同步電動機勵磁系統(tǒng)維護及故障處理-最新資料

1、同步電動機勵磁系統(tǒng)維護及故障處理城市的擴張和經(jīng)濟的發(fā)展為我國的天然氣運輸行業(yè)提出了 更高的要求。 在長輸管道的運營中， 壓氣站的建設(shè)和運行成為天 然氣管道行業(yè)的重要工作。 同步電機具有轉(zhuǎn)速恒定和功率因數(shù)可 以補償?shù)葍?yōu)點， 因此，在壓縮機的驅(qū)動電機方面多采用同步電機， 如：中貴線的 ABB 16.06MW和西氣東輸二線18MW勺高壓同步防 爆變頻電機等。 它是由直流供電的勵磁磁場與電樞的旋轉(zhuǎn)磁場相 互作用而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩， 以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的交流電動機。 在同步電機 的運行和維護過程中，勵磁系統(tǒng)的維護和處理是一項重要的工 作。一、同步電動機勵磁系統(tǒng)工作原理 可以將同步電動機的勵磁系統(tǒng)分為旋轉(zhuǎn)勵磁機和勵磁

2、控制 盤兩部分。其中勵磁控制盤負責控制旋轉(zhuǎn)勵磁機的輔助勵磁電流 和檢測同步電動機的運行狀態(tài)， 進而控制轉(zhuǎn)子電磁力矩和轉(zhuǎn)子電 流。中貴線所采用的ABB電機的啟動采用異步直接啟動法： 啟動 同步電動機時， 按異步電動機的方式啟動電機。 起動瞬間定子旋 轉(zhuǎn)速度為同步速， 產(chǎn)生三相對稱旋轉(zhuǎn)磁場， 由于慣性作用速度為 0，因此轉(zhuǎn)子起動瞬間電機為 1 的轉(zhuǎn)差。轉(zhuǎn)子繞組中根據(jù)電磁感 應(yīng)原理，產(chǎn)生感應(yīng)電壓。其大小為：E2=4.44f2N2 mE2為轉(zhuǎn)子感應(yīng)電壓;f2=sf1N1為定子繞組匝數(shù)；N2為主勵磁繞組匝數(shù)；m為定子主磁通 ,其中： m=U1/4.44f1N1在啟動瞬間， s=1 。因此，轉(zhuǎn)子勵磁繞組中

3、，同步電動機異 步啟動時，感應(yīng)一個很高的電壓。若直接短路，很大的感應(yīng)電流 就會產(chǎn)生。為避免過流和過壓情況的出現(xiàn)和消除勵磁回路的高電 壓，啟動時需一個限流電阻 R2與勵磁繞組串聯(lián)而使勵磁回路短 接，切斷限流電阻待電機轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速后， 投入勵磁。同理， 勵磁繞組中在電機切斷電源停機時也會產(chǎn)生較高的電壓。二、分析與處理同步電機的故障（一）同步電機不能啟動運行 造成同步電機不能啟動運行的原因有很多， 其中最常見的主 要有控制裝置故障、 電機本身問題以及拖動機械故障等原因， 具 體如下：1）出現(xiàn)控制裝置的故障引起不能啟動?？刂蒲b置造成轉(zhuǎn)子 的電流不穩(wěn)， 是由于勵磁部分直流輸出電壓的不穩(wěn)定造成的， 從

4、 而引起電機失磁狀態(tài)下運轉(zhuǎn)或者是裝置跳閘。2）電機本身的故障問題所造成的不能啟動。由于電機軸瓦 的端蓋螺絲松動或者其他原因引起端蓋和機座分離， 此時定子鐵 心摩擦和轉(zhuǎn)子下沉引起電機不能正常啟動， 需要通過分別加固對 角端蓋的螺絲或者是更換電機軸瓦， 保持轉(zhuǎn)子和電機間均勻的間 隙。3）拖動機械故障造成的不能啟動。在運轉(zhuǎn)中拖動機械轉(zhuǎn)軸 出現(xiàn)其他故障或被卡住， 引起電機轉(zhuǎn)軸的負荷增大， 在啟動前這 時需要轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)軸， 如果發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動不靈活或者是不能轉(zhuǎn)動一定 要及時對其進行檢驗，確保轉(zhuǎn)軸正常運轉(zhuǎn)后才可以再次啟動電 機。（二）同步機起動時轉(zhuǎn)子掃堂或聲音異常 電機在運行多年之后，定子可能會出現(xiàn)不同程度的移

