8#60000NM3/h制氧機空壓機電機調試過程問題分析

吳　迪（本溪鋼鐵公司氧氣廠四車間,遼寧　本溪　117000）

8#60000NM3/h制氧機空壓機電機調試過程問題分析

吳迪
（本溪鋼鐵公司氧氣廠四車間,遼寧本溪117000）

摘要：簡要介紹無刷勵磁同步機及供電系統構成，通過介紹整個空壓機電機在調試過程中遇到的幾個問題，對同步電動機的啟動及運行的進行經驗總結

關鍵詞：同步電動機；電流互感器；問題分析

1　概述

本鋼氧氣廠8#60000NM3/h制氧機采用林德進口設備為先進在中國北方最大的一套空分裝置，于2006年開始設計，在2009年開始進行基礎建設并在年底進行設備調試安裝工作，由于是第一次安裝調試如此大型的空分設備，經驗不是很充足，在設備安裝調試過程中遇到了許多值得學習總結的地方，現對整個設備調試過程中具有代表性的空壓機的調試過程中遇到的一些問題做出分析總結。

8#60000NM3/h空分裝置空壓機采用西門子電機，電機類型為無刷勵磁同步機電機型號為1DE-2046-8AE02-Z，從國外引進的一種大型無刷勵磁同步電動機（以下簡稱“同步機”）。這種電動機的勵磁、整流部分和主機都整合在同一個機座內，同軸布置，由旋轉整流裝置取代電刷和滑環。其勵磁電流自動按保持設定功率因數來變化。動，一次回路單線圖如圖1。當接到計算機運行命令時，首先自耦變星點柜斷路器（k02）先合閘，然后1S后空壓機饋線柜（k05）斷路器合閘，電機進入降壓啟動狀態，當勵磁柜內控制PLC監測到電機啟動電流小于額定電流120%，且電機轉速以達到98%的額定轉速即1470ram/ min時電機勵磁電流投入，初始階段電機是強勵階段，電機勵磁電流是正常運行時的1.2倍，4s把電機轉子拖入到同步狀態，如果電機無功功率達到設定值，然后分斷啟動星點柜斷路器（k02），合短接柜斷路器（k01），勵磁柜內PLC監測到電機轉速達到同步轉速柜內切除點火器，啟動完成。

2　單體試車

電機單體試車前的準備工作均以到位，安裝設計單位確認可以對電機進行單體試車，

第一次啟動：接到DCS啟動命令后電機自耦變星點柜斷路器合閘，但是饋線柜沒有正常合閘。勵磁柜沒有接到饋線柜斷路器反饋，自動分斷星點柜斷路器

問題分析：由于之前做空投試驗的時候饋線柜及短接柜斷路器均能可靠動作，且第一次啟動失敗后又進行了一次空投試驗，斷路器均能動作，證明斷路器沒有問題，問題還是出在二次控制回路上，經檢查斷路器的反饋正常，勵磁柜能接到斷路器的反饋，證明控制接線沒有問題，問題應出現在高壓饋電柜內部，與設計單位詳細的檢查圖紙發現，高壓饋線柜內電控允許信號與星點柜的斷路器的輔助點狀態串接在一起，當電機啟動時，星點柜合閘后，該電控允許信號繼電器動作，電控允許信號消失，當收到勵磁柜的合閘信號后，由于繼電器輔助點打開斷路器不能正常合閘。與設計單位研究后，絕緣把信號回路里的星點柜及短接柜的斷路器的輔助點短接，保證電控允許信號在啟動過程中能一直保持輸出。

高壓柜內接線改動后，又進行了空投試驗該次空投試驗將手車斷路器搖進工作位，母線停電，斷路器均能正常動作

第二次啟動：接到啟動命令后，星點柜斷路器合閘、饋線柜斷路器合閘，但是剛進入啟動階段，電機保護速斷信號動作。

故障分析：由于之前已經做過耐壓試驗，并且對電機及接線在試車之前用絕緣搖表再次確認絕緣，所以電機發生故障的可能性不大，問題很可能還是出現在二次控制回路，通過繼電保護試驗在饋電柜的二次端子上加電流，在勵磁柜上保護單元顯示正常，證明二次監測回路正常，與設計單位及生產廠家再次對整個設計進行論證，發現在啟動過程中電機的差動保護是屏蔽的，但是在保護單元的接線中仍是按照差動形式接線：將星點柜的CT二次接線與饋線柜的二次接線并聯引入保護單元中，與電機就地星點箱側的CT做差動，即：I饋線=I電機側星點+I自偶變星點

因為星點接線柜的母線上端三相短接，所以電流方向是由柜下電纜側流向母線側與饋線柜的實際電流方向相反，按正常接線則二次電流變為：I饋線+I星點≠I電機側星點

則勵磁柜保護模塊將會監測到很大的電流，會同生產廠家及設計單元，認為差動保護在啟動階段是不投用的，則星點柜的CT二次引入保護沒有意義，建議拆除該二次線。

第三次啟動：拆除星點柜電流型號后，準備再次啟動，開車后電機正常合閘進入啟動階段，保護電流顯示正常，電機進入亞同步狀態后勵磁柜開始投勵，突然低壓受電柜發生分閘，輔助油泵連鎖停車。

故障分析：經過檢查確認是低壓受電柜內電壓保護動作，電機在啟動過程中電壓下降很多，由啟動初始時的10.7KV下降到9.9KV但不應該能達到低壓受電柜的保護值電壓小于70%，研究低壓受電的保護繼電器發現，該繼電器不僅有欠電壓保護還同時具備過電壓保護功能，根據現場觀察在電機投勵的時間到低壓受電分閘時間內電壓已經由啟動時的9.9Kv恢復為10.7KV而且在電機投勵的時候電壓達到了11KV,有可能是過壓信號動作，再與供貨商及設計單位聯系后，決定將電壓保護先摘除，由專人來檢測這個信號，并且給輔助油泵增加一路備用電源，保證輔助油泵的運行，再次啟動電機啟動正常，在啟動過程中觀察到電壓繼電器的過壓信號確實動作，廠家建議將過壓信號先屏蔽，系統電壓進行調整后再投用。

3　總結分析

電機單體試車在發生四次問題后成功，總結幾次的問題，對大型同步機安裝經驗不足是一方面原因，其次由于電機勵磁柜由廠家配套，在二次接線方面與設計單位溝通不足、配合不到位，造成一些現場開關柜接線與勵磁柜內要求不配套。所以造成在調試過程中出現問題。

綜上所訴，在設備的安裝調試過程中，首先對設計圖紙與現場實際設備的一些特殊要求的一定要詳細確認，對一些發生的緊急情況要有準備措施，保證設備的安裝調試有序、安全的進行。