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內容簡(jiǎn)介：當同步電機電樞繞組高壓合閘時(shí)，通過(guò)高壓斷路器的輔助觸點(diǎn)告知同步電機的勵磁裝置準備投勵。此時(shí)，勵磁裝置自動(dòng)在同步電機的勵磁繞組上接入一個(gè)滅磁電阻，以防止勵磁繞組上感應出高壓，同時(shí)在起動(dòng)時(shí)提供一部分起動(dòng)轉矩。

　　大型高壓同步電動(dòng)機，由于其具有一系列優(yōu)點(diǎn)，特別是能向電網(wǎng)發(fā)送無(wú)功功率，改善電網(wǎng)質(zhì)量，在各行各業(yè)得到廣泛應用。我公司球磨機用同步電動(dòng)機曾在一段時(shí)期內頻繁損壞，直接影響到我公司的生產(chǎn)和設備的安全運行。因此正確分析判斷同步電機的故障原因，并提出相應對策，就成了我們的當務(wù)之急。

　　工廠(chǎng)企業(yè)常采用l0kV電壓等級的同步電機（又稱(chēng)“高壓同步電機”）作為大型水泵和風(fēng)機的驅動(dòng)裝置。由于大型水泵和風(fēng)機的啟動(dòng)負載力矩比較大，使得高壓同步電機的啟動(dòng)過(guò)程比較困難和復雜。如果直接啟動(dòng)，啟動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的大電流勢必會(huì )對整個(gè)電網(wǎng)及同網(wǎng)的其它用電設備造成不良的沖擊和影響，因此高壓同步電機不能直接啟動(dòng)。一般場(chǎng)合通常采用降壓異步啟動(dòng)的方法來(lái)完成高壓同步電機的啟動(dòng)。這種啟動(dòng)方法，電機啟動(dòng)時(shí)降壓電阻與電機定子繞組串聯(lián)后接至l0kV電壓，降壓電阻在電機的啟動(dòng)過(guò)程中限制啟動(dòng)大電流。當電機啟動(dòng)到“亞同步”時(shí)，系統適時(shí)把降壓電阻從主回路中切除，投人勵磁，電機牽入同步，啟動(dòng)過(guò)程結束。電機一旦進(jìn)人同步運行狀態(tài)后，三相降壓電阻就不得再投人，否則將影響電機的正常運行。

一、事故征象

　　我公司現有16臺1300KW/6KV同步電動(dòng)機。在2000年以前平均每年要出現2～3次電機燒損的事故。其事故主要征象為：定子繞組端部綁線(xiàn)崩斷，電機定子繞組過(guò)熱，起動(dòng)繞組籠條開(kāi)焊、斷裂，電機起動(dòng)及運行中出現異常聲響，經(jīng)常啟動(dòng)失敗等現象。

　　尤其是在1999年1月12日我公司7#同步電動(dòng)機運行過(guò)程中突然放炮，造成7#同步電動(dòng)機定子線(xiàn)圈局部嚴重燒壞，高壓電纜接頭燒損，電流互感器崩壞，由于7#同步機脫扣裝置拒動(dòng)，保護不能正常動(dòng)作，持續大電流引起密地變電所密27選Ⅱ線(xiàn)保護動(dòng)作跳閘，影響到選Ⅱ所帶其它用電設備停機。

二、事故原因的基本判斷分析

1、電機質(zhì)量分析：

　　電機的正常使用壽命一般應在20年左右。統計我公司所損壞的同步電動(dòng)機，運行壽命大多在10年以下，尤其是這臺7#同步電動(dòng)機大修后，投運僅4個(gè)月便出現了這次放炮燒損事故。

　　在事故分析中，部分電氣技術(shù)人員將事故的主要原因歸結到電機的大修上。這種大面積的電機損害事故，將事故原因歸結到電機質(zhì)量上，我對此提出異議。建議將視線(xiàn)轉移到對勵磁系統的分析上；事實(shí)證明，電機修理廠(chǎng)在電機返修中對其重點(diǎn)部位進(jìn)行了種種加強措施，甚至于提高了絕緣等級，但效果并不顯著(zhù)。損壞事故仍不斷出現。

