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KP系列静止式进相器说明书

前   言

    感谢您选用KP系列静止式进相器,本产品是襄阳科尔电气有限公司专业生产销售经验的积累,专为大中型绕线式异步电动机节能降耗设计的无功功率就地补偿装置。
    本说明书提供给用户运行参数设定、故障维修、日常维护及安全使用相关注意事项。为了保证正确地使用、操作、维护本产品,请在装机之前,详细阅读本使用说明书。
我们的服务就和我们的产品一样,始终坚信用户是上帝的原则。如在使用过程中遇到解决不了的疑难问题,请联络本公司的各地经销商或直接与本公司联系。
产品拆箱后请查产品:
1、 是否因运输不慎而造成损伤;
2、 产品的规格、型号是否与订购产品相符;
3、 产品是否和电动机及其它设备配套;
4、 产品是否适用户现场环境。
5、 设备前柜门上文件盒内的产品说明书是否齐备。
如有问题,请与供货商联系。由于产品在不断地更新换代可能出现产品的个别地方或文字与宣传资料不符,如果发现设备出现此种问题请咨询本公司。
希望用户妥善保管本说明书,这对今后的维护、保养以及其它应用的场合会有所裨益。

安 全 警 告
² 禁止野蛮搬运及安装,禁止雨淋,远离电磁干扰。
² 防止儿童和公众接触或接近本设备,本设备有危险电压。
² 本设备只能按照制造商规定的用途使用,未经授权的修改或不按本手册的规定操作可能会导致严重地人身伤害及其它伤害。
² 只有经过严格训练的专业操作人员及专业技术人员才能允许操作及维护本产品。
² 请在操作本设备前,认真阅读本手册中的所有安全说明、安装操作和维护规程。

目  录

一、 概述
二、 工作原理
三、 性能特点
四、 技术参数
五、 选型方法
六、 安装及调试
七、 操作方法
八、 基本维护
九、 检修指南
十、 品质保证
十一、 订货注意

一、概述
在我国,电机所耗电能占整个工业用电的60%~68%,电机等感性负载所引起的无功损耗是电网无功损耗的主要来源,而大中型电机又是许多工业企业的主要用电设备,因此,如何减少大中型电机造成的无功损耗成为许多工业企业节能降耗的关键。
KP系列静止式进相器,是我公司专为大中型绕线式异步电机节能降耗设计的无功功率就地补偿装置。它是串接在电机转子回路中,通过改变转子电流与转子电压的相位关系,进而改变电机定子电流与电压的相位关系,达到提高电机自身的功率因数和效率,提高电机过载能力、降低电机定子电流、降低电机自身损耗的目的。
KP系列静止式进相器说明书KP系列静止式进相器说明书KP系列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补偿有本质的不同。电容补偿只是对电机之外的电网无功进行补偿,它只是减少了电网上无功的传输量,而电机的电流、功率因数等电机本身的运行参数无任何变化。KP系列静止式进相器说明书
KP系列静止式进相器与自激(旋转)式进相机也不同。KP系列进相器采用了先进的交-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最佳的补偿效果,这是自激式进相机无法做到的。而且,KP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,且静止式进相器无转动部件,不怕灰尘、可靠性高、使用寿命长、维修方便,是取代自激式进相机理想的新型高科技产品。
KP系列静止式进相器可广泛适用于水泥、化工、钢铁、冶金、矿山等行业大中型绕线式异步电机的就地补偿。、
二、工作原理
     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。
KP系列静止式进相器说明书
激磁电流Im由关系式Im=I1e-I2e,从向量图可得出Im。当在转子回路串接静止式进相器的附加电势后,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。此时的电子电流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。这正是静止式进相器所要达到的对电机补偿的目的。
KP系列静止式进相器的原理框图如下:
KP系列静止式进相器说明书
 从上图可以看出KP系列静止式进相器是串接在电机转子回路中的。当电机运行时采集转子电流和同步电压信号,经微处理器CPU处理后给可控硅发出触发信号,由可控硅组成的交—交变频器将工频电源变为和转子电流同频率的电源,加在电机转子回路中,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,电机本身的功率因数得以提高,定子电流得以下降。这种方式,大大改善了电机的运行状况,显著降低了电机自身的损耗。
由此可见KP系列静止式进相器对电机的无功功率补偿与电机定子侧并联电容器补偿有本质的不同。电容补偿和进相器补偿的原理图分别如下:
KP系列静止式进相器说明书
KP系列静止式进相器说明书图中,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。
从图中可以看出:电容补偿所起的作用是向电机提供无功功率,减少电机从电网中吸收的无功功率,从而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,电机定子电流及其功率因数没有变化,即电机的运行状况没有任何变化。进相器的补偿作用是在转子回路中加入一个附加电源,改变转子电流与转子电压的相位关系,通过磁场进而改变定子电流与定子电压的相位关系,减少电机的无功消耗。这样,电机的运行状况发生了改变,定子电流减小,电网的功率因数因电机本身的功率因数提高而得到提高。另外,电机定子电流的减小降低了电机的铜损,提高了电机的效率,电机的温升也随着降低,过载能力相应提高,台时产量提高,单耗下降。这些是电容补偿所不能做到的。

