Tủ trung thế: Cấu tạo và ứng dụng

Tủ trung thế: Cấu tạo và ứng dụng

Trong hệ thống điện trung và cao áp, tủ trung thế: cấu tạo và ứng dụng là một chủ đề quan trọng giúp người đọc hiểu rõ vai trò, nguyên lý hoạt động và phạm vi ứng dụng của thiết bị này trong công nghiệp cũng như dân dụng. Bài viết sẽ cung cấp thông tin chi tiết về các loại tủ trung thế phổ biến, cấu tạo kỹ thuật bên trong, cũng như các ứng dụng thực tế trong trạm biến áp và nhà máy sản xuất. Đây là tài liệu hữu ích cho kỹ sư điện và nhà đầu tư.

Tủ trung thế là gì?

Khái niệm và vai trò trong hệ thống điện

Tủ trung thế (Medium Voltage Switchgear) là thiết bị dùng để đóng cắt, điều khiển và bảo vệ hệ thống điện ở cấp điện áp trung áp, thường nằm trong khoảng từ 3.3kV đến 36kV. Tủ trung thế đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong việc đảm bảo sự ổn định, an toàn và liên tục cho hệ thống truyền tải và phân phối điện.

Tủ trung thế giúp:

Cách ly phần mạch bị sự cố để không ảnh hưởng đến toàn hệ thống.

Bảo vệ thiết bị và con người khỏi hiện tượng quá dòng, ngắn mạch.

Giám sát và điều khiển hệ thống điện thông qua các thiết bị tự động hóa đi kèm.

Với yêu cầu ngày càng cao về an toàn điện và vận hành thông minh, tủ trung thế hiện đại thường được tích hợp thêm nhiều tính năng như cảm biến đo dòng, giám sát từ xa, và khả năng tự động hóa.

Các loại tủ trung thế phổ biến

Tùy theo nhu cầu sử dụng và môi trường lắp đặt, tủ trung thế được phân loại thành các nhóm chính như sau:

1. Tủ RMU (Ring Main Unit)

Đây là loại tủ phổ biến trong lưới điện phân phối vòng (ring network), chuyên dùng cho các trạm điện compact, trạm kios. Tủ RMU có thiết kế nhỏ gọn, cách điện bằng khí SF6, phù hợp với môi trường có không gian hạn chế, dễ dàng lắp đặt và vận hành.

2. Tủ trung thế với máy cắt chân không (VCB)

Dùng máy cắt VCB giúp đóng cắt nhanh, không tạo hồ quang, tuổi thọ cao. Loại tủ này thích hợp trong nhà máy sản xuất, trạm biến áp trung gian có công suất lớn.

3. Tủ Load Break Switch (LBS)

Tủ sử dụng cầu dao phụ tải cho phép đóng ngắt dưới tải, thường kết hợp với cầu chì bảo vệ. Chi phí hợp lý, vận hành đơn giản, phù hợp cho phân phối điện khu vực dân cư hoặc khu công nghiệp nhẹ.

4. Tủ trung thế hợp bộ (compact)

Là tủ tích hợp đầy đủ chức năng trong một khối gồm máy cắt, bảo vệ, điều khiển, đo lường. Loại này thích hợp với các trạm kiosk, trạm biến áp treo, nơi cần tiết kiệm không gian.

Cấu tạo và các thành phần của tủ trung thế

Bộ phận đóng cắt

Đây là phần quan trọng nhất trong tủ trung thế, đảm nhiệm việc ngắt hoặc nối mạch điện theo yêu cầu vận hành hoặc khi có sự cố. Các bộ phận thường thấy bao gồm:

Máy cắt chân không (VCB): Được sử dụng rộng rãi nhờ khả năng cách điện tốt, chịu đựng được dòng sự cố cao, tuổi thọ lớn.

Cầu dao phụ tải (LBS): Đóng ngắt mạch điện khi có tải, thường đi kèm cầu chì trung thế.

Dao cách ly (Isolator): Cách ly phần tử cần bảo trì khỏi hệ thống chính một cách an toàn.

Chống hồ quang (Arc chute): Hạn chế và dập tắt hồ quang điện phát sinh khi đóng cắt.

Một số mẫu tủ như Tủ trung thế hợp bộ Schneider RM6 24kV có tích hợp đầy đủ các bộ phận trên, hỗ trợ vận hành nhanh và an toàn.

Thiết bị bảo vệ và điều khiển

Ngoài các phần tử đóng cắt, tủ trung thế còn được trang bị các thiết bị bảo vệ và điều khiển giúp nâng cao độ an toàn:

Rơle bảo vệ kỹ thuật số (protection relay): Tự động phát hiện sự cố như ngắn mạch, quá dòng, quá áp và thực hiện đóng ngắt nhanh chóng.

Cảm biến đo lường (CT/VT): Giám sát dòng điện, điện áp để cung cấp dữ liệu cho bộ điều khiển.

Hệ thống điều khiển SCADA hoặc RTU: Cho phép giám sát từ xa, vận hành thông minh và cảnh báo lỗi qua giao diện người dùng.

Bảng điều khiển HMI (Human-Machine Interface): Hỗ trợ thao tác trực quan, kiểm tra thông số và điều khiển thiết bị.

Ứng dụng của tủ trung thế trong ngành điện

Sử dụng trong các trạm biến áp

Trong các trạm biến áp trung gian hoặc trạm phân phối, tủ trung thế giữ vai trò trung tâm trong việc đóng ngắt, điều khiển và bảo vệ nguồn cấp điện. Với sự phát triển của đô thị hóa, nhu cầu sử dụng tủ trung thế ngày càng cao tại:

Trạm biến áp công cộng (điện lực)

Trạm biến áp trong khu công nghiệp

Trạm kiosk ngoài trời

Các ứng dụng trong công nghiệp và dân dụng

Ngoài ngành điện lực, tủ trung thế còn được ứng dụng rộng rãi trong:

Nhà máy sản xuất công nghiệp nặng, hóa chất, xi măng

Tòa nhà cao tầng, trung tâm thương mại

Bệnh viện, trường học, cảng biển

Khu dân cư, khu đô thị thông minh

Các dòng tủ như Tủ trung thế Siemens 24kV – Loại VCB rất được ưa chuộng trong công trình công nghiệp nhờ hiệu suất cao, hoạt động ổn định và có thể điều khiển từ xa qua SCADA.

Việc chọn đúng loại tủ trung thế không chỉ giúp hệ thống điện hoạt động ổn định, mà còn đảm bảo an toàn, tiết kiệm chi phí vận hành, bảo trì.

Nếu bạn đang tìm kiếm tủ RMU chính hãng, tủ trung thế VCB, hay các giải pháp tủ điện trung áp trọn gói, cẩm nang ngành điện, vui lòng liên hệ cho chúng tôi qua thông tin bên dưới để được hỗ trợ tốt nhất: