10kv一拖二軟起動技術方案
kjgr-250/10
礦用隔爆兼本質安全型高壓真空交流軟起動控制器
一意義及目標
近年來，隨著煤礦事業的發展，現代化礦井建設已成為未來煤礦建設的必然趨勢。為了進一步加快煤礦自動化、機械化、數位化、資訊化發展的步伐，特別是大型裝置拖動技術的先進性、可靠性，我公司卓力打造出一流的礦用高壓軟起動器。
二用途適用於含有**性氣體（甲烷）和煤塵的煤礦井下，主要用於額定電壓10kv，頻率為50hz的大型裝置、特殊要求或使用條件惡劣的三相非同步電動機的軟起動、幫浦控、旁路起動等。
三主要特色
1 軟起動器機芯效能穩定可靠、品質優越。
2 採用32位微處理器為控制核心，友好的人機使用者介面，易於操作設定。
3 採用國際先進的半導體全遮蔽隔離技術。
4 專利的無線電壓測量系統技術，先進的電子式電壓互感器，提高了可靠性與安全性。
5 專利的、獨特的光纖觸發系統技術，高壓與低壓完全隔離。
6 獨特的閘流體故障自診斷功能，可識別每個閘流體。
7 創新的低壓測試功能，可通過400v電壓對軟起動進行測試。
8 獨特的幫浦控曲線選擇，適合各種不同的使用場所。
9 採用獨特軟起裝置和智慧型旁路雙重保護。
10 標準的rs485通訊口，可直接構成系統，進行遠端資訊交換和控制。
四主要技術引數
1 額定電壓：10kv
2 最高電壓：12kv
3 額定頻率：50hz
4 額定電流：250a
5 軟起過載：100~850%，0~5s可調
6 控制模式：軟起動、幫浦控、脈衝起動、硬起動
7 冷卻方式：自然冷卻
8 本安引數：本安輸出最高開路電壓：21.7vac，本安輸出最大短路電流：128ma
五軟起動裝置主要組成部分：
一拖二分別起動控制系統：軟起動器機芯（功率單元，具有保護控制功能），高壓真空接觸器2臺，西門子可程式設計邏輯控制器s7-200系列（實現一拖二邏輯控制），工控屏（人機介面），旁路高壓真空電磁起動器組成。
五主迴路接線方式
一拖二起動器一次接線如下圖所示。
圖1：軟起動器一次接線
主路裝置：10kv高壓電磁起動器2臺（1、2），10kv軟起動器一台（內建2臺真空接觸器）。如下圖所示：
其中1、2號起動器帶有保護功能，當對應電機軟起動過程結束後，相應起動器閉合，對應電機處於正常工作狀態；cj4與cj5在軟起動相應電機時閉合，軟起動過程結束後分斷，軟起動過程中的保護功能由軟起動裝置本身提供。
六主要技術引數
1 額定電壓：10kv
2 最高電壓：12kv
3 額定頻率：50hz
4 額定電流：75a
5 軟起過載：100~850%，0~5s可調
6 控制模式：軟起動、軟停止、幫浦控、脈衝起動、硬起動
7 冷卻方式：自然冷卻
8 本安引數：本安輸出最高開路電壓：21.7vac，本安輸出最大短路電流：128ma
七軟起動技術特徵
1 當軟起動器控制電壓的幅值在75%-110%額定電壓範圍內，軟起動器能可靠平穩起動電動機。
2 保護功能
2.1 過載、短路、欠電流、三相電流不平衡、漏電保護；
2.2 過電壓、欠電壓保護；
2.3 缺相、相序保護
2.4 旁路開啟，起動次數太多，起動時間過長保護；
2.5 錯誤連線，閘流體短路保護；
2.6 超溫、引數錯誤保護；
2.7 絕緣監視保護；
2.8具備rs-485通訊介面功能，
2.9具有中文顯示器與狀態示意圖，可以顯示設定狀態、執行引數、故障內容
軟起動技術特性
1．控制特性
kjgr中壓軟起動器能降低電機的起動電流，提供平滑、無極的電機加速和減速，從而極大的減少了電機起動時造成的電流衝擊和機械衝擊，其採取電流閉環控制，自動檢測電機電流，可根據現場要求，預製不同的起動引數，實現最優化的起動。
kjgr中壓軟起動器的電壓斜坡控制、電流斜坡控制（限流起動）、初始電壓控制、脈衝起動、起動控制曲線（幫浦控曲線）、雙調節起動特性描述如下：
軟起動器能降低電機的起動電流，提供平滑、無極的電機加速和減速，從而極大的減少了電機起動和停止時造成的電流衝擊和機械衝擊，其採取電流閉環控制，自動檢測電機電流，可根據現場要求，預製不同的起動引數，實現最優化的起動。
軟起動器的電壓斜坡控制、電流斜坡控制（限流起動）、初始電壓控制、脈衝起動、起動控制曲線（幫浦控曲線）、雙調節起動特性描述如下：
a) 軟起動器具有電壓斜坡控制，能使電機電壓慢斜坡公升至全壓。下圖2為電壓斜坡控制曲線。
圖2：電壓斜坡曲線
