高壓電機(jī)控制及調(diào)試技術(shù)的應(yīng)用研究

袁 云

寧夏鑫瑞特電機(jī)機(jī)械制造有限公司

1 引言

當(dāng)前社會(huì)發(fā)展迅速，工業(yè)化的規(guī)模逐漸加大，其中工業(yè)電氣化發(fā)展的程度也逐漸增高，很多的工業(yè)企業(yè)中都使用到了諸多的電機(jī)設(shè)備，有效地提升了生產(chǎn)效率，跟企業(yè)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

2 高壓電機(jī)的控制技術(shù)

2.1 高壓電機(jī)的直接啟動(dòng)控制

通常，高壓電機(jī)控制中主要由兩種控制方式，分別為變頻啟動(dòng)控制以及直接啟動(dòng)控制。在自動(dòng)化進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程中如果使用直接啟動(dòng)的控制方式，則需要對(duì)高壓電機(jī)運(yùn)行狀況以及工作的目的進(jìn)行明確，同時(shí)在高壓電機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中要合理科學(xué)地融入真空接觸器和綜合保護(hù)控制器。對(duì)各種影響因素進(jìn)行考慮，做好高壓電機(jī)線路的檢查，對(duì)線路中容易出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行合理的統(tǒng)計(jì)，把出現(xiàn)漏電的電流輸送到控制器的存儲(chǔ)器后，就可以使用高壓電機(jī)控制設(shè)備，再依據(jù)相關(guān)的問(wèn)題，對(duì)電機(jī)的運(yùn)行狀況進(jìn)行合理的分析，以免在實(shí)際過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)多的不安全事故。在中央控制器接收到危險(xiǎn)信號(hào)后，會(huì)根據(jù)具體的狀況分析事故出現(xiàn)的原因，然后發(fā)出相關(guān)的預(yù)警措施，在此種狀況下，對(duì)電機(jī)的運(yùn)行的穩(wěn)定和安全有著很好地保證。

2.2 高壓電機(jī)的變頻啟動(dòng)控制

在高壓電機(jī)變頻啟動(dòng)控制之中，變頻器借助高壓電機(jī)中的絕緣晶體管來(lái)對(duì)高壓電源進(jìn)行有效地控制，在系統(tǒng)中的高壓電流經(jīng)過(guò)電抗器，然后被經(jīng)過(guò)濾波處理之后，演變成交流電，電機(jī)中的變頻器中內(nèi)部的控制程序需要和外部相關(guān)的控制電路一起工作，然后利用高壓交流變頻技術(shù)來(lái)對(duì)相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控。變頻電流出現(xiàn)的過(guò)程中，需要多個(gè)開(kāi)關(guān)功率管在進(jìn)行串聯(lián)之后再進(jìn)行工作，如果出現(xiàn)頻率太低的狀況，可以提高起步的電壓，以保證電機(jī)能夠穩(wěn)定安全的運(yùn)行。通常狀況下，在高壓電機(jī)中，高壓變頻器是核心的部件，利用自動(dòng)化的控制系統(tǒng)主要就是通過(guò)高壓變頻器來(lái)傳輸和控制多種信號(hào)，但是，一般狀況下我們所述的變頻控制其實(shí)只是一般電機(jī)中對(duì)高低頻的控制。在此種狀況下，需要關(guān)注的是核心材料和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)之間存在的差異。在變頻電機(jī)中并不適合變頻控制技術(shù)的運(yùn)用，以及普通電機(jī)和高壓電機(jī)之間也不能配合使用，如果使用，減短高壓電機(jī)的壽命，同時(shí)還會(huì)影響到電機(jī)的軸承。

3 高壓電機(jī)控制技術(shù)的應(yīng)用

就當(dāng)前狀況來(lái)看，高壓電機(jī)主要使用在以下化工、礦山、冶金、石油企業(yè)中，在具體使用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生很大的能耗。隨著我國(guó)快速發(fā)展，我國(guó)在中小型電機(jī)的生產(chǎn)和使用已經(jīng)位于世界的首位，在很多方面都會(huì)使用到高壓電機(jī)。我國(guó)現(xiàn)在主要使用電機(jī)的能效標(biāo)準(zhǔn)是IE1，但是效率比較低，因此，現(xiàn)階段正在大力的推廣IE2和IE3，對(duì)電機(jī)進(jìn)行不斷地更新和優(yōu)化才能夠是使得我國(guó)工業(yè)具有更好地發(fā)展前景。

