同期モータのローター故障解析

化学プラントのレシプロコンプレッサーを運転する8,000 HP、13.2 kV、200 RPMの大型同期モーターが、General Electric Multilin®を使用した始動時に65ミリ秒で「短絡」警告トリップした。

このモーターは、サージ比較テストを含む多くの異なる技術を使ってテストされたが、故障は検出されなかった。

その後、ALL-TEST IV PRO™を使用して巻線を調査し、故障を切り分けた。

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場所中西部石油化学工場

設備：8,000 HP、13.2 kV、200 RPMのレシプロコンプレッサー用同期モーター

影響を受けるシステム工場圧縮空気の25

故障コスト：～125,000ドル/時間

貯蓄：> 2,000,000ドル

初回リーディング

最初のテストでは次のような結果が出た：

これらの測定値は明らかに故障を示していた（I/Fと位相角）。 さらに調査を進め、故障の切り分けを行うため、ローターを数度動かして追加の測定を行った。

モーター・ローターの故障発見

観察されたように、故障の測定値がローターの再位置決めに従うことから、モーターのローターに複数の故障があった可能性が高い。 さらに、インピーダンスとインダクタンスの測定値が互いに追従していないことから、巻線の状態が悪かったことがわかる（以前の部分放電テストに基づいて確認）。

最初の結論は、モーター保護装置がトリップするまでの早さから、ステーター巻線の致命的な故障か、2次回路のいずれかに問題がある、というものだった。 2つのALL-TEST IV PRO™のテスト結果から、ローターコイルに明確な欠陥があることが判明しました。

さらにトラブルシューティングのために分解したところ、ローターの36個のコイルのうち4個が完全にショートしており、別の2個はそれほど深刻ではないショートであった。 装置を稼働させるため、4つの予備のコイルを使ってモーターを動かし、その間に次の計画的なシャットダウン時にモーターを巻き戻す計画を立てた。

二次（ローター）制御のテストでは、ローターショートによる損傷が確認され、モーターはすぐにオフラインになった。 この回路も修理された。

コスト回避

ALL-TEST IV PRO™は、他の機器を使ってトラブルシューティングを行っている間、重要な機器を1日以上オフラインにした障害の特定に使用されました。

故障は、45分間にわたりALL-TEST IV PRO™を使用するまで特定されなかった。 ロスタイムによる生産損失は数百万ドルにのぼる。

その後の故障では、ALL-TEST IV PRO™を使用して、始動前にモーターが問題ない状態であることを確認し、わずか数分で明確な結果が得られたため、モーターを迅速にオンラインに戻すことができた。

結論

ALL-TEST IV PRO™は、モーターの電気的な状態を完全に把握することができ、トラブルシューティングにかかる時間を最小限に抑えながら、モーターのローターに欠陥があるかどうかを特定することができました。

設備がオフラインだったため、この種の試験を実施できる機器はモーター回路アナライザーしかなかった。

ALL-TEST IV PRO™を使った定期的な試験であれば、他のどのような試験方法よりも早く、経年劣化による不具合を特定できたはずだ。