電氣試驗自動化控制技術的應用研究

楊明川

（中國水利水電第七工程局有限公司，四川眉山 620860）

0 引言

在電力系統的運行中，電氣設備是其中的關鍵設備，若電氣設備出現故障，不僅會造成相關設備的損壞，導致電力供應的中斷，嚴重的甚至會影響整個電力系統的正常運行。所以在電力系統投運前要對電力設備進行必要的系統故障的檢查。統計數據表明，我國電力系統出現故障或出現供電異常的狀況多是由于設備絕緣缺陷。電力設備的絕緣缺陷是一個逐步發展的過程，在這一過程中絕緣材料會出現一些物理及化學指標的變動，而這些浮動與變化可以通過電氣試驗檢測到，因此電氣檢驗在電力系統的應用非常有必要。

1 電力系統中電氣試驗的重要性

電力系統中電氣試驗最主要的功能就是檢測電力設備的絕緣性，為保障電力設備正常運行，并保持電力設備的電力處于最優的標準。通常情況下，電力系統中互感器與變壓器等設備都必須經過電力試驗檢測各電力設備基本性能，滿足電網中的電力設備始終處于穩定、高效運轉狀態的需求。

2 電氣試驗的基本流程

2.1 保護試驗

保護試驗流程最關鍵的作用就是能夠不斷強化電氣自動化系統運行中的繼電保護。由于不同時期以及不同設備的電氣自動化系統都是有差異的，在進行保護試驗前應該對電氣自動化系統的線路有清晰地了解，以便于繼電保護中結合線路的流程要求進行相關的連接操作，確保繼電保護試驗的安全性及有效性，防止人為因素的連接錯誤而引發電氣線路的嚴重故障。若出現連接失誤，則會對整個電氣自動化系統造成嚴重影響，因此要對電氣試驗工人進行嚴格的連接流程要求，當遇到不熟悉的電氣自動化設備時，避免盲目連接操作，提升保護試驗的安全開展率。

2.2 絕緣試驗

絕緣試驗工作的開展對于自動化系統的電力系統正常運轉具有重要作用，它的核心作用是進行電力系統安全性的判斷，其具體的措施是通過強化線路的絕緣能力來進行電氣設施日常運轉安全性的調節。在開展絕緣試驗的期間，嚴格禁止非相關人員進入試驗區域，并且進行絕緣試驗的相關工作人員必須穿著所要求的防護服，保證沒有無關人員的參與，保障試驗工作的安全性，也能夠使得試驗人員更好地了解整個電氣自動化系統的絕緣情況。如果在行測試期間發現系統某些部位出現漏電甚至短路的狀況應對該部分進行專業的維系與維護，具體是通過對此部分的絕緣材料進行優化與更換，加強此部位電力系統的絕緣性，保障整個電氣自動化控制中電力系統的安全性和穩定性。

2.3 高壓試驗

在電氣自動化系統中許多的電氣設備必須開展高壓實驗，其最主要的目的是對在高壓工作環境下整個電氣系統的運轉狀態的檢查，在電氣系統高壓環境運轉中，要求相關工作人員對是否出現了功能受損、意外漏電等電氣設備的損壞或者質量問題進行判斷，并對有效控制電氣設備的高壓值及電力系統的正常運行。在高壓實驗中需要對高壓設備進行加壓，加壓前應該對電氣設備的各個部位的線路進行狀態檢查，確保每個接線都處于正確狀態，嚴格按照高壓實驗規范的標準操作流程進行操作，保障所有人員的安全。

3 電氣試驗自動化控制技術的應用

3.1 提高電氣試驗效率

隨著電氣自動化技術應用的增加，將能夠檢驗電氣設備運行狀態的電氣試驗與自動化控制技術相結合，可以明顯提升電氣檢測的效率。電氣試驗自動化控制技術應用的過程中，需要通過與計算機系統相連接，構建符合電氣設備本身的自動化試驗平臺，對電氣設備進行高效率的電氣檢測。在計算機與網絡連接控制的作用下，工作人員可以進行遠程控制，利用創建的化驗平臺的功能界面進行具體操作，降低工作人員的工作量并提高工作精確度。在進行自動化技術操作電氣試驗中，工作人員能夠將試驗目的與方案作為參考，設計相應的系統運行參數，最后由計算機進行控制運行。也可以利用相關的計算機軟件，對電氣設備運行數據進行模擬計算分析，得到精確詳盡的試驗數據，并依據數據基礎與預先的函數方法，對電氣設備性能進行量化分析。經過電氣自動化技術的計算機進行一系列自動操作，能夠有效提升電氣試驗的科學性與有效性。并且一些電氣設備的環境具有高輻射、低溫等，工作人員長期在這種環境開展檢測工作，會對健康造成一定的威脅，而自動化技術的介入，可以幫助工作人員完成一些對自身安全與健康有害的電氣試驗工作，大大提升員工的安全性。

