楊明川

（中國(guó)水利水電第七工程局有限公司，四川眉山 620860）

0 引言

在電力系統(tǒng)的運(yùn)行中，電氣設(shè)備是其中的關(guān)鍵設(shè)備，若電氣設(shè)備出現(xiàn)故障，不僅會(huì)造成相關(guān)設(shè)備的損壞，導(dǎo)致電力供應(yīng)的中斷，嚴(yán)重的甚至?xí)绊懻麄€(gè)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。所以在電力系統(tǒng)投運(yùn)前要對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行必要的系統(tǒng)故障的檢查。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，我國(guó)電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障或出現(xiàn)供電異常的狀況多是由于設(shè)備絕緣缺陷。電力設(shè)備的絕緣缺陷是一個(gè)逐步發(fā)展的過(guò)程，在這一過(guò)程中絕緣材料會(huì)出現(xiàn)一些物理及化學(xué)指標(biāo)的變動(dòng)，而這些浮動(dòng)與變化可以通過(guò)電氣試驗(yàn)檢測(cè)到，因此電氣檢驗(yàn)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用非常有必要。

1 電力系統(tǒng)中電氣試驗(yàn)的重要性

電力系統(tǒng)中電氣試驗(yàn)最主要的功能就是檢測(cè)電力設(shè)備的絕緣性，為保障電力設(shè)備正常運(yùn)行，并保持電力設(shè)備的電力處于最優(yōu)的標(biāo)準(zhǔn)。通常情況下，電力系統(tǒng)中互感器與變壓器等設(shè)備都必須經(jīng)過(guò)電力試驗(yàn)檢測(cè)各電力設(shè)備基本性能，滿足電網(wǎng)中的電力設(shè)備始終處于穩(wěn)定、高效運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的需求。

2 電氣試驗(yàn)的基本流程

2.1 保護(hù)試驗(yàn)

保護(hù)試驗(yàn)流程最關(guān)鍵的作用就是能夠不斷強(qiáng)化電氣自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行中的繼電保護(hù)。由于不同時(shí)期以及不同設(shè)備的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)都是有差異的，在進(jìn)行保護(hù)試驗(yàn)前應(yīng)該對(duì)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的線路有清晰地了解，以便于繼電保護(hù)中結(jié)合線路的流程要求進(jìn)行相關(guān)的連接操作，確保繼電保護(hù)試驗(yàn)的安全性及有效性，防止人為因素的連接錯(cuò)誤而引發(fā)電氣線路的嚴(yán)重故障。若出現(xiàn)連接失誤，則會(huì)對(duì)整個(gè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)造成嚴(yán)重影響，因此要對(duì)電氣試驗(yàn)工人進(jìn)行嚴(yán)格的連接流程要求，當(dāng)遇到不熟悉的電氣自動(dòng)化設(shè)備時(shí)，避免盲目連接操作，提升保護(hù)試驗(yàn)的安全開展率。

2.2 絕緣試驗(yàn)

絕緣試驗(yàn)工作的開展對(duì)于自動(dòng)化系統(tǒng)的電力系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)具有重要作用，它的核心作用是進(jìn)行電力系統(tǒng)安全性的判斷，其具體的措施是通過(guò)強(qiáng)化線路的絕緣能力來(lái)進(jìn)行電氣設(shè)施日常運(yùn)轉(zhuǎn)安全性的調(diào)節(jié)。在開展絕緣試驗(yàn)的期間，嚴(yán)格禁止非相關(guān)人員進(jìn)入試驗(yàn)區(qū)域，并且進(jìn)行絕緣試驗(yàn)的相關(guān)工作人員必須穿著所要求的防護(hù)服，保證沒(méi)有無(wú)關(guān)人員的參與，保障試驗(yàn)工作的安全性，也能夠使得試驗(yàn)人員更好地了解整個(gè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的絕緣情況。如果在行測(cè)試期間發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)某些部位出現(xiàn)漏電甚至短路的狀況應(yīng)對(duì)該部分進(jìn)行專業(yè)的維系與維護(hù)，具體是通過(guò)對(duì)此部分的絕緣材料進(jìn)行優(yōu)化與更換，加強(qiáng)此部位電力系統(tǒng)的絕緣性，保障整個(gè)電氣自動(dòng)化控制中電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

2.3 高壓試驗(yàn)

