葉建琴 袁長治
(江蘇省江都水利工程管理處,江蘇 江都 225200)
宜陵船閘、五里窯船閘是南水北調(diào)江都水利樞紐的重要組成部分,始建于1965年,通過宜陵船閘、五里窯船閘兩個工程電氣改造、管理,對電軸同步電機的應(yīng)用有以下體會。
圖1 一次主接線圖
主機1M輔機2M機械同軸,輔機2M3M電氣同軸,主輔機1M2M3M同步。(見圖1一次主接線圖)。
1.開機輔機2M、3M經(jīng)接觸器1KM/2KM得電整步,根據(jù)整步力矩需求分合5KM,整步時為包閘整步,即6KM不吸合,1YB、2YB處于制動狀態(tài);輔機同步后主機1M經(jīng)3KM/4KM得電進入正常運行狀態(tài),同時5KM、6KM吸合;停機 先斷接觸器6KM、3KM/4KM停主機1M;整步后再斷1KM/2KM停輔機2M、3M。
2.二次動作順序(見圖2二次原理圖)
圖2 二次原理圖
上升:①按下1SB→1KAM合閘②1KAM→1KM合閘→2M3M輔機得電整步 ③1KM→1KT延時④1KT→3KM→5KM→1M主機運行6KM→1YB2YB松剎。
下降:①按下4SB→4KAM合閘②4KAM→2KM合閘→2M3M輔機得電整步③2KM→2KT延時 ④2KT→4KM→5KM→1M主機運行6KM→1YB2YB松剎。
停機:①按5SB或5…8KAM限位→9KAM動作②3KM/4KM→1M停主機 9KAM→3KT停機整步延時 5KM6KM→1YB2YB③3KT→1KM/2KM→2M3M停輔機。
3.位置1、2、3、4等等上升下降控制原理相同;只要將相應(yīng)位置開關(guān)和中間繼電器并入相應(yīng)升降回路。
4.電軸同步主電機有單臺電機驅(qū)動和雙電機驅(qū)動兩種方式,五里窯船閘和宜陵船閘采用單主機驅(qū)動。
5.五里窯船閘采用三相整步;宜陵船閘采用開機兩相整步,停機三相整步。
6.兩輔機制動器1YB、2YB并聯(lián)接同一接觸器6KM。
7.通過短接139#-151#線和139#-153#線,選擇制動方式1KM/2KM(→3KM/4KM)→6KM和整步方式1KM/2KM(→3KM/4KM)→5KM。
1.整步方式
電機電軸同步的整步方式根據(jù)整步力矩一般分兩相和三相兩種(通過5KM實現(xiàn)),按照整步時序分開機整步(1KM-1KT/2KM-2KT→2M3M→1M)和停機整步(9KAM-3KT→1M→2M3M)兩種。因閘門重力影響,所以在制動器制動狀態(tài)下整步,若水平驅(qū)動(行車)可以松剎整步。
2.主輔機磁場方向
安裝、檢修過程中要注意主輔機磁場方向,主輔機順磁場起動力矩比逆磁場大,主輔機逆磁場制動力矩比順磁場大。起動力矩不足,主機無法正常運轉(zhuǎn);制動力矩不足,電機容易飛車;應(yīng)根據(jù)電機功率和負載情況確定磁場方向。重新調(diào)整磁場方向通過調(diào)整1KM/2KM主接線。
五里窯船閘電氣改造前上升下降都是使用順磁場,電阻起動;改造后采用頻敏變阻器起動,上升下降都使用順磁場,運行正常。改造后無失步,閘門自重26T。
