Hiệu chuẩn thiết bị phân tích chất lượng điện năng – Đảm bảo độ chính xác đo lường

Trong môi trường sản xuất hiện đại, chất lượng nguồn điện ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất và độ ổn định của thiết bị. Khi hệ thống điện xuất hiện nhiễu, sụt áp hay sóng hài, chỉ một sai lệch nhỏ trong phép đo cũng có thể dẫn đến quyết định vận hành sai lệch. Do đó, việc duy trì độ chính xác của các thiết bị giám sát điện năng – hiệu chuẩn thiết bị phân tích chất lượng điện năng luôn là yếu tố quan trọng để đảm bảo hoạt động ổn định và an toàn cho toàn bộ hệ thống.

Tìm hiểu về thiết bị phân tích chất lượng điện năng

Thiết bị phân tích chất lượng điện năng (Power Quality Analyzer) là công cụ đo các thông số vượt xa các giá trị điện áp hay dòng điện thông thường.
Thiết bị này đánh giá mức “chất lượng” của dạng sóng điện — phát hiện sóng hài, mất cân bằng, nhấp nháy điện áp (flicker) và hiện tượng quá độ (transient) có thể gây ảnh hưởng đến các tải nhạy cảm như biến tần hoặc hệ thống tự động hóa.

Các chức năng phổ biến của PQA gồm:

• Đo điện áp RMS, dòng RMS, công suất tác dụng và phản kháng

• Ghi nhận độ méo dạng sóng và tổng độ méo sóng hài (THD)

• Ghi lại các sự kiện điện áp bất thường như sụt áp, quá áp, hoặc mất pha

• Theo dõi xu hướng dài hạn để tối ưu hiệu suất năng lượng

Phân biệt giữa Power Quality Analyzer và Universal Power Analyzer

• Universal Power Analyzer (UPA) tập trung vào việc đo hiệu suất và hiệu năng thiết bị — thường được dùng khi thử nghiệm động cơ, bộ nghịch lưu (inverter) hoặc nguồn điện.

• Power Quality Analyzer (PQA) tập trung vào việc giám sát sự ổn định và chất lượng nguồn điện, phát hiện các hiện tượng bất thường của lưới và độ méo dạng sóng.

Tiêu chuẩn quốc tế áp dụng cho thiết bị PQA

Hầu hết các thiết bị hiện đại đều tuân theo bộ tiêu chuẩn IEC 61000 bao gồm:

• IEC 61000-4-7: Quy định phương pháp đo sóng hài

• IEC 61000-4-15: Đánh giá hiện tượng nhấp nháy điện áp (flicker)

• IEC 61000-4-30: Quy định cách thiết bị Class A lấy mẫu và xử lý dữ liệu đo

Sự kết hợp của các tiêu chuẩn này giúp đảm bảo độ nhất quán giữa các phép đo, bất kể thương hiệu hay model thiết bị. Đồng thời là cơ sở để thực hiện hiệu chuẩn chính xác tại các phòng thí nghiệm được công nhận.

Vì sao việc hiệu chuẩn lại quan trọng

Theo thời gian, ngay cả những thiết bị phân tích chính xác cũng có thể lệch giữa giá trị đo được và giá trị thực.
Nhiệt độ thay đổi, dây đo dài, hoặc rung lắc trong quá trình vận chuyển đều có thể gây trôi sai số.
Khi đó, thiết bị có thể:

• Báo thiếu sóng hài, khiến người dùng tưởng hệ thống đạt chuẩn

• Báo thừa hiện tượng quá độ (transient), dẫn đến bảo trì không cần thiết

• Hiển thị góc pha không ổn định, làm sai kết quả tính hệ số công suất

Bằng quy trình hiệu chuẩn đạt chuẩn ISO/IEC 17025, Techmaster kiểm tra để mọi giá trị điện áp, dòng và công suất nằm trong giới hạn của nhà sản xuất.
Mỗi phép thử được thực hiện bằng nguồn chuẩn truy xuất NIST, đảm bảo chuỗi đo lường liên tục và đáng tin cậy.

Nếu không hiệu chuẩn, báo cáo về chất lượng điện sẽ mất tính tin cậy.
Khi các tổ chức kiểm toán xem xét dữ liệu PQ dài hạn cho tiêu chuẩn ISO 50001 hoặc GMP, họ mong đợi kết quả truy xuất và lặp lại được, chứ không phải những con số “gần đúng”.
Hiệu chuẩn giúp báo cáo của bạn đứng vững trước mọi cuộc đánh giá.

Chu kỳ hiệu chuẩn khuyến nghị

Các hãng sản xuất như Fluke thường khuyến nghị nên hiệu chuẩn thiết bị phân tích chất lượng điện năng mỗi 12 tháng.
Tuy nhiên, trong một số trường hợp, người dùng nên hiệu chuẩn sớm hơn. Ví dụ:

• Thiết bị được sử dụng thường xuyên tại hiện trường, nơi điều kiện môi trường thay đổi liên tục.

• Thiết bị chịu rung động, độ ẩm cao hoặc va chạm cơ học. Có thể ảnh hưởng đến độ chính xác.

• Thiết bị cho kết quả không ổn định trong quá trình tự kiểm tra (self-test).

Tóm lại, với hầu hết trường hợp, hiệu chuẩn hằng năm là đủ. Nhưng nếu thiết bị làm việc liên tục hoặc trong điều kiện khắc nghiệt, việc hiệu chuẩn sớm hơn sẽ giúp duy trì độ tin cậy và tuổi thọ của thiết bị.

Lỗi thường gặp khi sử dụng thực tế

Trong quá trình đo kiểm chất lượng điện năng, nhiều lỗi phát sinh từ thiết lập và thao tác hiện trường chứ không phải do thiết bị. Một số lỗi phổ biến gồm:

• Tiếp địa kém hoặc nối dây điện áp sai cực tính.

• Kẹp dòng bị lỏng gây lệch góc pha khi đo.

• Nguồn cấp chung cho nhiều thiết bị tạo ra nhiễu điện.

• Phần mềm hoặc firmware lỗi thời, dẫn đến báo sai dữ liệu transient.

Việc hiệu chuẩn định kỳ giúp phát hiện và khắc phục những sai lệch này trước khi chúng ảnh hưởng đến kết quả đo hoặc báo cáo kỹ thuật.

Cách chọn đơn vị hiệu chuẩn uy tín

Không phải phòng lab nào cũng có đủ năng lực hiệu chuẩn chính xác thiết bị phân tích chất lượng điện năng.
Khi chọn đơn vị cung cấp dịch vụ, doanh nghiệp nên xem xét các tiêu chí quan trọng sau:

• Có chứng nhận ISO/IEC 17025 trong lĩnh vực đo lường điện.

• Chuỗi truy xuất chuẩn rõ ràng, liên kết với chuẩn quốc gia như Viện Đo lường Việt Nam (VMI) hoặc chuẩn quốc tế tương đương.

• Đủ năng lực kiểm tra thiết bị Class A theo tiêu chuẩn IEC 61000-4-30.

• Cung cấp báo cáo chi tiết, thể hiện độ không đảm bảo đo và kết quả trước – sau hiệu chuẩn.

Với các thiết bị dùng tại hiện trường, hiệu chuẩn trong phòng lab luôn là lựa chọn tối ưu. Cách này giúp giảm nhiễu điện, kiểm soát môi trường ổn định và tạo nguồn chuẩn chính xác hơn. Nhờ đó, kết quả hiệu chuẩn đạt độ không đảm bảo thấp hơn đáng kể so với khi thực hiện tại hiện trường.