高低压交流电机

高低压交流电机（共12篇）

高低压交流电机 篇1

随着电气工业的不断发展, 对绝缘材料提出了更高更严格的要求, 特别是绝缘浸渍漆, 从有溶剂、少溶剂到无溶剂浸渍漆;从B、F级通用到F、H级通用浸渍漆, 新产品不断涌现。在绝缘处理方面, 从普通沉浸、连续沉浸、滴浸、滚浸道真空压力浸渍, 新工艺层出不穷。这对绝缘浸渍漆提出了新要求-通用性。研究多用途、多功能的绝缘浸渍漆成为一个重要的发展方向。本文以哈尔滨庆缘电工材料股份有限公司生产的H9110不饱和聚酯亚胺无溶剂浸渍漆为实例, 介绍高、低压电机通过的F级无溶剂浸渍漆的性能要求、老化评定试验以及在低压电机、高压电机上的应用情况。进一步阐述应用高、低压电机通用绝缘浸渍漆的重要意义。

1 主要性能

1.1 基本情况

H9110浸渍漆主要由不饱和聚酯亚胺树脂和活性稀释剂苯乙烯组成。具有良好的机械、电气性能和耐水、耐溶剂、耐酸、耐油性能及耐热带气候性。耐热等级F级。属于快固化型浸渍漆, 150℃下1小时完全固化。储存期长, 室温储存期超过1年, 若定期补入10%的新漆, 可无期限使用, 达到了国外同类产品的水平。该产品适用于中心高355mm以下标准电机、大型特殊电机以及配电变压器绕组的浸渍绝缘处理, 可常压浸渍、滚浸和真空压力浸渍。与中胶粉云母带、少胶粉云母带配合, 可适用于中型高压VPI绝缘结构。

1.2 常规热老化评定

试验方法标准:GB11026.1-89

将H9110浸渍漆制成玻璃漆布, 随着老化时间的延长, 其曲面电极法电气强度逐渐下降, 电气强度下降至12MV/m为失效标准。曲面电极法常规热老化的温度指数TI为156。常规热老化的结果表明, H9110不饱和聚酯亚胺无溶剂浸渍漆的温度指数大于155, 可以满足F级绝缘结构的要求。 (见表1)

2 H9110漆与Ls oLa公司3308漆的对比

通过H9110漆的红外光谱、核磁共振氢谱分析结果表明, H9110漆和3308漆均属聚酯型材料。从红外光谱方面看, 两种漆是完全一样的聚合材料;从核磁共振氢谱方面看, 两种漆的分子结构极为相似, 只是在侧链基团方面有少许差别。通过性能对比, 可以说明H9110浸渍漆的综合性能已接近国际先进水平, 其高、低压通用性又能够满足国内电机生产厂家的特殊要求。

3 应用情况

3.1 在低压电机上的应用

绝缘浸渍漆及其处理工艺在低压电机绝缘结构中的主要功能是增强绕组线的整体性, 保护绕组, 使其免受潮气、尘埃、化学污物的侵蚀和机械振动等影响。H9110浸渍漆在小型防爆电机上的应用试验, 由南阳防爆电机厂完成。

3.1.1 绝缘结构

电机型号:YB90L-1.5W-4P防爆电机 (8台)

绝缘等级:F级

导线:QZY-2聚酯亚胺漆包圆铜线

槽绝缘和相间绝缘:NMN符合箔

槽楔:3240环氧层压板

引接线:JFE-500

3.1.2 绝缘处理工艺 (普通沉浸工艺)

绝缘结构按如下工艺处理:

定子式样经浸烘后绕组漆膜均匀, 导线粘结较好, 绕组形成牢固整体。

3.1.3 型式试验结果

电机绝缘电阻:合格

定子绕组温升:合格

40℃交变湿热12周电阻耐压值:合格

以上试验表明H9110浸渍漆完全可以满足F级低电压绝缘处理工艺及性能指标的要求。南阳防爆电机厂实行一罐多用的生产方式, 即在φ4.2m的真空压力浸渍罐中用H9110浸渍漆进行低压电机定子绕组的普通沉浸和真空压力浸漆;采用中型高压中胶VPI绝缘工艺生产的YKS500-2 (4000kW、6kV) 、Y710-4 (3200kW、10kV) 等高压电机均通过了厂的形式试验, 这是高、低压电机通用F级无溶剂浸渍漆应用的典型实例。

3.2 在高压电机上的应用

H9110浸渍漆在中型高压电机上的应用试验, 由北京电机总厂完成。

3.2.1 电机定子主绝缘的制造

电机型号:Y3556-6 (250kW、6kV、F级绝缘结构)

导线:1.58×5.4SBEMS-40155-1YSFIN

绝缘前直线部分截面尺寸:5.4×20.54

绝缘后直线部分截面尺寸:9.2×24.4

绝缘厚度:1.9 (9547-1少胶粉云母带0.13×25半迭包7层, 外包0.1厚无碱玻璃纤维带) VPI工艺过程:定子铁芯预热120℃, 4h, 冷却至80℃放置浸渍罐中。抽真空, 真空度小于100Pa, 保持真空3h, 输漆。加压至0.5Mpa, 保压4h, 降压, 回漆, 滴漆, 出罐, 烘焙155℃, 10h。

3.2.2 试验项目及结果

二台电机均通过厂的形式试验, 各项考核指标合格。同时对三支试验线圈进行了电气性能测试。应用试验结果表明, H9110浸渍漆9547-1少胶粉云母带的相容性良好。根据JB/T50133-1999标准, 常态、155℃介质损耗、瞬时工频击穿电压均达到优等水平。制得的主绝缘具有优良的电绝缘性能, 可以满足中型高压电机制造工艺和电气性能的要求。

由于模拟槽与线圈有气隙, 造成个别线圈介质损耗增量偏大。而后又制造了二台Y4501-4电机 (355kV、10kV) , 均通过厂的质量检测, 各项指标合格。北京电机总厂的工艺文件要求VPI罐中H9110漆每月必须更换10%新漆。所以, 在VPI罐附近建立了一个普通沉浸漆槽, 与VPI罐串接, 当无连续高压电机生产任务时, 定期将H9110漆放入普通沉浸漆槽, 用于Y2系列和NEMA系列等低压电机的绝缘处理 (烘焙条件为155℃4～6h) 。这样既可以保证高压VPI浸渍漆的质量稳定性, 又不会造成浪费, 还有利于生产管理, 同时提高了低压电机的质量。这是高、低压电机通过F级无溶剂浸渍漆在实际生产应用中有代表性的实例。

结束语

高、低压电机通用的F级无溶剂浸渍漆即可以充分满足F级中型高压电机绝缘结构的性能和工艺要求, 又适用于低压电机的绝缘处理, 特别是烘焙工艺和销售价格是决定F级无溶剂浸渍漆是否具有高、低压电机通用性的重要因素。H9110不饱和聚酯亚胺无溶剂浸渍漆通过常规老化、常温电老化评定, 经过南阳防爆电机厂和北京电机总厂多年使用, 以其优异的绝缘性能, 良好的工艺条件, 适中的销售价格, 成为高、低压电机通过F级无溶剂浸渍漆的典型代表。

今后, 发展多用途、多功能的绝缘材料将成为一个重要的研究方向。这是绝缘材料工作者们又提供了一个新的研究领域。

高低压交流电机 篇2

在未进行过加速老化试验的3只避雷器上按下列程序进行试验：

1在环境温度下测量试品在标称放电电流下的残压值，

2对试品进行标称放电电流冲击耐受试验，之后，冷却到环境温度。

3对试品进行2次4/10μs波形，10kA峰值的大电流冲击耐受试验。

在第1次冲击之后，待试品冷却到或预热到60±3℃时再施加第2次冲击，

波形调整范围如下：

a.电流峰值为9～11kA;

b.视在波前时间为4～4.5μs;

c.视在半峰值时间为9～11μs;

d.振荡的反极性峰值应小于2kA。

该冲击电流应与标称放电电流极性相同。

高低压开关柜接地保护探析 篇3

【关键词】高低压开关柜；接地保护；安全性

高低压开关柜是将高压电降压成低压电并配送到各个用电单元的装置，在电力领域承担的责任十分重大。在电力设备的定期的维护和检修的过程中，高低压安全柜的爆炸事故时有发生，这不仅给各个用电单位造成生活、生产上的重大损失，同时，还对人身财产造成重大伤害。接地保护装置能够有效提高高低压安全柜的使用安全性，对保障人员的生命财产安全意义重大。

