Tủ điện trung thế là gì?

Tủ điện trung thế là gì? Chức năng, thành phần và tủ điện vòng (RMU) được giải thích

Tủ điện trung thế (MV) là một phần thiết yếu của hệ thống phân phối điện năng hiện đại. Nó cung cấp khả năng điều khiển, bảo vệ, cách ly và giám sát đáng tin cậy cho các thiết bị điện hoạt động ở mức điện áp trung thế. Được sử dụng phổ biến trong các trạm biến áp, cơ sở công nghiệp, tòa nhà thương mại, dự án năng lượng tái tạo và mạng lưới phân phối của các công ty điện lực, tủ điện trung thế giúp đảm bảo việc cung cấp điện năng an toàn và ổn định.

Một trong những giải pháp được sử dụng rộng rãi nhất trong phân phối trung thế là tủ điện vòng (RMU). Nhưng tủ điện vòng là gì, nó hoạt động như thế nào và sự khác biệt giữa RMU và tủ điện trung thế thông thường là gì?

Trong bài viết này, chúng tôi giải thích các chức năng, thành phần chính, ứng dụng và các yếu tố cần cân nhắc khi lựa chọn tủ điện trung thế, với trọng tâm đặc biệt là tủ điện vòng.

1. Tủ điện trung thế là gì?

Tủ điện trung thế là một tập hợp các thiết bị đóng cắt và bảo vệ điện được thiết kế để hoạt động trong hệ thống điện trung thế. Tùy thuộc vào tiêu chuẩn khu vực và yêu cầu dự án, thiết bị trung thế thường bao gồm các cấp điện áp từ khoảng 1 kV đến 52 kV.

Các ứng dụng điển hình của tủ điện trung thế bao gồm các hệ thống phân phối điện 6 kV, 10 kV, 11 kV, 12 kV, 24 kV, 33 kV và 40,5 kV.

Tủ điện trung thế được thiết kế để điều khiển mạch điện, bảo vệ máy biến áp và cáp chống lại các sự cố điện, cách ly thiết bị để bảo trì và duy trì độ tin cậy của mạng lưới phân phối điện.

Các loại tủ điện trung thế phổ biến bao gồm:

• Tủ điện kiểu kim loại: Cung cấp kết cấu dạng ngăn khoang và được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy công nghiệp, trạm biến áp và cơ sở của công ty điện lực.
• Thiết bị đóng cắt kiểu kim loại kín: Chứa các thiết bị đóng cắt và bảo vệ trong một vỏ kim loại được nối đất.
• Tủ điện vòng (RMU): Một giải pháp thiết bị đóng cắt nhỏ gọn, được lắp ráp tại nhà máy, thường được sử dụng trong mạng phân phối vòng và hình tia.
• Thiết bị đóng cắt cách điện bằng khí (GIS): Sử dụng khí hoặc một môi trường cách điện khác để cung cấp cách điện nhỏ gọn và bố trí đóng cắt.
• Thiết bị đóng cắt cách điện bằng không khí (AIS): Sử dụng không khí làm môi trường cách điện chính.

Loại phù hợp phụ thuộc vào điện áp định mức, dòng tải, mức ngắn mạch, môi trường lắp đặt, yêu cầu an toàn và không gian lắp đặt sẵn có.

2. Tủ điện vòng (RMU) là gì?

Tủ điện vòng (RMU) là một thiết bị đóng cắt trung thế nhỏ gọn, được lắp ráp tại nhà máy, dùng để điều khiển và bảo vệ mạng phân phối điện. Nó thường được lắp đặt trong các trạm biến áp phân phối thứ cấp, trạm biến áp, tòa nhà thương mại, cơ sở công nghiệp và các công trình năng lượng tái tạo.

Vậy, tủ điện vòng trong phân phối điện năng là gì?

Một RMU thường được lắp đặt tại một điểm phân phối nơi các cáp trung thế kết nối để tạo thành mạng vòng hoặc cung cấp điện thông qua một bố trí hình tia. Các thiết bị đóng cắt của nó cho phép người vận hành kết nối, ngắt kết nối và cách ly các phần của mạng khi cần thiết.

