Giải pháp UPS cho ngành điện

I. Thách thức về nguồn điện trong ngành điện lực

Ngành công nghiệp điện bao gồm các lĩnh vực sản xuất điện, truyền tải, biến áp, phân phối và cung cấp điện. Mỗi khía cạnh đều đặt ra những yêu cầu nghiêm ngặt đối với nguồn cung cấp điện, và bất kỳ sự cố nào cũng có thể dẫn đến suy giảm chất lượng điện hoặc mất điện, gây gián đoạn nghiêm trọng cho nền kinh tế xã hội và cuộc sống của người dân. Dưới đây là những thách thức chính trong nguồn cung cấp điện của ngành công nghiệp điện:

1. Sản xuất điện

Nhà máy điện than: Trong quá trình vận hành, các thiết bị như máy cấp than, máy nghiền than và quạt hút gió cần nguồn điện liên tục. Sự cố mất điện có thể dẫn đến hư hỏng thiết bị và ngừng hoạt động của nhà máy.

Nhà máy thủy điện: Việc điều khiển khởi động và dừng của tuabin nước cùng với việc vận hành cửa xả của đập đòi hỏi nguồn điện ổn định. Sự cố mất điện có thể ảnh hưởng đến sản xuất điện và an toàn phòng chống lũ lụt.

Nhà máy điện hạt nhân: Nhà máy điện hạt nhân đặt ra yêu cầu an toàn cực kỳ cao đối với nguồn cung cấp điện. Các hệ thống an toàn quan trọng như hệ thống làm mát phải hoạt động đáng tin cậy ngay cả khi mạng lưới điện bị sự cố để ngăn chặn rò rỉ phóng xạ.

2. Truyền tải và biến đổi điện năng

Trạm biến áp: Thiết bị chính như biến áp, cầu dao và công tắc ngắt mạch phụ thuộc vào nguồn điện ổn định. Thiết bị phụ như hệ thống bảo vệ rơle và hệ thống tự động hóa cũng cần nguồn điện liên tục để đảm bảo phản ứng nhanh chóng và chính xác khi có sự cố.

Hệ thống truyền tải: Hệ thống giám sát đường dây truyền tải, bao gồm camera và cảm biến, cần nguồn điện đáng tin cậy để cho phép giám sát thời gian thực tình trạng của đường dây.

3. Phân phối điện

Biến áp phân phối: Được đặt ở tuyến đầu của hệ thống cấp điện, biến áp phân phối được phân bố rộng rãi và hoạt động trong môi trường phức tạp. Chúng đòi hỏi độ tin cậy cao và khả năng thích ứng.

Trạm biến áp và phòng phân phối: Trạm biến áp và phòng phân phối đóng vai trò là các nút quan trọng trong hệ thống phân phối điện. Thiết bị đóng cắt và thiết bị bảo vệ của chúng yêu cầu nguồn điện ổn định để đảm bảo phân phối điện đáng tin cậy.

Hệ thống phân phối điện phía khách hàng: Các đơn vị sử dụng điện quan trọng như bệnh viện và trung tâm dữ liệu yêu cầu nguồn điện liên tục từ lưới điện. Ngay cả những sự cố mất điện tạm thời cũng có thể gây ra những tổn thất nghiêm trọng.

II. Giải pháp UPS cho ngành công nghiệp điện - Tổng quan

Giải pháp UPS nhằm cung cấp nguồn điện liên tục (UPS) chất lượng cao, độ tin cậy cao cho các thiết bị và hệ thống quan trọng trong ngành điện. Giải pháp này đảm bảo hoạt động ổn định trong các giai đoạn sản xuất, truyền tải, biến đổi, phân phối và cung cấp điện, nâng cao độ tin cậy của hệ thống điện và chất lượng điện, đồng thời đảm bảo nguồn điện an toàn và liên tục.

III. Thiết kế kiến trúc hệ thống

1. Hệ thống UPS tập trung quy mô lớn cho các cơ sở quan trọng

Trong các nhà máy điện và trạm biến áp quy mô lớn, các hệ thống UPS tập trung quy mô lớn được triển khai để cung cấp điện cho các hệ thống điều khiển quan trọng, thiết bị truyền thông và các thiết bị giám sát.

2. Hệ thống UPS nhỏ phân tán tại các nút quan trọng

Trong các hệ thống phân phối và các điểm tích hợp năng lượng phân tán, các hệ thống UPS nhỏ phân tán được lắp đặt. Các hệ thống này đảm bảo nguồn điện độc lập và đáng tin cậy cho thiết bị tại các nút khác nhau, nâng cao tính linh hoạt và độ tin cậy của nguồn điện.

