Cách một nhà máy thực phẩm giảm 45% thời gian ngừng hoạt động với RCBO Soutya AC

Một nhà máy chế biến thực phẩm ở Johor, Malaysia, đã lỗ hàng nghìn đô la mỗi tháng do các chuyến đi gây phiền toái về điện và thời gian ngừng sản xuất mà chúng gây ra. Cơ sở này đã thay thế hệ thống MCB và RCCB riêng biệt đã lỗi thời bằng Bộ ngắt mạch hoạt động bằng dòng điện dư AC có bảo vệ quá dòng (RCBO) của Soutya. Kết quả: thời gian ngừng hoạt động ngoài kế hoạch đã giảm 45% trong quý đầu tiên và các chuyến đi gây phiền toái giảm hơn 90%.

Bối cảnh khách hàng

Nhà máy sử dụng 120 người và vận hành ba dây chuyền sản xuất nước sốt và nước sốt đóng gói. Mỗi dây chuyền vận hành một tổ hợp các thiết bị làm lạnh, máy trộn cắt cao và máy chiết rót tự động. Hệ thống điện tiêu thụ tải trung bình 850 A trên hai bảng phân phối chính và bảng thứ ba xử lý hệ thống HVAC và chiếu sáng.

Sản xuất thực phẩm đòi hỏi hoạt động liên tục. Việc dừng giữa mẻ có thể làm hỏng nguyên liệu thô và buộc phải thực hiện một chu trình làm sạch hoàn toàn. Cơ sở này đã hoạt động được 12 năm và cơ sở hạ tầng điện đã phát triển từng phần khi thiết bị mới được bổ sung.

Những thách thức và điểm đau

Thiết kế ban đầu sử dụng bộ ngắt mạch thu nhỏ nhiệt từ (MCB) để bảo vệ quá dòng và một bộ ngắt mạch dòng dư (RCCB) riêng biệt ở đầu mỗi bảng. Về lý thuyết, lớp đó cung cấp cả khả năng bảo vệ quá dòng và chạm đất. Trong thực tế, nó tạo ra những vấn đề phối hợp nghiêm trọng.

Bộ truyền động có tốc độ thay đổi trên máy trộn tạo ra dòng điện rò rỉ nhỏ. Những dòng điện rò rỉ đó tích tụ trên RCCB chính và bị ngắt mà không có cảnh báo. Trong khoảng thời gian ba tháng, nhà máy đã ghi nhận 14 lần ngừng điện ngoài kế hoạch. Mỗi lần tắt máy kéo dài trung bình 40 phút. Với chi phí ước tính là 18.000 USD mỗi giờ do sản lượng bị mất và nguyên liệu bị lãng phí, những sự kiện đó tiêu tốn khoảng 168.000 USD mỗi quý.

Nhóm bảo trì đã thử hai cách khắc phục. Đầu tiên, họ tăng mức độ nhạy của RCCB từ 30 mA lên 100 mA. Điều đó làm giảm những chuyến đi phiền toái nhưng cũng làm tăng rủi ro về an toàn vì dòng điện dư 100 mA có thể gây nguy hiểm. Thứ hai, họ thay thế các RCCB cũ bằng các bộ phận mới từ một nhà sản xuất khác với hy vọng bộ lọc bên trong tốt hơn sẽ hữu ích. Nó đã không. Dòng điện rò rỉ vẫn còn tồn tại và RCCB mới cũng hoạt động theo cách tương tự.

Tại sao Bộ ngắt mạch hoạt động bằng dòng dư AC của Soutya có chức năng bảo vệ quá dòng?

Nhà thầu điện của nhà máy đã đánh giá ba phương án: giữ nguyên thiết kế MCB + RCCB phân lớp, chuyển sang sử dụng rơle dòng dư chuyên dụng có CT riêng biệt hoặc chuyển sang RCBO riêng lẻ trên mỗi mạch điện ra. Nhà thầu đã so sánh các thiết bị từ hai thương hiệu toàn cầu và Bộ ngắt mạch vận hành bằng dòng điện dư Soutya có chức năng bảo vệ quá dòng.

Ba yếu tố quyết định sự lựa chọn. Đầu tiên, Soutya RCBO kết hợp bảo vệ quá dòng nhiệt-từ tính và phát hiện dòng điện dư 30 mA trong một mô-đun duy nhất, loại bỏ hoàn toàn vấn đề phối hợp. Thứ hai, đặc tính ngắt của thiết bị tuân thủ cả IEC 60898-1 về bảo vệ quá dòng và các yêu cầu về hiệu suất dòng điện dư trong GB/T 6829-2017. Thứ ba, đơn vị Soutya cung cấp công suất cắt 6 kA ở mức giá thấp hơn khoảng 15% so với hàng nhập khẩu tương đương của châu Âu.

Nhà thầu cũng đánh giá cao cách bố trí thiết bị đầu cuối được tiêu chuẩn hóa của sản phẩm, giúp đơn giản hóa việc nối dây bảng điều khiển. Kỹ sư của nhà máy xác nhận rằng RCBO Soutya đáp ứng tất cả các yêu cầu an toàn của địa phương và sẽ được thanh tra điện chấp nhận.

