中型交流同步电动机安装与调试

朱海亭

摘 要：安装同步电机时要仔细阅读厂家说明书，吊装就位后按要求找正，测定转子与定子间的气隙，符合要求后再固定轴承座。整体安装完毕后进行电气试验，各项试验合格后才能试运行。近年来，河南黄金建筑安装公司安装的溢流型球磨机的拖动电机从800～3 000 kW不等。现以TM1850-30/2860中型同步电机为例，探讨同步电机的安装与调试。

关键词：电动机安装；气隙；电机调试；直流电阻

中图分类号：TM341 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.18.102

嵩县金源选厂扩建时同步电机发生扫膛事故，说明有些项目工程师、专业技术人员对同步电机的安装了解不到位，没有掌握安装和调试的要领。为了提高安装技术水平，杜绝类似事故再次发生，笔者根据厂家安装说明、有关施工规范和自身的施工经验，浅谈同步电机的安装与调试。

1 中型交流同步电机的安装

在笔者所在的单位，过去电机由电钳工安装，现在电机连同驱动设备都由钳工安装，但是安装过程中必须有专业电工配合。具体安装步骤如下：①清点配件。1 000 kW以上的同步电机出厂一般为散件发货，施工方要与生产厂家和甲方人员一起按照发货清单核对。如果有缺失，及时联系厂家，以免影响施工进度。②基础研磨。要对底座和基础接触面进行粗略找平，为了使二次灌浆达标，标高要比图纸要求低50 mm，且基础表面要铲成麻面，放置垫板处要研磨。③底座就位。基础处理符合要求后，吊装电机底座。将电机定子放到碳刷侧，为吊装转子作准备。④轴承座就位。要求轴承座和电机底座一端或两端绝缘，轴承座把紧螺栓也用环氧树脂绝缘套管绝缘，其目的是阻断电机轴与底座之间的磁通路，避免产生涡流。⑤吊装转子。吊装过程要由专业起重工指挥，要求起重工必须熟练天车工操作，避免转子、定子的铁芯和线圈受损。⑥转子找正。转子找正应从传动设备的小齿轮开始，如果有启动离合器，必须先把离合器安装上，再对离合器两端面进行测量。先将电机底座、轴承底座调整到较小范围内，待电机气隙和磁中心线调整完成后再细调，然后对地脚螺栓进行一次灌浆。⑦轴瓦间隙和边油隙测量。轴瓦间隙和边油隙数值要符合要求（具体数值见说明），填写并记录测量结果。⑧磁中心线测量。测量磁中心线时可以使用自制工具，比如一根焊条，将焊条的一端弯成90°，长度控制在2 cm左右。测量时，用短边顶住电机转子的铁芯边缘，找一个基准点（先测两三个点，用钢锯在焊条上接近定子铁芯边缘的地方划道印痕）逐个测量磁极，并记录测量数据，比如+1 mm、-2 mm、+1.5 mm等。全部测量完毕后，对照两端数据，要求其绝对平均值在2以内。如果有偏差，及时调整电机定子直至满足要求。如果要测量轴向窜动数值，在电机试运行时用钢锯条在轴上贴近轴承两端处划线，待电机停止，测量所划线到轴承座边缘的距离。⑨气隙的测量。找正转子后，将定子移动到位，并穿螺栓固定。用标准塞尺测量转子磁极铁芯与定子铁芯之间的距离。测量时，塞尺要能全部穿过缝隙，每侧上、下、左、右按对称至少测量8点（至少每45°测量一处）。对照两侧测量数据，数据要在4.5～5 mm之间。气隙测量完成后要复查磁中心线，调整数据。此外，上述气隙测量也要再进行一次，直到达标。⑩转子精确找正。用钢锯条在轴承座四周、定子与底座接触的边缘各划上一条印痕，然后将轴承座螺栓、定子螺栓全部拧紧，检查定位销孔是否重合。如果有移动，则应重新测量气隙和轴瓦边油隙等数据；如果超出范围，应重新调整。最后报监理验收。

2 中型交流同步电机的调试

中型交流同步电机的调试包括高压柜调试、励磁柜调试、电机本体调试、电缆耐压调试等。只有将各个设备调试合格后，才能试运行。

2.1 高压柜调试

调试结果填写在《高压柜试验记录》中。

2.1.1 真空断路器试验

高压柜是电机启动/停止开关柜，断路器要连同母线进行工频耐压试验，相间、对地、可动触头对静止触头等分别试验。试验电压为额定电压的2.7倍。比如，额定电压为10 kV时，即交流试验电压为27 kV，时间为1 min。断路器的二次回路需要用500 V摇表测试对地和高压部分的绝缘电阻，其测试结果不能小于50 MΩ。

2.1.2 综合保护器试验

当前，高压柜内一般采用综合保护器控制真空断路器，将电压互感器和电流互感器的二次信号和其他连锁信号等输入到综合保护器内，通过一次回路试验电压和电流来检验综合保护器动作性能。试验合格后，将过流整定到电机额定电流的1.1～1.2倍，速断保护整定到额定电流的6～8倍，启动长延时可以设置为10～20 s，具体视情况而定。

