高壓電機的自動化控制技術以及電氣調試

江陰興澄特種鋼鐵有限公司 張 磊

1 高壓電機自動化控制技術

高壓電機直接啟動的控制設計：在高壓電機直接啟動控制設計的過程中，要注重控制器和真空接觸器的啟動方式，針對電機設備實際運行的狀態，高壓電機中的工作電流和漏電電流要通過零序電流輸入端輸入綜合保護控制器中，從而實時監測和分析其工作信號。如電路發生故障，真空接觸器能及時切斷高壓電機的電源，同時由檢測系統分析出故障發生的原因并上傳至控制中心，實施聲光報警。從而為故障維修工作的順利實施提供保障（圖1）。

圖1 電路檢測原理圖

高壓電機變頻啟動控制設計：高壓變頻器是一種能對電機實施控制的高壓性電源，經過對大功率高電壓等級的絕緣柵雙性的晶體管研制下形成了新型的結構，三相高壓的交流電通過大電流高壓加強二極管整流從而形成直流電，這些電流便于快速絕緣柵的雙極性高壓開關管的碰觸，從而形成變頻的三相類交流高壓電源，之后通過電抗器加強濾波處理后，變成能實施變頻的三相正弦波型交流電，為此對高壓交流電機工作起到幫助的作用（圖2）。采用高壓交流電機能保證各項工作可穩定進行，從而確保電氣運行的安全性。對變頻器進行操作時，可充分利用計算機控制技術對雙極性高壓開關管內部的開關進行快速控制，同時也能控制外圈的電子電路并對其他相關程序進行有效調整，從而更加有效的控制高壓交流電的電壓，保證頻率能始終保持在正常值的范圍內。對高壓電路進行檢修時，當電機穩定運行時不會發生故障，這也就表示電機設備的穩定、安全運行會直接影響到生產效果。因此多數企業均采用成套的電氣設備，實時收集電機和變頻的運行數據，一旦當設備發生故障能夠及時切斷電源，封鎖脈沖，從而保護電機和變頻器。

圖2 高壓變頻器的接線示意圖

多功能綜合保護裝置：是以集成電路的原理作為依據對電流進行實時監測與跟蹤的一種裝置。利用其對高壓電機進行保護，能在高壓電機發生故障時自動切斷電源，從而降低故障帶來的影響。同時能夠在發生故障時立即做出預警提示，使技術維修人員能立即開展相應的檢修與維修工作，避免發生重大安全事故。

2 高壓電機的電機調試措施

高壓電機的電氣調試范圍。調試目的是為高壓電機正常運行提供重要的保障，也是保障電機設備正常運行主要因素，一定要意識到其重要性并給予高度重視。其中在高壓電機中電機調試主要工作內容為高壓真空接觸器和高壓電機和高壓變頻器。積極的明確高壓電機的調試范圍，一定程度上確保系統安全的運行進而使其獲得良好的工作效果，從而保障符合自動化控制的實際需要。

高壓電機電氣調試內容。電機綜合保護器中技術參數設定需結合高壓電機出廠說明書標明的技術參數，并根據電機設備運行的實際情況加強設置，同時還要全面實施一次高壓不送電和二次線路模擬的動作試驗，同時確保動作均勻。在調試電機設備的過程中要嚴格的按照高壓電器設備交接實驗，而不管是在高壓前還是在高壓后要加強對絕緣電阻測試。在實際測量的過程中，一定要注重搖表的轉速控制并控制在勻速的狀態，并在60秒時實施讀數處理，之后記錄好相關數值，從而計算出阻止吸收比。結束讀數后需撤離試驗筆，降低搖表轉速，進而避免實驗中高壓發生反沖的情況給絕緣的電阻搖表帶來不利影響。高壓真空器應加強合閘線圈測量，與此同時計算主觸點的端口耐壓和返回的系數值[1]。

高壓電機電氣調試的準備工作。高壓電機電氣調試工作的重點內容是確保后續工作的安全性，在進行準備工作時應對各個電氣設備進行反復多次的檢查，保證其運行的安全性和穩定性，使其不會發生故障和事故。對一些比較復雜的調試工作不僅需進行反復調試，也要吸取經驗總結規律，直到滿足調試要求，從而不斷強化電氣調試工作的水平。在進行電氣調試工作前需充分了解各個調試部分，使被調試的對象更加具有針對性，借此提高電氣調試工作的效率。