三、性能特点
KP系列静止式进相器是大中型绕线式电机无功就地补偿的高科技产品,适用于各行业90~6000kK绕线式异步电动机。KP系列静止式进相器的优良性能主要表现在以下几个方面:
1) 采用先进的交—交变频技术和微机控制技术,可靠性高。
2) 可使电机功率因数提高到0.95以上,无功功率降低60%以上。
3) 降低电机定子电流10%~20%,降低线损、铜损20%-30%。
4) 电机温升显著降低,效率及过载能力大大提高,电机使用寿命延长。
5) 补偿性能远优于电容补偿:不只是提高了线路的功率因数,更重要的是提高了电机本身的功率因数。
6) 综合性能优于旋转式进相机:微机控制,可自动跟踪电机运行状态变化并自动调整相关参数使补偿效果最佳;无转动部件,因而适应环境的能力更强。
7) 因效率提高而节能效果显著。
8) 具有故障自动保护功能,操作简单,维修保养不影响生产。
KP系列静止式进相器的应用范围极为广泛,在水泥、化工、钢铁、冶金、矿山等行业中用作各种负载的绕线式异步电机的无功就地补偿设备,如:

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四、技术参数
KP系列静止式进相器选型的主要参数是电动机的功率、转子电流和使用环境条件。请根据下述参数选择合适型号的进相器用于电动机无功功率补偿。

主要技术参数

进相器型号适配电机参数
 电机功率(KK)额定转子电流(A)额定工作电压(V)
KP-400D≤380<400380
KP-400G<400≥3000
KP-600D≤630≤560380
KP-600G≤560≥3000
KP-800D≤800≤720380
KP-800G≤720≥3000
KP-1000≤1250≤800≥3000
KP-1200≤1600≤1000≥3000
KP-1400≤2000≤1200≥3000
KP-1500≤3550≤1350≥3000
KP-2000≤6000≤1800≥3000

五、选型方法
静止式进相器的选型需要根据电机的实际功率及转子电流两个参数来确定。
型号命名方法
KP系列静止式进相器型号命名方法如下:
 K  P    —   □  □   
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   G:适用于高压电机
KP系列静止式进相器说明书  D:适用于低压电机
C:带PLC控制; 
KP系列静止式进相器说明书进相器电流容量
KP系列静止式进相器说明书      进相器英文第一个字母
KP系列静止式进相器说明书    科尔电气第一个拼音字母

型号示例:KP-600G,表示适用于额定转子电流不超过560A的高压电机的静止式进相器。

五、安装与调试
1、使用安全事项:
l 设备必须安全可靠牢固地安装。
l 使用前,柜体必须可靠的接地。
l 绝不可将联接定子与转子电缆相互接错,以避免造成器件损坏或伤及人身安全。
l 设备接线应先接内部控制线路再接通电源。
l 设备通电后,请勿接触内部线路板及其元器件,以免触电。
l 设备停机关断电源后,请勿立即触摸机内电路板及任何零部件。
1、 使用条件:
l 电源电压:380V±10% ,50Hz
l 环境条件: 温度:    (-25~+50)℃
湿度:    <80%
海拔高度:≤1500m
振动:    ≤1.5g
l 防止电磁干扰、远离干扰源;
l 地基牢固、避免震动;
l 禁止使用在易燃、易爆性危险环境中;
l 户内使用,通风良好,避免阳光直射;
l 进相器柜体上方500mm内不得有任何物体;
l 安装倾斜度不超过5°;
l 如地沟属封闭式或没有地沟时,须将进相器柜体架空100mm;
l 用户有特殊要求的,应事先申明。
注:本公司可提供适用于高原地区(海拔超过1500m)的静止式进相器,但客户事先应特别申明。
2、 外形尺寸及安装示意图
本设备安装于室内通风良好的场所,并采用地沟进线的安装方式。 
其外形图及外形尺寸如下:
KP系列静止式进相器说明书               正视图                                        侧视图