2、勵磁系統原因分析：

　　針對同步電動(dòng)機起動(dòng)運行過(guò)程中發(fā)生異常聲響、電機定子繞組過(guò)熱、起動(dòng)繞組籠條開(kāi)焊、斷裂等諸多現象，在排除電機質(zhì)量原因引起事故的條件下，有必要對現行的勵磁系統進(jìn)行合理的分析，從而找出電機頻繁損壞的真正原因：勵磁系統設計不合理。

三、勵磁系統存在的主要問(wèn)題與電機故障原因的內在聯(lián)系

1、勵磁裝置起動(dòng)回路設計不合理，使同步電機經(jīng)常處在脈振情形下起動(dòng)。

原主電路為橋式半控勵磁裝置，其原理圖如圖1所示。

　　電機在起動(dòng)過(guò)程中，在轉子線(xiàn)圈內將感應一交變電勢，其正半波通過(guò)ZQ形成回路，產(chǎn)生+if；而其負半波則通過(guò)KQ及RF形成回路，產(chǎn)生-if。由于負載電路不對稱(chēng)，形成+if與-if電流不對稱(chēng)，if曲線(xiàn)如圖2所示。電機定子電流因此也產(chǎn)生強烈脈振，其曲線(xiàn)如圖3。電機因而遭受到脈振轉矩的強烈振動(dòng)。造成整個(gè)廠(chǎng)房大廳內都可以聽(tīng)到電機起動(dòng)過(guò)程發(fā)出的強烈振動(dòng)聲。這種聲音一直持續到電機起動(dòng)結束才消失。

　另一方面，由于裝置采用的是KGLF-11型老式勵磁裝置模擬控制，其投勵檢測元件老化，檢測不準確，導致投勵時(shí)間變化，對電機啟動(dòng)造成很大影響。隨著(zhù)電機起動(dòng)過(guò)程滑差減小，轉子線(xiàn)圈內感應電勢逐步減小，當轉速達到50％以上時(shí)，勵磁回路感應電流負半波通路不暢，將處于時(shí)通時(shí)斷，似通非通狀態(tài)，形成+if與-if電流不對稱(chēng)，由此形成脈振轉矩，造成電機產(chǎn)生強烈振動(dòng)。有時(shí)在運行中受滅磁插件分立元件性能的影響，滅磁晶閘管KQ誤導通，滅磁電阻發(fā)熱燒紅冒煙。它只有一個(gè)高導通電壓，電機起動(dòng)時(shí)，特別在轉子感應電壓較低時(shí)，KQ不能可靠導通，造成主機起動(dòng)轉矩不對稱(chēng)，使機組產(chǎn)生強烈振動(dòng)。這正是前述的主要事故征象之一。

　　因此，無(wú)論電機質(zhì)量如何優(yōu)異，在如此惡劣的條件下電機頻繁起動(dòng)，給電機造成的損傷是可想而知的。電機的壽命因此大打折扣。

2、投勵環(huán)節設計不合理，經(jīng)常造成啟動(dòng)失敗，重復啟動(dòng)次數大大增加。

投勵環(huán)節原設計為：按同步電動(dòng)機轉子滑差順極性無(wú)接點(diǎn)投勵環(huán)節工作，如圖4所示。

　　由于控制插件采用的是模擬元件，元件老化和溫度漂移以及抗干擾能力弱，造成轉子感應電壓檢測不準確。主要是由于檢測感應信號的穩壓管12WY和三極管3BG性能不穩定，還有對電容器5C的充放電時(shí)間不確定；在同步機進(jìn)入亞同步時(shí)，該投勵觸發(fā)時(shí)卻沒(méi)有發(fā)出信號，往往造成同步機啟動(dòng)失敗。這是模擬勵磁裝置的通病，結果是造成同步機重復啟動(dòng)，從而帶來(lái)對電機的損害。

3、勵磁裝置無(wú)可靠的失步保護裝置，使電機運行不可靠。

同步電動(dòng)機原投勵裝置采用反時(shí)限繼電器“兼作失步保護”，其原理接線(xiàn)如圖五；而電機“過(guò)負荷”與電機“失步”是完全不同的兩個(gè)概念，通過(guò)對電機失步時(shí)的示波照相分析其暫態(tài)過(guò)程，現場(chǎng)試驗及實(shí)拍電機失步的暫態(tài)波形證明：用過(guò)負荷繼電器兼作失步保護，當電機失步時(shí)，不能動(dòng)作，有的雖能動(dòng)作，但動(dòng)作延時(shí)加長(cháng)，實(shí)際上起不到保護作用。如圖5所示的過(guò)流繼電器原理。