3.2 提升試驗的準確性

電氣工程的開展過程中，常利用電氣試驗的檢測標準作為工程質量好壞的標準，是電氣工程的關鍵環節。因此，電氣試驗結果的具體數據非常重要，在運行電氣試驗后，這些數據結果能夠有效的反應電氣工程中存在的各種隱患。在普通的電氣試驗操作過程中，會有許多無法預期的各種因素的干擾，為了排除這些因素的影響，有效降低誤差，引入電氣自動化技術。將電氣自動化技術與電氣檢驗進行結合，相關工作人員只需要通過相關指令控制電氣設備。工作人員通過試驗目的等需求，預先設定全部需要進行檢驗的各項試驗的指令數據，計算機系統就會通過相關軟件將這些指令進行有效的傳輸。在指令傳輸過程中，電氣設備以設備的數據代碼為依據，精確執行目標需求。

3.3 提升試驗監控水平

由于電氣自動化控制技術與電氣試驗工程的有效結合，使得電氣試驗的整個操作流程及試驗數據被電氣自動化控制技術所掌控檢測，在電氣自動化控制系統的介入過程中，采用集中控制與遠程控制并行結合的手段，以便于全面的觀察試驗，并進行系統的數據采集分析。自動化控制的電氣試驗中需要建設相應的智能電網，智能電網為需要進行自動化控制的電力試驗設備提供流暢的通信能力，并通過系統的組網功能完成電氣試驗的數據檢測及實時數據傳輸，保障傳輸信息的及時性與準確性，相較于人工的信息數據采集更具有時效的監控能力。在監控網絡布局中進行采用集中手段，不僅可以降低工程及電氣試驗成本，便于集中的設備維修與維護，也能夠通過集中控制系統進行全面的監控，提升工作效率。

4 發電機短路回路中相關電流回路試驗案例

4.1 試驗目的

根據發電機啟動試運行規程，發電機在充水試驗完成以后，即可開始準備發電機短路特性試驗。試驗所需設備與材料見表1。發電機短路特性試驗指發電機的轉速為額定轉速，電樞繞組的端電壓為0 時電樞電流和勵磁電流的關系IK=（fIE）。

表1 試驗設備與材料

4.2 測量方法

發電機三相短路特性試驗接線如圖1 所示，其中FMK 為滅磁開關，Rm 為滅磁電阻，FL 為分流器，G 為發電機，TA 為電流互感器，GLE 為發電機轉子繞組。

圖1 發電機三相短路特性試驗接線

4.3 PMDR-200 多功能數據采集儀接線（圖2）

圖2 PMDR-200 多功能數據采集儀接線

4.4 試驗步驟

（1）在發電機出口設置三相對稱短路點。按圖接好各模擬通道，對各模擬通道設置好各變比參數。通過特性類試驗模板設置好X 軸和Y 軸。準備好短路試驗勵磁系統用的臨時他勵電源，保證電源的可靠性。

（2）退出發電機電流保護。

（3）因為短路時發電機端電壓為0，調速器將不能接收機頻率信號，因此可以采用電流回路中串接以電阻取分壓提供給調速器同步轉速信號。電阻選擇不易過大，以防互感器過載，一般串入100 Ω 左右電阻即可。

（4）調速器開機將發電機轉速上升至額定轉速，合勵磁滅磁開關。

（5）調節勵磁，使定子電流達到額定電流10%左右，檢查發電機短路點以內所有電流互感器的二次電流回路，不得有開路現象。

（6）檢查完成電流回路，后重新將勵磁電流由最低值手動逐步調節，每隔定子額定電流10%～15%記錄一組數值。

（7）達到額定定子電流后，調節勵磁電流逐步為0，斷開滅磁開關。

（8）根據試驗記錄數據自動繪制短路特性曲線，曲線應為一條直線。

5 結語

自動化控制技術在電氣試驗中的運用是解決電氣試驗存在問題，保障電氣工程順利施工的有效措施，在具體的應用當中專業技術人員必須充分了解相關電氣試驗流程，才能夠充分發揮自動化控制技術為電氣試驗帶來的提升工作效率以及準確性、提升監控水平等一系列優勢，為電網整體發展作出貢獻。