Monitorowanie stanu silnika zmniejsza zużycie energii w miejskim okręgu użyteczności publicznej

Okręg komunalny (MUD) w Teksasie rozpoczął współpracę z firmą, która specjalizuje się w testowaniu niezawodności silników i jakości energii dla branży wodno-kanalizacyjnej.

Na spotkaniu zarządu MUD Stephen Hogue, prezes firmy zajmującej się testowaniem niezawodności silników i jakości zasilania, omówił potencjalne możliwości poprawy wydajności pracy urządzeń wirujących i obniżenia kosztów energii elektrycznej.

Jakość zasilania i analiza silnika

Kondensatory zostały zainstalowane w ośmiu większych silnikach okręgowych. Monitorowanie jakości zasilania dla jednej stacji wyciągowej wykazało znaczne spadki. Naliczona wartość kVA została zmniejszona o 50%, a kW o 25%.

Silnik studzienny o mocy 400 KM z czterema pompami wspomagającymi o mocy 60 KM nie wykazał żadnych redukcji kosztów energii, mimo że sprawność PF została zwiększona do 98%. Następnie firma Hogue zakontraktowała zewnętrzną firmę zajmującą się testowaniem silników w celu przeprowadzenia testów pod napięciem i bez napięcia w odwiercie.

Testy wykazały, że dwa z sześciu podziemnych kabli silnika, które łączyły studnię z centrum sterowania silnikiem, były bliskie uziemienia.

Podjęto natychmiastowe działania w celu ponownego wykopania i wymiany 100-metrowych kabli, które biegły pod ziemią od silnika pompy do centrum sterowania silnikiem. W tym momencie Hogue zdał sobie sprawę, że konieczne będzie gromadzenie i trendowanie danych dotyczących wszystkich silników, aby mógł lepiej zrozumieć ich stan i pokazać MUD, w jaki sposób stan ich silników i innych urządzeń obrotowych wpłynął na zdolność MUD do osiągnięcia oszczędności energii.

Po przeprowadzeniu szeroko zakrojonych badań sprzętu do monitorowania stanu silnika, firma zajmująca się testowaniem niezawodności i jakości zasilania silników zakupiła zarówno ręczny przyrząd do testowania pod napięciem, jak i ręczny przyrząd do rozwiązywania problemów. Oba są idealne do monitorowania stanu silnika i tworzenia trendów.

Firma wybrała te przyjazne dla użytkownika przyrządy do testowania silników z następujących powodów:

• Ręczny przyrząd do testowania pod napięciem jest używany w warunkach pod napięciem zarówno do analizy sygnatur elektrycznych (ESA), jak i analizy jakości energii (PQ). W trybie ESA urządzenie ocenia stan zasilania wejściowego, obwodu sterującego, silnika i napędzanego obciążenia. W trybie PQ może być używany do rejestrowania danych energetycznych dla szeregu punktów danych, które obejmują analizę harmonicznych, wykresy napięcia i prądu, przeglądanie przebiegów, przechwytywanie przebiegów zapadów i wzrostów oraz przechwytywanie zdarzeń przejściowych.
• Przyrząd do rozwiązywania problemów, który jest używany do testowania bez napięcia, jest specjalnie zaprojektowany do rozwiązywania problemów z silnikami oraz uruchamiania nowych i przebudowanych silników przed instalacją. Przyrząd ten umożliwia operatorowi identyfikację stanu silnika, który obejmuje zanieczyszczenie uzwojenia, niewyważenie stojana i wirnika, zmiany stanu wirnika i stojana, rezystancję uzwojeń, zanieczyszczenie i izolację uziemienia. Ten pozbawiony napięcia przyrząd do testowania silników ujawnia rzeczywisty stan silnika i umożliwia zaplanowanie prac naprawczych, aby zapobiec poważnym uszkodzeniom, a nawet uniknąć katastrofalnej awarii.

Hogue szybko nauczył się, jak korzystać z przyrządów do testowania silników i natychmiast zaczął analizować dane trendów dla silników MUD. Przyrząd do rozwiązywania problemów okazał się absolutnie niezbędny, gdy silnik pompy studziennej o mocy 400 KM został wysłany do warsztatu w celu regeneracji.

“Ważne jest, aby uruchomić nowe i odnowione silniki. Bez uruchomienia silnika nie ma potwierdzenia, że silnik będzie działał zgodnie z przeznaczeniem” – powiedział Hogue. “Dzięki uruchomieniu silnika można zmniejszyć prawdopodobieństwo, że silnik będzie miał problemy operacyjne, które pojawią się po instalacji. Właścicielowi lepiej jest zlecić uruchomienie silnika przed zapłaceniem za dostawę i instalację, a następnie dowiedzieć się, że wystąpił problem. Znalezienie problemów po instalacji silnika często prowadzi do tego, że właściciel musi walczyć o satysfakcję z gwarancji”.

Problemy z uruchomieniem silnika

Kiedy Hogue udał się do warsztatu w celu uruchomienia zregenerowanego silnika, testy przyrządu testującego pod napięciem wykazały słabe wyniki izolacji do masy, pokazując odczyt 6,01 megaomów (Mohm). Prawidłowy odczyt dla regenerowanego silnika powinien wynosić od 500 do 999 Mohm. Warsztat samochodowy zgodził się naprawić usterkę.

Hogue powrócił trzy dni później, aby powtórzyć testy rozruchowe. Używając przyrządu do wykrywania i usuwania usterek, wyniki testu wskazały odczyt izolacji do masy na poziomie 551 Mohm. Hogue wydał zgodę na odesłanie silnika pompy do stacji podnoszenia.

Po zainstalowaniu przebudowanej pompy pionowej i zregenerowanego silnika, Hogue wrócił do stacji podnoszenia, aby przeprowadzić testy silnika za pomocą przyrządów. Tym razem wszystkie testy przyniosły pozytywne wyniki, kończąc proces uruchamiania Hogue.

Obecnie silnik pompy studziennej MUD działa wydajnie, z odczytem izolacji do ziemi na poziomie 999 Mohm i sprawnością PF wynoszącą 98 procent.

Wnioski: Konieczność monitorowania stanu

Podejście MUD do niezawodności silników pokazuje, że w branży zachodzą zmiany.

Właściciele sprzętu i firmy świadczące usługi operacyjne ulepszają swoje strategie konserwacji reaktywnej i obecnie wdrażają więcej programów monitorowania stanu. Ta rosnąca proaktywna zmiana zwiększa korzyści związane ze skróceniem czasu przestojów, oszczędnością energii i wydłużeniem cyklu życia sprzętu, które stają się coraz ważniejsze dla codziennych operacji.

Przyrządy do monitorowania stanu silnika, takie jak ALL-TEST Pro 7 i ATPOL III, zapewniają użytkownikom końcowym dane potrzebne do zrozumienia stanu ich sprzętu i podejmowania świadomych decyzji.

Stephen Hogue jest prezesem i założycielem Less Watts Inc. od 2007 roku. Less Watts Inc. świadczy usługi dynamicznego testowania niezawodności i jakości zasilania silników elektrycznych w Teksasie.