同步電機的失步事故主要分為失勵失步和帶勵失步兩類(lèi)。

　　3．1、失勵失步是由于勵磁系統的原因，使同步電動(dòng)機的勵磁繞組失去直流勵磁。由于球磨機的同步電機過(guò)載力矩很大，導致同步電動(dòng)機失去靜態(tài)穩定，滑出同步。電機發(fā)生失勵失步時(shí)，負載基本不變，定子電流增大1.5～3倍，電機聲音異常，而GL型繼電器主要用于起動(dòng)時(shí)的電流保護，其整定值為6～7倍的額定值，所以GL型繼電器拒動(dòng)或動(dòng)作時(shí)間過(guò)長(cháng)。在此情況下失勵失步一般不易被值班人員及時(shí)發(fā)現，待發(fā)現電機冒煙時(shí)，電機已失步了相當長(cháng)時(shí)間，并已造成電機繞組或勵磁裝置的損壞。應當指出的是電機的失勵失步，大多不當場(chǎng)損壞電機，出現電機冒煙后，停機常規檢查，往往又查不出毛病，電機還能再投入運行。

　　由于失步運行，在阻尼繞組中就流過(guò)超過(guò)額定電流數倍至數十倍的電流，尤其是負載較重時(shí)，由于轉差較大，所以流過(guò)阻尼繞組電流就更大。阻尼繞組的溫升和熱容量，一般是按短時(shí)工作制考慮的，由于長(cháng)期流過(guò)大電流，必定會(huì )導致阻尼繞組溫度過(guò)高，造成開(kāi)焊、籠條斷裂，甚至于阻尼繞組完全燒毀。正是在這種狀況下，使得電機的壽命大為縮短。需要指出的是，電機失勵失步時(shí)還會(huì )在轉子回路中產(chǎn)生高電壓，造成勵磁裝置主回路元件損壞，引起滅磁電阻發(fā)熱，嚴重時(shí)甚至造成整臺勵磁裝置燒壞。

　　3．2、帶勵失步，是由于負載突增（如球磨機脹肚），電機在運行中短時(shí)間嚴重欠勵磁；或電機起動(dòng)過(guò)程中勵磁系統過(guò)早投勵等原因引起的。

　　電機在帶勵失步時(shí)，勵磁系統雖仍有直流勵磁，但勵磁電流及定子電流（包絡(luò )線(xiàn)）強烈脈動(dòng)，電機亦遭受強烈脈振，有時(shí)甚至產(chǎn)生電氣共振和機械共振。帶勵失步與失勵失步對電機造成的危害其性質(zhì)是一樣的。嚴重時(shí)甚至出現斷軸事故。由于電機和主機是同軸運行，電機的強烈脈振，同樣會(huì )波及到主機損傷，如緊固螺絲斷裂等。

四、勵磁系統改進(jìn)對策

　　我公司球磨機用同步電機損壞頻繁的主要原因如上述三條，其對策主要為：

　　1、主電路：采用無(wú)續流二極管的新型三相橋式半控整流電路（圖6所示），線(xiàn)路簡(jiǎn)潔、可靠，通過(guò)設計合理選配滅磁電阻RF，分級整定KQ的開(kāi)通電壓，當電機在異步驅動(dòng)狀態(tài)時(shí)，使KQ在較低電壓下便開(kāi)通，電動(dòng)機具有良好的異步驅動(dòng)特性，有效地消除了原勵磁屏在電機異步暫態(tài)過(guò)程中所存在的脈振，滿(mǎn)足帶載起動(dòng)及再整步的要求；而當電機在同步運行狀態(tài)時(shí)，KQ在過(guò)電壓情況下才開(kāi)通，既起到保護元器件的作用，又使電機在正常同步運行時(shí)，KQ不會(huì )誤導通。

