Giữ cho máy bơm nước tiếp tục hoạt động trong thời gian mất điện

LƯU Ý: Các cơ sở xử lý nước đang phải đối mặt với những thách thức nghiêm trọng về tính liên tục của nguồn điện. Một Bộ lưu điện công nghiệp trực tuyến mang lại sự bảo vệ toàn diện cho các hệ thống phân phối nước. Bài viết này tìm hiểu cách thức Bộ lưu điện công nghiệp trực tuyến Công nghệ này giải quyết các vấn đề liên quan đến dòng điện khởi động động cơ. Chúng tôi phân tích UPS dành cho các hệ thống bơm nước trong các ứng dụng xử lý nước thải. Giải pháp của BKPOWER hỗ trợ dòng điện khởi động 1000% trong 1 giây. Tìm hiểu lý do tại sao các bộ dự phòng pin tiêu chuẩn không đáp ứng được tải của động cơ bơm. Tìm hiểu cách thức hoạt động của các giải pháp chuyên dụng Bộ nguồn dự phòng (UPS) cho hệ thống máy bơm nước đảm bảo hệ thống vẫn hoạt động liên tục trong trường hợp mất điện.

Ⅰ. Thách thức về công suất giới hạn trong xử lý nước

Các nhà máy xử lý nước hoạt động 24/7. Việc mất điện đe dọa sức khỏe cộng đồng. Điều này có nguy cơ gây ô nhiễm môi trường. Điều này vi phạm các quy định pháp luật.

Máy bơm là trái tim của các cơ sở này. Máy bơm lấy nước thô có nhiệm vụ bơm nước từ nguồn. Máy bơm nâng vận chuyển nước thải. Máy bơm áp lực cao cung cấp năng lượng cho hệ thống lọc. Máy bơm định lượng hóa chất giúp duy trì chất lượng nước.

Các hệ thống UPS tiêu chuẩn thường gặp khó khăn khi xử lý tải từ máy bơm. Dòng điện khởi động động cơ gây ra các vấn đề. Các đợt tăng áp này có thể đạt mức từ 600% đến 1000% so với dòng điện hoạt động bình thường. Chúng kéo dài từ 0,5 đến 2 giây. Hầu hết các thiết bị UPS không thể cung cấp công suất đột biến này. Chúng bị ngắt do quá tải. Chúng không thể khởi động máy bơm khi cần thiết nhất.

Bài viết này giải thích lý do tại sao Bộ lưu điện công nghiệp trực tuyến Công nghệ rất quan trọng. Chúng tôi phân tích Bộ nguồn dự phòng (UPS) cho hệ thống máy bơm nước Yêu cầu thiết kế. Chúng tôi phân tích khả năng chịu dòng điện khởi động của sản phẩm 1000% của BKPOWER.

Ⅱ. Hiểu về dòng điện khởi động động cơ (dòng điện đột biến)

Động cơ điện có cách hoạt động khác nhau trong quá trình khởi động. Việc hiểu rõ đặc điểm này sẽ giúp giải thích Lựa chọn UPS tiêu chí.

Vật lý khởi động động cơ

Khi động cơ khởi động từ trạng thái đứng yên, nó sẽ tiêu thụ dòng điện rôto bị khóa (LRA). Lúc này, rôto vẫn chưa quay. Không có điện động lực ngược (EMF). Dòng điện chạy tự do qua các cuộn dây. Điều này tạo ra một từ trường. Từ trường này vượt qua quán tính của rôto.

Dòng khởi động thường bằng 5 đến 8 lần dòng tải đầy (FLA). Đối với các máy bơm cỡ lớn, giá trị này có thể lên tới 10 lần FLA. Đây là hiện tượng “dòng khởi động 1000%”. Hiện tượng này kéo dài cho đến khi động cơ đạt khoảng 80% tốc độ định mức.

Đường cong tải của máy bơm

Máy bơm ly tâm đặt ra những thách thức riêng. Chúng đòi hỏi mô-men xoắn khởi động cao. Do khối lượng nước lớn nên tốc độ tăng chậm. Thời gian khởi động kéo dài hơn so với các loại động cơ khác.

Như đã trình bày, một máy bơm công suất 50 HP tiêu thụ dòng điện 1300 amps với dòng khởi động 1000%. Hầu hết các bộ lưu điện (UPS) thương mại không thể đáp ứng được mức này. Chúng thiếu khả năng chịu tải đột biến. Chúng sử dụng bộ biến tần yếu. Chúng sẽ ngắt ngay lập tức.

Hình 1: Các hệ thống UPS công nghiệp dùng cho ứng dụng bơm nước đòi hỏi phải được tính toán công suất chuyên biệt để đáp ứng nhu cầu dòng điện khởi động cao.