1.高低压开关柜的接地保护装置的特性分析

1.1零线系统的应用

在我国，目前普遍对于零线的接线系统采用的是“单相两线制”，即保护接地所用线与工作零线用同一根导线连接。在接线的时候，将保护装置的接地线从电度表前面的工作零线接出来，将保护装置的另一端连接在三孔插座接地零线上。同时，工作零线由电度表后方的零线充当，但万不可直接用工作零线充当保护接地线。保护零线需要从干线上直接引入，不可通过保险丝，否则，不能起到保护作用，反而使触电危险系数增加。

1.2专用接零保护线的供电系统

我国目前专用的接零保护线的供电系统是“单相三线制”，需要在原有的工作零线布线的基础上增设一根专用接零的保护线，不需要安装保险丝而直接连线于户外重复接地位置。在这种专业接零保护线不断裂的情况之下，设备发生漏电时，该系统会立即切断电源，启动保护装置系统，杜绝了触电事故的发生。

2.高、低压开关的接地保护装置的工作原理及其结构

2.1高压开关的接地保护装置的工作原理及结构

要对高压开关的接地保护装置的工作原理进行分析，需要进行一项简单的试验。

在進行试验时，挡块在小车轨道上，因为2个定位块控制挡块的轴向移动，所以能够阻止手车前轮的运动，并保证手车绝不会向柜体里发生轴向移动的误动作而出意外。接着将手柄从手把上取下来，用固定螺栓也就是安装板上面的固定的孔将接地线固定住，这个固定的孔还可以有效防止手把转动时出现的失误等问题。

试验结束后，应先拆掉用来固定接地线的固定螺栓，也就是安装在安装板上的孔手柄，不然手把就无法进行顺时针转动，因此也就无法带动挡块的转动，最后无法离开手车的轨道，手车在不拆接地线的情况下无法合闸，从而保证了操作的安全性，有效的防止操作失误导致的安全隐患。

2.2低压开关柜接地保护装置的结构及工作原理

低压开关接地柜的保护装置与高压的保护装置有所不同，低压盘接地保护装置安装在盘体下面角铁框架上，固定钢板焊接在距离盘门合页大约120mm处。当低压盘位的盘门在低压盘位正常供电时是处于闭合的状态的，这个时候是由相关负责人将蝶形的螺栓放在合理的地方。在检修装置的时候，进行接地工作，低压盘门会在断电之后打开，随后需要蝶形的螺栓使用其螺纹将用于固定接地线的固定线圈拧紧，将其他地方的接地线的固定部分拆除，之前安装在盘外的接地线的位置不变。检修完毕后，假设操作人员由于误操作没有进行拆除接地线，那么当关闭盘门进行合闸送电时，由于碟形螺栓安装在门合页转角处位置，当门关闭到与框架的夹角到一定角度时，因为碟形螺栓的阻挡而使盘门无法关闭，如果不先拆掉接地线，将碟形螺栓拆掉，就无法将门合上再进行下一步操作。在蝶形螺栓和接地线都拆除后，门会关闭上，这样一来，就可以在保证操作人员的人身安全的前提下顺利地进行下一步操作。

3.高、低压开关的接地保护装置的应用

3.1高压开关的接地保护装置的应用

为了预防检修人员对设备进行检修时发生触电事故，保障工作人员的人身财产的安全，对设备安装接地保护装置是必须的。在高压开关柜中，此类产品型号众多，因此在设备的结构设计上也存在着一些差异，但对于接地保护装置的设置大体上是一样的。针对手车前轮运动的问题，手车在柜体中进行轴向运动的时候，我们可以将挡块放在手车运行的轨道上面，此外，增加两个定位块对手车移动进行控制，阻止前轮运动，解决了问题。接着再将接地线用手柄固定在设备安装版上的孔洞处，这不仅可以在连接接地线的同时，还可以固定上方手把防止发生顺时针转动引发事故。完成检修工作之后，检修人员需要重新启动高压开关柜，恢复高压柜的正常工作状态，此时，为了使上方的手把能够带动轨道上的挡块的运动，需要将用于固定接地线的手把拆除，当挡块能够进行顺时针运动时，再将手把安装到上方手把处，这有这时，才能顺利进行高压开关柜进行合闸送电，并防止手把以及挡块发生逆时针旋转运动，产生触电事故。

3.2低压开关的接地保护装置的应用

当检修人员对设备低压开关柜进行检修时，首先必须将设备进行接地布线。传统的接地布线设置中通常都是把接地线连接在低压盘的外围，这样进行接地布线，检修人员工作完之后常常会忘记拆除接地线，这样反倒是会让低压开关柜在继续使用的过程中产生触电危险。在低压开关柜的接地保护装置设计中，现在的规定是低压开关柜进行断电后，就要打开低压盘，将接地线布置在低压盘内部的碟形螺栓处，固定好接地线后，再进行检修。和传统的接地布线设置相比，新的布线设置能从根本上避免工作人员操作上的失误造成的触电危险。在低压开关柜这样的设计下，如果操作人员在检修完毕后忘记要拆除接地线，那么在合闸送电的过程中，就会受到安装在门合页转角处的碟形螺栓与接地线的阻挡，而无法将低压盘门关闭，进而提醒维修人员及时完成接地线的拆除工作。

4.对接地保护装置在高低压开关柜中应用的评价分析

对于高低压开关柜这样聚集高压电流的设备，保障工作人员的人身财产至关重要，接地保护装置在高低压开关柜上的安装对于此项任务目标意义重大。针对高低压开关柜设置的接地保护装置结构简单，安装方便，对原设备改动较小，不仅能够提高设备自身的使用安全系数，还能在检修人员误操作时，及时阻止其继续检修，具有极强的安全性和推广性。

5.结语

接地保护装置是防触电安全保护措施中极为有效的方法之一，能够在设备漏电时大大降低电压，保证人员的安全。对于像高低压开关柜这样的设备来说，充分做好防触电安全措施是极为重要的。目前正在使用的高低压开关柜有不同的型号，这就要求相关工作人员根据不同型号的设备结构，选取合适的接地保护装置，以便确保高低压安全柜使用的安全性。 [科]

【参考文献】

[1]王荣.安装高低压开关柜的要点分析[J].江苏科技信息，2014（10）：58-59.

[2]董会平，宋建峰，王卫红.核电厂项目中低压开关柜结构设计分析[J].科技信息，2014.

高低压交流电机 篇4

传统步进电机的驱动器大多数为恒压驱动,只需要对足够大电流进行开关处理,这种驱动电路具有简单、价格低廉、控制简单等优点,但是该驱动系统中的功率管具有发热量大,电机震动大,电机转速慢等缺点。而步进电机的性能和运行品质在很大程度上取决于其驱动电路的结构与性能,为了解决上述问题,本系统设计了高低压步进电机驱动器,由高压电源与低压电源相结合驱动步进电机,从而大大降低了功耗,减小了电机在运行中的震动。为了保证步进电机系统运行的可靠性和安全性,本系统采用了过压保护和过流保护,大大增强了电机的可靠性[1]。

1 系统总体方案及工作原理

高低压步进电机驱动器系统由功率管控制电路、高低压电源、单片机系统等几个部分组成,如图1 所示。

本系统采用高压电源与低压电源相结合驱动步进电机,由单片机控制驱动器来控制步进电机的转动[2],系统实时采集步进电机电流大小,进行负反馈,从而实现系统高低压自动切换,保证了系统的可靠性。

2 控制系统及其硬件设计

控制系统主要由单片机电源模块、高压电源模块、单片机系统、高低压驱动模块、码盘模块和A/D采样模块等组成,如图2 所示。

2. 1 电源模块

一个稳定可靠地系统离不开一个稳定的电源模块。由于步进电机所处的环境具有噪声高、干扰强等特点,为了保证电源的可靠性,降低单片机电源所受干扰,本系统设计了一款性能好、可靠性高的稳压电源,并且充分考虑各种使用环境,如图3 所示。其工作原理如下,220V经过电磁干扰滤波器进行滤波处理后进行整流输出到变压器,为了增加变压器的可靠性,由C2、R5、R6、D2 和初级线圈组成的回路部分形成尖峰电压吸收回路,使得变压器储存在线圈的能量得以释放,避免开关管Q1 在截止瞬间被初级线圈产生的过高反向电势所损坏。为了输出一个稳定的12V电源,在输出端中实时采集输出电压进行负反馈。考虑到初级线圈具有较高的噪声,而不影响输出电压,系统采用光耦隔离进行反馈。当反馈电压过高时,光耦导通,PT2201 反馈端输出低电压,PT2201 关闭输出。从而保证了系统电源的稳定性,实现了过压保护等功能。由于系统所需要电源电压为5V电源。变压器副边线圈产生稳定的12V电压时,再由LM2576 输出稳定的5V电压提供给单片机[3]。

