Analyse und Behandlung von Motorauslösungen, die durch einen Spannungsabfall der Stromversorgung verursacht werden

1. Fehlerphänomen
Im März 2025 löste sich während des externen Zirkulationsentleerungsvorgangs eines Flugasche-Stahlsiloprojekts der Staubabscheidermotor an der Oberseite des Silos häufig aufgrund von Störungen aus, wodurch der Staubabscheider funktionsunfähig wurde. Die Mitarbeiter vor Ort berichteten über Folgendes:

(1) Der Staubabscheidermotor hat während des Startvorgangs gelegentlich ausgelöst.

(2) Der Staubabscheidermotor löste nach etwa 1–2 Stunden externer Zirkulationsentladung aus dem Stahlsilo aus.

(3) Als der Staubabscheidermotor auslöste, betrug der vom Motorschutz angezeigte Betriebsstrom 40 A.

(4) Bei dem Staubabscheider vor Ort handelte es sich um einen Typ PPCS32-6 mit den folgenden Hauptdaten auf dem Typenschild: Radialventilator Typ 9-26 8D, Durchflussrate 8792-11320 m³/h, Gesamtdruck 3834-3638 Pa; Staubabscheidermotor Typ Y2 180M-4, Nennleistung 18,5 kW, Nennstrom 36 A. 2. Ursachenanalyse und Datenaufzeichnung
Basierend auf den Rückmeldungen vor Ort entsandte unser Unternehmen umgehend entsprechende Fachkräfte vor Ort, um die Fehlerursache unter folgenden Gesichtspunkten zu untersuchen:

2.1 Mechanische Inspektion

(1) Ob die Installation der Kupplung zwischen Motor und Untersetzungsgetriebe den Normen entspricht;

(2) Drehen Sie den Lüfterrotor, um ihn auf Kratzer oder Reibung zu prüfen.

(3) Ob der Ölstand des Untersetzungslagers normal ist;

(4) Ob der Staubsammelbeutel beschädigt ist;

(5) Ob die Parameter der gelieferten Ausrüstung mit den Konstruktionsparametern übereinstimmen.

2.2 Elektrische Inspektion

(1) Prüfen Sie mit einem Isolationswiderstandsmessgerät, ob die Isolierung von Kabel und Motor den Anforderungen entspricht;

(2) Überprüfen Sie, ob die Kabelverbindung fest ist und ob ein schlechter Kontakt vorliegt.

(3) Überprüfen Sie die Parametereinstellungen des Motorschutzes.

2.3 Aufzeichnung relevanter Betriebsdaten
Nach der Inspektion durch den Anlagentechniker gab es keine Probleme mit den mechanischen Teilen, und die elektrischen Teile, einschließlich der Kabel- und Motorisolierung sowie der Kabelanschlüsse, waren alle ohne Probleme. Angesichts der gelegentlichen Auslösefehler, die während des Startvorgangs des Staubabscheiders auftreten, wurde der Betriebsstrom des Motorschutzes von 36 A auf 40 A (d. h. das 1,1-fache des Nennstroms des Motors) geändert, um einen reibungslosen Start und eine reibungslose Datenaufzeichnung zu gewährleisten. Die während des Betriebs des Staubabscheiders aufgezeichneten Daten sind wie folgt:

(1) Versorgungsspannung, wenn das Gerät nicht läuft: Die AB-Phasenspannung beträgt 399 V, die AC-Phasenspannung beträgt 397 V und die BC-Phasenspannung beträgt 398 V.

(2) Daten aus 4 Stunden Leerlaufbetrieb: A-Phasenstrom 34,1 A, B-Phasenstrom 34,6 A, C-Phasenstrom 33,9 A; AB-Phasenspannung 388 V, AC-Phasenspannung 386 V, BC-Phasenspannung 387 V; maximale Motorkörpertemperatur 73,2℃, maximale Motorlagertemperatur 70℃. (3) Daten des Staubabscheiders, der 90 Minuten lang während der externen Zirkulationsentladung aus dem Stahlsilo in Betrieb war: Strom der Phase A 40,2 A, Strom der Phase B 39,5 A, Strom der Phase C 39,8 A; Spannung der Phase AB 354 V, Spannung der Phase AC 351 V, Spannung der Phase BC 356 V; Maximale Motorkörpertemperatur 81,4℃, maximale Motorlagertemperatur 77℃.

