Memecahkan masalah setelah peningkatan energi pembangkit

Mencoba menghemat energi dolar tidak selalu sesederhana kelihatannya. Memasang penggerak frekuensi variabel (VFD) dan sistem pencahayaan perkuatan adalah dua cara tercepat dan paling diterima secara luas untuk mencapai penghematan energi yang signifikan. Namun, masalah baru mungkin muncul sebagai akibatnya.

Salah satu langkah pertama dalam memecahkan masalah ini adalah memahami bahwa perangkat hemat energi itu sendiri mungkin menjadi penyebabnya. Meskipun sebagian besar ballast lampu elektronik hemat energi, kontrol pencahayaan, dan
VFD berfungsi dengan baik pada sistem distribusi listrik modern, peralatan ini dapat menciptakan mimpi buruk pemecahan masalah di fasilitas lama.

Masalah kelistrikan akibat peningkatan efisiensi tinggi dan hemat energi termasuk dalam satu atau lebih dari tiga bidang:

• Aplikasi
• Pemasangan (termasuk memulai)
• Pemeliharaan

Ketidakcocokan PKS
Salah satu aplikasi hemat energi yang paling umum di fasilitas adalah dengan menggunakan VFD pada pompa sentrifugal, kipas dan blower. Memvariasikan kecepatan motor adalah cara yang jauh lebih efisien untuk mengontrol laju aliran dan, dengan demikian, mempertahankan suhu air daripada menjalankan motor dan pompa dengan kecepatan penuh dan mencekik katup untuk menyesuaikan laju aliran. Namun masalah akan muncul jika:

• VFD belum berukuran dan dipilih dengan benar
• Pemasangan drive dan motor tidak dilakukan dengan mempertimbangkan VFD
• Parameter tidak disetel dengan benar saat startup
• Efek arus harmonik tidak dipertimbangkan dalam desain dan ditangani dalam pemeliharaan

Efek non-linier dari beban elektronik
Penggerak frekuensi variabel adalah perangkat elektronik kompleks yang disebut beban non-linier yang memvariasikan tegangan dan frekuensi keluarannya untuk mengontrol kecepatan motor. Sistem distribusi mensuplai tegangan, namun arus tidak mengalir ke PKS sampai rangkaian penyearah di bagian konverter mulai bekerja. Karena arus tidak mengalir secara linier saat tegangan diterapkan, peralatan ini disebut “non-linear”.

Ketika dioda tiba-tiba memungkinkan aliran arus, itu menciptakan "takik" pada gelombang sinus yang menyebabkan distorsi gelombang sinus. Rangkaian penyearah VFD juga menyebabkan arus mengalir kembali ke sistem distribusi dalam kelipatan 60 hertz (Hz). Arus yang mengalir balik dalam kelipatan dasar disebut arus harmonik. Harmonik ketiga adalah tiga kali dasar 60 Hz, atau 180 Hz. Arus harmonik kelima adalah pada 300 Hz, dan seterusnya.

Harmonik
Arus harmonik ini tidak hanya cenderung mendistorsi tegangan di seluruh pembangkit, tetapi frekuensi harmonik tertentu menciptakan masalah yang unik untuk harmonik tersebut. Misalnya, harmonik ketiga menyebabkan panas berlebih pada konduktor dan transformator netral. Harmonik kelima dapat menyebabkan masalah motor, seperti panas berlebih, kebisingan dan getaran yang tidak normal, serta inefisiensi motor.

Intinya:Semua peralatan elektronik menciptakan harmonik dan mendistorsi tegangan yang didistribusikan di pabrik.

Beban non-linier tipikal lainnya yang ditambahkan selama peningkatan energi termasuk ballast elektronik, komputer, kontrol (PLC, dll.), dan berbagai komponen sistem otomasi gedung. Selalu gunakan alat uji respons true-rms saat mengukur beban non-linier, terutama arus. Untuk latar belakang tentang mengapa true-rms, kunjungi www.fluke.com/true-rms.

Kontrol sensitif
Inilah akar masalahnya:Sistem kontrol modern sering kali sensitif terhadap masalah kualitas dengan daya listrik yang disuplainya. Itu berarti beban non-linier, efisiensi tinggi menciptakan masalah operasional tidak hanya dengan peralatan pabrik sensitif lainnya, tetapi juga dengan diri mereka sendiri. Ironisnya, peralatan yang dipasang untuk menghemat energi seringkali menyebabkan inefisiensi dan biaya perawatan yang tidak terduga.

