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MDMVS系列高压固态软起动柜

MDMVS系列高压固态软起动柜

MDMVS系列高压固态软起动柜,将微型计算机控制、数字信号处理、高压大功率晶闸管控制、高频开关电源、光电隔离控制、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动停止控制当中,采用电流限幅或电压斜坡升降的工作方式,控制电动机的端电压,从而限制和降低电机起动电流,减小起动时电流冲击,降低起动时的电网冲击及机械磨损,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。

本产品以高压大功率组件作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、保护功能齐全、起动一致性好、维护量小。产品电压范围覆盖 2.3kV~13.8kV,电流范围覆盖 40A~1000A,功率范围覆盖 130kW~20000kW,可以满足大多数中压异步电动机的使用要求。


MDMVS系列高压固态软起动柜产品特点

控制与信号隔离能力:

  • 采用数字微处理器对数据进行处理,采用信号分级处理和隔离技术,使系统具有很强的抗干扰能力;设备控制实时高效,稳定性好,可靠性高。
  • 采用光纤传输技术,功率组件及电流、电压采样回路(高压部分)与控制回路(低压部分)隔离,安全性高、传输速率快、可靠性高。
  • 采用高频动态补偿电源隔离技术,为功率组件提供安全可靠的工作电源;大电流阻容网络静态、动态均压及吸收技术,保证功率器件串联工作在高电压下的可靠性,触发同步,安全运行。
  • 采用电子 EPT(电子电压互感器)技术,电子采样光纤传输,无干扰和相移;EPT 检测触发,保证串联功率器件的同步触发。

起停控制能力:

  • 六条起动曲线,适应不同电机系统的机械特性和要求,自动调节电机的转矩,以获得平稳的加速曲线,减少起动过程中的电气和机械冲击。
  • 六条停止曲线,适应不同负载机械特性,并有最终转矩可调功能,有效防止泵类负载停机产生的水锤效应。
  • 脉冲突跳功能提高起动初始转矩,适用于高静阻力矩系统。

保护与调试:

  • 有过压、欠压、多条过载保护曲线,并有欠流、断相、相不平衡、相序错误、零序接地保护及晶闸管过温、起动时间过长、起动间隔限制、晶闸管故障等保护。
  • 可在现场高压运行前,采用低压(400V)电机进行模拟调试,为正式运行提供技术数据和保证。

结构与操作界面:

  • 柜体采用 KYN28A-12 结构型式,材料采用进口敷铝锌板,具有耐腐蚀、抗氧化、外形结构新颖、防护等级高等优点,并可方便地与 KYN28A-12 标准型中置柜并柜。
  • 友好的人机操作界面(HMI):LCD 显示,内置中、英、法、德、西班牙语(可定制俄、日等语言),显示实时数据、参数设置与历史数据统计(包括故障数据);支持 RS-485 总线(Modbus RTU/Profibus DP)、CAN 总线(DeviceNet)、工业以太网(Modbus TCP/IP),可选配绝缘检测功能在线监测电机绝缘。

特殊工况与扩展(选配):

  • 速度反馈控制:对需要线性加减速的场合,可选择接入速度反馈单元,获得电动机线性加减速特性。
  • 发电机供电场合的特殊程序:可在电压、电流、频率不稳的情况下起动成功;配合适当的无功补偿,轻载电机在发电机容量大于 1.35 倍电机视在功率时即可起动成功。
  • 双重参数调整:对于双速电机或电网供电/发电机供电场合,可根据不同电机参数、供电条件设置两套起停参数,可通过可编程端子或者通讯方式选择投用的参数。

产品结构

高压舱室

高压舱室为主回路单元,自上而下布置 EPT 发送单元、功率单元、主接触器与旁路接触器,柜侧设行程开关。功率单元采用反并联晶闸管组件,触发与反馈信号经光纤与低压舱的控制单元连接,实现高低压物理隔离。

MDMVS系列高压固态软起动柜高压舱室结构

低压舱室

低压舱与高压舱相互隔离,元器件排布合理;触发、反馈信号采用光纤传输,速度快、完全隔离、安全程度高。舱内布置控制单元(含 LCD 显示及键盘)、中间继电器、控制输入端子、触发变压器、直起/软起选择开关、就地/外控选择开关、带电显示电磁锁、检修电源、电源开关、用户端子与接地端子。

MDMVS系列高压固态软起动柜低压舱室结构

产品结构图

柜体外形尺寸为 1000mm(宽)× 2200mm(高)× 1490mm(深),由仪表舱、低压舱与高压舱组成。主回路自进线电缆引入,经主接触器 C1、功率单元、EPT-Tr、旁路接触器 C2,至出线电缆(接电机);柜内配置带电传感器用于带电状态检测。

