Nhà máy điện 480 VHệ thống nối đất

Bộ chuyển mạch chính

UPS PDU Máy chủ

Tủ điện 480 V

Bộ khởi động Mạch ngắt

Mạch ngắt

Kiểm tra các tụ bù công suất

Động cơ

Mạch ngắt

Bộ truyền động động cơ có thể điều chỉnh tốc độ

Động cơ

Chuyển mạch truyền

Bảng điện 480 V/ 277 V

Bảng điện 120 V/ 202 V

Thắp sáng

Máy biến áp

Máy phát điện trong trường hợp khẩn cấp

Ổ cắm

000124

CAT II 300 V

CAT III 1000 V

CAT IV 600 V

T ừ t h ư v i ệ n k ỹ t h u ậ t s ố c ủ a F l u k e @ w w w . f l u k e . c o m / l i b r a r y

TÀI LIỆU ỨNG DỤNG

Năng suất là chìa khóa để tồn tại trong môi trường cạnh tranh toàn cầu ngày nay. Khi bạn nghĩ về các đầu vào cơ bản của sản xuất - thời gian, nhân công và nguyên vật liệu - bạn có thể thấy rằng tối ưu hóa gần như không có nhiều sự chú ý. Bạn có 24 giờ một ngày, chi phí nhân công tốn kém và bạn không có nhiều lựa chọn về nguyên vật liệu. Do đó, mỗi công ty phải sử dụng quy trình tự động hóa để đạt được nhiều đầu ra hơn từ cùng số lượng đầu vào nếu không sẽ chết dần.

Khi phụ thuộc vào tự động hóa, quy trình này lại đòi hỏi có nguồn năng lượng sạch. Các vấn đề về chất lượng điện có thể khiến các quy trình và thiết bị hỏng hoặc không hoạt động. Và hậu quả có thể là từ việc chi phí năng lượng tăng quá mức đến hoàn toàn dừng hoạt động. Rõ ràng, chất lượng điện là điều rất quan trọng.

Chi phí của chất lượng điện năng kém

2 Fluke Corporation Chi phí của chất lượng điện kém

Sự phụ thuộc lẫn nhau của các hệ thống khác nhau làm tăng sự phức tạp cho các vấn đề về chất lượng điện. Máy tính của bạn tốt, nhưng mạng lại hỏng do đó không ai có thể đặt vé máy bay hoặc nộp báo cáo chi phí. Quy trình vận hành chính xác nhưng hệ thống HVAC lại bị hỏng buộc sản xuất phải dừng lại. Các hệ thống nhiệm vụ quan trọng tồn tại trên khắp nhà máy đến doanh nghiệp. Và các vấn đề về chất lượng điện có thể khiến các cơ sở này dừng hoạt động bất cứ lúc nào. Nếu xảy ra thì thường đó sẽ là thời gian tồi tệ nhất có thể.

Các vấn đề về chất lượng điện đến từ đâu? Hầu hết bắt nguồn từ bên trong nhà máy. Các nguyên nhân có thể là do có vấn đề với:• Lắp đặt—nối đất hoặc định tuyến

không phù hợp hoặc phân phối với quy mô nhỏ hơn bình thường.

• Vận hành—thiết bị vận hành bên ngoài phạm vi thông số kỹ thuật thiết kế.

• Giảm thiểu sự cố—tấm chắn không phù hợp hoặc không hiệu chỉnh hệ số công suất.

• Bảo trì—các đường nối đất hoặc cách điện cho cáp xuống cấp.

Thậm chí cả thiết bị được lắp đặt và bảo trì tại một cơ sở được thiết kế tốt cũng có thể gây ra các vấn đề về chất lượng điện năng khi máy móc đó trở nên cũ đi.

Các dụng cụ Fluke 430 Series II có thể đo trực tiếp lượng điện lãng phí do chất lượng điện năng kém gây ra. Những dụng cụ này sẽ đo trực tiếp lượng điện năng lãng phí do sóng hài và mất cân bằng điện năng, sau đó định lượng hóa chi phí của điện năng lãng phí đó dựa trên đơn giá điện từ nhà máy điện.

Các vấn đề về chất lượng điện cũng có thể bắt nguồn từ bên ngoài cơ sở. Các sự cố mất điện, sụt điện áp và quá điện áp đều luôn thường trực và có thể xảy ra bất kỳ lúc nào. Rõ ràng, những sự cố này đều gây tốn kém chí phí. Làm thế nào để định lượng hóa chi phí?

