Tại sao điện áp AC220V giảm xuống AC80V? Lỗi van bi điện do sụt áp trên đường dây 600 mét

Trong các hệ thống điều khiển tự động hóa công nghiệp, việc vận hành đáng tin cậy của van bi điện là rất quan trọng đối với an toàn và hiệu quả của quy trình. Nghiên cứu điển hình sau đây phác thảo một ví dụ khắc phục sự cố gần đây, trong đó một van bi điện được lắp đặt trên đường ống dẫn khí trong khu công nghiệp không thể mở hoặc đóng sau khi hoàn thành việc đấu dây. Thông qua kiểm tra có hệ thống và phân tích chuyên nghiệp, nhóm của chúng tôi đã nhanh chóng xác định nguyên nhân gốc rễ và thực hiện một giải pháp hiệu quả. Chúng tôi chia sẻ quy trình dưới đây để tham khảo trong ngành.

Thông số kỹ thuật

• Kịch bản ứng dụng: Đường ống dẫn khí trong khu công nghiệp
• Mục đích: Tắt đường ống dẫn khí chính
• Môi chất: Khí tự nhiên
• Kích thước van: DN300
• Vật liệu thân: WCB
• Kiểu kết nối: Mặt bích
• Tín hiệu điều khiển: Tín hiệu công tắc
• Nguồn điện vận hành: AC220V
• Tuổi thọ thiết kế: 6 năm
• Ngày vận hành: Tháng 12 năm 2024
• Vị trí lắp đặt: Thượng Hải

Sau khi hoàn thành kết nối cáp giữa van bi điện và tủ điều khiển, các nhà khai thác nhận thấy van không mở hoặc đóng theo lệnh. Sự cố này đã vô hiệu hóa chức năng điều tiết của đường ống dẫn khí, ảnh hưởng trực tiếp đến nguồn cung cấp khí đốt bình thường cho các doanh nghiệp trong khu công nghiệp.

Khắc phục sự cố & Phân tích

Nhóm hỗ trợ kỹ thuật của GRAT đã can thiệp kịp thời. Kiểm tra ban đầu xác nhận việc đấu dây chính xác, sau đó là đo lường có hệ thống các thông số điện:

• Điện áp thực tế đo được tại các đầu cuối của bộ truyền động điện chỉ là AC80V, thấp hơn đáng kể so với AC220V.
• Theo công thức công suất P = UI (công suất bộ truyền động là 1,2kW), với công suất không đổi, việc giảm điện áp dẫn đến tăng dòng điện.
• Dòng điện vận hành đo được đạt tới 18A. Dòng điện quá mức này đã kích hoạt bảo vệ quá dòng tích hợp của tủ điều khiển, ngăn không cho van bi điện hoạt động.

Phân tích nguyên nhân gốc rễ:
Sự sụt áp nghiêm trọng chủ yếu là do khoảng cách cáp dài 600–700 mét giữa van bi điện và tủ điều khiển. Trên một khoảng cách dài như vậy để truyền tải điện, sự sụt áp đáng kể đã khiến không thể đáp ứng điện áp cần thiết để khởi động bộ truyền động bình thường.

Các yếu tố chính ảnh hưởng đến sụt áp đường dây bao gồm:

• Vật liệu dây dẫn (ví dụ: cáp lõi đồng có điện trở suất thấp hơn và sụt áp nhỏ hơn)
• Chiều dài đường dây (chiều dài lớn hơn làm tăng sụt áp)
• Tiết diện dây dẫn (diện tích lớn hơn làm giảm điện trở và sụt áp)
• Nhiệt độ môi trường (nhiệt độ cao hơn làm tăng điện trở dây dẫn)

Tình huống này làm nổi bật một cân nhắc thiết kế quan trọng: ngăn ngừa sụt áp quá mức trên các thiết bị van bi điện, đặc biệt là trên các khoảng cách dài.

Giải pháp & Thực hiện

Giải quyết nguyên nhân gốc rễ của lỗi, chúng tôi đã đánh giá hai giải pháp khả thi:

1. Thay đổi định mức điện áp: Sửa đổi điện áp vận hành của bộ truyền động từ AC220V thành AC380V. Mặc dù AC380V cung cấp điện áp ổn định và dòng điện thấp hơn, nhưng tùy chọn này đã bị loại trừ do không có nguồn điện AC380V tại chỗ, chi phí cao để thay thế bộ truyền động và các vấn đề tương thích tiềm ẩn.
2. Di dời tủ điều khiển: Sau khi thảo luận với nhân viên tại chỗ, tủ điều khiển đã được di chuyển gần van bi hơn và việc đấu dây đã được lắp đặt lại. Kiểm tra sau khi di dời đã xác nhận van bi đã hoạt động trở lại bình thường, giải quyết được lỗi.

Kết quả thực hiện:
Sau khi quyết định Giải pháp 2, nhóm xây dựng của chúng tôi đã thực hiện kế hoạch ngay lập tức. Tủ điều khiển đã được định vị lại khoảng 50 mét so với van bi điện. Cáp nguồn và cáp điều khiển mới đã được lắp đặt theo thông số kỹ thuật. Việc gỡ lỗi và thử nghiệm sau khi sửa đổi bao gồm:

• Đo điện áp ở đầu vào của bộ truyền động bằng vôn kế chính xác, xác nhận AC215V ổn định, đáp ứng đầy đủ yêu cầu định mức.
• Kiểm tra dòng khởi động bằng đồng hồ kẹp, cho thấy giá trị đọc ổn định là 8.2A, nằm trong phạm vi hoạt động bình thường.
• Tiến hành nhiều thử nghiệm vận hành mở/đóng, với van bi điện phản hồi chính xác và đáng tin cậy với các tín hiệu điều khiển.

Sau 72 giờ giám sát liên tục, tất cả các thông số hệ thống vẫn ổn định, xác nhận lỗi đã được loại bỏ hoàn toàn. Việc giải quyết thành công này không chỉ khắc phục được sự cố trước mắt mà còn cung cấp những hiểu biết giá trị để lập kế hoạch bố trí các bộ truyền động điện trong các điều kiện tương tự, đóng vai trò là tài liệu tham khảo chính cho thiết kế dự án trong tương lai.

Tóm tắt kinh nghiệm

Trường hợp này nhắc lại rằng trong giai đoạn thiết kế và lắp đặt các hệ thống tự động hóa công nghiệp, việc đánh giá toàn diện các thông số hệ thống điện và bố trí thiết bị là rất cần thiết. Cần đặc biệt chú ý đến:

• Đánh giá chính xác khoảng cách cung cấp điện để ngăn ngừa sự cố thiết bị do sụt áp đường dây.
• Lựa chọn khoa học các thông số kỹ thuật cáp, xem xét các diện tích mặt cắt ngang lớn hơn cho các tình huống truyền tải điện đường dài.
• Đảm bảo lập kế hoạch tích hợp xem xét khớp nguồn, vị trí thiết bị và logic điều khiển.

Quản lý hiệu quả việc sụt áp trên các hệ thống van bi điện là rất quan trọng đối với độ tin cậy. GRAT vẫn cam kết cung cấp các dịch vụ kỹ thuật chuyên nghiệp và phân tích lỗi nghiêm ngặt, cung cấp các giải pháp van điều khiển đáng tin cậy để đảm bảo an toàn, ổn định và hiệu quả của các hệ thống công nghiệp. Chúng tôi hoan nghênh các yêu cầu và sự hợp tác từ khách hàng trên nhiều lĩnh vực khác nhau.