MDMVS系列高压固态软起动柜结构图与外形尺寸

工作原理

装置检测系统供电电源电压(电流)的过零点,延迟 α 角触发导通可控硅,通过控制可控硅导通角 θ(移相),实现软起动柜输出电压大小的调节。施加给电动机的电压 U0 由设定初始值 Uini 逐渐升至系统供电电压 UN,使起动电流与起动转矩按负载传动条件达到最优调整。

电动机输出转矩与施加电压的平方成正比:

TM ∝ U0²

因此降低起动电压即可同时压低起动电流与机械冲击。作为对比,全压直接起动时起动电流可达额定电流的 5~6 倍以上,起动力矩与机械冲击都较大。

MDMVS系列高压固态软起动柜移相触发原理

通用技术

项目参数
设备最高电压(kV)3.6 / 7.2 / 12 / 15 / 17.5
额定电压(kV)2.4、3.3;4.16、6.6;10.0、11.0;13.8、15.0;UN +15% / -10%
绝缘耐压测试(kV)10 / 20 / 28 / 38 / 38(60Sec)
频率(Hz)45–65
额定电流(A)详见产品规格型号表(FLC)
电动机类型异步鼠笼式电机;异步起动的同步电机
电动机额定电流(A)33%–100% 软起动柜额定电流 FLC(FLA)
操作电源电压230VAC、240VDC、110VAC、120VDC、24VDC、85–265VAC
操作电源容量≥400VA
控制(数字)输入230VAC/DC、110VAC/DC、24VDC
继电器输出直接继电器、旁路继电器、故障继电器各 1 C/O,8A,250VAC,2000VA
通讯方式基于 RS-485 总线的 Modbus RTU 协议;基于 RS-485 总线的 Profibus DP 协议;基于 CAN 总线的 DeviceNet 协议;基于工业以太网的 Modbus TCP/IP 协议
模拟输出0–10V、0–10mA 或 4–20mA
模拟输入电机温度传感器输入,PTC 或 NTC
过载能力400%FLA 30sec
连续起动间隔环境温度大于 40℃、起动电流大于 400%FLA 时,间隔不小于 30min;温度较低、起动电流较小时可适当减小间隔,但至少为 15min
参数设置控制面板(HMI)按键;后台通讯设置;触摸屏设置
HMI 显示2 行 LCD 显示工作电流、起动次数、运行时间及故障信息等参数;默认语言:中(英)、德、法、西
触摸屏显示7–12 英寸触摸屏
噪音<80dB
工作温度-10℃~50℃
存储温度-20℃~70℃
相对湿度在 +50℃ 时不超过 95%
设备周围环境无爆炸危险和腐蚀气体
污染等级≤3(可提高到 4)
海拔≤1000m
振动安装地点所允许的振动条件:振动频率 10Hz–150Hz,振动加速度不大于 0.5m/s²
防护等级IP4X
冷却方式自然冷却

控制方式

项目参数
起动方式电压斜坡限流起动、泵起动控制、转矩控制、转速控制(选配)、直接起动
停止方式电压斜坡软停止、泵停止控制、转矩控制(可设定停止转矩 0–10)、转速控制(选配)、自由停止
操作方式就地、外控、通讯
初始电压10%–50%Un(可扩展为 5%–85%Un)
限制电流倍数100%–400%FLA(可扩展为 100%–700%FLA)
起动时间1–30Sec(可扩展到 90Sec)
停止时间0–30Sec(可扩展到 90Sec)
起动突跳突跳电压 85%Un;突跳电流 70%–700%FLA;突跳时间 0–10Sec

保护方式

项目参数
缺相保护当任意一相缺失时,跳闸保护
相序保护当接线相序错误时,跳闸保护
接线错误保护当电机未接到起动器上或电机内部开路,跳闸保护
过压保护主电压上升到大于 110%–125%Un 时,延迟 1–10Sec 跳闸保护
欠压保护主电压低于 65% 时,延迟 1–10Sec 跳闸保护
过电流速断保护(固定跳闸)850%FLC,10mSec 跳闸
过电流速断保护100%–850%FLA,延迟 0–5Sec 跳闸保护
过载保护动作电流 75%–150%FLA;500%FLA 动作时间 Tx = 1–10Sec
欠电流保护电流下降到低于 20%–90%FLA 时,延迟 1–40Sec 跳闸保护
三相不平衡保护三相电流不平衡度超过 10%–100%FLA 时,延时 1–60Sec 跳闸保护
接地电流保护接地电流超过 10%–100%FLA,延时 1–60Sec 跳闸保护
晶闸管短路保护任一只或多只晶闸管短路,跳闸保护
起动超时保护在设定的最长起动时间内(1–30Sec),电动机仍未达到全速则跳闸保护(可扩展到 250Sec)
旁路故障保护电动机起动加速结束后无法切换至旁路,跳闸保护
起动过频保护设定周期范围内(1–60min)超过设定的起动次数(1–10),等待时间内(1–60min)禁止电动机再次起动
设置曲线为零当调试过程中出现电流无法检测时(空载或互感器损坏),提示切换至零曲线进行调试
外部故障 1 保护可通过干接点输入外部故障信号 1,跳闸保护
外部故障 2 保护可通过干接点输入外部故障信号 2,跳闸保护
零序电流保护选配
电动机差动保护选配
电机绝缘监测选配

