Bu makalemizde, büyük işletmelerde bulunan OG motorlarla ilgili olacak. Orta ve büyük endüstriyel tesislerde hem miktarları fazla hem de motor güçleri Mega Watt seviyesinde olmaktadır.
Orta gerilim motorları; pompa istasyonları, su ve atıksu arıtma tesisleri, maden işletmeleri, enerji santralleri, çimento fabrikaları ve ağır sanayi tesislerinde prosesin en kritik ekipmanlarından biridir.
Bu motorlardan birinin devre dışı kalması yalnızca bir elektrik motorunun arızalanması anlamına gelmez. Motorun çalıştırdığı pompa, fan, kompresör veya diğer kritik proses ekipmanlarının da durmasına ve bunun sonucunda ciddi üretim kayıplarına neden olabilir.
Peki orta gerilim motorları neden arızalanır? Bu yazımızda bunun cevabını arayacağız.
Aslında birçok motor arızası tamamen beklenmedik değildir. Motor; sıcaklık, titreşim, akım, izolasyon durumu ve çalışma performansındaki değişimler aracılığıyla arıza öncesinde çeşitli sinyaller verir. Önemli olan bu sinyalleri zamanında fark etmek ve doğru şekilde yorumlamaktır.
Orta Gerilim Motoru Nedir?
Orta gerilim motorları, genellikle birkaç kilovolt seviyesindeki gerilimlerde çalışan, yüksek güçlü endüstriyel motorlardır. Uygulamaya göre asenkron veya senkron motor olarak tasarlanabilirler.
Bu motorlar yüksek güçleri nedeniyle düşük gerilim motorlarına göre farklı mühendislik ve bakım gereksinimlerine sahiptir. Özellikle stator sargılarının izolasyon sistemi, rulmanlar, soğutma sistemi, mekanik bağlantılar ve motor koruma sistemi motorun güvenilirliği açısından kritik öneme sahiptir.
Orta Gerilim Motorlarının En Yaygın Arıza Nedenleri
- Aşırı Yük ve Aşırı Isınma
Motorun sürekli olarak nominal değerinin üzerinde yük altında çalıştırılması, sargılarda sıcaklık artışına neden olur.
Aşırı sıcaklık, izolasyon sisteminin yaşlanmasını hızlandırır. Motor koruma sistemlerinde termik modelleme ve aşırı yük korumasının temel amacı, bu termik zorlanmayı kontrol altında tutmaktır. Bir motor koruma ünitesinin dokümanlarında da aşırı yük, uzun kalkış, kilitli rotor, dengesiz yük ve çok sık kalkış gibi durumlar temel anormal çalışma koşulları arasında belirtilmektedir.
Peki, Nasıl önlenir?
- Motorun yük akımı düzenli olarak takip edilmelidir.
- Motor nominal gücünün üzerinde sürekli çalıştırılmamalıdır.
- Sıcaklık sensörleri ve termik koruma sistemleri kullanılmalıdır.
- Motorun çalıştırdığı ekipmanın mekanik yükü kontrol edilmelidir.
- Sık kalkış yapan uygulamalarda motorun izin verilen kalkış sayısı dikkate alınmalıdır.
- Gerilim Dengesizliği ve Faz Problemleri
Üç fazlı sistemlerde faz gerilimlerinin veya akımlarının dengeli olmaması motor üzerinde ciddi termik stres oluşturabilir.
Özellikle faz kaybı veya belirgin dengesizlik durumlarında motorun bazı bölümlerinde normalin üzerinde ısınma meydana gelebilir.
Negatif sıra bileşenine karşı kullanılan koruma fonksiyonu bu nedenle orta gerilim motorlarında önemli bir koruma fonksiyonudur. Motor koruma ünitesi teknik dokümanında, negatif sıra akımının rotor üzerinde ciddi ısınmaya neden olabileceği belirtilmektedir.
Nasıl önlenir?
Motor çalışırken:
- Faz-faz gerilimleri,
- Faz akımları,
- Gerilim dengesizliği,
- Akım dengesizliği
Düzenli olarak ölçülmeli ve geçmiş değerlerle karşılaştırılmalıdır.
Burada yalnızca “motor çalışıyor mu?” sorusuna değil, “motor normal şartlarda mı çalışıyor?” sorusuna cevap aranmalıdır.
- Sargı İzolasyonunun Yaşlanması
Orta gerilim motorlarında en kritik konulardan biri de sargı izolasyonudur.
