VSG1000系列高压固态软起动装置
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Product Description
VSG1000系列高压固态软起动装置
1、全球领先的后台监控系统，是智能制造与人工智能的完美融合
2、采用当前最先进的电动机控制专用芯片，运算精度高、响应快、可靠性高
3、采用固态高压大功率组件，体积小、发热量低、响应时间快、起动一致性好、维护量少
4、采用软停车功能，可使负载平稳减速，消除泵类负载的水锤效应
5、采用全数字化控制，起停更平滑、更稳定，可靠性高，胜任工业领域中的重载场合
6、特别设计的掉电记忆电子式过载保护功能，不受掉电影响
7、采用具五防功能的标准高压柜
8、采用数码或液晶触控面板操作显示，界面丰富、使用直观、操作简便
1.产品概述
维斯克电气(中国)有限公司研发的VSG1000系列高压固态软起动装置.将高性能计算机控制、数字信号处理、高压大功率可控硅(晶闸管)控制，高频开关电源、光纤隔离控制、人机界面、数字网络通讯、电机综合保护等多项技术应用于高压电动机的起停控制当中，采用电流限幅或电压斜坡升降的工作方式.控制电动机的输入电压，从而限制和降低电机电流，不仅可以使电机平滑稳定起停、保护电机安全可靠运行，而且还可以实现远程监控与操作。
本装置以固态高压大功率组件做为电流调节和控制部件，没有机械传动机构和液体材料.也没有电磁变换器件。与其它传统起动装置相比.本装置体积小、发热量低、响应时间快、智能化程度高、显示操作方便、可靠性高、保护功能多、起动一致性好、维护量几乎为零。
本装置电压范围覆盖了2.3kV~15kV.电流范围覆盖了40A~1000A.功率范围覆盖了130kW~20000kW.可以满足大多数中高压异步电动机的使用要求。
1.1为什么使用软起动装置
三相异步电动机在直接起动时会产生很大的起动电流。随负载和电动机配置的不同。起动电流一般能达到额定运行电流的5~ 9倍。如此大的起动电流给电网造成很大的冲击，引发供电 母线电压跌落影响同一母线上其它用电设备的正常工作。为了解决供电电源峰值，导致额外的输配电投资。另外起动大电流产生的较高峰值转矩、不但会对电动机产生冲击而且也会影响所拖动的负载增加了机械磨损影响设备的使用寿命。采用软起动装置起停电机可以控制并降低起动与停车时的电机电流，避免以上的不良影响。
1.2传统液态电阻(水电阻)软起动方案的缺点
●水电阻阳值受很多因素影响，如环境温度、极板情况、电解液浓度，电源情况等，因此起动电流的控制精度很差.误差变化范围大，维护工作量很大
●水电阻起动时产生的热量使水升温，再次起动时需要等水降温。因此..液态软起动方案对连续起动次数是有限制的电动机容量越大，连续起动次数就越少
●水电阻起动时.有时会发生汽化电阻太大的情况.会因起动电流不能跨过门槛值而造成起动失败(尤其是热变电阻式).这也是水电阻式的起动电流设定值不能较小的原因
●水电阻起动电流设定值一般在三倍额定电流值以上，仍会产生较大的转矩冲击，对电动机和机械设备还会造成较大的伤害
●水电阻在停车时只能自由停车.不能软停车
●水电阻不能提供完善的电机保护功能
1.3维斯克高压固态软起动装置的优点
●先进、完善的起停功能
▶起动电流可控(1.5~5.0le) .减轻供电电源峰值电流，减少配电 设备的成本
▶起动转矩可控，实现电机线性平滑起动.降低机械磨损.提高传动设备的使用寿命
▶平稳的负载加速度可减轻机械冲击，防止生产事故或产品的损坏
▶提供脉冲突跳起动功能，应对起动静摩擦很大的重载场合
▶采用软停车功能，可使负载平稳减速.消除泵类 负载的水锺效应
▶采用全数字化控制.起停更平滑、更稳定.可靠性高.胜任工业领域中的重载场合
●高可靠性
▶采用固态高压大功率组件.体积小、发热量低、响应快、起动一致性好、维护量少
▶提供BOD自触发保护功能.可靠保护固态高压大功率组件
▶提供过流，过载，欠压，缺相等多种保护功能.全面综合保护电机的起停和运行
▶特别设计的掉电记忆电子式过载保护功能.不受掉电影响.可以替代热继的保护功能
▶高安全性
▶高低压之间电气隔离全部采用光纤隔离和磁隔离
▶具有低压(380V}电动机预调试功能
▶采用具备五防功能的标准高压柜
●易用性
▶可以实现一台软起动装置控制拖动多台电机起停功能
▶采用数码面板操作显示，界面丰富、使用直观、操作简便
▶带有标准数字通信接口，可以远程监控、操作软起动装置和电机
▶日常维护工作量小
1.4高压固态软起动装置应用场合
维斯克高压固态软起动装置装置可以广泛应用于各行各业采用中高压三相异步电动机的负载上，典型负载如下:
●泵类负载
●离心机
●压塑机
●抽油机
●传输带
●搅拌机
●破碎机
●球磨机
●空气压缩机、制冷压缩机
●升降机、起重机、牵引机
●鼓风机、引风机等风机负载
1.5产品组成及工作原理
高压固态软起动装置主要由高压可控硅(晶闸管)组件、高压真空接触器、信号采集电路.触发电路、电源驱动电路。主控板、数字操作面板、光纤隔离信号线、磁耦合隔离电源线.二次继电器控制回路、高压机柜等部分组成。
高压固态软起动装置组成示意图
