La surveillance de l’état des moteurs réduit la consommation d’énergie dans un district de services publics municipaux

Un district de services publics municipaux (MUD) du Texas a commencé à travailler avec une entreprise spécialisée dans les tests de fiabilité des moteurs et de qualité de l’énergie pour l’industrie de l’eau et des eaux usées.

Lors d’une réunion du conseil d’administration de MUD, Stephen Hogue, président de la société d’essais de fiabilité des moteurs et de qualité de l’énergie, a évoqué les possibilités d’améliorer l’efficacité opérationnelle des équipements rotatifs et de réduire les coûts électriques.

Qualité de l’énergie et analyse des moteurs

Des condensateurs ont été installés sur huit des plus gros moteurs du district. La surveillance de la qualité de l’énergie dans une station de relevage a révélé des réductions importantes. Les kVA facturés ont été réduits de 50 % et les kW de 25 %.

Le moteur de puits de 400 chevaux (HP) avec quatre pompes de surpression de 60 HP n’a pas permis de réduire les coûts énergétiques, même si l’efficacité des pompes de surpression a été augmentée à 98 %. Hogue a ensuite fait appel à une société tierce d’essais de moteurs pour effectuer des essais sous tension et hors tension dans l’installation de puits.

Les tests ont révélé que deux des six câbles souterrains reliant le puits au centre de contrôle des moteurs étaient proches de la mise à la terre.

Des mesures immédiates ont été prises pour refaire les tranchées et remplacer les câbles de 100 pieds de long qui reliaient le moteur de la pompe au centre de contrôle du moteur. À ce stade, M. Hogue savait qu’il serait essentiel de collecter des données sur l’évolution de tous les moteurs afin de mieux comprendre leur état de santé et de montrer au MUD comment l’état des moteurs et des autres équipements rotatifs influait sur la capacité du MUD à réaliser des économies d’énergie.

Après des recherches approfondies sur les équipements de contrôle de l’état des moteurs, l’entreprise de test de la fiabilité des moteurs et de la qualité de l’énergie a acheté un instrument portatif de test sous tension et un instrument portatif de dépannage. Les deux sont idéaux pour la surveillance de l’état des moteurs et l’établissement de tendances.

L’entreprise a choisi ces instruments conviviaux pour tester les moteurs pour les raisons suivantes :

• L’instrument portable de test sous tension est utilisé dans des conditions de tension pour l’analyse de la signature électrique (ESA) et l’analyse de la qualité de l’énergie (PQ). En mode ESA, l’instrument évalue l’état de la puissance entrante, du circuit de commande, du moteur et de la charge entraînée. En mode PQ, il peut être utilisé pour l’enregistrement de données énergétiques pour un ensemble de points de données comprenant l’analyse des harmoniques, les graphiques de tension et de courant, la visualisation des formes d’onde, la capture des formes d’onde des creux et des bosses, et la capture des événements transitoires.
• L’instrument de dépannage, qui est utilisé pour les essais hors tension, est spécialement conçu pour le dépannage des moteurs et la mise en service des moteurs neufs ou reconstruits avant leur installation. Cet instrument permet à l’opérateur d’identifier les conditions du moteur, notamment la contamination des enroulements, le déséquilibre du stator et du rotor, les changements dans l’état du rotor et du stator, la résistance des enroulements, la contamination et l’isolation par rapport à la terre. Cet instrument de test des moteurs hors tension révèle l’état réel des moteurs et permet de programmer des travaux correctifs afin d’éviter des dommages graves, voire une défaillance catastrophique.

Hogue a rapidement appris à utiliser les instruments d’essai des moteurs et a immédiatement commencé à établir des tendances pour les moteurs MUD. L’instrument de dépannage s’est avéré absolument nécessaire lorsque le moteur de la pompe de puits de 400 HP du district a été envoyé à un atelier de réparation de moteurs pour être remis en état.

“Il est important de mettre en service les moteurs neufs et reconditionnés. Sans mise en service du moteur, il n’y a pas de confirmation que le moteur fonctionnera comme prévu”, a déclaré M. Hogue. “La mise en service du moteur permet de réduire les risques de problèmes de fonctionnement apparaissant après l’installation. Il est préférable pour le propriétaire de faire mettre le moteur en service avant de payer la livraison et l’installation, puis de découvrir qu’il y a un problème. La découverte de problèmes après l’installation du moteur conduit souvent le propriétaire à devoir se battre pour obtenir la satisfaction de la garantie.

Questions relatives à la mise en service des moteurs

Lorsque Hogue s’est rendu à l’atelier de réparation de moteurs pour mettre en service le moteur remis à neuf, les tests effectués à l’aide de l’instrument d’essai sous tension ont révélé des résultats médiocres en matière d’isolation à la terre, avec une lecture de 6,01 mégaohms (Mohm). Une valeur saine pour un moteur remis à neuf aurait dû se situer entre 500 et 999 Mohm. L’atelier de réparation de moteurs a accepté de corriger le problème.

Hogue est revenu trois jours plus tard pour répéter les tests de mise en service. En utilisant l’instrument de dépannage, les résultats du test ont indiqué une lecture de l’isolation à la terre de 551 Mohm. Hogue a donné son accord pour que le moteur de la pompe soit renvoyé à la station de relevage.

Une fois la pompe verticale reconstruite et le moteur remis à neuf installés, M. Hogue est retourné à la station de relevage pour effectuer des tests de moteur avec les instruments. Cette fois, tous les tests ont donné des résultats positifs, complétant ainsi le processus de mise en service de Hogue.

Aujourd’hui, le moteur de la pompe de puits du MUD fonctionne efficacement, avec une lecture de l’isolation à la terre de 999 Mohm et un PF de 98 % d’efficacité.

Conclusion : La nécessité de la maintenance conditionnelle

L’approche de ce MUD en matière de fiabilité des moteurs montre qu’un changement est en train de s’opérer dans l’industrie.

Les propriétaires d’équipements et les sociétés de services d’exploitation améliorent leurs stratégies de maintenance réactive et adoptent désormais davantage de programmes de maintenance conditionnelle. Ce changement proactif croissant augmente les avantages liés à la réduction des temps d’arrêt, aux économies d’énergie et à l’allongement de la durée de vie des équipements, qui deviennent de plus en plus importants pour les opérations quotidiennes.

Les instruments de surveillance de l’état des moteurs, tels que ALL-TEST Pro 7 et ATPOL III, fournissent aux utilisateurs finaux les données dont ils ont besoin pour comprendre l’état de leur équipement et prendre des décisions éclairées.

Stephen Hogue est président et fondateur de Less Watts Inc. depuis 2007. Less Watts Inc. fournit des services d’essai dynamique de la fiabilité des moteurs électriques et de la qualité de l’énergie au Texas.