5、位現(xiàn) 象，而且也會因為同步機啟動時的沖擊而導致同步機轉(zhuǎn)子和定子 之間的空隙不均勻， 從而出現(xiàn)局部部位之間的摩擦。 出現(xiàn)此類問 題時，需要采取的解決措施是： 將同步機傳動軸和轉(zhuǎn)子的同心度 和平衡度按照要求合理進行調(diào)整， 達到規(guī)定的要求之后， 將定子 密封蓋打開， 對同步機定子和轉(zhuǎn)子之間的四周氣隙進行測量， 并 對二者之間的氣隙的平衡度和均勻度做進一步調(diào)整。 但是如果是 由于同步機安裝基礎(chǔ)發(fā)生變化所引起的轉(zhuǎn)子掃堂或聲音異常的 現(xiàn)象，重新澆筑基礎(chǔ)之后就要再采取重新安裝的辦法來對這一問 題徹底解決。（三）同步電機起動時無法自動投勵或投勵失敗 同步電機起動時無法自動投勵的原因主要有以下幾方面：1）前置變

6、壓插件勵磁電流不可以調(diào)零而引起無法自動投勵。在變壓之前就需要進行檢查變換插件勵磁電流是否能夠調(diào)零， 量避免此類問題出現(xiàn)。2）高壓斷路器上節(jié)點之間未能閉合好而造成的故障。在高 壓斷路器關(guān)閘之后， 需要采取的措施就是對所有的接點進行仔細 檢查，查看是否都已經(jīng)閉合完全。三、同步電動機勵磁系統(tǒng)維護步驟 同步電機的勵磁系統(tǒng)維護可以分為兩部分，即 : 旋轉(zhuǎn)勵磁部 分維護和勵磁柜維護。（一）旋轉(zhuǎn)勵磁部分維護 旋轉(zhuǎn)勵磁部分維護包括端子緊固檢查， 散熱器吹灰清掃， 檢 查元件與散熱器緊固。檢查二極管、晶閘管無變色現(xiàn)象，觸發(fā)器 無變形，連接處接觸良好。檢查限流電阻有無過熱變色、斷絲， 以及是否在規(guī)定范圍內(nèi)的電阻值

7、； 瓷質(zhì)絕緣子無放電痕跡， 外觀 良好，接觸接線良好。 在實際運行和使用中需要定期對觸發(fā)器進 行性能測試。 在進行勵磁線圈絕緣測試時， 要確保絕緣電阻大于 2MQ。同時，對晶閘管、二極管的性能測試也非常重要：1）、晶閘管測試。對晶閘管陽極A與陰極K之間的正、反向電阻用萬 用表RX 1k Q檔測量，正常時均應(yīng)為幾兆歐（MQ）;若測得A、 K之間的正、反向阻值均較小或電阻值為零，則說明晶閘管內(nèi)部 擊穿漏電或短路。測量陰極 K與門極G之間的正、反向電阻值， 正常時正向電阻值較?。ㄐ∮?kQ），即應(yīng)有類似二極管的正、 反向電阻值，反向電阻值較大（大于80kQ）。2）、二極管測試。根據(jù)二極管正向?qū)ǚ聪?/p>

