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TP系列静止式进相器

一概述TP系列无环流静止式进相器是襄阳拓邦电气自选研制开发的新一代高新技术产品,是一种专为大中型绕线式异……

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一概述

TP系列无环流静止式进相器是襄阳拓邦电气自选研制开发的新一代高新技术产品,是一种专为大中型绕线式异步电动机设计制作的就地无功功率补偿装置。它串接于电机转子回路,改变转子电流与转子电压的相位关系,通过磁场进而改变电机定子电流与电压的相位关系,达到提高电机自身功率因数、降低电机定子电流和温升的目的。这种方式从根本上改善了电机的运行状况,显著降低电机及电网的无功损耗,对节能降耗、降低单位产品成本,提高企业的经济效益具有重要的意义。


TP系列无环流静止式进相器对无功功率的补偿与电机定子侧并联电容器的补偿有着本质的区别。电容补偿只是在电机之外的电网上对无功进行补偿,减少电网的无功输入,电网的功率因数得到提高,但是电机的无功消耗并没有减少,无法改善电机本身的运行状况;而TP系列静止式进相器是串接在电机转子回路中,不仅可显著提高功率因数,使电机定子电流大幅度降低,而且电机温升明显降低,电机的效率和过载能力显著提高。

TP系列静止式进相器与自激(旋转)式进相机也不同。TP系列静止式进相器采用了 的交-交变频技术和微机、可控硅控制技术,可自动跟踪电机运行状态的变化并自动调整相关参数以达到佳的补偿效果,这是自激式进相机无法做到的。而且,TP系列静止式进相器从根本上克服了自激式进相机“整流子”结构特别怕尘埃、寿命短、维修频繁的缺点;具有参数调节容易、主回路无转动部件、不怕灰尘、可靠性高、使用寿命长、维护方便,是理想的取代自激式进相机的新型高科技产品。

TP系列静止式进相器可广泛用于水泥、化工、矿山、冶金、钢铁、造纸、制药等行业的大中型高低压绕线式异步电机。


二型号命名

TP系列静止式进相器型号命名方法如下:





型号:TP-800,表示适用于额定转子电流不超过800A的电机的静止式进相器。


三工作原理

当电机运行进相时,进相器通过转子电流传感器采集到的转子电流信号及工频电压提供的同步信号经微处理器CPU进行数据和相位处理,控制可控硅的触发信号,调整由12只晶闸管组成的交—交变频装置,将降压后的工频电源变为和转子电流同频率,相位滞后90°的附加电势加在电机转子回路中。转子的电流和电压相位因此改变,通过磁场进而改变电机定子电流与定子电压的相位角,使电机的功率因数提高,得到补偿。

当电机在某一负载下运行时,其转子电流为I2e、定子电流为I1e, 向量图如下所示。







从电机学我们知道,激磁电流Im由关系式Im=I1e-I2e,从向量图可得出Im。当进相器的电势叠加在转子回路后,转子电流的相位变为图中的I2。由于负载不变,激磁电流Im不变。此时的定子电流I1由关系式I1=Im+I2从向量图可得出I1,如图所示。从图中可以看出I1的功率因数角和幅值都比I1e小,说明电机的功率因数有所提高,定子电流有所下降。

进相器就是这样改变转子电流与转子电压的相位关系,通过磁场进而改变电机定子电流与定子电压的相位关系,减小功率因数角,终使电机本身的功率因数得以提高,定子电流得以下降,达到对电机补偿的目的。

当负载发生改变时,微处理器实时检测电机参数的变化,并根据负载的变化,动态调整附加在转子上的电势幅值,以使电机的功率因数始终保持在期望值上。

四原理框图






电容式补偿的矢量分析:








电容补偿和进相器补偿的原理图分别如下:






图中,将电机进行了等效简化,R1、X1为电机定子等效电路的电阻和电感,R2、X2为电机转子等效电路的电阻和电感,C为就地补偿的电容,Uf为进相器的等效电路,M为电机的接线点。

从图可以看出,静止式进相器和电容补偿对电机的作用点不同,电容是在电机的前端定子侧进行补偿,其补偿范围是在补偿点的前端;静止式进相器串联在电机的后端,其补偿范围扩大到了电机。