MDMVS系列高压固态软起动柜订货型号说明

产品系列代号

系列代号说明
空白通用型中(高)压固态软起动柜,标准控制电路
S智能型中(高)压固态软起动柜,可编程程序控制器(PLC)及触摸屏控制
M一体型中(高)压固态软起动柜,主接触器 C1 采用断路器替代,可省掉上游网侧开关柜
OEM提供 MDMVS 控制单元、EPT 单元及功率单元,供用户自行组装

型号编制顺序为:产品系列代号 — 额定电流 FLC(A)— 系统供电额定电压 UN(kV)— 操作电源电压 — 控制输入电压 — 任选项。额定电压可选 2.3、3.3(3.0)、4.16、6.6(6.0、6.9)、10.0、11.0、13.8、15.0kV,对应设备最高电压 3.6、7.2、12、15、17.5kV。

如何选型与部署 MDMVS系列高压固态软起动柜

  1. 第一步:确认电机与电网参数收集电机额定电压、额定电流 FLA 与功率(装置覆盖 2.3kV~13.8kV、40A~1000A、130kW~20000kW),明确负载类型、起动次数与间隔,并确认电网条件;发电机供电场合需说明,便于启用对应控制程序。
  2. 第二步:按 FLA 选定容量与系列代号电机额定电流应落在软起动柜额定电流 FLC 的 33%~100% 区间,按 FLA 选型并留出余量;再按控制需求选系列:空白为通用型、S 为智能型(PLC 加触摸屏)、M 为一体型(主接触器 C1 用断路器替代,可省去上游网侧开关柜)、OEM 为散件。
  3. 第三步:核对安装条件与柜体就位核对海拔不超过 1000m、工作温度 -10℃~50℃、+50℃ 时相对湿度不超过 95%、周围无爆炸危险和腐蚀性气体、振动加速度不大于 0.5m/s²;柜体为 KYN28A-12 结构、防护等级 IP4X、自然冷却,可与 KYN28A-12 标准型中置柜并柜。
  4. 第四步:接线、联锁与通讯接入接入操作电源(230VAC、240VDC、110VAC、120VDC、24VDC 或 85-265VAC,容量不小于 400VA)与数字输入;直接、旁路、故障继电器各 1 组 C/O(8A、250VAC);通讯按现场平台选 Modbus RTU、Profibus DP、DeviceNet 或 Modbus TCP/IP,模拟量可选 0-10V、0-10mA 或 4-20mA。
  5. 第五步:低压模拟调试与投运高压投运前先用 400V 低压电机模拟调试,设定初始电压 10%~50%Un、限流倍数 100%~400%FLA、起动时间 1-30s 与停止时间 0-30s,选择匹配负载的起动与停止曲线,并设定连续起动间隔与起动过频保护后投运。
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常见问题解答
FAQ · 共 13 条
一、原理与工作机制
Q1MDMVS 高压固态软起动柜是怎么把起动电流降下来的?

装置通过反并联晶闸管移相调压控制电机端电压:控制器检测电源过零点后延迟 α 角触发晶闸管,改变每半周的导通角 θ,端电压随导通角上升而平滑提高。起动转矩与端电压的平方成正比,降低端电压即可同时压低起动电流和机械冲击。整个过程由功率器件通断完成,没有机械传动机构、液体材料,也没有电磁变换器件。

Q2起动和停止过程是怎么控制的?

起动时端电压按设定斜坡从初始电压升到全压,升压速率与限流倍数可分别设定。装置内置六条起动曲线,分别对应不同负载的机械特性,选定后由控制器自动调节输出使加速过程平稳;停止阶段同样有六条停止曲线,可按负载选择软停方式,减少停机冲击。

Q3和液阻、自耦降压这类传统起动装置比,差别在哪?

