Chuyển biến kỹ thuật số: Làm thế nào để dữ liệu giúp một công trình 100 năm tuổi luôn bừng sáng

27
The lights of Downtown Atlanta, Georgia with a gorgeous milky way.

Vào ngày 27 tháng 12 năm 2018, một tiếng nổ lớn đã đánh thức người dân New York khỏi sự vui mừng trong kỳ nghỉ của mình. Trong khi ánh sáng cây thông Giáng Sinh lóe lên bên trong, một cảnh tượng ngay lập tức ra khỏi Ghost Ghostbuster đã diễn ra bên ngoài. Một tán cây màu xanh nhuốm màu khói điện che kín một phần của bầu trời đêm và trên mạng xã hội Twitter bùng nổ các hình ảnh, video và suy đoán: Người ngoài hành tinh đã hạ cánh ở Queens? Có phải thành phố bị tấn công?

Câu trả lời đơn giản hơn nhiều: một vụ nổ máy biến áp. Giống như một số yếu tố khác trong cơ sở hạ tầng của chúng ta, các máy biến áp thường không được chú ý. Nhưng có nhiều vấn đề quan trọng với những chiếc hộp kim loại màu xám này hơn là sự bắt mắt. Các máy biến áp nhận điện từ các nhà máy phát rồi truyền tải lên các đường dây cao thế và sau đó, chúng có thể dẫn truyền một cách hiệu quả dòng điện dọc theo những đường đường dây nối đến các thành phố. Khi đó, nó được biến đổi bởi một bộ thiết bị khác thành điện áp thấp hơn mà chúng ta sử dụng để cung cấp năng lượng cho gia đình và doanh nghiệp. Khi được bảo trì đúng cách, máy biến áp có thể được vận hành trong nhiều thập kỷ. Nhưng các hỏng hóc có thể xảy ra đột ngột và trở thành một thảm họa gây ra tình trạng mất điện trong khu vực và điều đó đòi hỏi công đoạn sửa chữa khẩn cấp tuy rằng khá tốn kém nhưng rất cần thiết.

Kỹ sư chính của tổng công ty điện lực Southern Company, nơi sở hữu chi nhánh Georgia Power, bà Elizabeth Bray cho biết: “Mọi vật dụng đều có thể gây ra việc cháy máy biến áp, khi đó, một tài sản trị giá vài triệu đô la sẽ biến mất ngay trong chớp mắt.”

Quay trở lại lịch sử Hoa Kỳ, năm 1883 – tức chỉ 1 năm sau khi Thomas Edison khởi công xây dựng nhà máy điện trung tâm đầu tiên trên thế giới, nhà máy điện Georgia Power đã được mở cửa và cũng đã trải qua chính những sự kiện và biến cố như vậy .Ví dụ, năm 2017, một vụ cháy máy biến áp đã gây thiệt hại một trong những nhà máy của nó và hai nhân viên cứu hỏa đã phải đến bệnh viện với những vết thương nhẹ. Những loại sự cố này có thể gây tốn kém và đôi khi nó còn nhắc nhở chúng ta rằng việc tạo và truyền điện là một công việc phức tạp. Tuy nhiên, nhà máy điện Georgia sẽ không thể đạt được thành tựu như ngày hôm nay nếu như chỉ châp nhận những trạm dừng như vậy. Đó là lý do bây giờ họ hợp tác với GE – một công ty do Edison thành lập – để khiến điện len lỏi vào mọi ngõ ngách của thế kỷ 21 bằng cách làm cho những chiếc máy biến áp trở nên thông minh hơn.

Các loại tiện ích sẽ dự đoán sự cố máy biến áp bằng các thử nghiệm định kỳ mà theo phương thức truyền thống, sẽ cần có một kỹ thuật viên thu thập mẫu dầu được sử dụng để cách điện cho máy và gửi đến phòng thí nghiệm để phân tích. Các loại khí như hydro và carbon monoxide hòa tan trong dầu và nồng độ của chúng cho biết cách thức hoạt động của máy biến áp. Những thử nghiệm như vậy khá được tin cậy, tuy nhiên, bởi có rất nhiều máy biến áp trong lĩnh vực này, Georgia Power chỉ có thể lấy mẫu mỗi lần một năm. Điều đó có nghĩa là máy biến áp đôi khi sẽ gặp sự cố mà không hề có cảnh báo trước.

Giờ đây, thay vì truy cập từng máy biến áp để thu thập dữ liệu, các kỹ sư của công ty điện lực Georgia Power có thể nhận trực tiếp các thông tin từ các máy biến áp. Vào năm 2015, công ty đã ký một thỏa thuận cài đặt các cảm biến GE Hydran để theo dõi và chẩn đoán 1.000 máy biến áp của họ. Các cảm biến tự động này sẽ đo đếm mức khí hòa tan và gửi cảnh báo khi các phép đo vượt quá mức cho phép.

Ảnh trên đầu và ảnh trên: Thay vì truy cập từng máy biến áp để thu thập dữ liệu, các kỹ sư của Georgia Power có thể đưa dữ liệu đến cho họ. Ảnh: Getty Images.