3. Hệ thống Quản lý Năng lượng Tích hợp

Hệ thống quản lý năng lượng tích hợp được thiết lập để giám sát và quản lý tập trung các hệ thống UPS trên toàn bộ quy trình sản xuất, truyền tải, biến đổi, phân phối và cung cấp điện. Hệ thống này cho phép giám sát trạng thái thiết bị UPS theo thời gian thực, điều khiển tập trung và quản lý thông minh, từ đó nâng cao hiệu quả hoạt động và độ tin cậy của hệ thống điện.

IV. Lựa chọn và cấu hình hệ thống UPS

1. Tính toán chính xác nhu cầu công suất

Thực hiện một cuộc điều tra và thống kê toàn diện về tiêu thụ điện năng của các thiết bị quan trọng trong nhà máy điện, trạm biến áp và hệ thống phân phối. Dựa trên công suất định mức của thiết bị, mô hình sử dụng và nhu cầu mở rộng trong tương lai, tính toán chính xác tổng công suất UPS cần thiết.

2. Thiết kế dự phòng hợp lý

Xét đến vai trò quan trọng của nguồn điện trong ngành điện lực, việc thiết kế dự phòng cho công suất UPS là điều cần thiết. Thông thường, công suất UPS được lựa chọn nên nằm trong khoảng 1,2 đến 1,5 lần công suất tính toán để đảm bảo nguồn điện ổn định cho việc bổ sung thiết bị mới và sự phát triển kinh doanh trong tương lai.

3. Cấu hình pin

Xác định thời gian dự phòng pin UPS dựa trên các tình huống ứng dụng và yêu cầu xử lý sự cố mất điện khẩn cấp. Đối với các hệ thống điều khiển quan trọng trong nhà máy điện và trạm biến áp, thiết lập thời gian dự phòng pin UPS từ 30 đến 60 phút để đảm bảo có đủ thời gian khởi động máy phát điện khẩn cấp và đảm bảo tắt máy an toàn. Đối với thiết bị truyền thông điều độ điện quan trọng và các điểm tích hợp năng lượng phân tán, kéo dài thời gian dự phòng pin lên 2 đến 4 giờ để đáp ứng yêu cầu hoạt động liên tục trong trường hợp mất điện.

V. Các chiến lược bảo vệ thiết bị quan trọng

1. Thiết bị nhà máy điện

Hệ thống UPS cung cấp nguồn điện chính xác cho các hệ thống điều khiển tự động, hệ thống kích thích và thiết bị giám sát trong nhà máy điện. Trong quá trình vận hành bình thường của nguồn điện lưới, chúng đảm bảo hoạt động ổn định của thiết bị và độ chính xác của dữ liệu. Khi nguồn điện lưới bị mất, chúng ngay lập tức chuyển sang nguồn điện từ ắc-quy để duy trì hoạt động liên tục và cho phép thực hiện các quy trình tắt máy an toàn, ngăn ngừa hư hỏng thiết bị và tai nạn.

2. Thiết bị trạm biến áp

Đối với thiết bị trạm biến áp như hệ thống làm mát biến áp, nguồn điện điều khiển thiết bị đóng cắt và thiết bị bảo vệ rơle, hệ thống UPS đảm bảo nguồn điện ổn định trong trường hợp biến động hoặc mất điện từ lưới điện, duy trì tính ổn định của lưới điện và truyền tải điện đáng tin cậy.

3. Hệ thống truyền thông điều độ điện

Hệ thống truyền thông điều độ điện là trung tâm của hệ thống điều độ lưới điện. Hệ thống UPS cung cấp nguồn điện cho các máy chủ của hệ thống tự động hóa điều độ và thiết bị truyền thông. Trong điều kiện hoạt động bình thường của hệ thống điện, chúng đảm bảo hoạt động ổn định của thiết bị và tính toàn vẹn của dữ liệu. Khi nguồn điện lưới bị mất, chúng ngay lập tức chuyển sang nguồn điện từ ắc-quy để duy trì hoạt động liên tục, cho phép nhân viên điều độ truy cập thông tin lưới điện thời gian thực và đưa ra quyết định chính xác, ngăn chặn các sự cố lưới điện và mất điện diện rộng.

