Báo cáo Chất lượng điện năng đo thực tế các tải tại một nhà máy điển hình

Thứ bảy - 04/06/2016 09:35

Báo cáo Chất lượng điện năng đo thực tế các tải tại nhà máy khách hàng Fluke 

  1. Khảo sát tại tủ trung tâm

Tại tủ trung tâm, nhóm đo tiến hành khảo sát nhánh tải có biến tần có vấn đề. Tuy nhiên lúc này biến tần chưa chạy nên chỉ đánh giá chung trước về công suất và sóng hài.Trước tiên, dùng chức năng đo công suất và năng lượng Power & Energy, nhận thấy hệ số công suất chung và cosθ của nhánh này thấp. Giá trị đo cũng chứng minh thành phần công suất phản kháng lơn hơn công suất hữu công nhiều. Lí do là có nhiều tải động cơ đã cũ.

Báo cáo Chất lượng điện năng

Hệ số công suất (Power Factor – PF) thấp: 0.43

Báo cáo Chất lượng điện năng

Cosθ thấp: 0.41

Các tải motor là động lực chính trong công nghiệp và tiêu thụ lượng điện lớn. NEMA và CEE (Consortium for Energy Efficiency – Liên đoàn cho hiệu quả sử dụng năng lượng ) thống kê số tiền điện sử dụng trong suốt tuổi thọ động cơ lên đến 100 lần giá thành động cơ. Và các hiệp hội trên khuyến khích dùng motor có hệ số công suất cao hơn 0.9.Trong trường hợp này có thể dùng tụ bù cục bộ tại tải để tăng hiệu quả tiết kiệm điện. Ngoài ra, sử dụng các động cơ mới có hệ số công suất cao hơn cũng sẽ giúp tiết kiệm điện. Dùng chức năng Tính Tổn Hao Năng Lượng- Energy Loss Calculator để phân tích tổn hao và đánh giá hiệu quả kinh tế.

Báo cáo Chất lượng điện năng

Tổn hao năng lượng tại nhánh tải này khi chưa có tải chạy

Trong chức năng này, giá trị tổn hao điện năng do đâu ( do đường dây, do công suất phản kháng Reactive, do mất cân bằng Unbalance, do sóng hài Distortion, do dòng trung tính Neutral) sẽ được thể hiện rõ.Dùng giá tiền điện 1800 đ/kWh (nhập dạng ngắn là 1.80 /kWh) . Và con số tổn hao tổng cộng đưa ra là  kVND 8.66/y. Vậy tổn hao tính thành tiền là 8.66 x 1000 x 1000 = 8.660.000 VND / năm. Đây là tổn hao của nhánh tải này khi các biến tần chưa chạy, chủ yếu do công suất phản kháng.

Tiếp theo, dùng chức năng Harmonics, khảo sát nhiễu do sóng hài tại nhánh tải này. Giá trị Tổng biến dạng sóng hài (THD) cho biết tình trạng của sóng hài trong nhánh tải.

Báo cáo Chất lượng điện năng

Sóng hài điện áp tại tủ chính tốt (THD < 5%)

Báo cáo Chất lượng điện năng

Sóng hài dòng điện cũng tôt (THD <15%) khi không chạy tải

  1. Khảo sát tiếp nhánh tải gần đó, có tải đang chạy

Dùng chức năng Sóng hài – Harmonics này, khảo sát tiếp nhánh tải khác gần đó

Báo cáo Chất lượng điện năng

Sóng hài điện áp tại nhánh tải 2 tốt

Báo cáo Chất lượng điện năng

Sóng hài dòng điện tại nhánh tải 2 có nhiều thành phần, vẫn trong mức cho phép (THD < 15%)

Báo cáo Chất lượng điện năng

Công suất sóng hài có giá trị âm (-) cho thấy sóng hài do tải sinh ra

Chức năng Harmonics , công suất sóng hài còn cho biết sóng hài phát sinh từ đâu. Khi giá trị công suất sóng hài dương (+) là do từ nguồn, âm (-) là do tải

Báo cáo Chất lượng điện năng

Tổn hao điện năng trên nhánh tải 2 – chủ yếu do công suất phản kháng và sóng hài Distortion

Và với chức năng Energy Loss Calculator, chúng ta đã tính được tổn hao kVND 20.5 / y tức là 20.5 x 1000 x 1000 = 20.500.000 đ / năm

Báo cáo Chất lượng điện năng

Máy Fluke 435-II ghi nhận một sự kiện sụt áp đến 200V trên pha C

Ngoài ra, chức năng theo dõi lâu dài – Logger, giúp phát hiện các vấn đề về sự ổn định, bất thường, chập chờn. Như hình trên, máy đã ghi lại sự kiện sụt áp, chính xác xảy ra thời điểm nào, bao lâu (0.148 giây) trên pha C và có cường độ 200.3V.

