Fasobalans i generator diagnostiserad, sparar företaget 1 miljon

Beskrivning

Plats: Kärnkraftverket Vermont Yankee

Anläggningsutrustning: 50 HP, 3600 RPM, 480 Volt, öppen droppskyddad, kylpumpsmotor

Påverkade system: Kylning av 500 MW generatorlager

Kostnad för misslyckande: 1 000 000

Besparingar: >$1.000.000

En 50 HP, 3600 RPM, delta-ansluten elmotor installerades och rotationen kontrollerades på Vermont Yankee-generatorlagrets kylpump. Den var en av två motorer och skulle endast tas i drift om den primära motorn gick sönder. När det primära systemet slutade fungera kopplades motorn in. Man noterade att det fanns en 11% (p-p) strömobalans med en spänningsobalans på mindre än 0,5%. Motorn uppvisade också en 120 Hz vibration (elektrisk) och hade en för hög drifttemperatur, även om toppströmmen visade att motorn arbetade med 90% belastning.

Inledande läsningar

En ALL-TEST III™ användes för att bestämma fasobalansen, med resultat på 000, -016 och -016 (% obalans) fas till fas när rotorn flyttades till den högsta obalansen på varje fas. Ytterligare två motorer av samma modell och med liknande serienummer valdes ut för granskning och testades med både ALL-TEST IV PRO™ 2000 och ALL-TEST III™. De resulterande fasobalanserna och rotortesterna utvärderades (Figur 1 och Tabell 1 är exempel på de gemensamma resultaten):

Obalansen visade sig vara markant och relaterad till den obalanserade strömmen, vibrationer och uppvärmning av motorn. Möjligheterna utforskades och sträckte sig från elkvalitet till kalibrering av testutrustning. Alla var tillfredsställande.

Nästa steg

Motortillverkaren kontaktades och noterade att processförändringar hade gjorts på en viss plats för större maskiner med koncentrisk lindning. I en motor av denna storlek och hastighet rullar den första uppsättningen koncentriska spolar (en fas) under de följande faserna, vilket minskar utrustningens lindningsutseende och mekaniska styrka. För att lösa detta problem fattade tillverkaren ett beslut om att avsevärt öka storleken på den första uppsättningen spolar i sin automatiserade process (första fasen) som också råkar befinna sig längst bort från rotorn. Detta gör att spoländarna kan visas utan att man behöver göra ändringar på spolarna efter lindningen. Ingen dynamometerprovning, full belastningsprovning eller annat utfördes på motorkonstruktionen förutom ett impedansprov med pålagd spänning som “uppfyllde konstruktionskraven”. Elektriskt påverkas induktansen direkt av avståndet från rotorn, antalet ledare och spolens dimension. Förbättringen av tillverkningsprocessen för motorn orsakade obalansen.

Motorer från andra tillverkare utvärderades och visade sig ha balanserade lindningar. Flera nya motorer visade sig dock ha hål i rotorgjutningen som skulle påverka motorns förmåga att producera vridmoment.

Vermont Yankee Nuclear har nu infört ett program för att testa alla inkommande kritiska elmotorer innan de godkänns med en kombination av ALL-TEST III™ och ALL-TEST IV PRO™ 2000.

Undvikande av kostnader

Generatorn skulle ha varit tvungen att stängas av inom två minuter efter det andra motorhaveriet. Avstängningen av nödgeneratorn kan ha orsakat skador på generatorlagren och ett oplanerat elavbrott. Kostnadsminskningen uppskattades till långt över 1 000 000 USD genom upptäckten av felet. Efterföljande upptäckt av liknande motorförhållanden genom nya och reparerade motorer har fortsatt att motivera det inkommande test- och inspektionsprogrammet.

Slutsats

Nya och reparerade elmotorer är inte immuna mot defekter. Dessa defekter kan vara resultatet av produktions- eller reparationsfel eller konstruktionsfel. Ett program för inkommande inspektion med både ALL-TEST III™ och ALL-TEST IV PRO™ 2000 kommer att identifiera dessa potentiellt kostsamma fel innan utrustningen installeras.