中型交流同步電動(dòng)機(jī)安裝與調(diào)試

朱海亭

摘 要：安裝同步電機(jī)時(shí)要仔細(xì)閱讀廠家說明書，吊裝就位后按要求找正，測(cè)定轉(zhuǎn)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(jìn)行電氣試驗(yàn)，各項(xiàng)試驗(yàn)合格后才能試運(yùn)行。近年來，河南黃金建筑安裝公司安裝的溢流型球磨機(jī)的拖動(dòng)電機(jī)從800～3 000 kW不等?，F(xiàn)以TM1850-30/2860中型同步電機(jī)為例，探討同步電機(jī)的安裝與調(diào)試。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)機(jī)安裝；氣隙；電機(jī)調(diào)試；直流電阻

中圖分類號(hào)：TM341 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.18.102

嵩縣金源選廠擴(kuò)建時(shí)同步電機(jī)發(fā)生掃膛事故，說明有些項(xiàng)目工程師、專業(yè)技術(shù)人員對(duì)同步電機(jī)的安裝了解不到位，沒有掌握安裝和調(diào)試的要領(lǐng)。為了提高安裝技術(shù)水平，杜絕類似事故再次發(fā)生，筆者根據(jù)廠家安裝說明、有關(guān)施工規(guī)范和自身的施工經(jīng)驗(yàn)，淺談同步電機(jī)的安裝與調(diào)試。

1 中型交流同步電機(jī)的安裝

在筆者所在的單位，過去電機(jī)由電鉗工安裝，現(xiàn)在電機(jī)連同驅(qū)動(dòng)設(shè)備都由鉗工安裝，但是安裝過程中必須有專業(yè)電工配合。具體安裝步驟如下：①清點(diǎn)配件。1 000 kW以上的同步電機(jī)出廠一般為散件發(fā)貨，施工方要與生產(chǎn)廠家和甲方人員一起按照發(fā)貨清單核對(duì)。如果有缺失，及時(shí)聯(lián)系廠家，以免影響施工進(jìn)度。②基礎(chǔ)研磨。要對(duì)底座和基礎(chǔ)接觸面進(jìn)行粗略找平，為了使二次灌漿達(dá)標(biāo)，標(biāo)高要比圖紙要求低50 mm，且基礎(chǔ)表面要鏟成麻面，放置墊板處要研磨。③底座就位?；A(chǔ)處理符合要求后，吊裝電機(jī)底座。將電機(jī)定子放到碳刷側(cè)，為吊裝轉(zhuǎn)子作準(zhǔn)備。④軸承座就位。要求軸承座和電機(jī)底座一端或兩端絕緣，軸承座把緊螺栓也用環(huán)氧樹脂絕緣套管絕緣，其目的是阻斷電機(jī)軸與底座之間的磁通路，避免產(chǎn)生渦流。⑤吊裝轉(zhuǎn)子。吊裝過程要由專業(yè)起重工指揮，要求起重工必須熟練天車工操作，避免轉(zhuǎn)子、定子的鐵芯和線圈受損。⑥轉(zhuǎn)子找正。轉(zhuǎn)子找正應(yīng)從傳動(dòng)設(shè)備的小齒輪開始，如果有啟動(dòng)離合器，必須先把離合器安裝上，再對(duì)離合器兩端面進(jìn)行測(cè)量。先將電機(jī)底座、軸承底座調(diào)整到較小范圍內(nèi)，待電機(jī)氣隙和磁中心線調(diào)整完成后再細(xì)調(diào)，然后對(duì)地腳螺栓進(jìn)行一次灌漿。⑦軸瓦間隙和邊油隙測(cè)量。軸瓦間隙和邊油隙數(shù)值要符合要求（具體數(shù)值見說明），填寫并記錄測(cè)量結(jié)果。⑧磁中心線測(cè)量。測(cè)量磁中心線時(shí)可以使用自制工具，比如一根焊條，將焊條的一端彎成90°，長(zhǎng)度控制在2 cm左右。測(cè)量時(shí)，用短邊頂住電機(jī)轉(zhuǎn)子的鐵芯邊緣，找一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)（先測(cè)兩三個(gè)點(diǎn)，用鋼鋸在焊條上接近定子鐵芯邊緣的地方劃道印痕）逐個(gè)測(cè)量磁極，并記錄測(cè)量數(shù)據(jù)，比如+1 mm、-2 mm、+1.5 mm等。全部測(cè)量完畢后，對(duì)照兩端數(shù)據(jù)，要求其絕對(duì)平均值在2以內(nèi)。如果有偏差，及時(shí)調(diào)整電機(jī)定子直至滿足要求。如果要測(cè)量軸向竄動(dòng)數(shù)值，在電機(jī)試運(yùn)行時(shí)用鋼鋸條在軸上貼近軸承兩端處劃線，待電機(jī)停止，測(cè)量所劃線到軸承座邊緣的距離。⑨氣隙的測(cè)量。找正轉(zhuǎn)子后，將定子移動(dòng)到位，并穿螺栓固定。用標(biāo)準(zhǔn)塞尺測(cè)量轉(zhuǎn)子磁極鐵芯與定子鐵芯之間的距離。測(cè)量時(shí)，塞尺要能全部穿過縫隙，每側(cè)上、下、左、右按對(duì)稱至少測(cè)量8點(diǎn)（至少每45°測(cè)量一處）。對(duì)照兩側(cè)測(cè)量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)要在4.5～5 mm之間。氣隙測(cè)量完成后要復(fù)查磁中心線，調(diào)整數(shù)據(jù)。此外，上述氣隙測(cè)量也要再進(jìn)行一次，直到達(dá)標(biāo)。⑩轉(zhuǎn)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(dòng)，則應(yīng)重新測(cè)量氣隙和軸瓦邊油隙等數(shù)據(jù)；如果超出范圍，應(yīng)重新調(diào)整。最后報(bào)監(jiān)理驗(yàn)收。