宜陵船閘電氣改造時遇到這種情況:改造前控制線路、電機功率與五里窯船閘相同,閘門自重30T。改造前上升下降都是使用順磁場,電阻起動;改造后采用頻敏變阻器起動,試車時升降仍采用順磁場,上升時主輔機電流、轉(zhuǎn)速正常,下降時輔機整步正常主機投運后轉(zhuǎn)速由額定轉(zhuǎn)速702r/min突增至1100r/min以上,主電機制動力矩不足,出現(xiàn)飛車;將順磁場改為逆磁場,上升時輔機整步正常,但主機起動力矩不足,主機始終過電流動作,無法運行,下降時主輔機電流轉(zhuǎn)速正常。經(jīng)反復(fù)重載試驗并分別對上升下降開機整步、起動、運行、停機整步全過程進行電壓、電流、轉(zhuǎn)速測試,最后確定上升采用順磁場,下降采用逆磁場(這種控制方式1KM/2KM可以用一只接觸器),運行正常,無失步現(xiàn)象。
3.起動方式
建閘初期采用的電阻起動,改造后采用頻敏變阻器起動,頻敏變阻器控制方式簡單,要用頻敏變阻器方式應(yīng)考慮起動時功率因素較電阻方式低,起動力矩沒有電阻方式大,選型時不能忽視;舊工程改造時不能直接替代,應(yīng)驗算起動力矩是否足夠,我們認為在閘門(重型機械)控制中最好用電阻式,電阻起動還可以根據(jù)需求控制不同的運行速度。
4.時間整定
輔機的整步時間的整定很重要,應(yīng)根據(jù)負載、整步功率、制動器和電機工況確定,一般開機整步(1KT/2KT)時間為2.5s秒,停機整步(3KT)時間為3.5s。過電流保護應(yīng)避開電機起動電流,4KT時間整定值4s。
電流整定:五里窯船閘采用熱繼電器,整定值 1.00Ie;宜陵船閘采用電流繼電器和熱繼電器,整定值分別為1.10Ie、1.00Ie。
5.對制動器的要求
制動器的選型、控制方式、維護保養(yǎng)對電機電軸同步非常重要。(1)兩側(cè)制動器制動力矩相等;(2)兩側(cè)制動器同期;(3)制動器選型,制動力矩并非越大越好,制動力矩只要能滿足制動要求就行,因為制動力矩太大,在失步時整步力矩小于制動力矩,輔機無法整步,達不到電同步目的。(4)制動器制動間隙、彈簧工作長度調(diào)整很重要,太松電機打滑,太緊制動器包死,同樣不能整步;(5)制動器定期維護保養(yǎng)很重要,工作環(huán)境濕度大、灰塵多易銹蝕卡死,頻繁動作,固定螺絲易松動。
6.失步處理
(1)手動。需要有一定經(jīng)驗的人員操作,松開一側(cè)剎車,使電機旋轉(zhuǎn)(根據(jù)電機極對數(shù)確定旋轉(zhuǎn)角度)一定機械角度,從而使兩邊輔機電氣角同步。
(2)電動。(兩輔機失步后電氣角相差越大整步力矩越大)按下起動按紐后接著按停止按紐(點動)。①按1SB/4SB后,整步時整步電流在兩倍以下額定電流,可直接由起動整步后進入正常運行狀態(tài);②若超過兩倍額定整步電流,立即按下停止按紐5SB,5s以后就可重復(fù)步驟①,經(jīng)實際操作總結(jié)一般不超過二次就能同步。
失步后應(yīng)檢查閘門兩側(cè)鋼絲繩是否有松有緊,若有松緊及時調(diào)整。
7.對兩輔機的要求
在實際使用中維修或更換輔機時,一定要保證兩臺電機參數(shù)一致。
8.電源質(zhì)量
電機對電源質(zhì)量要求嚴格。例如無錫某船閘電軸同步電機在安裝時,由于長距離低壓輸電,線路壓降較大,電機難以進入同步。
通過施工管理,筆者認為良好的設(shè)計、高質(zhì)量的安裝等環(huán)節(jié)對電機電軸同步很重要,使用環(huán)境、檢查保養(yǎng)、運行管理等環(huán)節(jié)同樣重要。