Analiza i obsługa wyłączeń silnika spowodowanych spadkiem napięcia zasilania

1. Zjawisko usterki
W marcu 2025 r., podczas operacji zrzutu z cyrkulacją zewnętrzną projektu silosu ze stali na popiół lotny, silnik odpylacza na górze silosu często wyłączał się z powodu usterek, co uniemożliwiało działanie odpylacza. Pracownicy obiektu zgłosili, co następuje:

(1) Silnik odpylacza czasami wyłączał się podczas uruchamiania.

(2) Silnik odpylacza zadziałał po około 1-2 godzinach zewnętrznego wyładowania cyrkulacyjnego ze stalowego silosu.

(3) Kiedy silnik odpylacza zadziałał, prąd roboczy wyświetlany przez zabezpieczenie silnika wynosił 40A.

(4) Odpylacz zamontowany na miejscu był typu PPCS32-6 i miał następujące główne dane na tabliczce znamionowej: wentylator odśrodkowy typu 9-26 8D, natężenie przepływu 8792-11320 m3/h, ciśnienie całkowite 3834-3638 Pa; silnik odpylający typ Y2 180M-4, moc znamionowa 18,5kW, prąd znamionowy 36A. 2. Analiza przyczyn źródłowych i rejestracja danych
Na podstawie informacji zwrotnej z serwisu nasza firma natychmiast wysłała na miejsce odpowiednich specjalistów, aby zbadali przyczynę usterki pod kątem następujących aspektów:

2.1 Kontrola mechaniczna

(1) Czy instalacja sprzęgła pomiędzy silnikiem a reduktorem spełnia normy;

(2) Obróć wirnik wentylatora, aby sprawdzić, czy nie ma zarysowań lub tarcia;

(3) Czy poziom oleju w łożysku reduktora jest normalny;

(4) Czy worek na kurz jest uszkodzony;

(5) Czy parametry dostarczonego sprzętu są zgodne z parametrami projektowymi.

2.2 Przegląd elektryczny

(1) Za pomocą miernika rezystancji izolacji sprawdzić, czy izolacja kabla i silnika spełnia wymagania;

(2) Sprawdź, czy połączenie kablowe jest pewne i czy nie ma słabego styku;

(3) Sprawdź ustawienia parametrów zabezpieczenia silnika.

2.3 Rejestrowanie istotnych danych operacyjnych
Po inspekcji przeprowadzonej przez inżyniera sprzętu nie stwierdzono żadnych problemów z częściami mechanicznymi, a części elektryczne, w tym izolacja kabla i silnika oraz połączenia kablowe, okazały się sprawne. Biorąc pod uwagę sporadyczne błędy wyzwalania występujące podczas uruchamiania odpylacza, aby zapewnić płynny rozruch i rejestrację danych, prąd roboczy zabezpieczenia silnika zmieniono z 36A na 40A (tj. 1,1-krotność prądu znamionowego silnika). Dane zarejestrowane podczas pracy odpylacza są następujące:

(1) Napięcie zasilania, gdy urządzenie nie pracuje: napięcie fazowe AB wynosi 399 V, napięcie fazowe AC wynosi 397 V, a napięcie fazowe BC wynosi 398 V.

(2) Dane z 4 godzin pracy bez obciążenia: prąd fazowy A 34,1 A, prąd fazowy B 34,6 A, prąd fazowy C 33,9 A; napięcie fazowe AB 388V, napięcie fazowe AC 386V, napięcie fazowe BC 387V; maksymalna temperatura korpusu silnika 73,2 ℃, maksymalna temperatura łożysk silnika 70 ℃. (3) Dane z odpylacza pracującego przez 90 minut podczas zewnętrznego wyładunku cyrkulacyjnego z silosu stalowego: prąd fazy A 40,2A, prąd fazy B 39,5A, prąd fazy C 39,8A; Napięcie fazowe AB 354 V, napięcie fazowe AC 351 V, napięcie fazowe BC 356 V; Maksymalna temperatura korpusu silnika 81,4 ℃, maksymalna temperatura łożysk silnika 77 ℃.