İzolasyon; yüksek sıcaklık, nem, kirlenme, elektriksel zorlanmalar, titreşim ve zaman içerisinde oluşan yaşlanma nedeniyle özelliklerini kaybedebilir.
İzolasyon sisteminin zayıflaması başlangıçta motorun çalışmasını tamamen engellemeyebilir. Ancak süreç ilerlediğinde faz-faz veya faz-toprak arızası meydana gelebilir ve motor ciddi şekilde hasar görebilir.
Bu nedenle izolasyonun yalnızca arıza meydana geldikten sonra değil, motor çalışmaya devam ederken de değerlendirilmesi gerekir.
Orta gerilim sargılarının bakımında izolasyon direncinin düzenli olarak ölçülmesi ve sargı sıcaklıklarının takip edilmesi önerilmektedir.
Nasıl önlenir?
- İzolasyon direnci düzenli olarak ölçülmelidir.
- Gerektiğinde PI gibi tamamlayıcı testler uygulanmalıdır.
- Motorun çalışma sıcaklığı takip edilmelidir.
- Nem ve kirlenmeye karşı uygun bakım yapılmalıdır.
- Kritik motorlarda ileri seviye izolasyon durum analizleri değerlendirilebilir.
- Rulman Arızaları
Rulmanlar, motorun mekanik açıdan en kritik parçalarından biridir. Rulman arızalarının nedeni her zaman rulmanın kullanım ömrünü tamamlaması değildir.
Yanlış yağlama, yanlış miktarda gres, kirlenme, nem, aşırı radyal veya eksenel yük, hizalama problemleri ve titreşim rulman ömrünü ciddi şekilde azaltabilir.
Belirtiler nelerdir?
- Rulman sıcaklığında artış
- Artan titreşim
- Normalden farklı mekanik ses
- Motor gövdesinde anormal sıcaklık
- Yağlama aralığının kısalması
Bu belirtilerden biri ortaya çıktığında motorun yalnızca rulmanını değiştirmek yerine, arızanın temel nedeni araştırılmalıdır.
- Kaplin Kaçıklığı ve Mekanik Hizalama Problemleri
Motor ile pompa, fan, kompresör veya redüktör arasında bulunan kaplinin doğru hizalanmaması ciddi mekanik problemlere yol açabilir.
Hizalaması tam olarak yapılamamış Paralel veya açısal kaçıklık;
- Rulman yüklerini artırabilir,
- Titreşimi yükseltebilir,
- Kaplin üzerinde ekstra yük oluşturabilir,
- Motor ve tahrik edilen ekipmanın ömrünü azaltabilir.
Bu nedenle motor montajından sonra yalnızca elektriksel bağlantıların kontrol edilmesi yeterli değildir. Motorun bağlı olduğu tüm şaft hattı birlikte değerlendirilmelidir.
Özellikle kritik uygulamalarda lazerli hizalama gibi hassas yöntemlerin kullanılması önemli bir avantaj sağlar.
- Aşırı Titreşim
Titreşim, motorun bize verdiği en önemli erken uyarı sinyallerinden biridir.
Motorun titreşim değerinin zaman içerisinde yükselmesi;
- Rulman problemi,
- Balanssızlık,
- Kaplin kaçıklığı,
- Gevşeklik,
- Rotor problemi,
gibi çeşitli nedenlere işaret edebilir.
Bu nedenle tek bir titreşim ölçümünden ziyade trend takibi yapılması daha değerlidir.
Motorun titreşimi bugün normal olabilir. Ancak son altı ay içerisindeki trend sürekli yükseliyorsa bu durum dikkate alınmalıdır.
Modern durum izleme teknikleri ve durum izleme (condition monitoring) sistemleri; motor, rulman, rotor ve mekanik montaj problemlerinin erken tespitinde kullanılabilmektedir.
- Soğutma Sisteminin Yetersiz Kalması
Orta gerilim motorlarının yüksek güçlerde çalışması nedeniyle oluşan ısının etkin şekilde uzaklaştırılması gerekir.
Fan, hava kanalları, filtreler veya soğutma sistemindeki herhangi bir problem motor sıcaklığının yükselmesine neden olabilir.
Bazen motor aşırı yük altında değildir; ancak soğutma yeterli olmadığı için sıcaklık yine de yükselir.
Bu nedenle:
Motor sıcaklığı = yalnızca yükün sonucu değildir.
