KIỂM TOÁN NĂNG LƯỢNG CHO HỆ THỐNG ĐỘNG CƠ

MỤC LỤC

PHỤ LỤC
Phụ lục 1: Ví dụ thực tế về giải pháp lắp biến tần cho máy nén khí và máy ống tại
Tổng công ty dệt Nam Định………………………………………………………27
Phụ Lục 2: Đánh giá hiệu quả sử dụng phương pháp khởi động mềm………28
.Phụ lục 3: Ví dụ về công ty áp dụng lắp tụ bù……………………………….29

Nhóm 1

Page | 1


KIỂM TOÁN NĂNG LƯỢNG CHO HỆ THỐNG ĐỘNG CƠ

LỜI MỞ ĐẦU
Việt Nam đang trong thời kỳ công nghiệp hóa, hiên đại hóa đất nước vì thế
năng lượng là yếu tố có tầm quan trọng đặc biệt. Nó đảm bảo cho các hoạt động sản
xuất diễn ra bình thường, là nhu cầu thiết yếu để nâng cao đời sống vật chất và tinh
thần của con người và là nguồn động lực cho phát triển kinh tế và xã hội.
Nhưng nguồn năng lượng có thể khai thác để cung cấp cho nhu cầu của xã hội
không phải là vô tận. Vì vậy sử dụng hợp lý và bảo tồn năng lượng càng trở nên cấp
bách và phải được đặt lên hàng đầu. Tiết kiệm năng lượng và sử dụng hiệu quả có thể
giúp doanh nghiệp giảm giá thành và nâng cao hiệu quả hoạt động, tăng tính cạnh
tranh cho các sản phẩm. Đồng thời góp phần bảo vệ môi trường, đem lại lợi ích cho xã
hội.
Với những hiểu biết của nhóm và được sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy giáo
Dương Trung Kiên, nhóm xin lập báo cáo về xây dựng các bước thực hiện kiểm toán
năng lượng hệ thống động cơ. Và tổng hợp, phân tích cấu tạo, ưu nhược điểm các thiết

lượng của các loại thiết bị khác nhau. Các doanh nghiệp hiện nay sử dụng các
công nghệ lạc hậu, thiết kế chưa tối ưu, vận hành chưa phù hợp, hành vi sử
dụng chưa hiệu quả là những nguyên nhân làm thất thoát năng lượng. Kết quả
của những kiểm toán năng lượng cho thấy tiềm năng áp dụng các giải pháp đối
với các doanh nghiệp của Việt Nam thường mang lại hiệu quả tiết kiệm năng
lượng lớn. Thực tế hiện nay ý thức về việc sử dụng năng lượng tại các doanh
nghiệp chưa cao, họ chưa ý thức được việc tiết kiệm năng lượng hiệu quả như
thế nào đối với sản xuất kinh doanh, giảm ô nhiễm môi trường, tiết kiệm
nguồn tài nguyên năng lượng cho Quốc gia.
Với vai trò hết sức quan trọng trên kiểm toán năng lượng thực sự là cần
thiết đối với tất cả các doanh nghiệp tiêu thụ năng lượng lớn và tất cả các hoạt
động liên quan tới sử dụng năng lượng. Chính vì vậy hiện nay các hoạt động
về kiểm toán năng lượng ở các quốc gia trên thế giới đang nhận được sự quan
tâm lớn từ chính phủ và các doanh nghiệp.
II.

PHÂN LOẠI VÀ QUY TRÌNH THỰC HIỆN KIỂM TOÁN.

