同步电动机的电气系统调试

孙国良

【摘 要】山东富伦钢铁有限公司1#320m3烧结机工程中的2台主抽风机采用同步电动机拖动。本文通过分析同步电动机工作原理、结构、启动方式，结合施工的同步电动机的电气系统调试，对存在的故障做出相应的解决办法。

【关键词】同步电动机；调试；故障；解决办法

0 前言

山东富伦钢铁有限公司1#320m2烧结机工程中，有2台主抽风机，其动力采用5600kW同步电动机拖动。同步电动机电气系统调试，往往存在调试周期长、电动机启动困难、综合和保护装置跳闸、运行电流过大等问题，现对施工的同步电动机系统存在的问题进行研究讨论。

1 同步电动机的起动

同步电动机的起动方法不外乎同步启动方式与异步启动方式。一般地，同步电动机几乎全部都用异步起动方式。异步起动又分为全压起动和降压起动两种方法。考虑到全压起动对电网冲击很大并对电机及拖动的机械冲击均很大，因此常采用降压起动方式。现以山东富伦钢铁有限公司的2台主抽风机（型号：TD5600-6/1730 额定功率5600kW 极数6 相数3 电压10000V 电流370A 接法Y 功率因数0.9 励磁电压98V 励磁电流290A 频率50Hz 空载励磁电流150A 空载励磁电压39V 满载励磁电流290A 满载效率97.28%，堵转电流1981A 额定转矩53480N.m 失步转矩94934N.m）为例，对同步电动机进行研究学习。该电机采用水阻降压启动。

2 同步电动机的电气调试

2.1 应根据GB50150-2006规定的试验项目对同步电动机进行检测并与出场试验报告比对，保证电机合格。

试验项目包括：绕组对机壳绝缘电阻测定及交流耐压试验、绕组直流电阻测定。

2.2 做好风机运行柜、星点短接柜、水阻分隔柜的电气试验

试验项目包括：高压断路器绝缘电阻、直流电阻、耐压及机械开关特性；电流互感器绝缘电阻、变比试验；综保试验（过负荷、过流、速断、差动试验）

2.3 配合液阻柜厂家添加纯净水和降阻粉，达到适当的阻值。

2.4 检查电缆绝缘合格

严格按照施工规范制作好高压电缆头，先用2500V摇表测电缆绝缘性，再做电缆高压耐压试验。

2.5 检查二次回路接线正确，调试控制回路

将运行柜、星点短接柜、水阻分隔柜断路器摇到试验位置，将控制回路送电，将机旁操作箱操作开关分别打到机旁、远程上，检测二次回路及电气联锁、工艺联锁。

2.6 励磁装置调试

投励磁分计时投励和测滑差投励两种方式，计时投励时间设为8s（一般由厂家确定），滑差在出厂时已整定为5%，其工作原理：电机降压启动信号传到励磁装置，以滑差投励为主（计时投励主要是用在转速提升很快，检测不到频率变化），电机达到亚同步转速（95%额定转速），由转子产生的磁场，形成交变电势，通过测频率投励磁。下面是励磁装置开机程序。

（1）检查线头有无松动；检查转子有无短路；上电后，检查相序是否正确。

（2）查看和确认控制器运行参数；将转换开关打至“调试”位置，观察有无异常，电流、电压等相关数据是否与控制器显示一致。

（3）开机前都要做灭磁试验：按下灭磁按钮，励磁电压回零，松开后正常。

2.7 检查电机控制、励磁、保护、监视装置处于准备好状态

（1）将励磁装置的“更换/运行”转换开关打至运行位，“调试0运行”开关打至运行位，准备联动、空投试验。

（2）连动，空投实验：将高压断路器摇到试验位，看装置是否能投励，做快熔、失压和失步试验，观察断路器是否都能跳闸。

（3）带降压启动的装置要做一下联动试验，观察整个过程是否按程序进行。

（4）“调试0运行”开关打至运行位，准备开机。

2.7 联系工艺，确定工艺联锁（如定、转子温度、润滑油油温等）正常。

2.8 机旁操作箱现场操作点动电机，确认转向正确，待停稳后启动电机注意记录观察电机电流等参数。

2.9 电机空运转5小时（具体时间由工艺决定），检测电流、振动、温度等是否正常，然后机旁操作停机。

3 存在的故障及原因

3.1 起动时，电源电压太低，使电动机无法转动

原因：在工厂生产高峰期，电源电压远远达不到额定电压，而电动机的起动转矩是随电压降低的平方成正比例下降，降低后的起动转矩小于负载阻力矩，电动机将无法运转。解决办法：由甲方协调厂内生产，在电压接近额定电压后起动电机。

