Lựa chọn Tủ Phân phối Tối ưu cho Phòng Phân phối Điện

【Tóm tắt】 Trong quá trình xây dựng đô thị hóa, hệ thống điện là cơ sở điện quan trọng nhất và là nguồn năng lượng then chốt. Để đảm bảo an toàn và ổn định của nguồn cung cấp điện trong quá trình vận hành hệ thống điện, cần phải lựa chọn khoa học và hợp lý các tủ phân phối điện áp cao và thấp trong phòng phân phối. Điều này đảm bảo an toàn và đáng tin cậy khi vận hành các tủ phân phối, đồng thời tối ưu hóa việc lựa chọn để cấu hình trở nên khoa học, kinh tế và hợp lý hơn. Ngoài ra, các thông số kỹ thuật chính và yêu cầu cho các thành phần quan trọng phải được xác định rõ ràng để lựa chọn thiết bị hiệu quả và thực tế từ nhiều loại tủ phân phối có sẵn. Dưới điều kiện đáp ứng chi phí đầu tư một lần, thiết bị được chọn phải vận hành đáng tin cậy và an toàn, đồng thời mang lại lợi ích như tiết kiệm năng lượng, dễ sử dụng và bảo trì.

【Từ khóa】 Phòng phân phối; Tủ phân phối điện áp cao và thấp; Lựa chọn tối ưu

1. Giới thiệu

Với sự phát triển nhanh chóng của nền kinh tế xã hội, năng lượng điện đã trở thành một trong những nguồn năng lượng được dựa vào nhiều nhất trong xã hội hiện đại và, ở một mức độ nào đó, thúc đẩy quá trình đô thị hóa. Để đạt được việc sử dụng điện bình thường, cần phải tăng cường an toàn và ổn định của hệ thống cung cấp điện. Trong việc lựa chọn tủ phân phối điện áp cao và thấp cho phòng phân phối, phải đảm bảo tính tiên tiến và thiết kế khoa học của thiết bị để đảm bảo hệ thống cung cấp điện hoạt động hiệu quả và an toàn.

2. Lựa chọn tối ưu tủ phân phối điện áp cao và thấp trong phòng phân phối

2.1 Lựa chọn tủ phân phối điện áp cao

Trong việc lựa chọn tủ phân phối điện áp cao cho phòng phân phối, cần tuân theo các nguyên tắc nhất định và xem xét nhiều yếu tố. Các khía cạnh bao gồm:

(1) Độ tin cậy trong vận hành

Khi lựa chọn tối ưu tủ phân phối điện áp cao, trước hết cần xem xét đầy đủ tình trạng đầu tư của dự án và phân tích thiết bị hỗ trợ điện áp cao hiện có để xác minh độ tin cậy của nguồn cung cấp điện từ tủ phân phối điện áp cao. Vì các thành phần rút ra của tủ rút có thể được lắp đặt trên xe đẩy độc lập và chức năng này vẫn có sẵn ngay cả khi mạch chính đang được cấp điện, việc lựa chọn tủ phân phối điện áp cao nên ưu tiên sự dễ dàng thay thế, hiệu quả và bảo dưỡng đơn giản, an toàn. Tuy nhiên, việc sử dụng tủ rút đòi hỏi yêu cầu cao hơn đối với xây dựng mặt đất. Để thuận tiện cho việc di chuyển xe đẩy vào và ra khỏi tủ phân phối, bề mặt phía trên của ray bên trong tủ phải phẳng và đồng nhất với sàn bên ngoài, và có thể trải thảm cao su cách điện để giảm rung động khi di chuyển thiết bị. Thông thường, tủ rút trung áp là phiên bản cải tiến của tủ rút. Khi các thành phần rút được lắp đặt trên xe đẩy ở giữa tủ, nên sử dụng phương tiện vận chuyển chuyên dụng trong quá trình di chuyển, và chiều cao của đế phương tiện vận chuyển cần được điều chỉnh khi rút và đưa các thành phần. Đối với các tủ phân phối điện áp cao cố định thường được sử dụng trong quá khứ, như loại GG-1A, tất cả các thành phần đều được cố định bên trong tủ. Nếu một thành phần hỏng, toàn bộ tủ phải được ngắt điện để bảo dưỡng, làm chậm thời gian sửa chữa và giảm tính liên tục của hệ thống cung cấp điện. Do đó, khi lựa chọn tủ phân phối điện áp cao, cần xem xét điều kiện thực tế và ưu tiên thiết bị đáng tin cậy và dễ bảo dưỡng, sửa chữa.

