中型交流同步電動機安裝與調試

朱海亭

摘 要：安裝同步電機時要仔細閱讀廠家說明書，吊裝就位后按要求找正，測定轉子與定子間的氣隙，符合要求后再固定軸承座。整體安裝完畢后進行電氣試驗，各項試驗合格后才能試運行。近年來，河南黃金建筑安裝公司安裝的溢流型球磨機的拖動電機從800～3 000 kW不等。現以TM1850-30/2860中型同步電機為例，探討同步電機的安裝與調試。

關鍵詞：電動機安裝；氣隙；電機調試；直流電阻

中圖分類號：TM341 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.18.102

嵩縣金源選廠擴建時同步電機發生掃膛事故，說明有些項目工程師、專業技術人員對同步電機的安裝了解不到位，沒有掌握安裝和調試的要領。為了提高安裝技術水平，杜絕類似事故再次發生，筆者根據廠家安裝說明、有關施工規范和自身的施工經驗，淺談同步電機的安裝與調試。

1 中型交流同步電機的安裝

在筆者所在的單位，過去電機由電鉗工安裝，現在電機連同驅動設備都由鉗工安裝，但是安裝過程中必須有專業電工配合。具體安裝步驟如下：①清點配件。1 000 kW以上的同步電機出廠一般為散件發貨，施工方要與生產廠家和甲方人員一起按照發貨清單核對。如果有缺失，及時聯系廠家，以免影響施工進度。②基礎研磨。要對底座和基礎接觸面進行粗略找平，為了使二次灌漿達標，標高要比圖紙要求低50 mm，且基礎表面要鏟成麻面，放置墊板處要研磨。③底座就位。基礎處理符合要求后，吊裝電機底座。將電機定子放到碳刷側，為吊裝轉子作準備。④軸承座就位。要求軸承座和電機底座一端或兩端絕緣，軸承座把緊螺栓也用環氧樹脂絕緣套管絕緣，其目的是阻斷電機軸與底座之間的磁通路，避免產生渦流。⑤吊裝轉子。吊裝過程要由專業起重工指揮，要求起重工必須熟練天車工操作，避免轉子、定子的鐵芯和線圈受損。⑥轉子找正。轉子找正應從傳動設備的小齒輪開始，如果有啟動離合器，必須先把離合器安裝上，再對離合器兩端面進行測量。先將電機底座、軸承底座調整到較小范圍內，待電機氣隙和磁中心線調整完成后再細調，然后對地腳螺栓進行一次灌漿。⑦軸瓦間隙和邊油隙測量。軸瓦間隙和邊油隙數值要符合要求（具體數值見說明），填寫并記錄測量結果。⑧磁中心線測量。測量磁中心線時可以使用自制工具，比如一根焊條，將焊條的一端彎成90°，長度控制在2 cm左右。測量時，用短邊頂住電機轉子的鐵芯邊緣，找一個基準點（先測兩三個點，用鋼鋸在焊條上接近定子鐵芯邊緣的地方劃道印痕）逐個測量磁極，并記錄測量數據，比如+1 mm、-2 mm、+1.5 mm等。全部測量完畢后，對照兩端數據，要求其絕對平均值在2以內。如果有偏差，及時調整電機定子直至滿足要求。如果要測量軸向竄動數值，在電機試運行時用鋼鋸條在軸上貼近軸承兩端處劃線，待電機停止，測量所劃線到軸承座邊緣的距離。⑨氣隙的測量。找正轉子后，將定子移動到位，并穿螺栓固定。用標準塞尺測量轉子磁極鐵芯與定子鐵芯之間的距離。測量時，塞尺要能全部穿過縫隙，每側上、下、左、右按對稱至少測量8點（至少每45°測量一處）。對照兩側測量數據，數據要在4.5～5 mm之間。氣隙測量完成后要復查磁中心線，調整數據。此外，上述氣隙測量也要再進行一次，直到達標。⑩轉子精確找正。用鋼鋸條在軸承座四周、定子與底座接觸的邊緣各劃上一條印痕，然后將軸承座螺栓、定子螺栓全部擰緊，檢查定位銷孔是否重合。如果有移動，則應重新測量氣隙和軸瓦邊油隙等數據；如果超出范圍，應重新調整。最后報監理驗收。

2 中型交流同步電機的調試

中型交流同步電機的調試包括高壓柜調試、勵磁柜調試、電機本體調試、電纜耐壓調試等。只有將各個設備調試合格后，才能試運行。

2.1 高壓柜調試

調試結果填寫在《高壓柜試驗記錄》中。

2.1.1 真空斷路器試驗

高壓柜是電機啟動/停止開關柜，斷路器要連同母線進行工頻耐壓試驗，相間、對地、可動觸頭對靜止觸頭等分別試驗。試驗電壓為額定電壓的2.7倍。比如，額定電壓為10 kV時，即交流試驗電壓為27 kV，時間為1 min。斷路器的二次回路需要用500 V搖表測試對地和高壓部分的絕緣電阻，其測試結果不能小于50 MΩ。

2.1.2 綜合保護器試驗

當前，高壓柜內一般采用綜合保護器控制真空斷路器，將電壓互感器和電流互感器的二次信號和其他連鎖信號等輸入到綜合保護器內，通過一次回路試驗電壓和電流來檢驗綜合保護器動作性能。試驗合格后，將過流整定到電機額定電流的1.1～1.2倍，速斷保護整定到額定電流的6～8倍，啟動長延時可以設置為10～20 s，具體視情況而定。

