Identificazione e riparazione di un filtro sinusoidale rotto nelle elettropompe sommergibili

Armoniche inattese e squilibrio di tensione in un inverter ESP

Un cliente ha riscontrato problemi ricorrenti con uno dei suoi impianti di elettropompe sommergibili (ESP). SAM4 ha rilevato schemi armonici irregolari e squilibri di tensione sull'ESP, anomalie non riscontrate su altri ESP che operano in condizioni simili. In particolare:

• Disadattamento di fase della corrente: Le fasi 1 e 3 hanno mostrato una distorsione armonica significativa, mentre la fase 2 è rimasta relativamente pulita.
• Armoniche insolite: Erano presenti anche armoniche (ad esempio, 2X, 4X, 6X), atipiche per i sistemi trifase bilanciati.
• Squilibrio di tensione: Le discrepanze rilevate indicavano potenziali problemi nella catena di trasmissione, probabilmente dopo il VFD (Variable Frequency Drive).

Queste anomalie compromettevano la qualità dell'alimentazione e rischiavano di danneggiare a lungo termine il motore o i componenti a valle, ma la causa principale rimaneva poco chiara.

Risoluzione dei problemi a strati per isolare la sorgente armonica

Il cliente, in stretta collaborazione con Samotics, ha avviato un approccio diagnostico mirato:

• Segmentazione dei motopropulsori: Analisi delle firme elettriche in ogni segmento chiave: l'uscita VFD, l'uscita del filtro sinusoidale e l'uscita VT del trasformatore step-up.
• Convalida dell'ipotesi:
  • Controllo dei difetti di modulazione del VFD, come la distorsione del tempo morto.
  • Studio del filtro sinusoidale per la degradazione dei componenti asimmetrici.
• Confronto armonico: Il benchmark delle armoniche di tensione e corrente dell'ESP è stato effettuato rispetto a ESP simili. Ciò ha confermato che il problema era isolato all'ESP e non sistemico.

Attraverso l'analisi delle armoniche e i dati comparativi, il team ha ristretto il guasto a un probabile degrado dei componenti del filtro dell'onda sinusoidale, che non condizionavano più simmetricamente l'uscita del VFD.

Problema del filtro risolto per evitare la perdita di ore di produzione

Identificando il filtro dell'onda sinusoidale come causa principale, il cliente ha sostituito il componente guasto e ha risolto il problema principale alla base dei segnali di potenza irregolari dell'ESP:

• L'equilibrio di tensione e il flusso di corrente simmetrico in tutte le fasi sono stati ripristinati, riportando l'erogazione di potenza entro gli intervalli operativi previsti.
• Eliminazione delle armoniche anomale, con conseguente riduzione del rischio di stress elettrico e di degrado a lungo termine del motore ESP.
• Prevenzione dell'usura prematura del motore grazie al ripristino di un'alimentazione pulita e costante dal VFD attraverso il trasformatore step-up.

Ma l'impatto non si è fermato al livello tecnico.

Questa soluzione ha aiutato il cliente a evitare un guasto prematuro dell'ESP con possibili richieste di risarcimento. Prevenzione dei tempi di produzione sospesi che spesso seguono guasti inspiegabili dell'ESP. Con il ritorno in linea dell'unità ESP in tempi più brevi e con un funzionamento più affidabile, si sono evitate le conseguenze tipiche dei tempi di inattività: perdita di produzione, costi di riparazione di emergenza e mancato raggiungimento degli obiettivi di produzione.

Ancora più importante, l'indagine ha portato a un flusso di lavoro diagnostico ripetibile per i futuri problemi del filtro a onda sinusoidale, consentendo al team di affrontare guasti simili in ore, non in giorni. Ciò significa meno ritardi, manutenzione più prevedibile e un percorso più rapido dal rilevamento alla risoluzione.