3. Ursachenanalyse Durch die obige Datenanalyse und die Prüfung mit dem Zangenmessgerät wurde festgestellt, dass die dreiphasige Stromversorgungsspannung von etwa 398 V (Leerlaufspannung) auf etwa 354 V (Lastspannung) abfällt, wenn das Stahlsilo Material nach außen abgibt. Gleichzeitig steigen der Strom des Staubabscheidermotors und die Motortemperatur im Vergleich zu Leerlaufbedingungen leicht an. Gemäß GB 50052–2009 „Design Code for Power Supply and Distribution Systems“ beträgt die zulässige Spannungsabweichung an den Motorklemmen unter normalen Betriebsbedingungen ±5 % der Nennspannung des Motors. Wie oben gezeigt, ist die tatsächliche Betriebsspannung des Staubabscheidermotors weitaus niedriger als seine Nennspannung, mit einer Spannungsabweichung von etwa -11 %, was die Anforderung von ±5 % der Nennspannung in GB 50052-2009 nicht erfüllt. Gemäß der Leistungsberechnungsformel P = √3UIcosφ führt ein Spannungsabfall auf 354 V direkt zu einem Anstieg des Motorstroms auf etwa 40 A. Da der tatsächliche Motorstrom bereits höher ist als der vom Motorschutz eingestellte Wert von 36 A, löst der Überstromschutz aus. Hinweis: Wenn das Stahlsilomaterial extern zirkuliert, wird der Staubabscheidermotor von einem Motorschutz gesteuert, während andere Geräte von einem Frequenzumrichter gesteuert werden.

Bei der Inspektion wurden folgende Gründe für die niedrige Versorgungsspannung des Staubabscheidermotors festgestellt:

(1) Bei der eingehenden Stromversorgung zum Elektroraum des Stahlsilos handelt es sich um eine temporäre Stromversorgung mit einer Entfernung von etwa 500 m von der Stromquelle zum Elektroraum.

(2) Wenn nur ein einzelnes Gerät in Betrieb ist, entspricht die Stromversorgung durch den Elektroraum des Stahlsilos dem Leistungsbedarf des Geräts. Während der externen Zirkulationsentladung der Materialien aus dem Stahlsilo umfasst die Betriebsausrüstung jedoch einen 18,5-kW-Staubsammelmotor, ein 75-kW-Roots-Gebläse und zwei 90-kW-Roots-Gebläse. Zu diesem Zeitpunkt reicht die vom Elektroraum des Stahlsilos bereitgestellte Stromversorgung nicht aus, um den Strombedarf der Anlage zu decken.

(3) Dieses Projekt befindet sich im Bau und andere temporäre elektrische Geräte vor Ort beziehen Strom aus dem Elektroraum des Stahlsilos. Es besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass diese temporären elektrischen Einrichtungen gleichzeitig mit dem externen Materialkreislauf betrieben werden.

4. Gegenmaßnahmen und Auswirkungen
Ersetzen Sie so schnell wie möglich den Hauptstromversorgungspunkt des Elektroraums des Stahlsilos. Vor dem Anschluss der neuen Stromversorgung ist der gleichzeitige Betrieb elektrischer Geräte verboten.

Im November 2014 wurde das neu errichtete Umspannwerk für dieses Projekt offiziell in Betrieb genommen. Die Stromversorgung des Elektroraums des Stahlsilos wurde so geändert, dass sie vom Elektroraum des Mahlens aus eingeführt wird, wobei der Abstand zwischen dem Elektroraum des Mahlens und dem Elektroraum des Stahlsilos etwa 60 m beträgt. Nachdem die Hauptstromversorgung mit einem Kabel des gleichen Typs und der gleichen Spezifikationen wie das temporäre Stromkabel an den Elektroraum des Stahlsilos angeschlossen wurde, stabilisierte sich die Versorgungsspannung während der externen Zirkulationsentladung des Stahlsilos zwischen 390 und 399 V, die Geräte vor Ort funktionierten normal und der Staubabscheidermotor löste nicht mehr überstrommäßig aus.