[实用新型]可用于高压变频器的通用缓冲型高压开关柜

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高压开关柜，确切地说是涉及了一种既可以作为高压变频器旁路柜使用，实现其上电瞬间电阻限流缓冲功能，又可以将高压变频器旁路实现电动机的直接起动，方便高压变频器在电动机在线时维护，还可以作为普通高压负载开关柜使用的通用高压开关设备柜体，属于高压变频器的配套设备。本实用新型中的高压开关柜涉及高压电气、PLC、通信等方面。

背景技术

随着能源状况的日趋紧张，环境恶化的加剧，节能减排已经成为世界各国的一致共识，而作为发展中国家的第一能源消耗大国的中国，此问题更显严峻。据权威统计，国内有70-80％的电能被电动机类负载消耗，而在这部分能源中，有约20-30％由于电动机与负载的区配问题白白浪费。随着科学技术的飞速发展，高电压大电流的电力电子器件在国内应用也日趋成熟，高压变频器也越来越多地应用到了水泥、电厂、石油、化工、供水、矿山、冶金等多个行业中的高压大功率电机用来实现节能，并提升现场自动控制及工艺水平。

由图1中可以看出，高压变频器的功率电路分主要由移相变压器与功率单元组成，隔离变压器原边输入为三相高压(例如6kV或10kV)，一般为Y接，副边为各移相12°电角度的5*3组绕组，电压一般为690V，这种结构的变压器主要是为降低系统侧电流谐波含量。功率单元柜中主要是由3*5组功率单元组成，各组中的功率单元为中联结构，输出电压波形相互错相，叠波升压，达到高压输出的目的。功率单元主要由输入熔断器、整流电路、直流电容阵列、逆变电路等部分组成。由图1可知，功率柜中有多个功率单元(如15个或18个或更多)，所以上电瞬间势必造成较大的冲击电流，根据实测值，这个电流可以达到额定电流的6-10倍，这势必造成功率元件与电容寿命的下降，更严重的是由于系统侧电流太大，非常容易造成系统的过流保护，不得不扩大系统容量或是增加其它诸发水电阻等的起动时补救措施；另外由于高压变频器需要定期进行维护或故障时维修，此时就需要将高压变频器旁路，而用工频直接驱动电动机，由于此时高压变频器控制系统均断电，所以对高压开关的操作要么就是通过手动隔离刀闸，要么就是通过另外的高压电路送电，给现场的远程自动控制造成许多不便，影响正常生产；随着高压变频器市场的逐步扩大，上述两个问题成了急需解决的问题。

发明内容

本实用新型的目的在于：提供一种可用于变频器输入输出的高压开关柜，这种开关柜可以解决用普通开关柜时高压变频器输入侧冲击电流过大的问题，同时还可以解决当高压变频器维护时高压开关必须现场手动操作的问题。

本实用新型具体采用以下技术方案：

一种可用于高压变频器的通用缓冲型高压开关柜，包括柜体、第一接触器KM1、第二接触器KM2、第三接触器KM3、第四接触器KM4、三相缓冲电阻Ra、Rb、Rc，其特征在于：

所述第一接触器KM1、第三接触器KM3和第四接触器KM4的输入端并联连接后与三相交流电源相连，第一接触器KM1的输出端三相分别串联三相缓冲电阻Ra、Rb、Rc后与第四接触器KM4的输出端并联连接到高压变频器中的变压器柜的输入端，该变压器柜的输出端连接到功率单元柜的输入端；

所述第二接触器KM2的输入端连接到所述功率单元柜的三相输出端，第二接触器KM2的输出端与第三接触器KM3的输出端并联连接后与高压负载相连；

所述第一接触器KM1、第二接触器KM2、第三接触器KM3、第四接触器KM4均设置在所述高压开关柜内。

高压开关柜还包括设置在绝缘柜顶上的电阻箱，所述三相缓冲电阻Ra、Rb、Rc设置在所述电阻箱内。

所述高压开关柜内还设置有PLC控制器，用于控制第一接触器KM1、第二接触器KM2、第三接触器KM3、第四接触器KM4的开关；PLC的数字量输出端口Digital Output连接到所述第一接触器KM1、第二接触器KM2、第三接触器KM3、第四接触器KM4的驱动线圈，通过控制所述PLC控制所述第一接触器KM1、第二接触器KM2、第三接触器KM3、第四接触器KM4的开合；通过PLC的数字量输出端口Digital Input采集所述第一接触器KM1、第二接触器KM2、第三接触器KM3、第四接触器KM4的开合状态。PLC的COM模块上有两个RS485接口，一个以太网口，其中一个RS485用来与主控制器进行通信，另外一个RS485口与以太网口可以用来与现场的远程集控系统进行通信，PLC通信支持Modbus、Profibus、TCP/IP多种规约，实现与各种远程控制以及集中控制系统的无缝联接。