同步電動機的電氣系統調試

孫國良

（山東萊鋼建設有限公司，山東 萊蕪271100）

0 前言

山東富倫鋼鐵有限公司1#320m2燒結機工程中， 有2 臺主抽風機，其動力采用5600kW 同步電動機拖動。同步電動機電氣系統調試，往往存在調試周期長、電動機啟動困難、綜合和保護裝置跳閘、運行電流過大等問題， 現對施工的同步電動機系統存在的問題進行研究討論。

1 同步電動機的起動

同步電動機的起動方法不外乎同步啟動方式與異步啟動方式。一般地，同步電動機幾乎全部都用異步起動方式。 異步起動又分為全壓起動和降壓起動兩種方法。考慮到全壓起動對電網沖擊很大并對電機及拖動的機械沖擊均很大，因此常采用降壓起動方式。 現以山東富倫鋼鐵有限公司的2 臺主抽風機 （型號：TD5600-6/1730 額定功率5600kW 極數6 相數3 電壓10000V 電流370A 接法Y 功率因數0.9 勵磁電壓98V 勵磁電流290A 頻率50Hz 空載勵磁電流150A 空載勵磁電壓39V 滿載勵磁電流290A 滿載效率97.28%， 堵轉電流1981A 額定轉矩53480N.m 失步轉矩94934N.m）為例，對同步電動機進行研究學習。 該電機采用水阻降壓啟動。

圖1 無刷同步電動機勵磁系統電氣連接圖

圖2

注釋：1QF 為風機運行柜斷路器；2QF 為星點短接柜；3QF 水阻分離柜.

圖3

2 同步電動機的電氣調試

2.1 應根據GB50150-2006 規定的試驗項目對同步電動機進行檢測并與出場試驗報告比對，保證電機合格。

試驗項目包括：繞組對機殼絕緣電阻測定及交流耐壓試驗、繞組直流電阻測定。

2.2 做好風機運行柜、星點短接柜、水阻分隔柜的電氣試驗

試驗項目包括：高壓斷路器絕緣電阻、直流電阻、耐壓及機械開關特性；電流互感器絕緣電阻、變比試驗；綜保試驗（過負荷、過流、速斷、差動試驗）

2.3 配合液阻柜廠家添加純凈水和降阻粉，達到適當的阻值。

2.4 檢查電纜絕緣合格

嚴格按照施工規范制作好高壓電纜頭， 先用2500V 搖表測電纜絕緣性，再做電纜高壓耐壓試驗。

2.5 檢查二次回路接線正確，調試控制回路

將運行柜、星點短接柜、水阻分隔柜斷路器搖到試驗位置，將控制回路送電，將機旁操作箱操作開關分別打到機旁、遠程上，檢測二次回路及電氣聯鎖、工藝聯鎖。

2.6 勵磁裝置調試

投勵磁分計時投勵和測滑差投勵兩種方式，計時投勵時間設為8s(一般由廠家確定),滑差在出廠時已整定為5%，其工作原理：電機降壓啟動信號傳到勵磁裝置，以滑差投勵為主(計時投勵主要是用在轉速提升很快，檢測不到頻率變化)，電機達到亞同步轉速（95%額定轉速），由轉子產生的磁場，形成交變電勢，通過測頻率投勵磁。下面是勵磁裝置開機程序。

（1）檢查線頭有無松動；檢查轉子有無短路；上電后，檢查相序是否正確。

（2）查看和確認控制器運行參數；將轉換開關打至“調試”位置，觀察有無異常，電流、電壓等相關數據是否與控制器顯示一致。

（3）開機前都要做滅磁試驗：按下滅磁按鈕，勵磁電壓回零，松開后正常。

2.7 檢查電機控制、勵磁、保護、監視裝置處于準備好狀態

（1）將勵磁裝置的“更換/運行”轉換開關打至運行位，“調試0 運行”開關打至運行位，準備聯動、空投試驗。

（2）連動，空投實驗：將高壓斷路器搖到試驗位，看裝置是否能投勵，做快熔、失壓和失步試驗，觀察斷路器是否都能跳閘。

（3）帶降壓啟動的裝置要做一下聯動試驗，觀察整個過程是否按程序進行。

（4）“調試0 運行”開關打至運行位，準備開機。

2.7 聯系工藝，確定工藝聯鎖（如定、轉子溫度、潤滑油油溫等）正常。

2.8 機旁操作箱現場操作點動電機，確認轉向正確，待停穩后啟動電機注意記錄觀察電機電流等參數。

2.9 電機空運轉5 小時（具體時間由工藝決定），檢測電流、振動、溫度等是否正常，然后機旁操作停機。

3 存在的故障及原因

3.1 起動時，電源電壓太低，使電動機無法轉動

原因：在工廠生產高峰期，電源電壓遠遠達不到額定電壓，而電動機的起動轉矩是隨電壓降低的平方成正比例下降，降低后的起動轉矩小于負載阻力矩，電動機將無法運轉。 解決辦法：由甲方協調廠內生產，在電壓接近額定電壓后起動電機。

3.2 勵磁故障

在同步電機起動并投勵、投全壓之后大約2 至3 秒時間，綜保裝置發出跳閘信號，勵磁系統報“失步跳閘”故障。經分析，其故障原因應是在電機從亞同步轉速拉到同步轉速的過程中， 系統發生同步振蕩。排除故障的辦法：將勵磁失步從“跳閘”修改為“整步”；二是將同步振蕩次數增加。

3.3 綜保“速斷報警”

系統起動后速斷跳閘，綜保裝置發出“速斷報警”信號。 發生該故障的原因要從兩個方面來分析判斷：①運行柜速斷設定值過小（一般設定為額定電流的3～5 倍）；②液阻柜的阻值設定不正確。 解決辦法：①調大瞬間跳閘設定值；②聯系液阻柜廠家重新測量其電阻，并重新配置電阻。

3.4 起動時間過長、長時間不投全壓、投勵，起動失敗

如果長時間不投全壓、投勵磁，則系統故障跳閘。產生此現象的原因是水電阻阻值匹配過大，導致電機起動時電磁轉矩小，甚至小于負載轉矩，產生不了加速轉矩，電機長時間不能加速到亞同步轉速，因而不能投全壓、投勵。 解決辦法：聯系液阻柜廠家重新配水電阻，適當減小其阻值。

4 結束語

通過對山東富倫鋼鐵有限公司2 臺主抽風機現場調試過程的總結，對同步電動機電氣系統調試有了一定的了解，為以后更好、更快的施工同類電機打下了一定的基礎。

［1］劉介才.工廠供電[M].3 版.北京：機械工業出版社，1998.

［2］電力系統繼電保護原理[M].北京：電力工業出版社,1989.

［3］宵登明.電氣工程概論[M].上海：中國電力出版社,2004.