Với sự trợ giúp của các cảm biến và đường dẫn liên lạc được cung cấp bởi một nhóm các kỹ sư tích hợp trạm biến áp,tại công ty Georgia Power giờ đây có thể nhận được một tập hợp các báo cáo về khí gas tại các máy biến áp được giám sát mỗi giờ một lần thay vì mỗi năm một lần như trước đây. Khi quá trình kiểm tra dữ liệu xuất hiện sự thay đổi ở ngưỡng hơn 30 phần trên một triệu, hệ thống sẽ thông báo cho nhóm. Nếu bà Bray phát hiện có sự gia tăng trong thông số, cô sẽ cung cấp thông tin này đến đội ngũ – bao gồm người quản lý dự án, kỹ thuật viên phòng thí nghiệm và chuyên gia chủ chốt – để họ quyết định có nên cử nhân viên hiện trường đi lấy mẫu khác hay không, từ đó, họ có thể xác nhận xem máy biến áp có cần bảo trì không.

Nhờ quá trình theo dõi liên tục này, công ty điện lực Georgia có thể tìm hiểu về các sự cố tiềm ẩn trước khi máy biến áp bị hỏng. Chúng sẽ được lên lịch bảo trì để tránh sự gián đoạn hoạt động của khách hàng – điều này có nghĩa là máy điều hòa không khí trong gia đình sẽ vẫn hoạt động trong một ngày nóng nực hay một xưởng sản xuất ô tô được đảm bảo có thể chạy dây chuyền lắp ráp một cách bình thường.

Điều đó không có nghĩa là quá trình chuyển đổi sang quy trình mới đã được tự động hóa. Để hiểu các cảm biến và làm cho dữ liệu trở nên hữu ích, các nhóm khác nhau phải hợp tác, bao gồm các nhân viên hiện trường như bảo trì thiết bị, kỹ sư trạm biến áp, công nghệ thông tin, trung tâm điều khiển và các nhóm khác. Bà Bray cho rằng: “Công việc sẽ không đạt hiệu quả nếu không có sự phối hợp”.

Các cảm biến cũng giúp các nhân viên hiện trường hiểu rõ hơn về các mối nguy tiềm ẩn. “tôi thực sự cảm thấy lo lắng mỗi khi phải nói với ai đó rằng tôi cần lấy một mẫu khác.” Nếu công ty Georgia Power nhận được cảnh báo về một máy biến áp cụ thể, nhân viên ở hiện trường sẽ biết rằng họ cần lên kế hoạch cho một lối thoát thật cẩn thận và chú ý thông báo khi đã thấy an toàn.

Hệ thống giám sát trực tuyến cũng tiết kiệm tiền. Với các thông báo về sự cố máy biến áp, Georgia Power có thể lên lịch bảo trì trong giờ làm việc thông thường. Nhờ đó, họ có thể lập kế hoạch chi tiêu vốn tốt hơn, bởi vì họ có nhiều thông tin hơn về việc khi nào nên thay thế thiết bị.

Công ty điện lực Georgia Power với hệ thống giám sát như vậy đã cứu được bốn máy biến áp khỏi sự cố thảm khốc. Lần đầu tiên là vào năm 2016 tại Bắc Georgia. Khi công ty nhận được báo động, ban đầu các kỹ sư đã rất ngạc nhiên, bởi vì dữ liệu trước đó từ máy biến áp đó khá ổn định. Tuy nhiên, bà Bray đã yêu cầu người quản lý dự án xem xét kỹ hơn trạm biến áp đó. Vị kỹ sư này đã gọi nhân viên lại và nói rằng:“Có một số hoạt động bất thường ở đây, điều này thật đáng ngờ.”

Hôm đó là tối thứ Sáu, một đoàn nhân viên đã được cử đi lấy mẫu khí. Thông qua một phòng thí nghiệm di động, họ đã kiểm tra mẫu và phát hiện ra rằng máy biến áp sắp hỏng. Bà Bray đã theo dõi dữ liệu tất cả các ngày cuối tuần, và công ty đã có thể đưa máy biến áp bị hỏng ra khỏi hệ thống vào thứ Hai và sau đó thay thế nó trong vòng một tuần – điều này phần nào đã tránh được bất kỳ sự gián đoạn nào.

Với các cảm biến mới, công ty Georgia Power cũng đang thu thập thêm dữ liệu về cách các máy biến áp hoạt động trong điều kiện bình thường – ví dụ như sự thay đổi thời tiết có thể gây ra sự thay đổi hiệu suất của máy như thế nào. Bray đã nói: “Điều đó thực sự đã giúp chúng tôi biến chiếc máy trở thành một tiện ích trong tương lai”.

Bà nói thêm rằng dự án này chỉ là khởi đầu cho cách mà công ty Georgia Power có thể tìm hiểu, vận hành và bảo trì thiết bị tại các trạm biến áp của mình một cách tốt hơn. Cô nói: “Đây là công việc mang nhiều thách thức nhất nhưng đó cũng là công việc giá trị nhất mà tôi làm. Bạn thấy rằng những gì bạn làm đang thực sự tạo ra sự khác biệt, không chỉ ngay bây giờ, mà còn cho tương lai của doanh nghiệp.”

BÌNH LUẬN CỦA BẠN