五性能特点

1、可使电机的功率因数提高到0.95以上,无功功率降低60%以上。

2、降低定子电流10%-20%。

3、降低线损、铜损20%-30%。

4、电机温升降低5%。

5、过载能力和效率大大提高,电机使用寿命延长。

6、具有故障自动保护功能,保障设备长期安全运行。

7、操作简单,安装调试和维修保养均不影响正常生产,半年内可收回成本。

六使用条件

1、安装地点环境温度≤40℃

2、安装地点相对湿度≤90%

3、 安装地点无火灾、爆炸危险品,无化学腐蚀及剧烈振动。

4、海拔高度≤1500M。

5、进相器柜体上方0.5米内应通风;如无地沟,须将进相器柜体架空0.1米。

注:TP系列静止式进相器应满足上方要求的使用条件,襄阳拓邦电气还可提供适用于高原地区(海拔超过1500米)的静止式进相器(但用户须事先特别申请)。

七技术参数


相 器 型 号

配 电 机 参 数

额定转子电流(A

额定功率(KW

TP-400

400

95-800

TP-500

400-500

245-1000

TP-600

500-600

315-1250

TP-800

600-800

630-1600

TP-1000

800-1000

1000-2000

TP-1200

1000-1200

1600-2500

TP-1500

1200-1500

2000以上




八安装尺寸

1、外型尺寸图






2、安装基础图







3、规格尺寸表



型号

外形尺寸(MM)

安装尺寸(MM)

(W)

(D)

(H)

(E)

(F)

螺孔

TP400-600

1000

760

2000

780

620

14

TP800-1000

1100

800

2000

880

650

14

TP1200-1500

1200

900

2200

980

750

16



注:随着产品不断更新换代,外形及安装尺寸会有所变化,请以具体的产品为准。

九安装调试

(一)安装

1、将进相器搬到安装位置,注意进相器柜体底部应与地沟相通或架空,首先是打开柜子的前后门,从上到下,逐一地拧紧螺丝,防止在运输过程中螺丝松动造成进相器不能正常工作。

2、准备好连接【主电机转子至进相器接触器KM13的三根电缆】、【进相器接触器KM11至主电机起动柜的三根电缆】,其线径应能承载主电机转子额定电流,比好长度并压好接头。

3、进相器上的电流表、功率因数表是直接从电机定子回路上的电流互感器、电压互感器取信号,要求所用电流互感器副边的额定电流为5A、电压互感器副边的额定电压为100V,若用户现用的不满足该要求,则须另行准备符合上述要求的互感器。(注:电压互感器仅适用于高压电机,对低压电机,进相器电压信号直接从定子回路取)

4、新电机须带上90%以上负载并正常运转后才可调试进相器,用户在通知我方调试前,应调试好电机、减速机、磨机等其它设备,使其带上负载正常运转,以免延误进相器调试时间。

5、各联锁线意义如下:

(225、227)取自电机起动柜星点短接接触器的辅助常开点,只有在电机起动完毕后,进相器才可以进相。

(355、357)当开关柜主开关是接触器时与分闸按钮并联;是断路器时与分闸按钮串联, 进相状态下主电机不能停机,只有先退相才能停主机。

(359、361)串入开关柜合闸回路。当KM11吸合时,可以起动电机。

(363、369)从起动柜控制电源引单相380V,使KM11与起动柜控制回路同时得电。

(30、32)串入主电机电流计量回路;(40、42)并入主电机电压计量回路。(取A相电流则取B,C相电压,如此类推,电流和电压不得取同相)。

(A、B、C、N)接三相四线电源,导线横截面积:TP600以下用4mm2;TP1000以下用6mm2;TP1500以下用10mm2。

6、控制器所有指示灯的含义说明如下:

(1)主板(中间一块)的指示灯(从上往下数)

●L1、L2、L3:电机转子三相电流信号指示(电机运转时为循环显示状态;自检试验时为随机状态:或亮、或灭)

●L4:+5V电源指示(保持亮的状态)

●L5:热故障指示(有热故障时L5灭)

●L6:缺相及自动故障保护指示(有缺相故障及其它故障时L6灯灭)

●L7:+15V电源指示(保持亮的状态)

●L8:-15V电源指示(保持亮的状态)

(2)驱动板(两边两块)

●分别代表12个可控制硅的触发信号(指示灯均亮,并有规律的闪烁)

