Pemeliharaan proaktif motor dan generator tegangan tinggi

Faktor penting dalam perawatan proaktif motor dan generator tegangan tinggi (HV), terutama yang digunakan dalam aplikasi industri kritis, adalah penilaian kondisi dan harapan hidup yang tersisa dari belitan stator. Motor dan generator HV biasanya dibuat khusus dan tidak dapat diganti dengan cepat jika terjadi kegagalan yang tidak terduga. Ini berarti bahwa pemeliharaan korektif sangat memakan waktu dan operator dapat mengalami periode waktu henti yang mahal dan tidak terduga.

Bagaimana masalah seperti itu dapat diprediksi dan dihindari?

Penilaian kondisi:

Berbagai pengujian dan metode pemeriksaan digunakan untuk mengumpulkan informasi yang berguna tentang kondisi isolasi belitan stator. Tes DC misalnya membantu memastikan kebersihan belitan berdasarkan IR (resistensi insulasi) dan PI (indeks polarisasi) yang diukur. Namun dalam praktiknya, terlihat bahwa kontaminasi masih dapat diamati pada belitan meskipun nilai IR dan PI dapat diterima.

Pengukuran tradisional seperti pengukuran IR/PI dan delta Tan bergantung pada tren nilai terukur untuk menarik informasi yang berarti. Artinya perlu dilakukan pengukuran secara periodik, dan kondisi pengukuran harus sama pada setiap pengukuran. Setiap perubahan dalam kondisi pengukuran, seperti kualitas daya, dapat mengubah tren dan menjadikannya tidak berguna.

Kegagalan motor besar dan generator:

Motor besar dan generator dengan rating 2 MW dan lebih tinggi dirancang untuk daya tinggi, dan menunjukkan proporsi kegagalan belitan yang relatif lebih tinggi daripada desain daya yang lebih rendah. Berdasarkan angka dari survei IEEE, 33 persen dari semua kegagalan yang terdeteksi selama operasi normal terkait dengan belitan stator. Namun, angka terkait untuk kegagalan yang terdeteksi selama pemeliharaan atau pengujian hanya 8 persen.

Survei ini dengan jelas menyoroti kesenjangan yang lebar dalam metode pengukuran dan pemeriksaan yang ada untuk mengidentifikasi masalah isolasi belitan stator secara proaktif.

 

Tekanan TIM dan harapan hidup:

Sebelum mencoba membuat penilaian apa pun tentang kesehatan isolasi atau sisa masa pakainya, penting untuk terlebih dahulu memahami tekanan yang memengaruhinya. Setiap metode pengukuran atau inspeksi harus dapat mencakup semua aspek yang berhubungan dengan stres sehingga dapat membuat prediksi yang benar.

Berbagai jenis tegangan yang bekerja pada isolasi belitan stator pada waktu tertentu dapat diklasifikasikan sebagai TIM – termal, listrik, ambien, dan mekanis.

Inti dari pendekatan manajemen siklus hidup untuk motor dan generator adalah pemahaman tentang bagaimana tegangan TEAM dan kekuatan insulasi bervariasi dari waktu ke waktu dan kemungkinan efeknya pada material perangkat.

Degradasi isolasi belitan stator dapat dijelaskan secara umum dengan menggunakan dua kurva untuk menunjukkan bagaimana tegangan dan kekuatan berubah dari waktu ke waktu.

Kurva tegangan menunjukkan beban gabungan pada isolasi belitan yang timbul dari operasinya, termasuk kondisi tidak teratur seperti transien. Kurva kekuatan menunjukkan bagaimana kondisi operasi dan penuaan mempengaruhi kekuatan insulasi belitan. Kegagalan terjadi ketika kedua kurva ini saling bersilangan.

Analisis tepat waktu memungkinkan prediksi masa pakai sisa belitan stator dan pemeliharaan proaktif kemudian dapat dijadwalkan untuk menghindari kegagalan dini dan waktu henti yang tidak direncanakan yang mahal. Pengetahuan tentang masa pakai sisa asli dan peningkatan masa pakai yang diciptakan oleh tindakan pemeliharaan memastikan bahwa kurva tegangan dan kekuatan tidak akan bertemu secara tiba-tiba.

Pengukuran:

Secara ilmiah memprediksi masa pakai insulasi belitan stator melibatkan beberapa langkah.

