高壓電機控制及調試技術的應用研究

袁 云

寧夏鑫瑞特電機機械制造有限公司

1 引言

當前社會發展迅速，工業化的規模逐漸加大，其中工業電氣化發展的程度也逐漸增高，很多的工業企業中都使用到了諸多的電機設備，有效地提升了生產效率，跟企業帶來了巨大的經濟效益。

2 高壓電機的控制技術

2.1 高壓電機的直接啟動控制

通常，高壓電機控制中主要由兩種控制方式，分別為變頻啟動控制以及直接啟動控制。在自動化進行設計過程中如果使用直接啟動的控制方式，則需要對高壓電機運行狀況以及工作的目的進行明確，同時在高壓電機啟動過程中要合理科學地融入真空接觸器和綜合保護控制器。對各種影響因素進行考慮，做好高壓電機線路的檢查，對線路中容易出現的問題進行合理的統計，把出現漏電的電流輸送到控制器的存儲器后，就可以使用高壓電機控制設備，再依據相關的問題，對電機的運行狀況進行合理的分析，以免在實際過程中出現過多的不安全事故。在中央控制器接收到危險信號后，會根據具體的狀況分析事故出現的原因，然后發出相關的預警措施，在此種狀況下，對電機的運行的穩定和安全有著很好地保證。

2.2 高壓電機的變頻啟動控制

在高壓電機變頻啟動控制之中，變頻器借助高壓電機中的絕緣晶體管來對高壓電源進行有效地控制，在系統中的高壓電流經過電抗器，然后被經過濾波處理之后，演變成交流電，電機中的變頻器中內部的控制程序需要和外部相關的控制電路一起工作，然后利用高壓交流變頻技術來對相關系統進行調控。變頻電流出現的過程中，需要多個開關功率管在進行串聯之后再進行工作，如果出現頻率太低的狀況，可以提高起步的電壓，以保證電機能夠穩定安全的運行。通常狀況下，在高壓電機中，高壓變頻器是核心的部件，利用自動化的控制系統主要就是通過高壓變頻器來傳輸和控制多種信號，但是，一般狀況下我們所述的變頻控制其實只是一般電機中對高低頻的控制。在此種狀況下，需要關注的是核心材料和系統結構之間存在的差異。在變頻電機中并不適合變頻控制技術的運用，以及普通電機和高壓電機之間也不能配合使用，如果使用，減短高壓電機的壽命，同時還會影響到電機的軸承。

3 高壓電機控制技術的應用

就當前狀況來看，高壓電機主要使用在以下化工、礦山、冶金、石油企業中，在具體使用過程中會產生很大的能耗。隨著我國快速發展，我國在中小型電機的生產和使用已經位于世界的首位，在很多方面都會使用到高壓電機。我國現在主要使用電機的能效標準是IE1，但是效率比較低，因此，現階段正在大力的推廣IE2和IE3，對電機進行不斷地更新和優化才能夠是使得我國工業具有更好地發展前景。

交流變頻調控技術在當前一直是比較先進地一項技術，此技術的出現主要是基于計算機技術以及電子技術的發展，對原有的直流電機進行了有效地改良，在我國工業發展過程中交流變頻技術有著重要的地位。而通過和自動控制的結合，產生了交流變頻調速控制技術，此種技術的使用，代替了直流電機的地位，有著很好地發展前景。眾所周知，交流變頻調速控制技術的出現和計算機技術以及電子技術有著密切的關系，當前很多的電子元器件，都有著高功率的特征，其中最具有代表性的電子器件有GTO、BJT、MOSEFT等。隨著社會的發展，這些電子器件被使用的越來越多，在交流電機調速技術發展中由于電子器件IGCT和雙極型復合器件IGBT的出現，使得交流電機調速技術發展的速度更加的快，就目前狀況來看，我國更加重視功率模塊和電力電子器件方面的研究和發展，使得交流電機調速技術在未來有著更加廣闊的發展前景。

