī)自檢
1.5、技術(shù)特點(diǎn)及配置
1.5.1 免維護(hù)：可控硅是無觸點(diǎn)的電子器件，不同于其他類型的產(chǎn)品需經(jīng)常維護(hù)液體和部件等，把機(jī)械**變?yōu)殡娮釉褂?*，連續(xù)運(yùn)行數(shù)年也無需停機(jī)維護(hù)。
1.5.2 安裝使用簡(jiǎn)單：ZDGR是一個(gè)完整的電機(jī)起動(dòng)控制和保護(hù)系統(tǒng)。在加高壓運(yùn)行前，允許使用低壓對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行電氣測(cè)試。
1.5.3 采用高壓功率晶閘管，組件式結(jié)構(gòu)、模塊化設(shè)計(jì)，便于安裝維護(hù)。
1.5.4 具有多重過電壓吸收、保護(hù)技術(shù)
1.5.5 內(nèi)置有直接起動(dòng)容量的真空接觸器，在檢修過程中或出現(xiàn)故障時(shí)，電動(dòng)機(jī)可以采用直接起動(dòng)方式工作，保證生產(chǎn)的連續(xù)性。
1.5.6 采用32位ARM核微控制器執(zhí)行控制，控制實(shí)時(shí)、顯示直觀、可靠性高、穩(wěn)定性好。
1.5.7 采用高抗干擾性的數(shù)字式觸發(fā)器與光纖隔離技術(shù)、使得裝置的高、低壓做到可靠的隔離。
1.5.8 采用中文液晶顯示系統(tǒng)，操作界面人性化。
1.5.9 RS-485通訊接口，標(biāo)準(zhǔn)MODBUS協(xié)議。可與上位機(jī)或集中控制進(jìn)行通信。
1.5.10所有電路板均經(jīng)過嚴(yán)格的老化實(shí)驗(yàn)，并進(jìn)行三防處理,主板及所有控制板CPU全部選用原裝進(jìn)口產(chǎn)品。
1.5.11電壓取樣采用電磁式電壓互感器取樣線性好，抗干擾性強(qiáng)，無零漂
1.5.12高壓固態(tài)軟起動(dòng)裝置有三相電壓、三相電流顯示。保護(hù)功能：缺相、欠壓、過壓、過流、過載等，采用RS485接口引至集中監(jiān)控。
1.5.13高壓固態(tài)軟起動(dòng)裝置母線采用優(yōu)質(zhì)電解銅，純度達(dá)到99.99%，載流量及截面積按設(shè)計(jì)要求，柜內(nèi)結(jié)構(gòu)采用高絕緣性能材料模具作支撐，進(jìn)、出接線易于接線，柜內(nèi)有固定線卡。
1.5.14高壓固態(tài)軟起動(dòng)裝置預(yù)留系統(tǒng)信號(hào)接點(diǎn)：
①輸出信號(hào)接點(diǎn):
運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)：常開觸點(diǎn) 停止?fàn)顟B(tài)信號(hào)：常閉觸點(diǎn)
故障狀態(tài)信號(hào)：常開觸點(diǎn) 4~20mA模擬輸出信號(hào)
②外部輸入信號(hào)接點(diǎn):
遠(yuǎn)程起動(dòng)信號(hào)輸入: 無源常開接點(diǎn) 遠(yuǎn)程停機(jī)信號(hào)輸入: 無源常閉接點(diǎn)
DCS起動(dòng)信號(hào)輸入: 無源常開接點(diǎn) DCS停機(jī)信號(hào)輸入: 無源常閉接點(diǎn)
開關(guān)柜就緒信號(hào)輸入: 無源常開接點(diǎn)
1.6、操作/控制方式
4.7.1 輸入方式：菜單化，中文液晶人機(jī)界面顯示；
4.7.2 設(shè)有本地、遠(yuǎn)程（外部干接點(diǎn)）、DCS、通迅（485接口、Modbus）控制功能；
1.7、外形尺寸
軟起動(dòng)柜外形尺寸為1000×1500×2300（寬×深×高），內(nèi)部布局滿足、接線方便、檢修方便等要求。
二、起動(dòng)特點(diǎn)
2.1、軟起動(dòng)控制模式
軟起\軟停電壓(電流)特性曲線
ZDGR系列軟起動(dòng)裝置有多種起動(dòng)方式：限流軟起動(dòng)、電壓線性曲線起動(dòng)、電壓指數(shù)曲線起動(dòng)、電流線性曲線起動(dòng)，電流指數(shù)曲線起動(dòng)；多種停車方式：自由停車、軟停車、制動(dòng)剎車，軟停+制動(dòng)剎車，還具有點(diǎn)動(dòng)功能。用戶可根據(jù)負(fù)載不同及具體使用條件選擇不同的起動(dòng)方式和停車方式。
