浅谈高压电器设备的自动化控制与电气调试技术

摘要：随着经济的发展,人们需要更多的高压电器设备投入到生产中,目前的高压电器设备通常采用自动化控制。使电高压电器设备自动化控制能够减少电器设备运行的故障导致设备损毁的问题。然而要使高压电器设备自动化控制能够有效进行以极高压电器设备正常运行,则需要对电气进行微调。本文针对高压电器设备自动化控制运行的原理为基础,说明电气调试技术应用的方法及控制的要点。

关键词：高压电器 自动化电气调试

中图分类号：F407文献标识码： A

一、高压电器设备的保护控制

在高压电机中，需要保护的功能较多，对主电路的高压部分进行控制，可以采用直接启动或者是高压变频器进行控制，直接启动由计算机综合保护控制器以及交流真空断路器联合构成。

1、直接启动控制的原理

高压电机直接启动控制的原理主要表现在把真空接触器直接启动与综合保护控制器结合在一起，高压电机在使用以及漏电状态产生电流，经过零序电TA和电TA采样电路，进入综合保护控制器电流信号的输入端，综合电路保护器可以对电机的运行状态进行检测分析，如果发生漏电、缺相等的故障，执行元件真空接触器的动作，将电机的运行电源切断，上传故障的情况，与此同时，显示声光报警。当故障没有排除时，把综合保护控制器的程序锁定，使其不能进入正常工作的状态。

2、变频启动的控制原理

在以前，高压电机变频启动采用的电压结构是高-低-高，或者是三电平叠加结构，以IGBT大功率绝缘栅双极性管为基础，高压变频器对高压电机的电源进行直接的操控。现阶段，大功率高电压等级IGBT绝缘栅双极性晶体管开关管被成功的研制，电流结构是交-直-交型，铁心变压器结构被取代。

三相高压交流电，通过大电流高压整流二极管，整流成为高压直流电，由快速绝缘栅双极性高压开关管IGBT进行触发，生成三相交流高压脉冲电源，是可变频的电源。电抗器进行滤波，成为三相正弦波交流电（可变频），供给高压交流电机的日常运行。

变频内计算机控制中心对快速绝缘栅双极性高压开关管IGBT的开启和关断进行控制，经过计算机的内部程序和的电子电路，对高压交流电频率以及电压幅值进行控制，高压交流电机可以实现软启动、调控转速以及软停车。电压输出频率可控范围为0-400Hz。当高压交流电机进入软停车状态时，计算机内部程序对开启的脉冲进行调控触动，使高压滤波电容放出电流，对IGBT进行控制，释放存电。当放电完成后，高压指示灯熄灭，防止电路引发事故。

电机转速公式：n = 60f/2p，转速和频率呈现线性的关系。由此公式推断，变频器公式是：c=u/f ，输出电流是三相交流电，变频的范围是0-400Hz，用高载波频率SPWM方式，载波频率范围是10-20kHz，IGBT是开关功率管，开关功率管能够进行多只的串联使用。如果频率较低，可以增加起步电压，电机机械运行的性能得以提升。

整机主控的核心部分是单片机，以单片机为基础，对变频器信号进行调控，进入指挥的状态，在SPWM发生器中，将信号输入进去，脉冲产生，脉冲进入功率驱动芯片，功率被放大到原来的状态，IGBT开始进入工作状态，输出三相电，滤波电抗器 L对滤波进行处理，三相交流电输出，电机能够进行工作。计算机指挥控制中心对电压、电流、转速等进行控制。

变频控制通常适合变频电机，普通的电机当频率处在低频以及高频状态时，变频器不适合控制，主要是因为变频器是铁心的材质。在低频段，也就是0-20Hz，普通的高压电机会发出高压奇次谐波，电机发热，对电机的使用寿命造成影响。当处在高频段时，也就是50-100Hz以及超过这个范围时，转速过高，电机的轴承不能承受，遭到损坏，对电机的寿命造成影响。

二、高压电气的调试

1、调试范围

高压电气调试为高压电机正常运行提供保证，高压电气的调试包括：（1）高压电缆；（2）电机综合保护器；（3）高压真空接触器；（4）高压电机；（5）高压避雷器；（6）TA；（7）TV；（8）高压变频器。

2、调试内容

高压电气调试需要按照标准严格进行。电机综合保护器技术参数在设定时，结合出厂说明书以及实践经验，进行动作试验，结果显示正常。在调试前，高压电器必须进行绝缘电阻试验，过程是：首先，摇表转速均匀，保持在120r/min以内；其次，绝缘电阻必须使用AC2500V，采用兆欧表进行测试，兆欧表范围是0-2500MΩ；再次，读表时间是15s以及60s，记录数据，并进行阻值吸收比的计算；最后，读表结束以后，进行整理，先把试验表笔拿开，停止摇表，直至停下。高压真空接触器对合闸以及分闸线圈动作电压进行测试，计算相关的数据。

3、调试过程

高压电机应当进行高压耐压的试验，检验三相直流电阻、绝缘电阻以及绕组极性，对三相直流电阻应用精密的直流电桥测量。

试验电源是AC380V，通过试验操作台调压变压器，进行调压，在放电保护球隙器一侧放置输入高压接入，另一侧接入地线。

把放电保护球隙器放电时间调节好，在放电时，保护电压要大于试验电压，电压值调整好之后，断开电源，接入接线，检查地线的连接情况。当确定以后，进行下面的试验。在实验时，电压值缓慢增加，电流表指没有出现晃动，到达试验的时间点，然后电压缓慢降低，断开电源。对于超过400kW的高压电机进行耐压试验，在试验以前，必须进行直流高压泄露试验。电流值必须符合要求。试验前后，测量绝缘电阻值，使阻值符合要求。

结语

高压电器设备大功率的应用将更加普遍，在工程中熟悉高压电器设备自动化控制的原理，掌握电气调试技术，非常重要。高压电器设备实现自动化控制，有助于增加工业生产，拓展企业的业务。在实际的生活中，熟练掌握原理以及调试技术，可以避免电压启动时损坏电网。

参考文献

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[3]王玺.新型高压电器设备[J].科技致富向导，2013（6）.