Trong các hệ thống điện công nghiệp và hạ tầng, điện trung thế (điện áp từ 1kV đến 35kV) tiềm ẩn những rủi ro nguy hiểm nếu không được quản lý đúng cách. Do đó, tủ điện trung thế ra đời không chỉ với vai trò là một thiết bị đóng cắt mà còn là một lớp vỏ bọc an toàn, bảo vệ người vận hành và cộng đồng khỏi những tiếp xúc điện nguy hiểm. Bài viết này sẽ cung cấp một cái nhìn tổng quan, chi tiết về tủ điện trung thế – một thành phần không thể thiếu trong mọi mạng lưới điện quy mô lớn.
Tủ Điện Trung Thế Là Gì?
Tủ điện trung thế là một thiết bị điện được thiết kế chuyên dụng để đóng cắt, đo lường, điều khiển và bảo vệ các đường dây, máy biến áp và động cơ điện hoạt động ở cấp điện áp trung thế. Với kết cấu chắc chắn và các thiết bị được tiêu chuẩn hóa, tủ điện trung thế đảm bảo hệ thống điện vận hành ổn định, an toàn và hiệu quả.
Vai Trò và Ứng Dụng Của Tủ Điện Trung Thế
Chức năng chính của tủ trung thế là phân phối và bảo vệ nguồn điện cho một khu vực hoặc một phụ tải quan trọng. Do đó, chúng được ứng dụng rộng rãi tại:
- Các trạm biến áp, trạm phân phối của công ty điện lực.
- Khu công nghiệp, nhà máy sản xuất: Cung cấp điện cho các dây chuyền, máy móc công suất lớn.
- Tòa nhà cao tầng, trung tâm thương mại: Cấp nguồn cho hệ thống điều hòa trung tâm, thang máy, bơm nước.
- Các công trình hạ tầng lớn: Sân bay, bến cảng, bệnh viện…
Cấu Tạo Chi Tiết Của Tủ Điện Trung Thế
Để đảm bảo an toàn tối đa, tủ điện trung thế được thiết kế với cấu trúc vững chắc và chia thành các khoang chức năng riêng biệt, có liên động an toàn.
Vỏ Tủ và Kết Cấu Khung
Vỏ tủ thường được làm bằng tôn tấm dày khoảng 2mm, được xử lý bề mặt và sơn tĩnh điện để chống ăn mòn, tăng cường khả năng cách điện. Kết cấu tủ dạng khung, được lắp ráp từ các module, đảm bảo độ cứng vững và dễ dàng vận chuyển, lắp đặt.
Các Khoang Chức Năng Chính
Một tủ điện trung thế tiêu chuẩn thường được chia thành các khoang riêng biệt:
- Khoang máy cắt: Chứa thiết bị đóng cắt chính như Máy cắt chân không (VCB), Dao cắt tải (LBS) hoặc Contactor trung thế. Khoang này thường có cơ cấu xe đẩy để dễ dàng đưa thiết bị ra ngoài bảo trì.
- Khoang thanh cái: Chứa hệ thống thanh cái đồng dùng để phân phối điện.
- Khoang đấu cáp: Là nơi để đấu nối cáp điện lực đầu vào và đầu ra.
- Khoang hạ thế (Khoang nhị thứ): Chứa các thiết bị điều khiển, đo lường, bảo vệ như relay, đồng hồ, bộ nguồn…
Phân Loại Các Dòng Tủ Điện Trung Thế Phổ Biến
Tùy theo cấu trúc và mục đích sử dụng, tủ điện trung thế có nhiều loại khác nhau:
Tủ VCB, LBS, DS
Đây là các loại tủ đơn chức năng, bên trong chứa các khí cụ điện tương ứng: Tủ máy cắt chân không (VCB – Vacuum Circuit Breaker), Tủ dao cắt tải (LBS – Load Break Switch), và Tủ dao cách ly (DS – Disconnector Switch).
