電源電圧低下によるモータトリップの解析と対処上海品星防爆モーター株式会社

1. 故障現象
2025年3月、フライアッシュ鋼製サイロプロジェクトの外部循環排出作業中、サイロ上部の集塵機モーターが故障により頻繁にトリップし、集塵機が作動不能になった。現場スタッフは次のように報告しました。

(1) 起動中に集塵機のモーターがトリップする場合がありました。

(2) 鋼製サイロから外部循環排出を約 1 ～ 2 時間行った後、集塵機のモーターがトリップした。

(3) 集塵機モーターがトリップした際、モーター保護装置が表示する運転電流は 40A でした。

(4) 現場の集塵機は PPCS32-6 タイプで、銘板には次の主なデータが記載されていました。集塵機モータータイプ Y2 180M-4、定格電力 18.5kW、定格電流 36A。 2. 根本原因の分析とデータ記録
現場からのフィードバックに基づいて、当社は直ちに関係専門家を現場に派遣し、以下の側面から障害の原因を調査しました。

2.1 機械的検査

(1) モータと減速機間のカップリングの取り付けが規格に適合しているか。

(2) ファンローターを回転させ、削れや摩擦がないか確認します。

(3) 減速機軸受の油面は正常か。

（４）集塵袋の損傷の有無。

(5) 納入された装置のパラメータが設計パラメータと一致しているかどうか。

2.2 電気検査

(1) 絶縁抵抗計を使用して、ケーブルとモーターの絶縁が要件を満たしているかどうかを確認します。

(2) ケーブルの接続が確実か、接触不良がないか確認してください。

(3) モータ保護装置のパラメータ設定を確認してください。

2.3 関連する動作データの記録
設備エンジニアによる検査の結果、機械部品には問題がなく、ケーブルやモーターの絶縁、ケーブル接続などの電気部品もすべて問題がないことが判明しました。集塵機の起動時にトリップ故障が発生することを考慮し、スムーズな起動とデータ記録を確保するために、モータープロテクターの動作電流を36Aから40A（モーター定格電流の1.1倍）に変更しました。集塵機の動作中に記録されるデータは次のとおりです。

(1) 装置停止時の電源電圧：AB相電圧は399V、AC相電圧は397V、BC相電圧は398Vです。

(2) 4 時間の無負荷運転のデータ: A 相電流 34.1A、B 相電流 34.6A、C 相電流 33.9A。 AB相電圧388V、AC相電圧386V、BC相電圧387V;モーター本体最高温度 73.2℃、モーターベアリング最高温度 70℃。 (3) 鋼製サイロからの外部循環排出中に集塵機を 90 分間運転したデータ：A 相電流 40.2A、B 相電流 39.5A、C 相電流 39.8A。 AB相電圧354V、AC相電圧351V、BC相電圧356V;モーター本体温度最高81.4℃、モーターベアリング最高温度77℃。

3. 原因解析上記のデータ解析とクランプメータの試験により、鋼製サイロが材料を外部に排出している場合、三相電源電圧が約398V（無負荷電圧）から約354V（負荷電圧）まで低下することが判明しました。同時に、集塵機モーター電流とモーター温度が無負荷状態に比べてわずかに上昇します。 GB 50052—2009「電源および配電システムの設計基準」によれば、通常の動作条件下では、モーター端子での許容電圧偏差はモーターの定格電圧の ±5% です。上に示したように、集塵機モーターの実際の動作電圧は定格電圧よりもはるかに低く、電圧偏差は約 -11% であり、GB 50052-2009 の定格電圧の ±5% という要件を満たしていません。電力計算式 P = √3UIcosφ によれば、電圧が 354V に低下すると、モーター電流は直接約 40A に上昇します。実際のモーター電流はすでにモーター保護装置の設定値 36A よりも高いため、過電流保護が作動します。注: 鋼製サイロ材料が外部循環している場合、集塵機モーターはモーター保護装置によって制御され、他の機器は周波数変換器によって制御されます。

調査の結果、集塵機モーターの電源電圧が低下する原因は次のとおりであることが判明しました。

(1) 鋼製サイロ電気室への受電は仮設電源であり、電源から電気室までの距離は約 500m である。

(2) 単一の機器のみが動作している場合、鋼製サイロの電気室から供給される電源は機器の電力要件を満たします。ただし、鋼製サイロからの外部循環排出時には、18.5kWの集塵モーター1台、75kWのルーツブロワー1台、90kWのルーツブロワー2台が稼働します。現時点では、鋼鉄サイロの電気室から供給される電力供給は、機器の電力要件を満たすには不十分です。

(3) このプロジェクトは建設中であり、現場の他の仮設電気設備は鋼製サイロの電気室から電力を供給しています。これらの仮設電気設備は、外部物質の循環と同時に動作する可能性が高くなります。

4. 対策と効果
鋼製サイロ電気室の主電源点を早急に交換してください。新しい電源が接続されるまでは、電気機器の同時操作は禁止されています。

2014 年 11 月、このプロジェクトのために新設された変電所が正式に使用開始されました。製鋼サイロ電気室への電源を粉砕電気室から導入するように変更し、粉砕電気室と製鋼サイロ電気室の距離は約60mとなった。仮設電源ケーブルと同種同仕様のケーブルを用いて主電源と鋼製サイロ電気室を接続したところ、鋼製サイロ外部循環放電時の電源電圧は390～399Vで安定し、現場設備は正常に動作し、集塵機モーターの過電流トリップも発生しなくなりました。