Đo chi phí chất lượng điệnCác vấn đề về chất lượng điện ảnh hưởng đến ba lĩnh vực chung là: thời gian chết, vấn đề về thiết bị, chi phí năng lượng.

Bạn là một nhà sản xuất OEM? Nếu bạn không thể giao hàng kịp thời, khách hàng của bạn có thể chuyển sang một nguồn khác có thể thực hiện việc này.

Vấn đề về thiết bịRất khó định lượng chi phí chính xác vì bạn đang tính toán đến nhiều biến số. Liệu động cơ đó có thực sự hỏng ro sóng hài quá mức hay là do nguyên nhân khác? Có phải dây truyền thứ ba đang sản xuất ra phế liệu do có sự thay đổi trong nguồn điện ảnh hưởng đến hoạt động của máy móc không? Để nhận được câu trả lời chính xác, bạn cần làm hai việc:1. Khắc phục sự cố nguyên nhân

cốt lõi.2. Xác định chi phí thực tế.

Thời gian chết Để định lượng các chi phí thời gian chết của hệ thống, bạn cần biết hai thông tin:1. Doanh thu tính theo giờ mà hệ thống

của bạn sản xuất ra.2. Chi phí sản xuất.

Ngoài ra, cân nhắc cả quy trình kinh doanh. Đây là quy trình diễn ra liên tiếp, được sử dụng hoàn toàn (ví dụ như một nhà máy lọc dầu)? Sản phẩm khi sản xuất ra phải được tiêu thụ (ví dụ như một nhà máy điện)? Khách hàng có thể ngay lập tức chuyển sang sản phẩm thay thế nếu như sản phẩm này không có sẵn không (ví dụ như thẻ tín dụng)? Nếu trả lời có cho bất kỳ câu hỏi nào trong số này thì doanh thu bị mất là khó có thể thu hồi.

Hãy xem qua một ví dụ. Nhà máy của bạn sản xuất được 1000 sản phẩm mỗi giwof, mỗi sản phẩm tạo ra 9 đô la doanh thu. Do đó, doanh thu mỗi giờ là 9000 đô la. Nếu chi phí sản xuất của bạn là 3000 đô la mỗi giờ thì lợi nhuận vận hành là 6000 mỗi giờ khi sản xuất hoạt động. Khi sản xuất ngừng hoạt động, bạn mất 6000 đô la lợi nhuận mỗi giờ và bạn vẫn phải trả các chi phí cố định (chẳng hạn như tiền lương và các chi phí quản lý khác). Đó là phí tổn khi hệ thống không hoạt động. Nhưng, thời gian chết cũng có các chi phí khác đi kèm:• Phế liệu. Bạn phải bỏ đi bao nhiêu nguyên liệu thô hoặc thành phẩm đang

trong quá trình xử lý nếu một quy trình không hoạt động?• Khởi động lại. Tốn bao nhiêu tiền để dọn dẹp và khởi động lại hệ thống sau

khi thời gian chết ngoài ý muốn diễn ra?• Nhân công bổ sung. Bạn có phải trả lương làm thêm hoặc thuê nhân công

ngoài để đối phó với sự cố thời gian chết không?

Sau đây là một ví dụ. Nhà máy của bạn sản xuất dây bằng nhựa và phải có độ dày giống nhau. Nhân viên vận hành máy móc liên tục báo cáo tỷ lệ phế liệu ở mức cao vào cuối giờ chiều. Bạn có thể trực tiếp theo dõi chênh lệch trong tốc độ của máy móc để giảm điện áp do tải HVAC quá nhiều gây ra. Người quản lý quá trình vận hành tính toán chi phí phế liệu ròng là 3000 đô la mỗi ngày. Đó là chi phí doanh thu của điện áp thấp. Nhưng đừng quên các chi phí khác, chẳng hạn như các chi phí mà chúng ta đã xác định trong thời gian chết.

3 Fluke Corporation Chi phí của chất lượng điện kém

Đơn vị kilowatt (công suất hữu dụng có sẵn)

Công suất phản kháng (không thể sử dụng)

Số kilowatt do các vấn đề về mất cân bằng

Số kilowatt do các vấn đề về sóng hài

Dòng điện trung tính

Tổng chi phí của số giờ kilowat bị lãng phí

• Động cơ cũ, bộ truyền động cũ và các vấn đề khác liên quan đến động cơ.

• Điện có độ méo cao, có thể gây quá nhiệt trong hệ thống điện.