进相器型号C(高)mmA(宽) mmB(深) mmD mmE mm
≤KP-8002000900760600640
≤KP-1200200012009601000840
≤KP-20002200130010601100940

注:随着产品不断更新换代,外形及安装尺寸会有所变化,请以实际的产品为准。

KP系列静止式进相器说明书
安装示意图
3、 接线示意图及注意事项
  进相器的主回路接线如下图所示。
KP系列静止式进相器说明书进相器控制回路接线请参照随说明书附原理图。
² 在接线或维修时,必须切断进相器的控制电源。
² 尽量减少电磁干扰源与进相器近距离接触。
² 为防止意外事故发生,柜体必须可靠的接地,否则可能会有触电情况发生。
² 主回路配线时,配线线径规格的选择,必须依照国家电工安全规定进行配线。
² 电机的容量及转子电流不应大于进相器的额定容量。
六 、操作方法
(一)开车:
1)   打开进相器前柜门,合上空气开关(QF1),进相器电源接通,柜体面板上的红色指示灯亮(HL1),等待主机起动,关闭柜门。
2) 主机起动,一直到起动完毕、主机正常运转为止。
(二)投入进相:
1) 打开柜门,观察控制单元是否正常。控制单元正常时,各指灯显示如下:
  主控板(中间一块)。除上面三个指示灯(L1、L2、l3)周期性循环显示外,其它五个灯一直亮着(注意:此指电机在运转时的状态。若电机未转,L1、L2、L3及L6为随机状态),其它五个灯一直亮着。
  驱动板(两边两块)。其上各指示灯(12个)均亮,并有轻微闪亮。
若有任一灯不符合上述状态,则表明控制单元有故障,应维修好后才可进相。
2) 用力按下“进相”按扭(SB1,绿色按扭),进相器面板上的红灯灭、绿灯亮(HL2),开始进相。进相器上的电流表指针快速下跌并稳定、功率因数表指针快速上升至接近1并稳定(指针位于“滞后”区域)。
(三)退相:
     用力按下“退相”按扭(SB2,红色按扭),红灯亮、绿灯灭,进相器即退出进相状态。
     (强制退相:若按“退相”按钮不能正常退相,说明进相器强电回路出故障,应关断进相器内的QF2,迫使进相器紧急退出进相状态,重点检修“进相”按钮SB1)
(四)停车:
进相器退相后,按下主机停车按扭,电机即停车。
注意事项:
1) 主电机起动前必须合上进相器内的空气开关(QF1),使进相器通电,否则,主机无法起动(按起动按扭无效)。
2) 严禁在主机运行期间切断进相器电源━━断开进相器内的空开QF1或切断进相器所接的380V电源。否则,会使主机停车。
3) 严禁随意插拔控制板,严禁频繁进相、退相,每次重复操作间隔不得少于2分钟。
4) 进相器检修不得在进相状态下进行,发现问题应立即退相。
5) 必须严格遵守“先起动,后进相”的开机顺序,及“先退相,后停机”的停机顺序,不得反序操作。
6) 主控板内有四个拨码开关,其作用是切换进相器的运行(电机运转)和试验状态(电机不运转),调整拨码开关时,必须断开空气开关QF2。
  主板拨码开关状态:

ON  ON    
        
 1234    1234

试验状态                           运行状态
八、基本维护
1) 要经常检查进相器冷却风机是否停转,若停转则及时退相,检修或更换风机,      以免烧坏可控硅。
2) 要定期检修进相器内的两个大接触器的触头,以延长接触器的使用寿命,保障进相器及电机安全运行。
3) 要定期吹扫、清理进相器内的灰尘,以免过多的积灰影响进相器内变压器的正常散热和控制单元的正常工作。尤其在进相器停用一段时间又重新起用时,必须清理。
4) 当设备大修后或进相器停用一段时间又重新启用时,第一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)。若正常,才可投入进相。
5) 进相后,当电机定子电流出现大幅摆动时,应立即退相,查出原因并检修后才可再投入使用。
九、检修指南
维护注意事项:
①  进相器的检修,必须由技术人员进行,严禁操作工随意处置。
② 进相器故障的查找顺序为:先查弱电、后查强电。即先检查控制单元(控制板)是否正常,控制单元正常后,再查强电控制回路的故障。
③ 因检修而要插、拔控制板时,应在退相后关断进相器内的单相空开QF2(不影响主电机工作)。严禁带电操作。而且,插入时不得用力过大、过猛,以免损坏插针。
④ 任何和进相器有关的线路改动(如转子主回路相序、电源相序等),都必须重新调试。
⑤ 用户若遇到无法解决的故障,请及时与本公司联系。我公司随时为您提供技术支持。
(一) 弱电故障的检修
从保护知识产权的角度考虑,我公司不为用户提供弱电部分(控制板)的线路图,但用户根据控制板上指示灯的状况及本说明书介绍的方法,即可排除基本的故障。
控制板上各指示灯所代表的意义如下:
① 主板(中间一块)的指示灯(从上往下数)
▲ L1、L2、L3,电机转子三相电流指示
▲ L4,+5V电源指示
▲ L5,热故障指示
▲ L6,缺相及自动故障保护指示
▲ L7,+15V电源指示
▲ L8,-15V电源指示
② 驱动板(两边两块)
分别代表12个可控硅的触发信号
  在正常的情况下,各指示灯显示状态如下:
▲ 主板。除上面三个指示灯(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),其它五个灯一直亮着。
▲ 驱动板。其上各指示灯(12个)均亮并有轻微闪亮。
若有任一灯显示不符合上述状态,则应先确认电机是否正常运转,控制板是否插接好,然后按下述介绍的方法进行维修。
电机运行时,合上QF2,观察三块控制板上指示灯状况,如有任何一灯不符合正常状况,则属弱电故障。
1、 三块板均不正常
a、 三块板上均有部分灯不亮,则:
① 更换主板上的IC210;
② 如仍不行,则更换2004。
b、 三块板上只有个别灯亮,则:
① 检查控制板是否插好,稍微用力推紧;
② 如仍不行,更换两块驱动板上的555芯片。
      c、三块板上灯全不亮,则:
① 确认电机是否起动完毕,星点接触器是否短接;
② 检查三块控制板是否插好;
③ 起动器星点接触器是否吸合,常开辅助接点(进相器端子排上为W,111)是否接通。
2、 主控板故障(中间一块)
首先观察L1~L3是否正常循环闪亮,L4~L8是否常亮。
A、L1~L3三灯中有的循环亮,有的不循环,而其他各灯均亮,则更换芯片IC211:
①如L6不亮,其他各灯亮,则检查:电机转子是否开路,电机是否在带负载运行;
②更换芯片IC210;
③如仍是同一个灯不亮,则更换相应电流传感器TA。
      B、L1~L3全都不循环:
① 如L4~L8均亮,则更换IC211;
② 如L6不亮,其余各灯均亮,则观察电机是否正在带负载运行(不含起动状态),如一切正常则更换芯片IC210、IC205、IC207。
        C、主板上L6不亮,其他各灯正常:
① 更换主板芯片IC207;
② 更换主板芯片IC209;
③ 检查主板上四位拔码开关是否打在运行状态(见前页)。
        D、主板上L5、L6不亮,其余各灯正常,则检查:
① TM输出铜排温度是否高于75℃,如高于则查:
Ⅰ、轴流风机是否正常;
Ⅱ、可控硅是否击穿(检修见后页);
② 如低于75℃,则检查温度开关是否开路(断开QF2时,测各个温度开关的两个管脚是否接通)。
3、 主控板正常,驱动板不正常:
a、 一块驱动板上部分灯不亮,则更换该板上相应的芯片2004;
b、 一块驱动板上灯全不亮,则更换该板上芯片555;
c、 两块驱动板上灯全亮,个别灯没有快速闪亮或灯非常微弱,则抽出该板,检查插针有无异常,有无烧焦现象,如无则重新插好,如仍有个别灯不闪,则驱动板坏。
(二)、强电故障检修
 注:①进相器如出现故障,请首先确认该设备所用控制电源及所配主电机转子相序没有被改动过。
②当设备出现故障,请在主电机正常运行状态下,观察、控制板指示灯是否正常,如正常,请按强电检修步骤检查。
1、 电机不能启动
a、 确认QF1空开是否合上(应合上),电源是否正常;
b、 检查KM1是否吸合正常;
c、 检查KM1辅助触点3、5是否闭合且接触正常;
d、 检查起动设备及其它设备起动联锁。
2、 按进相按钮能进相,释放进相按钮立即退相。
a、 检查保险FU是否完好;
b、 检查KM3能否正常吸合,应无短暂断路,触头应无烧蚀、烧伤;
c、 检查轴流风机MF是否正常;
d、 检查KM4能否正常吸合,有无短路、断路,辅助触头是否完好,有无烧蚀;
e、 检查KM2接触器是否能正常吸合,有无抖动现象(可单独加380V交流电压试验;但须注意线包是否有短路情况)辅助触头是否有烧蚀及粘结现象;KA常闭接点是否粘连没有吸合;KM1常闭点是否没有闭合。
3、 进相后主电机停机
a、 确认电源相序(或转子相序)没有更改过,如更改过请重更改相序;
b、 确认电源电压正常(包括主电机定子电源和控制电源);
c、 停主电机后,关断一次柜主电源(即高压隔离开关或低压空气开关、刀开关);
d、 关断进相器内空气开关QF2,将主控板拨码开关打到试验状态,见17页,再合上空气开关QF2;
e、 拆掉端子排上去往一次开关柜的停机联锁线(1,51或7,11),检查KM2或KM3上辅助触头是否有污蚀、粘结现象;
f、 短接端子排上(W,111)两个端子;
g、 按下进相按钮,观察KM2接触器是否有抖动,测量7,11是否有闭合现象,或1,51是否有断开现象,如有则属触点接触不良;
h、 如KM2有抖动发响或吸合不住现象,请将线圈拆除,更换线包内部保持电容器。
4、 进相后电流大幅度摆动
a、 确认控制电源相序是否被改动,如改动过请重更改相序;
b、 退相后确认电机电源是否有规律大幅度摆动,如是则属负载影响;
c、 检查(确认)控制板后部连接线有否接错和脱焊、虚焊、漏焊;
d、 检查KM2是否吸合良好,应无发响现象,否则检修线圈;
e、 检查轴流风机是否运行正常,如不转请检查KM3、FU是否正常,零线是否接通;
f、 进相状态下观察主控板(中间一块),上面三个指示灯(L1、L2、L3)是否有规律的循环闪亮,如有不正常闪亮,请更换相应TA、传感器;
g、 关断QF2空开,用万用表200KΩ或MΩ挡测可控硅阴阳极阻值是否正常,合上QF2,测可控硅触发电压是否正常,如不正常请更换相应可控硅。
(三)PLC故障的检修
人为使PLC断电后再送电,让PLC复位,PLC复位后仍不能正常工作时,应先检查PLC输入部分接点是否接通,如接点接通观察PLC相应输入点的指示灯是否亮,如不亮,说明PLC有故障。
在输入无故障状态下,按进相按钮,观察进退相输出指示灯是否亮,如不亮,说明PLC有故障,如亮,说明PLC无故障,应检修外围器件。
(四)可控硅检测方法
从装可控硅的风道内引出并用M4的螺丝固定在绝缘板上的为可控硅的触发极,而接有触发线的那个散热器端子为可控硅的阴极。也可通过测量阻的办法区分阴阳极。而判断可控硅好坏的简易办法是测其各极间的阻值,好的可控硅各极间阻值如下:
触发极与阴极——几十欧姆;
触发极与阳极——几十千欧以上;
阴极与阳极  ——几十千欧以上。
实际测量时,应抽出驱动板,以保证测量准确。如发现有四只可控硅的阻值均为零时,往往只有个别可控阻值为零,应断开与之相连的母排,重新测量。
更换可控硅时,应注意平衡钢球位置,务必压紧散热器,否则易产生过热而烧坏可控硅,更换后应再次检测阻值 。