Soğutma sisteminin durumu da mutlaka kontrol edilmelidir.
Özellikle kapalı alanlarda çalışan motorlarda ortam sıcaklığı ve havalandırma koşulları da dikkate alınmalıdır.
- Motorun Çok Sık Çalıştırılıp Durdurulması
Büyük güçlü orta gerilim motorlarında kalkış anı önemli bir termik ve mekanik zorlanmadır.
Motorun çok kısa aralıklarla tekrar tekrar çalıştırılması, sargıların ve rotorun ciddi şekilde ısınmasına neden olabilir.
Motor koruma sistemlerinde kalkış süresi, kilitli rotor ve izin verilen kalkış sayısı gibi parametrelerin dikkate alınmasının nedeni budur. Bir motor koruma ünitesinin, motor koruma yaklaşımında da uzun kalkış, kilitli rotor ve kalkış sayısının kontrolü özel koruma fonksiyonlarıyla ele alınmaktadır.
Bu nedenle otomasyon sisteminde motorun:
- Kaç kez çalıştığı,
- Kalkış süresi,
- Son duruşundan ne kadar sonra yeniden çalıştırıldığı
İzlenmelidir.
- Kötü Elektriksel Bağlantılar
Motorun besleme kablosu, hücre bağlantıları, terminaller ve topraklama sistemi de düzenli olarak kontrol edilmelidir.
Gevşek veya hatalı bir bağlantı;
- Lokal ısınmaya,
- Gerilim düşümüne,
- Faz dengesizliğine,
- Ark oluşumuna,
- İzolasyon hasarına
Neden olabilir.
Özellikle yüksek güçlü motorlarda termal kamera ile yapılan periyodik kontroller, bağlantı noktalarındaki anormal sıcaklıkların erken fark edilmesine yardımcı olabilir.
- Motor Koruma Sisteminin Yanlış Ayarlanması
Çok iyi bir motor, yanlış ayarlanmış bir koruma sistemi nedeniyle yine de zarar görebilir.
Motor koruma rölesinin ayarları motorun;
- Nominal akımına,
- Kalkış akımına,
- Kalkış süresine,
- Termik kapasitesine,
- Yük karakteristiğine,
- Şebeke yapısına,
- Topraklama sistemine
Uygun şekilde belirlenmelidir.
Orta gerilim motorlarında kullanılan koruma fonksiyonları uygulamaya göre değişebilmekle birlikte; aşırı yük, kısa devre, toprak arızası, uzun kalkış, kilitli rotor ve faz dengesizliği gibi durumların tespit edilmesi temel amaçlar arasındadır.
Buradaki önemli nokta şudur:
Koruma rölesinin varlığı tek başına yeterli değildir. Doğru seçilmiş ve doğru ayarlanmış olması gerekir.
Motor Arızalanmadan Önce Hangi Sinyalleri Verir?
Bir orta gerilim motorunun arızasını önlemenin en etkili yollarından biri, motorun çalışma değerlerini sürekli veya periyodik olarak takip etmektir.
| Gözlenen değişiklik | Olası problem |
| Motor sıcaklığı artıyor | Aşırı yük / soğutma problemi |
| Rulman sıcaklığı yükseliyor | Yağlama / rulman / hizalama problemi |
| Titreşim artıyor | Balans / rulman / kaplin problemi |
| Faz akımları dengesiz | Elektriksel besleme veya sargı problemi |
| İzolasyon direnci düşüyor | Nem / kirlenme / izolasyon yaşlanması |
| Kalkış süresi uzuyor | Aşırı yük / mekanik sıkışma |
| Motor sık sık açıyor | Koruma ayarı / elektriksel veya mekanik problem |
| Çalışma sesi değişiyor | Rulman veya mekanik problem |
Burada en önemli yaklaşım trend analizidir.
Örneğin rulman sıcaklığının 70 °C olması tek başına yeterli bilgi vermeyebilir. Ancak aynı rulmanın sıcaklığının son üç ayda 55 °C’den 70 °C’ye yükselmiş olması önemli bir uyarı olabilir.
Orta Gerilim Motorlarında Kestirimci Bakım Neden Önemli?
Geleneksel bakım yaklaşımı çoğunlukla belirli zaman aralıklarında bakım yapmaya dayanır.
Ancak modern endüstride giderek daha fazla kullanılan yaklaşım condition-based maintenance, yani durum bazlı bakımların yapılması, izlenmesi takip edilmesidir.