Bạn có thể tránh các các hao phí hệ số công suất bằng cách hiệu chỉnh hệ số công suất. Nhìn chung, việc này liên quan đến việc lắp đặt các tụ bù. Nhưng, trước hết, hãy hiệu chỉnh độ méo trên hệ thống - các tụ điện có thể gây ra trở kháng thấp đối với sóng hài và việc lắp đặt hiệu chỉnh hệ số công suất không chính xác có thể gây ra cộng hưởng hoặc tụ điện bị cháy. Hãy tham khảo ý kiến của kỹ sư chất lượng điện trước khi hiệu chỉnh hệ số công suất nếu có sóng hài.

Bạn có thể giảm chi phí nhu cầu vào giờ cao điểm bằng cách quản lý tải vào giờ cao điểm. Thật không may, nhiều người bỏ qua một thành phần quan trọng của chi phí này - ảnh hưởng của chất lượng điện đến mức độ sử dụng điện vào giờ cao điểm - và do đó, đánh giá thấp các khoản thanh toán

quá mức. Để xác định chi phí tải thực tế vào giờ cao điểm, bạn cần biết ba thông tin:1. Mức sử dụng điện “bình thường”2. Mức sử dụng “năng lượng sạch”3. Cấu trúc chi phí tải vào giờ cao

điểmBằng việc loại bỏ các vấn đề về chất lượng điện, bạn có thể giảm được quy mô nhu cầu vào giờ cao điểm và có sở mà từ đó các nhu cầu này bắt nguồn. Bằng việc sử dụng quản lý tải, bạn kiểm soát khi nào thiết bị cụ thể vận hành và do đó làm cách nào các tải “xếp chồng lên nhau”. Bây giờ, tòa nhà của bạn tiêu thụ trung bình 515 kWh và tải vào giờ cao điểm là 650 kWh. Nhưng khi bạn thêm quản lý tải để di chuyển một số tải ra vị trí khác và do đó, số lượng tải ít hơn xếp chồng lên nhau cùng một lúc và mức tải vào giờ cao điểm của bạn hiếm khi vượt quá 595 kWh.

Chi phí về năng lượngĐể giảm hóa đơn tiền điện, bạn cần ghi lại xu hướng tiêu thụ và điều chỉnh hệ thống và thời gian tải để giảm một hoặc nhiều điều sau đây.1. Mức sử dụng điện thực tế (kWh)2. Hao phí của hệ số công suất3. Cấu trúc chi phí nhu cầu vào giờ cao

điểmCho đến ngày nay, việc ghi lại chi phí lãng phí năng lượng do các vấn đề về chất lượng điện gây ra là một nhiệm vụ cho hầu hết các kỹ sư chuyên nghiệp. Chi phí lãng phí năng lượng chỉ có thể được tính toán bằng cách thực hiện tính toán các số liệu lớn, một phương pháp đo lãng phí trực tiếp và việc tiền tệ hóa là không thể thực hiện được. Với thuật toán được cấp bằng sáng chế dùng trong các sản phẩm Fluke 430 Series II, lãng phí do các vấn đề về chất lượng điện phổ biến có thể được đo trực tiếp. Bằng cách nhập chi phí năng lượng vào dụng cụ này, chi phí sẽ được tính toán trực tiếp.Bạn có thể giảm mức sử dụng điện năng bằng cách loại bỏ các nguồn không hiệu quả trong hệ thống phân phối của mình. Các nguồn không hiệu quả bao gồm:• Dòng điện trung tính cao do mất cân

bằng tải và sóng hài ba kênh.• Các máy biến áp có lượng tải lớn,

đặc biệt là truyền tải các tải phi tuyến tính.

Hãy xem qua một ví dụ. Nhà máy/khu văn phòng của bạn tiêu thụ trung trùng 570 kWh trong ngày làm việc, nhưng đạt đến mức cao điểm 710 kWh vào hầu hết các ngày. Nhà máy điện tính phí mỗi 10 kWh khi mức tiêu thụ vượt quá 600 kWh trong cả tháng, bất kể thời gian nào bạn vượt quá 600 kWh trong 15 phút đo mức cao điểm. Nếu bạn hiệu chỉnh hệ số công suất, giảm thiểu sóng hài và khắc phục tăng áp và lắp đặt hệ thống quản lý tải, bạn sẽ thấy một bức tranh khác về mức sử dụng điện - một bức tranh mà bạn có thể tính toán số liệu.

