同步電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)維護(hù)及故障處理-最新資料

1、同步電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)維護(hù)及故障處理城市的擴(kuò)張和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展為我國(guó)的天然氣運(yùn)輸行業(yè)提出了 更高的要求。 在長(zhǎng)輸管道的運(yùn)營(yíng)中， 壓氣站的建設(shè)和運(yùn)行成為天 然氣管道行業(yè)的重要工作。 同步電機(jī)具有轉(zhuǎn)速恒定和功率因數(shù)可 以補(bǔ)償?shù)葍?yōu)點(diǎn)， 因此，在壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)方面多采用同步電機(jī)， 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(jī)等。 它是由直流供電的勵(lì)磁磁場(chǎng)與電樞的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)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(dòng)機(jī)。 在同步電機(jī) 的運(yùn)行和維護(hù)過(guò)程中，勵(lì)磁系統(tǒng)的維護(hù)和處理是一項(xiàng)重要的工 作。一、同步電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)工作原理 可以將同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)分為旋轉(zhuǎn)勵(lì)磁機(jī)和勵(lì)磁

2、控制 盤兩部分。其中勵(lì)磁控制盤負(fù)責(zé)控制旋轉(zhuǎn)勵(lì)磁機(jī)的輔助勵(lì)磁電流 和檢測(cè)同步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)， 進(jìn)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(jī)的啟動(dòng)采用異步直接啟動(dòng)法： 啟動(dòng) 同步電動(dòng)機(jī)時(shí)， 按異步電動(dòng)機(jī)的方式啟動(dòng)電機(jī)。 起動(dòng)瞬間定子旋 轉(zhuǎn)速度為同步速， 產(chǎn)生三相對(duì)稱旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)， 由于慣性作用速度為 0，因此轉(zhuǎn)子起動(dòng)瞬間電機(jī)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(lì)磁繞組匝數(shù)；m為定子主磁通 ,其中： m=U1/4.44f1N1在啟動(dòng)瞬間， s=1 。因此，轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組中

3、，同步電動(dòng)機(jī)異 步啟動(dòng)時(shí)，感應(yīng)一個(gè)很高的電壓。若直接短路，很大的感應(yīng)電流 就會(huì)產(chǎn)生。為避免過(guò)流和過(guò)壓情況的出現(xiàn)和消除勵(lì)磁回路的高電 壓，啟動(dòng)時(shí)需一個(gè)限流電阻 R2與勵(lì)磁繞組串聯(lián)而使勵(lì)磁回路短 接，切斷限流電阻待電機(jī)轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速后， 投入勵(lì)磁。同理， 勵(lì)磁繞組中在電機(jī)切斷電源停機(jī)時(shí)也會(huì)產(chǎn)生較高的電壓。二、分析與處理同步電機(jī)的故障（一）同步電機(jī)不能啟動(dòng)運(yùn)行 造成同步電機(jī)不能啟動(dòng)運(yùn)行的原因有很多， 其中最常見的主 要有控制裝置故障、 電機(jī)本身問(wèn)題以及拖動(dòng)機(jī)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(dòng)?？刂蒲b置造成轉(zhuǎn)子 的電流不穩(wěn)， 是由于勵(lì)磁部分直流輸出電壓的不穩(wěn)定造成的， 從

4、 而引起電機(jī)失磁狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)或者是裝置跳閘。2）電機(jī)本身的故障問(wèn)題所造成的不能啟動(dòng)。由于電機(jī)軸瓦 的端蓋螺絲松動(dòng)或者其他原因引起端蓋和機(jī)座分離， 此時(shí)定子鐵 心摩擦和轉(zhuǎn)子下沉引起電機(jī)不能正常啟動(dòng)， 需要通過(guò)分別加固對(duì) 角端蓋的螺絲或者是更換電機(jī)軸瓦， 保持轉(zhuǎn)子和電機(jī)間均勻的間 隙。3）拖動(dòng)機(jī)械故障造成的不能啟動(dòng)。在運(yùn)轉(zhuǎn)中拖動(dòng)機(jī)械轉(zhuǎn)軸 出現(xiàn)其他故障或被卡住， 引起電機(jī)轉(zhuǎn)軸的負(fù)荷增大， 在啟動(dòng)前這 時(shí)需要轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)軸， 如果發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活或者是不能轉(zhuǎn)動(dòng)一定 要及時(shí)對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)，確保轉(zhuǎn)軸正常運(yùn)轉(zhuǎn)后才可以再次啟動(dòng)電 機(jī)。（二）同步機(jī)起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子掃堂或聲音異常 電機(jī)在運(yùn)行多年之后，定子可能會(huì)出現(xiàn)不同程度的移

5、位現(xiàn) 象，而且也會(huì)因?yàn)橥綑C(jī)啟動(dòng)時(shí)的沖擊而導(dǎo)致同步機(jī)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(wèn) 題時(shí)，需要采取的解決措施是： 將同步機(jī)傳動(dòng)軸和轉(zhuǎn)子的同心度 和平衡度按照要求合理進(jìn)行調(diào)整， 達(dá)到規(guī)定的要求之后， 將定子 密封蓋打開， 對(duì)同步機(jī)定子和轉(zhuǎn)子之間的四周氣隙進(jìn)行測(cè)量， 并 對(duì)二者之間的氣隙的平衡度和均勻度做進(jìn)一步調(diào)整。 但是如果是 由于同步機(jī)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(lái)對(duì)這一問(wèn) 題徹底解決。（三）同步電機(jī)起動(dòng)時(shí)無(wú)法自動(dòng)投勵(lì)或投勵(lì)失敗 同步電機(jī)起動(dòng)時(shí)無(wú)法自動(dòng)投勵(lì)的原因主要有以下幾方面：1）前置變

