Övervakning av motortillståndet minskar energiförbrukningen i kommunalt vattendistrikt

Ett kommunalt försörjningsdistrikt (MUD) i Texas började arbeta med ett företag som specialiserar sig på motortillförlitlighet och elkvalitetstestning för vatten- och avloppsbranschen.

Vid ett styrelsemöte i MUD diskuterade Stephen Hogue, VD för företaget som testar motortillförlitlighet och elkvalitet, potentiella möjligheter att förbättra driftseffektiviteten för roterande utrustning och sänka elkostnaderna.

Kraftkvalitet och motoranalys

Kondensatorer hade installerats på åtta av de större distriktsmotorerna. Övervakning av elkvaliteten för en lyftstation visade stora minskningar. Fakturerad kVA reducerades med 50 procent och kW reducerades med 25 procent.

Brunnsmotorn på 400 hästkrafter (HP) med fyra tryckstegringspumpar på 60 HP visade inte på några minskade energikostnader trots att PF hade ökats till 98 procents effektivitet. Hogue kontrakterade sedan ett tredjeparts motorprovningsföretag för att utföra spänningsprovning och spänningslös provning vid brunnsanläggningen.

Testerna visade att två av de sex underjordiska motorkablarna som anslöt brunnen till motorkontrollcentret hade varit nära att bli jordade.

Omedelbara åtgärder vidtogs för att gräva om och byta ut de 100 fot långa ledarkablarna som gick under jord från pumpmotorn till motorstyrningscentralen. Vid den tidpunkten visste Hogue att det skulle vara viktigt att samla in och trenddata för alla motorer så att han bättre kunde förstå hur motorerna mådde och visa MUD hur tillståndet för deras motorer och annan roterande utrustning påverkade MUD:s förmåga att uppnå energibesparingar.

Efter omfattande undersökningar av utrustning för övervakning av motortillstånd köpte företaget som testar motortillförlitlighet och elkvalitet både ett handhållet testinstrument för energitillförsel och ett handhållet felsökningsinstrument. Båda är idealiska för övervakning av motorns tillstånd och för trendanalys.

Företaget valde dessa användarvänliga instrument för motorprovning av följande skäl:

• Det handhållna testinstrumentet används under strömförande förhållanden för både elektrisk signaturanalys (ESA) och elkvalitetsanalys (PQ). I ESA-läget utvärderar instrumentet tillståndet för inkommande ström, styrkretsen, motorn och den drivna lasten. I PQ-läge kan den användas för loggning av energidata för en rad olika datapunkter som inkluderar övertonsanalys, spännings- och strömdiagram, visning av vågformer, vågformsregistrering av svackor och svällningar samt registrering av transienta händelser.
• Felsökningsinstrumentet, som används för spänningslös provning, är särskilt utformat för felsökning av motorer och driftsättning av nya och ombyggda motorer före installation. Med detta instrument kan operatören identifiera motorförhållanden som t.ex. förorenade lindningar, obalans mellan stator och rotor, förändringar i rotor och stator, motstånd i lindningar, föroreningar och isolering mot jord. Detta spänningslösa motorprovningsinstrument avslöjar faktiska motorförhållanden och möjliggör schemaläggning av avhjälpande åtgärder för att förhindra allvarliga skador och till och med undvika katastrofala fel.

Hogue lärde sig snabbt att använda instrumenten för motortestning och började genast analysera trenddata för MUD-motorerna. Felsökningsinstrumentet visade sig vara absolut nödvändigt när distriktets 400-HP brunnspumpmotor skickades till en motorverkstad för rekonditionering.

“Det är viktigt att driftsätta nya och renoverade motorer. Utan driftsättning av motorn finns det ingen bekräftelse på att motorn kommer att fungera som den är konstruerad”, säger Hogue. “Genom att driftsätta motorn kan man minska risken för att motorn ska få driftproblem som dyker upp efter installationen. Det är bättre för ägaren att låta driftsätta en motor innan han betalar för leverans och installation, och sedan upptäcka att det finns ett problem. Om problem upptäcks efter motorinstallationen leder det ofta till att ägaren måste kämpa för att få garantin uppfylld.”

Problem med idrifttagning av motorer

När Hogue åkte till motorverkstaden för att ta den rekonditionerade motorn i drift visade testerna med det strömförande testinstrumentet dåliga resultat för isolering mot jord, med ett mätvärde på 6,01 megaohm (Mohm). Ett hälsosamt värde för en renoverad motor borde ha legat mellan 500 och 999 Mohm. Motorverkstaden gick med på att åtgärda problemet.

Hogue återvände tre dagar senare för att upprepa driftsättningstesterna. Med hjälp av felsökningsinstrumentet visade testresultaten ett isolationsvärde på 551 Mohm. Hogue godkände att pumpmotorn skickas tillbaka till lyftstationen.

När den ombyggda vertikalpumpen och den renoverade motorn hade installerats återvände Hogue till lyftstationen för att utföra motortester med instrumenten. Den här gången gav alla tester positiva resultat och Hogues driftsättningsprocess slutfördes.

Idag arbetar MUD:s brunnspumpmotor effektivt, med en mätning av isolering mot jord på 999 Mohm och en PF på 98 procents effektivitet.

Slutsats: Nödvändigheten av tillståndsövervakning

Denna MUD:s inställning till motortillförlitlighet visar att en förändring håller på att ske i branschen.

Utrustningsägare och driftserviceföretag förbättrar sina strategier för reaktivt underhåll och anammar nu fler program för tillståndsövervakning. Denna växande proaktiva förändring ökar fördelarna med minskade driftstopp, energibesparingar och längre livscykler för utrustningen, vilket blir allt viktigare för den dagliga driften.

Instrument för övervakning av motortillståndet, som ALL-TEST Pro 7 och ATPOL III, ger slutanvändarna de data de behöver för att förstå hur deras utrustning mår och för att fatta välgrundade beslut.

Stephen Hogue är VD och grundare av Less Watts Inc. sedan 2007. Less Watts Inc. tillhandahåller dynamiska testtjänster för tillförlitlighet och elkvalitet för elmotorer i Texas.