多功能電力儀表在高壓電機試驗系統改造中的設計安裝調試

郝冠杰 王一博

摘 要：通過多功能電力儀表與指針表相配合改造高壓電動機試驗系統二次電流、電壓測量回路，解決了當被試驗高壓電動機功率范圍變化較寬時，電動機電流參數的測量與電流表量程范圍選擇配合相矛盾，而限制了被試高壓電動機容量的問題。多功能儀表的引入及與指針表相配合的改造，完成了高壓電機功率范圍變化較寬時，電動機空載試驗中的各項數據指標的測量與監視。

關鍵詞：數字電能表;電流;配合;監測

1、引言

多功能電力儀表是作為一種先進的智能化、數字化的前端采集元件，應用于各種控制系統和能源管理中。現利用其測量精確及與指針式電流表指針監測瞬間啟動電流明顯的特點相配合，完成高壓電動機的空載試驗中測量回路中各項數據的測試。取代了單純指針表在高壓電動機試驗測量回路中功能不完善的缺憾。

2、原系統配置及設計改造控制系統目的

遼陽石化公司儀表廠電修車間變電所高壓系統為6KV單母線運行方式，其中配出兩套高壓電機試驗回路，分別為電機功率在500KW以下和500KW至1100KW兩套系統。兩套系統的測量回路中，二次電壓測量回路由三相電壓互感器，三塊指針式電壓表構成;二次電流測量回路為兩相電流互感器，三塊指針式電流表星形接線方式組成，電流互感器變比分別為100/5、200/5;三相指針式電流表為6L2-100/5 、 6L2-200/5。原有的電流測量回路中只有三相指針式電流表測試電機啟動電流和空載電流值。當空載試驗時，只能監測到電動機的啟動電流（一般電機啟動電流為電動機額定電流的4～7倍），而當啟動轉為空載運行時，指針式電流表所指示的電機空載電流值已在盲區（空載電流值一般只占額定電流值的20%左右），無法正確監測到三相空載電流值。

高壓電動機在大修或交接后，當被試驗高壓電動機功率范圍從幾百千瓦至幾千千瓦容量變化較大時，原二次測量系統中，單純的固定的指針式儀表，在高壓試驗系統滿足不了由于容量變化而帶來的啟動電流和空載電流變化的要求，被試驗高壓電動機的各項電流參數的測量與電流表量程范圍的選擇出現配合的矛盾，因此，造成被試驗高壓電動機容量范圍被限制。

現利用ACR220E多功能電力儀表改造試驗系統，用其與指針式電流、電壓表相配合的特點，來完成高壓電動機空載試驗中各項數據的測試。

3、多功能電力儀表ACR220E選型

現將ACR220E多功能電力儀表引入至二次電流、電壓測量回路中。首先，從技術參數開始，根據系統兩個電機試驗回路均為三相電壓互感器、二相電流互感器的配置;分別選擇兩塊具有三相參數測量功能及顯示的ACR220E電力儀表，輸入電壓均為100V，輸入電流變比分別為100/5及200/5，網絡接線方式為三相三線制;輸出為兩路輸出，測量精度為0.2級。

4、試驗系統改造原理

多功能電力數字表選擇后進行上電編程，根據密碼進入編程菜單設置后，分別進入三級菜單中進行各項參數設置。設置參數后在接線時，保證多功能儀表ACR220E的電流端子與原指針式電流表串聯，并且注意電流的流入和流出方向;多功能儀表的電壓端子與原指針式電壓表并聯。

4.1 ?500KW電機試驗系統變送設置

500KW電機試驗系統二次電流、電壓測量回路中，根據系統中三相電壓互感器選擇設定并輸入：“輸入電壓”Ln.V1輸入100，“電壓倍數”Ln.PT輸入60;根據電流互感器變比為100/5設定并輸入：“輸入電流”Ln.I輸入5，“電流倍數”Ln.CT1輸入20。

4.2 ?500KW至1100KW電機試驗系統變送設置

500KW至1100KW電機試驗系統二次電流、電壓測量回路中，根據系統中三相電壓互感器選擇設定并輸入：“輸入電壓”Ln.V1輸入100，“電壓倍數”Ln.PT輸入60;根據電流互感器變比為200/5設定并輸入：“輸入電流”Ln.I輸入5，“電流倍數”Ln.CT1輸入40。

4.3 ?多功能儀表ACR220E電流端子的聯接

在電流測量回路中，由于電流表與電流互感器之間的串聯關系，因此，現將ACR220E電力數字表的三相電流端子串接在原指針式電流表與電流互感器之間。接線時，ACR220E電力表的電流流入與電流流出方向與原電流表的串聯方向要正確，即ACR220E電力數字表的電流端子5*、9*、7*為電流流入端子，6、10、8端子為電流流出端子（改造后二次電流測量回路原理圖見圖一）。

在多功能儀表ACR220電流端子接線中，當電流由A相CT流出后，電流由ACR220E電力數字表IA5*端子流入，經過多功能儀表后由IA6端子流出，后進入指針表電流表PA1中，當電流由C相CT流出后，電流由ACR220E電力數字表IC9*端子流入，經過多功能儀表后由IC10端子流出，后進入指針表電流表PA2中，由于此系統為兩相CT，中線電流由IB流回，B相電流由指針表PA3流出后，進入ACR220E電力數字表IB7*端子，經過多功能儀表后，電流由IB8端子流出回到地端子。

4.4 多功能儀表ACR220E電壓端子的聯接

由于二次電壓測量回路中，原指針式電壓表測量三相相電壓，同時，要求電壓表之間必須并聯聯接。因此，接線時將ACR220E電力表的三相電壓端子1、2、3、4直接并聯在原來的三相指針式電壓表兩端，使指針表與ACR220E電力表的電壓端子并聯，通過指針式電壓表和數字儀表同時監測三相相電壓的數值。

接線時，原三相指針電壓表的電壓端子一端分別與ACR220E電力表的電壓端子1、2、3端子聯接，而中線與ACR220E電力儀表的另一端電壓端子4聯接，聯接后回到地端子（改造后二次電壓測量回路原理圖見圖二）。

系統改造后，高壓電動機在空載試驗時，不僅在電動機啟動的過程中，能通過指針式電流表監視電動機在啟動過程中的啟動電流的大小及偏差值，而且還能從啟動轉入到空載運行的時間后，能夠從多功能儀表ACR220E確切地讀取電機三相空載電流值，并通過運算準確地確定三相空載電流不平衡度，從而精確地判斷出高壓電動機空載試驗中各項數值指標的準確性及可靠性，保證檢修后的高壓電動機出廠試驗合格的準確度。因此，改造后的高壓試驗系統滿足了高壓電動機功率范圍從幾百千瓦至幾千千瓦容量變化的要求，被試驗高壓電動機容量范圍可大大增加。

改造后的兩套高壓電機試驗系統，現承擔遼陽石化全部高壓電機的出廠試驗工作，經過幾年的應用效果良好。

參考文獻：

[1].中國石油化工集團公司中國石油化工股份有限公司《石油化工設備維護檢修規程 第六冊 電氣設備》 北京 中國石化出版社 2004.

[2].厲玉鳴 化工儀表及自動化 第4版 北京 化學工業出版社 2010; 96.

作者簡介：

郝冠杰 遼陽石化分公司儀表廠工人;高級技師 ;獲得“全國五一巾幗標兵”稱號，主要研究高電壓絕緣保護與應用.