Các xung âm thanh trong các trạm bơm nước

Các xung điện của trạm bơm thường xuất phát từ thiết bị điện phi tuyến tính như bộ chuyển đổi đầu vào của động cơ biến tần, thay vì từ chính dòng chảy nước. Đánh giá chúng dựa trên kết hợp bơm hoạt động liên tục, sự thay đổi tốc độ, hoạt động dự phòng và cấu hình nguồn dự phòng được phép. Đo điện áp và xung điện áp tại các đầu cấp và giao diện cấp điện liên quan trước khi lựa chọn biện pháp giảm thiểu. Tỷ lệ xung điện áp cao trên một máy bơm có tải nhẹ không đảm bảo được sự tuân thủ tổng thể của trạm hoặc dòng điện điều chỉnh cần thiết. Phân biệt xung điện áp với sự hình thành cavitation, rung động cơ học và các vấn đề kiểm soát áp suất, những vấn đề này cần có bằng chứng và biện pháp riêng.

Phân tích bố trí điện và vận hành của trạm bơm

Hãy bắt đầu với sơ đồ một dòng đã được xác nhận. Xác định nguồn cấp điện, máy biến áp, bảng điện, đầu vào bơm, bố trí đầu vào động cơ, thiết bị điều khiển và bất kỳ thiết bị nào để điều chỉnh hệ số công suất hiện có. Hãy lưu ý xem những máy bơm nào có thể hoạt động cùng nhau và trạm có sử dụng máy phát điện, nguồn cấp điện dự phòng hay thiết bị chuyển đổi tự động không.

Không nên kết luận thiết kế của bộ chuyển đổi chỉ dựa trên sự có mặt của động cơ điều khiển tần số biến. Các bộ phận đầu vào như máy biến dòng, bộ lọc thụ động và đầu kết nối phía trước có thể là tùy chọn hoặc chỉ dành riêng cho từng model. Hãy ghi lại những thiết bị thực sự được lắp đặt, bao gồm cả thiết bị bypass. Một động cơ ở chế độ bypass và một động cơ dưới sự điều khiển tốc độ điện tử có thể có các điều kiện điện trở khác nhau dù chúng đều vận hành cùng một máy bơm.

Thêm bản đồ vận hành: vai trò nhiệm vụ và trạng thái chờ hoạt động, lưu lượng và áp suất yêu cầu, phạm vi tốc độ bơm, điều kiện bể chứa và trình tự hoạt động đã được phê duyệt. Mục tiêu là kết nối các phép đo với các điều kiện vận hành có thể lặp lại. Một nhãn tải chung như hoạt động bình thường là không đủ khi trạm phải thay đổi giữa một máy bơm trong đêm và nhiều máy bơm khác trong thời điểm nhu cầu cao nhất.

Chọn các bang có nhiệm vụ đại diện

Phân tích các máy bơm công suất riêng lẻ, các kết hợp được phép, hoạt động ở tốc độ thấp điển hình và mức công suất cao hơn đại diện. Nếu nhiều máy bơm cùng vận hành, hãy xác định các máy móc và động cơ thực tế đang hoạt động trong mỗi mẫu thử. Công suất tương tự trên nhãn không đảm bảo được hoạt động tương tự về dòng điện đầu vào, đặc biệt khi các thế hệ hoặc tùy chọn ổ đĩa khác nhau đã được lắp đặt theo thời gian.

Phân biệt các giai đoạn chờ và chuyển đổi. Một nguồn cấp điện điều khiển có tải nhẹ hoặc động cơ không tải có thể có tỷ lệ biến dạng lớn nhưng dòng điện thấp. Việc khởi động máy bơm hoặc thay đổi chế độ hoạt động của động cơ có thể tạo ra một sự kiện ngắn hạn không nên nhầm lẫn với tình trạng hài hòa kéo dài. Lưu lại các dấu thời gian và thông tin trạng thái hoạt động đã được kiểm tra của bộ điều khiển.

Đối với các trạm xử lý nước thải và thoát nước, hãy kết nối các thiết bị ghi nhận điện với điều kiện xử lý sẵn có mà không cần phải phát minh ra một chu kỳ làm việc thống nhất. Đối với việc tưới tiêu hoặc phân phối nước, hãy bao gồm các điều kiện theo mùa hoặc nhu cầu liên quan nếu chúng xảy ra trong thời gian khảo sát. Nếu khảo sát không phát hiện ra trạng thái quan trọng nào, hãy liệt kê trạng thái này dưới dạng bằng chứng thiếu và lên kế hoạch kiểm tra sau đó.