2. 2 高压电源模块

在步进电机运行过程中,高压电源的稳定性对步进电机运行时震动的大小起到至关重要的作用,为了增加电机使用寿命和降低电机的震动,本系统设计一款高压稳压电源,如图4 所示。

其工作原理如下,三相电经过整流滤波电路后,由IRF840 组成的半桥电路控制电压的输出[4]。稳压电源输出电压的大小通过调宽电压大小来决定输出占空比,TL494 调宽电压与输出占空关系如图5 所示。通过调节TL494 输出占空比来决定功率管的导通和关断,TL494 是一种固定频率脉宽调制电路,他内部集成脉宽调制电路,同时片外只需要2 个电阻电容既可以产生线性锯齿波,TL494 片内同时还集成5V的参考电压,从而大大减少了片外的外围器件,由于TL494 内置了功率晶体管,所以TL494 可以提供500m A的驱动能力,因此TL494 广泛应用于半桥式开关电源。为了保证电源的稳定性,本系统由T4 变压器采集输出电压,在经过整流滤波后反馈到TL494。当反馈电压过高时,TL494 关断功率管,从而降低了电路的输出电压。

2. 3 高低压驱动模块

由于系统运行于高速状态,为了保证系统的实时响应能力,文中系统设计了一款高速响应驱动电路[5],其单项驱动电路如图6 所示。当系统启动时,由单片机引脚输出高电平启动步进电机,然而步进电机运行时具有较强的干扰性,为了保证单片机系统运行的可靠性,系统采用光电隔离驱动步进电机,当单片机引脚输出高电平时,光耦4N25 导通,使得GNB输出高电平,从而触IFRP450 功率管;由于单片机控制端输出高电平,使得三极管V206B处于导通状态,LM33 9 的副端电压降低,因此LM339 输出高电平,在经过三极管和光耦的转换,功率管IRF9640 导通,从而高压电源驱动步进电机。由于步进电机处于高速运行状态,如果仅是使用单片机采集电机导通电流,不能实时电流负反馈,因此本系统采用硬件保护机制,通过采集R22 电阻上的电压来采集电机中的电流,当电机电流过大时,三级管V207B导通使得光耦U10 导通,LM339 正端输入电压降低,LM339 输出低电平,关断IRF9640 功率管,从而使得电机处于低压状态运行。

3 软件总体框架设计

一个好软件的总体框架对于可靠的系统是至关重要的[6],在编写好软件框架后,依次对各模块进行编程,在各模块实现相应的功能后,再将他们整合到程序中,从而大大降低软件编写难易程度,同时为后期维护难易程度创造了必要的条件,这种编程设计的好处就在于易调试和易维护,软件框架如图7所示。

系统采用ATMEL公司的ATmega64 作为CPU,软件主要实现的功能包括: 按钮按键采集,拨动按键采集,数码管驱动设计和电机的控制。掉电时,将一些重要的数据储存到单片机自带的EEPROM。

4 系统测试

根据上述内容,本文设计了高压稳压电源和步进电机驱动器系统,如图8 - 9 所示。为了便于测试高压电源,TL494 反馈端与调宽输入端连到不同的滑动变阻器上,通过调节反馈电压和调宽电压的大小,来模拟电源的运行状态,当电源电流大于7A时,TL494 截止,实验结果表明,高压稳压电源满足步进电机工作电压和电流要求。同理,在步进电机驱动系统测试中,测试了系统相应的参数,实验结果表明该系统满足设计要求。

5 结束语

本文提到的基于AVR的高低压步进电机驱动器系统,分别从系统的硬件设计和软件设计阐述了其设计思路,系统最大优点就是解决了传统步进电机驱动器必须对足够大的电流功率管进行开关处理,电机运转速度比较低,电机震动大,且容易导致高频干扰。文中采用高低压驱动步进电机,降低了功率管的功耗,从而大大增加了系统使用寿命,为步进电机提供了一种高效可靠的方法。该步进电机驱动器并非完美,但是系统的安全性能高,电路设计简单,具有较高的推广应用价值。

参考文献

[1]孙建忠,白凤仙.特种电机及其控制[M].北京:中国水利水电出版社,2005.

[2]王玉琳.三相反应式步进电机的一种实用驱动器[J].电力电子技术,2005,39(3):71-72.

[3]王兆安,刘进军.电力电子技术[M].北京:机械工业出版社,2010.

[4]谢春林.电压驱动型脉宽调制器TL494[J].国外电子原件,2001(2):66-67.

[5]康晶.采用反馈控制的步进电机高低压驱动电路[J].电力电子技术,2003,37(1):61-62,65.

高低压配电设备应急预案 篇5

一、指导思想

为进一步提高对突发性事故发生的应对能力和迅速机动性，缩短事故的抢修时间，减少事故的损失，保障安全供电，特制定曙光煤业高低压配电设备事故抢修应急处置预案。

二、应急领导小组 组 长：李 强 副组长：樊海军

成 员：卫明 李红波 刘建云 豆晶

三、职责

1、安全员负责检查安全用具、工器具是否合格能用，检查抢修安全措施是否得当，监督现场安全措施是否完善和执行。

2、按照应急领导小组的部属，提前做好备品备件、工具、安全用具的检查和准备，保证施工工具、个人工具齐全，安全用具合格能用。

3、建立班组抢修人员通讯录，做好家庭详细住址、电话统计。

4、应急抢险队全面负责抢险工作，随时做好事故抢险准备，做到在紧急情况下能迅速出动，全力以赴进行抢险。所有抢修人员，保证通讯畅通，随叫随到，接到抢修事故的任务应在30分钟内在班组内集合，不得无故拒绝参加事故抢修，抢修人员能招之即来、来之能干。

5、各抢修队应服从指挥和调度，不得有超出工作范围和违章作业、蛮干等现象发生。

6、做好对夜间抢修照明设备准备，保证抢修时有足够的照明。

7、负责做好所辖事故抢修地段的安全保护措施、警示标示，确保抢修人员的人身安全。

四、事故汇报处理、抢修组织程序

1、值班人应是突发事故的第一汇报人，具体负责值班期间发生的具体工作。值班人员在值班期间对机电设备部领导负责，值班期间遇有重大问题应及时向部领导报告，并按照部领导的指挥及时处理，值班负责人与抢修人员必须按时全部到岗到位。

4.2、增强值班人员的灾害性天气应急抢险意识，做到思想上高度警惕，克服抢险工作中的麻痹、松懈思想，立足于防大险、抗大灾、抢大险，全面做好防止发生灾害性天气的各项准备工作。

4.3、浓雾天气、冰雪冰雹天气、雷雨雷电天气、大风天气值班人员应加强设备巡视，随时观察设备的运行状况。4.4、在正常上班发生事故需要处理时，及时按电修科职责划分进行事故抢修;晚上及非上班时间发生事故时，由值班人员进行处理，较严重的事故，值班人员无法处理时，应立即向应急领导小组报告，按照应急领导小组的部署通知抢险队进行处理。

4.5、抢修队长察看事故现场，根据事故类型、事故损坏程度，制定抢修方案，经应急领导小组同意后下达抢修任务，同时抢修队长立即组织抢修队员集合待命。4.6、值班人员在配电室发生停电后：

