Sơ đồ nguyên lý tủ trung thế hay hệ thống tủ RMU được sử dụng phổ biến hơn giữa hệ thống điện hạ thế và điện cao thế trong cuộc sống hiện nay. Hệ thống điện này đóng vai trò quan trọng trong việc truyền tải điện đến các khu vực khác nhau bởi mức điện áp tầm trung và ít gây nguy hiểm cho con người. Vậy sơ đồ nguyên lý tủ trung thế thường được phân chia như nào? Cách đọc ra sao? Cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây.
1. Tủ điện trung thế là gì?
Tủ RMU hay tủ điện trung thế được thiết kế theo cấu trúc metal enclosed có kích thước nhỏ, độ tin cậy cao, an toàn, dễ bảo dưỡng, dễ thay thế và mở rộng. Là thiết bị hợp bộ thực hiện chức năng đo lường, kết nối và bảo vệ ứng dụng rộng rãi trong các trạm đóng cắt ở điện áp trung thế (1 – 66 kV).
Hình ảnh tủ điện trung thế
Với ưu thế tăng cường khả năng bảo vệ phía thượng và hạ nguồn máy biến áp mà tổng chi phí sở hữu tủ điện RMU này tương đương thậm chí là thấp hơn so với biện pháp truyền thống dùng dao cắt kết hợp cầu chì trung thế.
Loại tủ điện này được ứng dụng trong rất nhiều ngành khác nhau như: xây dựng, dầu lực, trung tâm thương mại, bệnh viện, cảng tàu và các dự án lưới điện…
2. Cách đọc sơ đồ nguyên lý tủ trung thế
Một bản vẽ sơ đồ sơ đồ nguyên lý tủ trung thế chuẩn thì trang đầu tiên sẽ là phần giải thích những kí hiệu cơ bản. Tùy vào đơn vị thiết kế mà những kí hiệu này sẽ có những kiểu khác nhau nhưng các tên gọi thiết bị chung vẫn được giữ nguyên của nhà sản xuất.
Các kí hiệu trong sơ đồ nguyên lý tủ RMU
Sơ đồ cấp điện trung thế thường xuất hiện nhiều ở các nhà máy hoặc công trình với hệ thống điện lúc này sẽ được đưa xuống từ lưới 22kw của điện lực và lấy từ lưới xuống bằng dãy tủ Ring Main Unit (RMU). Nhưng tạm thời ta sẽ lược bỏ phần đó mà đưa điện vào nhánh 1 xuống nhà máy rồi sau đó phân phối điện tới các nhánh (2-3-4) tiếp theo.
Sơ đồ nguyên lý tủ trung thế
Trên lý thuyết sách vở thì trong sơ đồ nguyên lý tủ điện RMU thì điện sẽ được truyền trên dây dẫn nhưng thực tế thì điện sẽ được bố trí trong một dãy tủ. Do đó, ta sẽ phải kết nối các tủ này thay cho việc dùng cáp như thông thường bằng cách sử dụng các thành đồng và lắp nó cố định vào khung tủ để tăng khả năng kiểm soát của nó, dễ dàng đấu nối và đảm bảo ổn định khoảng cách pha khi gặp sự cố sẽ được kiểm soát tốt hơn.
Một trong những thiết bị quan trong sơ đồ nguyên lý tủ RMU chính là busbar, một thanh cái nằm ngang và mỗi nhánh sẽ là các thanh dọc khác.
Phần thanh ngang chính giữa được gọi là busbar
2.1 Sơ đồ nguyên lý tủ RMU theo từng nhánh chi tiết
2.1.1 Nhánh số 1
Nhanh số 1 còn có tên gọi khác là lộ vào (Incoming). Lộ nhận công suất đến luôn được gọi là lộ và. Theo bản vẽ này, các thiết bị thuộc nhánh số 1 sẽ bao gồm:
Chống sét: Là thiết bị đóng vai trò quan trọng để bảo vệ thiết bị khi bị sét đánh dẫn tới việc dòng quá hạn. Chống sét thường được chia thành 2 loại chính là sét đánh lan truyền trên dây và sét đánh trực tiếp.
Đèn báo: Thiết bị để cảnh báo sự cố xảy ra hoặc chỉ thị đối với các thiết bị.
Biến áp: Thường có 2 loại là biến áp lực và biến áp đo lường bảo vệ. Trong đó, biến áp lực để chuyển đổi cấp điện áp trong việc truyền tải hoặc phân phối còn lại là biến áp phục vụ mục đích đo lường và bảo vệ.
