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4 故障現(xiàn)象及原始處理過(guò)程

　　4.1 并網(wǎng)超時(shí)故障

　　（1） 故障現(xiàn)象

　　并網(wǎng)超時(shí)是調(diào)試階段、和投產(chǎn)初期較常出現(xiàn)的一個(gè)故障。主要現(xiàn)象是，轉(zhuǎn)速接近1000r/min后，不能并網(wǎng)導(dǎo)致起動(dòng)超時(shí)失敗;在整步階段的勵(lì)磁電流為85a到130a之間，明顯大于加速階段的70a到75a之間。

　　（2） 故障分析

　　根據(jù)同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式可知：

　　式中：n電機(jī)的轉(zhuǎn)速;

　　u2整流器的輸入電壓;

　　α整流器的移相控制角;

　　id直流回路的電流;

　　r0逆變器的換相超前角即每相電流的起始點(diǎn)相對(duì)于該相自然換相點(diǎn)的角度;

　　u逆變器的換流重疊角;

　　φ氣隙磁通。

　　轉(zhuǎn)速n與氣隙磁通φ成反比，如果氣隙磁通φ過(guò)大，將會(huì)抑制轉(zhuǎn)速的上升，使轉(zhuǎn)速達(dá)不到額定值，使并網(wǎng)超時(shí)起動(dòng)失敗。經(jīng)分析、測(cè)試整步并網(wǎng)階段勵(lì)磁電流偏大有兩個(gè)主要原因：

　　l如前所述，當(dāng)進(jìn)入整步并網(wǎng)階段時(shí)，勵(lì)磁的控制方式由恒磁通轉(zhuǎn)為以電網(wǎng)電壓為目標(biāo)調(diào)節(jié)電機(jī)端電壓。其指標(biāo)是使電動(dòng)機(jī)端電壓u端與電網(wǎng)電壓u網(wǎng)的誤差在2％以?xún)?nèi)。當(dāng)轉(zhuǎn)速n大于95％時(shí)由加速階段切換到整步階段，由于電壓上升速度遠(yuǎn)快于轉(zhuǎn)速上升速度，這樣就導(dǎo)致n約為95％時(shí)，u端＝（100%-2％）u網(wǎng)，也就是氣隙磁通φ偏大，即勵(lì)磁電流偏大，而且只要u端在（100%±2％）u網(wǎng)范圍內(nèi)勵(lì)磁電流不再進(jìn)行調(diào)整，最后使n=100％時(shí)，電機(jī)的端電壓在上限值附近。

　　2對(duì)同步繼電器進(jìn)行測(cè)試發(fā)現(xiàn)其電壓幅值匹配明顯不合理，其幅值匹配是1.05u網(wǎng)＝u端。加前一因素的影響，使并網(wǎng)電壓幅值控制目標(biāo)實(shí)際是1.07u網(wǎng)＝u端，導(dǎo)致勵(lì)磁電流過(guò)大，其他情況稍有變化，轉(zhuǎn)速n就達(dá)不到額定值，使并網(wǎng)失敗。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

　　（3） 對(duì)策措施

　　根據(jù)這一情況把同步繼電器的電壓幅值匹配調(diào)整為0.975u網(wǎng)＝u端，整步階段勵(lì)磁電流明顯下降，為70a到85a之間，消除了并網(wǎng)失敗現(xiàn)象。

　　4.2 編碼器故障

　　（1） 故障現(xiàn)象

　　2001年7月1日，因其它故障導(dǎo)致三燒結(jié)1#、2#主排同時(shí)停機(jī)，主排具備起動(dòng)條件后，起動(dòng)1#主排，在起動(dòng)過(guò)程中逆變控制單元mc2315出現(xiàn)“err2”故障（零電流超時(shí)），使起動(dòng)失敗。然后起動(dòng)2#主排，同樣故障起動(dòng)失敗。

　　（2） 故障分析

　　零電流超時(shí)通常是因?yàn)檗D(zhuǎn)子位置檢測(cè)錯(cuò)誤或mc2315板故障引起的。這里采用光電編碼器測(cè)量轉(zhuǎn)子位置及轉(zhuǎn)速，此類(lèi)裝置耐高溫能力差，由于連續(xù)高溫天氣，環(huán)境溫度過(guò)高，持續(xù)在65°以上。根據(jù)點(diǎn)檢檢查記錄，編碼器信號(hào)7、8通道已經(jīng)不是標(biāo)準(zhǔn)方波，性能顯著劣化。基本可以斷定故障是因?yàn)榫幋a器信號(hào)紊亂引起。由于更換編碼器時(shí)間較長(zhǎng)，可以考慮先冷卻編碼器，觀(guān)察使用效果，再?zèng)Q定是否更換編碼器。

　　觸發(fā)角取消在同步馬達(dá)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，編碼器的測(cè)速功能，關(guān)閉編碼器電源。同時(shí)改善廠(chǎng)房?jī)?nèi)通風(fēng)條件，降低環(huán)境溫度。延長(zhǎng)編碼器壽命。

　　4.3 晶閘管短路故障

　　（1） 故障現(xiàn)象

　　2001年7月某次工事結(jié)束，起動(dòng)1#主排，發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)不動(dòng)，按緊停按鈕終止起動(dòng)。進(jìn)行一些檢查后，起動(dòng)2#主排，故障現(xiàn)象不變。具體現(xiàn)象是：電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁投入后，電動(dòng)機(jī)聲音反應(yīng)正常（有電流通過(guò)）。主回路投入后，電動(dòng)機(jī)聲音反應(yīng)正常，但不轉(zhuǎn)動(dòng)。起動(dòng)裝置的直流電流顯示與設(shè)定的440a略有偏差。