3.2 励磁故障

在同步电机起动并投励、投全压之后大约2至3秒时间，综保装置发出跳闸信号，励磁系统报“失步跳闸”故障。经分析，其故障原因应是在电机从亚同步转速拉到同步转速的过程中，系统发生同步振荡。排除故障的办法：将励磁失步从“跳闸”修改为“整步”；二是将同步振荡次数增加。

3.3 综保“速断报警”

系统起动后速断跳闸，综保装置发出“速断报警”信号。发生该故障的原因要从两个方面来分析判断：①运行柜速断设定值过小（一般设定为额定电流的3～5倍）；②液阻柜的阻值设定不正确。解决办法：①调大瞬间跳闸设定值；②联系液阻柜厂家重新测量其电阻，并重新配置电阻。

3.4 起动时间过长、长时间不投全压、投励，起动失败

如果长时间不投全压、投励磁，则系统故障跳闸。产生此现象的原因是水电阻阻值匹配过大，导致电机起动时电磁转矩小，甚至小于负载转矩，产生不了加速转矩，电机长时间不能加速到亚同步转速，因而不能投全压、投励。解决办法：联系液阻柜厂家重新配水电阻，适当减小其阻值。

4 结束语

通过对山东富伦钢铁有限公司2台主抽风机现场调试过程的总结，对同步电动机电气系统调试有了一定的了解，为以后更好、更快的施工同类电机打下了一定的基础。

【参考文献】

[1]刘介才.工厂供电 [M].3版.北京：机械工业出版社，1998.

[2]电力系统继电保护原理[M].北京：电力工业出版社，1989.

[3]宵登明.电气工程概论[M].上海：中国电力出版社，2004.

[责任编辑：庞修平]

【摘 要】山东富伦钢铁有限公司1#320m3烧结机工程中的2台主抽风机采用同步电动机拖动。本文通过分析同步电动机工作原理、结构、启动方式，结合施工的同步电动机的电气系统调试，对存在的故障做出相应的解决办法。

【关键词】同步电动机；调试；故障；解决办法

0 前言

山东富伦钢铁有限公司1#320m2烧结机工程中，有2台主抽风机，其动力采用5600kW同步电动机拖动。同步电动机电气系统调试，往往存在调试周期长、电动机启动困难、综合和保护装置跳闸、运行电流过大等问题，现对施工的同步电动机系统存在的问题进行研究讨论。

1 同步电动机的起动

同步电动机的起动方法不外乎同步启动方式与异步启动方式。一般地，同步电动机几乎全部都用异步起动方式。异步起动又分为全压起动和降压起动两种方法。考虑到全压起动对电网冲击很大并对电机及拖动的机械冲击均很大，因此常采用降压起动方式。现以山东富伦钢铁有限公司的2台主抽风机（型号：TD5600-6/1730 额定功率5600kW 极数6 相数3 电压10000V 电流370A 接法Y 功率因数0.9 励磁电压98V 励磁电流290A 频率50Hz 空载励磁电流150A 空载励磁电压39V 满载励磁电流290A 满载效率97.28%，堵转电流1981A 额定转矩53480N.m 失步转矩94934N.m）为例，对同步电动机进行研究学习。该电机采用水阻降压启动。

2 同步电动机的电气调试

2.1 应根据GB50150-2006规定的试验项目对同步电动机进行检测并与出场试验报告比对，保证电机合格。

试验项目包括：绕组对机壳绝缘电阻测定及交流耐压试验、绕组直流电阻测定。

2.2 做好风机运行柜、星点短接柜、水阻分隔柜的电气试验

试验项目包括：高压断路器绝缘电阻、直流电阻、耐压及机械开关特性；电流互感器绝缘电阻、变比试验；综保试验（过负荷、过流、速断、差动试验）

2.3 配合液阻柜厂家添加纯净水和降阻粉，达到适当的阻值。

2.4 检查电缆绝缘合格

严格按照施工规范制作好高压电缆头，先用2500V摇表测电缆绝缘性，再做电缆高压耐压试验。

2.5 检查二次回路接线正确，调试控制回路

将运行柜、星点短接柜、水阻分隔柜断路器摇到试验位置，将控制回路送电，将机旁操作箱操作开关分别打到机旁、远程上，检测二次回路及电气联锁、工艺联锁。

2.6 励磁装置调试

投励磁分计时投励和测滑差投励两种方式，计时投励时间设为8s（一般由厂家确定），滑差在出厂时已整定为5%，其工作原理：电机降压启动信号传到励磁装置，以滑差投励为主（计时投励主要是用在转速提升很快，检测不到频率变化），电机达到亚同步转速（95%额定转速），由转子产生的磁场，形成交变电势，通过测频率投励磁。下面是励磁装置开机程序。

