Một PLC, HMI, máy tính hay biến tần đang chạy bình thường rồi bất ngờ khởi động lại thường khiến việc tìm lỗi trở nên khá khó khăn. Lúc có người đến đo, nguồn điện có thể đã trở lại bình thường nên đồng hồ vạn năng vẫn hiển thị một mức điện áp hoàn toàn bình thường.
Đây cũng là lý do những lần kiểm tra tại chỗ đôi khi chưa đủ để giải thích sự cố, đáng quan tâm là khoảng thời gian ngay trước lúc thiết bị reset. Một lần sụt áp rất ngắn, một xung quá áp hoặc biến động nguồn xảy ra đúng thời điểm đó có thể đã biến mất trước lúc người kỹ thuật tiến hành đo.
Thiết bị tự reset có nhất thiết do bản thân máy bị lỗi?
Không hẳn. Nguồn điện cấp cho thiết bị cũng cần được xem xét trước khi kết luận lỗi thuộc về PLC, HMI, biến tần hay bộ nguồn.
Các thiết bị điện tử và bộ điều khiển công nghiệp có mức độ nhạy khác nhau trước biến động điện áp. Một lần sụt áp có thể khiến bộ điều khiển mất nguồn hoặc khởi động lại, trong khi các thiết bị khác trên cùng đường điện vẫn tiếp tục hoạt động. Fluke cũng ghi nhận sụt áp và tăng áp ngắn hạn có thể làm thiết bị điện tử hoạt động sai hoặc khiến rơ-le tác động ngoài ý muốn.
Bởi vậy, câu hỏi cần giải quyết không đơn giản là “máy nào bị lỗi?” mà nên chuyển thành “nguồn điện tại thời điểm máy lỗi đã xảy ra chuyện gì?”
Một lần sụt áp rất ngắn cũng có thể khiến máy dừng
Sụt áp là hiện tượng điện áp RMS giảm xuống dưới mức bình thường trong một khoảng thời gian nhất định. IEEE 1159 mô tả voltage sag là sự giảm điện áp RMS xuống khoảng 0,1 đến 0,9 pu, kéo dài từ 0,5 chu kỳ đến 1 phút.
Với dây chuyền tự động hóa, khoảng thời gian này có thể đủ để tạo ra vấn đề. Ví dụ dễ hiểu, một động cơ công suất lớn khởi động khiến dòng điện tăng mạnh, sự cố ngắn mạch ở một nhánh khác hoặc thao tác đóng cắt tải lớn đều có thể tạo ra biến động điện áp. Nếu mức sụt áp vượt quá khả năng chịu đựng của bộ nguồn hoặc mạch điều khiển, PLC hay biến tần có thể chuyển sang trạng thái bảo vệ và dừng hoạt động.
Sau đó điện áp phục hồi, thiết bị tự khởi động lại và mọi thứ có vẻ bình thường, đó cũng là tình huống khiến lỗi trở nên khó truy tìm nhất.
Để hiểu rõ hơn về sụt áp, tham khảo tại: Sụt áp là gì? Vì sao điện áp bị giảm và cách xử lý trong hệ thống điện
Vì sao đo điện áp bằng đồng hồ thông thường đôi khi không tìm ra lỗi?
Giả sử thiết bị tự reset lúc 10:35:27, kỹ thuật viên kiểm tra lúc 10:40. Điện áp đo được có thể vẫn ở mức bình thường, bởi sự cố đã kết thúc từ vài giây hoặc vài chu kỳ trước đó.
Đồng hồ đo cầm tay cho biết trạng thái điện tại thời điểm đo, còn máy phân tích chất lượng điện năng có thể ghi lại diễn biến của nguồn điện trong một khoảng thời gian dài và lưu các sự kiện bất thường để xem lại sau. Đây là khác biệt quan trọng khi xử lý những lỗi xảy ra không theo quy luật.
Máy phân tích chất lượng điện năng tìm nguyên nhân bằng cách nào?
Cách làm khá trực tiếp, bạn kết nối các đầu đo điện áp và kẹp dòng tại tủ điện cấp nguồn cho thiết bị thường xuyên bị reset, sau đó cho máy ghi dữ liệu trong thời gian đủ dài để chờ sự cố xuất hiện trở lại.
Với Thiết bị phân tích chất lượng điện năng đến từ Fluke, người dùng có thể thiết lập các điều kiện kích hoạt để máy ghi lại những sự kiện như sụt áp, tăng áp, mất điện, biến động dòng điện và quá độ điện áp. Thiết bị cũng có khả năng lưu dạng sóng trước và sau sự kiện để xem diễn biến xảy ra tại thời điểm bất thường. Nhờ vậy, thay vì dựa vào lời mô tả kiểu “máy tự tắt khoảng vài giây rồi bật lại”, kỹ sư có thể đối chiếu thời điểm reset với dữ liệu điện tương ứng.
Nhìn vào dữ liệu thế nào để biết lỗi đến từ nguồn điện?
Một vài dạng dữ liệu có thể giúp khoanh vùng nguyên nhân khá nhanh, điện áp đồng loạt giảm mạnh trên các pha rồi phục hồi có thể cho thấy một sự kiện sụt áp hoặc gián đoạn nguồn. Nếu thời điểm này trùng với lúc PLC, HMI hoặc máy tính công nghiệp khởi động lại, nguồn điện trở thành một hướng điều tra đáng chú ý.