　　（2） 故障分析

　　起動(dòng)1#主排電動(dòng)機(jī)不動(dòng)。造成這種情況的可能原因有：沒(méi)有勵(lì)磁電流或勵(lì)磁電流不足，沒(méi)有主回路電流或主回路電流不足，編碼器位置檢測(cè)不正確，還有電動(dòng)機(jī)本身問(wèn)題造成起動(dòng)力矩不足。

　　由于在歷次及最近的定修中，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械、電氣參數(shù)完全正常，而且又是兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)同樣故障，在這里可以暫不考慮電動(dòng)機(jī)本身。勵(lì)磁盤(pán)電流顯示正常，電動(dòng)機(jī)的二極管故障沒(méi)有報(bào)警，勵(lì)磁電流投入時(shí)電動(dòng)機(jī)聲音正常，可以認(rèn)為勵(lì)磁回路正常。

　　首先更換編碼器，但更換編碼器后起動(dòng)1#主排故障現(xiàn)象不變，說(shuō)明與編碼器無(wú)關(guān)。電動(dòng)機(jī)電流的聲音反應(yīng)正常，說(shuō)明電流確實(shí)流過(guò)定子線(xiàn)圈。我們發(fā)現(xiàn)三相交流進(jìn)線(xiàn)電流不平衡。對(duì)整流器進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)軟起動(dòng)裝置整流橋中1#晶閘管短路。更換晶閘管，啟動(dòng)裝置運(yùn)行正常。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

　　對(duì)降壓變壓器、晶閘管進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)軟起動(dòng)裝置整流橋1#晶閘管短路，整流橋原理圖如圖2所示。

　　該裝置中，整流器采用速度、電流雙環(huán)控制，沒(méi)有直接檢測(cè)直流回路的電流，而是通過(guò)檢測(cè)交流回路的電流來(lái)計(jì)算直流電流。整流橋晶閘管的工作順序依次是12、23、34、45、56、61，如果1#晶閘管擊穿，在12導(dǎo)通期間，直流回路有電流流過(guò)，從而在電機(jī)的定子線(xiàn)圈中有電流流過(guò)。由于啟動(dòng)電流限幅在20%，而電機(jī)的速度為零，即反電勢(shì)為零，所以整流器晶閘管觸發(fā)角比較大。觸發(fā)3#晶閘管時(shí)，由于ab相經(jīng)由1#、3#晶閘管短路，直流回路沒(méi)有電流通過(guò)。降壓變壓器短路阻抗很大（8.6%），限制了短路電流;同時(shí)，由于交流電流增大，系統(tǒng)計(jì)算出直流電流反饋增大，控制系統(tǒng)通過(guò)調(diào)節(jié)，及時(shí)地調(diào)節(jié)晶閘管的觸發(fā)角，在下一個(gè)晶閘管觸發(fā)時(shí)，觸發(fā)角很大，限制了交流電流的持續(xù)增大，所以相應(yīng)的晶閘管、快熔沒(méi)有發(fā)生連鎖反應(yīng)損壞。由于實(shí)際流進(jìn)電機(jī)的電流不大，使得電動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)。

　　（3） 故障教訓(xùn)

　　由于直流電流表的波動(dòng)沒(méi)有及時(shí)觀(guān)察到，客觀(guān)上加大了故障處理難度。以及由于潛意識(shí)認(rèn)為，晶閘管短路會(huì)發(fā)生相關(guān)晶閘管及對(duì)應(yīng)快熔的連鎖反應(yīng)，使故障擴(kuò)大化，所以主觀(guān)上也沒(méi)有重視晶閘管擊穿的可能，也在一定程度上增加了故障處理時(shí)間。但實(shí)際上由于采用了高漏感的專(zhuān)用變壓器，發(fā)生短路事故時(shí)，限制了短路電流，同時(shí)電流給定只有額定的20%，限制了α角，也減輕了短路電流的損害。

　　（4） 對(duì)策措施

　　每次主排起動(dòng)前，必須測(cè)量晶閘管阻值;啟動(dòng)過(guò)程中對(duì)三相電流進(jìn)行監(jiān)控。

5 結(jié)束語(yǔ)

　　寶鋼三燒結(jié)主排氣風(fēng)機(jī)在投產(chǎn)初期，起動(dòng)失敗故障較多，以上是幾個(gè)比較典型的故障。我們沒(méi)有依賴(lài)于外方，獨(dú)立自主地解決系統(tǒng)中存在的問(wèn)題。除了采取了前述的措施外，還在定修中，按計(jì)劃分部對(duì)所有的備件進(jìn)行在線(xiàn)調(diào)整試驗(yàn)，保證完好備件供應(yīng)，以及熟悉設(shè)備性能。在最近三年中，已經(jīng)沒(méi)有發(fā)生起動(dòng)失敗故障。

　　變頻起動(dòng)大型同步電動(dòng)機(jī)，起動(dòng)平穩(wěn)，對(duì)電網(wǎng)也完全沒(méi)有沖擊，可靠性高，國(guó)內(nèi)外已應(yīng)用得相當(dāng)廣泛。此類(lèi)設(shè)備的維護(hù)、故障處理也成為一個(gè)重要的研究課題，如果方法、措施得當(dāng)可以有效降低設(shè)備維護(hù)成本，減少故障時(shí)間。