高压固态软启动装置试验报告NRRQV

高压固态软启动装置试验报告NRRQV

产品型号介绍

高压固态软起动装置是用来控制交流电机起动的设备，它的主要构成由接于电源与被控电机间的三相反并联晶闸管组件、旁路真空接触器、电压互感器、电流互感器及其电子控制装置等组成。NRRQV型高压固态软起动装置是为高压交流电机的起动而设计的，其型号字母代表的意义如下：

     产品型号：标准

NRRQV-6kV系列 185～11000KW

标准 NRRQV-10kV系列 185～18500KW

控制电压： 220VAC或用户提供的控制电压

控制方式： 恒流控制方式

斜坡电压控制方式

突跳斜坡加恒流控制方式

软停车（是否需要软停功能，用户提出）

具体的产品型号见附录，用户可根据设备的型号、电压等级、电流大小、工作特点选择产品型号，或者用户根据设备场地提供柜体尺寸。

2. 装置结构的介绍

NRRQV型高压固态软起动装置由柜体、高压部分和低压控制部分组成。高压部分在柜体内，低压控制部分主要布置在前门面板里面的铁箱内，它与所有高压电器完全绝缘隔离。

高压部分：由输入输出母排、电压互感器、电流互感器、真空接触器、晶闸管阀组、触发板、RC保护电路及取能电路、过电压保护器组成

低压部分：由DSP主控制板、自动开关、电流表和电压表、控制电压表、蜂鸣器、继电器、开关电源及起停按钮、信号灯、温湿度控制器、对外接线端子、行程开关等组成。

柜体：柜体采用冷轧钢板角铁焊接制作,具有足够机械强度和光洁平整的外观,柜体表面均有防锈保护层和静电喷塑涂层, 根据GB4208-1993《外壳防护等级（IP代码）》标准，柜体分为普通型焊接柜体，敷铝锌板组装柜体，一体式固态软启动出线软启旁路接触器为一体柜三种类型。电气间隙和爬电距离按GB311.1和TB/T1333.1的标准。

柜门：由后门、前门及前门面板的低压控制箱及门锁组成。柜体前门分成3个单独的门，上部门设置一块电压表，一块电流表；中门为大小双重门，小门安装在大门上，大门里面安置低压控制箱体，在低压控制箱里面固定低压控制电器和DSP主控制板硬件及DSP主控制板屏蔽盒，小门上设置信号灯、显示器和设置按键，打开小门可检查测试低压器件及电子电路。

低压控制部分安装在前门面板的低压控制箱内，起到电磁屏蔽，增强控制系统抗干扰的能力。主电路的电压、电流信号通过屏蔽线引入低压控制箱内，起动、停止、急停、故障起动、门联锁操作信号由DSP控制板I/O口输入，输出通过执行继电器进行操作，同时通过输入口返回开关状态信号。DSP控制板通过光纤向高压晶闸管组件传送触发脉冲信号并返回组件状态信号，通过光纤达到高压与低压的光电隔离。

主电路所有连接母排全部镀锡，连接点用带有防松垫圈的螺丝连接，以确保连接紧固，接地线由25mm2编织线和3×30mm2的母排组成，将柜体各部分接地连接在一起接到柜体的底部。柜内安装温度、湿度控制器和柜内检修照明灯；柜门具有电气连锁，在未断开高压电源的情况下不能打开柜门，柜体靠近前门上方控制室内有对外接线端子，通过接线端子可以远控操作。

高压电器按功能和进出线次序由右到左布置,从电源的进线电缆到电机的电缆线均由柜体下部引出。

低压控制电源及远端控制线均由柜体下部引出。

晶闸管（SCR）组件：每相中用一对元件参数相同的晶闸管（SCR）反并联安装在一起，根据电机电压等级SCR组件串联使用(见表)。

 电压等级

 串联对数

 SCR总数

 6kV

 3

 18

 10kV

 5

 30

RC吸收网络：RC吸收网络提供瞬间电压保护电路，吸收减少dv/dt冲击电压，防止SCR组件损坏。

触发电路：每组SCR组件由两块触发板触发正向和反向晶闸管元件，触发控制信号通过光纤高压与低压隔离（见表）。

 电压等级

 SCR总数

 触发板总数（块）

 6kV

 18

 18

 10kV

 30

 30

真空接触器：真空接触器用于电机起动结束时旁路晶闸管组件，在正常运行条件下开断负载电流，或开断大于额定电流的故障电流。接触器选用JCZ5/CKG或VSC型交流真空接触器，有电保持和机械保持两种，控制电源可选。

