モーターの状態監視により、市営電気事業地区のエネルギー使用量を削減

テキサス州のある自治体公益事業区（MUD）は、上下水道業界向けにモーターの信頼性試験と電力品質試験を専門とする企業との協業を開始した。

MUDの理事会で、モーター信頼性・電力品質試験会社のスティーブン・ホーグ社長は、回転機器の運転効率を改善し、電気料金を下げる潜在的な機会について議論した。

電力品質とモーター解析

コンデンサーが8台の大型モーターに取り付けられた。 あるリフトステーションの電力品質監視では、大幅な低下が見られた。 kVAは50％削減され、kWは25％削減された。

400馬力（HP）の坑井モーターと4台の60馬力ブースターポンプは、PFが98パーセントの効率に向上したにもかかわらず、エネルギーコストの削減を示さなかった。 その後、ホーグ社は第三者のモーター試験会社と契約し、坑井施設で通電および非通電試験を実施した。

検査の結果、井戸とモーターコントロールセンターを結ぶ6本の地下モーターケーブルのうち、2本が接地寸前であることが判明した。

ポンプ・モーターからモーター・コントロール・センターまで地下を走っていた100フィートのリード・ケーブルを再トレンチし、交換するための緊急措置が取られた。 その時点でホーグ氏は、モーターの健康状態をよりよく理解し、モーターやその他の回転機器の状態がMUDのエネルギー節約達成能力にどのように影響するかをMUDに示すためには、すべてのモーターのデータを収集し、傾向を把握することが不可欠であると考えた。

モーター状態監視装置を徹底的に調査した結果、モーター信頼性・電力品質試験会社は、ハンドヘルド通電試験装置とハンドヘルド・トラブルシューティング装置の両方を購入した。 どちらもモーターの状態監視やトレンド分析に最適です。

同社がこのような使い勝手の良いモーター試験機を選んだのは、次のような理由からである：

• ハンドヘルド型通電試験器は、通電状態で電気信号分析（ESA）と電力品質（PQ）分析の両方に使用されます。 ESAモードでは、入力電力、制御回路、モーター、駆動負荷の状態を評価します。 PQモードでは、高調波解析、電圧・電流チャート、波形の表示、サグとスウェルの波形キャプチャ、過渡事象のキャプチャなど、さまざまなデータポイントのエネルギー・データ・ロギングに使用できます。
• 無通電試験に使用されるトラブルシューティング機器は、特にモーターのトラブルシューティングと、設置前の新規およびリビルト・モーターの試運転用に設計されている。 この測定器により、巻線の汚れ、ステータとロータのアンバランス、ロータとステータの状態の変化、巻線の抵抗、汚れ、アースへの絶縁など、モータの状態を特定することができる。 この無通電モータ試験装置は、実際のモータの状態を明らかにし、重大な損傷を防止し、さらには致命的な故障を回避するための改善作業のスケジューリングを可能にします。

ホーグはすぐにモーター検査機器の使い方を覚え、すぐにMUDモーターのデータ傾向を調べ始めた。 このトラブルシューティング機器は、同地区の400HP井戸ポンプ・モーターがモーター修理工場に送られ、再調整される際に絶対に必要なものであることが証明された。

「新しいモーターや再調整されたモーターを試運転することは重要です。モータの試運転を行わないと、モータが設計通りに作動するかどうか確認できません」とホーグ氏。 「モーターを試運転することで、設置後に運転上の問題が発生する可能性を減らすことができます。オーナーは、納品と設置の費用を支払う前にモータの試運転を行い、問題があることに気づいた方が良いのです。モータの設置後に問題が見つかると、オーナーは保証を満足させるために戦わなければならなくなることがよくあります。”

モーター試運転の問題

ホーグがモーター修理工場に行き、再調整されたモーターを試運転したとき、通電試験器のテストでは絶縁-接地の結果が悪く、6.01メガオーム（Mohm）という数値が出た。 再調整されたモーターの健全な測定値は、500から999モームの間であるべきだった。 モーター修理工場は問題を修正することに同意した。

ホーグは3日後に戻って試運転テストを繰り返した。 トラブルシューティング機器を使用したテストの結果、絶縁-接地の数値は551モームだった。 ホーグはポンプモーターをリフトステーションに戻すことを承認した。

再建された竪型ポンプと再調整されたモーターが設置されると、ホーグはリフトステーションに戻り、計器を使ってモーターのテストを行った。 今回、すべてのテストが良好な結果となり、ホーグの試運転は完了した。

現在、MUDの井戸ポンプ用モーターは効率的に稼動しており、絶縁体の対地間測定値は999モーム、PF効率は98％である。

結論コンディション・モニタリングの必要性

このMUDのモーター信頼性へのアプローチは、業界に変化が起きていることを示している。

設備の所有者や運営サービス会社は、事後保全戦略を改善し、状態監視プログラムをより多く取り入れるようになっている。 このような積極的な変化の高まりは、ダウンタイムの削減、エネルギーの節約、機器のライフサイクルの延長に関連する利益を増大させており、これらは日常業務にとってより重要になってきている。

ALL-TEST Pro 7やATPOL IIIなどのモータ状態監視装置は、エンドユーザが機器の健全性を理解し、十分な情報に基づいた意思決定を行うために必要なデータを提供します。

スティーブン・ホーグは2007年よりレッスン・ワッツ社の社長兼創設者。 Less Watts Inc.は、テキサス州でダイナミックな電気モーターの信頼性と電力品質試験サービスを提供しています。