工廠企業(yè)常采用l0kV電壓等級(jí)的同步電機(jī)作為大型水泵和風(fēng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置。由于大型水泵和風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)負(fù)載力矩比較大，使得高壓同步電機(jī)的啟動(dòng)過程比較困難和復(fù)雜。如果直接啟動(dòng)，啟動(dòng)過程中產(chǎn)生的大電流勢(shì)必會(huì)對(duì)整個(gè)電網(wǎng)及同網(wǎng)的其它用電設(shè)備造成不良的沖擊和影響，因此高壓同步電機(jī)不能直接啟動(dòng)。一般場(chǎng)合通常采用水阻啟動(dòng)柜。這種啟動(dòng)方法，電機(jī)啟動(dòng)時(shí)水阻啟動(dòng)柜與電機(jī)定子繞組串聯(lián)后接至l0kV電壓，水電阻在電機(jī)的啟動(dòng)過程中限制啟動(dòng)大電流。當(dāng)電機(jī)啟動(dòng)到“亞同步”時(shí)，系統(tǒng)適時(shí)把水電阻從主回路中切除，投人勵(lì)磁，電機(jī)牽入同步，啟動(dòng)過程結(jié)束。電機(jī)一旦進(jìn)人同步運(yùn)行狀態(tài)后，三相水電阻就不得再投人，否則將影響電機(jī)的正常運(yùn)行。

但是，武鋼某廠就發(fā)生了幾次高壓同步電機(jī)在正常運(yùn)行狀態(tài)下，三相水電阻又被錯(cuò)誤地串人定子繞組的故障現(xiàn)結(jié)合圖1和圖2控制原理簡(jiǎn)圖，從設(shè)備管理和技術(shù)措施兩個(gè)方面來分析故障原因和解決方案。

一、控制原理簡(jiǎn)介

電機(jī)定子繞組啟動(dòng)和運(yùn)行均采用Y型接法。啟動(dòng)前，主斷路器1DL和星點(diǎn)斷路器2DL均處于分閘狀態(tài)，隔離開關(guān)G已閉合，假設(shè)合閘聯(lián)鎖條件1LS和2LS均正常，即圖1中的常開接點(diǎn)1LS和2LS閉合，允許1DL和2DL按工藝要求進(jìn)行正常合閘。首先，由操作人員發(fā)出主斷路器1DL合閘指令，圖1中的常開接點(diǎn)1HZ閉合，1DL的合閘線圈1 HX得電吸合使主斷路器1DL合閘。這時(shí)2DL仍處于分閘狀態(tài)，三相降壓液阻YZ與高壓同步電機(jī)M的定子繞組串聯(lián)構(gòu)成Y型接法接在I0kV電源上。勵(lì)磁回路LC暫未投入，轉(zhuǎn)子主極靴上的鼠籠啟動(dòng)繞組產(chǎn)生啟動(dòng)力矩，電機(jī)開始按異步電動(dòng)機(jī)原理和方式進(jìn)入降壓?jiǎn)?dòng)狀態(tài)。隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的升高，液阻的阻值由調(diào)節(jié)電機(jī)D自動(dòng)調(diào)節(jié)減小。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速升至“亞同步”時(shí)，控制系統(tǒng)適時(shí)發(fā)出星點(diǎn)斷路器2DL合閘指令。圖1中的常開接點(diǎn)2HZ閉合，2DL的合閘線圈2HX得電吸合使星點(diǎn)斷路器2DL合閘，同時(shí)勵(lì)磁回路LC投人。2DL合閘后，不僅將液阻YZ短接，而且閉合的2DL同時(shí)又成為同步電機(jī)三相定子繞組Y型接法的中性點(diǎn)—星點(diǎn)，電機(jī)在全壓和勵(lì)磁的共同作用下被“牽人”同步，完成電機(jī)的啟動(dòng)過程，電機(jī)進(jìn)入同步轉(zhuǎn)速的正常運(yùn)行狀態(tài)