2 中型交流同步電機(jī)的調(diào)試

中型交流同步電機(jī)的調(diào)試包括高壓柜調(diào)試、勵(lì)磁柜調(diào)試、電機(jī)本體調(diào)試、電纜耐壓調(diào)試等。只有將各個(gè)設(shè)備調(diào)試合格后，才能試運(yùn)行。

2.1 高壓柜調(diào)試

調(diào)試結(jié)果填寫在《高壓柜試驗(yàn)記錄》中。

2.1.1 真空斷路器試驗(yàn)

高壓柜是電機(jī)啟動(dòng)/停止開關(guān)柜，斷路器要連同母線進(jìn)行工頻耐壓試驗(yàn)，相間、對(duì)地、可動(dòng)觸頭對(duì)靜止觸頭等分別試驗(yàn)。試驗(yàn)電壓為額定電壓的2.7倍。比如，額定電壓為10 kV時(shí)，即交流試驗(yàn)電壓為27 kV，時(shí)間為1 min。斷路器的二次回路需要用500 V搖表測(cè)試對(duì)地和高壓部分的絕緣電阻，其測(cè)試結(jié)果不能小于50 MΩ。

2.1.2 綜合保護(hù)器試驗(yàn)

當(dāng)前，高壓柜內(nèi)一般采用綜合保護(hù)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(hào)和其他連鎖信號(hào)等輸入到綜合保護(hù)器內(nèi)，通過一次回路試驗(yàn)電壓和電流來檢驗(yàn)綜合保護(hù)器動(dòng)作性能。試驗(yàn)合格后，將過流整定到電機(jī)額定電流的1.1～1.2倍，速斷保護(hù)整定到額定電流的6～8倍，啟動(dòng)長(zhǎng)延時(shí)可以設(shè)置為10～20 s，具體視情況而定。

2.1.3 高壓柜空試驗(yàn)

高壓柜二次電源供電，進(jìn)行本柜空試。綜合保護(hù)器具有高壓失壓保護(hù)功能，在試驗(yàn)過程中，要依據(jù)原理圖找到失壓信號(hào)并短接（試驗(yàn)完成后必須拆除，否則會(huì)引起人為故障）；高壓柜與勵(lì)磁柜和其他設(shè)備之間允許有啟動(dòng)連鎖點(diǎn)，空試時(shí)將此連鎖點(diǎn)短接；手動(dòng)分合5次以上，檢查主觸頭行程和分?jǐn)鄷r(shí)間等項(xiàng)目。試驗(yàn)完畢后將所有端子恢復(fù)到初始狀態(tài)。

2.2 勵(lì)磁柜調(diào)試

調(diào)試結(jié)果填寫在《同步電機(jī)可控硅勵(lì)磁裝置試驗(yàn)記錄》中。

現(xiàn)在比較先進(jìn)的全數(shù)字可控硅勵(lì)磁柜裝置由PLC控制，現(xiàn)場(chǎng)輸入相關(guān)參數(shù)（比如滅磁可控硅開放電壓、觸發(fā)脈沖寬度、投勵(lì)時(shí)間、強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)和強(qiáng)勵(lì)時(shí)間、電壓負(fù)反饋特性逆變角度等）。將控制面板上“調(diào)試”和“運(yùn)行”開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“調(diào)試”位置，待勵(lì)磁電流緩慢上升到額定電流，此時(shí)按下“滅磁檢驗(yàn)開關(guān)”，如果勵(lì)磁電壓下降為0，則勵(lì)磁柜正常，調(diào)試結(jié)束。

2.3 電機(jī)本體試驗(yàn)