Bảng này là kế hoạch điều tra, không phải là tiêu chuẩn chấp nhận số lượng. Nên sử dụng các tiêu chí riêng cho dự án và nhân sự có đủ trình độ để thực hiện mọi kết nối điện hoặc thử nghiệm vận hành. Các thiết bị đo lường và định nghĩa phổ phải tuân theo phương pháp đã thỏa thuận; IEC 61000-4-7 cung cấp hướng dẫn đo lường về tần số hài và tần số tương phản phù hợp.

Các thiết bị đo lượng và nguồn cung cấp chung

Đo chiều dài của đường cấp bơm để xác định lượng cấp của nó và đo lượng cấp chung để hiểu được hành vi của trạm. Trước khi áp dụng các tiêu chí về giao diện cấp, vui lòng thống nhất điểm nối chung với kỹ sư hoặc đơn vị cung cấp có thẩm quyền. Cả bảng điện vào và thiết bị đầu cuối ổ điện riêng lẻ không phải là các vị trí tương thích tự động.

Sử dụng các cảm biến dòng điện và kết nối điện áp phù hợp với thiết bị được cấu hình cho mạng thực tế. Kiểm tra tỷ lệ biến áp dòng điện, cực và pha. Việc lắp đặt và tháo rời cần tuân thủ các quy trình an toàn điện tại địa điểm. Một trạm bơm có thể vẫn còn nguy hiểm ngay cả khi một máy bơm cụ thể đã ngừng hoạt động; không nên coi trạng thái chờ hoạt động là sự cách ly điện an toàn.

Đối với các phép đo đồng thời, hãy sắp xếp thời gian theo đúng tiêu chuẩn và sử dụng các phương pháp đo lường tương tự. Trong trường hợp chỉ có một thiết bị phân tích sẵn có, hãy ghi lại những hạn chế của các phép đo riêng biệt và chọn các trạng thái hoạt động có thể được tái tạo một cách an toàn. Hướng dẫn vị trí đặt đồng hồ đo chất lượng điện Giúp xác định vị trí lên dòng và vị trí phụ dòng.

Bảo toàn độ biến dạng điện áp, phổ dòng điện, dòng điện cơ bản, điện áp hài và công suất hoạt động và phản kháng. Bao gồm vị trí của thiết bị trong mọi bản xuất dữ liệu. Một báo cáo không bao gồm điểm đo không thể phân biệt được đáng tin cậy vấn đề do máy bơm gây ra với sự biến dạng đến từ tải khác hoặc tải khác trên cùng một máy biến áp.

Đọc tỷ lệ phần trăm hiện tại với tải công suất hoạt động

THDi so sánh dòng điện hài hòa với dòng điện cơ bản được ghi nhận trong cùng một phép đo. Khi dòng điện cơ bản trở nên nhỏ, tỷ lệ này có thể tăng lên ngay cả khi dòng điện hài hòa giảm đi. Điều này khá phổ biến đến mức cần phải thực hiện kiểm tra rõ ràng khi hoạt động ở mức công suất thấp, nhưng điều này không có nghĩa là mọi trạm đều có cùng một quy trình.

Để minh họa, tổng dòng RMS của hệ thống điện áp xoay chiều 3 A với dòng cơ bản 15 A cho ra 20% THDi. Một trạng thái khác với tổng dòng xoay chiều 1 A và dòng cơ bản 2 A cho ra 50%. Trạng thái thứ hai có tỷ lệ phần trăm cao hơn và dòng điện xoay chiều thấp hơn. Những giá trị minh họa này không phải là dữ liệu từ trạm đo, thông số kỹ thuật của CNBYG hay cơ sở để lựa chọn bộ lọc.

TDD sử dụng một tham chiếu hiện tại thỏa thuận thay vì tham số cơ bản tức thời được sử dụng cho THDi. Cần phải tách biệt các thuật ngữ và ghi lại cơ sở nhu cầu. Ngoài ra, cần phải duy trì các thành phần hài hòa riêng biệt. Hai trường hợp có cùng tỷ lệ phần trăm tổng thể có thể cần đánh giá kỹ thuật khác nhau nếu phổ và điều kiện mạng của chúng khác nhau.

IEEE 519-2022 Các vấn đề liên quan đến điều khiển hài hòa tại giao diện cấp nguồn với phạm vi ổn định trạng thái. Các tiêu chí áp dụng phụ thuộc vào vị trí đã thỏa thuận và điều kiện hệ thống. Tránh đưa ra một chỉ số sai lệch dòng điện duy nhất từ một máy phát điện như bằng chứng phổ quát cho thấy toàn bộ trạm bơm đang hoạt động ổn định.