2、投勵環(huán)節改進(jìn)：電機在起動(dòng)及再整步過(guò)程中，按照“準角強勵磁整步”的原則設計。就物理概念而言，系指電機轉速進(jìn)入臨界滑差（即原來(lái)所謂的“亞同步”），按照電機投勵瞬間在轉子回路中產(chǎn)生的磁場(chǎng)與定子繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)互相吸引力最大（即定子磁場(chǎng)的N極與投勵后轉子繞組產(chǎn)生的S極相吸，定子磁場(chǎng)的S極與投勵后轉子繞組產(chǎn)生的N極相吸）。在準角時(shí)投入強勵，使吸力進(jìn)一步加大，這樣電機進(jìn)入同步便輕松、快速、平滑、無(wú)沖擊。投勵時(shí)的滑差大小，可通過(guò)數字式功能開(kāi)關(guān)設定；對電機滑差大小的檢測，是根據裝置回路內測取的轉子電壓波形，經(jīng)采樣后取得Uf，通過(guò)變換整形，變成方波，再經(jīng)過(guò)光電隔離，輸入電腦系統，最后準確投勵。

　　為使電機運行中勵磁電壓不致過(guò)高、過(guò)低或失控，在控制電路中設有1K、2K、3K功能開(kāi)關(guān)。其中1K用來(lái)設定勵磁電壓的上限，它既作為設定勵磁裝置輸出直流電壓的上限，又作為電機起動(dòng)及再整步投強勵的設定值；2K用來(lái)設定電機正常運行時(shí)的勵磁電壓；3K用來(lái)設定勵磁電壓的下限。投勵時(shí)，首先按1K強勵設定值運行1秒鐘，然后自動(dòng)移至正常勵磁所設定的位置上。選用的LZK-3型裝置面板上有薄膜面板開(kāi)關(guān)，按動(dòng)上升鍵或下降鍵，可以在1K及3K所設定范圍內調整勵磁電壓大小。

　　由于全部采用數字化開(kāi)關(guān)及電腦控制，使裝置性能穩定。完全消除采用電位器控制時(shí)存在的諸多弊端。

　　3、失步保護裝置：其基本原理是利用同步電動(dòng)機失步時(shí)，在其轉子回路產(chǎn)生不衰減交變電流分量的特征，通過(guò)測取轉子勵磁回路交變電流信號，并對其波形特征進(jìn)行智能分析，快速、準確判斷電機是否失步。對于各類(lèi)失步，不管其滑差大小，裝置均能準確動(dòng)作。根據具體情況，動(dòng)作于滅磁、再整步，或啟動(dòng)后備保護環(huán)節動(dòng)作于跳閘。而電機未失步，則不管其振蕩多大，裝置均不誤動(dòng)作。

　　其中圖8（a）、（b）、（c）勵磁回路已出現不衰減的交變電流信號，電機已失步，失步保護環(huán)節應快速及時(shí)動(dòng)作；圖8（d）是同步振蕩，電機未失步，失步保護環(huán)節應不誤動(dòng)作。對某些舊電機或已受暗傷的電機，有時(shí)會(huì )出現轉子回路開(kāi)路，此時(shí)勵磁回路電流突然下降至零，失步保護環(huán)節就應快速動(dòng)作。本系統能根據勵磁回路電流波形準確快速地分析電機是否已失步。

　　失步保護所取信號，是從串接在勵磁回路中的分流器上測取不失真的毫伏信號。此信號經(jīng)放大變換后輸入電腦系統，由電腦系統直接分析，并做出判斷輸出。

　　4、失步后帶載自動(dòng)再整步：正常運轉中的同步電動(dòng)機，經(jīng)裝置檢測，判斷確認已失步后，立即動(dòng)作于滅磁、異步驅動(dòng)、帶載再整步。

　　LZK-3型綜合控制器中的滅磁環(huán)節，是采用斷勵續流滅磁，即電機失步后，立即停發(fā)觸發(fā)脈沖，勵磁控制繼電器LCJ吸合，斷開(kāi)勵磁接觸器控制回路及勵磁主回路。待整流主橋路可控硅關(guān)斷后，LCJ釋放，電機進(jìn)入異步驅動(dòng)狀態(tài)。

　　電機一旦失步進(jìn)入異步運行，必須改善電機的異步驅動(dòng)特性。在電機處于異步運行狀態(tài)情況下，裝置自動(dòng)使KQJ繼電器處于釋放狀態(tài)，通過(guò)KQJ的常閉接點(diǎn)，使KQ可控硅在很低電壓下便開(kāi)通，以改善電機的異步驅動(dòng)特性（圖9所示）。