4.6.1、首先查明故障原因，排除事故原因，无问题后方可送电试运行。

4.6.2、当查明事故原因，一时无法排除时，要想办法断开事故点，在确保安全的前提下，把其他配电设备送上电，以便及时保证商场用电。

4.6.3、当查明是供电线路故障时，要及时与供电部门调度联系，查明原因及时调整供电线路。

4.6.4、当供电设施出现火灾时，应先断开供电设施，用干粉灭火器灭火并与配电设施保持一定安全距离。4.7、安装调试好可靠的备用电源设备，如小型发电机、蓄电池等，做好无电情况下的应急措施，必要时联系供电部门进行援助, 供电部门根据实际情况进行迅速救援。4.8全体抢修队员应认真学习公司本高低压配电设备事故抢修应急处置预案，熟练掌握应急方案，明白各类应急情况个人应处的位置及措施方案实施过程中，应配备的工器具和安全措施的保障，做到情况发生后不慌张、不紧张、熟练应对。积极开展应急演练活动，在演练中检验抢险队员的素质，提高应急抢

险

队的整

体

能

力。

高低压交流电机 篇6

【关键词】高低压供电线路；施工；问题；对策

【中图分类号】U282+.3 【文献标识码】A 【文章编号】1672—5158（2012）08—0161-02

由于城市在过去的高低压供电线路方面主要采用地上架空的方法，使得这些线路严重的影响着城市的风采和容貌，新时期下城市的发展和改革，需要对城市的地面架空线路进行刻不容缓的改造。本文分四个部分对城市高低压供电线路入地施工进行探讨。

一、前期的人员及工作准备

一个项目从开始到结束，其中的主要人员分别包括项目经理、项目副经理、施工技术负责人，其中，项目副经理手下要有施工队长、材料员和安全员，项目施工负责人手下要有质检员、测量员、资料员。

具体施工开始前，项目施工编制人员首先要审阅工程图纸，对工程的施工位置及坐标进行全面细致的审核，并计算施工所需材料和数量，控制好施工的关键点，撰写出详细的施工方案。在施工编制人员完成了以上的任务后，项目经理需要带领项目的管理人员、材料人员和施工技术人员去施工现场进行实地的项目考察，主要根据主干道两侧的商业情况来确定材料的数量和存放地点，还要考察工程现成的交通情况来判断是否会对工程材料的运输形成影响，最后要考察是否有障碍物和其它地下的市政设施会对施工的电缆管线存放位置构成影响，测量各种现有管道的标准高度，为其正常施工时提前做好资料方面的准备Ⅲ。

做好上前面的准备工作，基本上就确定了施工的具体工艺流程，施工的具体工艺流程为：测量放线-开挖电缆管沟槽-浇筑沟槽底垫层-铺设电缆管-回填细沙-砌筑电缆井-安装金属设施。

二、电缆管的铺设

（一）关于电缆管的具体铺设问题，一定要严格按照事先计划好的铺设电缆管线路施工的顺序进行，根据施工现场的具体情况，进行准确的放线，并相应的标出电缆井的顺序。对于城市主干道中的十字交叉形成T形的电缆井位置，必须按照图纸位置放线。开挖电缆基坑与电缆管沟槽前，要按照施工的组织设计要求弄明白开挖电缆基坑及电缆井沟槽位置与各种管道及电力、通讯电缆的水平位置尺寸、根数、深度、管道直径等情况。并由专门人员指挥挖掘机械，保护标注性位置进行施工，重点位置采用人工开挖方式，确保通讯电缆、电力电缆和煤气管线不受损伤。电缆管沟槽沿着两侧安开挖的深度放坡，需要支护部位按要求做好切实的支护，沟槽两侧尽量少堆置回填土，还要掌握施工期间天气变化，对雨季施工做好防水防洪工作，防止电缆沟槽侧壁的塌方發生。之后，由具体的施工组根据电缆铺设的工程特性，进行专业性的分布施工。第一队要挖开电缆管的沟槽及其垫层，第二队进行细沙回填和上部填土，第三队负责向电缆井的支模浇筑和回填覆土的工作，为了使得工程均衡有序的进行，三个施工分队需要以分段错开的流水式作业方式开展。

（二）对于玻璃钢电缆管的铺设，要掌握该种钢管的施工要点。其施工要点主要包括三个方面：一是确定玻璃钢电缆管口得的插接方向，其插接方向一般与电缆敷设施工方向相同；二是在电缆管铺设沟槽的垫层上均匀铺设7—12cm的细砂；三是插接口施工时，带好胶圈胶塑。而且插接的尺寸要到位；四是在第一层电缆管铺设完成后，第二层电缆管铺设还没有完成前，将第一层电缆管的缝隙用细砂灌满，电缆管的两侧细砂外部同步用素土回填封实，以下各层电缆管铺设与第一层电缆管铺设方法一致。电缆管线路铺设完成后，覆土安25-33cm厚分层封实。电缆管上部禁止用压路机进行辗压，各分段施工的电缆管口需要用保护袋绑紧密封插，管口之间要保留相应的尺寸以方便延续接管再施工。

电缆井的挖掘达到标准高度后，其模版施工要分两步进行，即底模板支撑和顶模版支撑。模版支撑整体要求整体牢固，以防侧壁墙模版压力集中而造成跑模。在对钢筋绑扎完成后，需要检查预留孔洞的尺寸和位置。电缆桥架的预留铁位置和数量应该与默板开进并固定，最后用水泥带将预留的孔洞全部封严，用直径为35细砂的振捣棒分段逐层的振捣密实，增加混凝土防渗防水的能力。

三、电缆管铺设中遇到的问题及对策

（一）铺设线路靠近路旁建筑物

当电缆管的铺设线路靠近酷庞建筑物，即电缆管沟边距建筑物的尺寸小于其基坑开挖的标准，而且电缆管的埋设深度超过了建筑物的深度时，可以采用缩短开沟长度的办法，按一节整管的长度开挖，半干性混凝土负责打底找平，然后铺管、盖砂、回填素土，并以其连促作业的方法保证建筑物的绝对安全。这种以时间换取空间的施工方法虽然其效率要低一些，但它为整个工程的顺利进行赢得了宝贵的时间。

（二）电缆管的铺设线路与城市主干道的一部分阀门井重叠

对于这样的情况，可以采用将其阀门井沿着管道方面转移的办法避开电缆管的铺设，但因为其一部分阀门井的产权属于行业管理范畴，要移位审批的程序非常复杂，这样就步可避免的影响了项目施工的进度，针对这种情况，可以采用PE管材做加深铺设施工，在其阀门井的下部通过，这样虽然会产生一定的附加费用，但既比顶管的施工费用节省，而且保证了工程的质量，使得工程可以如期按约完成。

（三）电缆铺设与煤气管道垂直相交

在电缆管的铺设过程中，有时会产生与煤气管道垂直香相交的情况，针对这样的问题，需要将电缆管铺设在煤气管下部25cm的距离，在距离尺寸没有达到规范要求时，需要用混凝土将电缆铺设线路完全包封起来。

（四）电缆关与通讯线路垂直相交

这种情况下，通常是将电缆管从其下方通过，并在其双方的垂直交叉处增加金属管，防止电磁波的干扰，加强保护和护理。具体操作时应该在通讯线路的产权单位监督下进行施工，以确保通讯线路与电缆管互不影响，达到相互安全的效果。

（五）电缆管穿越了热力管线

在具体的进行电缆管铺设时，当热力管线与电缆管相交时，可以根据其标准高度的相对尺寸来确定其穿越的具体方式，电缆管一般会采用在热力管的下方通过并相距大约45cm的距离即可，对于热力管沟较深的情况，可以在两管道之间逐渐增加17-26cm的钢筋混凝土板，并使得电缆管在热力管的上方通过。

（六）电缆管横过城市的主干道

电缆管在具体的铺设过程中不可避免的会发生横过城市主干道的现象，对于这种情况，可以首先精确的测量出城市主干道下的各种管道的标准高度，以此掌握其空间的尺寸大小，然后通过精确的计算和分析，使得电缆管在其空间尺寸中完全通过，如果总体的空间尺寸太小，可减少电缆管的竖层数量，增加其水平方向的数量，以此减少其对道路架构的影响。

四、总结

通过对城市高低压供电线路的入地施工的研究表明，前期准备工作、电缆管的铺设方法以及在铺设过程中遇到的具体问题和实际的解决方案是做好城市高低压供电线路入地施工工程成功的必要条件，是城市完成对地面线路架高改造的充分基础，而且对与类似的施工工程也会有一个很好的指导作用。