8、不導通的特性， 利用萬用表即可判別二 極管的極性。 一般二極管的反向電阻為幾兆歐以上， 正向電阻為 幾十歐到幾千歐，正反向電阻差值應(yīng)相差百倍為宜，越大越好。 值得注意的是： 對測量二極管和三極管時， 不能用數(shù)字表的電阻 擋，而必需用二極管擋。（二）勵磁柜維護 勵磁柜維護應(yīng)該確保： 信號燈具完好無損和柜面指示儀表工 作正常。接地情況檢查，檢查接線端子緊固檢查，同步變壓器、 整流變壓器、各穩(wěn)壓電抗器、電源變壓器等是否有過熱變色。檢 查組合開關(guān)、電源開關(guān)操作是否靈活，接觸是否良好，外殼是否 有破損。檢查接觸器、繼電器，其線圈是否斷線、變色，以及是 否在可靠接點動作。 檢查印刷電路板和插接件晶體管、

9、阻容器件、 集成塊沒有變色過熱，無虛焊、脫焊現(xiàn)象，無斷腳；印刷電路板 無污臟、變色，線路無短路、 開路；插接頭、座的接觸片無斷裂， 膠木無炭化、裂紋和放電痕跡，應(yīng)有彈性。檢查擊穿保險器、熔 斷器是否擊穿或熔斷，無過熱，接觸應(yīng)良好，熔斷指示器指示正 確，瓷質(zhì)套無裂紋。以及勵磁柜保護回路和控制回路絕緣檢查。四、勵磁裝置硬件故障及其解決措施（一）快熔熔斷 快熔熔斷故障出現(xiàn)時的表現(xiàn)是：快速熔斷器單相或多相熔 斷，快熔斷故障指示燈點亮，與之并聯(lián)的指示燈芯彈出，因此勵 磁故障機組跳閘停機。所需要采取的措施是： 1 ）測試主回路對 地絕緣是否有多點損壞； 2）測試是否有損壞現(xiàn)象的可控硅元件；3）勵磁繞組測試

10、是否存在短路現(xiàn)象；查明事故原因，再更換損 壞元器件。（二）交流電源故障交流電源故障出現(xiàn)時的表現(xiàn)是： 交流開關(guān)電源上所有指示燈 熄滅，交流電源指示燈熄滅。此時，需要采取的措施是：可采用 帶備用電源并可以自動投入的雙路電源進行供電， 供電電源應(yīng)該 布置在要求嚴格的場所，這樣可以將勵磁供電的可靠性提高。（三）空氣開關(guān)跳閘故障 空氣開關(guān)跳閘故障出現(xiàn)時的表現(xiàn)是：空開跳故障指示燈點 亮，電機聯(lián)鎖跳閘，空氣開關(guān)在“分”位。需要采取的措施是： 1）檢查勵磁變壓器是否有過熱或燒痕； 2）檢查空開至變壓器一 次的連接電纜是否有過熱或燒痕。五、同步電機勵磁保養(yǎng)新方法在很多工礦企業(yè)， 不少的同步電動機勵磁裝置是七八十年代 的產(chǎn)品，基本以KGFL10型為代表的模擬控制電路形式，是分立 元件插板式的電路結(jié)構(gòu)， 其觸發(fā)和控制部分長期運行至今進入故 障率增加， 維修更換期現(xiàn)在已經(jīng)進入。 在實際應(yīng)用中可以采取改 造勵磁控制器來實現(xiàn)通用型同步電動機的維修， 它除了使同步電 機的運行功能完全恢復外，還能對原來勵磁系統(tǒng)的性能顯著提 高。改造工作中將原來的晶閘管、 柜體和整流變壓器可以保留以 繼續(xù)使用，這樣可以大幅簡化勵磁控制系統(tǒng)的大修和技改工作。 而隨著天然氣壓氣站技術(shù)要求的提高，采用SIEMEN僑口 ABB等進 口的專用大規(guī)模邏輯 IC 電路為同步電機勵磁控制器的核心技 術(shù)，實現(xiàn)數(shù)字化的觸發(fā)和控制