交流變頻調(diào)控技術(shù)在當(dāng)前一直是比較先進(jìn)地一項(xiàng)技術(shù)，此技術(shù)的出現(xiàn)主要是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)以及電子技術(shù)的發(fā)展，對(duì)原有的直流電機(jī)進(jìn)行了有效地改良，在我國(guó)工業(yè)發(fā)展過(guò)程中交流變頻技術(shù)有著重要的地位。而通過(guò)和自動(dòng)控制的結(jié)合，產(chǎn)生了交流變頻調(diào)速控制技術(shù)，此種技術(shù)的使用，代替了直流電機(jī)的地位，有著很好地發(fā)展前景。眾所周知，交流變頻調(diào)速控制技術(shù)的出現(xiàn)和計(jì)算機(jī)技術(shù)以及電子技術(shù)有著密切的關(guān)系，當(dāng)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(huì)的發(fā)展，這些電子器件被使用的越來(lái)越多，在交流電機(jī)調(diào)速技術(shù)發(fā)展中由于電子器件IGCT和雙極型復(fù)合器件IGBT的出現(xiàn)，使得交流電機(jī)調(diào)速技術(shù)發(fā)展的速度更加的快，就目前狀況來(lái)看，我國(guó)更加重視功率模塊和電力電子器件方面的研究和發(fā)展，使得交流電機(jī)調(diào)速技術(shù)在未來(lái)有著更加廣闊的發(fā)展前景。

在繼電器接觸器控制系統(tǒng)中如果可以對(duì)計(jì)算技術(shù)進(jìn)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?cái)?shù)字運(yùn)算功能以及數(shù)據(jù)處理的功能，同時(shí)還能夠?qū)壿嫷墓δ苓M(jìn)行靈活的控制。此種就是我們平時(shí)所說(shuō)的數(shù)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(xiàn)故障的情況下，能夠不間斷的連續(xù)工作十萬(wàn)小時(shí)以上的時(shí)間，就當(dāng)前狀況來(lái)看PLC 控制系統(tǒng)的運(yùn)用還存在著一定的問(wèn)題，有待后期的完善，在我國(guó)PLC只能是從國(guó)外進(jìn)口，或者是和一些中外合資的企業(yè)進(jìn)行組裝，在工業(yè)自動(dòng)化中PLC 控制系統(tǒng)被廣泛地使用。就當(dāng)前狀況來(lái)看，主要使用在一些大型企業(yè)中，很多的小企業(yè)還沒(méi)有使用到，因此，不具備很高的普及率，且此技術(shù)的使用也只是在發(fā)達(dá)國(guó)家，一些發(fā)達(dá)國(guó)家中能夠使用數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)通訊以及工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線等更加高級(jí)的自動(dòng)化控制技術(shù)。

4 關(guān)于高壓電機(jī)的電氣調(diào)試

4.1 高壓電機(jī)的電氣調(diào)試范圍

高壓電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行合理的電氣調(diào)試工作至關(guān)重要，如果在高壓電機(jī)運(yùn)用時(shí)沒(méi)有按時(shí)的展開(kāi)電氣調(diào)試，會(huì)對(duì)相關(guān)的生產(chǎn)工作帶來(lái)不同程度的影響，嚴(yán)重地狀況下會(huì)引起不安全事故的發(fā)生，因此，相關(guān)的企業(yè)要對(duì)電氣調(diào)試工作重視起來(lái)。通常狀況下，電氣調(diào)試中需要對(duì)高壓電纜、高壓變頻器以及真空斷路器進(jìn)行調(diào)試。在具體調(diào)試時(shí)做好每一個(gè)部件的調(diào)試，能夠使得調(diào)試工作更加具有針對(duì)性，且提高調(diào)試的效率，保證高壓電機(jī)穩(wěn)定安全的運(yùn)行，除此之外還更加有利于高壓電機(jī)調(diào)試工作得展開(kāi)，有著指導(dǎo)性的意義，使得高壓電機(jī)自動(dòng)化技術(shù)有著更好地使用前景。

