Dự án UPS của Tập đoàn Thép Ninh Hạ: Giải pháp cấp công nghiệp cho sản xuất thép thông minh

Ⅰ. Tổng quan dự án

1. Bối cảnh doanh nghiệp
   • Tập đoàn Thép Ninh Hạ (Ninggang Group) là khu liên hợp thép hiện đại lớn nhất tại Khu tự trị Hồi Ninh Hạ, với công suất hàng năm đạt 2 triệu tấn. Tập đoàn sở hữu các thiết bị chủ chốt bao gồm máy nung băng tải 230m²/260m², lò cao 1.350m³/1.580m³, lò chuyển 60 tấn, máy đúc liên tục và dây chuyền cán, phục vụ các ngành xây dựng và sản xuất máy móc.
   • Là một doanh nghiệp công nghệ cao cấp quốc gia được chứng nhận theo tiêu chuẩn ISO 9001 và ISO 14001, công ty tập trung vào sản xuất thông minh thân thiện với môi trường.
2. Yêu cầu về bảo vệ nguồn điện
   • Thiết bị quan trọng: Hệ thống điều khiển PLC, bộ biến tần cho máy đúc liên tục và máy chủ trung tâm dữ liệu cần nguồn điện hoạt động 24/7.
   • Những thách thức về môi trường: Điều kiện nhiệt độ cao (trên 45°C) và nhiều bụi trong khu vực lò cao dễ dẫn đến các sự cố quá nhiệt ở các hệ thống truyền thống UPS.
   • Nguy cơ quá tải tức thời: Dòng khởi động của động cơ nghiêng bộ chuyển đổi đạt mức gấp 7–11 lần giá trị định mức, dẫn đến việc các bộ UPS thông thường bị tắt nguồn.

Ⅱ. Thách thức cốt lõi

1. Chất lượng và độ tin cậy của nguồn điện
   • Sự can thiệp hài từ các bộ biến tần của máy cán dẫn đến chỉ số THDi (Độ méo hài tổng) là 8%, làm giảm tuổi thọ của thiết bị.
   • Sự sụt áp do quá trình khởi động quạt lò cao gây ra có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của hệ thống điều khiển PLC.
2. Những khó khăn trong quản lý vận hành và bảo trì
   • Việc triển khai hệ thống UPS phi tập trung tại 32 điểm cấp điện trên toàn nhà máy dẫn đến thời gian phản hồi kéo dài hơn 2 giờ.
   • Ắc-quy chì-axit (3.000 chu kỳ sạc/xả) gây ra chi phí thay thế hàng năm lên tới hơn 3 triệu NDT.
3. Những điểm nghẽn trong hiệu quả năng lượng
   • Hệ thống UPS truyền thống hoạt động với hiệu suất 82,1%, với chi phí điện hàng năm vượt quá 8 triệu NDT.
   • Cần đạt được mục tiêu của “Kế hoạch 5 năm lần thứ 14” của Ninh Hạ là giảm 151 TP3T tiêu thụ năng lượng trên mỗi đơn vị giá trị sản xuất để đạt đỉnh phát thải carbon.

Ⅲ. Giải pháp

1. Kiến trúc kỹ thuật

2. Chiến lược triển khai
   • Triển khai các mô-đun điều khiển kỹ thuật số hoàn toàn DSP để bù đắp sóng hài theo thời gian thực, giúp giảm THDi xuống dưới 2%.
   • Sử dụng 4 bộ UPS 100kVA kết nối song song (tổng công suất 400kVA), đồng thời dành sẵn không gian mở rộng 30%.
   • Tích hợp với nền tảng quản lý năng lượng của Tập đoàn Ninggang để giám sát từ xa tình trạng pin (SOH).

IV. Thành tựu của dự án

1. Nâng cao độ tin cậy về nguồn điện
   • Tỷ lệ sẵn sàng của hệ thống đạt 99,999%, với thời gian ngừng hoạt động ngoài kế hoạch hàng năm dưới 5 phút.
   • Hệ thống tự chẩn đoán giúp rút ngắn thời gian phản hồi bảo trì xuống còn 70%, với MTTR (Thời gian sửa chữa trung bình) ≤ 30 phút.
2. Tối ưu hóa hiệu quả năng lượng
   • Việc giảm công suất THDi từ 8% xuống 2% giúp tiết kiệm 12 triệu NDT chi phí điện mỗi năm.
   • Pin lithium sắt photphat (10.000 chu kỳ) giúp giảm 751% chi phí bảo trì hàng năm.