王洪 王偉

引言：文章將主要分析高壓設(shè)備的自動(dòng)控制原理，闡述電氣調(diào)試技術(shù)，不斷完善使用方法，便于對(duì)高壓電器設(shè)備以及電氣調(diào)試技術(shù)加強(qiáng)了解。

工業(yè)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，電器設(shè)備的應(yīng)用越來越多。低電壓大功率的電器設(shè)備出現(xiàn)一些問題，工作的電流較大，在啟動(dòng)的時(shí)間電流強(qiáng)度更大，影響到實(shí)際的使用問題。最好將高壓電機(jī)應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中，減小工作的電流以及啟動(dòng)的電流，降低電機(jī)啟動(dòng)對(duì)電網(wǎng)的影響。

一、高壓電器設(shè)備的保護(hù)控制

在高壓電機(jī)中，需要保護(hù)的功能較多，對(duì)主電路的高壓部分進(jìn)行控制，可以采用直接啟動(dòng)或者是高壓變頻器進(jìn)行控制，直接啟動(dòng)由計(jì)算機(jī)綜合保護(hù)控制器以及交流真空斷路器聯(lián)合構(gòu)成。

1、直接啟動(dòng)控制的原理

高壓電機(jī)直接啟動(dòng)控制的原理主要表現(xiàn)在把真空接觸器直接啟動(dòng)與綜合保護(hù)控制器結(jié)合在一起，高壓電機(jī)在使用以及漏電狀態(tài)產(chǎn)生電流，經(jīng)過零序電TA和電TA采樣電路，進(jìn)入綜合保護(hù)控制器電流信號(hào)的輸入端，綜合電路保護(hù)器可以對(duì)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測分析，如果發(fā)生漏電、缺相等的故障，執(zhí)行元件真空接觸器的動(dòng)作，將電機(jī)的運(yùn)行電源切斷，上傳故障的情況，與此同時(shí)，顯示聲光報(bào)警。當(dāng)故障沒有排除時(shí)，把綜合保護(hù)控制器的程序鎖定，使其不能進(jìn)入正常工作的狀態(tài)。

2、變頻啟動(dòng)的控制原理

在以前，高壓電機(jī)變頻啟動(dòng)采用的電壓結(jié)構(gòu)是高-低-高，或者是三電平疊加結(jié)構(gòu)，以IGBT大功率絕緣柵雙極性管為基礎(chǔ)，高壓變頻器對(duì)高壓電機(jī)的電源進(jìn)行直接的操控?，F(xiàn)階段，大功率高電壓等級(jí)IGBT絕緣柵雙極性晶體管開關(guān)管被成功的研制，電流結(jié)構(gòu)是交-直-交型，鐵心變壓器結(jié)構(gòu)被取代。

三相高壓交流電，通過大電流高壓整流二極管，整流成為高壓直流電，由快速絕緣柵雙極性高壓開關(guān)管IGBT進(jìn)行觸發(fā)，生成三相交流高壓脈沖電源，是可變頻的電源。電抗器進(jìn)行濾波，成為三相正弦波交流電（可變頻），供給高壓交流電機(jī)的日常運(yùn)行。

變頻內(nèi)計(jì)算機(jī)控制中心對(duì)快速絕緣柵雙極性高壓開關(guān)管IGBT的開啟和關(guān)斷進(jìn)行控制，經(jīng)過計(jì)算機(jī)的內(nèi)部程序和外圍的電子電路，對(duì)高壓交流電頻率以及電壓幅值進(jìn)行控制，高壓交流電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)、調(diào)控轉(zhuǎn)速以及軟停車。電壓輸出頻率可控范圍為0-400Hz。當(dāng)高壓交流電機(jī)進(jìn)入軟停車狀態(tài)時(shí)，計(jì)算機(jī)內(nèi)部程序?qū)﹂_啟的脈沖進(jìn)行調(diào)控觸動(dòng)，使高壓濾波電容放出電流，對(duì)IGBT進(jìn)行控制，釋放存電。當(dāng)放電完成后，高壓指示燈熄滅，防止電路引發(fā)事故。

電機(jī)轉(zhuǎn)速公式：n = 60f/2p，轉(zhuǎn)速和頻率呈現(xiàn)線性的關(guān)系。由此公式推斷，變頻器公式是：c=u/f ，輸出電流是三相交流電，變頻的范圍是0-400Hz，用高載波頻率SPWM方式，載波頻率范圍是10-20kHz，IGBT是開關(guān)功率管，開關(guān)功率管能夠進(jìn)行多只的串聯(lián)使用。如果頻率較低，可以增加起步電壓，電機(jī)機(jī)械運(yùn)行的性能得以提升。

整機(jī)主控的核心部分是單片機(jī)，以單片機(jī)為基礎(chǔ)，對(duì)變頻器信號(hào)進(jìn)行調(diào)控，進(jìn)入指揮的狀態(tài)，在SPWM發(fā)生器中，將信號(hào)輸入進(jìn)去，脈沖產(chǎn)生，脈沖進(jìn)入功率驅(qū)動(dòng)芯片，功率被放大到原來的狀態(tài)，IGBT開始進(jìn)入工作狀態(tài)，輸出三相電，濾波電抗器 L對(duì)濾波進(jìn)行處理，三相交流電輸出，電機(jī)能夠進(jìn)行工作。計(jì)算機(jī)指揮控制中心對(duì)電壓、電流、轉(zhuǎn)速等進(jìn)行控制。