　　同步電動(dòng)機異步起動(dòng)時(shí)轉子回路感應出很高的電壓，此電壓會(huì )直接危及電機轉子的繞組絕緣，因此勵磁裝置要及時(shí)地在主機起動(dòng)過(guò)程中串接適當的滅磁電阻。

　　該勵磁裝置起動(dòng)滅磁回路中晶閘管KQ導通電壓采用高、低通電壓分級整定，保證主機良好的異步驅動(dòng)性能，如圖9所示。主機起動(dòng)時(shí)，通過(guò)電阻R7、R8、穩壓管DW3分壓限幅將轉子兩端感應的高電壓轉換為低電壓信號Uf，再經(jīng)RC（不在圖中）濾波、過(guò)零比較器處理、光電耦合器隔離后送至單片機系統。單片機檢測到該信號和合閘接觸器動(dòng)作信號后，使繼電器KM1處于釋放狀態(tài)，KQ在很低電壓（約12V）下便導通，轉子回路的正向電流經(jīng)KQ、滅磁電阻RF流過(guò)，反向電流經(jīng)二極管ZQ、RF流過(guò)，保證了正反向電流的對稱(chēng)性，使主機起動(dòng)平穩。當主機起動(dòng)結束進(jìn)入同步后，微機自動(dòng)讓繼電器KM1、KM3動(dòng)作，KQ導通電壓轉入高通值（約250V）運行，KQ自動(dòng)關(guān)斷。

　　為避免KQ因過(guò)電壓設定值太低或導通后由于整流電壓較高使整流電壓波形無(wú)過(guò)零點(diǎn)等原因關(guān)不斷，或因運行中由于某種原因誤導通，造成RF長(cháng)時(shí)間通電發(fā)熱燒壞，在裝置內設有KQ誤導通檢測電路。若KQ未導通，在KQ與RF回路中，直流勵磁電壓全部降在KQ上，RF兩端無(wú)過(guò)電壓，處于冷態(tài)；一旦出現KQ導通后，直流勵磁全部降落在RF上，繼電器KM2線(xiàn)圈得電吸合，其動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，電腦系統接收到KQ誤導通信號后，先停發(fā)200ms脈沖，使整流電路轉入失控狀態(tài)，KQ在電流波形過(guò)零點(diǎn)自然關(guān)斷。若關(guān)不斷，電腦指令繼電器KM4（不在圖中）動(dòng)作，通過(guò)觸點(diǎn)接通報警回路，電鈴響起，并在液晶面板上使用漢字顯示“KQ誤導通”，提請現場(chǎng)值班人員檢查處理。

　　經(jīng)改造后，電機在起動(dòng)過(guò)程，轉子電流If波形曲線(xiàn)趨向平滑，KQ兩端的電壓U1一直為零，無(wú)任何尖端和毛刺，說(shuō)明滅磁晶閘管導通非常及時(shí)，起動(dòng)回路特性很好。投勵后U1自動(dòng)轉為正常勵磁電壓，KQ已自動(dòng)關(guān)斷。

　　當供電系統出現“自動(dòng)重合閘”、“備用電源自切”或“人工切換電源”時(shí)，將出現電能輸送渠道的短暫中斷。為防止電源恢復瞬間可能造成的“非同期沖擊”，由防沖擊檢測環(huán)節送給本裝置一對接點(diǎn)FCJ。電腦接收到FCJ接點(diǎn)信號后，將同樣動(dòng)作于滅磁、異步驅動(dòng)、帶載再整步。

　　5、后備保護環(huán)節：在同步電機或勵磁裝置出現再整步不成功、電機起動(dòng)后或失步后長(cháng)時(shí)間不投勵、電機在投勵后拉不進(jìn)同步、起動(dòng)時(shí)間過(guò)長(cháng)或熔斷器、可控硅、二極管、整流變壓器損壞等故障，使電機無(wú)法正常運行時(shí)；為保證電機及勵磁裝置安全，裝置中特設了一個(gè)后備保護環(huán)節，動(dòng)作于跳閘停機。后備保護動(dòng)作跳閘后，控制面板上留有“后備保護動(dòng)作”信號，也便于分析和記錄。