• Xem xét các phương pháp bảo trì tốt nhất. Bạn kiểm tra sau đó thực hiện các hành động sửa chữa? Thực hiện khảo sát định kỳ tại các điểm quan trọng - ví dujL kiểm tra điện áp trung tính đến điện áp nối đất và dòng điện nối đất trên các dây dẫn và mạch nhánh quan trọng. Thực hiện khảo sát bằng hồng ngoại đối với thiết bị phân phối. Xác định nguyên nhân gốc rễ của hỏng hóc để bạn có thể ngăn chặn tái diễn.

• Sử dụng giám sát. Bạn có thể thấy các hiện tượng méo điện áp trước khi chúng làm động cơ quá nóng không? Bạn có thể theo dõi điện áp quá độ không? Nếu bạn chưa lắp đặt hệ thống giám sát điện, có thể bạn sẽ không thấy vấn đề tiềm ẩn - nhưng bạn sẽ thấy thời gian chết khi nó diễn ra.

Tại điểm này, bạn cần xác định chi phí phòng ngừa và khắc phục - sau đó so sánh với chi phí của chất lượng điện năng thấp. Việc so sánh này sẽ cho phép bạn đánh giá việc đầu tư cần thiết để khắc phục các vấn đề về chất lượng điện. Vì đây phải là một nỗ lực diễn ra liên tục, sử dụng công cụ phù hợp để bạn có thể tự kiểm tra được chất lượng điện của hệ thống của mình và giám sát hệ thống, chứ không phải đi thuê ngoài. Ngày nay, việc đó có thể thực hiện được với mức chi phí cực kỳ hợp lý - và nó luôn có chi phí it hơn nhiều so với chi phí thời gian chết.

4 Fluke Corporation Chi phí của chất lượng điện kém

Tiết kiệm tiền với chất lượng điện năngBạn đã tính toán được chi phí của chất lượng điện năng kém. Giờ đây, bạn cần biết cách để loại bỏ những chi phí này. Các bước sau đây sẽ giúp bạn đạt được điều đó.• Kiểm tra thiết kế.

Xác định cách tối ưu mà hệ thống của bạn có thể hỗ trợ các quy trình trong nhà máy và bạn cần cơ sở hạ tầng nào đẻ tránh xảy ra lỗi. Xác định công suất của mạch trước thi lắp thiết bị mới. Kiểm tra lại các thiết bị tối trong sau khi thay đổi cấu hình.

• Tuân thủ các tiêu chuẩn. Ví dụ: kiểm tra hệ thống nối đất để đảm bảo tuân thủ IEEE-142. Kiểm tra hệ thống phân phối điện để đảm bảo tuân thủ với IEEE-141.

• Kiểm tra bảo vệ hệ thống điện. Việc này bao gồm bảo vệ hệ thống chiếu sáng, TVSS và ngăn đột biến. Những thiết bị này đã được xác định và lắp đặt đúng cách chưa?

• Lấy dữ liệu kiểm tra đường cơ sở trên tất cả các tải. Đây là điều quan trọng đối với bảo trì dự phong và nó cho phép bạn xác định vị trí của các vấn đề đang xảy ra.

• Giảm nhẹ vấn đề. Giảm nhẹ các vấn đề chất lượng điện bao gồm hiệu chỉnh (ví dụ như chỉnh sửa việc nối đất) và đối phó (ví dụ như các máy biến thế có định mức K). Cân nhắc đến điều chỉnh điện năng và điện năng dự phòng.

Fluke. Giữ cho thế giới của bạn. không ngừng vận động.

Fluke CorporationP.O. Box 9090Everett, WA USA 98206Web: www.fluke.com

Representative office of Fluke South East Asia Pte LtdC/O Danaher VietnamGreen Power Tower, 11th Floor Unit 235 Ton Duch Thang Street, District 1 Ho Chi Minh CityVietnamTel: +84-8-2220-5371 (ext 103)Email: info.asean@fluke.comWeb: www.fluke.com/vn

For more information call:In the U.S.A. (800) 443-5853or Fax (425) 446 -5116In Europe/M-East/Africa +31 (0)40 267 5100 orFax +31 (0)40 267 5222In Canada (905) 890-7600 or Fax (905) 890-6866From other countries +1 (425) 446-5500 or Fax +1 (425) 446-5116©2004-2012, 2017 Fluke Corporation. Specifications subject to change without notice. 12/2017 2391563d-vn

Modification of this document is not permitted without written permission from Fluke Corporation.