麥浩

（廣西鋼鐵集團(tuán)有限公司氣體廠，廣西防城港 538002）

1 同步電機(jī)簡(jiǎn)介

同步電機(jī)具有轉(zhuǎn)速恒定、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、過載能力強(qiáng)、功率因數(shù)高、運(yùn)行穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)，廣泛運(yùn)用于工業(yè)生產(chǎn)中。廣西鋼鐵氣體廠核心設(shè)備空壓機(jī)采用了1 臺(tái)ABB 同步電機(jī)，型號(hào)為AMS 1120 SG 6LBS，額定電壓10 kV，額定功率19 400 kW，額定轉(zhuǎn)速為1 000 r/min；該同步電機(jī)的啟動(dòng)方式為異步自耦變降壓?jiǎn)?dòng)，轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速的90%切換全壓，達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后即投入勵(lì)磁牽入同步運(yùn)行。

2 故障情況

某日，氣體廠對(duì)空壓機(jī)進(jìn)行試機(jī)啟動(dòng)操作，在按下啟動(dòng)按鈕后空壓機(jī)自耦變輸入、輸出柜合閘，但是僅僅2 s 后，輸入、輸出柜斷開，運(yùn)行柜合閘，空壓機(jī)投全壓運(yùn)行，此時(shí)轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到額定轉(zhuǎn)速90%，電網(wǎng)壓降接近保護(hù)值，電機(jī)非正常啟動(dòng)。由于壓降和電流未達(dá)到保護(hù)值，所以保護(hù)未動(dòng)作，電機(jī)全壓?jiǎn)?dòng)至額定轉(zhuǎn)速后，電壓、電流值恢復(fù)正常，隨即停機(jī)對(duì)故障進(jìn)行處理。此故障有可能對(duì)電機(jī)造成損傷。同時(shí)，過大的壓降有可能會(huì)引起電網(wǎng)跳閘，造成其它損失。

3 原因分析

這臺(tái)同步電機(jī)配備有1臺(tái)轉(zhuǎn)速監(jiān)控器安裝在勵(lì)磁柜內(nèi)，在按下啟動(dòng)按鈕的時(shí)候，監(jiān)控器上OUT1 指示燈亮，空壓機(jī)自耦變輸入、輸出柜投入，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到設(shè)置值，OUT2 指示燈亮，空壓機(jī)自耦變退出，運(yùn)行柜投入，即投全壓運(yùn)行。此臺(tái)同步電機(jī)投全壓的條件為轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速90%，故通過觀察轉(zhuǎn)速監(jiān)控器來判斷故障。

通過第二次試啟動(dòng)發(fā)現(xiàn)，在電機(jī)啟動(dòng)1 s內(nèi)，監(jiān)控器上轉(zhuǎn)速顯示從149.5 r/min瞬間跳至2 845 r/min，并在2 s 內(nèi)轉(zhuǎn)速顯示反復(fù)隨機(jī)跳動(dòng)，OUT2 指示燈在出現(xiàn)超過900 r/min 的數(shù)值后瞬間亮起，顯示擾動(dòng)持續(xù)2 s 后恢復(fù)正常，這就是造成電機(jī)投全壓的直接原因。故判斷電機(jī)投全壓動(dòng)作異常原因?yàn)檗D(zhuǎn)速擾動(dòng)所造成的，造成轉(zhuǎn)速擾動(dòng)初步分析有以下因素和可能的原因：

（1）轉(zhuǎn)速信號(hào)線布置離動(dòng)力電纜過近，啟動(dòng)瞬間大電流造成信號(hào)線中有感應(yīng)電流，從而造成轉(zhuǎn)速擾動(dòng)。

（2）信號(hào)線中屏蔽線未接地，未起到屏蔽作用，造成轉(zhuǎn)速擾動(dòng)。

（3）轉(zhuǎn)速探頭故障，造成轉(zhuǎn)速有偏差。

（4）其它元件接地布置不合理。

4 解決措施

對(duì)以上可能造成的原因分析過后，開始對(duì)各疑似干擾項(xiàng)進(jìn)行判斷。首先是從電機(jī)到勵(lì)磁柜重新拉一根臨時(shí)信號(hào)線，遠(yuǎn)離強(qiáng)電區(qū)域，并對(duì)屏蔽線的一頭接地；同時(shí)打開勵(lì)磁機(jī)后蓋，發(fā)現(xiàn)后軸上有兩個(gè)槽，轉(zhuǎn)速探頭固定距離后軸上沿3 mm左右。工作原理為：電機(jī)后軸轉(zhuǎn)動(dòng)1圈，會(huì)經(jīng)過槽2次，發(fā)生2個(gè)脈沖信號(hào)到轉(zhuǎn)速監(jiān)控器，為1圈。觀察發(fā)現(xiàn)，停下時(shí)探頭剛好處于一個(gè)槽上，廠家技術(shù)人員用塞尺在探頭下進(jìn)行模擬轉(zhuǎn)動(dòng)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)速并無擾動(dòng)現(xiàn)象，故排除第三個(gè)疑似原因。信號(hào)線布置完畢后，對(duì)同步電機(jī)勵(lì)磁柜PLC 增加一個(gè)10 s 強(qiáng)制投全壓的時(shí)間，以保護(hù)電機(jī)及電網(wǎng)不受故障的損傷，通過觀察轉(zhuǎn)速監(jiān)控器來判斷故障是否排除。隨即對(duì)電機(jī)進(jìn)行再次啟動(dòng)，觀察監(jiān)控器發(fā)現(xiàn)還是出現(xiàn)了轉(zhuǎn)速擾動(dòng)，故排除第一和第二點(diǎn)疑似原因。

最后發(fā)現(xiàn)，電機(jī)端的電流互感器二次線接地與高壓柜端電流互感器二次線接地均分別接在電機(jī)現(xiàn)場(chǎng)與高壓柜本體上，這樣兩組電壓互感器接地不在一個(gè)等電位，極易使得電壓互感器二次側(cè)有電流產(chǎn)生，造成勵(lì)磁柜內(nèi)其他元件或保護(hù)動(dòng)作有擾動(dòng)。隨后將兩組電壓互感器二次側(cè)接地均接回同步電機(jī)勵(lì)磁柜本體，再次啟動(dòng)電機(jī)，轉(zhuǎn)速擾動(dòng)消失，故障排除。接線圖見圖1。

圖1 電機(jī)端、高壓柜端電流互感器二次線接地接線圖

5 總結(jié)

通過采取以上措施，最終排除了故障。對(duì)于二次側(cè)接地，按照規(guī)程規(guī)定，均應(yīng)將接地點(diǎn)選在保護(hù)屏（勵(lì)磁柜）本體的接地端子排，而配電裝置只設(shè)置試驗(yàn)或檢修時(shí)的安全接地點(diǎn)。同步電機(jī)出現(xiàn)啟動(dòng)故障時(shí)，應(yīng)仔細(xì)分析，按照可能出現(xiàn)的原因逐一排查，確保安裝后的電機(jī)長(zhǎng)期穩(wěn)定的運(yùn)行，為生產(chǎn)保駕護(hù)航。