电气试验自动化控制技术的应用研究

杨明川

（中国水利水电第七工程局有限公司，四川眉山 620860）

0 引言

在电力系统的运行中，电气设备是其中的关键设备，若电气设备出现故障，不仅会造成相关设备的损坏，导致电力供应的中断，严重的甚至会影响整个电力系统的正常运行。所以在电力系统投运前要对电力设备进行必要的系统故障的检查。统计数据表明，我国电力系统出现故障或出现供电异常的状况多是由于设备绝缘缺陷。电力设备的绝缘缺陷是一个逐步发展的过程，在这一过程中绝缘材料会出现一些物理及化学指标的变动，而这些浮动与变化可以通过电气试验检测到，因此电气检验在电力系统的应用非常有必要。

1 电力系统中电气试验的重要性

电力系统中电气试验最主要的功能就是检测电力设备的绝缘性，为保障电力设备正常运行，并保持电力设备的电力处于最优的标准。通常情况下，电力系统中互感器与变压器等设备都必须经过电力试验检测各电力设备基本性能，满足电网中的电力设备始终处于稳定、高效运转状态的需求。

2 电气试验的基本流程

2.1 保护试验

保护试验流程最关键的作用就是能够不断强化电气自动化系统运行中的继电保护。由于不同时期以及不同设备的电气自动化系统都是有差异的，在进行保护试验前应该对电气自动化系统的线路有清晰地了解，以便于继电保护中结合线路的流程要求进行相关的连接操作，确保继电保护试验的安全性及有效性，防止人为因素的连接错误而引发电气线路的严重故障。若出现连接失误，则会对整个电气自动化系统造成严重影响，因此要对电气试验工人进行严格的连接流程要求，当遇到不熟悉的电气自动化设备时，避免盲目连接操作，提升保护试验的安全开展率。

2.2 绝缘试验

绝缘试验工作的开展对于自动化系统的电力系统正常运转具有重要作用，它的核心作用是进行电力系统安全性的判断，其具体的措施是通过强化线路的绝缘能力来进行电气设施日常运转安全性的调节。在开展绝缘试验的期间，严格禁止非相关人员进入试验区域，并且进行绝缘试验的相关工作人员必须穿着所要求的防护服，保证没有无关人员的参与，保障试验工作的安全性，也能够使得试验人员更好地了解整个电气自动化系统的绝缘情况。如果在行测试期间发现系统某些部位出现漏电甚至短路的状况应对该部分进行专业的维系与维护，具体是通过对此部分的绝缘材料进行优化与更换，加强此部位电力系统的绝缘性，保障整个电气自动化控制中电力系统的安全性和稳定性。

2.3 高压试验

在电气自动化系统中许多的电气设备必须开展高压实验，其最主要的目的是对在高压工作环境下整个电气系统的运转状态的检查，在电气系统高压环境运转中，要求相关工作人员对是否出现了功能受损、意外漏电等电气设备的损坏或者质量问题进行判断，并对有效控制电气设备的高压值及电力系统的正常运行。在高压实验中需要对高压设备进行加压，加压前应该对电气设备的各个部位的线路进行状态检查，确保每个接线都处于正确状态，严格按照高压实验规范的标准操作流程进行操作，保障所有人员的安全。

3 电气试验自动化控制技术的应用

3.1 提高电气试验效率

随着电气自动化技术应用的增加，将能够检验电气设备运行状态的电气试验与自动化控制技术相结合，可以明显提升电气检测的效率。电气试验自动化控制技术应用的过程中，需要通过与计算机系统相连接，构建符合电气设备本身的自动化试验平台，对电气设备进行高效率的电气检测。在计算机与网络连接控制的作用下，工作人员可以进行远程控制，利用创建的化验平台的功能界面进行具体操作，降低工作人员的工作量并提高工作精确度。在进行自动化技术操作电气试验中，工作人员能够将试验目的与方案作为参考，设计相应的系统运行参数，最后由计算机进行控制运行。也可以利用相关的计算机软件，对电气设备运行数据进行模拟计算分析，得到精确详尽的试验数据，并依据数据基础与预先的函数方法，对电气设备性能进行量化分析。经过电气自动化技术的计算机进行一系列自动操作，能够有效提升电气试验的科学性与有效性。并且一些电气设备的环境具有高辐射、低温等，工作人员长期在这种环境开展检测工作，会对健康造成一定的威胁，而自动化技术的介入，可以帮助工作人员完成一些对自身安全与健康有害的电气试验工作，大大提升员工的安全性。

3.2 提升试验的准确性

电气工程的开展过程中，常利用电气试验的检测标准作为工程质量好坏的标准，是电气工程的关键环节。因此，电气试验结果的具体数据非常重要，在运行电气试验后，这些数据结果能够有效的反应电气工程中存在的各种隐患。在普通的电气试验操作过程中，会有许多无法预期的各种因素的干扰，为了排除这些因素的影响，有效降低误差，引入电气自动化技术。将电气自动化技术与电气检验进行结合，相关工作人员只需要通过相关指令控制电气设备。工作人员通过试验目的等需求，预先设定全部需要进行检验的各项试验的指令数据，计算机系统就会通过相关软件将这些指令进行有效的传输。在指令传输过程中，电气设备以设备的数据代码为依据，精确执行目标需求。

3.3 提升试验监控水平

由于电气自动化控制技术与电气试验工程的有效结合，使得电气试验的整个操作流程及试验数据被电气自动化控制技术所掌控检测，在电气自动化控制系统的介入过程中，采用集中控制与远程控制并行结合的手段，以便于全面的观察试验，并进行系统的数据采集分析。自动化控制的电气试验中需要建设相应的智能电网，智能电网为需要进行自动化控制的电力试验设备提供流畅的通信能力，并通过系统的组网功能完成电气试验的数据检测及实时数据传输，保障传输信息的及时性与准确性，相较于人工的信息数据采集更具有时效的监控能力。在监控网络布局中进行采用集中手段，不仅可以降低工程及电气试验成本，便于集中的设备维修与维护，也能够通过集中控制系统进行全面的监控，提升工作效率。

4 发电机短路回路中相关电流回路试验案例

4.1 试验目的

根据发电机启动试运行规程，发电机在充水试验完成以后，即可开始准备发电机短路特性试验。试验所需设备与材料见表1。发电机短路特性试验指发电机的转速为额定转速，电枢绕组的端电压为0 时电枢电流和励磁电流的关系IK=（fIE）。

表1 试验设备与材料

4.2 测量方法

发电机三相短路特性试验接线如图1 所示，其中FMK 为灭磁开关，Rm 为灭磁电阻，FL 为分流器，G 为发电机，TA 为电流互感器，GLE 为发电机转子绕组。

图1 发电机三相短路特性试验接线

4.3 PMDR-200 多功能数据采集仪接线（图2）

图2 PMDR-200 多功能数据采集仪接线

4.4 试验步骤

（1）在发电机出口设置三相对称短路点。按图接好各模拟通道，对各模拟通道设置好各变比参数。通过特性类试验模板设置好X 轴和Y 轴。准备好短路试验励磁系统用的临时他励电源，保证电源的可靠性。

（2）退出发电机电流保护。

（3）因为短路时发电机端电压为0，调速器将不能接收机频率信号，因此可以采用电流回路中串接以电阻取分压提供给调速器同步转速信号。电阻选择不易过大，以防互感器过载，一般串入100 Ω 左右电阻即可。

（4）调速器开机将发电机转速上升至额定转速，合励磁灭磁开关。

（5）调节励磁，使定子电流达到额定电流10%左右，检查发电机短路点以内所有电流互感器的二次电流回路，不得有开路现象。

（6）检查完成电流回路，后重新将励磁电流由最低值手动逐步调节，每隔定子额定电流10%～15%记录一组数值。

（7）达到额定定子电流后，调节励磁电流逐步为0，断开灭磁开关。

（8）根据试验记录数据自动绘制短路特性曲线，曲线应为一条直线。

5 结语

自动化控制技术在电气试验中的运用是解决电气试验存在问题，保障电气工程顺利施工的有效措施，在具体的应用当中专业技术人员必须充分了解相关电气试验流程，才能够充分发挥自动化控制技术为电气试验带来的提升工作效率以及准确性、提升监控水平等一系列优势，为电网整体发展作出贡献。