关键词：高压电机；自动化控制；保护；分析
1导言
社会经济的发展推动了工业化规模的不断扩大，对于大功率的电机设备应用呈现出逐渐增加的趋势，由此，很多低电压大功率的电机设备暴露出了很多缺点，在工作时的电流很大，而在启动的瞬间则需要更大的电流，从而导致电机设备在实际应用过程中存在着较多的问题，因此，对于此种情况，需要采取高压电机设备应用，以有效降低其启动电流和工作电流，从而最大限度的降低其在启动时对电网造成的影响。
2高压电机自动化控制
2.1高压电机直接启动的控制设计
对于高压电机直接启动控制的设计，应当将综合保护控制器与真空接触器的启动相结合，通过零序电和电TA的采样电路，能够将高压电机中的工作电流和出现的漏电电流送入到综合保护控制器中的信号输入端，这样，综合保护控制器就能够对电机设备的运行状态进行实时监测和分析，一旦出现电流过大、短路、漏电或者是缺相等电路故障，通过对元件真空的接触器执行相应动作，就可以将高压电机的运行电源切断，同时还能够将出现的故障原因进行分析并上传到控制中心，并且进行声光报警，在第一时间内发现电机运行故障。
直接启动的优点是所需设备少，启动方式简单，成本低。由于采用直接启动时，启动电流大，使电压下降幅度较大，对于供电系统有较大的冲击，如果压降超过一定值，有可能导致上级变电所跳闸，故在实际运行中很少采用这种直接启动方法。
2.2高压电机变频启动控制设计
变频软启动就是利用可控硅元件的通断作用，先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源，供给电机，来达到平稳启动的目的。变频软启动与其他启动方式相比，具有很大的优越性，是最具有发展前景的高压电机启动方式。变频器基本结构如图1所示。
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图1变频器的基本结构图
高压变频器是一种能够对电机进行直接控制的高压性电源，随着大功率高电压等级的绝缘栅双极性开关管研制成功，形成了一种新型的结构，三相高压的交流电通过大电流高压并在二极管进行整流，形成高压直流电，这些电流可以供快速绝缘栅的双极性高压开关管进行碰触，形成可以变频的三相类交流高压电源，然后通过电抗器进行滤波处理后，则变成能够进行变频的三相正弦波型交流电，然后支持高压交流电机进行工作。绝缘栅双极性高压开关管是一种特殊的设备，其运行是利用变频器计算机控制中心操控的，而且利用外围电子电路以及计算机程序，可以对高压交流电的增幅情况进行控制，根据运行环境改变电压的频率，使高压电机可以在一个相对较为稳定的环境下运作。还可以采用有效的措施对高压电机进行安全控制，比如软停机、软启动等。一般情况下，高压电机的输出频率需要控制在0-400hz，控制程序需要与IGBT管碰触，整流电容中残余的电流需要直接被排出，并且在放电结束后，应保证电源指示灯正常熄灭，从而降低检修时出现事故。
3高压电机的保护控制
3.1高压电机的直接启动控制原理
采用真空接触器直接启动与综合保护控制器相结合，通过电TA和零序电TA采样电路，将高压电机工作电流及漏电电流送入综合保护控制器电流信号输入端，供综合保护控制器进行电机运行状态监测分析、一旦发生过流、漏电、短路、缺相等故障、通过执行元件真空接触器动作，切断电机运行电源，并将故障情况上传到控制中心，同时声光报警。在故障没有排除的状态下，综合保护控制器程序锁定不能合闸的真空接触器，运行电机。
3.2高压电机的变频启动控制原理
高压变频器通过大功率IGBT绝缘栅型双极晶体管直接控制电机的高压电源，其结构为高压-低压-高压或三电平叠加结构。IGBT绝缘栅型双极晶体管是一种广泛应用于变频器中的电压控制型全控器件，开关速度高，电压、电流等级已超过BJT。IGBT绝缘栅型双极晶体管的出现，使一种新型结构的交-直-交形式逐渐替代体积大而笨重铁心变压器的结构，该结构变频器的主电路简图如图2。
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图2高压变频器主电路简图
4高压电机的保护技术
4.1定期测试保护
高压电机的正常运行跟很多关键的部件有着密切的联系，包括高压变频器、综合保护控制器、高压真空断路器等。所以维护技术人员对综合保护控制器和变频器的基本设置要有所了解，按照出厂说明书掌握个别设定值的意义，以便故障查找和问题处理。在对电机进行测试中，我们还必须应当严格遵照高压电机的各交接试验标准和验收规范进行。高压电机定期进行绝缘值测量的，使用合格的摇表，测量时准确读出在15s和60s时的绝缘电阻，并做好记录，计算出精确的绝缘电阻吸收比。另外，需注意的是绝缘电阻测量结构后，每个回路应对地放电。
4.2外界检测装置保护
为了检测运行中的情况，在实际应用运行中高压电机有多个测温装置，一般有:定子测温装置、前轴测温装置、后轴测温装置，测震装置以及润滑系统等。检测装置一般是将检测到的信号通过变送器转换为小电流或小电压信号传动到PLC中，PLC程序设计中将其常闭点串入启动线路中，当温度、震动、油压超过设定报警值时，电脑画面就会出现报警信息，当设定值超过跳机值时，串联的常闭点就会断开，就会出现跳机，维护技术人员就立即查找报警或跳机的原因并可立即处理，从而保证了设备的完好。
4.3定期维护保护
定期维护也是保护高压电机的一项重要工作，认真的定期维护在一定程度上可以避免很多事故的发生。由于安全工作的要求，定期维护一般在是利用停机时间对高压电机进行全面检查。安排专业的维护人员检查高压电机接线端子是否有闪络和打火痕迹，固定螺丝是否松动，端盖、地脚、轴承盖螺丝是否松动。对接线端子的灰尘进行擦拭，电机外部的灰尘、油泥进行清除。检查传动装置、皮带轮或联轴器有无损坏，安装是否牢固，皮带及其联结扣是否完好。高压电机的轴承一般工作半年左右清洗一次，清洗后需要重新更换合格的润滑脂。实际应用过程中也可根据高压电机运转时间长短、工作环境的情况、润滑脂的种类制定相应的清洗与更换油脂周期。
5结论
随着工业化技术的不断扩大，更多的高新技术应用到了电气设备运行当中，但在实际应用中由于高压电气设备的自身特性，运行过程中仍然会出现了很多的隐患。因此，为了更好的保证高压电机的完好运行，技术人员应该较好的掌握高压电机的自动化控制原理和保护技术，在实践中不断的应用，不断的积累经验，做好保护措施和定期维护，及时排除高压电机在实际应用中的隐患，从而保证高压电气设备的安全性。
参考文献
[1]呼小慧.高压电机自动化控制原理和保护技术[J].电子世界,2017(13):173.
[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,2015,25(18):100-101.
[3]郝广雷.浅谈高压电动机保护控制原理及电气调试方法[J].黑龙江科技信息,2013(24):38.
[4]赵慧凯.高压电机的自动化控制技术及电气调试[J].企业技术开发,2013,32(03):96-97.
论文作者:张翼飞
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第18期
论文发表时间:2020/3/16
标签：高压论文; 电机论文; 电流论文; 接触器论文; 变频器论文; 测温论文; 控制器论文; 《科学与技术》2019年第18期论文;