(2) Dễ dàng vận hành

Trong hệ thống phân phối điện, việc bảo dưỡng đơn giản đã trở thành dấu hiệu của sự chín muồi của các chỉ số kỹ thuật khác nhau của các tủ phân phối và là hướng nghiên cứu để các nhà sản xuất tiếp tục cải thiện độ tin cậy của sản phẩm. Hiện nay, các mạch thứ cấp của tủ phân phối điện áp cao thường được sử dụng phổ biến thường sử dụng hệ thống bảo vệ và điều khiển bằng rơle. Do các yếu tố như độ tin cậy của cuộn dây rơle, tuổi thọ của tiếp điểm và cảm biến phát hiện tín hiệu, tỷ lệ lỗi của hệ thống phát hiện và điều khiển trong hệ thống bảo vệ rơle truyền thống tương đối cao, và quy trình vận hành phức tạp, dẫn đến chi phí bảo dưỡng cao hơn. Trong những năm gần đây, với sự cải thiện dần dần và giảm đáng kể chi phí của các mô hình bảo vệ tổng hợp thông minh, tủ phân phối được kiểm soát thông minh bằng máy tính đã trở thành lựa chọn ưu tiên trong các dự án cấu hình. Mặc dù chi phí đầu tư ban đầu có thể cao hơn, nhưng việc sử dụng bảo vệ tổng hợp thông minh tích hợp làm tăng đáng kể nội dung kỹ thuật của tủ điện áp cao. Hơn nữa, các thành phần bên trong tủ được đơn giản hóa, giảm khối lượng công việc bảo dưỡng và sửa chữa sau khi vận hành và tiết kiệm chi phí đáng kể. Do đó, khi tối ưu hóa việc lựa chọn các thành phần cho tủ điện áp cao, cần xem xét điều kiện thực tế của hệ thống điện và hạn chế ngân sách, và lựa chọn các mô hình bảo vệ tổng hợp thông minh dễ vận hành và bảo dưỡng để cải thiện hiệu suất của tủ điện áp cao.

(3) Thực tế

Hiện nay, tủ phân phối điện áp cao có sẵn dưới dạng sản phẩm nội địa và nhập khẩu. Tủ phân phối điện áp cao nội địa tương đối rẻ, đáng tin cậy về hiệu suất và dễ bảo dưỡng. Tuy nhiên, chúng thường cồng kềnh và chiếm nhiều không gian. Do đó, nếu phòng phân phối có không gian hạn chế, kích thước của tủ phân phối phải là một cân nhắc quan trọng trong quá trình lựa chọn. Nếu ngân sách cho phép, có thể chọn các sản phẩm nhỏ gọn nhập khẩu để tránh khó khăn trong quá trình xây dựng sau này và bất tiện do không gian vận hành hẹp trong quá trình sử dụng và bảo dưỡng. Tủ phân phối điện áp cao nhập khẩu thường đắt hơn nhưng có hiệu suất đáng tin cậy và kích thước nhỏ gọn. Các thành phần của chúng được sắp xếp chặt chẽ, nhưng bảo dưỡng có thể phức tạp hơn. Do đó, trong việc lựa chọn tối ưu tủ phân phối điện áp cao cho phòng phân phối, thực tế phải là nguyên tắc để đảm bảo tủ phù hợp với điều kiện thực tế. Ngoài ra, khi lựa chọn tủ phân phối điện áp cao, số nhánh nguồn điện vào và nhánh tải phải được xác định dựa trên tính chất của tải.

2.2 Lựa chọn tủ phân phối điện áp thấp

(1) Khi lựa chọn tủ phân phối điện áp thấp, trước hết phải xác định các thông số kỹ thuật và lựa chọn tối ưu dựa trên các thông số đã xác định. Cũng cần xác nhận diện tích không gian của phòng phân phối, vị trí lắp đặt và không gian dành cho tủ phân phối điện áp thấp. Phân tích kỹ lưỡng dữ liệu dòng điện hiện tại và dòng điện đỉnh của thanh bus chính mà tủ phân phối điện áp thấp cần chịu đựng trong thời gian cung cấp điện đỉnh điểm cũng rất quan trọng. Hơn nữa, trong quá trình lựa chọn, cần kiểm tra các khía cạnh như dòng điện định mức tối đa, hình thức đơn vị chức năng và mức bảo vệ vỏ của tủ phân phối.

