EN
Bước vào sàn sản xuất của bất kỳ nhà máy chế tạo nặng, nhà máy luyện thép hay dây chuyền lắp ráp ô tô quy mô lớn nào, bạn sẽ nghe thấy tiếng ù ù biểu thị năng suất — âm thanh ấy vang vọng đến mức choáng ngợp. Phía sau mỗi băng chuyền, mỗi cánh tay robot và mỗi Bộ điều khiển tần số biến đổi (VFD) đều là nhu cầu khổng lồ về nguồn điện ổn định và liên tục.
Tuy nhiên, lưới điện địa phương không cung cấp điện ở dạng mà máy móc của bạn có thể sử dụng ngay lập tức. Lưới điện truyền tải điện ở điện áp trung thế (thường là 11.000 vôn) nhằm giảm tổn thất trong quá trình truyền tải, trong khi động cơ trên sàn nhà máy của bạn vận hành ở 400 vôn. Trạm biến áp 11 kV / 400 V chính là cầu nối then chốt giữa lưới điện địa phương và dây chuyền sản xuất của bạn.
Là nhà sản xuất thiết bị điện công nghiệp nặng, chúng tôi thường xuyên trao đổi với các nhà thầu EPC – những người xem trạm biến áp 11 kV/400 V như một hộp đơn lẻ trên bản vẽ kỹ thuật. Thực tế, đây là một hệ sinh thái phức tạp gồm ba thành phần. Nếu các bộ phận bên trong không được lựa chọn phù hợp chính xác với tải công nghiệp cụ thể của bạn, bạn sẽ đối mặt với nguy cơ ngừng hoạt động nghiêm trọng.
Dưới đây là phân tích chi tiết cấu tạo của một trạm biến áp công nghiệp 11 kV/400 V và cách bố trí các thành phần sao cho đạt mức độ an toàn và hiệu quả cao nhất.
Trước khi điện áp được hạ xuống, nguồn điện phải được tiếp nhận và điều khiển một cách an toàn. Giai đoạn đầu tiên của bất kỳ trạm biến áp 11 kV/400 V nào là tủ đóng cắt điện áp trung thế (MV).
Trong các bố trí công nghiệp, điều này thường được thực hiện bằng cách sử dụng một 11kv rmu (Đơn vị mạch vòng). Đơn vị mạch vòng (RMU) đóng vai trò là cổng kết nối. Nó cho phép nhân viên vận hành cách ly trạm biến áp khỏi lưới điện chính để bảo trì và cung cấp chức năng bảo vệ ngắn mạch thiết yếu. Nếu xảy ra sự cố nghiêm trọng ở phần lưới điện phía trên, các rơ-le bảo vệ bên trong RMU 11 kV sẽ ngắt mạch, từ đó bảo vệ toàn bộ trạm biến áp 11 kV / 400 V của bạn khỏi nguy cơ cháy nổ điện nghiêm trọng.
Mẹo hữu ích dành cho người mua công nghiệp: Đối với các môi trường công nghiệp khắc nghiệt có nhiều bụi, hơi hóa chất hoặc độ ẩm cao, hãy tránh sử dụng thiết bị đóng cắt cách điện bằng không khí. Hãy yêu cầu loại Đơn vị mạch vòng cách điện bằng khí (GIS), trong đó các tiếp điểm đóng cắt được niêm phong bên trong một bình thép không gỉ chứa khí SF6 (hoặc các chất thay thế thân thiện với môi trường). Điều này đảm bảo trạm biến áp 11 kV / 400 V của bạn không bị ảnh hưởng bởi các tạp chất khí quyển bên ngoài.
Khi điện đi qua RMU, nó sẽ vào phần lõi của trạm biến áp điện—máy biến áp hạ áp. Tại đây, điện áp 11.000 vôn được chuyển đổi từ tính xuống còn 400 vôn (ba pha) – mức điện áp sử dụng được cho nhà máy của bạn.
Khi chọn máy biến áp cho trạm biến áp công nghiệp 11 kV / 400 V, bạn phải tính đến hiện tượng "điện bẩn". Các nhà máy công nghiệp phụ thuộc nhiều vào bộ điều khiển tốc độ biến tần (VFD), máy nén công suất lớn và máy hàn hồ quang. Những thiết bị này tạo ra các sóng hài điện nghiêm trọng, gây tăng nhiệt quá mức trong các máy biến áp tiêu chuẩn.
Do đó, máy biến áp bên trong trạm biến áp 11 kV / 400 V của bạn phải được thiết kế chắc chắn với chỉ số K-factor để chịu đựng méo hài mà không bị quá nhiệt.