Kiểm tra sự tương tác giữa máy phát và tụ điện

Việc tạo bản sao lưu sẽ thay đổi cấu hình nguồn và có thể làm thay đổi phản ứng của trạm đối với tải không tuyến tính. Xin vui lòng cung cấp tài liệu về máy phát và động cơ, bao gồm tải trọng cho phép và mọi hạn chế đối với thiết bị điều chỉnh. Một thử nghiệm về khả năng cung cấp điện ổn định không đảm bảo tự động xác nhận hoạt động của máy phát.

Lưu lại cấu hình cụ thể của máy phát điện, trạng thái hoạt động của các máy bơm và vị trí của thiết bị điều chỉnh hiện có. Thực hiện chỉ những thử nghiệm được phê duyệt nhằm duy trì các yêu cầu về quy trình và an toàn của trạm. Nếu tình trạng dự phòng khẩn cấp không thể được kiểm tra trong chuyến thăm hiện tại, hãy chờ đợi việc chấp nhận tình trạng đó trước khi áp dụng biện pháp phỏng đoán dựa trên các phép đo của nhà cung cấp dịch vụ.

Các cụm tụ điện hiện có cũng cần được đánh giá. Các tụ điện thông thường cung cấp khả năng bù công suất phản kháng; chúng không phải là thiết bị loại bỏ phổ biến các xung điện. Khả năng kháng mạng và tương tác giữa tụ điện cần được đánh giá kỹ trước khi bổ sung bộ lọc thụ động, thay đổi cụm tụ hoặc lựa chọn thiết bị điều chỉnh mới. Việc điều chỉnh phải tuân theo thiết kế đã được xác nhận, chứ không phải là tỷ lệ phần trăm ước lượng.

Giữ cho việc chẩn đoán về hệ thống thủy lực và điện tử tách biệt nhau

Tiếng ồn, độ rung, quá nóng hoặc hoạt động không ổn định có thể có nhiều nguyên nhân. Sự hình thành không khí trong bồn, sự căn chỉnh cơ học, vòng bi, các điểm vận hành không phù hợp và hành vi kiểm soát áp suất đòi hỏi phải tiến hành khảo sát cơ học hoặc quy trình. Các phép đo hài hòa có thể hỗ trợ chẩn đoán điện, nhưng không thể độc lập xác định được lỗi thủy lực hoặc biện pháp khắc phục.

So sánh thời điểm lỗi với các ghi chép điện và nhật ký quá trình. Nếu điện áp bus thay đổi khi một thiết bị không liên quan hoạt động, hãy điều tra nguyên nhân. Nếu một vấn đề xảy ra với một máy bơm bất kể điều kiện cung cấp, hãy xem xét lại các ghi chép cơ học và điều khiển của máy bơm đó. Không có trường hợp nào cho phép bỏ qua các biện pháp bảo vệ hoặc thay đổi logic điều khiển mà không có sự tham gia của các chuyên gia có thẩm quyền.

Tương tự như vậy, các xung đầu vào cấp thấp khác với các hiệu ứng chuyển mạch ở phía động cơ và nhiễu điện từ. Hãy tuân thủ hướng dẫn của nhà sản xuất động cơ về cáp động cơ, cách che chắn, nối đất và các bộ lọc liên quan. Việc cải thiện độ méo dòng điện đầu vào không chứng minh rằng mọi vấn đề liên quan đến mạng điều khiển hoặc cảm biến đã được giải quyết.

Chọn phương án giảm nhẹ trong nhiệm vụ sửa chữa

Hãy bắt đầu với bộ chuyển đổi đã được cài đặt và các thành phần đầu vào được hỗ trợ bởi nhà sản xuất. Một bộ phản hồi, một giải pháp thụ động, một đầu cuối hoạt động và một bộ lọc hài hòa hoạt động có các chức năng và hạn chế khác nhau. Hãy so sánh sự phù hợp của chúng với phạm vi tải thực tế, cấu hình nguồn và các quy trình bảo trì thay vì xếp hạng chúng theo danh sách sản phẩm chung chung.

Có thể xem xét sử dụng bộ lọc hài hoạt động khi phổ dòng điện đo được và đánh giá mạng lưới hỗ trợ. Cường độ dòng điện cần điều chỉnh của bộ lọc này xuất phát từ nhiệm vụ trong điều kiện hoạt động đại diện, chứ không đơn thuần là tổng dòng điện ghi trên nhãn hiệu động cơ. Kiểm tra các chức năng, đáp ứng, bố trí lắp đặt và giới hạn môi trường của mô hình đã chọn với tài liệu kỹ thuật.

The Trang sản phẩm CNBYG AHF Cung cấp kết nối sản phẩm phù hợp cho yêu cầu. Yêu cầu báo giá liên quan đến hồ sơ của trạm và điểm kết nối thực tế. Hướng dẫn vị trí tuyển dụng AHF CT Hỗ trợ việc bố trí cảm biến, đây là một phần của việc triển khai thành công chứ không phải là việc thêm vào sau này.