  1. Khảo sát các biến tần 1

Báo cáo Chất lượng điện năng

Sóng hài điện áp cao khi đo biến tần 1 (THD = 36.7 %) với các thành phần cao bậc 5,7,11

Tổng biến dạng sóng hài (Total Harmonic Distortion – THD) cho dòng điện là 38.8%

Theo chuẩn IEEE 519 về sóng hài trong hệ thống điện (IEEE Standard 519, IEEE Recommended Practices and Requirements for Harmonic Control in Power System), THD cho dòng điện không nên vượt quá tối đa 15%. Vượt quá giá trị này sẽ gây ra:

  • Làm nóng thiết bị, do sóng hài bậc 5 cao gần 30% theo hình. Sóng hài bậc 5 tạo ra mômen quay ngược trong cuộn dây motor làm nóng động cơ và giảm tuổi thọ.
  • Có khả năng làm nhiễu loạn các thiết bị cùng nhanh tải
  • Làm nóng máy biến áp cấp cho tải. Các máy biến áp thường được thiết kế để vận hành tải tuyến tính (sóng sin).
  • Làm tổn hao điện năng vì sóng hài cao tần cũng tốn năng lượng mà không sinh công hữu ích

Báo cáo Chất lượng điện năng

Giá trị thành phần sóng hài bậc 5 cao (36-36%)

Báo cáo Chất lượng điện năng

Dạng sóng dòng điện tại biến tần 1 bị méo dạng, không còn hình sin

Sóng hài lớn gây ra hậu quả tức thời & lâu dài là nóng thiết bị và tổn hao năng lượng, giảm tuổi thọ thiết bị motor, máy biến áp. Ngoài ra nhiều trường hợp các tải gây ra sóng hài tăng thêm trong nhà máy hoặc vận hành đồng thời cũng là nguyên nhân gây các vấn đề nhiễu loạn, nhảy CB bất thường, ảnh hưởng các hệ thống điện tử v.v.Dùng máy Fluke 435-II để áp dụng bảo trì dự phòng, phát hiện vấn đề sớm, ngăn chặn và khắc phục sự cố. Cách khắc phục sóng vấn đề sóng hài là dùng bộ lọc (harmonic trap filter, active filter), hoặc nâng cấp máy biến áp (K-rated transformer, phase shift transformer)

Untitled 17 300x225

Sóng hài dòng điện pha C màu xanh tăng cao bất thường (bậc 5 quá 50%)

Hình trên là giá trị đo trước bộ lọc. Như vậy giá trị đo sau và trước bộ lọc không có sự khác nhau. Điều này cho thấy hiệu quả của bộ lọc không rõ rệt.

  1. Khảo sát tại biến tần 2, có hiện tượng nhiễu loạn

Tại đây, đã phát hiện sóng hài cao gấp nhiều lần mức cho phép (THD > 90%), gấp 6 lần cho phép. Đồng thời giá tri đo sau và trước bộ lọc cũng không khác nhau nhiều.

Untitled 18 300x225

Sóng hài dòng điện tại biến tần 2 quá cao (THD 91.4%, bậc 5 hơn 50%)

Untitled 19 300x225

Giá trị thành phần sóng hài bậc 5 của biến tần 2

Untitled 20 copy 300x225

Dạng sóng dòng điện tại biến tần 2 méo và biến dạng lớn, chênh lệch giữa các pha

Bản thân biến tần 2 có giá trị sóng hài quá cao và bộ lọc thì không có hiệu quả rõ.

  1. Kết luận:

Với máy Phân tích Chất Lượng điện năng và năng lượng 3 pha Fluke 435-II, các vấn đề về chất lượng điện năng như sóng hài, mất cân bằng, dòng khởi động, gai điện, v.v. được thấy rõ cũng như là ứng dụng cụ thể trong chương trình tiết kiệm năng lượng khi mà giá điện ngày một tăng.Sau khi thưc hiện đo và khảo sát với máy Fluke 435-II, chúng ta đã có những số liệu rất rõ ràng để đánh giá tình trạng của 2 biến tần quan tâm về mức độ méo, nhiễu của chúng. Các chức năng khách của Fluke 435-II đã giúp khảo sát sự ổn định của hệ thống điện, cosθ, phát hiện các hiện tượng bất thường bất cứ khi nào chúng xảy ra  và kể cả việc tính toán công suất, năng lượng, tổn hao điện năng để thực hiện các chương trình tiết kiệm điện năng.

Tác giả bài viết: Long Nguyễn

Tổng số điểm của bài viết là: 20 trong 4 đánh giá

Xếp hạng: 5 - 4 phiếu bầu
Click để đánh giá bài viết

  Ý kiến bạn đọc

Danh mục sản phẩm

Facebook
Thống kê
  • Đang truy cập64
  • Máy chủ tìm kiếm2
  • Khách viếng thăm62
  • Hôm nay2,832
  • Tháng hiện tại54,306
  • Tổng lượt truy cập2,444,189
Bạn đã không sử dụng Site, Bấm vào đây để duy trì trạng thái đăng nhập. Thời gian chờ: 60 giây