Giải pháp giám sát - quản lý tiêu thụ điện năng

GIẢI PHÁP GIÁM SÁT TIÊU THỤ ĐIỆN NĂNG TOÀN DIỆN – BỎ GHI TAY, TĂNG HIỆU SUẤT VẬN HÀNH

1. Ứng dụng thực tế

  • Vị trí lắp đặt:
    • Vị trí đo dòng: Luồn trực tiếp quanh thanh cái (busbar) hoặc các tuyến cáp động lực trong tủ phân phối chính (MSB), tủ trạm biến áp, tủ phân phối nhánh (DB) và các tủ máy.
    • Vị trí bên trong tủ điện: Gắn bộ chuyển đổi tín hiệu RCMC trên thanh ray DIN rail TS 35.
    • Mặt cánh tủ điện: Khoét lỗ gắn đồng hồ đo điện năng đa năng hiển thị trực tiếp các thông số U, I, P, Q, Cos phi, kWh.
    • Phòng vận hành / điều hành: Cài đặt phần mềm giám sát điện năng QND PLUS trên máy tính hoặc máy chủ để thu thập dữ liệu từ xa.
  • Đối tượng và Mục đích bảo vệ, giám sát:
    • Giám sát liên tục phụ tải của các thiết bị tiêu thụ công suất lớn: động cơ chính, máy nén khí, hệ thống chiller làm lạnh, lò nung, máy ép thủy lực.
    • Tự động hóa việc chốt chỉ số điện theo thời gian thực, xóa bỏ hoàn toàn rủi ro sai sót và tốn nhân công khi kỹ thuật viên phải đi ghi chép số điện bằng tay.
    • Phát hiện sớm tình trạng lệch pha, quá tải dòng điện, công suất phản kháng tăng cao để kịp thời xử lý trước khi bị phạt tiền điện lực hoặc xảy ra sự cố nổ cáp.

2. Sơ đồ kiến trúc giải pháp 3 tầng khép kín

Giải pháp vận hành theo quy trình thu thập và xử lý tín hiệu tự động:

  • Tầng 1 – Cảm biến đo dòng không xâm lấn (Biến dòng dạng dây Rogowski Weidmuller): Cuộn dây mềm được luồn ôm quanh thanh cái hoặc cáp điện có sẵn mà không cần ngắt điện hay tháo đầu cốt cáp, phát ra tín hiệu điện áp mili-vôn (mV) tỷ lệ với dòng điện sơ cấp.
  • Tầng 2 – Đo lường và Chuẩn hóa dữ liệu (Bộ chuyển đổi tín hiệu & Đồng hồ EM220):
    • Bộ chuyển đổi tiếp nhận tín hiệu mV từ cuộn dây Rogowski và chuyển đổi tuyến tính sang tín hiệu dòng 0 đến 1 A AC chuẩn công nghiệp.
    • Đồng hồ điện năng đa năng EM220 nhận tín hiệu dòng và áp, tính toán toàn bộ thông số công suất, điện năng tiêu thụ và truyền dữ liệu qua cổng RS485 Modbus RTU.
  • Tầng 3 – Trực quan hóa và Quản lý năng lượng (Phần mềm QND PLUS): Phần mềm tự động quét dữ liệu từ các đồng hồ qua mạng Modbus, lưu trữ cơ sở dữ liệu, vẽ biểu đồ phụ tải và xuất báo cáo tự động cho ban quản lý.

3. Danh mục thiết bị và Thông số kỹ thuật trong giải pháp

A. Biến dòng (CT) dạng dây Rogowski – Weidmuller RCMA Series

  • Dải dòng điện đo lường: Đo hiệu quả từ 100 A đến 5000 A.
  • Chiều dài dây cáp tín hiệu gắn sẵn: 4.5 mét.
  • Nguyên lý: Cảm ứng từ trường dạng cuộn dây mềm mở, tín hiệu ngõ ra dạng mV, không bị bão hòa từ tính.
  • Các kích thước tùy chọn theo đường kính:
    • Model RCMA-B22-D70-4.5 (Mã đặt hàng: 2593340000): Đường kính trong vòng dây 70 mm.
    • Model RCMA-B22-D125-4.5 (Mã đặt hàng: 2593350000): Đường kính trong vòng dây 125 mm.
    • Model RCMA-B22-D175-4.5 (Mã đặt hàng: 2593360000): Đường kính trong vòng dây 175 mm.

B. Bộ chuyển đổi tín hiệu – Weidmuller RCMC Series

  • Model: RCMC-5000-1A-P (Mã đặt hàng: 2593400000)
  • Tín hiệu ngõ vào: Nhận trực tiếp tín hiệu mV từ các cuộn dây Weidmuller Rogowski RCMA Series.
  • Tín hiệu ngõ ra chuẩn hóa: 0 đến 1 A AC tuyến tính.
  • Cấp chính xác: Nhỏ hơn 0.5% trên toàn dải đo.
  • Điện áp nguồn cấp: 24 VDC.
  • Kiểu lắp đặt: Dạng mô-đun siêu mỏng gắn thanh ray DIN rail TS 35.