高压固态软起动装置基本工作原理是实时精确监测交流电压的过零点，然后依据过零点时刻，延迟触发导通可控硅，
通过精确控制交流电压的导通角的变化:从而实现精确调节电压大小的变化。
2.产品选型
2.1订货信息
2.2选型对照表
10kV选型表
2.3选型指南
●在向厂家咨询前，请准备好以下信息:
电机额定功率、电机额定电流、电机额定电压、电机额定转速、负载类型(泵、风机等).平均每小时起动次数或最短起动时间间隔、环境温度、海拔高度等。
●海拔高度对选型的影响
海拔超过1000米时，每超100m降额1%使用。
电流降额系数与海拔高度关系图
●温度对选型的影响
运行环境温度超过+45C时，每超1°C降额2%使用。
电流降额系数与温度关系图
例:装置海拔高度1500m.运行环境温度为+50°C。因高度上升造成电流降额系数为0.95.温度上升造成电流降额系数为090。如果一台10kV. 250A 的高压固态软起动装置此时允许工作的电机额定电流是: I = 250x095x0.90 = 213.75A。
3、产品规格
3.1适用标准
●GB/T110221999 《高压开关设备和控制设备标准的公用技术要求》
●GB39062006《3.6KV~40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备》
●GB311.11997《高压输变电设备的绝缘配合》
●GB/T13422 1992 《半导体电力变流器电气试验方法》
●GB/T3859.1 1993 《半导体变流器基本要求的规定》
●GB/T3859.2 1993《半导体 变流器应用导则》
●GB/T148082001《交流高压接触器和基于接触器的电动机起动器》
●GB 14048.6-2008 《低压开关设备和控制设备第4-2部分:接触器和电动机起动器交流半导体电动机控制器和起动器(含软起动器)》
●GBT 16927.1-1997《高电压试验技术第一部分: -般试验要求》
●GBT 16927.2-1997《高电压试验技术第二部分:测量系统》
●GBT 17626.1-2006 《电磁兼容试验和测量技术抗扰度试验总论》
●GBT17626.2-2006《电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验》
●GBT17626.3-2006《电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验》
●GBT17626.4-2008《电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验》
●GBT 17626.5-2008 《电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验》
●GBT17626.6-2008《电磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度》
3.2技术参数
3.3外形规格
软起动装置正面图 软起动装置背面图
软起动装置侧面图
3.4安装尺寸
软起动装置底部安装图
4、使用说明
4.1工作过程
软起动装置工作过程一般分为待机状态，起动过程、运行状态和停车过程，如下图在t0和t1之间是起动过程.在t1和t2之间是运行状态在t2和t3之间是停车过程.在起动(t0)之前或停车(t3)之后是待机状态。
软起动装置工作过程示意图
●待机状态
软起动装置上电后，先进入待机状态。在此状态期间软起动装置等待起动命令。同时接收操作面板发来的参数数据。
●起动过程
软起动装置提供如下几种起动方式;
➊电压斜坡起动
采用电压斜坡起动方式.用户可通过操作面板设定初始起动:电压和起动时间。软起输出电压将从用户设定的初始起动电压开始，依照起动时间所决定的上升斜率持续升压，直到全压输出。然后投入旁路接触器，关断可控硅。起动过程结束并进入运行状态。
❷电流限幅起动
采用电流限幅起动方式，用户可通过操作面板设定限流倍数。软起动装置会自动跟踪检测电流、并调整输出电压，以确保电机电流值维持在用户设定的限流倍数附近、直到判断电机达速后，放全压输出，然后投 入旁路接触器，关断可控硅. 起动过程结束并进入运行状态。
限流特性可以使大惯性负载以最小的电流被起动、加速也适合许多恒转矩负载的起动，以确保在有限电网容量的场合下使用。
❸电压斜坡加电流限幅起动
软起动装置先按照电压斜坡方式起动.同时跟踪检测电机电流:当检测电流值达到设定的限流倍数。转入电流限幅方式，软起动装置调整输出电压、以 确保电机电流值维持在用户设定的限流倍数附近，直到判 断电机达速后.放全压输出， 然后投入旁路接触器，关断可控硅，起动过程结束并进入运行状态。
本方式具有起动前期电流小，最大电流可控的优点，适合在有限电网容量下泵类、风机类等负载的起动。
❹脉冲突跳起动(可选)
为了克服比较大的静摩擦转矩，本装置可选择在.上述起动方式下，再增加脉冲突跳功能。可控硅先输出全压以克服静摩擦转矩，再恢复到前述的起动方式， 输出电压逐渐由小到大.直到规定时间或达速，然后再放全压输出，投入 旁路接触器关断可控硅，起动过程结束并进入运行状态。
●运行状态.