Hơn nữa, bạn phải lựa chọn đúng môi chất làm mát dựa trên bố trí cơ sở của mình:
|
Loại biến áp |
Ứng dụng phù hợp nhất cho bố trí công nghiệp |
Bảo trì và An toàn |
|
Dầu ngâm |
Sân ngoài trời, khai thác mỏ hạng nặng, nhà máy hóa dầu. |
Yêu cầu lấy mẫu dầu và hệ thống chứa tràn. Độ bền rất cao. |
|
Loại khô kiểu nhựa đúc |
Sàn nhà xưởng trong nhà, tầng hầm, cơ sở phòng sạch. |
Không có rủi ro cháy nổ, không rò rỉ dầu, bảo trì tối thiểu. |
Nếu trạm biến áp 11 kV / 400 V của bạn phải được đặt trực tiếp trên sàn nhà máy, ngay cạnh dây chuyền lắp ráp, thì một biến áp khô là bắt buộc để tuân thủ các quy định an toàn phòng cháy chữa cháy trong nhà.
Giai đoạn cuối cùng của trạm biến áp 11 kV / 400 V là tủ phân phối điện áp thấp (LV). Khi điện năng rời khỏi máy biến áp ở mức 400 V, nó phải được chia thành các mạch riêng biệt nhằm cấp điện cho các khu vực khác nhau trong nhà máy của bạn.
Giai đoạn này thực chất hoạt động như một tủ bảng biến áp phân phối điện áp thấp. Tủ được trang bị các bộ ngắt mạch khí (ACB) cho các đường cấp chính có công suất lớn và các bộ ngắt mạch vỏ đúc (MCCB) cho các đường cáp cấp điện ra.
Một bảng điều khiển hạ thế (LV) được thiết kế kém sẽ gây tắc nghẽn toàn bộ cơ sở của bạn. Trong một trạm biến áp cao cấp 11 kV / 400 V, các thanh dẫn đồng nối từ máy biến áp đến bảng điều khiển hạ thế được mạ thiếc dày và bố trí chính xác để chịu được lực điện động khổng lồ trong trường hợp ngắn mạch. Nếu một người vận hành vô tình quá tải một máy CNC, cầu dao tự động (MCCB) cụ thể trên bảng điều khiển hạ thế sẽ nhảy, cô lập sự cố trong khi phần còn lại của trạm biến áp 11 kV / 400 V tiếp tục cung cấp điện cho phần còn lại của nhà máy.
Trước đây, các nhà máy công nghiệp xây dựng những phòng điện khổng lồ bằng gạch và vữa để đặt ba thành phần riêng biệt này. Ngày nay, cách tiếp cận đó không hiệu quả cả về mặt tài chính lẫn không gian.
Việc kéo hàng ngàn mét cáp đồng hạ thế có tiết diện lớn từ một phòng điện tập trung bằng gạch đến các máy móc ở phía đối diện của nhà máy gây ra sụt áp nghiêm trọng. Thay vào đó, các kiến trúc sư công nghiệp hiện đại dựa vào trạm biến áp gọn nhẹ 11 kV .
Bằng cách tích hợp RMU, máy biến áp và tủ điện hạ thế vào một buồng thép duy nhất, đã được đấu dây sẵn và chống thời tiết, trạm biến áp nhỏ gọn 11 kV có thể được lắp đặt chính xác tại vị trí cần tải.
Gần đây, chúng tôi đã cung cấp thiết bị cho một nhà sản xuất linh kiện ô tô quy mô lớn. Thay vì sử dụng một máy biến áp 3000 kVA khổng lồ đặt tại sân trung tâm, chúng tôi triển khai ba đơn vị riêng biệt, mỗi đơn vị 1000 kVA.
Bằng cách đặt một trạm biến áp 11 kV / 400 V gần các robot hàn, một trạm gần các máy dập và một trạm gần các máy làm lạnh HVAC, chúng tôi loại bỏ nhu cầu đào rãnh cáp hạ thế cỡ lớn. Nhà máy sử dụng cáp trung thế 11 kV (mỏng hơn và rẻ hơn nhiều) chạy trực tiếp tới từng trạm biến áp 11 kV / 400 V. Cách bố trí phân tán này giúp nhà thầu EPC tiết kiệm hơn 25% chi phí cáp và đảm bảo khả năng dự phòng vận hành vượt trội.
Thiết kế cơ sở hạ tầng điện công nghiệp không nhằm mục đích mua các thành phần rẻ nhất; mà là đảm bảo độ sẵn sàng vận hành.
Một trạm biến áp công nghiệp 11 kV – 400 V là một khoản đầu tư lớn, phải chịu được tải nặng, méo hài và điều kiện môi trường khắc nghiệt. Khi bạn mua tủ phân phối trung thế (RMU), máy biến áp và tủ hạ thế (LV) từ các nhà cung cấp khác nhau, bạn sẽ đối mặt với nguy cơ thất bại trong tích hợp và không khớp thanh cái tại hiện trường.
Bằng cách hợp tác với một nhà sản xuất giàu kinh nghiệm để cung cấp trọn gói trạm biến áp 11 kV – 400 V đã được tích hợp đầy đủ và kiểm tra tại nhà máy, bạn loại bỏ những rủi ro đó. Bạn đảm bảo các thành phần bên trong được tính toán phù hợp để bảo vệ thiết bị của mình, tối ưu hóa bố trí hệ thống và duy trì hoạt động an toàn của dây chuyền sản xuất trong nhiều thập kỷ tới.