VI. Các biện pháp nâng cao khả năng thích ứng với môi trường và độ tin cậy

1. Thiết kế thích ứng với môi trường

Thiết bị UPS được thiết kế với các tính năng bảo vệ để thích ứng với môi trường ngành điện. Tại các nhà máy điện và trạm biến áp, thiết bị UPS có thiết kế bảo vệ cao cấp để ngăn chặn bụi và độ ẩm xâm nhập. Các hệ thống lắp đặt ngoài trời hoặc ở khu vực xa xôi được trang bị các tính năng chống sét, chống ẩm và chống ăn mòn để thích ứng với các điều kiện khí hậu và môi trường đa dạng.

2. Biện pháp nâng cao độ tin cậy

Áp dụng các thiết kế dự phòng như nguồn điện kép và dự phòng song song để nâng cao độ tin cậy của hệ thống UPS. Trong các nhà máy điện và trạm biến áp, nguồn điện kép cho phép chuyển đổi tự động giữa các nguồn điện lưới. Dự phòng song song cho phép nhiều đơn vị UPS hoạt động song song, với các đơn vị khác tiếp quản tải nếu một đơn vị bị hỏng. Tăng cường thiết kế tản nhiệt và độ tin cậy của các thành phần. Thực hiện kiểm tra chất lượng nghiêm ngặt và thử nghiệm lão hóa đối với các thành phần quan trọng như tụ điện, biến áp và mô-đun nguồn. Thiết lập hệ thống bảo trì và kiểm tra định kỳ toàn diện để kịp thời xử lý các vấn đề tiềm ẩn và đảm bảo hoạt động ổn định lâu dài của hệ thống UPS.

VII. Giám sát và quản lý thông minh

1.Chức năng giám sát hệ thống UPS

Hệ thống UPS được trang bị các mô-đun giám sát thông minh, cho phép theo dõi theo thời gian thực các thông số quan trọng như điện áp, dòng điện, tần số, trạng thái pin và điều kiện tải. Các thông số này được hiển thị qua giao diện giám sát, giúp nhân viên nhanh chóng nắm bắt tình trạng của thiết bị UPS và điều kiện cấp điện. Khi xảy ra sự cố, hệ thống giám sát sẽ ngay lập tức kích hoạt cảnh báo âm thanh và hình ảnh, đồng thời gửi thông tin cảnh báo đến nhân viên qua tin nhắn SMS hoặc email, đảm bảo phản ứng kịp thời để ngăn chặn hư hỏng thiết bị và mất điện.

2. Giám sát và quản lý từ xa

Sử dụng công nghệ mạng, hệ thống UPS hỗ trợ giám sát và quản lý từ xa. Nhân viên có thể giám sát trạng thái thiết bị UPS từ xa và thực hiện các thao tác như cài đặt thông số và chẩn đoán sự cố thông qua trình duyệt web hoặc ứng dụng di động, từ đó nâng cao hiệu quả quản lý và tốc độ phản ứng. Hệ thống UPS cũng cho phép giám sát và quản lý tập trung nhiều thiết bị trong các lĩnh vực sản xuất điện, truyền tải, biến áp, phân phối và cung cấp điện. Chúng có thể thu thập và phân tích dữ liệu vận hành từ thiết bị UPS, cung cấp cơ sở cho việc bảo trì thiết bị và tối ưu hóa quản lý. Điều này giúp nâng cao hiệu quả vận hành và độ tin cậy của hệ thống điện.

VIII. Cài đặt và triển khai

1. Chuẩn bị trước khi lắp đặt

Trước khi lắp đặt thiết bị UPS, hãy tiến hành kiểm tra chi tiết hệ thống cấp điện, hệ thống dây điện và hệ thống tiếp đất. Đảm bảo chất lượng nguồn điện từ lưới điện đáp ứng yêu cầu đầu vào của UPS và hệ thống tiếp đất hoạt động đáng tin cậy. Ngoài ra, đánh giá môi trường lắp đặt để đảm bảo thiết bị UPS được lắp đặt tại các vị trí có thông gió tốt, mức bụi thấp và nhiệt độ phù hợp.

2. Phát triển Kế hoạch Lắp đặt

Dựa trên bố trí nhà máy điện, trạm biến áp hoặc hệ thống phân phối điện và phân bố thiết bị, lập kế hoạch lắp đặt UPS chi tiết. Kế hoạch này cần bao gồm vị trí đặt thiết bị, đường dẫn dây điện và thứ tự lắp đặt để đảm bảo quá trình lắp đặt diễn ra suôn sẻ.

