1. Tổng quan (Overview)

Trong các hệ thống điện IT (nguồn cách ly, không nối đất trực tiếp) hoặc nguồn DC tự dùng trong trạm điện, nhà máy điện, solar, ESS, EV charger, điểm trung tính của nguồn điện không nối đất hoặc nối qua điện trở lớn.

Khi xảy ra sự cố chạm đất lần thứ nhất, dòng sự cố chạm đất chỉ là dòng điện dung của phần không bị sự cố so với đất, rất nhỏ. Vì vậy không cần phải cắt ngay mạch sự cố, tính liên tục của việc cung cấp điện vẫn được đảm bảo trong một khoảng thời gian ngắn. Tuy nhiên, khi xảy ra sự cố chạm đất lần thứ hai, ngắn mạch sẽ xuất hiện, dẫn đến: 

• Mất điện trên toàn bộ hệ thống,

• Hư hỏng thiết bị nguồn và tải,

• Nguy cơ cháy nổ, mất an toàn cho người vận hành.

Do đó, giám sát chạm đất liên tục là yêu cầu bắt buộc trong các hệ thống điện IT quan trọng và cần phải lắp đặt thiết bị giám sát cách điện (IMD).

IMD có thể giám sát sự suy giảm khả năng cách điện của hệ thống trong quá trình xảy ra sự cố chạm đất lần thứ nhất. Khi mức cách điện giảm xuống giá trị cài đặt, IMD sẽ phát tín hiệu cảnh báo để nhắc nhở nhân viên vận hành xử lý sự cố, tránh tình trạng mất điện do sự cố chạm đất thứ hai gây ra.

2. Hạn chế đối với thiết bị giám sát điện trở cách điện thông thường:

Như hình trên minh họa, IMD (thiết bị giám sát cách điện) chỉ có thể giám sát và cảnh báo sớm về hiệu suất cách điện của toàn bộ hệ thống IT.

Khi trong hệ thống IT có nhiều thiết bị điện hoặc nhiều nhánh mạch, nếu xảy ra sự cố chạm đất, IMD chỉ có thể xác định một cách định tính rằng hệ thống đang gặp vấn đề cách điện. Tuy nhiên, nó không thể xác định được nhánh nào hoặc thiết bị nào bị chạm đất, cũng như không thể biết số lượng nhánh bị sự cố.

Cách xử lý thông thường là phải ngừng toàn bộ hệ thống và kiểm tra thủ công từng nhánh một. Cách này vừa kém hiệu quả, vừa không an toàn cho nhân viên, lại rất tốn thời gian.

Hệ thống định vị sự cố cách điện IFLS-600 của Sikcon không chỉ giám sát được mức cách điện tổng thể của hệ thống IT mà còn có thể xác định chính xác vị trí sự cố tới từng nhánh cụ thể, đồng thời cho biết số lượng nhánh bị sự cố, và gửi dữ liệu lên máy chủ hoặc máy tính.

3. Giải pháp toàn diện cho an toàn và liên tục vận hành hệ thống điện IT vởi IFLS-600

Để giải quyết vấn đề hạn chế nêu trên của thiết bị IMD thông thường, Sikcon Technology giới thiệu hệ thống giám sát và định vị sự cố chạm đất IFLS-600 – một giải pháp thông minh, trực quan và chính xác cao trong việc phát hiện, cảnh báo và định vị vị trí lỗi cách điện của từng nhánh mạch trong hệ thống DC hoặc IT.

3.1 IFLS-600 – Hệ thống định vị sự cố cách điện

3.1.1 Thành phần và chức năng của hệ thống IFLS-600

Thiết bị giám sát cách điện SKIM600FL

1. Giám sát trực tuyến hiệu suất cách điện của hệ thống
2. Chức năng cảnh báo sớm và cảnh báo sự cố cách điện
3. Giao tiếp với Màn hình điều khiển trung tâm và SKIFL12, đồng thời gửi lệnh cho SKIFL12
4. Phát tín hiệu định vị sự cố

Thiết bị định vị sự cố SKIFL12

1. Nhận lệnh từ SKIM600FL để thu thập dữ liệu từng nhánh
2. Kết nối với nhiều biến dòng tần số thấp (CT/KCT)
3. Cài đặt giá trị dòng sự cố ngưỡng

Màn hình điều khiển trung tâm

• Cổng Modbus TCP/IP Gateway
• Hiển thị dữ liệu thời gian thực
• Lưu trữ dữ liệu (Data logger)

Biến dòng tần số thấp CT/KCT

• Được lắp trên từng nhánh để thu thập dòng định vị sự cố của nhánh đó

 3.1.2 Nguyên lý làm việc của IFLS-600

Trong hệ thống IT, SKIM600FL liên tục đo lường, lưu trữ và hiển thị điện trở cách điện, điện dung và trở kháng của mạng điện. Thiết bị phát hiện sự cố cách điện dựa trên ngưỡng cảnh báo đã cài đặt, kích hoạt cảnh báo sớm hoặc cảnh báo qua 2 rơ-le, đồng thời phát ra tín hiệu đo lường để giám sát cách điện trực tuyến của hệ thống.

