Überwachung des Motorenzustands senkt den Energieverbrauch in einem kommunalen Versorgungsgebiet

Ein kommunaler Versorgungsbezirk (MUD) in Texas begann die Zusammenarbeit mit einem Unternehmen, das sich auf die Prüfung der Zuverlässigkeit von Motoren und der Stromqualität in der Wasser- und Abwasserindustrie spezialisiert hat.

Auf einer Sitzung des MUD-Vorstands erörterte Stephen Hogue, Präsident des Unternehmens für Motorzuverlässigkeit und Netzqualitätstests, potenzielle Möglichkeiten zur Verbesserung der Betriebseffizienz rotierender Geräte und zur Senkung der Stromkosten.

Netzqualität und Motoranalyse

Bei acht der größeren Bezirksmotoren waren Kondensatoren installiert worden. Bei der Überwachung der Stromqualität in einer Hebeanlage wurden erhebliche Beeinträchtigungen festgestellt. Die in Rechnung gestellten kVA wurden um 50 Prozent und die kW um 25 Prozent gesenkt.

Der 400-PS-Brunnenmotor mit vier 60-PS-Zusatzpumpen zeigte keine Energiekostensenkungen, obwohl der Wirkungsgrad des PF auf 98 Prozent erhöht wurde. Hogue beauftragte daraufhin ein externes Motorprüfungsunternehmen mit der Durchführung von Tests unter Spannung und im stromlosen Zustand in der Brunnenanlage.

Die Tests ergaben, dass zwei der sechs unterirdischen Motorkabel, die den Brunnen mit der Motorsteuerungszentrale verbanden, kurz vor der Erdung standen.

Es wurden sofort Maßnahmen ergriffen, um die 100 Fuß langen Kabel, die unterirdisch vom Pumpenmotor zur Motorsteuerungszentrale verliefen, neu zu verlegen und zu ersetzen. Zu diesem Zeitpunkt wusste Hogue, dass es unerlässlich sein würde, Daten über alle Motoren zu sammeln und Trends zu ermitteln, um den Zustand der Motoren besser zu verstehen und der MUD zu zeigen, wie sich der Zustand ihrer Motoren und anderer rotierender Geräte auf die Fähigkeit der MUD auswirkt, Energieeinsparungen zu erzielen.

Nach umfangreichen Recherchen über Geräte zur Überwachung des Motorenzustands kaufte das Unternehmen für Motorenzuverlässigkeit und Netzqualitätstests sowohl ein tragbares Gerät zur Prüfung unter Spannung als auch ein tragbares Gerät zur Fehlersuche. Beide sind ideal für die Überwachung des Motorzustands und die Erstellung von Trends.

Das Unternehmen wählte diese benutzerfreundlichen Motorprüfgeräte aus folgenden Gründen:

• Das Handgerät für die Prüfung unter Spannung wird sowohl für die Analyse der elektrischen Signatur (ESA) als auch für die Analyse der Netzqualität (PQ) unter Spannung eingesetzt. Im ESA-Modus bewertet das Gerät den Zustand der Eingangsleistung, des Steuerkreises, des Motors und der angetriebenen Last. Im PQ-Modus können Energiedaten für eine Reihe von Datenpunkten aufgezeichnet werden, darunter Oberschwingungsanalysen, Spannungs- und Stromdiagramme, die Anzeige von Wellenformen, die Wellenformerfassung von Durchhängen und Überhöhungen sowie die Erfassung transienter Ereignisse.
• Das Fehlersuchgerät, das für stromlose Prüfungen verwendet wird, ist speziell für die Fehlersuche bei Motoren und die Inbetriebnahme neuer und umgebauter Motoren vor der Installation konzipiert. Dieses Instrument ermöglicht es dem Bediener, den Zustand des Motors zu erkennen, wie z. B. Verschmutzung der Wicklungen, Unwucht von Stator und Rotor, Veränderungen des Zustands von Rotor und Stator, Widerstand in den Wicklungen, Verschmutzung und Isolierung gegen Erde. Dieses stromlose Motorprüfgerät gibt Aufschluss über den tatsächlichen Zustand des Motors und ermöglicht die Planung von Abhilfemaßnahmen, um schwerwiegende Schäden und sogar katastrophale Ausfälle zu vermeiden.