2.1.3 高压柜空试验

高压柜二次电源供电，进行本柜空试。综合保护器具有高压失压保护功能，在试验过程中，要依据原理图找到失压信号并短接（试验完成后必须拆除，否则会引起人为故障）；高压柜与励磁柜和其他设备之间允许有启动连锁点，空试时将此连锁点短接；手动分合5次以上，检查主触头行程和分断时间等项目。试验完毕后将所有端子恢复到初始状态。

2.2 励磁柜调试

调试结果填写在《同步电机可控硅励磁装置试验记录》中。

现在比较先进的全数字可控硅励磁柜装置由PLC控制，现场输入相关参数（比如灭磁可控硅开放电压、触发脉冲宽度、投励时间、强励倍数和强励时间、电压负反馈特性逆变角度等）。将控制面板上“调试”和“运行”开关旋转到“调试”位置，待励磁电流缓慢上升到额定电流，此时按下“灭磁检验开关”，如果励磁电压下降为0，则励磁柜正常，调试结束。

2.3 电机本体试验

电机本体试验包括转子、定子直流电阻测试，转子、定子绝缘电阻测试，转子、定子工频耐压试验，定子直流泄漏试验等。由于电机在出厂前已经做过耐压试验，每次试验都会对绝缘层造成一定的损伤，因此，除特殊要求外，现场一般不做耐压试验。

用2 500 V摇表测量定子的额定电压，并运用“（N+1）×3=#MΩ（N为定子的额定电压）”计算定子的绝缘电阻。如果定子额定电压为10 kV，则定子绝缘电阻值为：（10+1）×3=33 MΩ。

用500 V摇表测量转子的额定电压，并运用“N+1=#MΩ（N为转子的额定电压）”计算转子的绝缘电阻。例如转子的额定电压为10 kV，则转子的绝缘电阻为：10+1=11 MΩ。

转子和定子相间和对地数值符合以上要求后即可通电试运行。转子和定子的直流电阻数值会随温度的改变而改变，只要与出厂值接近即可，而定子三相电阻则要相同（要求精确到0.000 001）。

电缆敷设前要用2 500 V摇表对电缆测试绝缘电阻，绝缘电阻值大于50 MΩ时才可布设电缆。电缆终端头制作前后，用2 500 V摇表测量相间和对地的绝缘电阻值，比较测试结果，并做好记录。电缆直流泄漏试验电压是工频电压的 倍。例如额定电压为10 kV，则试验电压为10 kV×2.7× =38 kV。

在试验过程中，当升压到试验电压的25%时，稳压1 min，记录泄漏电流值；升压到试验电压的100%时，先观察1 min，然后稳压15 min，记录泄漏电流值，然后根据试验结果判断电缆是否合格。

3 通电试运行

试运行前可将高压柜、励磁柜和其他连锁设备一起空试，手动调节其他柜内的备妥信号、报警信号、测温信号、跳闸信号等，确认动作无误后，检查高压柜、励磁柜内有无遗漏工具等杂物，紧固一、二次线路端子螺栓，并由经验丰富的电工师傅检查确认，关闭柜门，准备通电运行。具体试运行过程为：①通知试车前准备。设置警戒线，变电站送电；检查高压柜各指示仪表；对电机转子人工盘车；检验启动电机，明确交流同步电机启动过程是否为同步启动，当转速达到额定转速的95%时，励磁柜自动投励，电机空载启动时投励时间约为5 s；观察电机运转有无异常、杂音，转动部位和固定部位有无火花。如果有异常，停车处理。②记录高压柜的启动电压和电流、励磁柜的励磁电压和励磁电流，并将数据填入相关的表格内。③检验三相定子温度、轴瓦温度、底座振幅、定子三相电压、相间电流、励磁电压、励磁电流等数据，每隔30 min记录一次。如果无异常，则连续运行8 h，试运行结束。

4 结束语

同步电机的安装是一项复杂、烦琐的工作。只有按照规范和厂家说明书安装，将每一步做到位，才能保证安装质量。施工中上一环节安装完毕后，马上报监理验收，经验收合格后，再开始下一环节的安装。

在安装嵩县金源扩建选厂球磨机电机时，主管工程师、专业技术人员由于没有仔细阅读厂家说明书，仅凭借经验安装，且安装过程中没进行相应的测试和验收，造成在试车时发生扫堂事故。重新安装不仅会造成不必要的人力、物力和财力浪费，而且严重影响了工程工期，给甲、乙双方造成巨大损失。希望本文的论述能给从事机电安装施工作业的同仁提供一定的参考和借鉴。

参考文献

[1]中华人民共和国建设部.GB 50150—2006 电气装置安装工程电气设备交接试验标准[S].北京：中国计划出版社，2006.

[2]范国伟.同步电机的原理及应用技术[M].北京：人民邮电出版社，2014.

〔编辑：刘晓芳〕