電機(jī)本體試驗(yàn)包括轉(zhuǎn)子、定子直流電阻測(cè)試，轉(zhuǎn)子、定子絕緣電阻測(cè)試，轉(zhuǎn)子、定子工頻耐壓試驗(yàn)，定子直流泄漏試驗(yàn)等。由于電機(jī)在出廠前已經(jīng)做過耐壓試驗(yàn)，每次試驗(yàn)都會(huì)對(duì)絕緣層造成一定的損傷，因此，除特殊要求外，現(xiàn)場(chǎng)一般不做耐壓試驗(yàn)。

用2 500 V搖表測(cè)量定子的額定電壓，并運(yùn)用“（N+1）×3=#MΩ（N為定子的額定電壓）”計(jì)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(cè)量轉(zhuǎn)子的額定電壓，并運(yùn)用“N+1=#MΩ（N為轉(zhuǎn)子的額定電壓）”計(jì)算轉(zhuǎn)子的絕緣電阻。例如轉(zhuǎn)子的額定電壓為10 kV，則轉(zhuǎn)子的絕緣電阻為：10+1=11 MΩ。

轉(zhuǎn)子和定子相間和對(duì)地?cái)?shù)值符合以上要求后即可通電試運(yùn)行。轉(zhuǎn)子和定子的直流電阻數(shù)值會(huì)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(shè)前要用2 500 V搖表對(duì)電纜測(cè)試絕緣電阻，絕緣電阻值大于50 MΩ時(shí)才可布設(shè)電纜。電纜終端頭制作前后，用2 500 V搖表測(cè)量相間和對(duì)地的絕緣電阻值，比較測(cè)試結(jié)果，并做好記錄。電纜直流泄漏試驗(yàn)電壓是工頻電壓的 倍。例如額定電壓為10 kV，則試驗(yàn)電壓為10 kV×2.7× =38 kV。

在試驗(yàn)過程中，當(dāng)升壓到試驗(yàn)電壓的25%時(shí)，穩(wěn)壓1 min，記錄泄漏電流值；升壓到試驗(yàn)電壓的100%時(shí)，先觀察1 min，然后穩(wěn)壓15 min，記錄泄漏電流值，然后根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果判斷電纜是否合格。

3 通電試運(yùn)行

試運(yùn)行前可將高壓柜、勵(lì)磁柜和其他連鎖設(shè)備一起空試，手動(dòng)調(diào)節(jié)其他柜內(nèi)的備妥信號(hào)、報(bào)警信號(hào)、測(cè)溫信號(hào)、跳閘信號(hào)等，確認(rèn)動(dòng)作無誤后，檢查高壓柜、勵(lì)磁柜內(nèi)有無遺漏工具等雜物，緊固一、二次線路端子螺栓，并由經(jīng)驗(yàn)豐富的電工師傅檢查確認(rèn)，關(guān)閉柜門，準(zhǔn)備通電運(yùn)行。具體試運(yùn)行過程為：①通知試車前準(zhǔn)備。設(shè)置警戒線，變電站送電；檢查高壓柜各指示儀表；對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子人工盤車；檢驗(yàn)啟動(dòng)電機(jī)，明確交流同步電機(jī)啟動(dòng)過程是否為同步啟動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速的95%時(shí)，勵(lì)磁柜自動(dòng)投勵(lì)，電機(jī)空載啟動(dòng)時(shí)投勵(lì)時(shí)間約為5 s；觀察電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)有無異常、雜音，轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)電壓和電流、勵(lì)磁柜的勵(lì)磁電壓和勵(lì)磁電流，并將數(shù)據(jù)填入相關(guān)的表格內(nèi)。③檢驗(yàn)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(lì)磁電壓、勵(lì)磁電流等數(shù)據(jù)，每隔30 min記錄一次。如果無異常，則連續(xù)運(yùn)行8 h，試運(yùn)行結(jié)束。

4 結(jié)束語(yǔ)

同步電機(jī)的安裝是一項(xiàng)復(fù)雜、煩瑣的工作。只有按照規(guī)范和廠家說明書安裝，將每一步做到位，才能保證安裝質(zhì)量。施工中上一環(huán)節(jié)安裝完畢后，馬上報(bào)監(jiān)理驗(yàn)收，經(jīng)驗(yàn)收合格后，再開始下一環(huán)節(jié)的安裝。

在安裝嵩縣金源擴(kuò)建選廠球磨機(jī)電機(jī)時(shí)，主管工程師、專業(yè)技術(shù)人員由于沒有仔細(xì)閱讀廠家說明書，僅憑借經(jīng)驗(yàn)安裝，且安裝過程中沒進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)試和驗(yàn)收，造成在試車時(shí)發(fā)生掃堂事故。重新安裝不僅會(huì)造成不必要的人力、物力和財(cái)力浪費(fèi)，而且嚴(yán)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(jī)電安裝施工作業(yè)的同仁提供一定的參考和借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]中華人民共和國(guó)建設(shè)部.GB 50150—2006 電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2006.

[2]范國(guó)偉.同步電機(jī)的原理及應(yīng)用技術(shù)[M].北京：人民郵電出版社，2014.

〔編輯：劉曉芳〕