王洪 王偉

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

工業(yè)的規(guī)模不斷擴大，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，在啟動的時間電流強度更大，影響到實際的使用問題。最好將高壓電機應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中，減小工作的電流以及啟動的電流，降低電機啟動對電網(wǎng)的影響。

一、高壓電器設(shè)備的保護控制

在高壓電機中，需要保護的功能較多，對主電路的高壓部分進行控制，可以采用直接啟動或者是高壓變頻器進行控制，直接啟動由計算機綜合保護控制器以及交流真空斷路器聯(lián)合構(gòu)成。

1、直接啟動控制的原理

高壓電機直接啟動控制的原理主要表現(xiàn)在把真空接觸器直接啟動與綜合保護控制器結(jié)合在一起，高壓電機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，進入綜合保護控制器電流信號的輸入端，綜合電路保護器可以對電機的運行狀態(tài)進行檢測分析，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作，將電機的運行電源切斷，上傳故障的情況，與此同時，顯示聲光報警。當(dāng)故障沒有排除時，把綜合保護控制器的程序鎖定，使其不能進入正常工作的狀態(tài)。

2、變頻啟動的控制原理

在以前，高壓電機變頻啟動采用的電壓結(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)，高壓變頻器對高壓電機的電源進行直接的操控。現(xiàn)階段，大功率高電壓等級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。電抗器進行濾波，成為三相正弦波交流電（可變頻），供給高壓交流電機的日常運行。

變頻內(nèi)計算機控制中心對快速絕緣柵雙極性高壓開關(guān)管IGBT的開啟和關(guān)斷進行控制，經(jīng)過計算機的內(nèi)部程序和外圍的電子電路，對高壓交流電頻率以及電壓幅值進行控制，高壓交流電機可以實現(xiàn)軟啟動、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)高壓交流電機進入軟停車狀態(tài)時，計算機內(nèi)部程序?qū)﹂_啟的脈沖進行調(diào)控觸動，使高壓濾波電容放出電流，對IGBT進行控制，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，電機機械運行的性能得以提升。

整機主控的核心部分是單片機，以單片機為基礎(chǔ)，對變頻器信號進行調(diào)控，進入指揮的狀態(tài)，在SPWM發(fā)生器中，將信號輸入進去，脈沖產(chǎn)生，脈沖進入功率驅(qū)動芯片，功率被放大到原來的狀態(tài)，IGBT開始進入工作狀態(tài)，輸出三相電，濾波電抗器 L對濾波進行處理，三相交流電輸出，電機能夠進行工作。計算機指揮控制中心對電壓、電流、轉(zhuǎn)速等進行控制。

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

二、高壓電氣的調(diào)試

1、調(diào)試范圍

高壓電氣調(diào)試為高壓電機正常運行提供保證，高壓電氣的調(diào)試包括：（1）高壓電纜；（2）電機綜合保護器；（3）高壓真空接觸器；（4）高壓電機；（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)格進行。電機綜合保護器技術(shù)參數(shù)在設(shè)定時，結(jié)合出廠說明書以及實踐經(jīng)驗，進行動作試驗，結(jié)果顯示正常。在調(diào)試前，高壓電器必須進行絕緣電阻試驗，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，采用兆歐表進行測試，兆歐表范圍是0-2500MΩ；再次，讀表時間是15s以及60s，記錄數(shù)據(jù)，并進行阻值吸收比的計算；最后，讀表結(jié)束以后，進行整理，先把試驗表筆拿開，停止搖表，直至停下。高壓真空接觸器對合閘以及分閘線圈動作電壓進行測試，計算相關(guān)的數(shù)據(jù)。

3、調(diào)試過程

高壓電機應(yīng)當(dāng)進行高壓耐壓的試驗，檢驗三相直流電阻、絕緣電阻以及繞組極性，對三相直流電阻應(yīng)用精密的直流電橋測量。

試驗電源是AC380V，通過試驗操作臺調(diào)壓變壓器，進行調(diào)壓，在放電保護球隙器一側(cè)放置輸入高壓接入，另一側(cè)接入地線。

把放電保護球隙器放電時間調(diào)節(jié)好，在放電時，保護電壓要大于試驗電壓，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，進行下面的試驗。在實驗時，電壓值緩慢增加，電流表指沒有出現(xiàn)晃動，到達試驗的時間點，然后電壓緩慢降低，斷開電源。對于超過400kW的高壓電機進行耐壓試驗，在試驗以前，必須進行直流高壓泄露試驗。電流值必須符合要求。試驗前后，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)備實現(xiàn)自動化控制，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)，可以避免電壓啟動時損壞電網(wǎng)。

參考文獻

[1]周維遠.綜述高壓電器設(shè)備自動化控制原理及電氣調(diào)試的技術(shù)[J].大科技，2012（18）.

[2]王靜.對高壓電器設(shè)備進行的探討[J].民營科技，2012（2）.

[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）