1. Kiểm toán năng lượng sơ bộ
Là hoạt động khảo sát thoáng qua quá trình sử dụng năng lượng của hệ thống.
Kiểm toán sơ bộ giúp nhận diện và đánh giá các cơ hội và tiềm năng tiết kiệm năng
lượng của thiết bị tiêu thụ năng lượng chính trong hệ thống. hoạt động này có thể phát
hiện ra ít nhất 70% các cơ hội tiết kiệm năng lượng trong hệ thống.
1.1: Các bước thực hiện:
• Khảo sát lướt qua toàn bộ tất các dây chuyền công nghệ, các thiết bị cung cấp
và tiêu thụ năng lượng, các phân xưởng…
• Nhận dạng nguyên lý, quy trình công nghệ
• Nhận dạng dòng năng lượng.
Nhóm 1


• Danh mục các cơ hội, giải pháp tiết kiệm năng lượng.
• Mức tiết kiệm tính toán của từng giải pháp
• Mức đầu tư của từng giải pháp
• Thời gian thu hồi vốn của từng giải pháp
• Kiến nghị thứ tự ưu tiên của các giải pháp (nếu cần, tuỳ theo yêu cầu của
doanh nghiệp)
- Thu thập số liệu quá khứ của đối tượng đề án (thiết bị, dây chuyền, phương
án, v.v.)
+ Vận hành
+ Năng suất
+ Tiêu thụ năng lượng…
- Khảo sát, đo lường, thử nghiệm, theo dõi hoạt động của thiết bị đối tượng
+ Tập quán vận hành
+ Đo lường tại chỗ …
Nhóm 1

Page | 4


KIỂM TOÁN NĂNG LƯỢNG CHO HỆ THỐNG ĐỘNG CƠ

+ Xây dựng giải pháp
+ Lập danh sách các phương án chi tiết có thể áp dụng
- Khảo sát, đo lường, thử nghiệm, theo dõi hoạt động của thiết bị đối tượng
+ Tập quán vận hành
+ Đo lường tại chỗ
+ Xử lý số liệu
- Khảo sát thị trường (nếu cần)
- Phân tích phương án
- Lựa chọn giải pháp tốt nhất


Page | 5


KIỂM TOÁN NĂNG LƯỢNG CHO HỆ THỐNG ĐỘNG CƠ

lượng khả thi nhất, báo cáo cần nêu được cách thức thực hiện các giải pháp tiết kiệm
năng lượng và hiệu quả sau khi thực hiện.
4. Lập báo cáo kiểm toán năng lượng
Bước tiếp theo trong quy trình kiểm toán năng lượng là lập một báo cáo chi tiết
kết quả kiểm toán và gọi ý cuối cùng về cơ hội bảo tồn năng lượng. Mức độ chi tiết
của báo cáo phụ thuộc vào từng loại kiểm toán năng lượng, từng lĩnh vực và từng lĩnh
vực và từng loại năng lượng.
Mở đầu báo cáo phải đưa ra 1 bản tóm tắt về toàn bộ khả năng tiết kiệm có thể
đạt được và nêu ra những đặc điểm nổi bật của từng cơ hội bảo tồn năng lượng. Với
mỗi cơ hội bảo tồn và tiết kiệm năng lượng cần nêu bật được các chỉ tiêu kinh tế - kỹ
thuật, tính khả thi của từng cơ hội.
Phần tiếp theo trong báo, kiểm toán viên phải mô tả đơn vị thực hiện kiểm toán
và đưa các thông tin liên quan đến tiêu thụ năng lượng. Sau đó kiểm toán viên đưa ra
các bảng biểu và đồ thị biểu diễn mức độ tiêu thụ năng lượng và chi phí cho năng
lượng, đồng thời phân tích chi phí năng lượng. Cuối cùng đưa ra một danh sách các cơ
hội tiết kiệm năng lượng tiềm năng và hiệu quả kinh tế của từng cơ hội.
Báo cáo kiểm toán năng lượng phải được kiểm toán viên viết một cách trung
thực, ngắn gọn, dễ hiểu và đúng văn phong. Trong báo cáo hạn chế sử dụng thuật ngữ
chuyên ngành sao cho khách hàng hiểu báo cáo một cách chính xác để họ thực hiện tốt
các cơ hội bảo tồn năng lượng.
5. Lập kế hoạch hoạt động trong sử dụng năng lượng
Bước cuối cùng trong quy trình kiểm toán năng lượng là lập kế hoạch hoạt động trong
sử dụng năng lượng. Các đơn vị sẽ được hướng dẫn lập kế hoạch hoạt động theo kết luận của
báo cáo kiểm toán năng lượng. Kế hoạch hoạt động sẽ đưa ra các định hướng, các bước thực




Phân biệt động cơ đồng bộ và động cơ không đồng bộ.