Khi xảy ra sự cố cách điện lần đầu và điện trở cách điện nhỏ hơn giá trị cảnh báo đặt trước của SKIM600FL, thiết bị sẽ gửi tín hiệu báo động về Màn hình điều khiển trung tâm và máy tính chủ. Lúc này, SKIM600FL phát tín hiệu định vị sự cố được phát xung tìm kiếm vào lưới điện, đồng thời gửi lệnh thông qua truyền thông RS485 cho SKIFL12 hoạt động (trạng thái mặc định của SKIFL12 là chờ, chỉ hoạt động khi có lệnh từ SKIM600FL).

SKIFL12 có nhiều cổng kết nối, cho phép gắn tới 12 biến dòng tần số thấp chính xác cao. Các biến dòng này được lắp đặt trên từng nhánh của hệ thống. Nhờ vậy, SKIFL12 có thể thu thập dòng định vị sự cố của từng nhánh, so sánh với giá trị ngưỡng đã cài đặt, xác định nhánh gặp sự cố và gửi dữ liệu qua RS485 lên máy tính chủ để nhân viên trực vận hành xử lý.

Màn hình điều khiển trung tâm đóng vai trò như một Data Gateway và Web Server, hỗ trợ các giao thức Modbus TCP/IP, HTTP, HTTPS, FTP, và SMTP cùng với quản lý proxy. Nó giao tiếp với SKIM600FL để lưu trữ và hiển thị dữ liệu thời gian thực, đồng thời gửi lệnh điều khiển.

3.2. Đặc điểm nổi bật của hệ thống IFLS-600

• Giám sát trực tuyến liên tục tình trạng cách điện của toàn hệ thống IT (AC hoặc DC).

• Định vị lỗi cách điện tự động, xác định nhánh hoặc thiết bị gặp sự cố trong thời gian < 30 giây.

• Phù hợp cho cả hệ thống DC 440V, DC1000V và AC 690V.

• Giao diện LCD thân thiện, hiển thị điện trở, điện dung rò và trạng thái cảnh báo.

• Giao tiếp đa dạng: RS-485 Modbus RTU, TCP/IP – dễ dàng tích hợp SCADA/DCS.

• Lưu trữ dữ liệu và truy cập qua Web Server, hỗ trợ cấu hình và điều khiển từ xa.

• Độ chính xác cao, khả năng lọc nhiễu tốt, hạn chế báo lỗi giả khi có biến tần hoặc tải phi tuyến.

• Mở rộng linh hoạt: mỗi bộ SKIM600FL có thể kết nối tối đa 16 module SKIFL12 để giám sát hàng trăm nhánh mạch.

• Tuân thủ tiêu chuẩn quốc tế: IEC 61557-8, IEC 61557-9, IEC 61869-1, IEC 61010-1.

3.3 Ứng dụng điển hình

• Hệ thống nguồn DC tự dùng (110VDC, 220VDC) trong trạm biến áp 110kV – 500kV.

• Hệ thống điện một chiều trong nhà máy điện, trung tâm dữ liệu, tàu thủy, mỏ, công nghiệp nặng.

• Tủ DC solar inverter, hệ thống lưu trữ năng lượng (ESS/BESS), trạm sạc xe điện (EV Charger).

• Các hệ thống điện IT trong môi trường yêu cầu độ tin cậy cao, không được phép mất điện tức thời.

3.4. Lợi ích mang lại

• Phát hiện sớm – Cảnh báo kịp thời – Xử lý nhanh chóng.

• Rút ngắn thời gian bảo trì, tránh phải dừng toàn hệ thống để dò thủ công.

• Nâng cao an toàn cho thiết bị và nhân viên vận hành.

• Giảm thiểu thiệt hại do mất điện hoặc cháy nổ.

• Tích hợp linh hoạt với hệ thống điều khiển, giám sát tập trung.

3.5 Cấu hình hệ thống tiêu chuẩn

4. Kết luận

Hệ thống IFLS-600 của Sikcon là giải pháp chuyên nghiệp và đáng tin cậy cho các hệ thống điện DC và IT yêu cầu giám sát an toàn cao.
Với khả năng định vị chính xác, giao diện trực quan và hỗ trợ truyền thông mở, IFLS-600 giúp các kỹ sư vận hành phát hiện – khoanh vùng – xử lý sự cố chạm đất nhanh nhất, đảm bảo vận hành liên tục và an toàn tuyệt đối cho hệ thống điện của bạn.