Ⅲ. Tại sao các hệ thống UPS tiêu chuẩn lại không đáp ứng được tải bơm

Nhiều kỹ sư thử sử dụng các bộ UPS tiêu chuẩn. Họ lựa chọn dựa trên công suất hoạt động (watt). Họ lại bỏ qua các yêu cầu về công suất khởi động. Kết quả thu được thật đáng thất vọng.

Sự kích hoạt của cơ chế bảo vệ quá tải

Các bộ lưu điện (UPS) tiêu chuẩn được trang bị hệ thống bảo vệ điện tử phản ứng nhanh. Chúng phát hiện các đợt tăng đột biến dòng điện. Chúng giả định có sự cố ngắn mạch. Chúng ngắt nguồn trong vòng vài mili giây. Điều này giúp ngăn ngừa hư hỏng bộ biến tần. Tuy nhiên, điều này cũng ngăn cản động cơ khởi động.

Các giới hạn về dòng điện của bộ biến tần

Các bộ biến tần UPS thương mại sử dụng các thông số kỹ thuật của linh kiện bán dẫn. Các thông số này chỉ phù hợp với tải liên tục. Thông số kỹ thuật về dòng điện đột biến thường đạt từ 125% đến 150% trong những khoảng thời gian ngắn. Chúng không bao giờ đạt đến công suất 1000%. Bộ biến tần đơn giản là không thể cung cấp đủ dòng điện.

Áp lực lên pin

Việc cố gắng khởi động động cơ sẽ gây áp lực lên ắc-quy của bộ lưu điện (UPS). Hiện tượng sụt áp xảy ra. Nhu cầu dòng điện vượt quá khả năng cung cấp của ắc-quy. Tuổi thọ ắc-quy giảm đáng kể. Hậu quả là ắc-quy bị hỏng sớm.

Cấu trúc sai

Các bộ lưu điện (UPS) kiểu tương tác theo dòng và dự phòng sẽ chuyển sang chế độ chạy bằng ắc-quy khi mất điện. Chúng hoạt động dựa trên các đường dẫn bypass. Chúng không có chức năng điều chỉnh điện áp liên tục. Chúng cung cấp khả năng hỗ trợ khởi động động cơ kém.

Ⅳ. Bộ lưu điện công nghiệp trực tuyến: Giải pháp kỹ thuật

Bộ lưu điện công nghiệp trực tuyến sử dụng cấu trúc chuyển đổi kép. Điều này giúp giải quyết các thách thức liên quan đến tải bơm. Hệ thống này mang lại khả năng bảo vệ liên tục thực sự.

Hoạt động chuyển đổi kép

Dòng điện xoay chiều (AC) đầu vào được dẫn vào bộ chỉnh lưu. Bộ chỉnh lưu tạo ra dòng điện một chiều (DC). Dòng điện một chiều (DC) này cấp nguồn cho bộ biến tần. Bộ biến tần tạo ra dòng điện xoay chiều (AC) sạch. Các ắc-quy được kết nối với đường dây DC. Chúng cung cấp nguồn dự phòng tức thì trong trường hợp mất điện.

Cấu trúc này giúp cách ly các tải khỏi các sự cố trên lưới điện. Nó cung cấp điện áp ổn định liên tục. Nó loại bỏ sự cần thiết phải sử dụng công tắc chuyển mạch. Nó đảm bảo thời gian chuyển mạch bằng không.

Xử lý dòng điện khởi động

BKPOWER Bộ lưu điện công nghiệp trực tuyến tích hợp các đặc điểm thiết kế đặc biệt:

• Các bộ biến tần bị đánh giá quá cao: Các giai đoạn đầu ra có thể chịu được dòng điện định mức 1000% trong 1 giây. Các mô-đun IGBT chuyên dụng cung cấp công suất đột biến. Thiết kế tản nhiệt theo phương pháp thận trọng giúp ngăn ngừa tình trạng quá nhiệt.
• Các thuật toán giới hạn dòng điện: Các hệ thống điều khiển thông minh có khả năng phân biệt giữa các sự cố và quá trình khởi động động cơ. Chúng cho phép xảy ra tình trạng quá tải tạm thời. Chúng giới hạn thời gian phản ứng của các cơ chế bảo vệ.
• Tăng cường dung lượng pin: Các tụ điện đường dây DC công suất lớn bổ sung dòng điện cho ắc-quy. Chúng đáp ứng nhu cầu điện năng ở mức đỉnh. Chúng giúp giảm tải cho ắc-quy.

