성능 평가를 위해 전기적 시그니처 분석을 사용하는 발전소
미국 북동부에 위치한 한 원자력 발전 시설에서는 터빈 발전기를 구동하는 밀폐된 초순수/증기를 냉각하는 열교환기에 물을 공급하기 위해 4개의 수직 서비스 워터 펌프를 사용하고 있습니다.
모두 30피트 길이의 샤프트가 있는 4개의 동일한 서비스용 워터 펌프 중 두 대의 펌프에서 성능 문제가 나타나기 시작했습니다.
이에 따라 유지보수 팀은 1970년대 초 원자력 발전소가 건설될 때 설치되어 상당히 오래된 수직 서비스 워터 펌프에 대한 성능 연구를 수행하게 되었습니다.
원자력 발전 시설의 유지보수 팀은 진동, 압력, 유량 등 다양한 측정값을 분석할 계획이었습니다. 또한 펌프 성능 평가의 일환으로 전기적 시그니처 분석을 수행하기를 원했기 때문에 현장 예측 유지보수 서비스를 제공하고 예측 유지보수(PdM), 전기 및 신뢰성 전문가를 위한 산업용 테스트 장비를 배포하는 회사로 유명한 I & E Central의 Bob Dunn에게 연락했습니다.
던은 원자력 발전소로 가서 350마력, 480볼트 모터 두 대의 전기적 시그니처 분석을 수행했습니다.
전기적 서명 분석 수행
전기적 시그니처 분석은 전류 센서와 전압 리드를 모터에 연결한 다음 고해상도 전류 및 전압 파형을 캡처하여 수행되며, 이 파형은 원시 파형 데이터뿐만 아니라 FFT로 분석할 수 있습니다.
결과 데이터는 유입되는 전력부터 구동 부하까지 기계 및 전기적으로 전체 모터 시스템에 대한 통찰력을 제공합니다.
이 기술은 실제로 모터를 기계적 분석을 위한 변환기로 사용합니다.
모든 기계적 현상은 전류 파형에 변조되어 이를 감지하고 분석할 수 있습니다.
Dunn은 전기적 시그니처 분석을 수행하기 위해 ALL-TEST Pro Online III™ 통전 모터 테스트 기기를 사용했습니다. 그는 테스트를 위해 5600GPM의 유량으로 설정된 시스템에 ATPOL III™를 연결했습니다. 테스트를 위해 모터 단자함을 열어둔 채로 ATPOL III™ 데이터 수집기를 모터 근처에 배치했습니다. Dunn과 유지보수 팀이 고전압 장비에서 안전한 거리를 두고 있는 동안 ATPOL III™는 블루투스를 통해 데이터를 수집하고 전송했습니다.
전기적 시그니처 데이터는 주로 작동 속도(정렬 불량, 불균형)와 동기 속도 이하(로터 바 또는 부하 관련 문제)에서의 문제를 보여주는 50초의 고해상도 저주파(100Hz) 전류 수집과 두 가지 세그먼트에서 수집되었습니다.
전압과 전류를 모두 보여주는 고주파 캡처 및 FFT입니다:
1. 전력 고조파, 역률 문제, 전압 및 전류, 명판 및 밸런스를 포함한 전기 문제;
2. 2. 고주파 기계적 결함(고정자 기계적 및 전기적 문제, 에어 갭, 심지어 베어링 문제.
테스트 결과 공개
– 모터는 균형 잡힌 전류와 전압, 90 이상의 역률로 전기적으로 완벽했습니다.
– 모터와 펌프는 정렬 불량이나 불균형, 베어링 문제, 로터 또는 고정자 문제 등의 징후 없이 기계적으로 매우 우수했습니다.
– 테스트 결과 전류 소모량에 상당한 변동이 있었으며, 약 10Hz로 펄싱하는 것으로 나타났습니다. 던과 연구팀은 이 현상이 시스템의 층류가 아닌 흐름이나 난기류로 인해 발생했다고 결론지었습니다.
성능이 저조한 두 대의 수직 서비스 급수 펌프에서 난기류를 발견한 것은 놀라운 일이었으며, 유지보수 팀이 더욱 놀랐던 것은 다른 테스트에서는 난기류가 감지되지 않았다는 점입니다. 펌프 성능 저하의 근본적인 원인을 밝혀낸 것은 전기적 시그니처 분석뿐이었습니다.
전기적 서명 분석의 주요 이점 중 하나는 임펠러가 30피트 아래에 있는 수직 펌프의 경우에도 구동 부하의 기계적 문제를 보여줄 수 있다는 점입니다. 여기에는 전기 및 기계 등 전체 시스템에 대한 자세한 정보가 추가됩니다.
유지보수 팀은 성능 문제의 근본 원인을 파악한 후 상황을 해결하는 데 필요한 조치를 취하고 원자력 발전소의 성능 요구 사항에 맞게 펌프를 가동할 수 있었습니다.
결론
예측 유지 관리가 중요합니다.
치명적인 고장이 발생하기 전에 산업 장비를 모니터링하고 성능 문제를 평가하면 비용이 많이 드는 다운타임과 원치 않는 지출을 방지할 수 있습니다.
중요한 모터 구동 자산을 책임지고 있는 경우, 이 사례 연구에서 보여주는 강력한 모니터링 및 진단 기능을 갖춘 ATPOL III™는 진동 측정 시 훌륭한 동반자입니다.
진동 분석과 함께 전기적 시그니처 분석을 수행하면 장비에서 실제로 어떤 일이 일어나고 있는지 보다 심층적으로 파악할 수 있습니다. 이러한 종류의 분석을 수행할 수 있는 적절한 도구가 있는지 확인하는 것은 모든 상태 기반 유지보수/예측 유지보수 프로그램에서 매우 중요합니다.
안전이 핵심입니다!
휴대용 ALL-TEST PRO On-Line III™ 기기를 사용한 통전 테스트는 무선 Bluetooth* 기술로 설계되어 작업자가 통전 장비로부터 안전한 거리를 유지할 수 있으므로 안전성이 더욱 향상됩니다. 데이터 수집 과정에서 작업자의 안전을 더욱 강화하기 위해 ALL-SAFE PRO® 연결 박스를 설치할 수도 있습니다. 사람들의 안전을 지키는 데 필요한 도구에 투자하세요.
ALL-TEST Pro, LLC 정보
ALL-TEST Pro는 혁신적인 진단 도구, 소프트웨어 및 지원을 통해 진정한 모터 유지보수 및 문제 해결에 대한 약속을 이행하여 비즈니스를 계속 운영할 수 있게 해줍니다.
I & E Central 정보
2001년 밥 던이 설립한 I&E Central은 예측 유지보수(PdM), 전기 및 신뢰성 전문가를 위해 특별히 설계된 산업용 테스트 장비를 유통하는 회사입니다. 뉴욕주 로체스터 인근에 위치한 I & E Central은 여러 유명 제조업체를 대표하며 전력 품질 모니터링, 진동 모니터링, 초음파 테스트, 모터 테스트, 레이저 정렬, 열화상 등을 지원하는 제품을 제공합니다. www.ie-central.com 에서 다양한 제품 및 서비스에 대해 자세히 알아보세요.
