ZDGR系列高壓固態(tài)軟啟動柜
(也稱：高壓固態(tài)軟啟動裝置、高壓晶閘管軟啟動柜、高壓可控硅軟起動柜）
一、技術(shù)概述
完整的ZDGR系列高壓固態(tài)軟啟動柜是一個標(biāo)準(zhǔn)的電機起動、保護裝置，用來控制和保護高壓交流電機。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、可控硅保護部件、光纖觸發(fā)部件、真空開關(guān)部件、信號采集與保護部件、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)、由均壓單元組成的均壓保護網(wǎng)絡(luò)。
光纖觸發(fā)部件：采用強觸發(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：在起動完成后，三相真空接觸器自動吸合，電動機投入電網(wǎng)運行。
信號采集與保護部件：通過電壓互感器、電流互感器、避雷器、零序電流互感器對主回路電壓、電流信號進(jìn)行采集，主CPU控制并進(jìn)行相應(yīng)保護。
系統(tǒng)控制與顯示部件：32位ARM核微控制器執(zhí)行控制、中文液晶人機界面顯示。
1.1、使用條件
環(huán)境溫度：-25℃～+50℃
使用場所: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: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的場所
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
額定電壓：3KV、6KV、10KV±30
電源頻率： 50Hz
適配功率：132KW-80000KW
電機的滿載電流：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/停止時間： 0-120S 可調(diào)
四種起動控制曲線: 電壓斜坡起動指數(shù)曲線
電壓斜坡起動線性曲線
電流斜坡起動指數(shù)曲線
電流斜坡起動線性曲線
突跳電壓：20-100%Ue 可調(diào) 突跳時間： 0-2000ms 可調(diào)
起動頻次：1—6次/小時
每兩次間隔時間不少于10分鐘
接地方式：三相，中性點不接地
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
防護等級: IP32
1.3、工作原理
1.3.1 高壓固態(tài)軟起動裝置采用計算機控制技術(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現(xiàn)輸出電壓，起動電流根據(jù)起動條件得到控制，實現(xiàn)電動機的平穩(wěn)起停。
1.3.2 高壓固態(tài)軟起動裝置通過控制晶閘管可加在電機上的電壓，然后通過慢慢地控制加在電機上的電壓和電流平滑地增加電機轉(zhuǎn)矩，直到電機加速到全速運行，可以有效減小起動電流，同時晶閘管靜態(tài)、動態(tài)均壓保護措施，應(yīng)具有技術(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠、維護方便等特點。
1.3.3 高壓固態(tài)軟起動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。
1.3.4 高壓固態(tài)軟起動裝置通過控制晶閘管可加在電機上的電壓，起動電流為額定電流的1～5倍可調(diào)。
1.3.5 高壓固態(tài)軟起動裝置采用信號多級處理及隔離技術(shù)，具有很強的抗干擾能力。
1.3.6 高壓固態(tài)軟起動裝置能準(zhǔn)確的采集高壓主回路的同步信號和電流信號，有效的實現(xiàn)閉環(huán)控制。
1.3.7 高壓固態(tài)軟起動裝置具有旁路功能，起動完成后無擾切到工頻運行。
1.4、保護功能
1.4.1 過載保護共6級保護級別，根據(jù)所設(shè)定的過載保護曲線進(jìn)行保護；
1.4.2 過流保護：20—500%Ie 通過運行過程中的電流實現(xiàn)運行過程中的過流保護；
1.4.3 過壓保護：主電網(wǎng)電壓上升到120額定電壓時,1～10S(可調(diào))，跳閘保護；
1.4.4 欠壓保護：主電網(wǎng)電壓低于額定電壓70時,時間1～10S(可調(diào))，跳閘保護；
1.4.5 缺相保護：當(dāng)任意一相缺失時，跳閘保護；
1.4.6 相序保護：可設(shè)置相序，當(dāng)?shù)较嘈蝈e誤時保護；
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；
1.4.8 晶閘管過溫保護：當(dāng)晶閘管散熱器溫度超過85℃時，跳閘保護；
1.4.9 起動超時保護：在設(shè)定的長起動時間內(nèi)（0～120S可調(diào)）,電動機仍未達(dá)到全速,跳閘保護；
1.4.10零序保護：當(dāng)?shù)铰╇婋娏鲿r，跳閘保護
1.4.11具有自檢程序：開機自檢
1.5、技術(shù)特點及配置
1.5.1 免維護：可控硅是無觸點的電子器件，不同于其他類型的產(chǎn)品需經(jīng)常維護液體和部件等，把機械**變?yōu)殡娮釉褂?*，連續(xù)運行數(shù)年也無需停機維護。