Một cấu hình RMU điển hình bao gồm hai chức năng nhánh cáp vòng và một chức năng nhánh máy biến áp. Tùy thuộc vào ứng dụng, các chức năng nhánh, đo lường hoặc bảo vệ bổ sung cũng có thể có sẵn.

Tủ điện vòng được sử dụng để làm gì?

Mục đích chính của tủ điện vòng là cung cấp khả năng đóng cắt và cách ly an toàn, đáng tin cậy trong hệ thống phân phối điện áp trung.

Các ứng dụng chính của nó bao gồm:

• Phân phối điện: Kết nối cáp điện áp trung đầu vào và đầu ra.
• Bảo vệ máy biến áp: Cung cấp giao diện đóng cắt và bảo vệ cho máy biến áp phân phối.
• Cách ly sự cố: Giúp cách ly đoạn cáp bị lỗi hoặc thiết bị được kết nối.
• Duy trì nguồn cung cấp: Hỗ trợ các đường cấp điện thay thế trong mạng vòng được thiết kế phù hợp.
• Hoạt động bảo trì: Cho phép cách ly các phần được chọn của mạng để kiểm tra hoặc sửa chữa.
• Lắp đặt tiết kiệm không gian: Cung cấp giải pháp nhỏ gọn cho trạm biến áp phân phối trong nhà hoặc ngoài trời.

Ví dụ, nếu một đoạn cáp trong mạng vòng được thiết kế đúng cách gặp sự cố, người vận hành có thể cách ly phần bị ảnh hưởng và khôi phục nguồn điện cho các phần không bị ảnh hưởng thông qua một tuyến đường thay thế, miễn là cấu hình mạng và điều kiện vận hành cho phép.

Chức năng của tủ điện vòng là gì?

Các chức năng chính của RMU bao gồm:

1. Đóng cắt: Kết nối hoặc ngắt mạch điện trung thế trong các điều kiện vận hành được thiết bị đóng cắt cho phép.
2. Cách ly: Tách cáp, máy biến áp hoặc thiết bị khác khỏi lưới điện đang có điện để bảo trì.
3. Bảo vệ: Cung cấp hoặc phối hợp bảo vệ chống quá tải và ngắn mạch thông qua cầu chì, máy cắt và rơ le bảo vệ phù hợp.
4. Tính linh hoạt của lưới: Hỗ trợ các phương án phân phối điện dạng vòng hoặc dạng tia.
5. An toàn: Tích hợp khóa liên động, dao cách ly nối đất và các tính năng an toàn khác theo thiết kế.
6. Giám sát và điều khiển: Hỗ trợ giám sát và vận hành tại chỗ hoặc từ xa khi được trang bị các thiết bị phù hợp.

Không phải mọi RMU đều có cùng các chức năng bảo vệ. Ví dụ, cầu dao cắt tải có thể cung cấp chức năng đóng cắt và cách ly thông thường nhưng không thay thế máy cắt và rơ le bảo vệ khi cần ngắt sự cố tự động.

3. Các thành phần chính của tủ đóng cắt trung thế

Mặc dù thiết kế thay đổi tùy theo loại tủ điện, hầu hết các hệ thống tủ điện trung thế đều bao gồm một số thành phần thiết yếu.

3.1 Máy cắt điện

Máy cắt điện đóng và cắt mạch điện và ngắt dòng sự cố trong phạm vi định mức quy định của chúng. Máy cắt chân không được sử dụng rộng rãi trong tủ điện trung thế vỏ kim loại nhờ khả năng ngắt mạch đáng tin cậy và yêu cầu bảo trì tương đối thấp.

3.2 Cầu dao cắt tải

Cầu dao cắt tải được thiết kế để đóng cắt dòng tải bình thường trong điều kiện vận hành định mức của chúng. Chúng thường được sử dụng trong tủ RMU cho các tuyến cáp vòng vào và ra.

Không nên cho rằng cầu dao cắt tải có cùng khả năng ngắt dòng ngắn mạch như máy cắt điện.