　　6、可控硅誤導通檢測：設計時(shí)采取了對KQ可控硅的開(kāi)通電壓實(shí)行分級整定，即電機在起動(dòng)過(guò)程及失步后的異步驅動(dòng)暫態(tài)過(guò)程中，為改善電機的異步驅動(dòng)特性，使KQ在很低電壓下便開(kāi)通；而當電機進(jìn)入同步后，KQ開(kāi)通電壓設定值較高，主要是為了保護電機，保護可控硅、二極管，防止過(guò)電壓，因此，僅在出現過(guò)電壓情況下開(kāi)通。

　　為避免KQ可控硅因過(guò)電壓設定值太低，或開(kāi)通后關(guān)不斷，造成滅磁電阻RF長(cháng)時(shí)間通電而過(guò)熱，裝置內設有KQ誤導通檢測裝置，若KQ未導通，在KQ與RF回路，直流勵磁電壓全部降落在KQ上，在滅磁電阻RF兩端無(wú)電壓，滅磁電阻RF處于冷態(tài)；一旦出現KQ導通后，直流電壓降落在滅磁電阻上，裝置內繼電器RFJ線(xiàn)圈得電吸合（見(jiàn)圖9），其接點(diǎn)信號輸入電腦系統，電腦接收到KQ導通信號（即RFJ接點(diǎn)信號）后，對于因過(guò)電壓引起的導通，電腦系統指令其過(guò)電壓消失后自動(dòng)關(guān)斷。對因電壓設定值太低造成的KQ誤導通，或導通后關(guān)不斷，電腦指令控制報警繼電器BXJ閉合，通過(guò)其接點(diǎn)接通報警回路，并控制面板上“KQ誤導通”信號指示燈亮，發(fā)出聲光信號提請操作人員檢查處理。

　　7、失控檢測系統：由于外部因素，如觸發(fā)脈沖回路斷線(xiàn)或接觸不良，造成脈沖丟失，控制回路同步電源缺相或消失，主回路元件損壞（如熔斷器熔斷）造成主回路三相不平衡、缺相運行，但未造成電機失步（若失步，則由失步再整步回路或后備保護環(huán)節處理），裝置能及時(shí)檢測到，若10秒鐘后故障仍未消除，裝置就控制報警繼電器BXJ閉合，通過(guò)其接點(diǎn)，接通報警回路，并控制面板上的“失控”信號指示燈亮，發(fā)出聲光信號。

　　失控或缺相檢測，基本原理是利用電機進(jìn)入同步后的正常運行情況下，對直流勵磁電壓波形特征進(jìn)行分析，圖10是幾種典型的勵磁電壓波形，圖10（a）、（b）為正常運行，圖10（c）為缺相運行，圖10（d）為失控運行。

　　當控制器檢測到電機出現失步、勵磁裝置出現KQ可控硅誤導通、失控或由控制器后備保護環(huán)節動(dòng)作于電機跳閘時(shí)，控制器面板上分別備有各自的指示燈。按復歸按鈕，指示燈復位。其中KQ可控硅誤導通、失控，除有燈光信號外，電腦還控制報警繼電器吸合，由BXJ接點(diǎn)接通音響報警回路。按復位按鈕，報警繼電器BXJ復位。

五、技術(shù)改造后的效果

　　1.同步電動(dòng)機勵磁裝置改造后，在異步驅動(dòng)過(guò)程中平滑、快速，完全消除了采用老式勵磁屏在電機異步暫態(tài)過(guò)程中所存在的脈振，滿(mǎn)足了帶載起動(dòng)及再整步的要求；其投勵按照“準角強勵整步”的原則設計，具有強勵磁整步的功能，電機拉入同步的過(guò)程平滑、快速、可靠，大大減小了對電機的沖擊，也確保了同步電機的安全可靠運行；其先進(jìn)完善可靠的帶勵失步、失勵失步保護系統，也保證了同步電動(dòng)機在發(fā)生帶勵失步和失勵失步時(shí)，快速動(dòng)作，保護電機，使電機免受損傷。這一技術(shù)改造措施，使我公司6KV高壓同步電動(dòng)機及勵磁屏故障率、維修量顯著(zhù)降低，經(jīng)過(guò)3年運行考驗，受到基層維護人員的一致好評和充分肯定。