参考文献

[1]景保福.城市地下输电工程探讨[J].上海电气技术，2012（1）

[2]李济生，孔令民，刘波.浅谈兖矿集团公司驻地同塔架设回路供电线路改造[J].科技信息，2010（17）

电气设计中低压交流接触器的选用 篇7

1 交流接触器的结构与参数

一般使用中要求交流接触器装置结构紧凑, 使用方便, 动静触头的磁吹装置良好, 灭弧效果好, 最好达到零飞弧, 温升小。按照灭弧方式分为空气式和真空式, 按照操动方式分为电磁式、气动式和电磁气动式。

接触器额定电压参数分为高压和低压, 低压一般为380V、500V、660V、1140V等。

交流接触器线圈按照电压分为36、127、220、380V等。接触器的极数分为2、3、4、5极等。辅助触头根据常开常闭各有几对, 根据控制需要选择。

2 交流接触器的选用原则

接触器作为通断负载电源的设备, 接触器的选用应按满足被控制设备的要求进行, 除额定工作电压与被控设备的额定工作电压相同外, 被控设备的负载功率、使用类别、控制方式、操作频率、工作寿命、安装方式、安装尺寸以及经济性是选择的依据。选用原则如下:

2.1 交流接触器的电压等级要和负载相同, 选用的接触器类型要和负载相适应。

2.2 负载的计算电流要符合接触器的容量等级, 即计算电流小于等于接触器的额定工作电流。

接触器的接通电流大于负载的启动电流, 分断电流大于负载运行时分断需要电流, 负载的计算电流要考虑实际工作环境和工况, 对于启动时间长的负载, 半小时峰值电流不能超过约定发热电流。

2.3 按短时的动、热稳定校验。

线路的三相短路电流不应超过接触器允许的动、热稳定电流, 当使用接触器断开短路电流时, 还应校验接触器的分断能力。

2.4 接触器吸引线圈的额定电压、电流及辅助触头的数量、电流容量应满足控制回路接线要求。

要考虑接在接触器控制回路的线路长度, 一般推荐的操作电压值, 接触器要能够在85~110%的额定电压值下工作。如果线路过长, 由于电压降太大, 接触器线圈对合闸指令有可能不起反映;由于线路电容太大, 可能对跳闸指令不起作用。

2.5 根据操作次数校验接触器所允许的操作频率。如果操作频率超过规定值, 额定电流应该加大一倍。

接触器和空气断路器的配合要根据空气断路器的过载系数和短路保护电流系数来决定。接触器的约定发热电流应小于空气断路器的过载电流, 接触器的接通、断开电流应小于断路器的短路保护电流, 这样断路器才能保护接触器。实际中接触器在一个电压等级下约定发热电流和额定工作电流比值在1~1.38之间, 而断路器的反时限过载系数参数比较多, 不同类型断路器不一样, 所以两者间配合很难有一个标准, 不能形成配合表, 需要实际核算。

3 不同负载下交流接触器的选用

为了使接触器不会发生触头粘连烧蚀, 延长接触器寿命, 接触器要躲过负载启动最大电流, 还要考虑到启动时间的长短等不利因数, 因此要对接触器通断运行的负载进行分析, 根据负载电气特点和此电力系统的实际情况, 对不同的负载启停电流进行计算校合。

3.1 控制电热设备用交流接触器的选用

这类设备有电阻炉、调温设备等, 其电热元件负载中用的绕线电阻元件, 接通电流可达额定电流的1.4倍, 如果考虑到电源电压升高等, 电流还会变大。此类负载的电流波动范围很小, 按使用类别属于AC-1, 操作也不频繁, 选用接触器时只要按照接触器的额定工作电流Ith等于或大于电热设备的工作电流1.2倍即可。

3.2 控制照明设备用的接触器的选用

照明设备的种类很多, 不同类型的照明设备、启动电流和启动时间也不一样。此类负载使用类别为AC-5a或AC-5b.如果启动时间很短, 可选择其发热电流Ith等于照明设备工作电流1.1倍。启动时间较长以及功率因数较低, 可选择其发热电流Ith比照明设备工作电流大一些。

3.3 控制电焊变压器用接触器的选用

当接通低压变压器负载时, 变压器因为二次侧的电极短路而出现短时的陡峭大电流, 在一次侧出现较大电流, 可达额定电流的15~20倍, 它与变压器的绕组布置及铁心特性有关。当电焊机频繁地产生突发性的强电流, 从而使变压器的初级侧的开关承受巨大的应力和电流, 所以必须按照变压器的额定功率下电极短路时一次侧的短路电流及焊接频率来选择接触器, 即接通电流大于二次侧短路时一次侧电流。此类负载使用类别为

AC-6a。

3.4 电动机用接触器的选用

电动机用接触器根据电动机使用情况及电动机类别可分别选用AC-2~4, 对于启动电流在6倍额定电流, 分断电流为额定电流下可选用AC-3, 如风机水泵等, 可采用查表法及选用曲线法, 根据样本及手册选用, 不用再计算。

绕线式电动机接通电流及分断电流都是2.5倍额定电流, 一般启动时在转子中串入电阻以限制启动电流, 增加启动转矩, 使用类别AC-2, 可选用转动式接触器。

当电动机处于点动、需反向运转及制动时, 接通电流为6Ie, 使用类别为AC-4, 它比AC-3严酷的多。

如果允许触头寿命短, AC-4电流可适当加大, 在很低的通断频率下改为AC-3类。

根据电动机保护配合的要求, 堵转电流以下电流应该由控制电器接通和分断。大多数Y系列电动机的堵转电流≤7Ie, 因此选择接触器时要考虑分、合堵转电流。规范规定:电动机运行在AC-3下, 接触器额定电流不大于630A时, 接触器应当能承受8倍额定电流至少10秒。

对于一般设备用电动机, 工作电流小于额定电流, 启动电流虽然达到额定电流的4~7倍, 但时间短, 对接触器的触头损伤不大, 接触器在设计时已考虑此因数, 一般选用触头容量大于电动机额定容量的1.25倍即可。对于在特殊情况下工作的电动机要根据实际工况考虑。如电动葫芦属于冲击性负载, 重载启停频繁, 反接制动等, 所以计算工作电流要乘以相应倍数, 由于重载启停频繁, 选用4倍电动机额定电流, 通常重载下反接制动电流为启动电流2倍, 所以对于此工况要选用8倍额定电流。

3.5 电容器用接触器选用

电容器接通时电容器产生瞬态充电过程, 出现很大的合闸涌流, 同时伴随着很高的电流频率振荡, 此电流由电网电压、电容器的容量和电路中的电抗决定 (即与此馈电变压器和连接导线有关) , 因此触头闭合过程中可能烧蚀严重, 应当按计算出的电容器电路中最大稳态电流和实际电力系统中接通时可能产生的最大涌流峰值进行选择, 这样才能保证正确安全的操作使用。

选用普通型交流接触器要考虑接通电容器组时的涌流倍数、电网容量、变压器、回路及开关设备的阻抗、并联电容器组放电状态以及合闸相角等, 一般达到50至100额定电流。

如果电容器组没有放电装置, 可选用带强制泄放电阻电路的专用接触器。

电容器投入瞬间产生的涌流峰值应限制在电容器组额定电流的20倍以下;还应考虑最大稳态电流下电容器运行, 电容器组运行时的谐波电压加上高达1.1倍额定工作时的工频过电压, 会产生较大的电流。电容器组电路中的设备器件应能在额定频率、额定正弦电压所产生的均方根值不超过1.3倍额定电流下连续运行, 由于实际电容器的电容值可能达到额定电容值1.1倍, 故此电流可达1.43倍额定电流, 因此选择接触器的额定发热电流应不小于此最大稳态电流。

4 交流接触器的安装

交流接触器的吸合、断开时振动比较大, 在安装时尽量不要和振动要求比较严格的电气设备安装在一个柜子里, 否则要采用防震措施, 一般尽量安装在柜子下部。交流接触器的安装环境要符合产品要求, 安装尺寸应该符合电气安全距离、接线规程, 而且要检修方便。

结论

交流接触器的选用不仅和所通断的负载有关, 和接触器所在回路的电力系统各阻抗参数有关, 还和控制方式、使用环境及使用要求有关, 所以选择交流接触器时要全面考虑, 逐步计算各参数数值, 达到选用合理、使用方便。