Bu yöntemde motorun gerçek çalışma durumu ölçülür ve bakım ihtiyacı elde edilen verilere göre belirlenir.
Örneğin:
Titreşim + sıcaklık + akım + izolasyon + çalışma geçmişi
Birlikte değerlendirilerek motorun mevcut durumu hakkında daha doğru bir değerlendirme yapılabilir.
Bu yaklaşımın en büyük avantajı, motorun gerçekten arızalanmasını beklemeden müdahale edebilme imkânıdır.
Orta Gerilim Motorları İçin Önerilen Bakım Kontrolleri
Motorun kritiklik seviyesine göre bir bakım programı oluşturulabilir.
Günlük / Operasyonel Kontroller
- Motor akımı
- Motor sıcaklığı
- Rulman sıcaklığı
- Anormal ses
- Anormal titreşim
- Koruma rölesi alarm kayıtları
Periyodik Elektriksel Kontroller
- Faz-faz gerilimleri
- Faz akımları
- Gerilim ve akım dengesizliği
- İzolasyon direnci
- Topraklama sistemi
- Kablo ve terminal bağlantıları
Periyodik Mekanik Kontroller
- Titreşim analizi
- Rulman durumu
- Yağlama
- Kaplin hizalaması
- Temel ve bağlantı civataları
- Soğutma sistemi
Kritik Motorlarda İleri Seviye Kontroller
- İzolasyon durum analizi
- Kısmi boşalma ölçümleri
- Rotor analizi
- Sürekli titreşim izleme
- Online sıcaklık takibi
- Uzaktan durum izleme (condition monitoring)
Sonuç: Motoru Korumak, Arızayı Beklememekle Başlar
Orta gerilim motorlarının arızalanmasının tek bir nedeni yoktur.
Elektriksel problemler, aşırı yük, izolasyon yaşlanması, rulman problemleri, titreşim, hizalama hataları, yetersiz soğutma ve yanlış koruma ayarları birbirinden bağımsız veya birbirini tetikleyen problemler olarak ortaya çıkabilir.
En önemli nokta ise şudur:
Birçok motor arızası, motor tamamen durmadan önce kendisini belli eder.
Sıcaklık birkaç derece artabilir.
Titreşim zaman içerisinde yükselir.
Akımlar arasındaki fark büyüyebilir.
İzolasyon direnci düşebilir.
Rulmandan gelen ses değişebilir.
Kalkış süresi uzayabilir.
Bu sinyaller düzenli olarak ölçülür, kaydedilir ve doğru şekilde analiz edilirse büyük bir arıza meydana gelmeden önce müdahale etmek mümkün olabilir.
Bu nedenle orta gerilim motorlarında bakım anlayışı:
“Arıza olduğunda müdahale et”
Yaklaşımından,
“Arıza oluşmadan belirtileri tespit et ve planlı müdahale et”
Yaklaşımına dönüştürülmelidir.
Çünkü kritik bir motor için en ucuz bakım, çoğu zaman plansız duruşa dönüşmeden önce yapılan bakımdır.
Kısaca;
Orta gerilim motorlarının ömrünü uzatmak için:
- Motoru doğru seçin.
- Doğru koruma sistemi kullanın.
- Koruma rölesi ayarlarını doğru yapın.
- Sıcaklık ve akımı düzenli takip edin.
- Titreşim trendlerini izleyin.
- Rulman ve yağlama sistemini kontrol edin.
- Kaplin hizalamasını ihmal etmeyin.
- İzolasyon durumunu periyodik olarak değerlendirin.
- Soğutma sistemini temiz ve çalışır durumda tutun.
- Kritik motorlarda kestirimci bakım ve durum izleme (condition monitoring) uygulayın.
Sonuç olarak; orta gerilim motorunun güvenilirliği yalnızca motorun kalitesiyle değil, motorun nasıl seçildiği, monte edildiği, korunduğu, çalıştırıldığı ve izlendiğiyle belirlenir.
OG motorlarına yolverme çözümleri, OG motorunuzun durumlarını izleme, motor koruma ünitesi veya SCADA yazılımı üzerinden trend alınması, istenen motorların takip edilmesi, raporlanması gibi çözüm arayışlarınıza, sizleri dinleyerek çözüm üretebiliriz. Bizlere +90 216 3113069 nolu telefonlardan veya www.cedetas.com.tr adresinden ulaşabilirsiniz.