　　2.由于采用了先進(jìn)的電腦控制技術(shù)，所有控制過(guò)程均自動(dòng)處理，面板采用新型薄膜按鍵，具有完整、直觀(guān)的信號顯示系統，當電機出現失步，再整步后備保護跳閘、勵磁出現失控、裝置是否運行正常等均有信號指示；核心部件同步電動(dòng)機綜合控制器也能指示自身是否發(fā)生故障，且具有不停機不減載，不損傷電機的情況下從容在線(xiàn)更換的功能，使整個(gè)操作更方便，性能也更穩定可靠，有利于運行操作人員的使用和監控。

　　3.由于交流電網(wǎng)上的主要負荷是異步電機和配電變壓器等感性負載，它們都需要從電網(wǎng)吸收無(wú)功功率。根據同步電機的性質(zhì)（容性負載），如使其工作在過(guò)勵狀態(tài)，將滯后的無(wú)功功率發(fā)送給電網(wǎng)，可改善系統電網(wǎng)的功率因數。選用的LZK3型勵磁裝置設置了閉環(huán)恒功率因數調節，通過(guò)功率因數變送器，將主機運行時(shí)的功率因數轉換為標準電信號，經(jīng)過(guò)輸入/輸出板處理后給電腦系統采樣參數與設定數值進(jìn)行比較后，使用軟件實(shí)現PID調節，這樣不管電機負載如何變化，勵磁裝置都能自動(dòng)跟蹤調節，保持恒功率因數運行，減少電機的定、轉子、整流變壓器的損耗，與老式勵磁裝置相比真正意義上實(shí)現了同步電動(dòng)機的最佳經(jīng)濟運行。

　　針對一臺高電壓大功率的同步電動(dòng)機(以下簡(jiǎn)稱(chēng)同步機)在調試、啟動(dòng)的自動(dòng)控制過(guò)程中經(jīng)常發(fā)生失敗現象進(jìn)行原因分析和故障查找。分析時(shí)運用計算機控制技術(shù)與電氣控制技術(shù)之間的必然聯(lián)系,將啟動(dòng)過(guò)程的每一步細化,按自動(dòng)控制的順序逐步分析查找,并提出具體的解決辦法和改進(jìn)措施。

　　同步電機的起動(dòng)投勵是一個(gè)比較復雜的過(guò)程，尤其是在電網(wǎng)電壓直接驅動(dòng)同步電機工頻運行時(shí)。
　　當同步電機電樞繞組高壓合閘時(shí)，通過(guò)高壓斷路器的輔助觸點(diǎn)告知同步電機的勵磁裝置準備投勵。此時(shí)，勵磁裝置自動(dòng)在同步電機的勵磁繞組上接入一個(gè)滅磁電阻，以防止勵磁繞組上感應出高壓，同時(shí)在起動(dòng)時(shí)提供一部分起動(dòng)轉矩。同步電機電樞繞組上電后，在起動(dòng)繞組和連有滅磁電阻的勵磁繞組的共同作用下，電機開(kāi)始加速。當速度到達95%的同步轉速時(shí)，勵磁裝置根據勵磁繞組上的感應電壓選擇合適的時(shí)機投入勵磁，電機被牽入同步速運行。如果同步電機的凸極效應較強、起動(dòng)負載較低，則在勵磁裝置找到合適的投勵時(shí)機之前，同步電機已經(jīng)進(jìn)入同步運行狀態(tài)。在這種情況下，勵磁裝置將按照延時(shí)投勵的準則進(jìn)行投勵，即高壓合閘后15s強行投勵。

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　　雖然以往的研究都強調感應電動(dòng)機負荷是導致暫態(tài)電壓穩定問(wèn)題的主要誘因，但這些研究都沒(méi)有涉及感應電動(dòng)機負荷參數變化對暫態(tài)電壓穩定性的影響。目前，電力系統分析中的動(dòng)態(tài)負荷通常采用感應電動(dòng)機與恒定阻抗或靜態(tài)負荷 ZIP 模型并聯(lián)的形式表示，感應電動(dòng)機負荷模型通常采用典型參數。

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