10KV一拖二方案

10KV一拖二软起动技术方案
KJGR-250/10
矿用隔爆兼本质安全型高压真空交流软起动控制器
一意义及目标
近年来，随着煤矿事业的发展，现代化矿井建设已成为未来煤矿建设的必然趋势。

为了进一步加快煤矿自动化、机械化、数字化、信息化发展的步伐，特别是大型设备拖动技术的先进性、可靠性，我公司卓力打造出一流的矿用高压软起动器。

二用途
适用于含有爆炸性气体（甲烷）和煤尘的煤矿井下，主要用于额定电压10kV，频率为50HZ的大型设备、特殊要求或使用条件恶劣的三相异步电动机的软起动、泵控、旁路起动等。

三主要特色
1 软起动器机芯性能稳定可靠、品质优越。

2 采用32位微处理器为控制核心，友好的人机用户界面，易于操作设置。

3 采用国际先进的半导体全屏蔽隔离技术。

4 专利的无线电压测量系统技术，先进的电子式电压互感器，提高了可靠性与安全性。

5 专利的、独特的光纤触发系统技术，高压与低压完全隔离。

6 独特的晶闸管故障自诊断功能，可识别每个晶闸管。

7 创新的低压测试功能，可通过400V电压对软起动进行测试。

8 独特的泵控曲线选择，适合各种不同的使用场所。

9 采用独特软起装置和智能旁路双重保护。

10 标准的RS485通信口，可直接构成系统，进行远程信息交换和控制。

四主要技术参数
1 额定电压：10KV
2 最高电压：12KV
3 额定频率：50HZ
4 额定电流：250A
5 软起过载：100~850%，0~5s可调
6 控制模式：软起动、泵控、脉冲起动、硬起动
7 冷却方式：自然冷却
8 本安参数：本安输出最高开路电压：21.7VAC，本安输出最大短路电流：128mA
五软起动装置主要组成部分：
一拖二分别起动控制系统：软起动器机芯（功率单元，具有保护控制功能），高压真空接触器2台，西门子可编程逻辑控制器S7-200系列（实现一拖二逻辑控制），工控屏（人机接口），旁路高压真空电磁起动器组成。

五主回路接线方式
一拖二起动器一次接线如下图所示。

图1：软起动器一次接线
主路设备：10KV高压电磁起动器2台（1、2），10KV软起动器一台（内置2台真空接触器）。

如下图所示：
其中1、2号起动器带有保护功能，当对应电机软起动过程结束后，相应起动器闭合，对应电机处于正常工作状态；CJ4与CJ5在软起动相应电机时闭合，软起动过程结束后分断，软起动过程中的保护功能由软起动装置本身提供。

六主要技术参数
1 额定电压：10kV
2 最高电压：12KV
3 额定频率：50HZ
4 额定电流：75A
5 软起过载：100~850%，0~5s可调
6 控制模式：软起动、软停止、泵控、脉冲起动、硬起动
7 冷却方式：自然冷却
8 本安参数：本安输出最高开路电压：21.7VAC，本安输出最大短路电流：128mA
七软起动技术特征
1 当软起动器控制电压的幅值在75%-110%额定电压范围内，软起动器能可靠平稳起动电动机。

2 保护功能
2.1 过载、短路、欠电流、三相电流不平衡、漏电保护；
2.2 过电压、欠电压保护；
2.3 缺相、相序保护
2.4 旁路打开，起动次数太多，起动时间过长保护；
2.5 错误连接，晶闸管短路保护；
2.6 超温、参数错误保护；
2.7 绝缘监视保护；
2.8具备RS-485通讯接口功能，
2.9具有中文显示器与状态示意图，可以显示设定状态、运行参数、故障内容
软起动技术特性
1．控制特性
KJGR中压软起动器能降低电机的起动电流，提供平滑、无极的电机加速和减速，从而极大的减少了电机起动时造成的电流冲击和机械冲击，其采取电流闭环控制，自动检测电机电流，可根据现场要求，预制不同的起动参数，实现最优化的起动。

KJGR中压软起动器的电压斜坡控制、电流斜坡控制（限流起动）、初始电压控制、脉冲起动、起动控制曲线（泵控曲线）、双调节起动特性描述如下：软起动器能降低电机的起动电流，提供平滑、无极的电机加速和减速，从而极大的减少了电机起动和停止时造成的电流冲击和机械冲击，其采取电流闭环控制，自动检测电机电流，可根据现场要求，预制不同的起动参数，实现最优化的起动。

软起动器的电压斜坡控制、电流斜坡控制（限流起动）、初始电压控制、脉冲起动、起动控制曲线（泵控曲线）、双调节起动特性描述如下：
a)软起动器具有电压斜坡控制，能使电机电压慢斜坡升至全压。

下图2
为电压斜坡控制曲线。

图2：电压斜坡曲线
b)软起动器起动电流限制决定电动机起动期间的最大电流。

调整范围为
100 - 400 % Ie (可以扩展为100-700 %Ie)。

下图3为电流限制起动曲
线。

图3：电流斜坡（电流限制）起动曲线
c)初始电压决定电动机的初始起动转矩(转矩与电压的平方成正比)。

调整
范围为10 - 50 % Un (可以扩展为5-85 % Un)。

提供足够大的初始电压，
就能提供足够大的起动转距，保证风机的正常起动。

d)提供多条起动、制动曲线（泵控曲线）供选择
软起动器非常适用于水泵、风机、压缩机等泵类负载的起动和停止，提供4 条泵控起动（制动）曲线（见图4和图5中曲线0、1、2＆3）和1条转
距控制曲线（见图4和图5中曲线Torque）供选择。