1.5.2 安裝使用簡單：ZDGR是一個完整的電機起動控制和保護系統(tǒng)。在加高壓運行前，允許使用低壓對整個系統(tǒng)進(jìn)行電氣測試。
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，便于安裝維護。
1.5.4 具有多重過電壓吸收、保護技術(shù)
1.5.5 內(nèi)置有直接起動容量的真空接觸器，在檢修過程中或出現(xiàn)故障時，電動機可以采用直接起動方式工作，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，控制實時、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)格的老化實驗，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，無零漂
1.5.12高壓固態(tài)軟起動裝置有三相電壓、三相電流顯示。保護功能：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)軟起動裝置預(yù)留系統(tǒng)信號接點：
①輸出信號接點:
運行狀態(tài)信號：常開觸點 停止?fàn)顟B(tài)信號：常閉觸點
故障狀態(tài)信號：常開觸點 4~20mA模擬輸出信號
②外部輸入信號接點:
遠(yuǎn)程起動信號輸入: 無源常開接點 遠(yuǎn)程停機信號輸入: 無源常閉接點
DCS起動信號輸入: 無源常開接點 DCS停機信號輸入: 無源常閉接點
開關(guān)柜就緒信號輸入: 無源常開接點
1.6、操作/控制方式
4.7.1 輸入方式：菜單化，中文液晶人機界面顯示；
4.7.2 設(shè)有本地、遠(yuǎn)程（外部干接點）、DCS、通迅（485接口、Modbus）控制功能；
1.7、外形尺寸
軟起動柜外形尺寸為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、起動特點
2.1、軟起動控制模式
軟起\軟停電壓(電流)特性曲線
ZDGR系列軟起動裝置有多種起動方式：限流軟起動、電壓線性曲線起動、電壓指數(shù)曲線起動、電流線性曲線起動，電流指數(shù)曲線起動；多種停車方式：自由停車、軟停車、制動剎車，軟停+制動剎車，還具有點動功能。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方式和停車方式。
2.1、限流軟起動
使用限流軟起動模式時，起動時間設(shè)置為零，軟起動裝置得到起動指令后，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，電動機運轉(zhuǎn)加速持續(xù)一段時間后電流開始下降，輸出電壓迅速增加，直至全壓輸出，起動過程完成。
2.2、電壓指數(shù)曲線
輸出電壓以設(shè)定的起動時間按照指數(shù)特性上升，同時輸出電流以一定的速率增加，當(dāng)起動電流增至限幅值Im時，電流保持恒定，直至起動完成。使用此模式時，需同時設(shè)定起動時間和限流倍數(shù)。
2.3、電壓線性曲線
輸出電壓以設(shè)定的起動時間按照線性特性上升，同時輸出電流以一定的速率增加，當(dāng)起動電流增至限幅值Im時，電流保持恒定，直至起動完成。
2.4、電流指數(shù)曲線
輸出電流以設(shè)定的起動時間按照指數(shù)特性上升，當(dāng)起動電流增至限幅值Im時，電流保持恒定，直至起動完成。使用此模式時，需同時設(shè)定起動時間和限流倍數(shù)。
2.5、電流線性曲線
輸出電流以設(shè)定的起動時間按照線性特性上升，當(dāng)起動電流增至限幅值Im時，電流保持恒定，直至起動完成。
2.6、突跳轉(zhuǎn)矩軟起動
突跳轉(zhuǎn)矩軟起動模式主要應(yīng)用在靜態(tài)阻力比較大的負(fù)載電動機上，通過施加一個瞬時較大的起動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、起動時間平穩(wěn)起動，直至起動完成。
2.7、自由停車
當(dāng)軟停車時間和剎車時間同時設(shè)置為零時為自由停車模式，軟起動裝置接到停機指令后，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，電動機依負(fù)載慣性自由停機。
2.8、軟停車
當(dāng)軟停車時間設(shè)定不為零時，在全壓狀態(tài)下停車則為軟停車，在該方式下停機，軟起動裝置首先斷開旁路接觸器，軟起動裝置的輸出電壓在設(shè)定的軟停車時間內(nèi)逐漸降至所設(shè)定的軟停終止電壓值，軟停車過程結(jié)束起動裝置轉(zhuǎn)為剎車制動狀態(tài)(剎車時間不為零)或自由停止。
2.9、制動剎車
當(dāng)軟起動裝置設(shè)置了剎車時間并且選擇了剎車時間繼電器輸出，則當(dāng)軟起動裝置自由停止后，剎車時間繼電器輸出信號在停(剎)車時間內(nèi)保持有效。用該時間繼電器輸出信號控制外置制動單元或機械抱閘電氣控制單元。
2.10、軟停+制動剎車
當(dāng)軟起動裝置設(shè)置了軟停時間，并且設(shè)置了剎車時間，軟起動裝置首先斷開旁路接觸器，軟起動裝置的輸出電壓在設(shè)定的軟停車時間內(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間內(nèi)剎車。