2.1.3 高壓柜空試驗

高壓柜二次電源供電，進行本柜空試。綜合保護器具有高壓失壓保護功能，在試驗過程中，要依據原理圖找到失壓信號并短接（試驗完成后必須拆除，否則會引起人為故障）；高壓柜與勵磁柜和其他設備之間允許有啟動連鎖點，空試時將此連鎖點短接；手動分合5次以上，檢查主觸頭行程和分斷時間等項目。試驗完畢后將所有端子恢復到初始狀態。

2.2 勵磁柜調試

調試結果填寫在《同步電機可控硅勵磁裝置試驗記錄》中。

現在比較先進的全數字可控硅勵磁柜裝置由PLC控制，現場輸入相關參數（比如滅磁可控硅開放電壓、觸發脈沖寬度、投勵時間、強勵倍數和強勵時間、電壓負反饋特性逆變角度等）。將控制面板上“調試”和“運行”開關旋轉到“調試”位置，待勵磁電流緩慢上升到額定電流，此時按下“滅磁檢驗開關”，如果勵磁電壓下降為0，則勵磁柜正常，調試結束。

2.3 電機本體試驗

電機本體試驗包括轉子、定子直流電阻測試，轉子、定子絕緣電阻測試，轉子、定子工頻耐壓試驗，定子直流泄漏試驗等。由于電機在出廠前已經做過耐壓試驗，每次試驗都會對絕緣層造成一定的損傷，因此，除特殊要求外，現場一般不做耐壓試驗。

用2 500 V搖表測量定子的額定電壓，并運用“（N+1）×3=#MΩ（N為定子的額定電壓）”計算定子的絕緣電阻。如果定子額定電壓為10 kV，則定子絕緣電阻值為：（10+1）×3=33 MΩ。

用500 V搖表測量轉子的額定電壓，并運用“N+1=#MΩ（N為轉子的額定電壓）”計算轉子的絕緣電阻。例如轉子的額定電壓為10 kV，則轉子的絕緣電阻為：10+1=11 MΩ。

轉子和定子相間和對地數值符合以上要求后即可通電試運行。轉子和定子的直流電阻數值會隨溫度的改變而改變，只要與出廠值接近即可，而定子三相電阻則要相同（要求精確到0.000 001）。

電纜敷設前要用2 500 V搖表對電纜測試絕緣電阻，絕緣電阻值大于50 MΩ時才可布設電纜。電纜終端頭制作前后，用2 500 V搖表測量相間和對地的絕緣電阻值，比較測試結果，并做好記錄。電纜直流泄漏試驗電壓是工頻電壓的 倍。例如額定電壓為10 kV，則試驗電壓為10 kV×2.7× =38 kV。

在試驗過程中，當升壓到試驗電壓的25%時，穩壓1 min，記錄泄漏電流值；升壓到試驗電壓的100%時，先觀察1 min，然后穩壓15 min，記錄泄漏電流值，然后根據試驗結果判斷電纜是否合格。

3 通電試運行

試運行前可將高壓柜、勵磁柜和其他連鎖設備一起空試，手動調節其他柜內的備妥信號、報警信號、測溫信號、跳閘信號等，確認動作無誤后，檢查高壓柜、勵磁柜內有無遺漏工具等雜物，緊固一、二次線路端子螺栓，并由經驗豐富的電工師傅檢查確認，關閉柜門，準備通電運行。具體試運行過程為：①通知試車前準備。設置警戒線，變電站送電；檢查高壓柜各指示儀表；對電機轉子人工盤車；檢驗啟動電機，明確交流同步電機啟動過程是否為同步啟動，當轉速達到額定轉速的95%時，勵磁柜自動投勵，電機空載啟動時投勵時間約為5 s；觀察電機運轉有無異常、雜音，轉動部位和固定部位有無火花。如果有異常，停車處理。②記錄高壓柜的啟動電壓和電流、勵磁柜的勵磁電壓和勵磁電流，并將數據填入相關的表格內。③檢驗三相定子溫度、軸瓦溫度、底座振幅、定子三相電壓、相間電流、勵磁電壓、勵磁電流等數據，每隔30 min記錄一次。如果無異常，則連續運行8 h，試運行結束。

4 結束語

同步電機的安裝是一項復雜、煩瑣的工作。只有按照規范和廠家說明書安裝，將每一步做到位，才能保證安裝質量。施工中上一環節安裝完畢后，馬上報監理驗收，經驗收合格后，再開始下一環節的安裝。

在安裝嵩縣金源擴建選廠球磨機電機時，主管工程師、專業技術人員由于沒有仔細閱讀廠家說明書，僅憑借經驗安裝，且安裝過程中沒進行相應的測試和驗收，造成在試車時發生掃堂事故。重新安裝不僅會造成不必要的人力、物力和財力浪費，而且嚴重影響了工程工期，給甲、乙雙方造成巨大損失。希望本文的論述能給從事機電安裝施工作業的同仁提供一定的參考和借鑒。

參考文獻

[1]中華人民共和國建設部.GB 50150—2006 電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準[S].北京：中國計劃出版社，2006.

[2]范國偉.同步電機的原理及應用技術[M].北京：人民郵電出版社，2014.

〔編輯：劉曉芳〕