电力电子装置与调试「电气工程及其自动化专业」

今天带来电力电子装置与调试「电气工程及其自动化专业」，关于电力电子装置与调试「电气工程及其自动化专业」很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

电气设备是电力系统的重要组成部分，其安装与调试工作对技术水平提出较高的要求，需重点做好驱动回路的构建工作。在驱动信号无法顺利输入的情况下，将导致机械硬件出现动作滞后现象，使电气设备的运行缺乏连贯性。

1.电力系统电气设备安装与调试的综合概况

1.1驱动电路构建要求

逆变电路的作用在于整流滤波，加之电流互感器的作用，直流电将形成多条通道并有序输入到驱动电路内。该电路的稳定运行建立在获得可靠电源支持的基础上，正向电压18V、负向电压-5V。为维持IGBT的稳定性，还需施加驱动电压，具体设为5V。

1.2IGBT的开关特性以及要求

IGBT指的是绝缘栅双极型晶体管，其具有显著的开关特性，在开发驱动电路时则要充分考虑到导通条件、元件耐压峰值等。若正偏置UGE维持某值而不发生变化，通态电压UCE可有效抵御其他因素的干扰，表现出与集电极电流同增同减的变化趋势，随着反应时间的延长，其产生的导通损耗则逐步加大。高电压环境下易导致元件损伤，为避免此问题，门极电压以25V以内为宜。

1.3串联电阻的影响

IGBT含多种工作状态，在切换时需要得到门极电阻的支持。若选用的门极电阻元件阻值偏大，将导致IGBT工作效率下降；反之，若阻值偏小则会出现线路过电流大幅上升的现象，不利于电路的稳定运行，导致IGBT误导通以及产生明显的噪音。

（1）IGBT为典型的电压型元件，电压触发是实现其通断的重要途径。IGBT的最大可承载电压为5.5V，会以串联的方式在输入端设置容性负载。并且IGBT具有极高的灵敏度，当处于栅极电荷过度聚集的环境时，其触发概率将明显加大。因此，在构建驱动电路时不仅要以稳定性为目标，而且应尽可能减少连接线的用量。

（2）栅极的驱动电压源效率较高、整体稳定性较好，在其作用下可使IGBT维持饱和状态，有助于缓解器件的损耗。IGBT在交替通断过程中伴有损耗现象，对此需使用容量小的电流源。

（3）驱动电路的工作特性在于可输出较宽的脉冲频率，需维持该电路的独立性。换言之，必须将驱动电路作为独立部分使用。

2.电气设备安装技术

2.1配电柜的安装技术要点

基础型钢的埋设与设备的安装是配电柜设备安装过程中的工作，保证基础型钢的埋设质量，以此提升10kV配网配电柜安装的稳定性，在埋设基础型钢时要重视型钢中心线的埋设与管理，严格按照施工规范来进行埋设作业。要关注天气情况，结合天气预报信息来制定配电柜设备安装计划，选择天气条件良好的日期来搬运与安装设备，做好设备保护措施，防止设备受潮。在设备及配电柜运输、搬运过程中，应切实保证设备处于平稳的状态，防止相互或受到其他因素的碰撞，当设备及配电柜搬运至施工现场后要进行检查，确定型号类型和是否出现质量问题，待检查无误后即可按照安装图纸及规范进行安装，不能随意变换安装顺序及位置，保证配电柜在安装后达到设计方案中的效果。此外，要格外重视首个配电柜安装质量，确保安装位置的精准性，以便为剩下配电柜的安装及调整提供参考。

2.2变压器的安装技术要点

变压器是变电站的重要组成硬件，地位突出，变压器的工作质量与整个变电站的运行状态密切相关。对此，安装前要将准备工作落实到位，做好施工图纸的审核和技术交底工作，帮助施工人员正确无误地理解设计图纸、掌握施工技术要点。在实际的变压器安装过程中，要安排专业人员在旁监督，全面详细地检查各个项目的作业情况，排除隐患，及时解决存在的问题。