3. Các bước lắp đặt hệ thống UPS

Tuân thủ các hướng dẫn lắp đặt thiết bị UPS và quy trình tiêu chuẩn. Lắp đặt các bộ chủ UPS, tủ pin và tủ phân phối, và kết nối dây theo thông số kỹ thuật. Đảm bảo các kết nối an toàn và cách điện đúng cách để tránh các vấn đề như tiếp xúc kém hoặc chập điện.

4. Kiểm tra và nghiệm thu hệ thống

Sau khi lắp đặt, tiến hành kiểm tra và vận hành thử nghiệm toàn diện thiết bị UPS. Kiểm tra điện áp, dòng điện, tần số và các thông số khác của đầu vào/đầu ra để đảm bảo chúng đáp ứng yêu cầu kỹ thuật của thiết bị. Thực hiện các thử nghiệm sạc và xả pin để xác minh dung lượng và thời gian dự phòng của pin. Tạo các tình huống mô phỏng sự cố mất điện lưới để kiểm tra khả năng chuyển đổi giữa nguồn điện lưới và nguồn pin của hệ thống UPS. Đảm bảo thời gian chuyển đổi đáp ứng yêu cầu kỹ thuật và hệ thống UPS có thể cung cấp nguồn điện liên tục cho các thiết bị quan trọng trong trường hợp mất điện lưới.

IX. Vận hành và bảo trì

1. Nhiệm vụ bảo trì hàng ngày

Xây dựng kế hoạch bảo trì hàng ngày và phân công nhân viên chuyên trách để kiểm tra định kỳ thiết bị UPS. Kiểm tra tình trạng bên ngoài của thiết bị, trạng thái hoạt động và theo dõi các thông số để phát hiện và xử lý kịp thời các vấn đề.

2. Bảo dưỡng pin

Thường xuyên kiểm tra tình trạng bên ngoài và điện áp của ắc-quy. Thực hiện các thử nghiệm sạc/xả và bảo dưỡng ắc-quy để đảm bảo hiệu suất hoạt động và kéo dài tuổi thọ sử dụng.

3. Bảo dưỡng định kỳ và kiểm tra

Thực hiện bảo trì và kiểm tra định kỳ thiết bị UPS theo chu kỳ cố định, chẳng hạn như mỗi sáu tháng hoặc hàng năm. Thực hiện kiểm tra toàn diện các bộ phận của thiết bị, thay thế các bộ phận đã cũ và đảm bảo UPS đáng tin cậy hoạt động.

4. Vệ sinh thiết bị và loại bỏ bụi bẩn

Thường xuyên vệ sinh thiết bị UPS và loại bỏ bụi bẩn khỏi các bộ phận bên trong và hệ thống tản nhiệt để đảm bảo tản nhiệt hiệu quả và ngăn ngừa sự cố thiết bị do quá nhiệt.

5. Xây dựng Kế hoạch Ứng phó Khẩn cấp

Xây dựng kế hoạch ứng phó khẩn cấp cho sự cố thiết bị UPS để xác định các quy trình khẩn cấp, trách nhiệm và nhân viên liên hệ. Kế hoạch nên bao gồm các biện pháp cấp nguồn khẩn cấp, quy trình tắt và khởi động lại thiết bị, cũng như các biện pháp an toàn để giảm thiểu tác động của sự cố đối với nguồn cấp điện.

6. Các bài tập ứng phó khẩn cấp

Thường xuyên tổ chức các cuộc diễn tập khẩn cấp để nâng cao khả năng ứng phó của nhân viên với sự cố thiết bị UPS và cải thiện sự phối hợp trong tình huống khẩn cấp. Thông qua các cuộc diễn tập, hoàn thiện kế hoạch ứng phó khẩn cấp để đảm bảo phản ứng nhanh chóng và hiệu quả trước các sự cố, bảo vệ sự ổn định của nguồn điện.

Tóm lại, giải pháp UPS của chúng tôi dành cho ngành điện lực giải quyết các thách thức về nguồn điện mà các lĩnh vực sản xuất, truyền tải, biến đổi, phân phối và cung cấp điện phải đối mặt. Bằng cách cung cấp nguồn điện liên tục (UPS) chất lượng cao và độ tin cậy cao, giải pháp này đảm bảo hoạt động ổn định của các thiết bị và hệ thống quan trọng trong ngành điện lực. Điều này nâng cao độ tin cậy của hệ thống điện và chất lượng điện, đảm bảo nguồn điện an toàn và liên tục, đồng thời đảm bảo hoạt động ổn định của ngành điện lực.