在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中許多的電氣設(shè)備必須開展高壓實(shí)驗(yàn)，其最主要的目的是對(duì)在高壓工作環(huán)境下整個(gè)電氣系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的檢查，在電氣系統(tǒng)高壓環(huán)境運(yùn)轉(zhuǎn)中，要求相關(guān)工作人員對(duì)是否出現(xiàn)了功能受損、意外漏電等電氣設(shè)備的損壞或者質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行判斷，并對(duì)有效控制電氣設(shè)備的高壓值及電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。在高壓實(shí)驗(yàn)中需要對(duì)高壓設(shè)備進(jìn)行加壓，加壓前應(yīng)該對(duì)電氣設(shè)備的各個(gè)部位的線路進(jìn)行狀態(tài)檢查，確保每個(gè)接線都處于正確狀態(tài)，嚴(yán)格按照高壓實(shí)驗(yàn)規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)操作流程進(jìn)行操作，保障所有人員的安全。

3 電氣試驗(yàn)自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用

3.1 提高電氣試驗(yàn)效率

隨著電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的增加，將能夠檢驗(yàn)電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的電氣試驗(yàn)與自動(dòng)化控制技術(shù)相結(jié)合，可以明顯提升電氣檢測(cè)的效率。電氣試驗(yàn)自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中，需要通過(guò)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相連接，構(gòu)建符合電氣設(shè)備本身的自動(dòng)化試驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行高效率的電氣檢測(cè)。在計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)連接控制的作用下，工作人員可以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，利用創(chuàng)建的化驗(yàn)平臺(tái)的功能界面進(jìn)行具體操作，降低工作人員的工作量并提高工作精確度。在進(jìn)行自動(dòng)化技術(shù)操作電氣試驗(yàn)中，工作人員能夠?qū)⒃囼?yàn)?zāi)康呐c方案作為參考，設(shè)計(jì)相應(yīng)的系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，最后由計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制運(yùn)行。也可以利用相關(guān)的計(jì)算機(jī)軟件，對(duì)電氣設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬計(jì)算分析，得到精確詳盡的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并依據(jù)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)與預(yù)先的函數(shù)方法，對(duì)電氣設(shè)備性能進(jìn)行量化分析。經(jīng)過(guò)電氣自動(dòng)化技術(shù)的計(jì)算機(jī)進(jìn)行一系列自動(dòng)操作，能夠有效提升電氣試驗(yàn)的科學(xué)性與有效性。并且一些電氣設(shè)備的環(huán)境具有高輻射、低溫等，工作人員長(zhǎng)期在這種環(huán)境開展檢測(cè)工作，會(huì)對(duì)健康造成一定的威脅，而自動(dòng)化技術(shù)的介入，可以幫助工作人員完成一些對(duì)自身安全與健康有害的電氣試驗(yàn)工作，大大提升員工的安全性。

3.2 提升試驗(yàn)的準(zhǔn)確性

電氣工程的開展過(guò)程中，常利用電氣試驗(yàn)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)作為工程質(zhì)量好壞的標(biāo)準(zhǔn)，是電氣工程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此，電氣試驗(yàn)結(jié)果的具體數(shù)據(jù)非常重要，在運(yùn)行電氣試驗(yàn)后，這些數(shù)據(jù)結(jié)果能夠有效的反應(yīng)電氣工程中存在的各種隱患。在普通的電氣試驗(yàn)操作過(guò)程中，會(huì)有許多無(wú)法預(yù)期的各種因素的干擾，為了排除這些因素的影響，有效降低誤差，引入電氣自動(dòng)化技術(shù)。將電氣自動(dòng)化技術(shù)與電氣檢驗(yàn)進(jìn)行結(jié)合，相關(guān)工作人員只需要通過(guò)相關(guān)指令控制電氣設(shè)備。工作人員通過(guò)試驗(yàn)?zāi)康牡刃枨?，預(yù)先設(shè)定全部需要進(jìn)行檢驗(yàn)的各項(xiàng)試驗(yàn)的指令數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)就會(huì)通過(guò)相關(guān)軟件將這些指令進(jìn)行有效的傳輸。在指令傳輸過(guò)程中，電氣設(shè)備以設(shè)備的數(shù)據(jù)代碼為依據(jù)，精確執(zhí)行目標(biāo)需求。

