Giải pháp ồn định chất lượng điện năng UPQ

​

1. VẤN ĐỀ CHẤT LƯỢNG NGUỒN ĐIỆN

Ở các nước công nghiệp phát triển có mạng lưới điện hiện đại. Mặc dù, các nhà cung cấp điện luôn lỗ lực cung cấp một nguồn điện chất lượng cao nhưng hiện tượng quá áp đột ngột (voltage surges) và sụt áp đột ngột (voltage sags) vẫn luôn tiếp diễn như một thực tại của cuộc sống.

Các quá trình tự động hóa ngày càng cao trong công nghiệp hiện đại, đi kèm với nó là sự nhạy cảm về chất lượng nguồn điện càng tăng. Ngay cả một sự kiện ngắn (dưới 1 chu kỳ) cũng có thể gây ngừng sản xuất, làm hỏng sản phẩm, chậm tiến độ giao hàng,...

2. SỰ CỐ SỤT ÁP ĐỘT NGỘT (VOLTAGE SAG) LÀ GÌ?

Một trong những sự cố thường gặp nhất trên lưới điện hiện nay và cũng là sự cố mà hầu hết các nhà máy công nghiệp thường xuyên phải đối mặt đó là hiện tượng sụt áp đột ngột (voltage sag). Đó là hiện tượng điện áp sụt sâu xuống dưới 90% điện áp danh định nhưng hầu như không xuống quá 50% điện áp danh định và nó thường kéo dài 2-10 chu kỳ hoặc 32-200 mili giây.

Nguyên nhân chính gây ra hiện tượng sụt áp đột ngột: Nguyên nhân khách quan (thời tiết, thiên tai, truyền tải, tai nạn,...) và nguyên nhân chủ quan (gây ra bởi sự khởi động hệ thống phụ tải lớn bên trong nội tại nhà máy hoặc nhà máy bên cạnh có chung lưới điện).

Trong đó, nguyên nhân phổ biến nhất gây ra hiện tượng sụt áp đột ngột là do yếu tố thời tiết, nguyên nhân này có thể gặp phải ở bất kỳ một hệ thống lưới điện nào trên toàn thế giới bởi giông bão và sấm sét tác động trực tiếp lên hệ thống truyền tải điện sẽ gây ra hiện tượng sụt áp đột ngột trên diện rộng. Mưa, độ ẩm không khí cao kết hợp với gió lớn cũng có thể xảy ra hiện tượng phóng điện giữa các pha trên đường dây truyền tải và dẫn tới hiện tượng sụt áp đột ngột (nháy điện) xảy ra. 

3. GIẢI PHÁP UPQ (Uninterup Power Quality) KHẮC PHỤC HIỆN TƯỢNG SỤT ÁP ĐỘT NGỘT

Bên trong các nhà máy công nghiệp có rất nhiều những phụ tải quan trọng nhạy cảm: Các động cơ có biến tần hoặc khởi động mềm, các hệ thống có điều khiển lập trình, nguồn điều khiển, rơ le điều khiển, máy SMT, máy CNC, hệ thống tiệt trùng, các dây truyền liên tục,... Các phụ tải này khi bị tác động thường gây thiệt hại lớn tới sản xuất cũng như tuổi thọ của máy móc qua mỗi lần sự cố.

Để bảo vệ các phụ tải nhạy cảm trên, chúng ta có giải pháp UPQ để bảo vệ trước những dao động bất thường của điện áp.

Cấu trúc chính của hệ thống UPQ bao gồm: Bộ chỉnh lưu (Rectifier), bộ nghịch lưu (Inverter) có tích hợp Bypass bên trong và hệ thống siêu tụ điện được nối song song với nguồn điện. Đặc biệt, UPQ không sử dụng acquy như giải pháp UPS truyền thống mà nó sử dụng một phần năng lượng trực tiếp từ lưới điện thông qua hai bộ biến đổi Rectifier và Inverter để điều chỉnh điện áp của lưới. Kết hợp với Siêu tụ điện, hệ thống UPQ sẽ thực hiện bù một phần điện áp cho lưới khi lưới bị sụt áp đột ngột và ngược lại sẽ lấy bớt điện áp của lưới khi lưới bị quá áp đột ngột. Tất cả các công việc điều chỉnh điện áp của lưới đều được UPQ thực hiện trong một khoảng thời gian rất ngắn (< ½ chu kỳ).

 Một số đặc điểm nổi bật của hệ thống UPQ:

• Khắc phục gần như triệt để hiện tượng quá áp và thấp áp đột ngột, ngay cả khi điện áp đầu vào sụt sâu đến 100% điện áp danh định (mất điện tạm thời) thì điện áp đầu ra sau AVC vẫn đảm bảo điện áp tiêu chuẩn ổn định trong ngưỡng ± 1% hoặc ± 2% nhờ cơ chế điều chỉnh online liên tục.
• Phản ứng nhanh với các biến thiên điện áp:

< 250µs: Là thời gian nhận biết về sự thay đổi của điện áp đầu vào

< ½ chu kỳ: Là thời gian để ổn định điện áp đầu ra ở ± 1% hoặc ± 2%

• Hiệu suất hệ thống UPQ thông thường đạt tới trên 98% (với UPS online chuyển đổi kép truyền thống khoảng 92%-94%) giúp tiết kiệm rất nhiều chi phí tổn hao năng lượng trong quá trình vận hành hệ thống.
• Độ tin cậy: UQP thiết kế dạng mô-đun có mạch Bypass tự động tích hợp sẵn bên trong nên thời gian downtime của phụ tải = 0, thời gian thay thế mô-đun < 30phút.
• Tuổi thọ: AVC được thiết kế dành cho công nghiệp nên tuổi thọ và độ tin cậy cao, khả năng chịu quá tải trong công nghiệp lớn.
• Chi phí bảo dưỡng: AVC không dùng acquy nên không mất chi phí thay acquy định kỳ, không gian lắp đặt nhỏ gọn, không yêu cầu môi trường làm việc khắt khe như đối với hệ thống UPS truyền thống.

4. CÁCH THỨC LỰA CHỌN GIẢI PHÁP UPQ PHÙ HỢP

Căn cứ vào mức độ sụt áp của lưới điện, căn cứ vào đặc thù riêng của từng loại phụ tải, có hai giải pháp UPQ để chúng ta lựa chọn:

• UPQ bảo vệ cho từng phụ tải quan trọng, nhạy cảm với điện áp.
• UPQ bảo vệ cho toàn nhà máy.