1000% với khả năng hoạt động trong 1 giây

BKPOWER đặc biệt thiết kế các thiết bị có khả năng chịu quá tải 1000% trong 1 giây. Điều này phù hợp với các đặc tính khởi động của động cơ. Một bộ UPS 10 KVA có thể cung cấp công suất 100 KVA trong một khoảnh khắc. Thiết bị này có thể khởi động một máy bơm 50 HP một cách đáng tin cậy. Sau đó, thiết bị tiếp tục hoạt động bình thường.

Hình 2: Bộ lưu điện (UPS) chuyển đổi kép trực tuyến cung cấp khả năng điều chỉnh nguồn liên tục và khả năng chịu đột biến cao cho các tải động cơ.

Ⅴ. Ứng dụng trong xử lý nước: Vai trò quan trọng của UPS

Bộ nguồn dự phòng (UPS) cho hệ thống máy bơm nước đóng vai trò thực hiện nhiều chức năng quan trọng.

Trạm bơm nước thải

Các trạm bơm thu gom nước thải. Máy bơm đẩy nước thải lên dốc. Sự cố mất điện gây ra tình trạng tràn nước thải. Nước thải chưa qua xử lý tràn ra đường phố. Điều này làm ô nhiễm nguồn nước sinh hoạt. Điều này gây ra các nguy cơ đối với sức khỏe cộng đồng.

Hệ thống UPS duy trì hoạt động của máy bơm trong các trường hợp mất điện ngắn hạn. Hệ thống này ngăn chặn tình trạng tràn nước trong hố thu nước. Hệ thống này cho phép duy trì hoạt động có kiểm soát cho đến khi máy phát điện khởi động.

Phân phối nước sạch

Bơm tăng áp có chức năng duy trì áp suất. Chúng bơm nước lên các bể chứa cao. Chúng phục vụ các tòa nhà cao tầng. Khi xảy ra sự cố mất điện, áp suất sẽ giảm. Các chất ô nhiễm xâm nhập vào đường ống. Sau đó, các lệnh yêu cầu đun sôi nước được ban hành.

Hệ thống UPS giúp các máy bơm phân phối tiếp tục hoạt động. Hệ thống này duy trì áp suất hệ thống. Nó ngăn chặn hiện tượng dòng chảy ngược. Nó bảo vệ an toàn công cộng.

Hệ thống định lượng hóa chất

Các máy bơm clo và chất keo tụ cần được vận hành chính xác. Sự gián đoạn sẽ làm xáo trộn quá trình hóa học trong xử lý. Chất lượng nước sẽ bị ảnh hưởng. Các vi phạm quy định sẽ xảy ra.

Hệ thống cấp liệu liên tục (UPS) đảm bảo quá trình cấp liệu diễn ra liên tục. Hệ thống này duy trì sự cân bằng hóa học. Hệ thống này đảm bảo hiệu quả xử lý.

Rửa ngược hệ thống lọc

Các bộ lọc màng và bộ lọc vật liệu lọc cần được rửa ngược định kỳ. Việc mất áp suất trong quá trình rửa ngược sẽ gây hư hỏng thiết bị và làm suy giảm hiệu quả lọc.

Hệ thống UPS thực hiện các chu kỳ rửa ngược. Hệ thống này giúp bảo vệ các màng lọc đắt tiền. Hệ thống này duy trì hiệu suất của bộ lọc.

Ⅵ. Hướng dẫn lựa chọn kích thước cho các ứng dụng bơm

Chọn kích thước phù hợp sẽ đảm bảo thiết bị hoạt động ổn định. Hãy làm theo các bước sau đây để Bộ nguồn dự phòng (UPS) cho hệ thống máy bơm nước:

Bước 1: Xác định dòng điện khi tải đầy đủ

Kiểm tra bảng tên động cơ. Ghi lại giá trị FLA (dòng điện khi tải đầy đủ). Ghi lại điện áp và pha. Kiểm tra hệ số công suất.

Bước 2: Tính toán dòng điện khởi động

Nhân FLA với hệ số ban đầu. Sử dụng mã 600% cho các bộ khởi động kiểu “across-the-line”. Sử dụng mã 1000% cho các máy bơm mô-men xoắn cao. Kiểm tra thông số kỹ thuật LRA của nhà sản xuất.

Bước 3: Xác định công suất tiêu thụ khi hoạt động

Tính toán: Watts = Volts × Amps × Hệ số công suất × Hiệu suất. Cần tính đến tất cả các tải hoạt động đồng thời. Bao gồm cả các thiết bị điều khiển và thiết bị đo lường.