3.3 Cầu dao cách ly và cầu dao nối đất

Cầu dao cách ly cung cấp khả năng cách ly theo điều kiện vận hành quy định của chúng, trong khi cầu dao nối đất kết nối các đoạn mạch được chỉ định với đất để hỗ trợ quy trình bảo trì an toàn.

Các khóa liên động cơ khí và điện giúp ngăn ngừa các trình tự vận hành không an toàn.

3.4 Rơ le bảo vệ và cầu chì

Rơ le bảo vệ phát hiện các điều kiện điện bất thường và khởi động việc cắt máy cắt khi các tiêu chí bảo vệ liên quan được đáp ứng. Trong một số cấu hình RMU, cầu chì cao áp cung cấp bảo vệ cho nhánh cấp nguồn máy biến áp.

Việc lựa chọn giữa bảo vệ dựa trên máy cắt và bảo vệ bằng cầu chì-cầu dao phụ thuộc vào thông số định mức của máy biến áp, mức độ sự cố, yêu cầu phối hợp và các tiêu chuẩn áp dụng.

3.5 Thanh cái và Đầu nối Cáp

Thanh cái phân phối điện năng giữa các thiết bị đóng cắt trong tủ điện. Các ngăn đầu nối cáp cung cấp giao diện cho cáp trung áp vào và ra.

Cách điện, khả năng mang dòng và thông số chịu ngắn mạch của chúng phải phù hợp với yêu cầu của hệ thống.

3.6 Máy biến dòng đo lường và Thiết bị Giám sát

Máy biến dòng (CT) và máy biến điện áp (VT) cung cấp tín hiệu đo lường cho việc đo đếm, bảo vệ và giám sát. Tùy theo thiết kế, tủ điện có thể còn tích hợp các chỉ thị điện áp, giám sát nhiệt độ, giao diện truyền thông và các thiết bị điều khiển từ xa.

4. Sự khác biệt giữa RMU và tủ điện trung áp thông thường là gì?

Mặc dù RMU là một loại tủ điện trung áp, hai thuật ngữ này không thể thay thế cho nhau trong mọi ứng dụng.

RMU thường là lựa chọn phù hợp khi kích thước nhỏ gọn và các chức năng phân phối đơn giản là ưu tiên. Thiết bị đóng cắt kiểu kim loại bọc truyền thống có thể phù hợp hơn cho các cơ sở yêu cầu nhiều tuyến ra, sơ đồ bảo vệ mở rộng, định mức dòng điện liên tục cao hoặc điều khiển vận hành phức tạp hơn.

Việc lựa chọn cuối cùng nên dựa trên sơ đồ một sợi (SLD), thông số định mức điện, cấu trúc mạng lưới và thông số kỹ thuật của dự án.

5. RMU trong trạm biến áp là gì?

Tủ điện vòng chính trong trạm biến áp cung cấp giao diện đóng cắt trung áp giữa mạng lưới phân phối và thiết bị hạ nguồn, đặc biệt là máy biến áp phân phối.

Ví dụ, trong hệ thống phân phối 10 kV hoặc 11 kV, một RMU có thể nhận điện từ cáp vào, kết nối với tuyến vòng ra và cấp điện cho máy biến áp thông qua tuyến cáp máy biến áp chuyên dụng.

Một RMU ba chức năng điển hình có thể bao gồm:

• Một cầu dao cáp vòng vào.
• Một cầu dao cáp vòng ra.
• Một tuyến máy biến áp với bảo vệ bằng cầu chì - dao cách ly hoặc máy cắt, tùy thuộc vào thiết kế.

Trong mạng vòng, các kết nối cáp vào và ra cung cấp bố trí vật lý cần thiết cho việc định tuyến nguồn cung cấp thay thế. Tính liên tục cung cấp thực tế phụ thuộc vào thiết kế mạng, phối hợp bảo vệ, quy trình đóng cắt và sự sẵn có của nguồn được cấp điện thay thế.

RMU có thể được lắp đặt trong trạm biến áp nhỏ gọn, trạm biến áp đúc sẵn, cơ sở phân phối ngầm và vỏ bọc ngoài trời được thiết kế cho các điều kiện môi trường liên quan.