(2) Trong việc lựa chọn tủ phân phối điện áp thấp, cần phân tích yêu cầu chức năng của các thành phần. Dựa trên điều kiện thực tế, các yếu tố như phương pháp lắp đặt, mô-đun chức năng, dễ bảo dưỡng và nhiệt độ môi trường vận hành cần được đánh giá. Cần đặc biệt chú ý đến việc lựa chọn aptomat để đảm bảo thanh bus chính có các chức năng như bảo vệ nối đất, ghi nhớ và bảo vệ ba giai đoạn với cảnh báo sớm. Ngoài ra, tủ phân phối điện áp thấp nên hỗ trợ liên kết chọn lọc trong các khu vực cụ thể, có chức năng vận hành liên kết ở các cấp khác nhau và cho phép vận hành mô-đun của các phụ kiện chức năng khác nhau.

2.3 Xem xét chức năng bảo vệ của tủ phân phối

Tủ phân phối phải thích ứng với các môi trường sử dụng khác nhau trong hệ thống điện và có các chức năng bảo vệ tự động hiệu quả. Thường thì, tủ phân phối điện áp cao và thấp sử dụng cầu chì làm thành phần bảo vệ. Nếu dòng điện vượt quá giá trị đặt, cầu chì sẽ nóng lên và làm tan chảy phần fusible, ngắt mạch để bảo vệ khỏi hư hỏng do dòng điện quá lớn. Tủ phân phối chủ yếu được bảo vệ bằng cầu chì và bộ chống sét van kiểu là tương đối rẻ trên thị trường. Tuy nhiên, vì cầu chì có độ nhạy thấp đối với bảo vệ quá tải và chủ yếu được sử dụng làm thành phần bảo vệ ngắn mạch trong mạch, các tủ này chỉ phù hợp sử dụng trong điều kiện tải ổn định và chất lượng điện tốt. Đối với các kịch bản có tải lớn và phức tạp, cần phải xem xét tủ phân phối có aptomat điện áp cao và thấp làm thành phần bảo vệ để đảm bảo an toàn của hệ thống phân phối điện. Khi tối ưu hóa các thành phần bảo vệ cho tủ phân phối, cả chi phí và hiệu suất an toàn đều phải là các cân nhắc quan trọng. Về mặt chi phí, các thành phần bảo vệ như cầu chì và bộ chống sét van kiểu là rẻ và đòi hỏi vốn đầu tư ban đầu thấp, nhưng bảo vệ không hoàn chỉnh. Việc thêm aptomat, đặc biệt là aptomat chân không hiện đại hoặc aptomat lưu huỳnh hexafluoride, có thể xử lý các điều kiện quá tải cao hơn và có độ nhạy cao đối với dòng điện quá tải, có thể giải quyết các lỗi như quá tải và ngắn mạch. Mặc dù đắt hơn, chúng cung cấp bảo vệ toàn diện. Do đó, dựa trên ngân sách tổng thể của dự án, nên chọn tủ phân phối điện áp cao và thấp có aptomat làm thành phần bảo vệ khi có đủ ngân sách.

3. Kết luận

Trong việc lựa chọn tối ưu tủ phân phối điện áp cao và thấp cho phòng phân phối, trước hết cần hiểu sâu sắc và chi tiết về hiệu suất tổng thể và các thông số của các mẫu thiết bị khác nhau. Sau đó, dựa trên điều kiện thực tế, cần chọn tủ phân phối phù hợp để đảm bảo độ tin cậy trong vận hành, tính kinh tế và bảo dưỡng đơn giản. Tóm lại, các nguyên tắc lựa chọn phải phù hợp với yêu cầu khoa học, hợp lý, kinh tế, dễ sử dụng, dễ bảo dưỡng và có hiệu suất tốt. Điều này giúp đảm bảo đáng tin cậy, an toàn và hiệu quả trong việc vận hành phòng phân phối, đảm bảo hệ thống điện hoạt động bình thường.