Dòng điện tăng mạnh ngay trước khi điện áp giảm lại gợi ý một hướng khác. Một tải lớn khởi động, sự cố trên một nhánh điện hoặc hiện tượng ngắn mạch có thể tạo ra biến động dòng và kéo theo sụt áp. Đây là kiểu dữ liệu đặc biệt hữu ích khi nhà máy có nhiều động cơ công suất lớn hoạt động đồng thời.
Điện áp xuất hiện xung quá độ trong thời gian rất ngắn cũng cần được xem xét. Các quá độ điện áp có thể liên quan đến đóng cắt tải hoặc sét và có khả năng khiến thiết bị điện tử dừng hoạt động dù đồng hồ đo thông thường không kịp ghi nhận.
Không được phép bỏ qua sóng hài khi thiết bị reset lặp lại
Sụt áp không phải nguyên nhân duy nhất cần xem xét. Nhà máy sử dụng nhiều biến tần, bộ nguồn điện tử, máy tính công nghiệp hoặc các tải phi tuyến có thể xuất hiện méo dạng sóng và sóng hài.
Máy phân tích chất lượng điện năng cho phép theo dõi thêm các thành phần như điện áp, dòng điện, công suất, sóng hài và độ mất cân bằng. Khi sự cố xảy ra lặp đi lặp lại vào những thời điểm nhất định, việc đối chiếu các dữ liệu này có thể giúp nhận ra mối liên hệ giữa tải đang hoạt động và hiện tượng thiết bị reset, một trong những lý do một lần đo tại chỗ thường chưa đủ cho những lỗi xuất hiện ngẫu nhiên.
Tham khảo một số tin liên quan:
Theo Dõi Điện Năng Tiêu Thụ 3 Pha Liên Tục Để Biết Nhà Máy Đang Dùng Điện Ra Sao
Đi tìm nguyên nhân mất điện ngắn hạn bằng máy phân tích điện năng
Nên đặt máy đo ở đâu để tìm lỗi nhanh hơn?
Vị trí đo ảnh hưởng khá nhiều đến khả năng xác định nguyên nhân, nếu đặt máy tại tủ điện tổng, kỹ sư có thể biết nguồn cấp chung của nhà máy có xuất hiện biến động hay không. Đưa điểm đo xuống tủ phân phối cấp trực tiếp cho dây chuyền hoặc thiết bị lỗi sẽ giúp thu hẹp phạm vi điều tra hơn.
Với một sự cố phức tạp, có thể thực hiện đo ở hai vị trí và so sánh thời điểm xuất hiện sự kiện. Nếu biến động đã xuất hiện từ nguồn phía trước rồi mới truyền xuống tải, hướng kiểm tra sẽ khác với trường hợp bất thường chỉ xuất hiện tại nhánh cấp cho một máy cụ thể. Cách bố trí này đặc biệt hữu ích khi nhiều thiết bị cùng gặp hiện tượng reset nhưng chưa rõ nguyên nhân nằm ở nguồn điện chung hay từng nhánh tải.
Bao lâu nên ghi dữ liệu?
Không có một khoảng thời gian cố định cho mọi nhà máy. Nếu lỗi xuất hiện vài lần mỗi ca, thời gian ghi có thể ngắn hơn. Với sự cố chỉ xảy ra vài ngày hoặc vài tuần một lần, máy cần được duy trì đo lâu hơn để bắt được đúng thời điểm bất thường.
Quan trọng hơn, thời gian ghi phải đủ dài để bao phủ các trạng thái vận hành có khả năng gây lỗi như khởi động động cơ lớn, đóng cắt tụ bù, chuyển nguồn hoặc thay đổi tải.
Một thiết bị tự khởi động lại không nên được xem ngay là lỗi phần cứng. Nếu hiện tượng xảy ra ngẫu nhiên, bước kiểm tra nguồn điện có thể giúp loại bỏ hoặc xác nhận một hướng nguyên nhân quan trọng trước khi tiến hành thay thế linh kiện.
Quy trình có thể bắt đầu bằng việc xác định chính xác thiết bị nào gặp lỗi, thời điểm xảy ra và tần suất lặp lại. Sau đó, máy phân tích chất lượng điện năng được đặt tại điểm cấp nguồn để ghi dữ liệu liên tục. Khi thiết bị reset lần tiếp theo, kỹ sư đối chiếu thời gian xảy ra với các sự kiện sụt áp, mất điện, quá độ, biến động dòng hoặc sóng hài.
Cách làm này biến một lỗi “thỉnh thoảng máy tự reset” thành một vấn đề có dữ liệu để phân tích, từ đó giúp đội ngũ bảo trì quyết định nên tiếp tục theo dõi nguồn, kiểm tra nhánh tải, xem lại thiết bị điều khiển hay tìm nguyên nhân từ phía lưới điện.
EMIN cung cấp các dòng máy phân tích chất lượng điện năng phục vụ đo và ghi dữ liệu điện 3 pha, phù hợp cho quá trình truy tìm những sự cố điện xảy ra ngắt quãng tại nhà máy, xưởng sản xuất và các hệ thống tự động hóa.
Kết luận ngắn gọn: Khi thiết bị tự khởi động lại mà chưa tìm được nguyên nhân, ghi lại chất lượng nguồn điện tại đúng thời điểm sự cố xảy ra là một trong những cách hữu ích để xác định liệu sụt áp, mất điện thoáng qua, quá độ hay biến động dòng có liên quan đến lỗi hay không.