Untungnya, beberapa pemeriksaan cepat dan pemecahan masalah kelistrikan dasar dapat menyelesaikan banyak masalah.

Contoh pemecahan masalah PKS
Kontrol kecepatan motor yang buruk dan/atau gangguan perjalanan: Misalnya, masalah PKS yang umum ditemui di lapangan adalah bahwa penggerak gagal mengendalikan kecepatan motor dengan benar dan bahkan mungkin mengalami gangguan perjalanan. Dua kemungkinan besar penyebab masalah khusus ini:

• Ketidakseimbangan tegangan pada tiga fase yang memasok drive
• Harmonik mengalir keluar dari drive, kembali ke sistem distribusi

Misalnya, chiller dengan VFD terpasang mungkin mengalami masalah kontrol suhu di lokasi tertentu dalam sistem karena gelombang sinus terdistorsi yang diciptakan oleh harmonik. Distorsi ini memengaruhi pengoperasian PLC, pengontrol suhu, dan kontrol lainnya di chiller.

Kemungkinan lain:Jika kabel umpan balik tachometer tidak dipilih dan dipasang dengan benar, informasi kecepatan motor yang salah akan diumpankan kembali ke VFD, sehingga VFD tidak mungkin mengontrol kecepatan motor sebenarnya.

Solusinya:Jalankan kabel berpelindung untuk sinyal tegangan rendah ini dan arde hanya di satu ujung.

Saat merutekan konduktor tegangan rendah ini, pastikan konduktor tersebut tidak dipasang dekat dengan konduktor daya. Induksi elektromagnetik dari kabel daya dapat memengaruhi kontrol tegangan rendah.

Pemeriksaan pemasangan: Untuk memecahkan masalah kontrol VFD, pertama tinjau desain instalasi. Kemungkinannya adalah bahwa drive, motor, dan peralatan terkait yang tepat telah dipilih – tetapi bagaimanapun juga, verifikasi. Turun dan amati pemasangannya. Apakah jenis kabel yang benar dipilih dan dipasang dengan benar? Apakah instalasi cocok untuk lingkungan di mana itu diinstal? Apakah kandang bebas dari debu dan tersedia ventilasi yang memadai?

Pemeriksaan parameter Drive: Tinjau parameter yang diprogram ke dalam drive. Apakah data yang dimasukkan sesuai dengan pelat nama motor? Apakah penggerak telah disetel untuk pengoperasian yang benar, seperti torsi variabel untuk aplikasi pompa dan kipas hemat energi? Jika VFD tidak mengendalikan motor seperti yang diharapkan, bisa jadi karena parameter operasional tidak disetel dengan benar atau, kemungkinan besar, disetel ulang oleh beberapa individu yang bermaksud baik yang mencoba memperbaiki masalah lain.

Pemeriksaan pengukuran cepat: Ukur tegangan input VFD dengan multimeter digital true-rms, verifikasi ketidakseimbangan tegangan berada dalam spesifikasi pabrikan. Ukur frekuensi dan level harmonik pada titik di mana daya disuplai ke VFD, menggunakan pengukur kualitas daya atau penganalisis kualitas daya. Juga, periksa harmonik kembali di pengumpan di mana daya ke VFD juga memasok beban lain.

Solusinya:Jika ketidakseimbangan tegangan adalah masalahnya, pindahkan dan distribusikan beban satu fasa secara merata. Jika harmonik ditemukan sebagai penyebabnya, hubungi produsen drive atau produsen filter harmonik dan tentukan serta pasang filter harmonik yang disetel dengan benar.

Masalah dengan retrofit pencahayaan
Gangguan gangguan: Tanpa ragu, retrofit penerangan menghemat uang untuk tagihan listrik bulanan. Tetapi banyak fasilitas berinvestasi dalam peningkatan pencahayaan hanya untuk menemukan lampu berkedip atau tidak beroperasi sama sekali. Tampaknya tidak terkait, motor tiga fase terlalu panas, server dan komputer tidak berfungsi, dan data hilang. Perjalanan gangguan pada pemutus sirkuit tiba-tiba mulai terjadi. Peralatan elektronik yang baru dipasang secara misterius tersandung pada tegangan lebih atau suhu berlebih – namun peralatan tersebut tidak menunjukkan tanda-tanda kondisi abnormal tersebut.