C. Đồng hồ đo điện năng đa năng – Weidmuller EM220 Series

  • Model: EM220-RTU-4DI2DO (Mã đặt hàng: 7760051005)
  • Kích thước mặt tủ: 96 x 96 mm chuẩn công nghiệp.
  • Dải đo điện áp: Pha – Pha (L-L) từ 50 đến 600 VAC; Pha – Trung tính (L-N) từ 50 đến 345 VAC.
  • Dòng điện ngõ vào định mức: Nhận tín hiệu qua biến dòng CT 1 A hoặc 5 A.
  • Độ chính xác đo lường: Cấp chính xác Class 0.5.
  • Cổng truyền thông: Cổng RS485 chuẩn giao thức Modbus RTU.
  • Kênh I/O tích hợp: Tích hợp sẵn 4 cổng vào số (4DI) để giám sát trạng thái máy cắt/CB và 2 cổng ra số (2DO) để phát cảnh báo ngưỡng.

D. Phần mềm giám sát tiêu thụ điện năng QND PLUS

  • Kiểu kết nối: Thu thập dữ liệu từ các đồng hồ đo điện năng qua đường truyền Modbus RTU.
  • Giao diện hiển thị: Trực quan hóa theo thời gian thực các thông số: Điện áp từng pha, Dòng điện từng pha, Công suất tác dụng P, Công suất phản kháng Q, Hệ số công suất Cos phi, Tần số Hz và Tổng điện năng tiêu thụ kWh.
  • Tính năng báo cáo: Tự động lưu trữ cơ sở dữ liệu, vẽ biểu đồ phụ tải theo giờ, ca sản xuất, ngày, tháng và xuất báo cáo tự động sang định dạng Excel / PDF.
  • Tính năng cảnh báo: Cảnh báo tức thời trên màn hình khi hệ thống chạm ngưỡng công suất phạt hoặc mất cân bằng pha.

4. Bảng tổng hợp cấu hình thiết bị trong giải pháp

Tên thiết bị / Hạng mục Mã sản phẩm Đặc tính kỹ thuật cốt lõi Vị trí lắp đặt
Biến dòng CT dạng dây (70mm) 2593340000 Model RCMA-B22-D70-4.5, đường kính 70 mm, dải đo 100 đến 5000 A Luồn quanh cáp hoặc thanh cái tủ điện
Biến dòng CT dạng dây (125mm) 2593350000 Model RCMA-B22-D125-4.5, đường kính 125 mm, dải đo 100 đến 5000 A Luồn quanh cáp lộ tổng hoặc thanh cái lớn
Biến dòng CT dạng dây (175mm) 2593360000 Model RCMA-B22-D175-4.5, đường kính 175 mm, dải đo 100 đến 5000 A Luồn quanh thanh cái phân phối chính MSB
Bộ chuyển đổi tín hiệu 2593400000 Model RCMC-5000-1A-P, ngõ ra 0 đến 1 A AC, nguồn cấp 24 VDC Gắn trên thanh DIN rail bên trong tủ điện
Đồng hồ điện năng đa năng 7760051005 Model EM220-RTU-4DI2DO, cổng RS485 Modbus RTU, tích hợp 4DI / 2DO Khoét lỗ gắn trên mặt cánh tủ điện 96×96 mm
Phần mềm giám sát điện năng QND PLUS Giám sát Realtime, tự động chốt số điện, báo cáo phụ tải, cảnh báo vượt ngưỡng Cài đặt trên máy tính phòng vận hành / quản lý

5. Đặc điểm nổi bật của giải pháp

  • Thi công không cần cắt điện, không dừng máy: Cảm biến Rogowski dạng dây mềm mở có chốt khóa bấm tháo lắp linh hoạt, cho phép kỹ thuật viên lắp đặt trực tiếp vào các tủ điện đang mang tải mà không phải ngắt điện dây chuyền hay tháo đầu cốt cáp.
  • Lắp đặt tối ưu trong không gian chật hẹp: Thân dây Rogowski dẻo, dễ uốn lách qua các góc hẹp của thanh cái hoặc bó cáp lớn, giải quyết dứt điểm sự bất tiện của các loại biến dòng lõi thép cồng kềnh truyền thống.
  • Độ chính xác cao trên toàn dải tải: Công nghệ cuộn Rogowski của Weidmuller không bị hiện tượng bão hòa từ tính (magnetic saturation), đảm bảo độ tuyến tính và độ chính xác đo lường từ tải nhỏ đến cực đại lên tới 5000 A.
  • Tự động hóa hoàn toàn quy trình số hóa năng lượng: Dữ liệu đo từ đồng hồ EM220 được tự động kéo về phần mềm QND PLUS qua cáp truyền thông Modbus RTU, giúp doanh nghiệp cắt giảm nhân lực kiểm tra định kỳ, chủ động nắm bắt chi phí năng lượng và đáp ứng các tiêu chuẩn quản lý năng lượng ISO 50001.