传统装置靠液体电阻或变压器抽头分级降压,存在部件磨损与分级切换的电流台阶。MDMVS 用晶闸管连续调压,起动过程平滑无级,且无机械传动与液体材料,体积小、发热量低、响应快、维护量小。需要说明的是,软起动柜只在起停阶段工作,长期调速运行不属于它的功能范围。

二、功能与性能
Q4支持哪些起动方式和停止方式?

起动方式:电压斜坡限流起动、泵起动控制、转矩控制、转速控制(选配)、直接起动。停止方式:电压斜坡软停止、泵停止控制、转矩控制(停止转矩 0-10 可设定)、转速控制(选配)、自由停止。操作方式支持就地、外控与通讯三种。

Q5泵类负载为什么强调软停止?

泵类负载突然断电时,管路中的流体会产生水锤,冲击阀件与管路。装置提供六条停止曲线并支持最终转矩可调,让电机按设定速率降速、把停机过程拉长,从而降低水锤对管路系统的冲击。

Q6脉冲突跳功能解决什么问题?

用于高静阻力矩系统,如满载皮带、破碎设备。起动瞬间先施加一个短时突跳电压提升初始转矩,帮助负载脱离静摩擦,再转入正常斜坡升压。可设参数为突跳电压 85%Un、突跳电流 70%~700%FLA、突跳时间 0-10 秒。

三、保护与安全
Q7装置有哪些保护功能?

标准配置包括缺相、相序、接线错误、过压(高于 110%~125%Un 延时 1-10 秒)、欠压(低于 65% 延时 1-10 秒)、过流速断(850%FLC、10ms 固定段,另有一段 100%~850%FLA、延时 0-5 秒可调)、过载(动作电流 75%~150%FLA,500%FLA 动作时间 1-10 秒)、欠流、三相不平衡、接地电流、晶闸管短路、起动超时、旁路故障、起动过频等;零序电流保护、电动机差动保护、电机绝缘监测为选配。

Q8高压部分和低压控制回路怎么隔离?

功率组件与电流、电压采样回路属于高压侧,控制回路属于低压侧,两者之间通过光纤传输信号实现隔离;功率组件的工作电源由高频动态补偿电源提供并隔离;串联功率器件采用大电流阻容网络做静态与动态均压及吸收;电压采样采用 EPT 电子电压互感器,光纤传输,无干扰和相移。

Q9能不能在线监测电机绝缘?

可以选配绝缘检测功能,在设备运行中监测电机绝缘状态。若需要对绝缘劣化做趋势分析与分级预警(绝缘电阻、吸收比、极化指数等判据),应另配专用的电机绝缘在线监测装置,与软起动柜的选配单元分工使用。

四、安装与调试
Q10柜体怎么安装,能不能和现有开关柜并柜?

柜体采用 KYN28A-12 结构型式,材料为进口敷铝锌板,防护等级 IP4X、自然冷却,可与 KYN28A-12 标准型中置柜并柜。安装地点要求:海拔不超过 1000m;工作温度 -10℃~50℃,存储温度 -20℃~70℃;+50℃ 时相对湿度不超过 95%;周围无爆炸危险和腐蚀性气体;污染等级不大于 3(可提高到 4);振动频率 10Hz-150Hz、加速度不大于 0.5m/s²。

Q11现场没有高压电源,能先调试吗?

可以。装置支持在高压投运前用低压 400V 电机做模拟调试,验证起动曲线、限流倍数与保护定值,为正式运行提供技术数据,等高压具备条件后再带载投运。

五、运行条件与订货
Q12连续起动间隔有什么要求?

环境温度高于 40℃、起动电流大于 400%FLA 时,两次起动的间隔不小于 30 分钟;温度较低、起动电流较小时可适当缩短,但至少 15 分钟。起动频繁的场合应同时设好起动过频保护:在设定周期(1-60 分钟)内超过设定起动次数(1-10 次)即闭锁,并留出等待时间。

Q13四个系列代号怎么选?订货要提供哪些参数?

系列代号:空白为通用型(标准控制电路)、S 为智能型(可编程控制器 PLC 加触摸屏)、M 为一体型(主接触器 C1 采用断路器替代,可省掉上游网侧开关柜)、OEM 为散件(提供控制单元、EPT 单元及功率单元)。订货型号编制顺序为:产品系列代号—额定电流 FLC(A)—系统供电额定电压 UN(kV)—操作电源电压—控制输入电压—任选项;同时提供电机额定电流 FLA、负载类型、起动次数与间隔、通讯协议及旁路、绝缘监测等选配要求。

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