Armónicos inesperados y desequilibrio de tensión en un accionamiento ESP
Un cliente se enfrentaba a problemas recurrentes con una de sus instalaciones de bombas eléctricas sumergibles (BES). SAM4 detectó patrones armónicos irregulares y desequilibrios de tensión en la BES, anomalías no observadas en otras BES que funcionaban en condiciones similares. En concreto:
- Desajuste de fase de corriente: Las fases 1 y 3 mostraron una distorsión armónica significativa, mientras que la fase 2 se mantuvo relativamente limpia.
- Armónicos inusuales: Incluso había armónicos (por ejemplo, 2X, 4X, 6X), algo atípico en los sistemas trifásicos equilibrados.
- Desequilibrio de tensión: Las discrepancias detectadas apuntaban a posibles problemas en el tren motriz, probablemente después de la transmisión de frecuencia variable (VFD).
Estas anomalías comprometían la calidad de la energía y amenazaban con dañar a largo plazo el motor o los componentes aguas abajo, pero la causa no estaba clara.
Solución de problemas por capas para aislar la fuente de armónicos
El cliente, en estrecha colaboración con Samotics, inició un enfoque de diagnóstico específico:
- Segmentación de la cadena cinemática: Análisis de las firmas eléctricas en cada segmento clave: la salida del variador de frecuencia, la salida del filtro sinusoidal y la salida VT del transformador elevador.
- Validación de la hipótesis:
- Comprobación de los fallos de modulación del variador de frecuencia, como la distorsión de tiempo muerto.
- Investigado el filtro de onda sinusoidal para la degradación de componentes asimétricos.
- Comparación armónica: Se compararon los armónicos de tensión y corriente del ESP con otros ESP similares. Esto confirmó que el problema estaba aislado en el ESP y no era sistémico.
Mediante análisis de armónicos y datos comparativos, el equipo redujo el fallo a una probable degradación de los componentes del filtro de onda sinusoidal, que ya no acondicionaban simétricamente la salida del variador de frecuencia.
Se soluciona el problema del filtro para evitar la pérdida de horas de producción
Al identificar el filtro de ondas sinusoidales como la causa principal, el cliente sustituyó el componente averiado y resolvió el problema principal de las señales de potencia irregulares del ESP:
- Se ha restablecido el equilibrio de la tensión y el flujo de corriente simétrico en todas las fases, con lo que el suministro de energía vuelve a estar dentro de los márgenes de funcionamiento previstos.
- Eliminó los armónicos pares anormales, lo que redujo significativamente el riesgo de estrés eléctrico y degradación a largo plazo en el motor ESP.
- Evitó el desgaste prematuro del motor restableciendo una salida de potencia limpia y constante desde el variador de frecuencia a través del transformador elevador.
Pero el impacto no se detuvo en el plano técnico.
Esta solución ayudó al cliente a evitar un fallo prematuro del ESP con posibles reclamaciones de responsabilidad. Se evitó el tiempo de producción suspendido que suele seguir a los fallos inexplicables del ESP. Con la unidad ESP de nuevo en línea más rápido y funcionando de forma más fiable, evitaron las consecuencias típicas del tiempo de inactividad: pérdida de producción, costes de reparación de emergencia y objetivos de producción no alcanzados.
Y lo que es aún más importante, la investigación dio lugar a un flujo de trabajo de diagnóstico repetible para futuros problemas de filtros sinusoidales, lo que permitió al equipo abordar averías similares en horas, no en días. Esto se traduce en menos retrasos, un mantenimiento más predecible y una ruta más rápida desde la detección hasta la resolución.
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