Identificação e reparação de um filtro sinusoidal avariado em bombas eléctricas submersíveis

Harmónicos inesperados e desequilíbrio de tensão num acionamento ESP

Um cliente enfrentou problemas recorrentes com uma das suas instalações de bombas eléctricas submersíveis (ESP). O SAM4 detectou padrões harmónicos irregulares e desequilíbrio de tensão na ESP - anomalias não observadas noutras ESPs a funcionar em condições semelhantes. Especificamente:

• Desfasamento de fase atual: As fases 1 e 3 apresentaram uma distorção harmónica significativa, enquanto a fase 2 permaneceu relativamente limpa.
• Harmónicos invulgares: Mesmo os harmónicos (por exemplo, 2X, 4X, 6X) estavam presentes - atípicos para sistemas trifásicos equilibrados.
• Desequilíbrio de tensão: As discrepâncias detectadas apontavam para potenciais problemas na unidade de tração - provavelmente pós-VFD (Variable Frequency Drive).

Estas anomalias comprometiam a qualidade da energia eléctrica e arriscavam danos a longo prazo no motor ou nos componentes a jusante, mas a causa principal não era clara.

Resolução de problemas em camadas para isolar a fonte de harmónicos

O cliente, em estreita colaboração com a Samotics, iniciou uma abordagem de diagnóstico direcionada:

• Segmentação do grupo motopropulsor: Analisou as assinaturas eléctricas em cada segmento chave: a saída do VFD, a saída do filtro de onda sinusoidal e a saída do transformador elevador VT.
• Validação da hipótese:
  • Verificação de falhas de modulação do VFD, como distorção de tempo morto.
  • Investigação do filtro de onda sinusoidal para degradação de componentes assimétricos.
• Comparação harmónica: Comparou a tensão e os harmónicos de corrente do ESP com ESPs semelhantes. Isto confirmou que o problema estava isolado no ESP e não era sistémico.

Através da análise harmónica e de dados comparativos, a equipa reduziu a falha a uma provável degradação dos componentes do filtro de ondas sinusoidais, que já não estavam a condicionar simetricamente a saída do VFD.

Problema de filtro resolvido para evitar a perda de horas de produção

Ao identificar o filtro de onda sinusoidal como a causa principal, o cliente substituiu o componente avariado e resolveu o problema central subjacente aos sinais de potência irregulares do ESP:

• Restabeleceu o equilíbrio da tensão e o fluxo de corrente simétrico em todas as fases, fazendo com que o fornecimento de energia voltasse a estar dentro dos intervalos de funcionamento previstos.
• Eliminação das harmónicas pares anormais, o que reduziu significativamente o risco de stress elétrico e de degradação a longo prazo no motor ESP.
• Evitou o desgaste prematuro do motor restabelecendo uma saída de potência limpa e consistente do VFD através do transformador elevador.

Mas o impacto não se limitou ao nível técnico.

Esta correção ajudou o cliente a evitar uma falha prematura do ESP com possíveis reclamações de responsabilidade. Evitar o tempo de produção suspenso que frequentemente se segue a falhas inexplicáveis do ESP. Com a unidade ESP de volta à linha mais rapidamente e a funcionar de forma mais fiável, evitaram as consequências típicas do tempo de inatividade: perda de produção, custos de reparação de emergência e objectivos de produção não atingidos.

Mais importante ainda, a investigação conduziu a um fluxo de trabalho de diagnóstico repetível para futuros problemas de filtros de ondas sinusoidais - permitindo à equipa resolver falhas semelhantes em horas e não em dias. Isto significa menos atrasos, manutenção mais previsível e um caminho mais rápido desde a deteção até à resolução.