2.3隔离开关的安装技术

在安装隔离开关时要用力适度，保证内部齿轮相吻合，避免引起三相电流不同期；要确保三相刀闸位于中心线，保持同一水平面且其间距基本相同；注意动静触头的接触情况，保证接头插入深度适中，定期进行清洁并涂抹润滑油，确保动静触头接触良好。

2.4架空线路

架空线路所用材料的品质应得到保障，以铝绞线较为合适，截面面积≥50mm2；或是选择钢芯铝绞线，此时应确保截面面积≥35mm2。除了控制导线的截面外，还需分析其最大负荷能力、电压损失量（控制在额定电压的5%以内）、机械强度等，各方面均要满足要求。

3.电力系统电力设备调试的技术分析

搭建以IGBT为核心的驱动电路时，需要以系统安全、稳定运行为前提，最大限度缩短工作时间和提高经济效益。现阶段，各类驱动电路在实际运行中都存在不同程度的问题，综合考虑前文对驱动电路所提的要求，此处选择的是光电耦合驱动器件HCPL-316J，围绕该器件展开驱动电路的搭建工作。

（1）基本特点。高效的故障状态反馈；宽工作电压范围15~30V；兼容CMOS/TTL电平；检测自锁保护等。

（2）功能区。器件包含两个核心的功能区，在产生输入信号且完整传输至上部光电隔离器LED后输出时，器件将及时捕捉该运行状况并调动保护隔离区，使其发挥作用；若信号从下部光电隔离器LED输出，此情况下将触发隔离区，使其处于工作状态。

（3）优势分析。此处选择的HCPL-316J具有较强的灵活性，可以自发切换输入端电平状态；提供自主复位功能，配套完善的故障自检系统，通过与退饱和电压检测系统的协同作用能够实现对芯片的全方位防护；各故障脉冲的输出方式较为可靠，即达到输出独立化的效果；开关速度快，最大驱动电流达3A。

4.电气设备的调试技术

4.1保护设备的调试

电力系统电气设备安装到位后需要组织调试作业，通过此方式及时发现电气设备存在的隐藏问题并将其有效解决。调试期间若某处存在问题容易导致元件受损，因此首要前提是调试保护设备，使此类型设备可以维持正常的使用状态，以便给其他设备的调试提供安全保障。调试保护设备时技术人员需要全面学习设计说明资料，详细检查设备，分析其是否存在故障，若某处有故障则具体分析，明确成因后采取针对性的处理措施。若保护设备未达到设计要求，需要将实际情况如实上报给设计部门，由专业的设计人审核图纸并调整不合理之处，确保设计图纸切实可行，再将具体调整工作落实到位，确保电气设备可稳定运行。

4.2智能变电站的调试

智能变电站的内部装置较为精密，调试时需要全面检查各类设备，具体而言，检查直流回路绝缘情况和检测此时电压电路的数据并完整记录，将各项实测数据与设计要求对比分析，看其是否控制在合理范围内。此外，调试过程中还需检查插件与压板，分析其是否存在损坏或松动现象，再根据实际情况采取处理措施。

4.3回路传动调试

通电实验调试也是重要的工作，以各类电器设备可安全运行为前提，组织回路传动调试，通过此方式检查各回路的绝缘状态，分析金属接地是否存在安全隐患，摇表是调试期间的重要装置，在其支持下完成二次回路测试工作，根据测试结果分析实际情况。若回路绝缘保护可满足要求则表明电气设备安装到位，可以维持正常使用状态。

5.结语

电气设备是电力系统的重要装置，必须依据规范做好安装作业，并通过调试的方式检查具体问题，采取相应的处理措施。作为工程技术人员，需要选择合适的安装与调试技术，将各项工作落实到位，以客观的态度正视问题，以正确的方式解决问题，以便电气设备可正常使用，给电力系统的安全运行提供保障。

作者：王志雄

本文刊发于《中国高新科技》杂志2020年第22期

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