高壓電機的電氣調試。需實施繞組極性、高壓耐壓實驗及絕緣電阻等實驗處理，應加強對直流電橋的應用并對三相直流電阻實驗測量。在具體實驗中需對變壓器實施調壓處理，輸入的高壓變壓在升壓下接入在放電保護間隙的高壓一側，而另一側需加強可靠接地處理。放電保護球隙器加強對球放電的間隙調整，放電動作保護的電壓值應比試驗中電壓值大，當調節完電壓值后切斷調試的電源，之后將操作臺上的調壓回歸到零位，之后與電阻試驗和高壓電流表試驗相結合，再加強對接地連線檢查，檢查是否安全接地，如無誤才能實施試驗處理工作[2]。在試驗過程中需確保電壓上升處于緩慢的狀態，并在實驗規定時間內保障高壓電流表指針不會發生閃動的情況，如有電流值發生泄漏的現象要保證符合相關的規范要求[3]。

影響高壓電機調試的因素。主要有兩方面，一是對高壓電機電阻的測量，在測量電阻時須確保電阻兩端接頭能與設備充分連接，以此提高測量結果的準確性；二是對漏電電流的測試具有一定危險性，所以在進行測試前應處理設備的接地導電性能，從而保證測量過程的安全性。將影響因素處理完畢后，應確保剩余電流能全部導入地面，而后才能對設備進行調試，在整個調試的過程中需嚴格按照標準程序開展調試工作，避免因其他客觀因素而影響到測量結果，保證測量人員人身安全。

3 高壓電機的保護技術

定期測試保護。高壓電機能否正常運行離不開各個部件的支持，如高壓變頻器、高壓真空斷路器、綜合保護控制器等。維護人員需掌握各個部件的基本結構和性能，結合說明書深入了解每一個部件的設定值，這樣就可在發生故障時快速找到發生原因并進行處理。同時需對高壓電機各個部件進行定期測試，測試過程中需嚴格遵循高壓電機各部件的驗收規范和實驗標準進行，如在測試高壓電機絕緣值時，應使用搖表精準讀取出15s、60s 的絕緣數值并做好詳細記錄[4]。另外需定期開展多項試驗，如絕緣電阻試驗、定子線圈電阻測試、交流耐壓試驗、振動試驗等，準確獲取各項實驗的參數，充分了解各部件具體運作情況，從而更好的解決高壓電機存在的故障和問題，確保高壓電機能夠穩定運行。

外界檢測保護裝置。為能對高壓電機在運行過程中的具體情況進行檢測，可在其運行過程中設置多個測溫裝置，如前軸測溫裝置、定子測溫裝置、測震裝置、后軸測溫裝置，利用這些裝置將檢測到的信號傳送到PLC 程序中，一旦超過設定的預警值時計算機就能夠彈出報警信息并自動斷開電源，維護人員也能第一時間查看報警原因并進行處理，保證設備運行的安全性。

定期維護與保護。維護與保護也是確保高壓電機穩定運行的關鍵，定期、有效的對高壓電機進行維護與保護能夠有效避免很多事故的發生。出于安全工作要求，在對高壓電機進行維護與保護時通常在高壓電機停機時進行，在此期間內安排專業技術人員對高壓電機接線端子是否有打火、閃絡痕跡進行判斷，檢查固定螺絲是否松動，擦拭接線端子、電機外部的灰塵。同時應定期對高壓電機的軸承進行清洗，一般需半年清洗一次，在清洗后也要更換潤滑脂。另外高壓電機的運行環境往往較差，當處于潮濕且有腐蝕性氣體的環境下會直接影響到電機的穩定運行，且惡劣環境容易降低電機絕緣值，導致電機出現生銹等問題，嚴重情況下甚至會直接導致電機無法正常使用。因此應盡可能避免安裝在潮濕、有腐蝕性氣體的環境中，如因客觀要求無法避免則須做好防護，從而保證高壓電機能夠安全、穩定的運行。