Máy cắt rút kéo (withdrawable): Được sử dụng giúp tiện lợi hơn trong việc sửa chữa, thay thế và kiểm tra. Hoặc có thể sử dụng loại máy cắt rút Fixed để thay thế.
2.1.2 Nhánh số 2
Các thiết bị thuộc nhánh số 2 trong bản vẽ sơ đồ nguyên lý tủ RMU sẽ bao gồm:
Đèn báo
Cầu chì: Dùng để bảo vệ biến áp, đo lường.
Biến áp đo lường 3 pha: Loại biến áp này gồm có 1 ngõ vào điện áp cao từ bus bar, cho 2 ngõ ra điện hạ áp thấp ở hai cuộn dây phục vụ cho bảo vệ, đo lường.
Chống sét.
Nhanh số 2 có vai trò đo lường các tín hiệu được đi ra từ biến áp đo lường sau đó theo dõi các sự thay đổi của điện áp cái và thông báo các sự cố liên quan đến việc sụt áp hay quá áp. Bất kỳ khi nào sự cố xảy ra, tín hiệu sẽ đưa đến thiết bị Relay bảo vệ, sau đó thiết bị này cắt các dòng điện ở mỗi nhánh tùy theo tình hình sự cố và được thiết lập từ ban đầu bởi con người thông qua bộ điều khiển trung tâm.
2.1.3 Nhánh số 3 và số 4
Các nhánh số 3 và số 4 sẽ tương tự giống với nhanh số 1. Tuy nhiên nên chú ý ở phần nhánh số 3, ngõ ra sẽ có máy biến áp lực để chuyển công suất áp cao thành hạ áp sau đó mới phân xuống các phụ tải ở phía bên dưới để có cùng một điện áp.
Một số các thiết bị công suất lớn vẫn có thể sử dụng điện trực tiếp từ các nhánh này. Tên gọi khác của nhanh số 3 lộ ra (feeder) máy biến áp, bởi đây là nhánh cấp công suất dành cho máy biến áp. Và nhánh số 4 cũng có tên gọi khác là lộ ra.
2.2 Một số lưu ý khi đọc sơ đồ nguyên lý tủ trung thế
Về nguyên tắc khi đọc sơ đồ nguyên lý tủ RMU, tại mỗi lộ vào và lộ ra đều phải có thiết bị đóng cắt để điều khiển tùy vào nhu cầu và mục đích hệ thống điện.
Một số trường hợp, lộ vào chỉ cần dùng dao cắt tải (Load break switch, thường được gọi tắt là LBS). LBS cũng là thiết bị đóng cắt, nhưng không có khả năng cắt dòng ngắn mạch, và vì vậy chỉ sử dụng ở những vị trí ít yêu cầu về điều khiển việc đóng mở. Nếu có yêu cầu bảo vệ ở những vị trí lắp đặt LBS này, người ta có thể sử dụng kết hợp LBS và chì. Việc sử dụng LBS chỉ nên dùng ở lộ vào vì nó không có khả năng cắt dòng ngắn mạch nên chỉ thích hợp lắp đặt ở nơi ít có yêu cầu đóng mở.
Ngoài ra, ta phải nhớ định tính luôn đi kèm và không bao giờ tách rời định lượng. Vậy nên, khi thiết kế sơ đồ nguyên lý tủ RMU cần tính toán kỹ lưỡng về thông số kỹ thuật của các thiết bị lắp đặt. Các thông số cần quan tâm là:
Busbar: dòng định mức tối đa(A), cấp điện áp(V), khả năng chịu đựng ngắn hạn (kA/s) (kA/3s)
Máy cắt: dòng định mức tối đa(A), cấp điện áp(V), khả năng chịu đựng ngắn hạn (kA/s) (kA/3s)
Biến áp đo lường: tỉ số biến, khả năng chịu đựng, công suất ra (kVA), cấp chính xác
Biến áp lực: điện áp vào, điện áp ra, công suất, hệ số công suất.
Ví dụ: Với cấp điện áp 6,3kV/24kV, dòng định mức thanh cái thường là 630A hoặc 1200A, khả năng chịu đựng ngắn hạn là 25kA/s hoặc 20kA/s, với cấp điện áp hạ áp 600V, dòng thường cao hơn ( tất nhiên, vì với cùng công suất P=UI, U và I tỉ lệ nghịch với nhau, may quá, có cái áp dụng lý thuyết được rồi J ), dòng ở hạ áp phụ thuộc vào tải và công suất, nhưng những thanh cái hạ áp phổ thông ở mức khoảng 1200A.