高低压交流电机 篇8

在传统的生产系统中,一直都是采用热继电器作为电机过载保护和控制的主要元件。但由于元件本身的局限性,其已无法满足生产现场对自动化控制的要求。为此,在我公司4万吨/年钼冶炼项目中,选择了苏州万龙ST-500M型电机保护控制器作为电机保护控制元件。它与交流接触器、软起动器、变频器等配合为低压交流电机回路提供了一整套集控制、保护、检测功能于一体的电气控制自动化解决方案,彻底取代了热继电器、热保护器、漏电保护器、欠压保护器、多种分列保护器,取消了中间继电器、辅助继电器、电流互感器、仪表、控制和选择开关、指示灯、可编程控制器等多种附加元件。

1 系统设计

在我公司4万吨/年钼冶炼项目中,DCS系统采用艾默生DeltaV系统,ST-500M通过Profibus协议总线实现与DCS系统间的数据通信。

ST-500M可满足电机起动器和DCS系统的所有要求。另外,ST-500M将每个电机起动器所有必要的保护、监视和控制功能组合在一个紧凑系统中,过程控制质量因此得到提高。

2 功能

ST-500M主要功能如下:

(1)产品为模块化结构,固定方式灵活多样。控制器由控制器本体、ST522显示操作模块、ST500手持编程器组成。控制器本体可独立运行,因此ST522显示操作模块、ST500手持编程器作为控制器的辅助产品,可根据具体要求选择。ST522显示操作模块在设备现场与控制器一对一配套使用,通过ST522可以显示测量信息、报警信息、故障信息,设定参数(保护定值、系统参数等),输入操作控制命令(如起动、停车等)。ST500手持编程器可用来对控制器进行参数整定和各种信息查询,其功能类似于ST522显示模块,但不需与控制器一对一配套,仅用于现场调整参数或维护查询。

(2)完善的电机保护功能。控制器对电机运行过程中的各种运行状况和采集的电量数据进行判断和运算处理,可实现过载、欠载、起动过流(堵转)、过流(堵塞)、电流不平衡(缺相)、接地/漏电、起动超时等可靠精确的保护,保证生产的安全性和运行的连续性。

(3)多种电机控制方式。控制器通过过程控制可实现不同的电机起动控制方式(可选直接起动、可逆起动、双速起动、电阻降压起动、Y/△起动、自耦变压器降压起动、软起动控制、变频器控制),并通过接触器辅助触点的状态反馈对接触器状态进行监测,保证电气联锁可靠。

(4)电机运行状态监测功能。控制器监测数据可经现场总线上传上位机进行集中管理,亦可通过安装在开关面板上的ST522B显示模块直接显示。这些信息包括电参量、运行状态等。

(5)通信功能。电机控制器通过通信接口与上位机管理系统进行通信,实现数据的传输。ST500系列可选择多种通信协议,如Modbus、Profibus-DP和Devicenet。

3 控制过程

控制分为本地和远程控制。本地控制是在现场的机旁控制箱上由人工操作控制;远程控制是由DCS系统发出指令控制电机保护器操作。控制器内的A继电器常闭接点串接在控制电机接触器KM的线圈回路中,在控制器得电工作时立即闭合,允许电机工作;当发生过载或皮带机跑偏等故障时,保护动作,A继电器接点断开,控制电机接触器KM失电,停车。故障修复后需按复位按钮方可清除故障指示和故障接点信号,同时需等待电机热容冷却到允许再次起动值时,控制器内A继电器才自动闭合,允许电机再次起动。

控制器提供装置失电/自诊断、故障跳闸等故障接点输出。自诊断接点在控制器得电正常工作时为常开,在控制器自检到装置故障或失电时变为常闭;故障跳闸接点为常开,只有当控制器检测到故障并按规定特性保护动作时变为常闭。

控制器可据用户需要增选电压功能、电机绕组热保护功能、漏电保护功能、4～20mA模拟量输出功能、通信功能等。

4 常见问题分析

在ST-500M型低压电机保护控制器的应用中,常见问题及应采取的措施如下。

(1)在停车状态下,ST-500会检测接触器的状态。若检测到接触器状态和初始控制器设置的初始状态不一致,控制器则会报接线错误故障。

检查方法:

①接触器的状态是否接入了控制器内部。

②接触器的状态是否和控制器内部接触器的状态一致,通常控制器内部的接触器初始状态设置为常闭。

③接触器的辅助触头是否完好(接触器触点是否切换)。

④DI输入点是否已损坏,短接DI和公共端1脚即可测试出。

(2)控制器接收到起动命令后,控制器检测相应接触器的状态是否发生转化,若没有,控制器则报起动失败。

检查方法:

①进入故障信息查询,查看A、B、C相接触器哪个吸合失败,然后检查该辅助触头是否接入。

②检查接触器的辅助触头是否完好(接触器吸合后)。

(3)起动命令发出后无反应。

①检查是否有接线错误。

②检查是否存在故障。

③检查是否正在冷却。

④检查操作权限是否正确。

(4)转换开关无法切换控制权限。

①一级菜单“起动参数设置”中的“控制权限”是否设置在“禁止”。

②检查转换开关是否正常。

③检查#32端子(本地/远程)是否损坏。

(5)起动后立即返回原始界面。产品带电压表功能时,若外界没有接入电压,则可能出现此现象。把电压表功能暂时关闭,可解决此故障。

5 结束语

ST-500M型低压电机保护控制器在我公司4万吨/年钼冶炼生产系统中得到广泛的应用,目前运行状况良好,实现了电气自动化系统的安全稳定运行。

参考文献

高低压交流电机 篇9

1 DCS在化工装置中应用的重要性

DCS (Distributed Control System) 中文名为分散控制系统, 是以微处理器为基础的, 利用控制功能分散、显示控制集中等实现新一代的仪表控制系统, 使系统得以升级及优化, 可为化工生产企业带来较大的方便, 最终促进企业的发展。

在化工工业中, 化工装置设备作为重要组成部分, 起着重要作用。过去几十年其化工设备的监控系统均采用CMCC技术, 曾一度提高了设备运行的安全性, 降低了设备的维修成本, 实现了化工装置的低压电机监控。然而, 长期使用该技术, 逐渐暴露出缺点, 如:CMCC电机的控制中心会因为一个站点的失效, 进而导致整个监控系统的瘫痪, 严重影响化工设装置的正常工作。为此, 采用DCS技术能够较好的解决这一问题, 加上报警提示音、应急短信、无线监测技术的发展, 为其建设提供了较为有利的数据条件, 最终可提高系统的整体性能, 给化工人员的工作提供了便捷, 提高工作效率, 节约资源。

2 DCS的化工装置低压电机监控设计

2.1 设计思想

将DCS技术应用到化工装置电机监控系统中, 则需要将运行的状态信号输送到DCS的显示模块中, 这样一来, 便于工作人员及时查看化工设备运行情况, 及时发现异常情况, 给予解决措施。要想实现这一目的, 则需实现电机监控软件以下几个功能:首先, 对电机的运传进行手动或自动切换、操作;其次, 实现对低电机的监视及操作;再次, 实现软件连锁功能;最后, 遇到故障时可实现自动切换操作。其中软件连锁功能主要适用于受到过程参数控制的低压电机, 此类电机若不满足连锁的相关条件, 就无法通过DCS来实现自动的监控及启动。对于化工装置低压中控制回路则采用模块化思想, 根据电机监控的实际情况, 选择不同的模块, 利用该模块, 实现自动监控, 提高监控效率。

2.2 设计方法

首先, 监控硬件设计。以某化工装置低压电机为例, 其硬件实现如下图1所示, 在图中, 利用DCS技术后, 仅仅需要将电机的信号输送到A1-K10中, 将停止电机的信号输送到相应位置, 其中A1-K13则可接受来自于DCS的连锁信号, 返回电机所运行的信号则采用A1-K14来完成。最后, 监控软件设计。该电机的软件分为几大模块, 各个模块具有自己的特点, 如:标准模块主要用来控制数字的输出等;编制模块则对电机进行控制;电机连锁模块则用于连锁条件及状态显示;还有数据存储模块则用来对数据进行存储;另有输入或者输出数据信号的模块。当电机运行时返回的信号通过DCS将其输送到其他模块中, 并将返回的信号时间与预设时间进行对比, 从中显示出故障信号, 一旦发现故障, 其中一模块则会自动断电, 将自动模式转变为手动模式。

