Alimentation Moteur Industriel: Installation Refroidisseur 500HP

Aperçu du projet

Une installation de fabrication majeure à Houston Texas a nécessité l'installation d'un nouveau refroidisseur centrifuge de 500HP pour étendre la capacité de refroidissement pour les processus de production. Le moteur du refroidisseur fonctionnant à 480V triphasé serait situé dans une nouvelle salle des machines à environ 600 pieds de l'équipement de distribution principal. Le projet a présenté des défis importants de chute de tension nécessitant une analyse d'ingénierie minutieuse pour garantir un fonctionnement fiable du moteur. L'équipe d'ingénierie de l'usine a reconnu que cette installation nécessitait plus qu'une simple sélection de conducteurs basée sur la capacité de courant.

Les moteurs industriels de grande taille présentent des défis électriques uniques car ils fonctionnent en deux modes distincts: démarrage et fonctionnement. Pendant le fonctionnement normal le moteur consomme en continu son courant nominal à pleine charge de 590A. Cependant pendant le démarrage le moteur peut consommer de 6 à 8 fois son courant à pleine charge pendant 10 à 15 secondes jusqu'à atteindre la vitesse de fonctionnement créant un courant de démarrage de 3,540A. Ce courant de démarrage élevé crée une chute de tension temporaire mais significative qui peut affecter la capacité du moteur à générer un couple de démarrage suffisant et peut perturber d'autres équipements sur le même système électrique.

La distance de 600 pieds de l'équipement de distribution à l'emplacement du moteur crée une résistance considérable du conducteur. Les critères de conception établis par l'équipe d'ingénierie exigeaient que la chute de tension soit inférieure à 3% dans des conditions de fonctionnement normales et limitent la chute de tension de démarrage pour éviter les interférences avec d'autres charges de l'usine. L'équipe d'ingénierie a développé une solution optimisée incorporant deux éléments clés: un variateur de fréquence variable VFD pour éliminer le problème de courant de démarrage et des conducteurs parallèles 3 ensembles de 500 kcmil par phase pour réduire la chute de tension de fonctionnement tout en optimisant le coût. Avec le VFD le courant de démarrage est réduit à environ 885A amenant la chute de tension de démarrage à un niveau gérable de 1,6%. La chute de tension de fonctionnement a atteint l'excellent 1,0% bien en dessous de l'objectif de 3%. Le coût initial du VFD et de la configuration des conducteurs parallèles était de $25,000 supplémentaires mais avec une économie d'énergie annuelle de $12,000 l'investissement se rembourse en 2,1 ans.

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