Mất Cân Bằng Pha: “Sát Thủ” Thầm Lặng Của Động Cơ Điện & Cách Khắc Phục
Trong vận hành hệ thống điện nhà máy, mất cân bằng pha (hay còn gọi là lệch pha) là nguyên nhân hàng đầu gây ra hiện tượng quá nhiệt động cơ mà CB (Aptomat) thông thường thường không bảo vệ kịp thời. Bài viết này cung cấp phương pháp tính toán, chẩn đoán và xử lý triệt để vấn đề này.
1. Cách Tính Độ Mất Cân Bằng Pha (Công Thức NEMA)
Để xác định hệ thống có bị lệch pha nguy hiểm hay không, kỹ thuật viên cần sử dụng đồng hồ đo VOM hoặc Power Analyzer để đo điện áp dây (Line-to-Line) của điện 3 pha, sau đó áp dụng công thức sau:
Ví dụ thực tế (Actionable Example):
Hệ thống điện 380V đo được thực tế 3 pha như sau: L1-L2 = 380V, L2-L3 = 395V, L3-L1 = 375V.
- Điện áp trung bình: (380 + 395 + 375) / 3 = 383.3V
- Tìm độ lệch lớn nhất:
- |380 – 383.3| = 3.3
- |395 – 383.3| = 11.7 (Lớn nhất)
- |375 – 383.3| = 8.3
- Kết quả: (11.7 / 383.3) x 100 = 3.05%
Kết luận: Mức 3.05% vượt quá tiêu chuẩn NEMA (1%). Động cơ hoạt động trong điều kiện này sẽ bị quá nhiệt nghiêm trọng.
2. Nguyên Nhân Cốt Lõi Gây Mất Cân Bằng Pha
Mất cân bằng pha hiếm khi đến từ nguồn điện lưới quốc gia (EVN), mà thường xuất phát từ nội bộ nhà máy:
| Nguyên Nhân | Giải Thích Kỹ Thuật |
|---|---|
| Phân bố tải 1 pha không đều | Đây là nguyên nhân phổ biến nhất (chiếm 80%). Việc đấu nối quá nhiều tải điện 1 pha (đèn, máy lạnh, máy tính) vào cùng một pha sẽ gây sụt áp trên pha đó, làm lệch áp dây. |
| Lỏng kết nối (High Resistance) | Các điểm đấu nối lỏng lẻo, bị oxy hóa tại CB, Contactor (Khởi động từ) hoặc cầu đấu sẽ tạo ra điện trở tiếp xúc cao, gây sụt áp cục bộ trên một pha. |
| Sự cố thiết bị nguồn | Đứt chì cầu chì 1 pha trên đường dây trung thế hoặc trạm biến áp phân phối bị lỗi cuộn dây cũng gây ra hiện tượng mất pha hoặc lệch pha nghiêm trọng. |
3. Tác Hại Nghiêm Trọng (Tại Sao Phải Xử Lý Ngay?)
Quy tắc ngón tay cái: Nhiệt độ động cơ sẽ tăng gấp đôi bình phương độ mất cân bằng điện áp.
% Tăng nhiệt = 2 x (% Mất cân bằng áp)²
- ⚠️Đối với Động Cơ Điện: Với mức lệch 3%, nhiệt độ cuộn dây rotor có thể tăng thêm 18-25%. Nhiệt độ cao phá hủy lớp cách điện (Insulation Breakdown), gây chập cuộn dây. Ngoài ra, nó tạo ra momen quay nghịch, gây rung lắc và hỏng vòng bi (Xem thêm: Motor là gì?).
- ⚠️Đối với Biến Tần (VFD): Mất cân bằng pha đầu vào tạo ra dòng gợn sóng (Ripple current) lớn trên DC Bus, làm phồng tụ điện và hỏng bộ chỉnh lưu. Cần lưu ý khi sửa chữa biến tần.
- ⚠️Tổn thất điện năng: Dòng điện chạy trên dây trung tính tăng cao gây tổn thất nhiệt năng vô ích, làm tăng hóa đơn tiền điện.
4. 3 Giải Pháp Khắc Phục & Bảo Vệ (Actionable Steps)
4.1. Cân Đảo Pha (Load Balancing)
Đây là biện pháp cơ bản và rẻ tiền nhất. Kỹ thuật viên cần:
- Kiểm kê toàn bộ tải 1 pha trong tủ điện phân phối MSB.
- Đo dòng tải thực tế của từng pha (R, S, T) vào giờ cao điểm.
- Chuyển bớt các MCB nhánh 1 pha từ pha chịu tải cao sang pha chịu tải thấp để dòng điện giữa các pha chênh lệch không quá 10%.
4.2. Lắp Đặt Rơ Le Bảo Vệ Mất/Lệch Pha
Đối với các tải quan trọng (như Chiller, Bơm lớn, Máy nén khí), bắt buộc phải lắp đặt Rơ le bảo vệ mất pha (như của Schneider, ABB, Omron…).
0968.27.11.99
Zalo Official
- Cài đặt ngưỡng bảo vệ (Asymmetry setting) ở mức 5% – 8%.
- Rơ le sẽ tự động ngắt Contactor khi phát hiện lệch pha vượt ngưỡng, ngăn chặn động cơ bị cháy.
4.3. Kiểm Tra Định Kỳ (Thermography)
Sử dụng dịch vụ Scan nhiệt tủ điện (Thermal Scan) để quét các điểm đấu nối định kỳ 3 tháng/lần. Bất kỳ điểm nối nào nóng hơn môi trường xung quanh >10°C đều là dấu hiệu của lỏng mối nối (gây lệch pha cục bộ) và cần được siết lại (Re-torque) ngay lập tức.
🛠️ BẠN CẦN KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG?
Mất cân bằng pha thường đi kèm với các vấn đề về Sóng hài (Harmonics). Đội ngũ Kỹ sư của chúng tôi sử dụng máy phân tích công suất Fluke 435-II để chẩn đoán chính xác tình trạng hệ thống.
Ông Đỗ Tấn Tuấn là người trực tiếp phụ trách toàn bộ nội dung trên website kth-electric.com. Các bài viết được xây dựng từ nguồn kiến thức chuyên sâu, kết hợp giữa tài liệu tham khảo uy tín (có trích dẫn cụ thể) và kinh nghiệm thực tiễn dày dặn của ông. Vì vậy, bạn đọc có thể hoàn toàn tin tưởng vào tính chính xác và độ tin cậy của thông tin, đảm bảo mỗi nội dung chia sẻ đều mang lại giá trị tham khảo hữu ích và đáng tin cậy.