b) 軟起動器起動電流限制決定電動機起動期間的最大電流。調整範圍為100 - 400 % ie (可以擴充套件為100-700 %ie)。下圖3為電流限制起動曲線。
圖3：電流斜坡（電流限制）起動曲線
c) 初始電壓決定電動機的初始起動轉矩(轉矩與電壓的平方成正比)。調整範圍為10 - 50 % un (可以擴充套件為5-85 % un)。提供足夠大的初始電壓，就能提供足夠大的起動轉距，保證風機的正常起動。
d) 提供多條起動、制動曲線（幫浦控曲線）供選擇
軟起動器非常適用於水幫浦、風機、壓縮機等幫浦類負載的起動和停止，提供4 條幫浦控起動（制動）曲線（見圖4和圖5中曲線0、1、2＆3）和1條轉距控制曲線（見圖4和圖5中曲線torque）供選擇。
曲線0: 標準曲線(預設)，為最穩定、最合適的電動機起動、停止曲線。
曲線1、2、3: 在加速期間，在達到峰值扭矩之前，控制程式將自動控制電壓斜坡上公升或降低，降低峰值扭矩。
曲線torqre: 轉矩控制曲線
圖4：起動曲線
e) 軟起動器具有雙調節功能，即能儲存2套起動引數，可在外部控制該引數的呼叫。
圖5：雙調節
f) 具備脈衝起動(突跳起動)功能，可用於起動高磨擦，短時要求較高起動轉矩的負載。脈衝初始電流設定為70-700 % ie，脈衝起動時間設定為0-10 秒。由於脈衝初始值採用電流設定，將能比設定電壓（如90％un）獲得更大的起動轉距，而且精度更高了。
2．電壓取樣
使用電子式電壓互感器（ept）進行10kv電壓測量，該技術通過光纖來完成傳輸和隔離，提高系統安全性和可靠性，保證電壓測量值的精度，保證電訊號轉換和資料傳輸的準確與快速。由於測量到的電壓訊號參與到軟起動器內部控制，該電壓訊號的精度及資料傳輸速度及可靠性對軟起動器的控制起到非常非常重要的作用。那些採用傳統的分壓電阻或電壓互感器（pt）取樣方式，將無法做到高、低壓完全隔離，如果分壓電阻出現問題或pt二次短路，可能導致高電壓侵入低壓控制系統，嚴重危及人員和裝置安全，而且其取樣值的精度、傳輸速度均不及ept。
圖6：ept電壓取樣
3．低壓電機測試功能
為避免除錯高壓電機過程中一些人為的誤操作引起意外事故，
軟起動器具備低電壓機進行預除錯功能。該除錯功能使用乙個低壓電來進行軟起動所有功能的模擬測試，測試時無須專用測試工具和裝置；由於產品設計合理，測試和維護方法簡單易學，使用者經過簡單培訓後，就可以掌握測試及部件更換維修的方法，這給使用者以後的維護和檢修工作帶來很大方便；產品超過保修期後，在沒有特殊情況時，不需要廠家到現場服務，大大減少了使用者的維修使用成本。
4．光纖集中控制
軟起動裝置內部控制訊號採用光纖通訊，而且是採取光纖集中控制方式，控制單元只需要一根光纖就能控制每相功能單元。相比那些需要用多根光纖控制的軟起動器，可靠性大為提高，而且大大提高了系統抗電磁干擾能力。
5．模組化設計
軟起動器為模組化設計，功率單元能方便的從安裝板上移出，進行檢修或更換，平均無障礙時間mtbf大於75000小時，平均修復時間mttr小於4小時。
軟起動器功率元件為固態閘流體，功率損耗極小，當電動機起動完成後切換到旁路執行，功率元件退出。
6．人機介面
操作顯示面板為lcd顯示包括中文、英文等4種語言可供選擇，能顯示軟起動器運作狀態、運作引數（包括電流、電壓）、故障報警等，可進行起、停、保護等引數的設定。面板上還有8個led指示燈，分別顯示軟起動器的控制電源狀態、起動狀態、執行狀態、軟停狀態、停止狀態、測試狀態、雙調節狀態和故障狀態，同時可以儲存故障資訊。
圖7：軟起動器操作面板
7．軟起動器內的資料儲存器能保持設定的引數、操作狀態等，即使掉也不失去。
8．軟起動器配置主路接觸器，選擇高壓真空接觸器，該真空接觸器的容量滿足起動的要求。
9．軟起動器具備擊穿電壓、瞬間過電壓，對地及相間工頻，抗雷電衝擊，tvs瞬時過電壓吸收保護。
10．軟起動器上設定有本地/遠端轉換開關，可實現本地和遠端控制功能切換。
11．軟起動器控制迴路能接入多路開關量輸入點：起動、停止和急停控制，復位及聯鎖停機訊號等。軟起動器還能輸出多路開關量：
執行訊號、故障訊號、旁路位置訊號等，能將跳閘訊號輸出進線斷路器跳閘。所有開關量輸入、輸出訊號都經過端子外引，輸入輸出介面見下表2。
表2：軟起動器輸入，輸出端子介面表
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