淺談高壓電機及開關電氣試驗自動化測試系統

彭曉鳴

（國網江西省電力公司贛東北供電分公司 江西樂平 333300）

淺談高壓電機及開關電氣試驗自動化測試系統

彭曉鳴

（國網江西省電力公司贛東北供電分公司 江西樂平 333300）

電力對人類有著重要意義，現代社會不論是日常生活，還是企業生產都離不開電力支持，人類已對電能產生依賴性。高壓電機是高壓電氣系統的核心，在制造行業發展中重要作用，對提高工業生產效率有很多幫助。為對高壓電機工作狀態和性能進行有效檢測，需要進行必要的電機試驗測試。本文將針對高壓電機及開關電氣試驗自動化測試系統展開分析，從而為高壓電氣系統性能改進提供了借鑒，為開關電氣試驗自動化測試系統優化設計提供參考，進而確保高壓電機性能，使其電機試驗能達到預期試驗要求。

高壓電機；高壓電氣系統；電氣試驗；測試系統

引言

隨著電機工業技術的發展，電機性能和質量指標不同提高，電機測試技術面臨新的挑戰。電機測試技術與電機工業發展密切相關，關系著電機試驗有效性。由于當前我國大部分電機制造企業注重低壓電機制造，高壓電機方面試驗數據少之又少，并且傳統測試技術手段落后，試驗效果差。因此，必須運用先進技術手段，彌補傳統高壓電機試驗的不足，以提高試驗有效性。實踐證明，開關電氣試驗自動化測試系統在高壓電機試驗中的應用，能有效提高測試質量和效率，降低試驗成本，保障試驗有效性，非常值得推廣和應用。

1 高壓電機特點

電機指依據電磁感應定律實現電能轉換或傳遞的電磁裝置，能夠通過產生驅動轉矩，作為用電器或各種機械動力源，高壓電機指額定電壓在1000V以上電機，具有功率大，承受沖擊能力強的優勢，可用于驅動各種不同機械，如：切削機床、壓縮機、水泵、運輸機械、破碎機等設備，常被作為機械工業原動機，用以傳動鼓風機、磨煤機、軋鋼機、卷揚機[1]。根據性能與特點不同可分為：高壓異步電機、高壓同步電機、高壓異步繞線式電機等各種類型（如圖1）。高壓電機振動頻率范圍大、漏抗系數大、性能好、噪音小、使用壽命長，結構簡單，易于維護保養，且近些年，其設計水平和工藝水平都得到了明顯提高。

圖1 高壓同步電機

2 開關電氣試驗自動化測試系統

電機測試技術發展與電機工業發展密切相關，想要保障機電性能和質量，必須采取有效測試手段。電機試驗是電機裝配質量及技術性能綜合評價的重要環節，是電機制造和生產重要工序。但由于一直以來，我國電機制造企業普遍側重低壓電機，高壓電機相關試驗數據少之又少，傳統低壓電機測試方式并不能完全適用于高壓電機。而且傳統測試方式精度低，效率差，試驗時間長，操作復雜，涉及眾多觀測儀器，易受到人員因素干擾，對試驗結果造成負面影響，導致試驗結果失真，所以一些時候需要進行反復試驗，所以試驗成本高，并且數據分析和計算是人工讀取測試，工作量大，難度高，影響電機試驗精度的不確定因素多[2]。而且隨著近些年，高壓電機設計技術水平和工藝水平的提高，其質量指標和性能指標發生很大變化，傳統試驗方式更是難以獲得理想測試結果。而開關電氣試驗自動化測試系統，則能很好的彌補傳統試驗方式的不足，在提高試驗效率的同時，更能降低試驗成本和投入，試驗精度被大大提升，實效了一種自動化、信息化電機試驗，有效降低了試驗難度和勞動強度，縮短了試驗操作時間，節約了大量電機試驗人力物力的投入。另外，開關電氣試驗自動化測試系統能根據電機材料質量、工藝水平、產品設計要求的差異進行具有針對性和實效性的試驗，如：電氣性能試驗、力學性能試驗、穩定性技術指標試驗、安全性技術指標試驗等等，通過各項試驗結果判斷電機合格率，分析電機存在的缺陷和可能發生的故障問題，并給出相應改進參考，這對于高壓電機性能改進，找出改進措施，有很多幫助[3]。并且試驗結果以可視化形式數據形式呈現，數據直觀性強，具有較強的可比性和量化特點，所以通過這些數據，便能確定改進方向，了解電機參數是否符合設計要求，能行之有效的全面提升高壓電機試驗效果和質量，非常值得在電機試驗中推廣和應用。