Quy trình thực hiện và ứng dụng

Dự án trang bị thêm kéo dài hơn bốn tuần. Nhà thầu bắt đầu bằng việc kiểm tra toàn bộ tải của tất cả các mạch đi ra, đo dòng điện chạy thực tế và xác định mạch nào đã từng bị ngắt. Cuộc kiểm tra đó đã tạo cơ sở cho một lịch trình bảng điều khiển chỉ định mỗi mạch một RCBO được xếp hạng chính xác.

Các bước tiếp theo là:

• Ngắt điện từng bảng phân phối và loại bỏ các MCB hiện có và RCCB thượng nguồn.
• Lắp đặt RCBO Soutya ở từng vị trí mạch điện ra.
• Thêm các khối đầu cuối trung tính riêng lẻ mà các bảng cũ thiếu chúng, vì mỗi RCBO yêu cầu một kết nối trung tính chuyên dụng cho cảm biến cân bằng lõi.
• Kiểm tra mọi mạch bằng máy kiểm tra RCD di động để xác minh thời gian ngắt và ngưỡng dòng điện dư.
• Vận hành bo mạch và ghi lại các thông số điện cơ bản để so sánh.

Một khó khăn xuất hiện trong quá trình làm việc. Một số bảng điều khiển trên dây chuyền sản xuất cũ đã được nối dây với các dây trung tính dùng chung trên nhiều mạch. Trong cấu hình đó, RCBO nhìn thấy tổng dòng điện trở về và sẽ ngắt. Giải pháp là làm lại bốn mạch phụ để cung cấp cho mỗi mạch được bảo vệ một dây dẫn trung tính riêng. Điều đó đã thêm hai ngày vào lịch trình nhưng là cần thiết để quá trình cài đặt hoạt động.

Kết quả ứng dụng và kết quả định lượng

Hai tháng sau khi vận hành, nhật ký bảo trì của cơ sở cho thấy:

• Các chuyến đi phiền toái đã giảm 92%, từ 14 chuyến mỗi quý xuống còn 1–2 chuyến mỗi quý.
• Thời gian ngừng hoạt động ngoài kế hoạch giảm từ 140 phút mỗi tháng xuống còn 35 phút mỗi tháng, cải thiện 75%.
• Tổng chi phí ngừng hoạt động điện hàng quý đã giảm từ 168.000 USD xuống dưới 40.000 USD, giúp nhà máy tiết kiệm hơn 128.000 USD mỗi quý.
• Không có thời hạn sản xuất nào bị trễ trong khoảng thời gian đánh giá kéo dài hai tháng, so với ba tháng trong quý trước.

Dự án đã tự hoàn vốn trong vòng chưa đầy một tháng. Vì RCBO Soutya phản ứng với dòng điện dư trong vòng 0,1 giây nên nhà máy cũng cải thiện mức độ an toàn mà không phải hy sinh thời gian hoạt động. Nhóm bảo trì hiện dành thời gian cho các nhiệm vụ khác thay vì đặt lại và khắc phục sự cố.

Lời chứng thực của khách hàng

Người quản lý điện và bảo trì của nhà máy đã nói rõ ràng: "Chúng tôi đã đi từ việc theo đuổi những chuyến đi ảo hàng tuần đến một hệ thống hoạt động được. RCBO Soutya cho chúng tôi niềm tin rằng mọi mạch điện đều được bảo vệ và chúng luôn trực tuyến khi cần thiết."

Bài học và khuyến nghị

Các cơ sở khác có hệ thống điện cũ có thể rút ra ba bài học từ dự án này.

• Đầu tiên, các RCBO riêng lẻ trên mỗi mạch điện ra đều đáng để đầu tư. Chúng cách ly các lỗi trong một mạch điện, do đó, một sự cố duy nhất không còn khiến toàn bộ dây chuyền sản xuất phải ngừng hoạt động.
• Thứ hai, thực hiện kiểm tra tải kỹ lưỡng trước khi chọn xếp hạng. Việc dành thêm thời gian để đo dòng điện thực tế giúp ngăn ngừa những sai lầm tốn kém và đảm bảo sự phối hợp.
• Thứ ba, kiểm tra dây nối đất và dây trung tính bên trong các bảng hiện có. Các điểm trung lập được chia sẻ là lý do phổ biến nhất khiến việc trang bị thêm RCBO không thành công. Lập kế hoạch làm lại trong lịch trình dự án.

Nếu nhóm thực hiện lại dự án, họ sẽ yêu cầu công việc nối lại dây trung tính được thực hiện trong thời gian ngừng hoạt động theo kế hoạch. Trong trường hợp này, nhà thầu đã hoàn thành công việc trong thời gian bảo trì thông thường, khiến tiến độ bị kéo dài. Việc tắt máy chuyên dụng sẽ là một cách tiếp cận sạch hơn và nhanh hơn.

Tài liệu tham khảo

• GB/T 6829-2017. Bộ ngắt mạch hoạt động bằng dòng dư có hoặc không có bảo vệ quá dòng cho hộ gia đình và các mục đích sử dụng tương tự (RCBO).
• IEC 60898-1. Phụ kiện điện - Áptômát để bảo vệ quá dòng dùng trong gia đình và các hệ thống lắp đặt tương tự - Phần 1: Áptômát dùng cho điện xoay chiều Hoạt động.
• GB/T 16895.1-2020. Hệ thống lắp đặt điện hạ áp - Phần 1: Nguyên tắc cơ bản, đánh giá đặc tính chung, định nghĩa.