在繼電器接觸器控制系統中如果可以對計算技術進行很好地使用，可以有效地縮小體積，且容易控制，有著更好地數字運算功能以及數據處理的功能，同時還能夠對邏輯的功能進行靈活的控制。此種就是我們平時所說的數字控制器，被我們所稱之為PLC，PLC 的使用有著非常好的可靠性，在不出現故障的情況下，能夠不間斷的連續工作十萬小時以上的時間，就當前狀況來看PLC 控制系統的運用還存在著一定的問題，有待后期的完善，在我國PLC只能是從國外進口，或者是和一些中外合資的企業進行組裝，在工業自動化中PLC 控制系統被廣泛地使用。就當前狀況來看，主要使用在一些大型企業中，很多的小企業還沒有使用到，因此，不具備很高的普及率，且此技術的使用也只是在發達國家，一些發達國家中能夠使用數據聯網通訊以及工業現場總線等更加高級的自動化控制技術。

4 關于高壓電機的電氣調試

4.1 高壓電機的電氣調試范圍

高壓電機運行過程中進行合理的電氣調試工作至關重要，如果在高壓電機運用時沒有按時的展開電氣調試，會對相關的生產工作帶來不同程度的影響，嚴重地狀況下會引起不安全事故的發生，因此，相關的企業要對電氣調試工作重視起來。通常狀況下，電氣調試中需要對高壓電纜、高壓變頻器以及真空斷路器進行調試。在具體調試時做好每一個部件的調試，能夠使得調試工作更加具有針對性，且提高調試的效率，保證高壓電機穩定安全的運行，除此之外還更加有利于高壓電機調試工作得展開，有著指導性的意義，使得高壓電機自動化技術有著更好地使用前景。

4.2 高壓電機的電氣調試過程

高壓電機在進行調試的過程中需要使用的電壓是高壓電阻電壓，在對絕緣電阻進行電阻測試的過程中，特別是在在執行三相直流電阻測試的過程中，應選擇專業的直流電橋。在進行測試時，電源會途經操作平臺，這是為了調節變壓器電壓以增加輸入功率，并通過變壓器的高壓進入放電保護側，另一側也必須接地。使用放電防護器時，請調整放放點間距。調整后的保護電壓值大于測試電壓值。在切斷調節電源之后，需要做好零線的處理，把剩下的水電阻、電流表、電機繞組連接起來進行試驗，并對接地的狀況做好檢查，保證接地的安全性。在具體試驗的時候，要保證電壓是慢慢上升的，在規定時間里要確保電流表的指針保持在不閃動的狀況，在到規定時間后，電源會自動地進行下降，隨后切除電源，保證泄露地電流處于規定的范圍內。不管是在試驗之前還是試驗之后都要對絕緣電阻做好測量，保證電阻的阻值處于標準的范圍之內，除此之外，在高壓耐壓形式可以對綜合保護器以及高壓變頻器進行檢測，并對參數做好設置之后，開始模擬試驗的動作，保證高壓電機可以得到更加靈活的使用。

4.3 高壓電電機氣調試的關鍵因素

通常狀況下，調試人員會對調試的結果產生一定的影響，未來能夠控制好相關因素，需要從以下兩個方面進行：（1）做好電阻的測量，在測量的過程中，需要保證電阻兩端的接頭能夠和設備之間完全的連接，避免出現過大的檢測誤差。（2）對漏電電流進行測試，在高壓電機中如果出現漏電的狀況是十分危險的，所以，在測量的到時候，要對設備做好接地的處理，保證測量的安全性。在做好這些測量之后，還要確保剩下的電流全部導入地面之后才能夠對設備進行調試，同時，每一個環節都要更具相關的標準以及程序進行，以免再測量過程中由于人為的原因，給測量帶來巨大的誤差，引起不安全事故。