曲线0:标准曲线(缺省)，为最稳定、最合适的电动机起动、停止曲线。

曲线1、2、3:在加速期间，在达到峰值扭矩之前，控制程序将自动控
制电压斜坡上升或降低，降低峰值扭矩。

曲线Torqre:转矩控制曲线
图4：起动曲线
e)软起动器具有双调节功能，即能存储2套起动参数，可在外部控制该参
数的调用。

Voltage
图5：双调节
f)具备脉冲起动(突跳起动)功能，可用于起动高磨擦，短时要求较高起动
转矩的负载。

脉冲初始电流设置为70-700 % Ie，脉冲起动时间设置为
0-10 秒。

由于脉冲初始值采用电流设置，将能比设置电压（如90％Un）
获得更大的起动转距，而且精度更高了。

2．电压采样
使用电子式电压互感器（EPT）进行10KV电压测量，该技术通过光纤来完成传输和隔离，提高系统安全性和可靠性，保证电压测量值的精度，保证电信号转换和数据传输的准确与快速。

由于测量到的电压信号参与到软起动器内部控制，该电压信号的精度及数据传输速度及可靠性对软起动器的控制起到非常非常重要的作用。

那些采用传统的分压电阻或电压互感器（PT）采样方式，将无法做到高、低压完全隔离，如果分压电阻出现问题或PT二次短路，可能导致高电压侵入低压控制系统，严重危及人员和设备安全，而且其采样值的精度、传输速度均不及EPT。

图6：EPT电压采样
3．低压电机测试功能
为避免调试高压电机过程中一些人为的误操作引起意外事故，
软起动器具备低电压机进行预调试功能。

该调试功能使用一个低压电来进行软起动所有功能的模拟测试，测试时无须专用测试工具和设备；由于产品设计合理，测试和维护方法简单易学，用户经过简单培训后，就可以掌握测试及部件更换维修的方法，这给用户以后的维护和检修工作带来很大方便；产品超过保修期后，在没有特殊情况时，不需要厂家到现场服务，大大减少了用户的维修使用成本。

4．光纤集中控制
软起动装置内部控制信号采用光纤通讯，而且是采取光纤集中控制方式，控制单元只需要一根光纤就能控制每相功能单元。

相比那些需要用多根光纤控制的软起动器，可靠性大为提高，而且大大提高了系统抗电磁干扰能力。

5．模块化设计
软起动器为模块化设计，功率单元能方便的从安装板上移出，进行检修或更换，平均无障碍时间MTBF大于75000小时，平均修复时间MTTR小于4小时。

软起动器功率元件为固态晶闸管，功率损耗极小，当电动机起动完成后切换到旁路运行，功率元件退出。

6．人机界面
操作显示面板为LCD显示包括中文、英文等4种语言可供选择，能显示软起动器运作状态、运作参数（包括电流、电压）、故障报警等，可进行起、停、保护等参数的设定。

面板上还有8个LED指示灯，分别显示软起动器的控制电源状态、起动状态、运行状态、软停状态、停止状态、测试状态、双调节状态和故障状态，同时可以储存故障信息。

图7：软起动器操作面板
7．软起动器内的数据存储器能保持设置的参数、操作状态等，即使掉也不失去。

8．软起动器配置主路接触器，选择高压真空接触器，该真空接触器的容量满足起动的要求。

9．软起动器具备击穿电压、瞬间过电压，对地及相间工频，抗雷电冲击，TVS 瞬时过电压吸收保护。

10．软起动器上设置有本地/远程转换开关，可实现本地和远程控制功能切换。

11．软起动器控制回路能接入多路开关量输入点：起动、停止和急停控制，复位及联锁停机信号等。

软起动器还能输出多路开关量：运行信号、故障信号、旁路位置信号等，能将跳闸信号输出进线断路器跳闸。

所有开关量输入、输出信号都经过端子外引，输入输出接口见下表2。

12．本设备具备多种电动机起动保护，包括：过流/欠流、欠压/过压、缺相、
反相、不平衡电波、接地、晶闸管短路、软起动器超温、电机过载、电机堵转、起动次数过多、起动超时等保护项目。

软起动器详细保护如下表所示：
13.软起动器具有RS485通讯接口，通讯协议为MODBUS RTU。

能在后台实现电机参数设置，数据读取和复位操作。

14.软起动器结构
a)软起动器为一体化设计，用户只需要接入输入，输出高压电力电缆和控制电缆，便可投入运行。

所有设备在出厂前都运行整体设计，并出具测试报告。

b)二次回路控制用铜芯导线全部使用线鼻子连接，线鼻子均镀锡，其接线端子都有明显线号标记，线号与二次接线图一致。

c)壳体进线方式为电缆侧出，采取高压电力电缆连接。

d)软起动装置能保证安全地进行:正常运行、检查和维护，引出电缆的接地，引出电缆或其他设备的绝缘实验，安装后的相序校核。