3.3 提升試驗(yàn)監(jiān)控水平

由于電氣自動(dòng)化控制技術(shù)與電氣試驗(yàn)工程的有效結(jié)合，使得電氣試驗(yàn)的整個(gè)操作流程及試驗(yàn)數(shù)據(jù)被電氣自動(dòng)化控制技術(shù)所掌控檢測(cè)，在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的介入過(guò)程中，采用集中控制與遠(yuǎn)程控制并行結(jié)合的手段，以便于全面的觀察試驗(yàn)，并進(jìn)行系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集分析。自動(dòng)化控制的電氣試驗(yàn)中需要建設(shè)相應(yīng)的智能電網(wǎng)，智能電網(wǎng)為需要進(jìn)行自動(dòng)化控制的電力試驗(yàn)設(shè)備提供流暢的通信能力，并通過(guò)系統(tǒng)的組網(wǎng)功能完成電氣試驗(yàn)的數(shù)據(jù)檢測(cè)及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸，保障傳輸信息的及時(shí)性與準(zhǔn)確性，相較于人工的信息數(shù)據(jù)采集更具有時(shí)效的監(jiān)控能力。在監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)布局中進(jìn)行采用集中手段，不僅可以降低工程及電氣試驗(yàn)成本，便于集中的設(shè)備維修與維護(hù)，也能夠通過(guò)集中控制系統(tǒng)進(jìn)行全面的監(jiān)控，提升工作效率。

4 發(fā)電機(jī)短路回路中相關(guān)電流回路試驗(yàn)案例

4.1 試驗(yàn)?zāi)康?/h3>

根據(jù)發(fā)電機(jī)啟動(dòng)試運(yùn)行規(guī)程，發(fā)電機(jī)在充水試驗(yàn)完成以后，即可開始準(zhǔn)備發(fā)電機(jī)短路特性試驗(yàn)。試驗(yàn)所需設(shè)備與材料見(jiàn)表1。發(fā)電機(jī)短路特性試驗(yàn)指發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速，電樞繞組的端電壓為0 時(shí)電樞電流和勵(lì)磁電流的關(guān)系IK=（fIE）。

表1 試驗(yàn)設(shè)備與材料

4.2 測(cè)量方法

發(fā)電機(jī)三相短路特性試驗(yàn)接線如圖1 所示，其中FMK 為滅磁開關(guān)，Rm 為滅磁電阻，F(xiàn)L 為分流器，G 為發(fā)電機(jī)，TA 為電流互感器，GLE 為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組。

圖1 發(fā)電機(jī)三相短路特性試驗(yàn)接線

4.3 PMDR-200 多功能數(shù)據(jù)采集儀接線（圖2）

圖2 PMDR-200 多功能數(shù)據(jù)采集儀接線

4.4 試驗(yàn)步驟

（1）在發(fā)電機(jī)出口設(shè)置三相對(duì)稱短路點(diǎn)。按圖接好各模擬通道，對(duì)各模擬通道設(shè)置好各變比參數(shù)。通過(guò)特性類試驗(yàn)?zāi)０逶O(shè)置好X 軸和Y 軸。準(zhǔn)備好短路試驗(yàn)勵(lì)磁系統(tǒng)用的臨時(shí)他勵(lì)電源，保證電源的可靠性。

（2）退出發(fā)電機(jī)電流保護(hù)。

（3）因?yàn)槎搪窌r(shí)發(fā)電機(jī)端電壓為0，調(diào)速器將不能接收機(jī)頻率信號(hào)，因此可以采用電流回路中串接以電阻取分壓提供給調(diào)速器同步轉(zhuǎn)速信號(hào)。電阻選擇不易過(guò)大，以防互感器過(guò)載，一般串入100 Ω 左右電阻即可。

（4）調(diào)速器開機(jī)將發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速上升至額定轉(zhuǎn)速，合勵(lì)磁滅磁開關(guān)。

（5）調(diào)節(jié)勵(lì)磁，使定子電流達(dá)到額定電流10%左右，檢查發(fā)電機(jī)短路點(diǎn)以內(nèi)所有電流互感器的二次電流回路，不得有開路現(xiàn)象。

（6）檢查完成電流回路，后重新將勵(lì)磁電流由最低值手動(dòng)逐步調(diào)節(jié)，每隔定子額定電流10%～15%記錄一組數(shù)值。

（7）達(dá)到額定定子電流后，調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流逐步為0，斷開滅磁開關(guān)。

（8）根據(jù)試驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)自動(dòng)繪制短路特性曲線，曲線應(yīng)為一條直線。

5 結(jié)語(yǔ)

自動(dòng)化控制技術(shù)在電氣試驗(yàn)中的運(yùn)用是解決電氣試驗(yàn)存在問(wèn)題，保障電氣工程順利施工的有效措施，在具體的應(yīng)用當(dāng)中專業(yè)技術(shù)人員必須充分了解相關(guān)電氣試驗(yàn)流程，才能夠充分發(fā)揮自動(dòng)化控制技術(shù)為電氣試驗(yàn)帶來(lái)的提升工作效率以及準(zhǔn)確性、提升監(jiān)控水平等一系列優(yōu)勢(shì)，為電網(wǎng)整體發(fā)展作出貢獻(xiàn)。