Kraftverk använder analys av elektrisk signatur för bedömning av prestanda

Ett kärnkraftverk, beläget i nordöstra USA, använder fyra vertikala servicevattenpumpar för att mata vatten till en värmeväxlare som kyler det förseglade ultrarena vattnet/ångan som driver turbingeneratorerna.

Av de fyra identiska servicevattenpumparna, som alla hade 30 fot långa axlar, började två av pumparna uppvisa vissa prestandaproblem.

Detta motiverade underhållsteamet att genomföra en prestandastudie på sina vertikala servicevattenpumpar, som var ganska gamla (de hade installerats när kärnkraftverket byggdes i början av 1970-talet).

Underhållsteamet på kärnkraftverket planerade att analysera ett antal mätningar, inklusive vibrationer, tryck och flöde. De ville också utföra en analys av den elektriska signaturen som en del av bedömningen av pumpens prestanda, så de kontaktade Bob Dunn på I & E Central, ett företag som är känt för att tillhandahålla tjänster för förebyggande underhåll på plats samt för att distribuera industriell testutrustning för förebyggande underhåll (PdM), el och tillförlitlighet.

Dunn åkte till kärnkraftverket för att utföra analysen av den elektriska signaturen på två av motorerna med 350 hästkrafter och 480 volt.

> Visa ATPOL III

Utförande av analys av elektrisk signatur

Analys av elektrisk signatur utförs genom att strömsensorer och spänningsledningar ansluts till motorn, och sedan registreras högupplösta ström- och spänningsvågformer, som sedan kan analyseras som FFT samt som råa vågformsdata.

De data som erhålls ger en inblick i hela motorsystemet, både mekaniskt och elektriskt, från den inkommande kraften till den drivna lasten.

Denna teknik använder faktiskt motorn som en transducer för den mekaniska analysen.

Alla mekaniska fenomen moduleras till den aktuella vågformen där de kan detekteras och analyseras.

Dunn använde testinstrumentet ALL-TEST Pro Online III™ för energidrivna motorer för att utföra analysen av den elektriska signaturen. Han anslöt ATPOL III™ till systemet, som var inställt på en flödeshastighet på 5600 GPM för testet. Motorns kopplingsbox hölls öppen under testet och ATPOL III™-datainsamlaren placerades nära motorn. ATPOL III™ samlade in och överförde data via Bluetooth medan Dunn och underhållsteamet befann sig på säkert avstånd från högspänningsutrustningen.

De elektriska signaturdata samlades in i två segment: en högupplöst strömupptagning med låg fmax (100 Hz) på 50 sekunder som främst visar problem vid körhastighet (feljustering, obalans) och under synkronhastigheten (rotorbar eller belastningsrelaterade problem).

En högfrekvent mätning och FFT av både spänning och ström som visar:

1. Elektriska problem, inklusive övertoner, effektfaktorproblem, spänning och ström i förhållande till märkplåt och balans;

2. Högfrekventa mekaniska fel (mekaniska och elektriska problem med statorn, luftgap och till och med lagerproblem).

Testresultaten avslöjade

– Motorn var elektriskt perfekt med balanserad ström och spänning och en effektfaktor på 90+.

– Motorn och pumpen var mekaniskt utmärkta och det fanns inga tecken på felinställning eller obalans, lagerproblem, rotor- eller statorproblem.

– Testerna visade en betydande fluktuation i strömförbrukningen, med en pulsfrekvens på ca 10 Hz. Dunn och teamet kom gemensamt fram till att detta berodde på ett icke-laminärt flöde eller turbulens i systemet.

Indikationen på turbulens på de två underpresterande vertikala vattenpumparna var en uppenbarelse, och vad som var ännu mer förvånande för underhållsteamet var att turbulensen inte hade upptäckts vid något av de andra testerna. Det var bara den elektriska signaturanalysen som hade avslöjat den bakomliggande orsaken till den dåliga pumpeffekten.

En av de viktigaste fördelarna med elektrisk signaturanalys är att den kan visa på mekaniska problem i den drivna lasten – även i fallet med denna vertikala pump med pumphjulet 30 meter under marken. Detta är utöver detaljerad information om hela systemet, både elektriskt och mekaniskt.

När underhållsteamet förstod grundorsaken till prestandaproblemen kunde de vidta de åtgärder som krävdes för att åtgärda situationen och få pumparna att fungera enligt kärnkraftverkets prestandakrav.

Slutsats

Förebyggande underhåll är viktigt.

Genom att övervaka din industriutrustning och utvärdera prestandaproblem innan ett katastrofalt fel inträffar kan du rädda din verksamhet från kostsamma driftstopp och oönskade utgifter.

Om du ansvarar för kritiska motordrivna tillgångar är ATPOL III™ ett kraftfullt övervaknings- och diagnostikverktyg Denna fallstudie visar att ATPOL III™ är en utmärkt följeslagare vid vibrationsmätningar.

En analys av den elektriska signaturen tillsammans med en vibrationsanalys kan ge en mer djupgående bild av vad som egentligen händer med din utrustning. Att se till att man har rätt verktyg för att utföra den här typen av analyser är avgörande för alla program för tillståndsbaserat underhåll/förutsägbart underhåll.

Säkerhet är A och O!

Testning under spänning med det handhållna instrumentet ALL-TEST PRO On-Line III™ ger ökad säkerhet eftersom det är utformat med trådlös Bluetooth*-teknik, så att operatörerna kan hålla sig på säkert avstånd från spänningsförande utrustning. ALL-SAFE PRO® anslutningsboxar kan också installeras för att ytterligare öka operatörens säkerhet under datainsamlingsprocessen. Investera i de verktyg som behövs för att hålla människor säkra.

Om ALL-TEST Pro, LLC

ALL-TEST Pro uppfyller löftet om verkligt motorunderhåll och felsökning, med innovativa diagnosverktyg, programvara och support som gör att du kan hålla igång din verksamhet.

Om I & E Central

I&E Central, som grundades av Bob Dunn 2001, är en distributör av industriell testutrustning som är särskilt utformad för prediktivt underhåll (PdM), el- och tillförlitlighetsexperter. I & E Central, som är baserat nära Rochester i New York, representerar flera välrenommerade tillverkare och erbjuder produkter för övervakning av elkvalitet, vibrationsövervakning, ultraljudstestning, motortestning, laseruppriktning, termisk bildbehandling med mera. Läs mer om deras utbud av produkter och tjänster på www.ie-central.com.