5 高壓電機控制及調試案例探討

5.1 工程概況

整個工程設計中有一臺容量為3500kW，額定電壓為6000V的高壓一步電動機一臺，基礎驗收→機組及電機安裝→抽芯檢查→電纜敷設→電纜頭制作及電纜試驗→電纜接線→電機干燥→底座絕緣試驗→電機本體試驗→電機控制及保護系統調試拖動KDON-10000∕10000型空分裝置的空氣壓縮機。在電機中都有常規的保護以及兩地的控制。

5.2 施工程序

電機系統調試→空載試車→負荷試車。

5.3 施工方法

不管是出現下面何種狀況，都要做好相應的檢查工作：（1）設備的使用超過的應有的保質期。（2）如果制造廠沒有保證期限的狀況下，或者出廠日期超過一年。（3）在對外觀進行檢驗或者是對電氣進行試驗的過程中，發現質量存在問題。（4）在試運轉過程中出現異常的狀況。（5）依據貨物到達現場以及運輸的狀況，相關人員要對其做好相應的檢查。

在進行電機抽芯檢查的過程中檢查的主要內容主要有：（1）機電內部的鐵芯槽中沒有任何的雜物，尤其要看轉子和定子之間有沒有雜物的存在。（2）電機的絕緣層沒有受到破壞，同時綁線也沒有出現任何的松動。（3）電機的轉子繞組和定子連接和焊接良好。

5.4 電纜敷設

（1）在進行電纜敷設之前應該做好相關路徑中的橋架進行檢查，保證預埋保護管都施工完成。（2）除此之外，電纜在敷設之前還需要做好電氣測試，其中主要包含的有絕緣電阻測試、直流耐壓、導通試驗、相位核對等。（3）此工程中電纜敷設的方式使用的人工敷設的方式，在進行敷設的過程中應該仔細地檢查電纜是否完好，同時還需要關注電纜的彎曲半徑。

5.5 電纜頭制作及試驗

（1）就目前狀況來看，使用的很多高壓電纜都是使用的交聯聚乙烯絕緣電纜，在制作的過程中需要使用硅橡膠熱縮法來對電纜頭進行制作，同時也可以使用冷縮的方式。（2）在制作電纜頭的過程中還需要以及相關的施工要領，編寫施工技術較低，在施工現場還需要相關的人員進行監督。（3）為了能夠盡量的對損失進行縮小，制作每一個電纜頭的時候都要作直流耐壓試驗。（4）電纜試驗要點：①利用2500V兆歐表對相間以及接地的絕緣電阻進行有效地測量。②使用直流泄露試驗變壓器對電纜的直流耐壓以及泄漏電流進行測量，試驗總共分為六個階段，每個階段中停留一分鐘，測量后的狀況入表1所示。

表1

此工程中的高壓電纜，不對三相泄漏電流不平衡系數進行規定，但是泄露的電流存在很大的不穩定性，隨著試驗電壓慢慢地升高的同時，隨著時間的變長也有著上漲的狀況，由此可以看出電纜存在著一定的缺陷，需要對其進行針對性的處理。

5.6 電機的干燥

（1）電機在運輸的途中，以及存儲的過程中都可能會受潮，所以需要考慮環境的干燥性，在進行干燥后方可進行相關的試驗，試驗合格后投入使用。（2）通常狀況下機電的制造廠商都會明確的標注，機電需要干燥，但是在具體的實踐過程中存在很多電機沒有進行干燥，就進行了使用。在電機使用之前，要根據機電的出廠時間進行確認，并對運輸以及現場做好相應的管理，保證電機在安裝過程中環境良好，需要干燥的及時進行干燥。

5.7 電機本體的試驗

在電機干燥完成之后，可以對現場進行打掃，在繞組溫度正常的狀況下，可以對電機進行電氣試驗。

6 結束語

總的來講，根據時代的發展，高壓電機調試工作雖然得到了很大程度的提高，但是，還是存在某些問題需要解決，本篇文章首先對高壓電機自動化中主要的技術進行了探討，其次對高壓電機控制技術的應用進行了闡述，最后分析了電氣調試，希望能夠對今后高壓電機控制以及調試工作的質量進行提升，確保高壓電機能夠更加穩定安全的運行。