十、  品质保证 
本产品的品质保证按如下条例办理:
1、本产品的保修期为购买后12个月,但不超过铭牌记载的制造日期后的15个月内。但是,由于下述原因引起的故障,即使在保修期内,亦属有偿修理。
l 不正确的操作或未经允许自行修理及改造所引起的问题。
l 超出标准规范要求使用造成的问题。
l 购买后跌损或野蛮搬运造成的损坏。
l 因在不符合本说明书要求的环境下使用所引起的器件老化或故障。
l 由于地震、火灾、风水灾害、雷击、异常电压或其它自然灾害或与灾害相伴的原因所引起的故障。    
2、无论何时、何地使用的本公司品牌的产品,均享受终生有偿服务。
l 本公司在全国各地的销售、生产、代理机构均可对本产品提供售后服务。
l 对于发生故障的产品,本公司有权委托他人负责保修等事宜。
3、关于免除责任事宜
l 对于违反本说明书的规定使用本产品而产生或诱发产生的责任,本公司不能承担。
l 本产品故障所致贵方受到的间接损失或波及性、继发性损害,本公司不负责赔偿。
十一、订货须知
1. 根据电机型号、电机功率及转子电压、转子电流的情况,以确定其型号。
2. 提供额定电压,额定电流,额定功率因数等其它参数。
3. 柜体顔色及柜内器件配置。
4. 用户现场若不满足“使用条件”或有特殊要求应事先申明。
5. 说明供货期。
本说明书自2006年7月1日起动实施