+ Động cơ không đồng bộ là động cơ điện hoạt động với tốc độ quay
của Rotor chậm hơn so với tốc độ quay của từ trường Stator.
+ Động cơ đồng bộ là động cơ mà có tốc độ quay của rotor bằng tốc độ quay
của từ trường.

Nhóm 1

Page | 7


KIỂM TOÁN NĂNG LƯỢNG CHO HỆ THỐNG ĐỘNG CƠ
2.

Nguyên lý hoạt động của động cơ.

 Cơ chế hoạt động chung ở tất cả các động cơ đều giống nhau

Khi cuộn dây trên rotor và stator được nối với nguồn điện, xung quanh
nó tồn tại các từ trường, sự tương tác từ trường của rotor và stator tạo ra
chuyển động quay của rotor quanh trục hay 1 mômen.
II. CÁC BƯƠC THỰC HIỆN KIỂM TOÁN ĐỘNG CƠ

1. Cơ sơ lý thực tiễn xây dựng cho kiểm toán cho hệ thống động cơ.
Động cơ chuyển đổi điện năng thành cơ năng để phục vụ tải nhất định. Trong
quy trình này, năng lượng mất đi được minh hoạ trong hình sau:

công ty nên thường có quy trình vận hành sai, thói quen không tốt ( quên tắt
máy sau khi sử dụng, thường cho vận hành non tải, không có thời kỳ bảo trì cho
động cơ…. ) vì vậy , hiệu suất của động cơ không đảm bảo yêu cầu, ngoài ra
tiêu tốn 1 phần năng lượng vô ích.
Để giải quyết việc này, nhóm em xin đưa ra các bước kiểm toán cho hệ
thống động cơ. Với mục đích đưa ra cái nhìn tổng quát nhất về quy trình kiểm
toán, đồng thời đưa ra các giải pháp thường được áp dụng hiện nay để giúp cho
hệ thống động cơ hoạt động được hiệu quả và tiết kiệm năng lượng cho công ty,
doanh nghiệp.
2. Các Bước thực hiện:
2.1: Chuẩn bị:

2.1.1.Thu thập các số liệu cần thiết cho kiểm toán:
 Số liệu cần thiết:

Nhóm 1

Page | 9


KIỂM TOÁN NĂNG LƯỢNG CHO HỆ THỐNG ĐỘNG CƠ

 Hệ thống cho động cơ.
o Tìm và nhận dạng các thiết bị trong hệ thống động cơ:

o Tổng hợp các thông số trong từng thiết bị.
 Các thông số thường được ghi trên nhãn của từng động cơ.

Ví dụ:


 Thiết bị đo nhiệt độ



Thiết bị đo điện năng
Kìm đo điện

Nhóm 1

Page | 11


KIỂM TOÁN NĂNG LƯỢNG CHO HỆ THỐNG ĐỘNG CƠ

 Thiết bị Datalog đo và phân tích điện năng

 Thiết bị thiết bị đo độ rung động cơ

Nhóm 1

Page | 12


KIỂM TOÁN NĂNG LƯỢNG CHO HỆ THỐNG ĐỘNG CƠ

 Các thiết bị đo khác
d. Thiết bị đo lưu lượng

2.2: Khảo sát và Đo đạc chi tiết.
2.2.1: Khảo sát.

-

Nhóm 1

Thông số đo kiểm động cơ.

