O monitoramento da condição do motor reduz o uso de energia em um distrito municipal de serviços públicos

Um distrito municipal de serviços públicos (MUD) no Texas começou a trabalhar com uma empresa especializada em testes de confiabilidade de motores e qualidade de energia para o setor de água/esgoto.

Numa reunião do conselho de administração da MUD, Stephen Hogue, presidente da empresa de testes de fiabilidade de motores e qualidade de energia, discutiu potenciais oportunidades para melhorar a eficiência operacional do equipamento rotativo e reduzir os custos eléctricos.

Qualidade de energia e análise de motores

Capacitores foram instalados em oito dos maiores motores do distrito. O monitoramento da qualidade da energia de uma estação elevatória mostrou grandes reduções. O kVA faturado foi reduzido em 50% e o kW foi reduzido em 25%.

O motor de poço de 400 cavalos (HP) com quatro bombas de reforço de 60 HP não indicou quaisquer reduções de custos de energia, apesar de o PF ter sido aumentado para 98% de eficiência. A Hogue contratou então uma empresa terceira de testes de motores para efetuar testes energizados e desenergizados nas instalações do poço.

Os testes revelaram que dois dos seis cabos subterrâneos do motor que ligavam o poço ao centro de controlo do motor tinham estado perto de ser ligados à terra.

Foram tomadas medidas imediatas para escavar de novo e substituir os cabos de 100 pés que passavam por baixo da terra desde o motor da bomba até ao centro de controlo do motor. Nessa altura, Hogue sabia que seria essencial recolher dados e tendências sobre todos os motores para poder compreender melhor o estado dos motores e mostrar ao MUD como o estado dos seus motores e de outro equipamento rotativo afectava a capacidade do MUD para conseguir poupanças de energia.

Após uma extensa pesquisa sobre equipamentos de monitoramento de condições de motores, a empresa de testes de confiabilidade de motores e qualidade de energia adquiriu um instrumento portátil de testes energizados e um instrumento portátil de solução de problemas. Ambos são ideais para o monitoramento das condições e tendências do motor.

A empresa escolheu esses instrumentos de teste de motores fáceis de usar pelos seguintes motivos:

• O instrumento portátil de teste energizado é usado em condições energizadas para análise de assinatura elétrica (ESA) e análise de qualidade de energia (PQ). No modo SCE, o instrumento avalia o estado da alimentação de entrada, o circuito de controlo, o motor e a carga accionada. Quando em modo PQ, pode ser utilizado para registo de dados de energia para uma série de pontos de dados que incluem análise de harmónicas, gráficos de tensão e corrente, visualização de formas de onda, captura de formas de onda de sags e swells e captura de eventos transientes.
• O instrumento de resolução de problemas, que é utilizado para testes sem tensão, foi especificamente concebido para a resolução de problemas em motores e para a colocação em funcionamento de motores novos e reconstruídos antes da instalação. Esse instrumento permite que o operador identifique as condições do motor, que incluem contaminação do enrolamento, desequilíbrio do estator e do rotor, alterações nas condições do rotor e do estator, resistência nos enrolamentos, contaminação e isolamento do solo. Este instrumento de teste de motores desenergizados revela as condições reais do motor e permite a programação de trabalhos de correção para prevenir danos graves e até evitar uma falha catastrófica.

Hogue aprendeu rapidamente a utilizar os instrumentos de teste de motores e começou imediatamente a registar as tendências dos dados relativos aos motores MUD. O instrumento de solução de problemas provou ser absolutamente necessário quando o motor da bomba do poço de 400 HP do distrito foi enviado a uma oficina de reparos de motores para ser recondicionado.

“É importante colocar em funcionamento motores novos e recondicionados. Sem a colocação em funcionamento do motor, não há confirmação de que o motor vai funcionar como projetado”, afirmou Hogue. “Ao colocar o motor em funcionamento, a probabilidade de um motor ter problemas de funcionamento que aparecem após a instalação pode ser reduzida. É preferível que o proprietário tenha um motor colocado em funcionamento antes de pagar a entrega e a instalação, para depois descobrir que existe um problema. Encontrar problemas após a instalação do motor leva muitas vezes o proprietário a ter de lutar pela satisfação da garantia.”

Problemas de comissionamento do motor

Quando Hogue foi à oficina de reparação de motores para colocar em funcionamento o motor recondicionado, os testes do instrumento de teste energizado indicaram resultados fracos de isolamento à terra, mostrando uma leitura de 6,01 megaohms (Mohm). Uma leitura saudável para um motor recondicionado deveria estar entre 500 e 999 Mohm. A oficina de reparação de motores concordou em corrigir o problema.

Hogue regressou três dias mais tarde para repetir os testes de entrada em funcionamento. Utilizando o instrumento de resolução de problemas, os resultados do teste indicaram uma leitura de isolamento à terra de 551 Mohm. Hogue deu a sua aprovação para o envio do motor da bomba para a estação elevatória.

Assim que a bomba vertical reconstruída e o motor recondicionado foram instalados, Hogue voltou à estação elevatória para efetuar testes de motor com os instrumentos. Desta vez, todos os testes deram resultados positivos, completando o processo de entrada em funcionamento da Hogue.

Atualmente, o motor da bomba do poço do MUD está a funcionar eficientemente, com uma leitura do isolamento à terra de 999 Mohm e um PF de 98% de eficiência.

Conclusão: A necessidade do monitoramento de condições

A abordagem deste MUD à fiabilidade do motor demonstra que está a ocorrer uma mudança na indústria.

Os proprietários de equipamentos e as empresas de serviços operacionais estão aprimorando suas estratégias de manutenção reativa e agora estão adotando mais programas de monitoramento de condições. Esta crescente mudança proactiva está a aumentar os benefícios relacionados com a redução do tempo de inatividade, a poupança de energia e o prolongamento dos ciclos de vida dos equipamentos, que se estão a tornar mais importantes para as operações diárias.

Os instrumentos de monitoramento da condição do motor, como o ALL-TEST Pro 7 e o ATPOL III, fornecem aos usuários finais os dados de que precisam para entender a integridade de seus equipamentos e tomar decisões informadas.

Stephen Hogue é presidente e fundador da Less Watts Inc. desde 2007. A Less Watts Inc. fornece serviços de testes dinâmicos de fiabilidade de motores eléctricos e de qualidade de energia no Texas.