Bước 4: Chọn công suất UPS

Chọn bộ lưu điện công nghiệp trực tuyến dựa trên:

• Công suất định mức liên tục vượt quá công suất hoạt động (tính bằng watt)
• Dòng điện đỉnh vượt quá dòng điện khởi động (1000% trong 1 giây)
• Dung lượng pin đáp ứng các yêu cầu về thời gian chạy

Bước 5: Kiểm tra công suất bộ biến tần

Xác nhận bộ biến tần có thể cung cấp dòng điện khởi động. Kiểm tra thông số kỹ thuật về dòng điện đột biến do nhà sản xuất cung cấp. Tài liệu kỹ thuật của BKPOWER xác nhận thông số định mức của model 1000% trong 1 giây.

Ví dụ về cách xác định kích thước

Một máy bơm công suất 30 HP tiêu thụ dòng điện định mức (FLA) là 77A ở điện áp 480V. Dòng điện khởi động đạt 770A (1000%). Tải hoạt động bằng 52 kW. Chọn bộ lưu điện công nghiệp trực tuyến (UPS) công suất 60 kVA. Thiết bị này cung cấp dòng điện liên tục 600 A. Nó hỗ trợ dòng điện đột biến 600 A (1000% của 60). Điều này giúp khởi động máy bơm một cách đáng tin cậy.

Hình 3: Các trạm bơm nước thải cần phải hoạt động đáng tin cậy Nguồn điện dự phòng để ngăn chặn tình trạng tràn nước thải trong thời gian mất điện.

Ⅶ. Tích hợp với máy biến áp khô

BKPOWER cung cấp các máy biến áp khô có công suất từ 10 đến 100 KVA. Các sản phẩm này tích hợp với Bộ lưu điện công nghiệp trực tuyến hệ thống.

Biến áp

Nhiều công trình cấp nước sử dụng hệ thống phân phối điện áp 4160V hoặc 13,8kV. Các máy biến áp hạ áp cấp điện cho hệ thống UPS. Máy biến áp đúc nhựa đảm bảo cách ly điện. Chúng loại bỏ nguy cơ rò rỉ dầu. Chúng phù hợp với môi trường ẩm ướt.

Giảm thiểu hài hòa

Bộ chỉnh lưu UPS tạo ra dòng điện hài. Những dòng điện này làm nóng máy biến áp. Chúng gây ra dòng điện trung tính. Máy biến áp loại K có khả năng chịu tải này. Chúng ngăn ngừa hiện tượng quá nhiệt.

Giải pháp tích hợp

BKPOWER cung cấp các gói giải pháp tích hợp. Các máy biến áp đáp ứng các yêu cầu về đầu vào của UPS. Cấu hình đầu ra phù hợp với điện áp của máy bơm. Việc chỉ có một nhà cung cấp chịu trách nhiệm giúp đơn giản hóa các dự án.

Ⅷ. Kết luận: Đảm bảo hoạt động liên tục

Quá trình xử lý nước không thể chịu được sự gián đoạn nguồn điện. Các hệ thống UPS tiêu chuẩn không thể đáp ứng được tải động cơ. Bộ lưu điện công nghiệp trực tuyến với khả năng chịu tải đột biến cao chính là giải pháp.

BKPOWER cung cấp khả năng chịu dòng điện khởi động 1000% trong 1 giây. Điều này giúp khởi động các máy bơm công suất lớn một cách đáng tin cậy. Hệ thống duy trì việc phân phối nước. Điều này giúp ngăn ngừa các thảm họa môi trường.

Chỉ định Bộ nguồn dự phòng (UPS) cho hệ thống máy bơm nước Dựa trên các yêu cầu ban đầu, không phải tải hoạt động. Chọn cấu trúc chuyển đổi kép. Kiểm tra công suất dự phòng. Lập kế hoạch cho việc mở rộng trong tương lai.

Các kỹ sư của BKPOWER sẽ hỗ trợ quý khách trong việc tính toán công suất. Chúng tôi cung cấp các giải pháp tích hợp giữa máy biến áp và UPS. Chúng tôi hỗ trợ các ứng dụng có công suất từ 10 đến 100 KVA. Hãy liên hệ với chúng tôi để đảm bảo máy bơm của quý khách luôn hoạt động ổn định.

Tài liệu tham khảo

1. Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế (IEC)​​​​Trang web chính thức: www.iec.ch
2. ​Underwriters Laboratories (UL)​​​​Trang web chính thức: www.ul.com
3. Ủy ban Tiêu chuẩn hóa Châu Âu (CEN)​​​​Trang web chính thức: www.cen.eu
4. Cục Quản lý Tiêu chuẩn hóa Trung Quốc (SAC)​​​​Trang web chính thức: www.sac.gov.cn
5. ​Liên minh Công nghệ Công nghiệp Lưu trữ Năng lượng Zhongguancun (CNESA)​​​​Trang web chính thức: www.cnESA.org
6. Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế (ISO)​​​​Trang web chính thức: www.iso.org