Kraftwerk nutzt die elektrische Signaturanalyse zur Leistungsbewertung

Ein Kernkraftwerk im Nordosten der Vereinigten Staaten ist auf vier vertikale Brauchwasserpumpen angewiesen, um einen Wärmetauscher mit Wasser zu versorgen, der das versiegelte Reinstwasser bzw. den Dampf kühlt, der die Turbinengeneratoren antreibt.

Von den vier identischen Brauchwasserpumpen, die alle einen 30 Fuß langen Schacht hatten, begannen zwei der Pumpen Leistungsprobleme zu zeigen.

Dies veranlasste das Wartungsteam, eine Leistungsstudie über die recht alten vertikalen Brauchwasserpumpen durchzuführen (sie waren beim Bau des Kernkraftwerks in den frühen 1970er Jahren installiert worden).

Das Wartungsteam des Kernkraftwerks plante, eine Reihe von Messungen zu analysieren, darunter Vibrationen, Druck und Durchfluss. Sie wollten auch eine elektrische Signaturanalyse als Teil der Pumpenleistungsbewertung durchführen und wandten sich daher an Bob Dunn von I & E Central, einem Unternehmen, das für seine Dienstleistungen im Bereich der vorbeugenden Instandhaltung vor Ort sowie für den Vertrieb von industriellen Testgeräten für Fachleute in den Bereichen vorbeugende Instandhaltung (PdM), Elektrik und Zuverlässigkeit bekannt ist.

Dunn begab sich in das Kernkraftwerk, um die elektrische Signaturanalyse an zwei der 350-PS-480-Volt-Motoren durchzuführen.

> Ansicht des ATPOL III

Durchführen der Analyse der elektrischen Signatur

Die Analyse der elektrischen Signatur erfolgt durch den Anschluss von Stromsensoren und Spannungskabeln an den Motor und die anschließende Erfassung hochauflösender Strom- und Spannungskurven, die dann als FFTs sowie als Rohkurvendaten analysiert werden können.

Die daraus resultierenden Daten geben einen Einblick in das gesamte Motorsystem, sowohl mechanisch als auch elektrisch, von der Eingangsleistung bis zur angetriebenen Last.

Bei dieser Technologie wird der Motor als Wandler für die mechanische Analyse verwendet.

Alle mechanischen Phänomene werden auf die Stromwellenform aufmoduliert, wo sie erkannt und analysiert werden können.

Dunn verwendete das ALL-TEST Pro Online III™ Motorprüfgerät, um die elektrische Signaturanalyse durchzuführen. Er schloss das ATPOL III™ an das System an, das für den Test auf eine Durchflussrate von 5600 GPM eingestellt war. Der Klemmenkasten des Motors wurde für den Test offen gelassen, und der ATPOL III™ Datensammler wurde in der Nähe des Motors platziert. Das ATPOL III™ erfasste und übermittelte die Daten per Bluetooth, während Dunn und das Wartungsteam in sicherer Entfernung von den Hochspannungsanlagen positioniert waren.

Die Daten der elektrischen Signatur wurden in zwei Segmenten erfasst: eine hochauflösende Stromerfassung mit niedrigem fmax (100 Hz) von 50 Sekunden, die in erster Linie Probleme bei laufender Drehzahl (Ausrichtungsfehler, Unwucht) und unterhalb der Synchrondrehzahl (Probleme mit dem Rotorstab oder mit der Last) aufzeigt.

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!

Die Prüfung unter Spannung mit dem Handgerät ALL-TEST PRO On-Line III™ bietet mehr Sicherheit, da es mit kabelloser Bluetooth*-Technologie ausgestattet ist, die es dem Bediener ermöglicht, sich in sicherer Entfernung von unter Spannung stehenden Geräten aufzuhalten. ALL-SAFE PRO®-Anschlussboxen können ebenfalls installiert werden, um die Sicherheit des Bedieners während der Datenerfassung weiter zu erhöhen. Investieren Sie in die Instrumente, die für die Sicherheit der Menschen erforderlich sind.

Über ALL-TEST Pro, LLC

ALL-TEST Pro erfüllt das Versprechen einer echten Motorwartung und Fehlersuche mit innovativen Diagnosewerkzeugen, Software und Support, die es Ihnen ermöglichen, Ihr Unternehmen am Laufen zu halten.

Über I & E Central

I&E Central wurde 2001 von Bob Dunn gegründet und vertreibt industrielle Prüfgeräte, die speziell für Fachleute in den Bereichen vorausschauende Wartung (PdM), Elektrotechnik und Zuverlässigkeit entwickelt wurden. Das in der Nähe von Rochester, New York, ansässige Unternehmen I & E Central vertritt mehrere namhafte Hersteller und bietet Produkte zur Überwachung der Netzqualität, Schwingungsüberwachung, Ultraschallprüfung, Motorprüfung, Laserausrichtung, Wärmebildtechnik und vieles mehr. Weitere Informationen über die Produkt- und Dienstleistungspalette des Unternehmens finden Sie unter www.ie-central.com.