[实用新型]一种具有电网无功补偿功能的大型电动机软起动装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电动机起动设备，尤其涉及一种具有对电网进行无功补偿功能的大型电动机的软起动装置。

背景技术

目前，大型电动机的起动方式主要有变压器-电动机组的直接起动，高压变频起动，串联电抗软起动，自耦变压器降压软起动，晶闸管交流调压软起动等，这些起动方式都有各自的缺点。变压器-电动机组方式需单独的专用变压器，较大的系统短路容量，起动电流较大，对电网的电压波动影响较大。高压变频起动方式起动效果好，但成本太高，后续维护难度较大。串联电抗软起动，自耦变压器降压软起动，晶闸管交流调压软起动等均属降压起动，其均存在起动力矩较小，不能满足重载起动需求。而且这些降压起动方式均是在电机起动时投入运行，待电动机正常全压运行后，便不再起作用，设备的利用率非常低。

如图1所示，现有技术1的中国专利CN201797473U提供了一种基于可变电抗的无功补偿软起动装置，其采用可变电抗器与电容器组并联构成无功补偿软起动装置，控制器只控制电容器组的投切，而且其可变电抗器在电动机起动后处于闲置，装置利用率较低。

如图2所示，现有技术2的中国专利CN201726140U提供了一种混合型无功补偿装置，其同步静止补偿装置和电容补偿装置直接与电网相联，并只对电网进行无功补偿。同步静止补偿装置的逆变电路采用自换向桥式电路。

如图3所示，现有技术3的中国专利CN202004701U提供了一种电机软起动器电路，其仅利用三相逆变电路对电动机进行无功补偿，该三相逆变电路拓扑结构采用三相逆变桥电路，成本较高。

实用新型内容

为了解决大型电动机起动时对电网的冲击问题以及大型电动机起动装置利用率低的问题，本实用新型提供了一种具有电网无功补偿功能的大型电动机软起动装置。本实用新型可在大型电动机起动时就近提供无功补偿，实现对电网的无冲击起动，并可对电网进行分相或全相连续调节的无功补偿，增加起动装置的利用率，且成本较低。

本实用新型的设计方案如下：

一种具有电网无功补偿功能的大型电动机软起动装置，包括电网；还包括同步静止补偿模块1、电容补偿模块2、起动开关3、运行开关4、控制器5以及电动机6。

同步静止补偿模块1包括逆变器，电容补偿模块2包含电容器组。

同步静止补偿模块1与电容补偿模块2并联构成无功补偿回路，并通过起动开关3与电动机6并联，再接入电网。

无功补偿回路通过运行开关4与电网相连接。

电动机6的进线电流信号及端电压信号传输至控制器5，控制器5计算出电动机起动过程中除电容补偿模块2无功补偿后还需的无功电流，并将控制信号传输至同步静止补偿模块1的逆变器驱动电路，由同步静止补偿模块1输出无功电流，对电动机6起动所需的无功电流进行就地无功补偿。

电网的进线电流信号和母线电压信号传输至控制器5，控制器5计算出母线所需补偿的无功功率，并将控制信号传输至电容补偿模块2进行补偿，再将控制信号传输至同步静止补偿模块1进行无功调整。

电容补偿模块2的总容量按照大型电动机起动时的无功需求量来确定，所以大部分的无功补偿均由价格较便宜的电容补偿模块2来完成，而同步静止补偿模块1只是微调无功补偿，容量较小，其总成本也较低。

电容补偿模块2中的各电容器组之间相互并联；电容器组包括接触器2-1和分级投切电容器组2-2，分级投切电容器组2-2包含一组电容器，接触器2-1的一端与分级投切电容器组2-2相连接，另一端接入无功补偿回路母线。

在具体实施中，电容补偿模块2包含至少1组电容器组；分级投切电容器组2-2中的一组电容器采用星型接法。

为了实现对电网或电动机进行分相和全相无功补偿，同步静止补偿模块1中的逆变器为三相逆变器9，三相逆变器9由三个单相H桥逆变电路1-1构成；同步静止补偿模块1还包括直流侧电容1-2和输出变压器1-3；逆变电路1-1与直流侧电容1-2并联，并通过输出变压器1-3接入无功补偿回路母线。

运行开关4与电网之间串联有高压开关柜7，高压开关柜7中包括高压断路器8，高压开关柜7母线通过高压断路器8与电网相连接，运行开关4与电动机6通过高压断路器8与高压开关柜7母线相连接。

电网与控制器5在高压开关柜7的进线柜母线处相连接。

在具体实施中，控制器5内包括数字信号处理控制器，输入电压信号处理电路，输入电流信号处理电路以及数字信号输出电路.

输入电压信号处理电路以及输入电流信号处理电路与电动机6的进线端相连接。