起动过程结束后。软起动装置进入运行状态。此时软起动装置继续运行，但可控硅关闭。电机通过旁路接触器馈电运行。软起动装置仍然监测电机的运行状态，此期间如果发生过流.过载，缺相等故障.软起动装置 会产生故障报警信号，同时中断运行，进入自由停车过程。
●停车过程
软起动装置提供用户两种停车方式:自由停车和软停车(电压斜坡停车)。
➊自由停车
收到停止信号后，软起动装置断开旁路接触器，电机在无电的情况下自由停车.停车后软起动装置进入待机状态。
❷软停车(电压斜坡停车)
采用软停车(电压科坡停车)方式.用户可设定停车时间。收到停止信号后、软起动装 置先触发可控硅导通，接着断开旁路接触器.然后根据用户设定的软停车时间，控 制输出电压逐步降低，直到完全关断可控硅。停车后软起动装置进入待机状态。
电压斜坡软停车特性可以有效减小停车时反向转矩的冲击，常用于缓解泵类负载中的水锤效应。
4.2保护说明
●缺相保护
当软起动装置检测到供电缺相时.发出缺相告警.并停止电机起动或运行。
●欠压保护
软起动装置检测到电网电压很低时，发出欠压告警， 并停止 电机起动或运行。
●欠流缺相保护
在运行状态下，当软起动装置检测到电机电流为零时，发出 欠流缺相告警.并停止电机起动或运行。
●超时保护
在电流限幅方式下，当起动过程超过预定时间.而电机还未达速时，发出超时告警. 并停止起动过程。
●过流保护
当软起动装置检测到电流高于过流限值时，发出过流告警.并停止电机起动或运行。
●过载保护
软起动装置根据监测到的电流、持续时间，温度依据热继电器的保护特性。精确计算和判断软起动装置和电动机是否过载。如果出现过载发出过载告警.并停止电机起动或运行。过载保护分四个脱扣等级.软起动装置和电机的过载保护曲线图以及过载等级特性表分别如下:
过载保护曲线图
VSG系列软起动装置的过载保护具有掉电记忆功能.不会受停电或关机的影响，整定精度高、稳定性好、寿命长、操作简便，可以起到热继电器的保护作用。
4.3常见应用
●标准一拖一应用
标准一拖一应用示意图
高压固态软起动装置一般标准使用是- -拖一应用，一台软起动装置只固定连接拖动一台电机、能够实现对这台电机的软起动、软停车以及全面的保护功能。图中高压开关柜由用户提供，负责给软起动装置供电。
●一拖多应用
一拖多应用是指使用一台高压固态软起动装置，分别依次起动多台电动机。被拖动的几台电动机性能参数应基本一致.不推荐性能参数差别很大的一拖多软起动应用方案(选型时可与厂家咨询)。该方案中由于一台软起动装置无法实现对多台电机的保护.所以需要另配电机保护装置。
4.4网络通信
本装置配备标准RS-485通信接口，可以与工厂的自动化系统联网.如连接PLC(可编程序控制)、DCS(集散式控制系统).实现工厂设备一体化自动控制。也可以与远程监控计算机联网，实现远程 智能监控。
本装置的RS-485通信接日采用MODBUS通信协议。
本装置可以依据用户要求。提供PROFIBUS-DP接口。
软起动装置网络通信示意图
4.5操作面板
本装置标配的操作面板采用交互式数字化设计，由4个LED指示灯.4位LED数码管和6个按键组成。全部的参数设置.修改和显示均可在操作面板上完成。
本装置可以依据用户的要求.增加液晶触摸屏面板。
4个LED指示灯从左至右依次为:
红色一电源指示灯
绿色一晶闸管(可控硅)状态灯
绿色-旁路状态灯
红色-故障指示灯
4位LED数码管显示参数:
左边第一-位显示功能码
右边三位显示相应参数值
6个操作按键用于显示修改参数和起停装置
操作面板
下表是一些典型负载应用时的设置参考。请根据实际情况进行调整。
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