Page | 14


KIỂM TOÁN NĂNG LƯỢNG CHO HỆ THỐNG ĐỘNG CƠ

2.3 . Nhận diện vị trí lãng phí và sử dụng không hiệu quả.

 Đề ra giải pháp:
 Giải pháp về mặt quản lý:
• Quản lý về năng lượng.
• Quản lý về tiêu thụ năng lượng.
• Quản lý về cường độ năng lượng.
 Giải pháp về mặt kỹ thuật:
•
•
•
•

Sử dụng động cơ hiệu suất cao
Hạn chế động cơ làm việc non tải hoặc quá tải
Điều chỉnh tốc độ bằng biến tần
Thay các động cơ hỏng, quá tải hoặc non tải bằng các động cơ hiệu
suất cao.
• Quấn lại các động cơ bị cháy tại các dịch vụ kỹ thuật đảm bảo

Sau khi đưa ra các giải pháp , đánh giá tính hiệu quả của giải pháp đó:
 Chỉ tiêu về kỹ thuật.
 Chỉ tiêu về kinh tế.
o Vốn đầu tư
o Chi phí vận hành bảo dưỡng
o Tổng tiền khi tiết kiệm được.
o Thời gian hoàn vốn, NPV, IRR.
2.4.2. Lập báo cáo chi tiết

2.4.3. Lập kế hoạch hoạt động trong sử dụng năng lượng

Nhóm 1

Page | 16


KIỂM TOÁN NĂNG LƯỢNG CHO HỆ THỐNG ĐỘNG CƠ

CHƯƠNG III: CÁC THIẾT BỊ TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG CHO ĐỘNG
CƠ
I. BIẾN TẦN
1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động.
a. Sơ đồ cấu tạo

b. Nguyên lý hoạt động:

Biến tần là thiết bị biến đổi tần số dòng điện xoay chiều với nguyên lý làm việc
khá đơn giản. Đầu tiên, nguồn điện xoay chiều 1 pha hay 3 pha được chỉnh lưu và lọc
thành nguồn 1 chiều bằng phẳng. Công đoạn này được thực hiện bởi bộ chỉnh lưu cầu
diode và tụ điện. Điện áp một chiều này được biến đổi (nghịch lưu) thành điện áp xoay

điều chỉnh tốc độ động cơ xoay chiều.
- Hệ thống điều chỉnh tốc độ động cơ bằng biến tần có kết cấu đơn giản, làm việc
được trong nhiều môi trường khác nhau.
- Khả năng điều chỉnh tốc độ động cơ dễ dàng.
- Có khả năng đáp ứng cho nhiều ứng dụng khác nhau.
- Các thiết bị cần thay đổi tốc độ nhiều động cơ cùng một lúc (dệt, băng tải ...).
- Các thiết bị đơn lẻ yêu cầu tốc độ làm việc cao (máy li tâm, máy mài...).
3.2. Nhược điểm:
- Nhạy cảm với điều kiện môi trường
- Gây độ méo ảnh hưởng đến chất lượng điện năng, không tốt cho các thiết bị điện
tử,...tuy nhiên hiện nay biến tần được lắp đi kèm với các bộ thiết bị tích hợp nên đã
giảm thiểu được tình trạng này
- chi phí đầu tư cao
- vận hành, bảo trì, bảo dưỡng phức tạp hơn
- có ảnh hưởng khi đặt ở xa vị trí cần điều khiển.
4. Ứng dụng
Về ứng dụng biến tần với công suất điều khiển lớn được sử dụng hiệu quả trong
các trường hợp như:
- Điều khiển động cơ không đồng bộ công suất từ 15 đến trên 600kW với tốc độ
khác nhau;
- Điều chỉnh lưu lượng của bơm, lưu lượng không khí ở quạt ly tâm, năng suất
máy, năng suất băng tải
- Ổn định lưu lượng, áp suất ở mức cố định trên hệ thống bơm nước, quạt gió, máy
nén khí ... cho dù nhu cầu sử dụng thay đổi;
- Điều khiển quá trình khởi động và dừng chính xác động cơ trên hệ thống băng
tải;
- Biến tần công suất nhỏ từ 0,18- 14 kW có thể sử dụng để điều khiển những máy
công tác như: cưa gỗ, khuấy trộn, xao chè, nâng hạ ...
Từ đó dễ dàng nhận thấy, ở một số trường hợp mà công nghệ sản xuất đòi hỏi
phải điều chỉnh lưu lượng, áp suất ở động cơ máy bơm, hoặc quạt gió theo mức tải phù