4.2 高壓電機(jī)的電氣調(diào)試過(guò)程

高壓電機(jī)在進(jìn)行調(diào)試的過(guò)程中需要使用的電壓是高壓電阻電壓，在對(duì)絕緣電阻進(jìn)行電阻測(cè)試的過(guò)程中，特別是在在執(zhí)行三相直流電阻測(cè)試的過(guò)程中，應(yīng)選擇專業(yè)的直流電橋。在進(jìn)行測(cè)試時(shí)，電源會(huì)途經(jīng)操作平臺(tái)，這是為了調(diào)節(jié)變壓器電壓以增加輸入功率，并通過(guò)變壓器的高壓進(jìn)入放電保護(hù)側(cè)，另一側(cè)也必須接地。使用放電防護(hù)器時(shí)，請(qǐng)調(diào)整放放點(diǎn)間距。調(diào)整后的保護(hù)電壓值大于測(cè)試電壓值。在切斷調(diào)節(jié)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(jī)繞組連接起來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)，并對(duì)接地的狀況做好檢查，保證接地的安全性。在具體試驗(yàn)的時(shí)候，要保證電壓是慢慢上升的，在規(guī)定時(shí)間里要確保電流表的指針保持在不閃動(dòng)的狀況，在到規(guī)定時(shí)間后，電源會(huì)自動(dòng)地進(jìn)行下降，隨后切除電源，保證泄露地電流處于規(guī)定的范圍內(nèi)。不管是在試驗(yàn)之前還是試驗(yàn)之后都要對(duì)絕緣電阻做好測(cè)量，保證電阻的阻值處于標(biāo)準(zhǔn)的范圍之內(nèi)，除此之外，在高壓耐壓形式可以對(duì)綜合保護(hù)器以及高壓變頻器進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)參數(shù)做好設(shè)置之后，開(kāi)始模擬試驗(yàn)的動(dòng)作，保證高壓電機(jī)可以得到更加靈活的使用。

4.3 高壓電電機(jī)氣調(diào)試的關(guān)鍵因素

通常狀況下，調(diào)試人員會(huì)對(duì)調(diào)試的結(jié)果產(chǎn)生一定的影響，未來(lái)能夠控制好相關(guān)因素，需要從以下兩個(gè)方面進(jìn)行：（1）做好電阻的測(cè)量，在測(cè)量的過(guò)程中，需要保證電阻兩端的接頭能夠和設(shè)備之間完全的連接，避免出現(xiàn)過(guò)大的檢測(cè)誤差。（2）對(duì)漏電電流進(jìn)行測(cè)試，在高壓電機(jī)中如果出現(xiàn)漏電的狀況是十分危險(xiǎn)的，所以，在測(cè)量的到時(shí)候，要對(duì)設(shè)備做好接地的處理，保證測(cè)量的安全性。在做好這些測(cè)量之后，還要確保剩下的電流全部導(dǎo)入地面之后才能夠?qū)υO(shè)備進(jìn)行調(diào)試，同時(shí)，每一個(gè)環(huán)節(jié)都要更具相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)以及程序進(jìn)行，以免再測(cè)量過(guò)程中由于人為的原因，給測(cè)量帶來(lái)巨大的誤差，引起不安全事故。

5 高壓電機(jī)控制及調(diào)試案例探討

5.1 工程概況

整個(gè)工程設(shè)計(jì)中有一臺(tái)容量為3500kW，額定電壓為6000V的高壓一步電動(dòng)機(jī)一臺(tái)，基礎(chǔ)驗(yàn)收→機(jī)組及電機(jī)安裝→抽芯檢查→電纜敷設(shè)→電纜頭制作及電纜試驗(yàn)→電纜接線→電機(jī)干燥→底座絕緣試驗(yàn)→電機(jī)本體試驗(yàn)→電機(jī)控制及保護(hù)系統(tǒng)調(diào)試拖動(dòng)KDON-10000∕10000型空分裝置的空氣壓縮機(jī)。在電機(jī)中都有常規(guī)的保護(hù)以及兩地的控制。

5.2 施工程序

電機(jī)系統(tǒng)調(diào)試→空載試車(chē)→負(fù)荷試車(chē)。

5.3 施工方法

不管是出現(xiàn)下面何種狀況，都要做好相應(yīng)的檢查工作：（1）設(shè)備的使用超過(guò)的應(yīng)有的保質(zhì)期。（2）如果制造廠沒(méi)有保證期限的狀況下，或者出廠日期超過(guò)一年。（3）在對(duì)外觀進(jìn)行檢驗(yàn)或者是對(duì)電氣進(jìn)行試驗(yàn)的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量存在問(wèn)題。（4）在試運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中出現(xiàn)異常的狀況。（5）依據(jù)貨物到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)以及運(yùn)輸?shù)臓顩r，相關(guān)人員要對(duì)其做好相應(yīng)的檢查。