（1）检查线头有无松动；检查转子有无短路；上电后，检查相序是否正确。

（2）查看和确认控制器运行参数；将转换开关打至“调试”位置，观察有无异常，电流、电压等相关数据是否与控制器显示一致。

（3）开机前都要做灭磁试验：按下灭磁按钮，励磁电压回零，松开后正常。

2.7 检查电机控制、励磁、保护、监视装置处于准备好状态

（1）将励磁装置的“更换/运行”转换开关打至运行位，“调试0运行”开关打至运行位，准备联动、空投试验。

（2）连动，空投实验：将高压断路器摇到试验位，看装置是否能投励，做快熔、失压和失步试验，观察断路器是否都能跳闸。

（3）带降压启动的装置要做一下联动试验，观察整个过程是否按程序进行。

（4）“调试0运行”开关打至运行位，准备开机。

2.7 联系工艺，确定工艺联锁（如定、转子温度、润滑油油温等）正常。

2.8 机旁操作箱现场操作点动电机，确认转向正确，待停稳后启动电机注意记录观察电机电流等参数。

2.9 电机空运转5小时（具体时间由工艺决定），检测电流、振动、温度等是否正常，然后机旁操作停机。

3 存在的故障及原因

3.1 起动时，电源电压太低，使电动机无法转动

原因：在工厂生产高峰期，电源电压远远达不到额定电压，而电动机的起动转矩是随电压降低的平方成正比例下降，降低后的起动转矩小于负载阻力矩，电动机将无法运转。解决办法：由甲方协调厂内生产，在电压接近额定电压后起动电机。

3.2 励磁故障

在同步电机起动并投励、投全压之后大约2至3秒时间，综保装置发出跳闸信号，励磁系统报“失步跳闸”故障。经分析，其故障原因应是在电机从亚同步转速拉到同步转速的过程中，系统发生同步振荡。排除故障的办法：将励磁失步从“跳闸”修改为“整步”；二是将同步振荡次数增加。

3.3 综保“速断报警”

系统起动后速断跳闸，综保装置发出“速断报警”信号。发生该故障的原因要从两个方面来分析判断：①运行柜速断设定值过小（一般设定为额定电流的3～5倍）；②液阻柜的阻值设定不正确。解决办法：①调大瞬间跳闸设定值；②联系液阻柜厂家重新测量其电阻，并重新配置电阻。

3.4 起动时间过长、长时间不投全压、投励，起动失败

如果长时间不投全压、投励磁，则系统故障跳闸。产生此现象的原因是水电阻阻值匹配过大，导致电机起动时电磁转矩小，甚至小于负载转矩，产生不了加速转矩，电机长时间不能加速到亚同步转速，因而不能投全压、投励。解决办法：联系液阻柜厂家重新配水电阻，适当减小其阻值。

4 结束语

通过对山东富伦钢铁有限公司2台主抽风机现场调试过程的总结，对同步电动机电气系统调试有了一定的了解，为以后更好、更快的施工同类电机打下了一定的基础。

【参考文献】

[1]刘介才.工厂供电 [M].3版.北京：机械工业出版社，1998.

[2]电力系统继电保护原理[M].北京：电力工业出版社，1989.

[3]宵登明.电气工程概论[M].上海：中国电力出版社，2004.

[责任编辑：庞修平]

【摘 要】山东富伦钢铁有限公司1#320m3烧结机工程中的2台主抽风机采用同步电动机拖动。本文通过分析同步电动机工作原理、结构、启动方式，结合施工的同步电动机的电气系统调试，对存在的故障做出相应的解决办法。

【关键词】同步电动机；调试；故障；解决办法

0 前言

山东富伦钢铁有限公司1#320m2烧结机工程中，有2台主抽风机，其动力采用5600kW同步电动机拖动。同步电动机电气系统调试，往往存在调试周期长、电动机启动困难、综合和保护装置跳闸、运行电流过大等问题，现对施工的同步电动机系统存在的问题进行研究讨论。

1 同步电动机的起动

同步电动机的起动方法不外乎同步启动方式与异步启动方式。一般地，同步电动机几乎全部都用异步起动方式。异步起动又分为全压起动和降压起动两种方法。考虑到全压起动对电网冲击很大并对电机及拖动的机械冲击均很大，因此常采用降压起动方式。现以山东富伦钢铁有限公司的2台主抽风机（型号：TD5600-6/1730 额定功率5600kW 极数6 相数3 电压10000V 电流370A 接法Y 功率因数0.9 励磁电压98V 励磁电流290A 频率50Hz 空载励磁电流150A 空载励磁电压39V 满载励磁电流290A 满载效率97.28%，堵转电流1981A 额定转矩53480N.m 失步转矩94934N.m）为例，对同步电动机进行研究学习。该电机采用水阻降压启动。