變頻控制通常適合變頻電機(jī)，普通的電機(jī)當(dāng)頻率處在低頻以及高頻狀態(tài)時(shí)，變頻器不適合控制，主要是因?yàn)樽冾l器是鐵心的材質(zhì)。在低頻段，也就是0-20Hz，普通的高壓電機(jī)會(huì)發(fā)出高壓奇次諧波，電機(jī)發(fā)熱，對(duì)電機(jī)的使用壽命造成影響。當(dāng)處在高頻段時(shí)，也就是50-100Hz以及超過這個(gè)范圍時(shí)，轉(zhuǎn)速過高，電機(jī)的軸承不能承受，遭到損壞，對(duì)電機(jī)的壽命造成影響。

二、高壓電氣的調(diào)試

1、調(diào)試范圍

高壓電氣調(diào)試為高壓電機(jī)正常運(yùn)行提供保證，高壓電氣的調(diào)試包括：（1）高壓電纜；（2）電機(jī)綜合保護(hù)器；（3）高壓真空接觸器；（4）高壓電機(jī)；（5）高壓避雷器；（6）TA；（7）TV；（8）高壓變頻器。

2、調(diào)試內(nèi)容

高壓電氣調(diào)試需要按照標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格進(jìn)行。電機(jī)綜合保護(hù)器技術(shù)參數(shù)在設(shè)定時(shí)，結(jié)合出廠說明書以及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行動(dòng)作試驗(yàn)，結(jié)果顯示正常。在調(diào)試前，高壓電器必須進(jìn)行絕緣電阻試驗(yàn)，過程是：首先，搖表轉(zhuǎn)速均勻，保持在120r/min以內(nèi)；其次，絕緣電阻必須使用AC2500V，采用兆歐表進(jìn)行測試，兆歐表范圍是0-2500MΩ；再次，讀表時(shí)間是15s以及60s，記錄數(shù)據(jù)，并進(jìn)行阻值吸收比的計(jì)算；最后，讀表結(jié)束以后，進(jìn)行整理，先把試驗(yàn)表筆拿開，停止搖表，直至停下。高壓真空接觸器對(duì)合閘以及分閘線圈動(dòng)作電壓進(jìn)行測試，計(jì)算相關(guān)的數(shù)據(jù)。

3、調(diào)試過程

高壓電機(jī)應(yīng)當(dāng)進(jìn)行高壓耐壓的試驗(yàn)，檢驗(yàn)三相直流電阻、絕緣電阻以及繞組極性，對(duì)三相直流電阻應(yīng)用精密的直流電橋測量。

試驗(yàn)電源是AC380V，通過試驗(yàn)操作臺(tái)調(diào)壓變壓器，進(jìn)行調(diào)壓，在放電保護(hù)球隙器一側(cè)放置輸入高壓接入，另一側(cè)接入地線。

把放電保護(hù)球隙器放電時(shí)間調(diào)節(jié)好，在放電時(shí)，保護(hù)電壓要大于試驗(yàn)電壓，電壓值調(diào)整好之后，斷開電源，接入接線，檢查地線的連接情況。當(dāng)確定以后，進(jìn)行下面的試驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)時(shí)，電壓值緩慢增加，電流表指沒有出現(xiàn)晃動(dòng)，到達(dá)試驗(yàn)的時(shí)間點(diǎn)，然后電壓緩慢降低，斷開電源。對(duì)于超過400kW的高壓電機(jī)進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，在試驗(yàn)以前，必須進(jìn)行直流高壓泄露試驗(yàn)。電流值必須符合要求。試驗(yàn)前后，測量絕緣電阻值，使阻值符合要求。

結(jié)語

高壓電器設(shè)備大功率的應(yīng)用將更加普遍，在工程中熟悉高壓電器設(shè)備自動(dòng)化控制的原理，掌握電氣調(diào)試技術(shù)，非常重要。高壓電器設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，有助于增加工業(yè)生產(chǎn)，拓展企業(yè)的業(yè)務(wù)。在實(shí)際的生活中，熟練掌握原理以及調(diào)試技術(shù)，可以避免電壓啟動(dòng)時(shí)損壞電網(wǎng)。

參考文獻(xiàn)

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[3]王璽.新型高壓電器設(shè)備[J].科技致富向?qū)В?013（6）.

作者簡介

王洪，男，（1972-），籍貫，吉林省梨樹縣，大學(xué)本科，工程師，研究方向：電氣工程及自動(dòng)化。

王偉，男，（1975-），籍貫，吉林省梨樹縣，大學(xué)本科，工程師，研究方向：電氣工程及自動(dòng)化。

（作者單位：1.國網(wǎng)吉林省電力有限公司四平市城郊供電分公司；2.國網(wǎng)吉林省電力有限公司四平供電公司）