(二)试验

1、检查主电缆、联锁线、仪表线连接是否正确。

2、检查各器件螺丝是否紧固。

3、用万用表测量可控硅极间电阻:

●触发极G与阴极K间电阻为几十欧姆;

●触发极G与阳极A间电阻大于几十千欧;

●阴极K与阳极A间电阻大于几十千欧;

●阴极K与阳极A用万用表200K档测量,阻值应从小变化到无限大。

4、合上起动柜电源,进相器背面的接触器KM11应吸合,短接225、227;合上进相器电源,电源指示灯亮;控制器应有电,控制器上指示灯亮。

5、控制器上拨码开关打在ON(上方)位置,中间主板L1、L2、L3循环亮或灭,L4~L8全亮;两边两块驱动板指示灯闪烁。

6、按绿色进相按钮,进相器前面的接触器KM13吸合,延时后,背面的接触器KM11断开,绿色进相指示灯亮,风机运转,风应向上吹,主变压器副边电流不超过30A,并且没有大幅度变化。

7、按红色退相按钮,进相器后面的接触器KM11吸合,延时后,前面的接触器KM13断开,绿色进相指示灯灭,红色电源指示灯亮,进相器即退出进相状态。

8、通电试验结束,请务必断开225、227。

(三)调试

1、运行前:控制器主板上拨码开关应打在OFF(下方)位置。

2、起动主电机:打开进相器前柜门,合上空气开关,进相器电源接通,面板上的红色电源指示灯亮,关闭柜门,等待主机起动。

3、进相:(1)电机正常运转后,按绿色进相按钮,进相器前面的接触器KM13吸合,延时后,背面的接触器KM11断开,绿色进相指示灯亮,风机运转,定子电流应下降,功率因数应上升。如果定子电流不下降反而上升,调整同步变压器上6V、6V0两线的位置,再进相。

(2)测量主变压器原、副边电流,应无大幅度摆动。

(3)电机定子电流应平稳,无大幅度摆动。

(4)六个电抗器上端铜排的电流摆动幅度应一致。

4、退相:按红色退相按钮,进相器后面的接触器KM11吸合,延时后,前面的接触器KM13断开,绿色进相指示灯灭,红色电源指示灯亮,进相器即退出进相状态。

5、停车:进相器退相后,按下主机停车按钮,电机即停车。

(四)测量和观察

1、测量可控硅、铜排、交流接触器、电抗器、主变压器、控制板温度。

2、测量可控硅触发电压;主变压器一次、二次电流;电抗器输入电流。

3、观察风机运行情况。

4、观察整体运行情况,有无异常响声或铜排有无大的抖动现象等。

十使用维护

为确保TP系列静止式进相器长期安全、可靠地运行,请操作人员特别注意以下事项:

1、严禁在进相器运行期间,切断进相器外部电源。

2、定期检查冷却风机运转状况,冷却风机停转使可控硅散热能力下降,可能烧坏可控硅。

3、定期检测主变压器原、副边运行电流。

4、定期检测可控硅、联接铜排、交流接触器、电抗器、主变压器、控制板的温度。

5、定期检修主回路接触器的触头。真空接触器定期检测绝缘电阻,用5KV或2.5KV摇表检查,当开关管绝缘电阻小于100兆欧时,应加强监视,小于20兆欧时应立即更换新管,以延长接触器的使用寿命,保障进相器及电机安全运行。

6、当进相器停用一段时间又重新启用时, 次进相前应观察柜内控制单元上各指示灯是否正常。电机起动并正常运转后,各指示灯显示如下:

·主板(中间一块):除L1,L2,L3周期性循环显示外(注意:此指电机在运转时的状态,若电机未转,该三灯为随机状态),其它各灯均亮。

·驱动扳(两边的两块):其上面各指示灯均亮并有轻微闪烁。

7、当电机定子电流出现异常大幅摆动时,应立即退相,查出原因并检修后投入使用。

8、定期打扫柜内卫生。

十一故障处理



主电机不能起动

端子363、369无380V 电源

检查起动柜控制电源

 

接触器KM11不吸合

检查KM11线包及其控制回路

 

接触器KM11吸合,但其辅助触点未闭合

检修其辅助触点

 

端子359、361串入合闸回路的线未接通

检查该回路

不能投入进相

空气开关QF1、QF2、QF3没合上

合上空气开关

 

按钮STP、ST接触不良

 