Hogue lernte schnell den Umgang mit den Motortestgeräten und begann sofort mit der Aufzeichnung von Daten für die MUD-Motoren. Das Instrument zur Fehlersuche erwies sich als absolut notwendig, als der 400-PS-Brunnenpumpenmotor des Bezirks zur Überholung in eine Motorenwerkstatt geschickt wurde.

“Es ist wichtig, neue und überholte Motoren in Betrieb zu nehmen. Ohne die Inbetriebnahme des Motors gibt es keine Bestätigung, dass der Motor wie vorgesehen funktioniert”, so Hogue. “Durch die Inbetriebnahme des Motors kann die Wahrscheinlichkeit verringert werden, dass ein Motor nach der Installation Betriebsstörungen aufweist. Für den Eigentümer ist es besser, einen Motor in Betrieb zu nehmen, bevor er für die Lieferung und Installation bezahlt und dann feststellt, dass es ein Problem gibt. Wenn Probleme erst nach der Installation des Motors festgestellt werden, muss der Eigentümer oft um seine Garantieansprüche kämpfen.”

Fragen zur Motorinbetriebnahme

Als Hogue die Motorwerkstatt aufsuchte, um den überholten Motor in Betrieb zu nehmen, zeigten die Tests des stromführenden Prüfgeräts schlechte Ergebnisse bei der Isolierung gegen Erde an, die einen Wert von 6,01 Megaohm (Mohm) anzeigten. Ein gesunder Wert für einen überholten Motor sollte zwischen 500 und 999 Mohm liegen. Die Kfz-Werkstatt erklärte sich bereit, das Problem zu beheben.

Hogue kehrte drei Tage später zurück, um die Inbetriebnahmeprüfungen zu wiederholen. Mit Hilfe des Fehlersuchgeräts ergaben die Testergebnisse einen Isolationswert von 551 Mohm gegen Erde. Hogue genehmigte den Transport des Pumpenmotors zurück zur Hebeanlage.

Nachdem die überholte Vertikalpumpe und der überholte Motor installiert waren, kehrte Hogue zur Hebeanlage zurück, um mit den Instrumenten Motortests durchzuführen. Diesmal fielen alle Tests positiv aus, so dass die Inbetriebnahme von Hogue abgeschlossen werden konnte.

Heute arbeitet der Motor der Brunnenpumpe der MUD effizient, mit einem Isolations-zu-Masse-Wert von 999 Mohm und einem Wirkungsgrad von 98 Prozent.

Schlussfolgerung: Die Notwendigkeit der Zustandsüberwachung

Der Ansatz des MUD in Bezug auf die Zuverlässigkeit von Motoren zeigt, dass sich in der Branche ein Wandel vollzieht.

Anlagenbesitzer und Serviceunternehmen verbessern ihre reaktiven Wartungsstrategien und setzen nun verstärkt auf Zustandsüberwachungsprogramme. Dieser zunehmende proaktive Wandel erhöht die Vorteile im Zusammenhang mit reduzierten Ausfallzeiten, Energieeinsparungen und verlängerten Lebenszyklen der Geräte, die für den täglichen Betrieb immer wichtiger werden.

Motorenzustandsüberwachungsgeräte wie das ALL-TEST Pro 7 und das ATPOL III liefern den Endnutzern die Daten, die sie benötigen, um den Zustand ihrer Anlagen zu verstehen und fundierte Entscheidungen zu treffen.

Stephen Hogue ist Präsident und Gründer von Less Watts Inc. seit 2007. Less Watts Inc. bietet dynamische Dienstleistungen zur Prüfung der Zuverlässigkeit von Elektromotoren und der Stromqualität in Texas an.