Alimentatore Motore Industriale: Installazione Chiller 500HP

Panoramica del progetto

Un importante impianto di produzione a Houston Texas ha richiesto l'installazione di un nuovo chiller centrifugo da 500HP per espandere la capacità di raffreddamento per i processi produttivi. Il motore del chiller operante a 480V trifase sarebbe stato posizionato in una nuova sala macchine a circa 600 piedi dall'apparecchiatura di distribuzione principale. Il progetto ha presentato sfide significative di caduta di tensione che hanno richiesto un'attenta analisi ingegneristica per garantire un funzionamento affidabile del motore. Il team di ingegneria dello stabilimento ha riconosciuto che questa installazione richiedeva più di una semplice selezione dei conduttori basata sulla capacità di corrente.

I motori industriali di grandi dimensioni presentano sfide elettriche uniche perché operano in due modalità distinte: avviamento e funzionamento. Durante il funzionamento normale il motore consuma continuamente la sua corrente nominale a pieno carico di 590A. Tuttavia durante l'avviamento il motore può consumare da 6 a 8 volte la sua corriente a pieno carico per 10-15 secondi fino a raggiungere la velocità di funzionamento creando una corriente di avviamento di 3,540A. Questa elevata corrente di avviamento crea una caduta di tensione temporanea ma significativa che può influire sulla capacità del motore di generare coppia di avviamento sufficiente e può interrompere altre apparecchiature nello stesso sistema elettrico.

La distanza di 600 piedi dall'apparecchiatura di distribuzione alla posizione del motore crea una notevole resistenza del conduttore. I criteri di progettazione stabiliti dal team di ingegneria richiedevano che la caduta di tensione fosse inferiore al 3% in condizioni di funzionamento normale e limitassero la caduta di tensione di avviamento per evitare interferenze con altri carichi dell'impianto. Il team di ingegneria ha sviluppato una soluzione ottimizzata che incorpora due elementi chiave: un azionamento a frequenza variabile VFD per eliminare il problema della corriente di avviamento e conduttori paralleli 3 set da 500 kcmil per fase per ridurre la caduta di tensione di funzionamento ottimizzando il costo. Con il VFD la corrente di avviamento si riduce a circa 885A portando la caduta di tensione di avviamento a un livello gestibile di 1,6%. La caduta di tensione di funzionamento ha raggiunto l'eccellente 1,0% ben al di sotto dell'obiettivo del 3%. Il costo iniziale del VFD e della configurazione dei conduttori paralleli è stato di $25,000 aggiuntivi ma con un risparmio energetico annuo di $12,000 l'investimento si ripaga in 2,1 anni.

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