在進(jìn)行電機(jī)抽芯檢查的過(guò)程中檢查的主要內(nèi)容主要有：（1）機(jī)電內(nèi)部的鐵芯槽中沒(méi)有任何的雜物，尤其要看轉(zhuǎn)子和定子之間有沒(méi)有雜物的存在。（2）電機(jī)的絕緣層沒(méi)有受到破壞，同時(shí)綁線也沒(méi)有出現(xiàn)任何的松動(dòng)。（3）電機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組和定子連接和焊接良好。

5.4 電纜敷設(shè)

（1）在進(jìn)行電纜敷設(shè)之前應(yīng)該做好相關(guān)路徑中的橋架進(jìn)行檢查，保證預(yù)埋保護(hù)管都施工完成。（2）除此之外，電纜在敷設(shè)之前還需要做好電氣測(cè)試，其中主要包含的有絕緣電阻測(cè)試、直流耐壓、導(dǎo)通試驗(yàn)、相位核對(duì)等。（3）此工程中電纜敷設(shè)的方式使用的人工敷設(shè)的方式，在進(jìn)行敷設(shè)的過(guò)程中應(yīng)該仔細(xì)地檢查電纜是否完好，同時(shí)還需要關(guān)注電纜的彎曲半徑。

5.5 電纜頭制作及試驗(yàn)

（1）就目前狀況來(lái)看，使用的很多高壓電纜都是使用的交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜，在制作的過(guò)程中需要使用硅橡膠熱縮法來(lái)對(duì)電纜頭進(jìn)行制作，同時(shí)也可以使用冷縮的方式。（2）在制作電纜頭的過(guò)程中還需要以及相關(guān)的施工要領(lǐng)，編寫(xiě)施工技術(shù)較低，在施工現(xiàn)場(chǎng)還需要相關(guān)的人員進(jìn)行監(jiān)督。（3）為了能夠盡量的對(duì)損失進(jìn)行縮小，制作每一個(gè)電纜頭的時(shí)候都要作直流耐壓試驗(yàn)。（4）電纜試驗(yàn)要點(diǎn)：①利用2500V兆歐表對(duì)相間以及接地的絕緣電阻進(jìn)行有效地測(cè)量。②使用直流泄露試驗(yàn)變壓器對(duì)電纜的直流耐壓以及泄漏電流進(jìn)行測(cè)量，試驗(yàn)總共分為六個(gè)階段，每個(gè)階段中停留一分鐘，測(cè)量后的狀況入表1所示。

表1

此工程中的高壓電纜，不對(duì)三相泄漏電流不平衡系數(shù)進(jìn)行規(guī)定，但是泄露的電流存在很大的不穩(wěn)定性，隨著試驗(yàn)電壓慢慢地升高的同時(shí)，隨著時(shí)間的變長(zhǎng)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(duì)其進(jìn)行針對(duì)性的處理。

5.6 電機(jī)的干燥

（1）電機(jī)在運(yùn)輸?shù)耐局?，以及存?chǔ)的過(guò)程中都可能會(huì)受潮，所以需要考慮環(huán)境的干燥性，在進(jìn)行干燥后方可進(jìn)行相關(guān)的試驗(yàn)，試驗(yàn)合格后投入使用。（2）通常狀況下機(jī)電的制造廠商都會(huì)明確的標(biāo)注，機(jī)電需要干燥，但是在具體的實(shí)踐過(guò)程中存在很多電機(jī)沒(méi)有進(jìn)行干燥，就進(jìn)行了使用。在電機(jī)使用之前，要根據(jù)機(jī)電的出廠時(shí)間進(jìn)行確認(rèn)，并對(duì)運(yùn)輸以及現(xiàn)場(chǎng)做好相應(yīng)的管理，保證電機(jī)在安裝過(guò)程中環(huán)境良好，需要干燥的及時(shí)進(jìn)行干燥。

5.7 電機(jī)本體的試驗(yàn)

在電機(jī)干燥完成之后，可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行打掃，在繞組溫度正常的狀況下，可以對(duì)電機(jī)進(jìn)行電氣試驗(yàn)。

6 結(jié)束語(yǔ)

總的來(lái)講，根據(jù)時(shí)代的發(fā)展，高壓電機(jī)調(diào)試工作雖然得到了很大程度的提高，但是，還是存在某些問(wèn)題需要解決，本篇文章首先對(duì)高壓電機(jī)自動(dòng)化中主要的技術(shù)進(jìn)行了探討，其次對(duì)高壓電機(jī)控制技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了闡述，最后分析了電氣調(diào)試，希望能夠?qū)窈蟾邏弘姍C(jī)控制以及調(diào)試工作的質(zhì)量進(jìn)行提升，確保高壓電機(jī)能夠更加穩(wěn)定安全的運(yùn)行。