발전기 위상 불균형 진단으로 회사 비용 100만 달러 절감

설명

위치: 버몬트 양키 원자력 발전

플랜트 장비: 50 HP, 3600 RPM, 480 볼트, 개방형 방적, 냉각 펌프 모터

효과 시스템: 500MW 발전기 베어링 냉각

실패 비용: $1,000,000

저축액: >$1,000,000

버몬트 양키 발전기 베어링 냉각 펌프에 50 HP, 3600 RPM, 델타 연결 전기 모터를 설치하고 회전을 확인했습니다. 이 모터는 두 개의 모터 중 하나이며 주 모터가 고장난 경우에만 작동합니다. 기본 모터에 장애가 발생하면 모터를 온라인 상태로 전환했습니다. 전압 불균형이 0.5% 미만인 상태에서 11%(p-p)의 전류 불균형이 있는 것으로 나타났습니다. 모터는 또한 120Hz 진동(전기적)을 보였고 작동 온도가 과도하게 높았지만, 피크 전류는 모터가 90% 부하에서 작동하는 것으로 확인되었습니다.

초기 판독값

로터가 각 위상에서 최대 불균형으로 이동했을 때 000, -016 및 -016(% 불균형)의 위상 간 결과를 사용하여 위상 불균형을 확인하는 데 ALL-TEST III™를 사용했습니다. 검토를 위해 동일한 모델과 유사한 일련 번호를 가진 두 개의 모터를 추가로 선정하여 ALL-TEST IV PRO™ 2000과 ALL-TEST III™를 모두 사용하여 테스트했습니다. 그 결과 위상 불균형 및 로터 테스트가 평가되었습니다(그림 1 및 표 1은 일반적인 결과의 예시입니다):

모터의 불균형 전류, 진동 및 발열과 관련된 불균형이 현저한 것으로 밝혀졌습니다. 전력 품질부터 테스트 장비 캘리브레이션에 이르기까지 다양한 가능성을 모색했습니다. 모두 만족스러웠습니다.

다음 단계

모터 제조업체에 연락한 결과, 대형 동심 권선 기계의 특정 위치에서 공정 변경이 이루어졌다는 사실을 알게 되었습니다. 이 크기와 속도의 모터에서는 첫 번째 동심 코일 세트(1상)가 다음 단계에서 말리면서 장비의 권선 모양과 기계적 강도가 감소합니다. 이 문제를 해결하기 위해 제조업체는 로터에서 가장 멀리 떨어져 있는 자동화 공정(첫 번째 단계)에서 첫 번째 코일 세트의 크기를 크게 늘리기로 결정했습니다. 이렇게 하면 코일을 감은 후 수정할 필요 없이 코일 끝이 나타나도록 할 수 있습니다. 모터 설계에 대해 ‘설계 요구 사항을 충족하는’ 인가 전압 임피던스 테스트 외에 동력계 테스트, 최대 부하 테스트 또는 기타 다른 테스트는 수행되지 않았습니다. 전기적으로 인덕턴스는 로터와의 거리, 도체 수 및 코일의 치수에 직접적으로 영향을 받습니다. 모터 제조 공정 개선으로 인해 불균형이 발생했습니다.

다른 제조업체의 모터를 평가한 결과 권선이 균형 잡힌 것으로 나타났습니다. 그러나 몇몇 신형 모터에서 모터의 토크 생성 능력에 영향을 줄 수 있는 로터 주조 공극이 발견되었습니다.

버몬트 양키 원자력 발전소는 이제 모든 중요 전기 모터를 승인하기 전에 ALL-TEST III™ 및 ALL-TEST IV PRO™ 2000을 조합하여 테스트하는 프로그램을 시행하고 있습니다.

비용 회피

두 번째 모터 고장이 발생한 후 2분 이내에 발전기를 종료해야 했습니다. 비상 발전기 가동 중단으로 인해 발전기 베어링이 손상되고 예기치 않은 정전이 발생했을 수 있습니다. 결함 탐지를 통해 절감한 비용은 1,000,000달러가 넘는 것으로 추정됩니다. 이후 새 모터와 수리된 모터를 통해 유사한 모터 상태가 지속적으로 감지되면서 새로운 테스트 및 검사 프로그램이 계속 정당화되고 있습니다.

결론

신규 및 수리된 전기 모터도 결함으로부터 자유로울 수 없습니다. 이러한 결함은 생산/수리 실수 또는 설계 오류의 결과일 수 있습니다. ALL-TEST III™ 및 ALL-TEST IV PRO™ 2000을 모두 사용하는 입고 검사 프로그램은 장비 설치 전에 이러한 잠재적으로 비용이 많이 드는 고장을 식별합니다.