Nhóm 1

Page | 19


KIỂM TOÁN NĂNG LƯỢNG CHO HỆ THỐNG ĐỘNG CƠ

tích và điều khiển pha góc mở cho các thyristor trên các pha tương ứng để có lượng
điện áp trung bình đáp ứng được với trị số tính toán. Thông qua việc giám sát mức tải
trên trục của đối với mỗi chu kỳ cấp điện, Powerboss sẽ cung cấp cho động cơ lượng
điện cần thiết để chạy một cách hiệu quả tại bất kỳ thời điểm nào trong cả quá trình
vận hành của động cơ. Việc điều khiển này luôn phải đảm bảo tốc độ động cơ không
đổi theo định mức ban đầu, tuy nhiên thực tế điện áp đặt trên 3 pha đã có sự thay đổi.
Như vậy nhìn vào sơ đồ thiết kế, việc thay đổi về lắp đặt không có gì lớn. Thiết bị
này được lắp đặt nối tiếp với động cơ và đóng vai trò như một thiết bị trung gian, thích
hợp với tất cả các điều kiện khởi động sao hay tam giác. Thiết bị cũng được tích hợp
chế độ khởi động và dừng mềm, cho phép động cơ làm việc bền và tin cậy hơn, điện
năng sử dụng khi khởi động máy cũng được hạn chế hơn nhờ tính năng này
2 : Các lợi ích của power boss mang lại
Nâng cao hệ số cosφ, nâng cao hiệu quả của động cơ:
Khi động cơ hoạt động với tải định mức hiệu suất của động cơ có thể đạt từ 8092%, tuy nhiên hiệu suất có thể giảm xuống rất thấp nếu tải của động cơ đột ngột thay
đổi giảm. Tuy nhiên thực tế cho thấy thời gian mà các động cơ hoạt động với 100% tải
là rất ít, phần lớn thời gian động cơ hoạt động ở chế độ non tải hoặc không tải. Nên
sau khi lắp Powerboss thì sẽ Nâng cao hệ số cosφ, nâng cao hiệu quả của động cơ.
II.2.
Khởi động mềm
Powerboss được thiết kế tối ưu với khả năng “khởi động mềm” làm gia tăng
tốc độ động cơ ít đột ngột, giảm hiện tượng sụt áp nguồn. Với thời gian khởi động có
thể điều chỉnh được từ 0-255giây, cho phép động cơ khởi động ngay cả với trường hợp
tải phức tạp nhất. Việc cấp điện áp vừa đủ theo quán tính tải từ cảm biến của phần

3

: Ưu – Nhược điểm.
3.1. Ưu điểm:
- Dễ dàng lắp đặt
- Chi phí bảo trì, bảo dưỡng thấp.
- Vận hành đơn giản: Powerboss vận hành thông qua một bộ điều khiển số
được lập trình sẵn, nên có thể dễ dàng điều chỉnh được trong quá trình vận
hành.
3.2. Nhược điểm:
•