3 高壓電機的開關電氣試驗自動化測試系統設計

通過前文分析可以知道，傳統試驗測試方式難以滿足高壓電機試驗需求，無法獲得理想的測試效果，存在嚴重的數據失真問題[4]。而開關電氣試驗自動化測試系統則能實現一種現代化、高效化的高壓電機試驗，且測試效率高，準確性好，成本低，自動進行數據采集和分析，采取虛擬儀器技術和中文操作節目，能進行分析結果自動計算，計算數據信息可打印、可存儲，能自動生產報告，是傳統試驗方式所無法比擬的。系統在設計中應采用模塊化設計方式，從而降低設計難度，提高系統靈活性，降低系統設計總體成本。具體設計中整個系統將由：軟件部分與硬件部分兩大部分組成，其中軟件部分涉及到：電機綜合試驗系統、數據庫系統、控制臺系統、電力試驗控制系統、電力試驗臺、數據生產系統、用戶系統、信號系統等幾大部分。硬件系統部分涉及到：功率測量設備、試驗電源設備、信號傳感裝置、負載測試設備、陪試電機、動力開關屏柜、數據處理機等等，各設備接口應采用信號調理接口模塊，從而提高硬件設備協調性，控制方式可選擇MCU直控方式。這種控制方式，系統系統溫度，可根據試驗測試要求進行程序定制和修改，且系統具有較好可擴展性，能滿足各類不同測試需要。另外，為了保證系統處理速度和性能，必須做好數據處理機的選擇，若資金條件允許情況下，要盡量選取知名品牌原裝工業計算機，這類計算機處理性能強，系統穩定性好，并不會出現當機現象，且不會造成數據冗余，影響試驗結果。若資金不充足條件下，可選擇云服務器作為數據處理機，租用云服務器，成本低，并且不涉及到維護問題，一切服務器維護工作均由云運營商負責，所以能節約維護費用，降低處理機維護難度。但租用云服務器作為數據處理機，測試數據存儲在云服務器中，若云運營商出現問題，將可能導致數據的丟失。因此，要定期進行數據本地備份，把數據保存在本地儲存器中，避免數據的丟失你和損壞[5]。從軟件系統設計角度來看，其模塊核心是自動化測試架構，應采取I/O模塊化分層設計思路，根據系統功能、試驗要求進行設計，包括：總線處理軟件、測試開發軟件、程序驅動軟件、系統服務軟件、管理軟件等等。從系統軟件操作功能需求來看，要具有：數據分析功能、試驗項目編輯功能、數據統計功能、數據顯示功能、數據存儲功能、報告生成功能、用戶管理功能。其中，試驗項目編輯功能要滿足能根據用戶需求及試驗要求，對電機試驗項目的各項參數進行設計，對試項進行添加和刪減，制定具有針對性的測試方案。數據統計功能則要負責對測試數據進行快速計算，求解CPK。而分析功能則能要對試驗結果進行分析處理，并反饋處理建議。在由報表生產功能負責生產處理分析包括，呈現給用戶。而數據存儲功能，則要負責將這些試驗數據以及數據處理分析結果存儲到數據庫中，以供用戶調取。

4 結束語

新時代背景下，電機技術不斷進步和發生，其性能和技術標準越來越高，尤其是高壓電機，近些年來工藝水平明顯提升，傳統的電機試驗方式以無法對高壓電機進行有效試驗，不能獲得預期測試效果。而通過開關電氣試驗自動化測試系統，則能有效提高測試試驗效率，降低試驗成本，提高試驗數據可靠性，為電機性能改進提供了可靠依據。

[1]陳娜.中高壓功率IGBT模塊開關特性測試及建模[D].浙江大學，2014，12（12）：75.

[2]石強.基于虛擬儀器的直驅力矩電機自動測試系統研究[D].中北大學，2015，16（02）：266.

[3]李少鑾.基于虛擬儀器的開關磁阻電機測試系統研究[D].華南理工大學，2014，06：62～68.

[4]林高翔.基于虛擬儀器技術的網絡型電機測試系統軟件設計[D].浙江大學，2014，12：122～124.

[5]王靖.華電包頭電廠高壓變頻設備綜合保護系統的研究及應用[D].華北電力大學，2012，11：113～115.

TM31

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1004-7344（2016）14-0077-02

2016-4-22