电压互感器：取电压信号和显示电压。

 原边额定电压

 6kV或10kV

 次边额定电压

 100V

 数量

 2台

电流互感器：取电流信号。

 额定工作电压

 6kV或10kV

 原边额定电流

 根据电机额定电流4倍选择

 次边额定电流

 5A

 数量

 2台

过电压保护器：过电压保护（如雷电冲击）。

1.1系统组成

1. 高压晶闸管阀组

2. 光纤触发板和晶闸管保护板

3. DSP控制器及人机界面显示屏

4. 前级断路器和旁路接触器

5. 电压互感器和电流互感器

6. 控制电源

7. 继电器

1.2系统功能

根据电机起动的条件,控制系统具有以下主要功能:

起动功能:恒流起动、电压斜坡起动、突跳加斜坡、突跳加恒流

停车功能：软停车、自由停车

保护功能：进行各种故障检测和功能保护

人机接口：操作界面人性化

数据管理：完成现场数据储存和管理

通讯功能：软起动装置具有通讯功能，便于现场集成控制

1.3控制系统简介

包括DSP控制板和脉冲子板、HMI人机界面、控制电源、I/O接口、触发驱动电路。

DSP控制板：由DSP芯片、人机接口、模拟和数字接口、RS485通讯接口、EEPROM和片外ROM组成；DSP板决定各种操作功能，根据用户的设定及检测模拟和数字信号进行控制。

HMI人机界面:采用成熟的人机界面触摸显示屏,通过RS4885通讯接口与主控板进行交互通讯,设定主机参数、实时显示主机电流电压数据、显示起动电流曲线、显示运行状态、通报故障原因等。

控制电源：控制板的供电电源由外部的明纬开关电源提供，外部提供±15V，+5V，GND。

触发驱动电路：晶闸管触发控制及检测电路，该电路和DSP控制板通过光纤进行联系，稳定可靠，抗干扰，可以工作在恶劣的工作环境和很长的使用寿命。

脉冲子板：通过光纤发送脉冲信号给触发驱动电路。

I/O接口：模拟和数字信号输入和输出。

DSP控制板接线端子见附图三

1.4工作原理

NRRQV高压固态软起动装置根据用户电机额定电压和额定电流决定晶闸管串联的组数和晶闸管电流大小,满足不同的电流和电压要求,主电路采用三相晶闸管反并联调压方式,串联在电源U1、V1、W1和电机U2、V2、W2端子之间，DSP主控制板通过控制晶闸管导通的触发角就可以控制加在电机上的端电压大小,当电机起动时,软起动装置根据预先设置的起动方式及起动电流倍数,使电机端电压逐渐上升,电机平滑地加速,减少对电网电压的冲击,减少对电机本身及所连接机械设备的冲击，当电机转速接近额定转速时，旁路真空接触器吸合并机械保持，软起动器工作停止并被切换，电机正常运行。软起动控制系统对

电机的起动及运行进行随时监控并对电机提供各种故障保护，控制系统在电机起动过程中，如果发生电机故障会立即发出封锁晶闸管触发脉冲信号并报警，显示电机故障原因；在电机运行过程中，如果发生电机故障会立即断开真空接触器并报警，显示电机故障原因。软停机根据用户设备设置停机方式，停机时软起动装置根据预先设置先使通晶闸管全开通，然后断开真空接触器，通过控制软起动器的晶闸管导通角逐渐的降低电机端电压，直至电机停止，此种方式对解决水泵的水锤效应非常有效。

2.软起动的控制方式

软起动装置的控制方式有         恒流控制方式

斜坡电压控制方式

突跳加恒流控制方式

  突跳加斜坡电压这方式：

软停车

2.1 恒流控制方式

    指软起动装置控制起动电流,使起动电流IQ的*大值与设置的电流起动倍数相等的控制方式。此时，初始电流从零开始增长，直到输出电流达到起动电流IQ，并保持输出电流不超过起动电流IQ的条件下逐渐升高电机端电压直至额定电压UN，使交流电机转速逐渐升高至额定转速Ne，同时起动电流降到电机额定电流IN。

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