6、壓插件勵(lì)磁電流不可以調(diào)零而引起無(wú)法自動(dòng)投勵(lì)。在變壓之前就需要進(jìn)行檢查變換插件勵(lì)磁電流是否能夠調(diào)零， 量避免此類問(wèn)題出現(xiàn)。2）高壓斷路器上節(jié)點(diǎn)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(duì)所有的接點(diǎn)進(jìn)行仔細(xì) 檢查，查看是否都已經(jīng)閉合完全。三、同步電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)維護(hù)步驟 同步電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)維護(hù)可以分為兩部分，即 : 旋轉(zhuǎn)勵(lì)磁部 分維護(hù)和勵(lì)磁柜維護(hù)。（一）旋轉(zhuǎn)勵(lì)磁部分維護(hù) 旋轉(zhuǎn)勵(lì)磁部分維護(hù)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(wú)變色現(xiàn)象，觸發(fā)器 無(wú)變形，連接處接觸良好。檢查限流電阻有無(wú)過(guò)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(wú)放電痕跡， 外觀 良好，接觸接線良好。 在實(shí)際運(yùn)行和使用中需要定期對(duì)觸發(fā)器進(jìn) 行性能測(cè)試。 在進(jìn)行勵(lì)磁線圈絕緣測(cè)試時(shí)， 要確保絕緣電阻大于 2MQ。同時(shí)，對(duì)晶閘管、二極管的性能測(cè)試也非常重要：1）、晶閘管測(cè)試。對(duì)晶閘管陽(yáng)極A與陰極K之間的正、反向電阻用萬(wàn) 用表RX 1k Q檔測(cè)量，正常時(shí)均應(yīng)為幾兆歐（MQ）;若測(cè)得A、 K之間的正、反向阻值均較小或電阻值為零，則說(shuō)明晶閘管內(nèi)部 擊穿漏電或短路。測(cè)量陰極 K與門極G之間的正、反向電阻值， 正常時(shí)正向電阻值較小（小于2kQ），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(cè)試。根據(jù)二極管正向?qū)ǚ聪?/p>

8、不導(dǎo)通的特性， 利用萬(wàn)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(duì)測(cè)量二極管和三極管時(shí)， 不能用數(shù)字表的電阻 擋，而必需用二極管擋。（二）勵(lì)磁柜維護(hù) 勵(lì)磁柜維護(hù)應(yīng)該確保： 信號(hào)燈具完好無(wú)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(guò)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(diǎn)動(dòng)作。 檢查印刷電路板和插接件晶體管、

9、阻容器件、 集成塊沒(méi)有變色過(guò)熱，無(wú)虛焊、脫焊現(xiàn)象，無(wú)斷腳；印刷電路板 無(wú)污臟、變色，線路無(wú)短路、 開路；插接頭、座的接觸片無(wú)斷裂， 膠木無(wú)炭化、裂紋和放電痕跡，應(yīng)有彈性。檢查擊穿保險(xiǎn)器、熔 斷器是否擊穿或熔斷，無(wú)過(guò)熱，接觸應(yīng)良好，熔斷指示器指示正 確，瓷質(zhì)套無(wú)裂紋。以及勵(lì)磁柜保護(hù)回路和控制回路絕緣檢查。四、勵(lì)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(shí)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(diǎn)亮，與之并聯(lián)的指示燈芯彈出，因此勵(lì) 磁故障機(jī)組跳閘停機(jī)。所需要采取的措施是： 1 ）測(cè)試主回路對(duì) 地絕緣是否有多點(diǎn)損壞； 2）測(cè)試是否有損壞現(xiàn)象的可控硅元件；3）勵(lì)磁繞組測(cè)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(shí)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(shí)，需要采取的措施是：可采用 帶備用電源并可以自動(dòng)投入的雙路電源進(jìn)行供電， 供電電源應(yīng)該 布置在要求嚴(yán)格的場(chǎng)所，這樣可以將勵(lì)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(shí)的表現(xiàn)是：空開跳故障指示燈點(diǎn) 亮，電機(jī)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(lì)磁變壓器是否有過(guò)熱或燒痕； 2）檢查空開至變壓器一 次的連接電纜是否有過(guò)熱或燒痕。五、同步電機(jī)勵(lì)磁保養(yǎng)新方法在很多工礦企業(yè)， 不少的同步電動(dòng)機(jī)勵(lì)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(zhǎng)期運(yùn)行至今進(jìn)入故 障率增加， 維修更換期現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入。 在實(shí)際應(yīng)用中可以采取改 造勵(lì)磁控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)通用型同步電動(dòng)機(jī)的維修， 它除了使同步電 機(jī)的運(yùn)行功能完全恢復(fù)外，還能對(duì)原來(lái)勵(lì)磁系統(tǒng)的性能顯著提 高。改造工作中將原來(lái)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(jiǎn)化勵(lì)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(jìn) 口的專用大規(guī)模邏輯 IC 電路為同步電機(jī)勵(lì)磁控制器的核心技 術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的觸發(fā)和控制