Kraftwerk nutzt die elektrische Signaturanalyse zur Leistungsbewertung

A nuclear power plant in the northeastern United States relies on four vertical domestic hot water pumps to supply water to a heat exchanger that cools the sealed ultrapure water or steam that drives the turbine generators.

Of the four identical domestic hot water pumps, all of which had a 30-foot-long shaft, two of the pumps began to show performance problems.

This prompted the maintenance team to conduct a performance study on the rather old vertical domestic hot water pumps (they had been installed during the construction of the nuclear power plant in the early 1970s).

The nuclear power plant’s maintenance team planned to analyze a range of measurements, including vibration, pressure, and flow. They also wanted to conduct an electrical signature analysis as part of the pump performance evaluation and therefore contacted Bob Dunn of I & E Central, a company known for its on-site preventive maintenance services and the distribution of industrial test equipment to professionals in preventive maintenance (PdM), electrical systems, and reliability.

Dunn went to the nuclear power plant to perform electrical signature analysis on two of the 350 hp, 480 volt motors.

> View of ATPOL III

Performing the analysis of the electrical signature

The electrical signature analysis is performed by connecting current sensors and voltage cables to the motor and subsequently capturing high-resolution current and voltage curves, which can then be analyzed as FFTs as well as raw curve data.

The resulting data provides insight into the entire motor system, both mechanical and electrical, from the input power to the driven load.

In this technology, the motor is used as a converter for mechanical analysis.

All mechanical phenomena are modulated onto the current waveform, where they can be detected and analyzed.

Dunn used the ALL-TEST Pro Online III™ motor tester to perform the electrical signature analysis. He connected the ATPOL III™ to the system, which was set to a flow rate of 5600 GPM for the test. The motor’s terminal box was left open for the test, and the ATPOL III™ data logger was placed near the motor. The ATPOL III™ collected and transmitted the data via Bluetooth while Dunn and the maintenance team were positioned at a safe distance from the high-voltage equipment.

The electrical signature data was recorded in two segments: a high-resolution current recording with low fmax (100 Hz) of 50 seconds, which primarily reveals problems at running speed (alignment errors, imbalance) and below synchronous speed (problems with the rotor bar or the load).

Eine Hochfrequenzerfassung und FFT von Spannung und Strom, die zeigt:

1. Elektrische Probleme, einschließlich Leistungsoberschwingungen, Leistungsfaktor, Spannung und Strom gegenüber dem Typenschild und Gleichgewicht;

2. Mechanische Hochfrequenzfehler (mechanische und elektrische Statorprobleme, Luftspalt- und sogar Lagerprobleme).

 

Testergebnisse aufgedeckt

– Der Motor war elektrisch perfekt, Strom und Spannung waren ausgeglichen und der Leistungsfaktor lag bei über 90.

– Motor und Pumpe waren mechanisch einwandfrei, ohne Anzeichen von Ausrichtungs- oder Unwuchtproblemen, Lagerproblemen, Rotor- oder Statorproblemen.

– Die Tests zeigten eine erhebliche Schwankung in der Stromaufnahme, die mit etwa 10 Hz pulsierte. Dunn und das Team stellten gemeinsam fest, dass dies auf eine nicht-laminare Strömung oder Turbulenzen im System zurückzuführen war.

Der Hinweis auf Turbulenzen an den beiden leistungsschwachen vertikalen Brauchwasserpumpen war eine Offenbarung; und was das Wartungsteam noch mehr überraschte, war, dass die Turbulenzen bei keinem der anderen Tests festgestellt worden waren. Erst die elektrische Signaturanalyse hatte die Ursache für die schlechte Pumpenleistung aufgedeckt.

Einer der Hauptvorteile der Elektrosignaturanalyse besteht darin, dass sie mechanische Probleme in der angetriebenen Last aufzeigen kann – sogar im Fall dieser vertikalen Pumpe mit dem Laufrad in 30 Fuß Tiefe. Hinzu kommen detaillierte Informationen über das gesamte System, sowohl elektrisch als auch mechanisch.

Nachdem das Wartungsteam die Ursache für die Leistungsprobleme erkannt hatte, konnte es die notwendigen Schritte unternehmen, um die Situation zu beheben und die Pumpen entsprechend den Leistungsanforderungen des Kernkraftwerks in Betrieb zu nehmen.

 

Schlussfolgerung

Vorausschauende Wartung ist wichtig.

Die Überwachung Ihrer Industrieanlagen und die Bewertung von Leistungsproblemen, bevor es zu einem katastrophalen Ausfall kommt, kann Ihren Betrieb vor kostspieligen Ausfallzeiten und unerwünschten Ausgaben bewahren.

Wenn Sie für kritische motorgetriebene Anlagen verantwortlich sind, ist das ATPOL III™ ein leistungsfähiges Überwachungs- und Diagnosesystem. Diese Fallstudie zeigt, dass das ATPOL III™ ein großartiger Begleiter bei der Durchführung von Schwingungsmessungen ist.

Die Durchführung einer elektrischen Signaturanalyse zusammen mit einer Schwingungsanalyse kann einen tieferen Einblick in die tatsächlichen Vorgänge in Ihren Geräten geben. Für jedes zustandsorientierte Instandhaltungs-/Präventivwartungsprogramm ist es von entscheidender Bedeutung, dass Sie über die richtigen Werkzeuge zur Durchführung dieser Art von Analysen verfügen.

Sicherheit ist der Schlüssel!

Live testing with the ALL-TEST PRO On-Line III™ handheld device offers enhanced safety thanks to its wireless Bluetooth* technology, allowing operators to maintain a safe distance from live equipment. ALL-SAFE PRO® junction boxes can also be installed to further improve operator safety during data acquisition. Invest in the tools necessary to keep people safe.

 

About ALL-TEST Pro, LLC

ALL-TEST Pro delivers on the promise of genuine engine maintenance and troubleshooting with innovative diagnostic tools, software and support that enable you to keep your business running.

 

About I & E Central

Founded in 2001 by Bob Dunn, I&E Central distributes industrial testing equipment specifically designed for professionals in predictive maintenance (PdM), electrical engineering, and reliability. Based near Rochester, New York, I&E Central represents several leading manufacturers and offers products for power quality monitoring, vibration monitoring, ultrasonic testing, motor testing, laser alignment, thermal imaging, and much more. Further information about the company’s product and service portfolio can be found at www.ie-central.com.