Hình ảnh tham khảo sản phẩm minh họa việc kiểm tra bên ngoài không có nguồn điện. Nó không hiển thị hệ thống dây điện của trạm bơm đã được phê duyệt, không gian lắp đặt, cũng như các thông số hoạt động đã được đo lường. Để đưa ra các quyết định đó, vui lòng sử dụng tài liệu kèm theo thiết bị đã chọn và thiết kế cụ thể cho từng địa điểm.

Xác lập một hồ sơ chấp nhận và duy trì có thể lặp lại

Trước khi lắp đặt, hãy xác định các trạng thái thử nghiệm ban đầu và cuối cùng. Sử dụng các vị trí đo lường, cài đặt thiết bị và kết hợp vận hành tương tự khi có thể. Ghi lại bất kỳ sự thay đổi không thể tránh khỏi nào trong nhu cầu nước, tốc độ bơm hoặc cấu hình nguồn để so sánh không bị cho là trùng lặp khi không phải như vậy.

So sánh điện áp hài hòa với các chỉ số biến dạng tương ứng cùng với hành vi của điện áp, các báo động của thiết bị và hoạt động bình thường của quá trình. Một THDi thấp hơn trong một trạng thái tải khác không đủ để chứng minh sự cải thiện. Cần lưu giữ trạng thái hoạt động của bộ lọc trong nhật ký và lưu giữ các khoảng thời gian khi bộ lọc không khả dụng thay vì loại bỏ các mẫu không thuận tiện.

The Hướng dẫn xác nhận hiệu suất của AHF Cung cấp một khuôn khổ hỗ trợ cho việc so sánh điện. Việc chấp nhận cũng nên xác nhận rằng các biện pháp chuyển đổi công suất, trạng thái chờ và dự phòng đã được phê duyệt vẫn hoạt động bình thường. Việc chấp nhận về tính ổn định không thay thế việc vận hành máy bơm, việc chấp nhận máy phát hoặc các kiểm tra điện theo quy định.

Để bảo trì, hãy giữ nguyên đường cơ sở được chấp nhận, bản vẽ hiện tại, cài đặt riêng cho mô hình và các tệp thử nghiệm. Hãy xem lại các sự kết hợp bơm đã thay đổi, việc thay thế động cơ và các báo động thiết bị khi nhà máy được sửa đổi. Một thử nghiệm thành công trước đây vẫn là bằng chứng về cấu hình đã được thử nghiệm, chứ không phải là đảm bảo cho việc lắp đặt đã thay đổi.

Học tập thêm: các tiêu chuẩn và giám sát

Bài giảng NPTEL IIT Delhi sau đây về Chất lượng Điện: Tiêu chuẩn và Giám sát hỗ trợ việc lựa chọn các đại lượng đo lường và các ranh giới chấp nhận. Nó cung cấp giáo dục kỹ thuật tổng quát hơn là hướng dẫn về quy trình lắp đặt trạm bơm hoặc xác nhận của nhà cung cấp.

Xem Power Quality: Tiêu chuẩn và giám sát

Các câu hỏi thường gặp

Liệu chính máy bơm nước có tạo ra các xung âm thanh không?

Nguyên nhân chính có thể là bộ chuyển đổi đầu vào của ổ đĩa hoặc thiết bị điện phi tuyến khác. Xác định bộ chuyển đổi đã được lắp đặt và đo lường đường dẫn điện; chỉ riêng các triệu chứng về lưu lượng nước không thể xác định được sự biến dạng hài hòa.

Có phải một thử nghiệm bơm không tải có thể đại diện cho toàn bộ trạm không?

Không. Tóm tắt các sự kết hợp nhiệm vụ đại diện, phạm vi tốc độ và các quy trình cung cấp liên quan. Lưu giữ các trạng thái hoạt động không được ghi nhận và tránh đưa ra tuyên bố chấp nhận đối với các điều kiện chưa được đánh giá.

Công suất lọc phải bằng tổng dòng điện của động cơ không?

Không phải tự động. Xác định nhiệm vụ sửa chữa dựa trên dòng điện hài được đo và các chức năng và giới hạn đã được xác nhận của thiết bị được chọn. Cường độ dòng điện trên bảng thông tin của động cơ không phải là phương pháp thay thế trực tiếp cho quá trình đánh giá đó.

Liệu một bộ lọc hài hòa có thể chữa được hiện tượng cavitation hay tất cả các rung động không?

Không. Sự hình thành các luồng không khí và các rung động cơ học cần có quy trình và bằng chứng cơ học riêng. Sử dụng các hồ sơ sự kiện điện để điều tra sự đóng góp của điện, đồng thời vẫn duy trì sự phân biệt giữa các nguyên nhân gây ra sự kiện.