3. Analiza przyczyny Powyższa analiza danych i testy miernikiem cęgowym wykazały, że gdy stalowy silos rozładowuje materiał na zewnątrz, trójfazowe napięcie zasilania spada z około 398 V (napięcie bez obciążenia) do około 354 V (napięcie obciążenia). Jednocześnie prąd silnika odpylacza i temperatura silnika nieznacznie wzrastają w porównaniu do warunków bez obciążenia. Zgodnie z normą GB 50052–2009 „Kodeks projektowy systemów zasilania i dystrybucji” w normalnych warunkach pracy dopuszczalne odchylenie napięcia na zaciskach silnika wynosi ± 5% napięcia znamionowego silnika. Jak pokazano powyżej, rzeczywiste napięcie robocze silnika odpylacza jest znacznie niższe niż jego napięcie znamionowe, z odchyleniem napięcia wynoszącym około -11%, co nie spełnia wymagania ± 5% napięcia znamionowego zawartego w normie GB 50052-2009. Zgodnie ze wzorem obliczania mocy P = √3UIcosφ, spadek napięcia do 354 V spowoduje bezpośrednio wzrost prądu silnika do około 40 A. Ponieważ rzeczywisty prąd silnika jest już wyższy niż ustawiona wartość zabezpieczenia silnika wynosząca 36 A, zadziała zabezpieczenie nadprądowe. Uwaga: Gdy materiał stalowego silosu krąży na zewnątrz, silnik odpylacza jest sterowany przez zabezpieczenie silnika, podczas gdy pozostałe urządzenia są sterowane przez przetwornicę częstotliwości.

Po dokonaniu oględzin stwierdzono następujące przyczyny niskiego napięcia zasilania silnika odpylacza:

(1) Zasilanie dochodzące do pomieszczenia elektrycznego silosu stalowego jest zasilaniem tymczasowym, umieszczonym w odległości około 500 m od źródła zasilania do pomieszczenia elektrycznego.

(2) Jeżeli działa tylko jedno urządzenie, zasilanie dostarczane przez pomieszczenie elektryczne silosu stalowego spełnia wymagania zasilania tego urządzenia. Jednakże podczas zewnętrznego rozładunku materiałów z silosu stalowego w obiegu zewnętrznym, urządzenia zaangażowane w pracę obejmują jeden silnik odpylający o mocy 18,5 kW, jedną dmuchawę Rootsa o mocy 75 kW i dwie dmuchawy Rootsa o mocy 90 kW. W chwili obecnej zasilanie elektryczne pomieszczenia elektrycznego silosu stalowego jest niewystarczające, aby sprostać wymaganiom energetycznym sprzętu.

(3) Projekt ten jest w trakcie realizacji, a inne tymczasowe urządzenia elektryczne znajdujące się na miejscu pobierają energię z pomieszczenia elektrycznego silosu stalowego. Istnieje duże prawdopodobieństwo, że te tymczasowe urządzenia elektryczne będą działać jednocześnie z zewnętrznym obiegiem materiałów.

4. Środki zaradcze i skutki
Jak najszybciej wymień główne źródło zasilania w pomieszczeniu elektrycznym silosu stalowego. Przed podłączeniem nowego zasilania zabrania się jednoczesnej pracy urządzeń elektrycznych.

W listopadzie 2014 roku oficjalnie oddano do użytku nowo wybudowaną podstację na potrzeby tego projektu. Zmieniono zasilanie pomieszczenia elektrycznego silosu stalowego na doprowadzenie z pomieszczenia elektrycznego rozdrabniacza, w odległości około 60m pomiędzy pomieszczeniem elektrycznym rozdrabniacza a pomieszczeniem elektrycznym silosu stalowego. Po podłączeniu głównego źródła zasilania do pomieszczenia elektrycznego silosu stalowego za pomocą kabla tego samego typu i specyfikacji co tymczasowy kabel zasilający, napięcie zasilania podczas zewnętrznego rozładowania cyrkulacyjnego silosu stalowego ustabilizowało się w przedziale 390–399 V, urządzenia znajdujące się na miejscu działały normalnie, a silnik odpylacza nie powodował już wyłączania nadprądowego.