Bên trong Powerboss là các linh kiện điện tử bán dẫn nên rất nhậy cảm với
điều kiện môi trường, mà Việt Nam có khí hậu nóng ẩm nên khi lựa chọn bạn
phải chắc chắn rằng Powerboss của mình đã được nhiệt đới hoá, phù hợp với
môi trường khí hậu Việt Nam.
• Giá thành khá đắt.
• Không thể ứng dụng trong động cơ 1 chiếu (D/C), động cơ vạn năng
(Universal), hoặc động cơ hữu cấp (Stepper).
4: Các ứng dụng của power boss:
Powerboss thường được sử dụng hầu hết cho các động cơ điện cảm ứng xoay
chiều, các động cơ quá cỡ hay có các chu trình tải biến đổi (tức là đa số các ứng dụng
có sử dụng động cơ). Những máy móc thích hợp cho Powerboss là: Máy nén, máy ép,
máy thủy lực, bơm dầu, cưa gỗ, máy nghiền, máy cắt, máy dệt may công nghiệp, băng
tải, các ứng dụng bánh đà ... Tuy nhiên loại này lại không thích hợp cho các động cơ
có yêu cầu về biến đổi tốc độ

III. TỤ BÙ:

1: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động.

hệ số công suất của hệ thống phát dẫn điện. Khi mắc các tụ song song với
động cơ , dòng có tính dung sẽ ngược pha với dòng tính cảm nên sẽ triệt
tiêu 1 phần hoặc toàn bộ dòng cảm (IC = IL), do đó sẽ hạn chế dòng phản
kháng qua lưới.
Khi ta giảm được dòng phản kháng cũng có nghĩa là giảm công suất
phản kháng Q ( kVAr ), S ( kVA ) là ko đổi nên khả năng cấp P ( kW ) sẽ
tăng lên, có nghĩa là ta có thể nối vào nhiều động cơ hơn mà ko cần thay
động cơ lớn hơn.
c. Vị trí lắp đặt:
Các tụ điện được đặt:

Nhóm 1

Page | 22


KIỂM TOÁN NĂNG LƯỢNG CHO HỆ THỐNG ĐỘNG CƠ
-

Tại vị trí đấu nối của thiết bị tiêu thụ điện có tính cảm ( động
cơ điện và máy biến áp ).

-

Tại vị trí thanh góp cấp nguồn cho nhiều động cơ nhỏ.

2: Lợi ích khi lắp tụ bù:
-Giảm

công suất phản kháng và công suất biểu kiến (và nhờ vậy

Page | 23


KIỂM TOÁN NĂNG LƯỢNG CHO HỆ THỐNG ĐỘNG CƠ

Để giải quyết vấn đề này, ta có thể lắp đặt các tụ bù tại các động cơ và
trung tâm điều khiển động cơ.

Nhóm 1

Page | 24


KIỂM TOÁN NĂNG LƯỢNG CHO HỆ THỐNG ĐỘNG CƠ

CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN
Kiểm toán năng lượng là công cụ quản lý năng lượng hiệu quả. Bằng việc nhận ra
và thực hiện các biện pháp mang lại hiệu suất sử dụng năng lượng cao và tiết kiệm, việc
làm trên không những tiết kiệm được năng lượng mà còn làm tăng tuổi thọ thiết bị sử
dụng điện năng cũng như cải thiện chất lượng sản xuất.
Trong thời gian làm báo cáo Kiểm Toán Năng Lượng cho động cơ đã giúp nhóm
hiểu rõ hơn về các bước kiểm toán, các tiềm năng tiết kiệm chi phí và các thiết bị tiết kiệm
năng lượng thường dùng cho hệ thống động cơ mang lại hiệu quả cao, giảm bớt chi phí
cho các doanh nghiệp.
Nhóm xin chân thành cảm ơn thầy giáo Dương Trung Kiên đã tận tình hướng
dẫn nhóm trong suốt quá trình học môn Kiểm Toán Năng Lượng, đã cho nhóm những
kiến thức cơ bản về kiểm toán năng lượng để áp dụng vào thực tiễn kiểm toán năng
lượng cho hệ thống động cơ.
Trên đây là bản báo cáo Kiểm Toán Năng Lượng Cho Hệ Thống Động Cơ của
nhóm. Với sự hiểu biết còn hạn chế, chắc chắn báo cáo của nhóm còn nhiều khiếm