Análise e tratamento de disparos de motores causados ​​por queda de tensão na fonte de alimentação

1. Fenômeno de falha
Em março de 2025, durante a operação de descarga por circulação externa de um projeto de silo de aço para cinzas volantes, o motor do coletor de pó no topo do silo desligava frequentemente devido a falhas, tornando o coletor de pó inoperante. A equipe no local relatou o seguinte:

(1) O motor do coletor de pó ocasionalmente desarmava durante a inicialização.

(2) O motor do coletor de pó desarmou após aproximadamente 1-2 horas de descarga da circulação externa do silo de aço.

(3) Quando o motor do coletor de pó disparou, a corrente operacional exibida pelo protetor do motor foi de 40A.

(4) O coletor de pó local era do tipo PPCS32-6, com os seguintes dados principais em sua placa de identificação: ventilador centrífugo tipo 9-26 8D, vazão 8792-11320 m³/h, pressão total 3834-3638 Pa; motor coletor de pó tipo Y2 180M-4, potência nominal 18,5kW, corrente nominal 36A. 2. Análise de causa raiz e registro de dados
Com base no feedback do site, nossa empresa despachou imediatamente profissionais relevantes ao local para investigar a causa da falha nos seguintes aspectos:

2.1 Inspeção Mecânica

(1) Se a instalação do acoplamento entre o motor e o redutor atende às normas;

(2) Gire o rotor do ventilador para verificar se há raspagem ou fricção;

(3) Se o nível de óleo do mancal redutor está normal;

(4) Se o saco coletor de pó está danificado;

(5) Se os parâmetros do equipamento entregue são consistentes com os parâmetros do projeto.

2.2 Inspeção Elétrica

(1) Use um medidor de resistência de isolamento para verificar se o isolamento do cabo e do motor atende aos requisitos;

(2) Verifique se a conexão do cabo está segura e se há algum mau contato;

(3) Verifique as configurações dos parâmetros do protetor do motor.

2.3 Registrando Dados Operacionais Relevantes
Após a inspeção pelo engenheiro do equipamento, não houve problemas com as peças mecânicas, e as peças elétricas, incluindo isolamento de cabos e motores e conexões de cabos, foram encontradas sem problemas. Dadas as falhas ocasionais de disparo que ocorrem durante a partida do coletor de pó, para garantir uma partida suave e registro de dados, a corrente de operação do protetor do motor foi alterada de 36A para 40A (ou seja, 1,1 vezes a corrente nominal do motor). Os dados registrados durante a operação do coletor de pó são os seguintes:

(1) Tensão da fonte de alimentação quando o equipamento não está funcionando: a tensão da fase AB é 399V, a tensão da fase AC é 397V e a tensão da fase BC é 398V.

(2) Dados de 4 horas de operação sem carga: corrente da fase A 34,1A, corrente da fase B 34,6A, corrente da fase C 33,9A; Tensão de fase AB 388V, tensão de fase AC 386V, tensão de fase BC 387V; temperatura máxima do corpo do motor 73,2 ℃, temperatura máxima do rolamento do motor 70 ℃. (3) Dados do coletor de pó operando por 90 minutos durante descarga de circulação externa do silo de aço: corrente da fase A 40,2A, corrente da fase B 39,5A, corrente da fase C 39,8A; Tensão da Fase AB 354V, Tensão da Fase AC 351V, Tensão da Fase BC 356V; Temperatura máxima do corpo do motor 81,4 ℃, temperatura máxima do rolamento do motor 77 ℃.

3. Análise de causa Através da análise de dados acima e teste de alicate amperímetro, descobriu-se que quando o silo de aço está descarregando material externamente, a tensão da fonte de alimentação trifásica cai de aproximadamente 398V (tensão sem carga) para aproximadamente 354V (tensão de carga). Simultaneamente, a corrente do motor do coletor de pó e a temperatura do motor aumentam ligeiramente em comparação com condições sem carga. De acordo com GB 50052—2009 "Código de Projeto para Sistemas de Fonte de Alimentação e Distribuição", sob condições normais de operação, o desvio de tensão permitido nos terminais do motor é de ±5% da tensão nominal do motor. Conforme mostrado acima, a tensão operacional real do motor coletor de pó é muito inferior à sua tensão nominal, com um desvio de tensão de aproximadamente -11%, o que não atende ao requisito de ±5% da tensão nominal em GB 50052-2009. De acordo com a fórmula de cálculo de potência P = √3UIcosφ, uma queda de tensão para 354V fará com que a corrente do motor suba diretamente para aproximadamente 40A. Como a corrente real do motor já é superior ao valor ajustado do protetor do motor de 36A, a proteção de sobrecorrente desarma. Nota: Quando o material do silo de aço está circulando externamente, o motor do coletor de pó é controlado por um protetor de motor, enquanto os demais equipamentos são controlados por um conversor de frequência.

Após a inspeção, foram encontrados os seguintes motivos que causam a baixa tensão de alimentação do motor do coletor de pó:

(1) A fonte de alimentação de entrada para a sala elétrica do silo de aço é uma fonte de alimentação temporária, com uma distância de aproximadamente 500m da fonte de energia até a sala elétrica.

(2) Se apenas um único equipamento estiver operando, a fonte de alimentação fornecida pela sala elétrica do silo de aço atende aos requisitos de energia do equipamento. Porém, durante a descarga por circulação externa de materiais do silo metálico, os equipamentos envolvidos na operação incluem um motor coletor de pó de 18,5kW, um soprador Roots de 75kW e dois sopradores Roots de 90kW. Neste momento, a alimentação fornecida pela sala elétrica do silo metálico é insuficiente para atender às necessidades de alimentação do equipamento.

(3) Este projeto está em construção e outros equipamentos elétricos temporários no local consomem energia da sala elétrica do silo de aço. Existe uma grande probabilidade de que estes equipamentos elétricos temporários operem simultaneamente com a circulação externa de material.

4. Contramedidas e efeitos
Substitua o principal ponto de alimentação da sala elétrica do silo de aço o mais rápido possível. Antes de a nova fonte de alimentação ser conectada, é proibida a operação simultânea de equipamentos elétricos.

Em novembro de 2014, a subestação recém-construída para este projeto foi oficialmente colocada em uso. A alimentação da sala elétrica do silo metálico foi alterada para ser introduzida a partir da sala elétrica de moagem, com uma distância de aproximadamente 60m entre a sala elétrica de moagem e a sala elétrica do silo metálico. Após conectar a fonte de alimentação principal à sala elétrica do silo de aço usando um cabo do mesmo tipo e especificações do cabo de alimentação temporário, a tensão de alimentação durante a descarga de circulação externa do silo de aço estabilizou entre 390 e 399V, o equipamento no local funcionou normalmente e o motor do coletor de pó não sofreu mais disparos de sobrecorrente.