2.3 设计改进

通常情况下, 利用DCS设计时, 往往需要对各个方面进行综合考虑, 并对其作出及时的分析。低压电机通过DCS来实现自身对电机的监控;实现对工程师的远程离线切换;实现在线升级电机的监控软件;并排除所有的故障, 实现操作消除等, 通过这些方面的实现, 达到更好的监控作用。另一方面, 化工装置低压电机监控系统并不是孤立的, 而是相互联系的, 通过利用工作人员对其进行切换, 实现数据的转换、电压监控装置及服务器的转换, 最终相应的减轻控制器的通讯压力。

3 结束语

化工装置是化工设备的重要组成部分, 尤其低压电机的使用对化工生产有着重要意义。由于传统的CMCC技术不能较好的实现监控, 加上控制技术的不断发展, 本文特提出了基于DCS的化工装置低压电机监控系统, 应用DCS能够提高监控性能, 节约化工资源, 降低设备维护成本, 最终提高化工企业的经济效益。

摘要：近几年来, 随着我国社会经济的不断发展, 化工业作为一种实体经济, 在我国国民经济发展中起到一定的促进作用, 尤其化工业炼油业务在国内外得到了突破性发展, 其化工设备也在不断完善中, 如何完善化工装置低压电机监控系统是当前亟需解决的课题。本文首先阐述DCS在化工装置中应用的重要性, 然后分析其监控设计, 以望对后期的化工装置低压监控设计工作起到参考依据。

关键词：化工装置,低压电机,DCS,监控设计

参考文献

[1]于航宇.DCS在化工装置低压电机监控设计中的应用[J].信息技术.2013, 11 (7) :63-64

[2]王伟.电气系统纳入DCS监控的几点探讨[J].中国新技术新产品, 2012, 02 (10) :123-124

高低压交流电机 篇10

随着农村生活水平的提高,农网负荷能力逐渐变差。特别是在偏远的地区或散居的村落,安装的变压器难于满足供电半径的要求,造成用电高峰期处于农网末端的用户欠压[1]。为此,供电部门目前采取了增加变压器的安装密度或加粗线路直径的方式,但由于成本高、工程量大而不能大规模应用[2]。

为了解决长时间的欠压问题,多种串联补偿的方案被提出。一种方案是采用双向晶闸管(固态开关)改变串联变压器的抽头,使输出电压稳定在一定的范围,但一方面变压器的档位固定,调节的电压不连续;另一方面晶闸管在切换的瞬间变压器绕组间存在较大的环流,易造成装置的损坏[3,4,5]。另一种方案是将输入电压整流之后逆变,再控制串联变压器的电压,该方案具有良好的动态特性。但由于存在交直交的变换过程,结构复杂,成本高[6]。

本文提出的串联交流补偿器的电压补偿方案电压调高宽且连续,由于开关器件只承担补偿的电压使器件选择容易,且成本低廉;另外采用电压前馈和负载电流反馈的数字方式控制,装置的瞬态响应和长期稳定性均能满足应用需求。

1 交流补偿器的工作原理

串联交流斩波器的电路结构如图1所示:T为隔离变压器,变比为2:1,P1、P2为旁路切换固态开关;S1、S2、S3、S4为lGBT;C1为斩波器输入并联电容,L1和C2构成输出波器。

主路和旁路的切换条件为:

(1)当输入的电压U1大于220 V时,P1关断,P2开通。整个电路工作在旁路模式,交流斩波器和并联变压器不工作减少了装置自身的静态功耗。

(2)当输入的电压在210 V以下时,P1开通,P2关断。整个电路工作在主路模式,交流斩波器和变压器工作通过改变斩波器工作时占空比,调节补偿电压,使输出电压稳定在220 V左右。

交流斩波器调节补偿电压原理:该斩波器为交流Buck变换器,与直流Buck的工作特性类似,输出电压和输入电压的关系为对于串联交流斩波器的补偿方式,则有:

式中:Uref为期望输出的电压;D为占空比。为了实现能量的双向流动,斩波器的IGBT工作在非互补控制模式,如表1所示。

当输入电压为正半周时(Ui>0),S1、S3调制工作,且驱动互补,S2、S4导通,当输入电压为负半周时(Ui<0),S2、S4调制工作,且驱动互补,S1、S3导通。

2 补偿电压的控制和补偿范围的计算

2.1 补偿电压的数字控制

补偿电压的方式有调节相位和幅值2种。在农网中,以阻性负载为主,调节电压的幅值效果明显。为了避免装置在负荷陡减时出现输出过电压的情况,采集输入电压信号作为前馈,迅速减小PWM的占空比。考虑到装置寄生的电阻R,仅通过前馈控制难以满足输出电压的稳定。因而有必要对输出电流进行采集,作为控制输出电压的辅助判断条件。装置自身的电压损失:

实际的输出电压:

联立式(1)、式(2)、式(3)得到决定占空比的表达式为:

式中:K为电流反馈的调整系数,变化范围在0.01～0.1之间,与装置自身的电阻参数有关。若采样保持器的频率为10 kHz,参考电压为220 V。用模拟的方法算得PI调节器的参数为:Kp=18.953 8 m,Ki=8240 78 m。用双线法将其离散化得到以下参数的数字PI调节器K1=18.953 8,K2=2.300 000 7。数字控制框图如图2所示。

2.2 补偿范围的计算

若输电线路的阻抗为R0,负载电阻为RL,由最大传输定律可知当负载的阻抗和线路的阻抗匹配时,负载获得的功率最大。将补偿器等效为阻抗变换器,由式(1)得,阻抗变换的比例为1+D/2,则补偿器的输入阻抗为ZL/1+D/N)2。为了保证装置的正常工作,必须满足:

否则补偿效果比不补偿还要差。

3 实验样机的设计

在原理分析和理论计算的基础上,设计了以单片机(MCU)为数字控制核心的样机。样机的主要部分如图3所示。该样机由以下几部分构成:电流电压互感器和过零比较单元构成的输入前端;经过信号调理之后送到单片机MSP430F149自带的12位的AD转换器,再经过如图5所示的数字控制算法之后得到定时器PWM的输出占空比和旁路开关的状态;故障保护单元则将过压、过流、过热等信号通过单片机封锁PWM信号,同时切换到旁路状态;另外的辅助电源为各部分提供所需的直流稳压电源。

4 挂网实验结果

为了验证所提出串联补偿方案的有效性,对设计的20 kVA的样机进行实际挂网测试。主电路参数如下:

开关频率为10 kHz,变压器的变比为2:1,L=0.5mH,C1=C2=20 uF。输电线路的电阻为2.6Ω,安装完成之后农户2 kW的水泵可以正常使用。图4为水泵突然断开时用普源DS1052E示波器测得实验波形,本文所设计装置将176 V的输入电压补偿到219 V,在切换之后的2个周波(40 ms)电压保持稳定。由图5和图6可知输入电压的THD为2.1%,输出电压的THD为2.0%,表明装置不会产生49次以下的谐波,而补偿器的LC环节对输入谐波有一定的抑制作用。

5 结语

本文提出并设计了一种带有串联交流斩波器的电压补偿装置,计算了补偿电压和补偿范围,设计了一种电压前馈和负载电流反馈相结合的数字方案。实验样机经过挂网测试。挂网结果表明该装置具有良好的动态响应和稳定性,能够很好解决欠压问题,满足应用需求,具有良好的推广意义。

另外,在实验过程中受到启发,下一步拟打算设计一种可以消除输入电压畸变的补偿方案,使装置的性能更加优良。

摘要：串联补偿是目前解决农网末端在用电高峰期欠压问题的有效方法。通过使用IGBT构建串联交流斩波器的电压补偿装置,并采用电压前馈和负载电流反馈相结合的数字方式进行控制,使电压稳定在220V左右。实验样机经过挂网测试,无谐波畸变,响应时间<40 ms。结果说明该装置具有良好的动态响应和稳定性,能够很好解决欠压问题,满足应用需求。

关键词：串联补偿,交流斩波器,数字控制

参考文献

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[6]江友华,顾胜坚,方勇,等.基于电力电子技术的新型有载调压变压器[J].电力电子技术,2007,41(7)3.