二、故障主要原因分析

1、原設(shè)計(jì)存在缺陷。從以上控制原理分析可知，正常情況下，主斷路器1DL合閘接通I0kV電源后，1DL的常開輔助接點(diǎn)閉合，使圖2所示的中間繼電器KA1吸合。KA1吸合后，其常開接點(diǎn)閉合又使圖1中的中間繼電器KA2吸合，KA2的常閉接點(diǎn)斷開，切斷星點(diǎn)斷路器2DL分閘線圈2FX的接通電路。這種設(shè)計(jì)有以下兩種功能。

(1)用KA2的常閉接點(diǎn)斷開2FX的接通電路，以確保在1DL已經(jīng)合閘的狀態(tài)下，控制系統(tǒng)決不能做出2DL的分閘動(dòng)作，以防止電機(jī)在已處于同步轉(zhuǎn)速運(yùn)行狀態(tài)下發(fā)生液阻YZ誤投故障。

(2）在停車時(shí)，先完成1DL分閘動(dòng)作，再由1DL的常開接點(diǎn)斷開中間繼電器KA1和KA2，然后才能做2DL的分閘動(dòng)作，以確保1DL先分閘，2DL后分閘的控制順序。

由此可以看出原設(shè)計(jì)是將圖2中的KA1和圖1中的KA2這兩個(gè)繼電器作為主斷路器1DL的狀態(tài)標(biāo)志器。正常情況下，KA1, KA2繼電器的狀態(tài)應(yīng)該與主斷路器1DL的狀態(tài)完全一致。

這種設(shè)計(jì)存在的缺陷是：若出現(xiàn)圖2熔斷器FU斷路或其它開路故障時(shí)，即便是1DL仍閉合，KA1也將因失電而釋放并使KA2也釋放。這時(shí)兩個(gè)繼電器的狀態(tài)與1DL的狀態(tài)相反，錯(cuò)誤地發(fā)出了2DL分閘指令，液阻YZ被錯(cuò)誤地投入到主回路。這就是故障原因。

2、由于管理職能的劃分，圖1和圖2所示的設(shè)備分屬于兩個(gè)部門，設(shè)備安裝在兩個(gè)地點(diǎn)。當(dāng)某一方的設(shè)備出現(xiàn)故障，如果發(fā)現(xiàn)不及時(shí)或雙方信息溝通不暢，都會(huì)給故障的判斷和排除造成影響。

在三相降壓液阻YZ被錯(cuò)誤地投人到主回路時(shí)，控制系統(tǒng)對(duì)此又無任何報(bào)警信號(hào)，使得故障持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。YZ阻值通常很小，這期間，流經(jīng)YZ的較大電流產(chǎn)生的熱量很快就將液阻介質(zhì)液體煮沸蒸發(fā)，嚴(yán)重地影響了設(shè)備的正常運(yùn)行和設(shè)備使用壽命。

三、解決方案

通過以上分析可知，為防止這種故障發(fā)生，其關(guān)鍵是確保KA1和KA2這兩個(gè)繼電器與主斷路器1DL的狀態(tài)保持一致。基于此考慮，我們?cè)诒M量少改動(dòng)其它線路的情況下，將1DL的一組備用輔助常開接點(diǎn)1DL＊直接用來代替圖1中的常開接點(diǎn)KA 1（如圖3所示），這樣不僅使KA2繼電器更能直接又真實(shí)地反映1DL的狀態(tài)，而且免去了圖2所示的一級(jí)信號(hào)傳遞，提高了控制系統(tǒng)的可靠性。自從該方案實(shí)施后再未發(fā)生此類故障，而且圖1所示設(shè)備（隔離開關(guān)G和主斷路器1DL除外）均安裝在一個(gè)主電室內(nèi)，屬于生產(chǎn)廠負(fù)責(zé)維護(hù)和管理的范疇，有利于設(shè)備管理和技術(shù)維護(hù)。在此基礎(chǔ)上，再進(jìn)一步完善故障報(bào)警系統(tǒng)，同時(shí)，要求生產(chǎn)廠和能源供電部門二者加強(qiáng)相互間的信息溝通，共同努力使設(shè)備處于完好狀態(tài)。