同步電動機的電氣系統(tǒng)調(diào)試

孫國良

（山東萊鋼建設(shè)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(jié)機工程中， 有2 臺主抽風(fēng)機，其動力采用5600kW 同步電動機拖動。同步電動機電氣系統(tǒng)調(diào)試，往往存在調(diào)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(xiàn)對施工的同步電動機系統(tǒng)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(wǎng)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(xiàn)以山東富倫鋼鐵有限公司的2 臺主抽風(fēng)機 （型號：TD5600-6/1730 額定功率5600kW 極數(shù)6 相數(shù)3 電壓10000V 電流370A 接法Y 功率因數(shù)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(zhuǎn)電流1981A 額定轉(zhuǎn)矩53480N.m 失步轉(zhuǎn)矩94934N.m）為例，對同步電動機進行研究學(xué)習(xí)。 該電機采用水阻降壓啟動。

圖1 無刷同步電動機勵磁系統(tǒng)電氣連接圖

圖2

注釋：1QF 為風(fēng)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(diào)試

2.1 應(yīng)根據(jù)GB50150-2006 規(guī)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(fēng)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(guān)特性；電流互感器絕緣電阻、變比試驗；綜保試驗（過負(fù)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(dāng)?shù)淖柚怠?/p>

2.4 檢查電纜絕緣合格

嚴(yán)格按照施工規(guī)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(diào)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(guān)分別打到機旁、遠程上，檢測二次回路及電氣聯(lián)鎖、工藝聯(lián)鎖。

2.6 勵磁裝置調(diào)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(shè)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(zhuǎn)速提升很快，檢測不到頻率變化)，電機達到亞同步轉(zhuǎn)速（95%額定轉(zhuǎn)速），由轉(zhuǎn)子產(chǎn)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(zhuǎn)子有無短路；上電后，檢查相序是否正確。

（2）查看和確認(rèn)控制器運行參數(shù)；將轉(zhuǎn)換開關(guān)打至“調(diào)試”位置，觀察有無異常，電流、電壓等相關(guān)數(shù)據(jù)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(jiān)視裝置處于準(zhǔn)備好狀態(tài)

（1）將勵磁裝置的“更換/運行”轉(zhuǎn)換開關(guān)打至運行位，“調(diào)試0 運行”開關(guān)打至運行位，準(zhǔn)備聯(lián)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(lián)動試驗，觀察整個過程是否按程序進行。

（4）“調(diào)試0 運行”開關(guān)打至運行位，準(zhǔn)備開機。

2.7 聯(lián)系工藝，確定工藝聯(lián)鎖（如定、轉(zhuǎn)子溫度、潤滑油油溫等）正常。

2.8 機旁操作箱現(xiàn)場操作點動電機，確認(rèn)轉(zhuǎn)向正確，待停穩(wěn)后啟動電機注意記錄觀察電機電流等參數(shù)。

2.9 電機空運轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動

原因：在工廠生產(chǎn)高峰期，電源電壓遠遠達不到額定電壓，而電動機的起動轉(zhuǎn)矩是隨電壓降低的平方成正比例下降，降低后的起動轉(zhuǎn)矩小于負(fù)載阻力矩，電動機將無法運轉(zhuǎn)。 解決辦法：由甲方協(xié)調(diào)廠內(nèi)生產(chǎn)，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(fā)出跳閘信號，勵磁系統(tǒng)報“失步跳閘”故障。經(jīng)分析，其故障原因應(yīng)是在電機從亞同步轉(zhuǎn)速拉到同步轉(zhuǎn)速的過程中， 系統(tǒng)發(fā)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(shù)增加。

3.3 綜保“速斷報警”

系統(tǒng)起動后速斷跳閘，綜保裝置發(fā)出“速斷報警”信號。 發(fā)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(shè)定值過小（一般設(shè)定為額定電流的3～5 倍）；②液阻柜的阻值設(shè)定不正確。 解決辦法：①調(diào)大瞬間跳閘設(shè)定值；②聯(lián)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(tǒng)故障跳閘。產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是水電阻阻值匹配過大，導(dǎo)致電機起動時電磁轉(zhuǎn)矩小，甚至小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，產(chǎn)生不了加速轉(zhuǎn)矩，電機長時間不能加速到亞同步轉(zhuǎn)速，因而不能投全壓、投勵。 解決辦法：聯(lián)系液阻柜廠家重新配水電阻，適當(dāng)減小其阻值。

4 結(jié)束語

通過對山東富倫鋼鐵有限公司2 臺主抽風(fēng)機現(xiàn)場調(diào)試過程的總結(jié)，對同步電動機電氣系統(tǒng)調(diào)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(chǔ)。

［1］劉介才.工廠供電[M].3 版.北京：機械工業(yè)出版社，1998.

［2］電力系統(tǒng)繼電保護原理[M].北京：電力工業(yè)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.