Tủ RMU (Ring Main Unit)
Đây là loại tủ tích hợp nhỏ gọn, thường bao gồm 2 hoặc 3 ngăn chức năng (LBS, VCB) trong cùng một vỏ tủ. Tủ RMU rất phổ biến trong các mạng điện phân phối dạng mạch vòng của các công ty điện lực và khu dân cư.
Tủ Tụ Bù Trung Thế
Loại tủ này được sử dụng để bù công suất phản kháng trực tiếp trên lưới trung thế, giúp cải thiện hệ số công suất và giảm tổn thất điện năng cho toàn hệ thống.
Tủ ATS Trung Thế
Tương tự tủ ATS hạ thế, tủ ATS trung thế dùng để tự động chuyển đổi nguồn điện giữa lưới điện chính và nguồn dự phòng ở cấp điện áp trung thế, đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các phụ tải cực kỳ quan trọng.
Các Tiêu Chuẩn An Toàn Quan Trọng
Chất lượng và sự an toàn của tủ điện trung thế được đảm bảo thông qua việc tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật nghiêm ngặt:
- IEC 62271-200: Tiêu chuẩn quốc tế cốt lõi cho thiết bị đóng cắt và điều khiển cao áp – tủ điện trung thế vỏ kim loại.
- IEC 60947: Tiêu chuẩn chung cho thiết bị đóng cắt và điều khiển hạ áp (áp dụng cho khoang nhị thứ).
- TCVN 8096 (tương đương IEC 62271-100): Tiêu chuẩn Việt Nam cho máy cắt điện xoay chiều cao áp.
Hướng Dẫn Lựa Chọn và Lắp Đặt Tủ Điện Trung Thế
Các Yếu Tố Cần Cân Nhắc Khi Lựa Chọn
- Công suất và điện áp: Phải lựa chọn tủ có các thông số định mức phù hợp với yêu cầu vận hành của hệ thống.
- Không gian lắp đặt: Kích thước và kiểu dáng tủ phải phù hợp với không gian phòng điện để tối ưu diện tích và thuận tiện cho vận hành.
- Môi trường lắp đặt: Cần xác định tủ sẽ được đặt trong nhà hay ngoài trời, trong môi trường khô ráo hay ẩm ướt, để chọn cấp bảo vệ (IP) phù hợp.
- Nhà cung cấp uy tín: Lựa chọn các đơn vị có kinh nghiệm và thương hiệu như Fuco là yếu tố then chốt, đảm bảo chất lượng sản phẩm, dịch vụ bảo hành và hỗ trợ kỹ thuật chuyên nghiệp.
Quy Trình Lắp Đặt An Toàn
Việc lắp đặt tủ điện trung thế đòi hỏi kỹ thuật viên có chuyên môn cao và phải tuân thủ quy trình nghiêm ngặt:
- Nghiên cứu tài liệu: Đọc kỹ bản vẽ thiết kế, sơ đồ nguyên lý và tài liệu hướng dẫn lắp đặt từ nhà sản xuất.
- Chuẩn bị mặt bằng và vật tư: Chuẩn bị nền móng, rãnh cáp và đầy đủ các vật tư phụ cần thiết (đầu cốt cáp, dụng cụ cơ khí…).
- Lắp đặt cơ khí: Đưa tủ vào vị trí, căn chỉnh, cố định tủ vào nền.
- Đấu nối: Thực hiện đấu nối thanh cái, cáp điện lực và cáp điều khiển theo đúng sơ đồ.
- Kiểm tra và Thí nghiệm (Commissioning): Kiểm tra cách điện, kiểm tra cơ cấu đóng cắt, thí nghiệm các chức năng bảo vệ và điều khiển trước khi chính thức đóng điện vận hành.
Lời Kết
Tủ điện trung thế là một cấu phần cực kỳ quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến sự an toàn và ổn định của cả một hệ thống điện. Việc hiểu rõ cấu tạo, tuân thủ các tiêu chuẩn thiết kế và quy trình lắp đặt chuyên nghiệp là yếu tố không thể xem nhẹ. Đầu tư vào một sản phẩm chất lượng từ một nhà cung cấp uy tín chính là sự đảm bảo vững chắc nhất cho tài sản và hoạt động của bạn.