Masalah seperti itu umumnya terkait dengan harmonik. Satu studi IEEE menunjukkan bahwa harmonik ini dapat menjadi masalah yang signifikan jika pencahayaan fluoresen terdiri dari 25 persen atau lebih dari beban fasilitas.

Ballast elektronik sering memasukkan arus harmonik kembali ke sistem distribusi. Jika fasilitasnya lebih tua dan hanya satu kabel netral yang ditarik untuk masing-masing dari tiga konduktor fase yang tidak diarde ke sirkuit penerangan (berbagi netral), hasilnya mungkin menjadi konduktor, papan panel, dan transformator netral yang terlalu panas. Pemeliharaan sering kali menemukan dan memperbaiki masalah ini.

Kiat:Tarik konduktor netral tambahan, satu konduktor per fase total sesuai kebutuhan. Termografi inframerah sering dapat mengidentifikasi masalah ini sebelum kegagalan.

Kontrol peredup: Retrofit umum untuk lampu T-8 dengan ballast elektronik dan penggantian lampu pijar dengan fluorescent kompak (CFL) keduanya menghasilkan penghematan energi yang signifikan. Untuk penghematan energi tambahan, redupkan lampu neon saat output cahaya penuh tidak diperlukan. Peredupan ini dapat dicapai dengan peredup manual atau dengan fotosensor yang mendeteksi tingkat cahaya baik di dalam maupun di luar ruangan sesuai kebutuhan.

Pastikan untuk mencocokkan jenis kontrol peredup yang tepat dengan ballast dan jenis lampu yang akan diredupkan. Ketidakcocokan di sini tidak hanya dapat mengakibatkan pengoperasian peralatan yang tidak benar, tetapi juga pada komponen sistem pencahayaan yang rusak.

Tergantung pada jenis kontrol peredupan yang digunakan, kabel kontrol tambahan yang beroperasi pada nol hingga 10 volt dapat dipasang. Menempatkan kabel kontrol tersebut terlalu dekat dengan konduktor daya selama pemasangan atau pemeliharaan dapat mengakibatkan kontrol pencahayaan yang tidak menentu.

Kiat:Jaga agar kabel kontrol sependek mungkin selama pemasangan.

Kontrol pencahayaan otomatis yang mematikan dan menyalakan lampu tidak menentu setelah pemasangan kontrol hemat energi harus diperiksa untuk pengoperasian sensor yang benar. Beberapa sensor foto mungkin memiliki penyesuaian pita mati yang tersedia untuk mengubah waktu antara mati lampu dan nyalakan lampu.

Motor yang terlalu panas: Sebagai bagian dari peningkatan pencahayaan hemat energi, bank pencahayaan dapat dialihkan untuk menghemat energi. Tergantung pada sirkuit yang diaktifkan, ketidakseimbangan fase dapat terjadi pada sistem tiga fase. Pemeliharaan mendapat panggilan untuk mengganti motor yang rusak karena panas berlebih.

Kiat:Periksa voltase yang disuplai ke motor selama semua fase operasi pembangkit.

Ketidakseimbangan tegangan maksimum pada terminal motor tidak boleh melebihi 1 persen. Pengoperasian motor yang tidak seimbang lebih dari 5 persen mungkin akan mengakibatkan kerusakan motor.

Kesimpulan
Alat terbaik untuk memecahkan masalah, setelah peningkatan, adalah tenaga kerja yang terlatih dan dilengkapi dengan baik. Pengetahuan tentang cara kerja aplikasi hemat energi adalah langkah pertama dalam memecahkan masalah terkait. Tinjau desain, instalasi, dan prosedur startup apa pun untuk mengisolasi dan memperbaiki banyak masalah. Karena pemeliharaan peralatan diperlukan, gunakan pendekatan logis dan sistematis dengan alat yang tepat untuk mengisolasi masalah.

Tinjau Gambar 1 untuk masalah umum yang dihadapi setelah peningkatan hemat energi dan untuk gagasan tentang di mana harus memulai.

Untuk informasi lebih lanjut, kunjungi situs Web Fluke Corporation di www.fluke.com.

Gambar 1. Masalah umum dilaporkan setelah peningkatan energi dan beberapa pemeriksaan cepat untuk menyelesaikan masalah.

Gambar 2. Untuk menghemat penghematan upgrade energi Anda, pelajari cara memecahkan masalah dan memperbaiki masalah terkait secara internal.