6. Tủ điện vòng chính SF6 là gì?

Tủ điện vòng chính SF6 là một RMU sử dụng khí sulfur hexafluoride (SF6) làm môi trường cách điện và, tùy thuộc vào thiết kế, như một phần của hệ thống đóng cắt hoặc dập hồ quang.

Các RMU cách điện bằng SF6 theo truyền thống đã được sử dụng vì SF6 mang lại hiệu suất cách điện mạnh mẽ và cho phép chế tạo thiết bị đóng cắt nhỏ gọn. Các ngăn khí kín cũng có thể giảm sự tiếp xúc của các bộ phận cách điện bên trong với các điều kiện môi trường bên ngoài.

Tuy nhiên, SF6 là một loại khí nhà kính mạnh, và việc sử dụng nó ngày càng chịu sự điều chỉnh của các quy định môi trường và yêu cầu quản lý vòng đời thiết bị. Phải xem xét việc ngăn ngừa rò rỉ khí, quy trình xử lý, thu hồi và quản lý cuối vòng đời.

Các lựa chọn thay thế RMU không chứa SF6

RMU không chứa SF6 có sẵn cho các dự án muốn giảm phát thải khí nhà kính liên quan đến thiết bị đóng cắt. Tùy thuộc vào nhà sản xuất và cấp điện áp, các thiết kế thay thế có thể sử dụng không khí sạch, cách điện rắn hoặc các công nghệ cách điện được phê duyệt khác.

Khi so sánh RMU SF6 và RMU không chứa SF6, người mua nên đánh giá:

• Điện áp định mức và mức cách điện.
• Dòng điện định mức bình thường và dòng điện chịu ngắn hạn.
• Khả năng đóng cắt và ngắt sự cố.
• Kích thước lắp đặt và giao diện cáp.
• Điều kiện vận hành môi trường.
• Tiêu chuẩn áp dụng và bằng chứng thử nghiệm điển hình.
• Yêu cầu bảo trì và chi phí vòng đời.
• Yêu cầu môi trường và quy định địa phương.

Công nghệ phù hợp nhất phụ thuộc vào thông số kỹ thuật của dự án, môi trường vận hành và ưu tiên vòng đời.

7. Tủ điện vòng bốn ngăn là gì?

Thuật ngữ “tủ điện vòng bốn nhánh” thường đề cập đến cấu hình RMU có bốn ngăn chức năng hoặc vị trí chuyển mạch, mặc dù cách bố trí chính xác khác nhau tùy theo nhà sản xuất.

Một RMU bốn nhánh có thể bao gồm các tổ hợp khác nhau của ngăn cáp vòng, ngăn cấp cho máy biến áp, máy cắt hoặc các chức năng chuyển mạch khác.

Ví dụ, một dự án có thể yêu cầu hai ngăn cáp vòng và hai ngăn cấp cho máy biến áp. Một ứng dụng khác có thể yêu cầu thêm các ngăn ra hoặc một tổ hợp thiết bị chuyển mạch khác.

Vì “RMU bốn nhánh” không phải là mô tả phổ quát cho một sơ đồ mạch cố định, người mua nên xác nhận cấu hình yêu cầu bằng sơ đồ một sợi thay vì chỉ dựa vào tên sản phẩm.

8. Cách chọn tủ đóng cắt trung thế phù hợp

Việc lựa chọn tủ đóng cắt trung thế chính xác là điều thiết yếu đối với an toàn điện, vận hành tin cậy và hiệu suất lâu dài.

Hãy xem xét các yếu tố sau trước khi mua.

1. Điện áp danh định

Xác nhận điện áp danh định của hệ thống và điện áp danh định của thiết bị. Các ứng dụng phổ biến bao gồm hệ thống 10 kV, 11 kV, 12 kV, 24 kV, 33 kV và 40,5 kV, tùy thuộc vào lưới điện và thiết kế thiết bị.

2. Dòng điện danh định

Xác định dòng điện liên tục yêu cầu cho các tuyến cấp điện đầu vào, tuyến cấp điện đầu ra, thanh cái và các kết nối máy biến áp.