高低压交流电机 篇11

现代社会的发展，各种电气设备不断涌现，给我们带来极大便利的同时也带来了一系列的事故和损失。我们经常看到一些生活社区、办公商务区、街区等场所发生较大面积的停电事故，更为严重的由此引发的交通、能源、通讯等一系列的连锁损失，这些都是高低压变配电设备安全管理不到位，维修措施不得法所造成。根据美国电气协会对电气事故统计分析表明：68％的故障事故都发生在变配电设备。为了防止和避免这种损失，必须加强对高低压变配电设备安全管理与维修，必须有预防措施，结合可能出现的意外情况采取有针对性的各种演练和安全检查，消除各种隐患，真正做到防范于未然。

二、高低压变配电系统的组成

变配电设备主要有以下四个部分组成：

1、变电设备：分段开关、进线电缆、导线和支架、电缆、高低压开关、母线、互感器、电容器、变压器、变配电控制回路、接地装置。

2、配电设备(低压开关柜)：开关(空气开关)、配电线路、电线和支架、低压电缆、接地。

3、动力照明配电设备：配电分柜、配电箱、分支开关、照明装置、漏电保护器、熔断器、配线电缆、接零接地。

4、备用电源和发电设备：内燃机和附属装置、发电机和励磁、开关和其他电气设备。

这些变配设备功能各异，互为联络、联锁，有时单台运行，有时多台并串联使用，控制操作要求规范严谨，每个环节都不允许失误。它们的正常运行是整个高层建筑平稳运作的根本保证。因此，我们要对变配电设备操作和使用过程中出现的各种现象要进行认真的分析，出现故障要及时修复，始终处于良好的可靠的运行状况。

三、变配电设备的运行管理与故障维修

高低压变配电设备的管理要求：无论是值班或值班与检修相结合，人员的配备必须满足和保证必须对变配电设备进行正常的检验操作和定时巡视，并按照规定的时间认真抄录各项用电负荷和运行维修所需的各项数据。定期通过对运行数据的总结处理(如绘制负荷曲线以及与上一年同期用电负荷相比较)，能够及时掌握整个供电系统运行状况，才能实现变配电系统的稳定、经济运行。对于发现的问题，及时采取应急措施，在最短的时间内排除故障，恢复供电。

高低压变配电设备可靠运行除了进行日常检查之外(良否检查)还要特别注意每天的用电高峰变配电设备的运行状态。因为只有在满负荷状态下，变配电设备发热、打火、闪烁、声响、气味等故障征兆才会较明显地表露出来。再结合值班记录对出现的异常从变配电设备到负荷的终端进行认真的测定检查，就能迅速准确判定出故障部位。由于各种不确定性因素的影响，变配电系统设计与实际使用和维修有某些脱节，因此，检修时不仅要考虑到配电设备各部件的功能，而且也要考虑电气设备的系统功能加以综合治理。从系统运行维修角度来看，尤其要考虑到将来更换零部件的要求。从不断增加的电器负荷来看，要考虑能满足今后增扩容改造的需求。

四、运行检查工作要点

为方便检查工作，提高检查效率，通过总结本人多年的实际工作经验，现将变配电设备的各种检查项目、工作内容、检查要点，以及注意事项列表如下：

五、结束语

高低压交流电机 篇12

1 机组低加疏水泵运行及电机设计规范

河津发电分公司1期2×350MW机组是隶属日本三菱重工株式会设计制造的发电机组。机组设计有着相当成熟的经验和特点。例如它的低压加热器蒸汽疏水则是正常状态下进人低压加热器疏水箱, 然后通过低压加热疏水泵 (以下简称低加疏水泵) 进入凝结水系统。如果低加疏水泵出现异常, 低压加热器疏水箱的疏水通过事故疏水调整门进入凝汽器。系统设计冗余式两台疏水设计特点, 运行中一台水泵运行, 另一台作为备用状态, 电机选用工频运行方式。

2 低加疏水系统示意图

3 低加疏水泵电机规范

4 低加疏水泵电机变频改造分析

在选择应用小系统、小电机变频技术改造设备, 降低厂用电率必须兼顾经济运行与安全运行的两个方面。从生产现场所有旋转设备中筛选设备, 展开节能降耗的研究分析, 对筛选的设备有以下四点要求: (1) 设备不能长期备用。所选择的旋转设备必须经常工作在运行中, 如果选用的某台设备。长期备用或者停用就无法体现和应验节能降耗的效果。 (2) 对主系统影响小。所选择的旋转设备系统必须简单, 当所选设备在进行研究实验过程中出现异常或者故障时, 其设备停运或调整对生产系统影响极小, 保证不会造成危及机组安全的现象发生。 (3) 有备用设备, 便于比较。所选择的旋转设备最好可能是存在备用系统, 便于研究比较所采用节能方法是否具备明显的节能效果。 (4) 功率大, 要有明显的效益。所选择的旋转设备其轴功率或电功率可能大 (100KW~200KW) , 太小功率的旋转设备无法全面体现节能技术的节能效果。

低加疏水泵电机在生产中工频长期不间断运行, 且具有冗余设计特点, 额定功率为145KW, 改造后如果运行故障还有启动备用电机以及事故疏水两种后备安全运行设计方案, 是小电机变频改造的理想选择。

5 低加疏水泵变频改造情况

低加疏水泵变频改造选择A泵电机, 变频柜布置有开关、接触器和隔离刀闸, 变频器故障时自动由A泵变频方式切换到A泵工频方式。A泵的PC段电源开关发生电气故障时, 联启B泵。变频正常运行操作采用远方控制方式。

6 低加疏水泵变频节能预期

变频调速具有效率高、调速范围宽、精度高、调速平稳、无级变速等优点。变频器先将三相交流电压转换为直流电压, 再将直流电压转换为交流电压, 通过IGBT来控制电机的运行频率, 从而达到改变电机转速的目的。电机的转速:n=50f (1-S) /P (f为供电频率, P为电机的极对数, S为滑差) 。

以风机和水泵流体机械来说明转速与节能的关系, 流体机械的转速变化与其流量、压力和功率之间的变化有如下的关系。

上述式子中Q、H、P分别代表转速n对应的流量、压力、功率。即流量与转速的一次方成正比, 压力与转速的平方成正比, 功率与转速的三次方成正比。由此可见, 当通过降低转速以减少流量来达到节流目的时, 电机所消耗的功率将降低很多。例如:当电机转速降到原来转速的80%时, 流量减少到80%, 而轴功率却下降到额定功率的 (80%) 3≈51%:若流量需减少到40%, 则转速相应减少到40%, 此时轴功率下降到额定功率的 (40%) 3≈6.4%。

一般而言:风机, 水泵类设备采用变频节能装置后, 理论上节能为40~50%左右。

7 变频实际运行效果测试

检验低加疏水泵电机采用变频装置后的节能效果, 根据公式:P=√3UIcosφ (U、I为线电压电流) , 可得P=1.732*0.85*380/1000I=0.56I。采集到的详细数据为下表:

通过以上数据总结实施效果:

通过采用变频装置, 节能效果非常明显。

9 变频异常运行情况

变频装置长期使用期间, 仍发生过一种异常运行状况。即由于低加疏水箱水位控制变送器测量变送值与事故气动调节门水位控制值设定值有重叠区。而导致变频电机出力过小, 引起系统低压给水系统两台凝结水泵同时运行的极小异常, 证明变频装置在维护方面维护量很低。

同时, 运行中应注意对变频柜风扇运行情况检查, 防止因为风扇行异常导致变频器轻故障报警。这种情况仅仅发生过一次。

1 0 变频运行注意事项

电机摇测绝缘时应注意, 低加疏水泵变频控制柜内有工频、变频切换功能, 停电后拉开变频柜刀闸HD, 在刀闸HD下口摇测电机绝缘。另外A泵正常运行是变频运行, 不能工频启动运行。只有A泵变频故障情况下, 才联锁起A泵工频。变频柜门上的电位器是检修人员设定水位定值使用, 运行人员不能随意调整。

1 1 结束语

通过精细比较低加疏水泵电机变频运行电流变化情况, 高中负荷下降耗极为明显, 低负荷由于运行时间较少, 但是通过公式分析, 降幅必将更为明显。而且小电机改造变频费用低、占地极小、发热量很少、维护量很少, 但对于稳定400V母线电压极为有利, 对于母线设备切换限制也相对较小。

综上所述, 各公司在进行节能降耗工作中, 应避免一味坚持大系统、大电机的大刀阔斧式改造, 而忽视了对小系统, 小电机方面的节能降耗潜能认知。

参考文献