Il monitoraggio delle condizioni del motore riduce il consumo di energia in un distretto di utilità comunale

Un distretto municipale (MUD) del Texas ha iniziato a collaborare con un’azienda specializzata in test di affidabilità dei motori e di qualità dell’alimentazione per il settore delle acque e delle acque reflue.

In occasione di una riunione del consiglio di amministrazione di MUD, Stephen Hogue, presidente della società di test sull’affidabilità dei motori e sulla qualità dell’energia, ha discusso le potenziali opportunità di migliorare l’efficienza operativa delle apparecchiature rotanti e di ridurre i costi elettrici.

Qualità dell’alimentazione e analisi del motore

Sono stati installati condensatori su otto dei motori distrettuali più grandi. Il monitoraggio della qualità dell’energia elettrica per una stazione di sollevamento ha mostrato forti riduzioni. I kVA fatturati sono stati ridotti del 50% e i kW del 25%.

Il motore del pozzo da 400 cavalli (HP) con quattro pompe ausiliarie da 60-HP non ha indicato alcuna riduzione dei costi energetici, anche se il PF è stato portato al 98% di efficienza. Hogue ha quindi incaricato una società terza di test sui motori di eseguire test sotto tensione e senza tensione presso la struttura del pozzo.

I test hanno rivelato che due dei sei cavi motore sotterranei che collegavano il pozzo al centro di controllo motori erano prossimi alla messa a terra.

È stata intrapresa un’azione immediata per riattraversare e sostituire i cavi di 30 metri che correvano nel sottosuolo dal motore della pompa al centro di controllo del motore. A quel punto, Hogue sapeva che sarebbe stato essenziale raccogliere e analizzare i dati di tutti i motori, in modo da poterne comprendere meglio lo stato di salute e mostrare al MUD come le condizioni dei motori e delle altre apparecchiature rotanti influissero sulla capacità del MUD di ottenere risparmi energetici.

Dopo un’approfondita ricerca sulle apparecchiature di monitoraggio delle condizioni del motore, l’azienda che si occupa di test sull’affidabilità del motore e sulla qualità dell’energia ha acquistato sia uno strumento portatile per i test sotto tensione sia uno strumento portatile per la ricerca guasti. Entrambi sono ideali per il monitoraggio delle condizioni del motore e l’analisi dei trend.

L’azienda ha scelto questi strumenti di prova motori di facile utilizzo per i seguenti motivi:

• Lo strumento portatile per test sotto tensione viene utilizzato in condizioni di tensione per l’analisi della firma elettrica (ESA) e della qualità dell’alimentazione (PQ). In modalità ESA, lo strumento valuta le condizioni dell’alimentazione in ingresso, del circuito di controllo, del motore e del carico pilotato. In modalità PQ, può essere utilizzato per la registrazione dei dati energetici per una serie di punti dati che includono l’analisi delle armoniche, i grafici di tensione e corrente, la visualizzazione delle forme d’onda, l’acquisizione delle forme d’onda dei cali e degli sbalzi e l’acquisizione degli eventi transitori.
• Lo strumento di ricerca guasti, utilizzato per i test senza tensione, è stato progettato specificamente per la ricerca guasti dei motori e la messa in servizio di motori nuovi e ricostruiti prima dell’installazione. Questo strumento consente all’operatore di identificare le condizioni del motore, tra cui la contaminazione degli avvolgimenti, lo sbilanciamento di statore e rotore, le variazioni delle condizioni di rotore e statore, la resistenza degli avvolgimenti, la contaminazione e l’isolamento a terra. Questo strumento di prova dei motori diseccitati rivela le condizioni effettive dei motori e consente di programmare gli interventi correttivi per prevenire danni gravi e persino evitare guasti catastrofici.

Hogue ha imparato rapidamente a usare gli strumenti di prova dei motori e ha iniziato subito a registrare i dati di tendenza per i motori MUD. Lo strumento di ricerca guasti si è rivelato assolutamente necessario quando il motore della pompa del pozzo da 400 HP del distretto è stato inviato a un’officina di riparazione motori per essere ricondizionato.

“È importante mettere in funzione i motori nuovi e ricondizionati. Senza la messa in servizio del motore, non c’è alcuna conferma che il motore funzionerà come previsto”, ha detto Hogue. “La messa in servizio del motore riduce la possibilità che il motore presenti problemi di funzionamento che si manifestano dopo l’installazione. È meglio che il proprietario faccia mettere in funzione il motore prima di pagare la consegna e l’installazione, per poi scoprire che c’è un problema. Se si scoprono problemi dopo l’installazione del motore, spesso il proprietario deve lottare per ottenere la garanzia”.

Problemi di messa in servizio del motore

Quando Hogue si recò presso l’officina per la messa in funzione del motore ricondizionato, i test dello strumento di prova sotto tensione indicarono risultati scadenti per quanto riguarda l’isolamento a terra, con una lettura di 6,01 megaohm (Mohm). Una lettura sana per un motore ricondizionato dovrebbe essere compresa tra 500 e 999 Mohm. L’officina ha accettato di correggere il problema.

Hogue tornò tre giorni dopo per ripetere i test di messa in servizio. Utilizzando lo strumento di ricerca guasti, i risultati del test hanno indicato una lettura dell’isolamento a terra di 551 Mohm. Hogue ha approvato la spedizione del motore della pompa alla stazione di sollevamento.

Una volta installati la pompa verticale ricostruita e il motore ricondizionato, Hogue è tornato alla stazione di sollevamento per eseguire i test del motore con gli strumenti. Questa volta, tutti i test hanno dato risultati positivi, completando il processo di messa in servizio di Hogue.

Oggi il motore della pompa del pozzo del MUD funziona in modo efficiente, con una lettura dell’isolamento a terra di 999 Mohm e un’efficienza del 98%.

Conclusione: La necessità del monitoraggio delle condizioni

L’approccio di questo MUD all’affidabilità dei motori dimostra che si sta verificando un cambiamento nel settore.

I proprietari delle apparecchiature e le società di servizi operativi stanno migliorando le loro strategie di manutenzione reattiva e stanno ora adottando un maggior numero di programmi di monitoraggio delle condizioni. Questo crescente cambiamento proattivo aumenta i vantaggi legati alla riduzione dei tempi di inattività, al risparmio energetico e al prolungamento del ciclo di vita delle apparecchiature, che stanno diventando sempre più importanti per le operazioni quotidiane.

Gli strumenti di monitoraggio delle condizioni del motore, come ALL-TEST Pro 7 e ATPOL III, forniscono agli utenti finali i dati necessari per comprendere lo stato di salute delle loro apparecchiature e prendere decisioni informate.

Stephen Hogue è presidente e fondatore di Less Watts Inc. dal 2007. Less Watts Inc. fornisce servizi di test dinamici sull’affidabilità dei motori elettrici e sulla qualità dell’alimentazione in Texas.