3. Khả năng chịu đựng và cắt ngắn mạch

Xác minh dòng điện sự cố dự kiến và các mức chịu đựng ngắn hạn và chịu đựng đỉnh yêu cầu. Máy cắt phải có khả năng cắt sự cố phù hợp với hệ thống lắp đặt.

4. Yêu cầu bảo vệ

Xác nhận liệu dự án có yêu cầu cầu dao cắt tải, tổ hợp cầu chì – cầu dao, máy cắt, rơ le bảo vệ, đo đếm hoặc tự động hóa bổ sung hay không.

5. Môi trường lắp đặt

Xem xét nhiệt độ môi trường, độ ẩm, độ cao, bụi, ô nhiễm, ăn mòn và yêu cầu lắp đặt trong nhà hoặc ngoài trời.

6. Tiêu chuẩn áp dụng

Nêu rõ các tiêu chuẩn IEC yêu cầu và các yêu cầu riêng của dự án. Các tiêu chuẩn liên quan có thể bao gồm IEC 62271-200 đối với tủ điện đóng cắt và điều khiển kim loại có vỏ bọc xoay chiều trên 1 kV và đến và bao gồm 52 kV, và IEC 62271-103 đối với cầu dao trên 1 kV đến và bao gồm 52 kV, khi áp dụng cho thiết kế thiết bị.

Cần xác nhận phiên bản áp dụng và mọi tiêu chuẩn bổ sung riêng cho sản phẩm cho từng dự án.

7. Hỗ trợ từ nhà sản xuất

Đánh giá tài liệu kỹ thuật của nhà sản xuất, tính linh hoạt trong thiết kế, khả năng thử nghiệm, tính sẵn có của phụ tùng thay thế và hỗ trợ sau bán hàng.

9. Ứng dụng của tủ điện trung thế và RMU

Tủ điện trung thế và RMU được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau.

• Mạng lưới phân phối điện lực: Quản lý các tuyến feeder đầu vào và đầu ra, hỗ trợ vận hành mạng lưới phân phối.
• Cơ sở công nghiệp: Cung cấp điện cho các nhà máy sản xuất, cơ sở chế biến và các phụ tải điện lớn.
• Tòa nhà thương mại: Phân phối điện trung thế trong các tòa nhà văn phòng, trung tâm mua sắm và khu kinh doanh.
• Dự án năng lượng tái tạo: Kết nối các nhà máy điện mặt trời, trang trại điện gió và các máy biến áp liên quan vào mạng lưới phân phối.
• Dự án cơ sở hạ tầng: Hỗ trợ sân bay, hệ thống đường sắt, nhà máy xử lý nước và các cơ sở thiết yếu khác.
• Khu dân cư: Cung cấp các giải pháp đóng cắt nhỏ gọn cho các trạm biến áp phân phối phục vụ cộng đồng dân cư.

Cấu hình thiết bị phải luôn được lựa chọn theo thiết kế điện, yêu cầu phụ tải, triết lý bảo vệ và các quy định địa phương liên quan.

10. Giải pháp tủ điện trung thế từ Công ty TNHH Điện lực Sơn Đông Đông Quản

Công ty TNHH Điện lực Sơn Đông Đông Quản cung cấp các giải pháp thiết bị phân phối điện cho các ứng dụng công nghiệp, thương mại, tiện ích và hạ tầng.

Danh mục tủ điện trung thế của chúng tôi có thể được cấu hình cho các cấp điện áp và yêu cầu dự án khác nhau, bao gồm tủ điện đóng kín kim loại KYN28A-12, tủ điện KYN61-40.5 và các giải pháp phân phối liên quan đến RMU, tùy thuộc vào cấu hình kỹ thuật yêu cầu.

Chúng tôi hỗ trợ các yêu cầu riêng của từng dự án về:

• Cấu hình và lựa chọn kỹ thuật tủ điện trung thế.
• Bố trí ngăn lộ vào và ngăn lộ ra.
• Lựa chọn máy cắt và thiết bị bảo vệ.
• Phối hợp bản vẽ kỹ thuật và sơ đồ một sợi.
• Tài liệu dự án và yêu cầu xuất khẩu.
• Các giải pháp thiết bị tùy chỉnh cho thị trường quốc tế.