2 同步电动机的电气调试

2.1 应根据GB50150-2006规定的试验项目对同步电动机进行检测并与出场试验报告比对，保证电机合格。

试验项目包括：绕组对机壳绝缘电阻测定及交流耐压试验、绕组直流电阻测定。

2.2 做好风机运行柜、星点短接柜、水阻分隔柜的电气试验

试验项目包括：高压断路器绝缘电阻、直流电阻、耐压及机械开关特性；电流互感器绝缘电阻、变比试验；综保试验（过负荷、过流、速断、差动试验）

2.3 配合液阻柜厂家添加纯净水和降阻粉，达到适当的阻值。

2.4 检查电缆绝缘合格

严格按照施工规范制作好高压电缆头，先用2500V摇表测电缆绝缘性，再做电缆高压耐压试验。

2.5 检查二次回路接线正确，调试控制回路

将运行柜、星点短接柜、水阻分隔柜断路器摇到试验位置，将控制回路送电，将机旁操作箱操作开关分别打到机旁、远程上，检测二次回路及电气联锁、工艺联锁。

2.6 励磁装置调试

投励磁分计时投励和测滑差投励两种方式，计时投励时间设为8s（一般由厂家确定），滑差在出厂时已整定为5%，其工作原理：电机降压启动信号传到励磁装置，以滑差投励为主（计时投励主要是用在转速提升很快，检测不到频率变化），电机达到亚同步转速（95%额定转速），由转子产生的磁场，形成交变电势，通过测频率投励磁。下面是励磁装置开机程序。

（1）检查线头有无松动；检查转子有无短路；上电后，检查相序是否正确。

（2）查看和确认控制器运行参数；将转换开关打至“调试”位置，观察有无异常，电流、电压等相关数据是否与控制器显示一致。

（3）开机前都要做灭磁试验：按下灭磁按钮，励磁电压回零，松开后正常。

2.7 检查电机控制、励磁、保护、监视装置处于准备好状态

（1）将励磁装置的“更换/运行”转换开关打至运行位，“调试0运行”开关打至运行位，准备联动、空投试验。

（2）连动，空投实验：将高压断路器摇到试验位，看装置是否能投励，做快熔、失压和失步试验，观察断路器是否都能跳闸。

（3）带降压启动的装置要做一下联动试验，观察整个过程是否按程序进行。

（4）“调试0运行”开关打至运行位，准备开机。

2.7 联系工艺，确定工艺联锁（如定、转子温度、润滑油油温等）正常。

2.8 机旁操作箱现场操作点动电机，确认转向正确，待停稳后启动电机注意记录观察电机电流等参数。

2.9 电机空运转5小时（具体时间由工艺决定），检测电流、振动、温度等是否正常，然后机旁操作停机。

3 存在的故障及原因

3.1 起动时，电源电压太低，使电动机无法转动

原因：在工厂生产高峰期，电源电压远远达不到额定电压，而电动机的起动转矩是随电压降低的平方成正比例下降，降低后的起动转矩小于负载阻力矩，电动机将无法运转。解决办法：由甲方协调厂内生产，在电压接近额定电压后起动电机。

3.2 励磁故障

在同步电机起动并投励、投全压之后大约2至3秒时间，综保装置发出跳闸信号，励磁系统报“失步跳闸”故障。经分析，其故障原因应是在电机从亚同步转速拉到同步转速的过程中，系统发生同步振荡。排除故障的办法：将励磁失步从“跳闸”修改为“整步”；二是将同步振荡次数增加。

3.3 综保“速断报警”

系统起动后速断跳闸，综保装置发出“速断报警”信号。发生该故障的原因要从两个方面来分析判断：①运行柜速断设定值过小（一般设定为额定电流的3～5倍）；②液阻柜的阻值设定不正确。解决办法：①调大瞬间跳闸设定值；②联系液阻柜厂家重新测量其电阻，并重新配置电阻。

3.4 起动时间过长、长时间不投全压、投励，起动失败

如果长时间不投全压、投励磁，则系统故障跳闸。产生此现象的原因是水电阻阻值匹配过大，导致电机起动时电磁转矩小，甚至小于负载转矩，产生不了加速转矩，电机长时间不能加速到亚同步转速，因而不能投全压、投励。解决办法：联系液阻柜厂家重新配水电阻，适当减小其阻值。

4 结束语

通过对山东富伦钢铁有限公司2台主抽风机现场调试过程的总结，对同步电动机电气系统调试有了一定的了解，为以后更好、更快的施工同类电机打下了一定的基础。

【参考文献】

[1]刘介才.工厂供电 [M].3版.北京：机械工业出版社，1998.

[2]电力系统继电保护原理[M].北京：电力工业出版社，1989.

[3]宵登明.电气工程概论[M].上海：中国电力出版社，2004.

[责任编辑：庞修平]