 

中间继电器KA11触点接触不良

 

 

主电机起动柜内星点接触器常开辅助触点不能闭合(225、227未接通)

检修该接触器辅助触点及连线

 

KM13不能吸合

检查KM13线包及其控制回路

 

固态继电器FV损坏或者不导通

控制器主控制板L6灯灭

检查主控板7脚对11、12、13脚有无+、-3伏左右电压,否则更换电流传感器

 

 

检查固态继电器FV

FV的3、4脚有直流15V电压,而323、325不通,须更换该继电器

进相后主电机停机

接入开关柜的KM11、KM13的辅助触点359、361接触不好

维修该触点

 

进相器投入进相瞬间外部空气开关跳闸

更换大规格的空气开关

进相后无效果

接入主控板的电流传感器信号线错误

电流传感器从左到右TA1、TA2、TA3的信号线应分别对应与主控板的13、12、11脚

 

主控板的拨码开关在自检位

拨码开关拨至工作位

 

KM13吸合后KM11未释放(时间继电器KT11坏)

更换KT11时间继电器

 

KM15没有吸合

KM11的辅助触点301、305接触不良

维修该触点

 

 

KM15线圈故障

更换KM15线圈

 

KM15主触点接触不良

更换KM15

 

主变压器原边开路

更换主变压器

进相后主电机电流不减反增

同步电源相序错误

调换进相器内小变压器TC上输出6V、6V0电压的两线位置

 

电机转速下降(缺相),自动退相

KM13主触点接触不良

维修该触点

 

 

电机转子线松动,进相时的电流冲击导致缺相

检查电机转子线

进相后主电机电流摆动大

可控硅击穿

测量可控硅极间电阻(详细方法见调试部分)

 

触发板损坏

测量可控硅控制极与阴极之间应有0.2V以上的直流电压信号,否则应检查触发板

 

主板的拨码开关在自检位

拨码开关拨至工作位

 

电机转子线松动

检查电机转子线

 

KM13采用节能型线圈时,线圈故障导致KM13进行瞬间来回释放、吸合,导致主回路接触不良

维修或更换KM13线圈





注意:进相器检修不得在进相状态下进行,发现问题应立即退相。

十二控制板检修



现象

原因

对策

L1L2L3不循环闪烁,L6灭,其它各灯正常

转子缺相

检查接触器KM2主触头是否损坏,若损坏,则维修触头或更换接触器

电流传感器器损坏

检查电流传感器是否有±2V以上的输出信号,否则更换传感器

主控板元器件损坏

依次更换IC210IC211

L1L2L3不周期性闪烁,其它各灯正常

主控板元器件损坏

依次更换IC210IC211IC205IC207

L6灭,其它各灯正常

主控板元器件损坏

依次更换IC207IC209

L5灭,其它各灯正常

散热器温度检测回路故障

检查温度开关及其连线

L4L7L8全部或部分灭

电源故障

1、检查变压器及控制板是否有±18V电源

2、更换相应的780578157915

F1-L1L6 F2-L1L6部分指示灯亮,主板各灯正常

触发板元器件损坏

1、有一片ULN2004损坏,更换之

2、脉冲变压器接触不良,作相应处理

F1-L1L6 F2-L1L6指示灯全灭,主板各灯正常

触发板元器件损坏

1、两片ULN2004损坏,更换之

2、更换555芯片

触发板无电源

1、检查主板7815是否有虚焊

2、检查触发板19脚与主板6脚连接是否正常





十三注意事项

1、进相器检修应在退相状态下进行,发现问题应立即退相。

2、严禁随意带电插拔控制板,检修控制板时,一定要把空开QF3打下来。

3、更换可控硅时应注意阴、阳极的方向,并压紧散热器(压力不要过大),装上后拧紧所有螺丝,之后再检测可控硅各极间的电阻情况。若一只可控硅击穿在柜体上直接检测,同一相的四个可控硅均显示击穿,此时应把该组可控硅间的联接铜排拆掉再测 。

十四订货须知

1、提供电机型号、额定功率、定子电压、定子电流、转子电压、转子电流、额定功率因数。

2、提供电机拖动负载的特征及负载率。

预知TP系列无环流静止式进相器的更多信息,请拨打襄阳拓邦电气官网电话: 郑经理17771133316或咨询网站客服!!

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