高压电器设备的自动化控制及电气调试技术

发表时间:2021/3/17   来源:《科学与技术》2020年10月30期   作者:王军
[导读] 目前工业生产中应用的高压电器的种类和数量不断的增多
        王军
        新能能源有限公司 内蒙古鄂尔多斯市 014300
        摘要:目前工业生产中应用的高压电器的种类和数量不断的增多,这些设备的应用促进了工业生产效率的提升。为了进一步推动高压电器设备的应用,降低其使用的能耗和促进其效率的提升,在高压设备中应用自动化控制和电气调试技术具有重要的作用,因此应加大对于这方面的研究力度,促进自动化控制和电气调试技术在高压设备中的应用。
        关键词:高压电器;自动化控制技术;电气调试
        当今时代是个经济快速发展的时代,各种技术应运而生,虽然我国的高压电器设备越来越完善,但是由于在实际的工作中,高压电器设备在工作中会产生很大的电流,因此,当它受到外部环境的影响时可能会出现不可避免的故障。所以这就需要技术人员将自动化的控制和电器调试技术在合理的情况下应用到高压电器设备当中,从而能够促进高压电器的正常运转。
        一、高压电器设备的保护控制
        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 lGBT 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 lGBT 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 lGBT 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 lGBT 的开启和关断进行控制,经过计算机的内部程序和外围的电子电路,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 lGBT 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,lGBT 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,lGBT 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、高压电器设备中的电气调试技术
        1、高压电机进行电气调试的主要内容。在进行高压电气设备的调试过程中,首先需要对技术参数进行测定,为了确保其能够正常运行,应严格的按照说明书来设定相关的技术参数,并且在调试时应严格的按照高压电气设备交接试验标准和验收规范进行,从而保证调试准确性。此外,在进行设备的测量过程中,对绝缘电阻的有效性进行测量十分重要,因此在高压和耐压前后需要对其进行测试。电阻的测量是通过电阻摇表来进行的,当摇表转速保持在 120r/min 时,在15s 和 60s 时及时的读取并且记录其示数,并且根据其计算阻值吸收比。在这个过程中,需要预防出现高压反冲的问题,因此在完成调试之后,应及时的撤掉所应用的实验表笔,摇表的转速应逐步调低,防止造成摇表的损坏。此外,在调试过程中,还需要应用高压真空接触器测量分闸线圈的动作电压与合闸线圈电压,记录下分闸线圈的位置以及合闸线圈的返回系数值,并且基于获取的信息计算端口耐压以及主触点位置的直流电阻。
        2、高压电气设备电气调试。在高压电器设备投入到实际应用之前,需要对其进行调试,保证其能够正常运行。需要调试的内容包括高压电器设备的三项直流电阻和绕组极性等,需要保证其测量的准确性,从而确保调试后的设备具有可靠性。在调试过程中,实验电源需要进行变压和调压处理,在经过处理并且满足条件之后,允许电源输入到变压器高压侧放电保护球隙器内,同时,还需要对另一侧进行接地处理。在这个过程中,需要注意应先对放电保护球隙器的放电间隙进行合理的调节,从而使放电保护值能够高于实验的电压,这样才能够保证不会由于电压过高而导致设备的损坏。在完成调试之后,需要注意应先切断电源,并且调整调压器指针,使其处于归零状态。在完成上述操作之后,连接好电流表和电路绕组,就可以进行下一步的试验了。另外需要注意的是,实验过程中为了保护设备,防止过电压对设备造成损害,应严格的控制电压的上升速度,在完成试验内容之后,需要逐步的降低电压并且切断电源。
        3、注意事项。在进行高压电器设备的调试过程中,需要注意以下几方面问题。第一,在进行耐压直流漏电检测时,需要确保试验设备可靠接地,并且需要设置隔离区,将试验地点隔离开来,禁止无关人员进入,防止发生危险。在完成实验之后还需对电缆两级进行检测,确保其不存在放电现象,避免由于高压存电而对人们造成伤害。第二,在直流电阻的测量过程中,测量电极和电机电极连接的安全性和可靠性是必须得到保证的,只有这样才能够有效的降低测量误差,从而保证阻值能够符合三相平衡的要求。第三,操作过程必须严格的遵守相关规范,进行标准化的操作,这样才能够保证电气调试的效率,确保高压电气设备的安全、稳定运行。
         随着人们生活水平的提高,高压电器设备的使用显得尤为重要。高压电器设备为人们的日常生活提供了许多的便利。但是由于高压电器设备本身的原因,存在着很多安全性的问题,为了最大程度地保证高压电器设备使用的稳定性和可靠性,必须将先进的自动化控制技术和电气调试技术融入高压电器设备的运行中,在这样的背景下,不光为人们的生命安全提供了保障,还在一定程度上提高了高压电器设备运行的效率,推进了我国建设事业的持续发展。
        参考文献:
        [1] 赵腊生.高压电器设备自动化控制的原理分析及电气调试技术[J].信息通信,2019,12:21.
        [2]高成龙 . 高压电器设备的自动化控制原理及电气调试技术 [J]. 科技展望 ,2019,(18):12.
        
        
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