Dù bạn cần một tủ điện vòng (RMU) nhỏ gọn cho trạm biến áp phân phối hay một hệ thống tủ đóng cắt trung thế dạng mô-đun cho dự án công nghiệp, đội ngũ của chúng tôi có thể giúp đánh giá cấu hình cần thiết dựa trên thông số kỹ thuật của bạn.

Liên hệ Công ty TNHH Điện lực Sơn Đông Đông Quán để thảo luận về yêu cầu tủ đóng cắt trung thế của bạn và yêu cầu đề xuất kỹ thuật.

Trang web: https://www.dongguanelectric.com/

Câu hỏi thường gặp (FAQ)

1. Tủ điện vòng trong phân phối điện năng là gì?

Tủ điện vòng là một cụm tủ đóng cắt trung thế nhỏ gọn được dùng để kết nối, đóng cắt và cách ly các tuyến cáp và kết nối máy biến áp trong mạng lưới phân phối điện.

2. Chức năng của tủ điện vòng (RMU) là gì?

Chức năng chính của RMU là cung cấp khả năng đóng cắt, cách ly và, khi được trang bị phù hợp, bảo vệ cho các mạch phân phối trung thế. Nó cũng có thể hỗ trợ duy trì liên tục cấp điện trong các mạng vòng được thiết kế đúng cách.

3. Sự khác biệt giữa RMU và tủ đóng cắt là gì?

RMU là một loại thiết bị đóng cắt trung thế cụ thể được thiết kế cho các ứng dụng phân phối nhỏ gọn. Phạm trù rộng hơn của thiết bị đóng cắt trung thế cũng bao gồm các tủ kim loại, tủ máy cắt và các cụm lắp ráp khác cho các hệ thống điện phức tạp hơn.

4. Tủ điện vòng chính SF6 là gì?

RMU SF6 sử dụng khí sulfur hexafluoride để cách điện và, tùy thuộc vào thiết kế, để đóng cắt hoặc dập hồ quang. Các giải pháp thay thế không chứa SF6 cũng có sẵn và có thể được ưu tiên khi các yếu tố môi trường là quan trọng.

5. Dải điện áp điển hình của RMU là gì?

RMU thường được sử dụng trong các mạng phân phối thứ cấp ở các mức điện áp như 10 kV, 11 kV, 12 kV, 24 kV và 33 kV. Các thông số định mức có sẵn phụ thuộc vào nhà sản xuất và thiết kế sản phẩm.

6. RMU có thể bảo vệ máy biến áp phân phối không?

Có. RMU có thể bao gồm một nhánh máy biến áp dùng cầu chì – dao cách ly hoặc một nhánh máy cắt có bảo vệ phù hợp. Cách bố trí thích hợp phụ thuộc vào công suất định mức của máy biến áp, dòng sự cố dự kiến và các yêu cầu phối hợp bảo vệ.

7. Cần những thông tin gì để chọn RMU?

Thông tin quan trọng bao gồm điện áp hệ thống, dòng điện định mức, mức ngắn mạch, số nhánh, dung lượng máy biến áp, yêu cầu bảo vệ, môi trường lắp đặt và các tiêu chuẩn áp dụng.

Kết luận

Thiết bị đóng cắt trung thế đóng vai trò quan trọng trong việc phân phối điện năng an toàn và tin cậy. Trong số các giải pháp hiện có, tủ điện vòng chính đặc biệt hữu ích cho các trạm biến áp phân phối thứ cấp nhỏ gọn và các ứng dụng mạng vòng.

Hiểu rõ tủ điện vòng là gì, được sử dụng để làm gì và khác biệt thế nào so với thiết bị đóng cắt trung thế thông thường giúp các kỹ sư, nhà thầu và đội ngũ mua hàng đưa ra quyết định thiết bị sáng suốt.

Bằng cách đánh giá các thông số điện, yêu cầu bảo vệ, cấu hình lưới điện, điều kiện môi trường và các tiêu chuẩn áp dụng, đội ngũ dự án có thể lựa chọn giải pháp phù hợp để vận hành ổn định lâu dài.