2.1、限流軟起動(dòng)
使用限流軟起動(dòng)模式時(shí)，起動(dòng)時(shí)間設(shè)置為零，軟起動(dòng)裝置得到起動(dòng)指令后，其輸出電壓迅速增加，直至輸出電流達(dá)到設(shè)定電流限幅值Im，輸出電流不再增大，電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)加速持續(xù)一段時(shí)間后電流開始下降，輸出電壓迅速增加，直至全壓輸出，起動(dòng)過程完成。
2.2、電壓指數(shù)曲線
輸出電壓以設(shè)定的起動(dòng)時(shí)間按照指數(shù)特性上升，同時(shí)輸出電流以一定的速率增加，當(dāng)起動(dòng)電流增至限幅值Im時(shí)，電流保持恒定，直至起動(dòng)完成。使用此模式時(shí)，需同時(shí)設(shè)定起動(dòng)時(shí)間和限流倍數(shù)。
2.3、電壓線性曲線
輸出電壓以設(shè)定的起動(dòng)時(shí)間按照線性特性上升，同時(shí)輸出電流以一定的速率增加，當(dāng)起動(dòng)電流增至限幅值Im時(shí)，電流保持恒定，直至起動(dòng)完成。
2.4、電流指數(shù)曲線
輸出電流以設(shè)定的起動(dòng)時(shí)間按照指數(shù)特性上升，當(dāng)起動(dòng)電流增至限幅值Im時(shí)，電流保持恒定，直至起動(dòng)完成。使用此模式時(shí)，需同時(shí)設(shè)定起動(dòng)時(shí)間和限流倍數(shù)。
2.5、電流線性曲線
輸出電流以設(shè)定的起動(dòng)時(shí)間按照線性特性上升，當(dāng)起動(dòng)電流增至限幅值Im時(shí)，電流保持恒定，直至起動(dòng)完成。
2.6、突跳轉(zhuǎn)矩軟起動(dòng)
突跳轉(zhuǎn)矩軟起動(dòng)模式主要應(yīng)用在靜態(tài)阻力比較大的負(fù)載電動(dòng)機(jī)上，通過施加一個(gè)瞬時(shí)較大的起動(dòng)力矩以克服大的靜摩擦力矩。該模式下輸出電壓迅速達(dá)到設(shè)定的突跳電壓，當(dāng)達(dá)到預(yù)先設(shè)定的突跳時(shí)間后降為起始電壓，再根據(jù)所設(shè)定的起始電壓\電流、起動(dòng)時(shí)間平穩(wěn)起動(dòng)，直至起動(dòng)完成。
2.7、自由停車
當(dāng)軟停車時(shí)間和剎車時(shí)間同時(shí)設(shè)置為零時(shí)為自由停車模式，軟起動(dòng)裝置接到停機(jī)指令后，首先封鎖旁路接觸器的控制繼電器并隨即封鎖主電路晶閘管的輸出，電動(dòng)機(jī)依負(fù)載慣性自由停機(jī)。
2.8、軟停車
當(dāng)軟停車時(shí)間設(shè)定不為零時(shí)，在全壓狀態(tài)下停車則為軟停車，在該方式下停機(jī)，軟起動(dòng)裝置首先斷開旁路接觸器，軟起動(dòng)裝置的輸出電壓在設(shè)定的軟停車時(shí)間內(nèi)逐漸降至所設(shè)定的軟停終止電壓值，軟停車過程結(jié)束起動(dòng)裝置轉(zhuǎn)為剎車制動(dòng)狀態(tài)(剎車時(shí)間不為零)或自由停止。
2.9、制動(dòng)剎車
當(dāng)軟起動(dòng)裝置設(shè)置了剎車時(shí)間并且選擇了剎車時(shí)間繼電器輸出，則當(dāng)軟起動(dòng)裝置自由停止后，剎車時(shí)間繼電器輸出信號(hào)在停(剎)車時(shí)間內(nèi)保持有效。用該時(shí)間繼電器輸出信號(hào)控制外置制動(dòng)單元或機(jī)械抱閘電氣控制單元。
2.10、軟停+制動(dòng)剎車
當(dāng)軟起動(dòng)裝置設(shè)置了軟停時(shí)間，并且設(shè)置了剎車時(shí)間，軟起動(dòng)裝置首先斷開旁路接觸器，軟起動(dòng)裝置的輸出電壓在設(shè)定的軟停車時(shí)間內(nèi)逐漸降至所設(shè)定的軟停終止電壓值，軟停車過程結(jié)束后在所定的剎車時(shí)間內(nèi)剎車。