Sebelum analisis prospek masa depan motor atau generator dapat dilakukan, kondisinya saat ini harus ditentukan. Hal ini menuntut pengetahuan tentang parameter dasar seperti jam operasi, pemuatan, jumlah start, siklus kerja, suhu, riwayat perawatan, dll. Semua faktor ini berdampak pada penilaian kondisi/harapan hidup dan harus dikumpulkan dan dimasukkan dalam analisis.

Namun, tidak semua data tersedia dari lembar spesifikasi dan log motor atau generator. Insulasi belitan stator, pada berbagai tahap dalam proses penuaan, memiliki sifat yang hanya dapat dieksplorasi melalui pengukuran. Empat pengukuran yang sangat disarankan adalah:

• PDCA – Analisis arus depolarisasi polarisasi
• TDCA – Analisis kapasitansi delta tan
• Analisis pelepasan sebagian
• NLIBA – Analisis perilaku isolasi nonlinier

PDCA memberikan lebih banyak informasi daripada pengukuran resistansi isolasi (IR) dan indeks polarisasi (PI) yang lebih umum digunakan. PDCA adalah metode DC di mana insulasi belitan awalnya diisi dan kemudian dibuang melalui meteran arus rendah ke ground.

Dari pengukuran ini, dimungkinkan untuk memperoleh nilai penyimpanan muatan untuk insulasi belitan dan membandingkannya dengan nilai referensi untuk kondisi normal. Hal ini memungkinkan analisis yang lebih komprehensif daripada jika hanya PI dan IR yang digunakan dan metode ini dapat memberikan nilai yang memuaskan bahkan dengan belitan yang sangat terkontaminasi. PDCA memberikan gambaran tentang jumlah dan lokasi penyimpanan muatan di dalam isolasi motor atau generator dan mengidentifikasi kontaminasi pada permukaan belitan. Ini juga memberikan wawasan tambahan tentang keadaan insulasi belitan, termasuk kemungkinan penuaan dan kelonggaran.

Mengacu pada kasus di halaman 1, nilai IR, PI masing-masing adalah 2205MOhms dan 4,79 yang normal. Namun kontaminasi parah terlihat di belitan.

Nilai PDCA diukur sebagai berikut:

• Q1 – 78,68 % (7%)
• Q2 – 65,49% (10%)
• Q3 – 128,56 % (20%

Nilai PDCA jelas menunjukkan adanya kontaminasi sedangkan nilai IR/PI tradisional tidak dapat mendeteksinya.

Gulungan dibersihkan dan pengukuran dilakukan lagi yang menegaskan kembali temuan PDCA.

Setelah dibersihkan:

IR – 32464 Mohm (> 100)

PI – 5,63 (> 2)

Q1 – 7,84 % (7%)

Q2 – 8,84 % (10%)

Q3 – 8,86 % (20%)

Pengukuran AC dari TDCA, Analisis pelepasan sebagian dan NLIBA memberikan lebih banyak informasi tentang volume insulasi sedangkan pengukuran DC memberikan detail lebih lanjut tentang kondisi permukaan insulasi.

Analisis:

Dengan informasi di atas bersama dengan data yang dikumpulkan, langkah selanjutnya adalah mendapatkan gambaran keseluruhan tentang kesehatan isolasi belitan stator dan perkiraan waktu hidup yang tersisa. Basis data dari beberapa ribu pengukuran terakhir yang dilakukan pada berbagai mesin memberikan dukungan berharga dalam analisis akhir.

Ini menawarkan dasar yang kokoh untuk menentukan kondisi belitan stator, membuat perhitungan tegangan dan memperkirakan umur sisa yang diharapkan.

Maksimalkan nilai: Dengan mempertimbangkan semua aspek tegangan dan mengikuti proses pengukuran yang benar, prediksi akurat dari masa pakai isolasi belitan stator dimungkinkan, berkontribusi pada peningkatan waktu kerja dan pengurangan biaya perawatan.

Artikel ini ditulis oleh Vijay Anand dari Baldor Electric Company. Vijay adalah Spesialis Produk Regional, Pemantauan &Diagnosis Kondisi untuk Baldor.

Di J/E, kami adalah distributor resmi untuk Baldor. Kami membawa produk seperti bantalan, roda gigi dan komponen pt. Untuk pertanyaan tentang salah satu produk kami, kunjungi halaman kontak kami atau email kami di [email protected]