Hệ thống điện có vai trò quan trọng trong cuộc sống hiện đại, chịu trách nhiệm cung cấp điện năng cho các thiết bị và hệ thống điện tử trong nhà, các công trình công cộng, khu công nghiệp, các phương tiện giao thông và các ngành sản xuất khác. Hiểu rõ về hệ thống điện sẽ giúp đảm bảo an toàn và hiệu quả sử dụng điện năng. Trong bài viết dưới đây, Tuấn Hưng Phát xin chia sẻ một số thông tin về hệ thống điện.
Giới thiệu hệ thống điện
Hệ thống điện là một phận của hệ thống năng lượng và nằm trong phạm vi của hệ thống kinh tế quốc dân. Trong một thiết bị, các thành phần tạo nên hệ thống được gọi là các phần tử của hệ thống điện. Các phần tử này chịu trách nhiệm sản xuất, chuyển đổi, truyền tải điện năng, cũng như tiêu thụ nó. Các phần tử bao gồm máy phát điện, máy biến áp và các loại dây dẫn.
Hệ thống điện là gì?
Các phần tử này đóng vai trò quan trọng trong điều khiển, điều chỉnh và bảo vệ quá trình sản xuất hoặc phân phối điện. Chúng có thể được thiết kế để tự động điều chỉnh kích thích và bảo vệ rơ le, cũng như sử dụng máy cắt điện để bảo vệ hệ thống.
Các chế độ của hệ thống điện
Để tạo ra một hệ thống điện hoàn chỉnh thì cần thiết lập hai chế độ chính: Chế độ xác định và chế độ chuyển động.
- Trong chế độ xác định, các thông số của hệ thống điện không thể thay đổi theo thời gian. Khi hệ thống hoạt động ở chế độ này, các thông số được xác lập ổn định. Chế độ xác định cũng được sử dụng để khôi phục hệ thống sau khi xảy ra sự cố.
- Trong chế độ chuyển động, các thông số của hệ thống điện thay đổi mạnh theo thời gian. Chế độ này có thể bao gồm mạch ngắn, dao động công suất của các máy phát.
Hệ thống điện bao gồm những thành phần nào?
Một hệ thống điện hoàn chỉnh bao gồm các thành phần như hệ thống điện nặng, hệ thống điện nhẹ, hệ thống điện chiếu sáng, phục vụ cho các nhu cầu chính của đời sống và sản xuất. Các thành phần cụ thể bao gồm:
Hệ thống điện nặng
Hệ thống điện nặng trong sản xuất công nghiệp thường là nguồn điện ba pha có hiệu điện thế 380V. Hệ thống này thường có những bộ phận sau:
Yếu tố đầu tiên cần có của một hệ thống điện nặng là trạm biến áp, tủ trung tâm, tủ hạ thế. Trạm biến áp có vai trò lấy điện năng từ các đường dây có công suất lớn và chuyển hóa thành điện năng phù hợp, cung cấp cho nhà máy công nghiệp để phục vụ sản xuất. Ngoài trạm biến áp, nhà máy còn yêu cầu các tủ trung thế, hạ thế để phân phối điện năng thành mạch điện riêng trong từng khu vực, thiết bị.
Hệ thống điện nặng
Các thành phần thiết bị cần có trong hệ thống điện nặng bao gồm máy phát điện và thiết bị đóng cắt. Máy phát điện là thiết bị dự phòng được sử dụng trong trường hợp mất điện. Chức năng chính của thiết bị đóng cắt là đảm bảo cho quá trình sản xuất và vận hành ổn định, tránh bị gián đoạn khi nguồn điện bị gián đoạn.
Hệ thống tủ điện phân phối là nơi hoạt động của các thiết bị điện, thiết bị đóng cắt, hệ thống điều khiển. Điện năng được phân phối trực tiếp từ tủ phân phối đến từng vị trí, khu vực máy móc trong quá trình vận hành. Hơn nữa, hệ thống tủ phân phối có thể cách ly hoàn toàn với người sử dụng, tránh ảnh hưởng đến sức khỏe con người và đảm bảo an toàn cho người lao động trong quá trình vận hành.
Hệ thống tủ điều khiển điều khiển cấp điện cho các hệ thống điều khiển điện của máy móc, phân phối điện cho các thiết bị điện, khởi động và dừng các chu trình của động cơ. Ngoài ra, hệ thống này còn có chức năng giám sát và bảo vệ động cơ khỏi các lỗi điện có thể xảy ra.
Hệ thống ổ cắm điện chia sẻ nguồn điện cung cấp cho các thiết bị điện khác. Cả ổ cắm dân dụng và công nghiệp đều có áo chống nước, tính năng chống giật, cầu chì, đảm bảo an toàn trong quá trình vận hành và sử dụng điện.
Hệ thống tiếp địa được coi là giải pháp cho sự cố rò rỉ điện, đảm bảo an toàn cho nhân viên, công nhân trong nhà máy. Hệ thống điện này thường bao gồm hai thành phần chính là điện cực tiếp đất chôn dưới đất và dây tiếp đất nối thiết bị với cực tiếp đất.
Chức năng chính của hệ thống chống sét là bảo vệ hệ thống lưới điện trong trường hợp bị sét đánh. Dòng điện do sét đánh sẽ được truyền xuống đất an toàn, tránh được những thiệt hại có thể xảy ra do sét đánh.
Hệ thống điện nhẹ
Hệ thống điện nhẹ tuy không phải là thành phần chính trong hệ thống điện nhà xưởng nhưng lại là thành phần không thể thiếu. Hệ thống điện nhẹ có nhiệm vụ vận hành các thiết bị công nghệ cao và mang đến sự tiện lợi cho người sử dụng. Chi tiết hệ thống điện nhẹ trong nhà xưởng bao gồm:
Hệ thống mạng lan và internet được coi là nền tảng kết nối hệ thống máy tính của công ty, doanh nghiệp và người dùng với nhau. Thông qua hệ thống mạng lan và internet, doanh nghiệp có thể sử dụng các thiết bị công nghệ cao khác như tổng đài điện thoại, hệ thống camera, máy fax, máy in…
Hệ thống điện nhẹ
Hệ thống tổng đài điện thoại, điện thoại cá nhân, điện thoại gia đình là công cụ hỗ trợ kết nối và phục vụ mục đích kinh doanh của nhà máy. Thông qua hệ thống làm việc này, việc liên lạc giữa các phòng ban, khu vực trong nhà máy có thể được thực hiện nhanh chóng và dễ dàng.
Hệ thống camera cho nhà xưởng, khu dân cư là biện pháp đơn giản để bảo vệ tài sản và an ninh tòa nhà. Đặc biệt đối với những khu công nghiệp lớn thì hệ thống camera giám sát từng khu vực, ngõ ngách.
Ngoài ra, còn có hệ thống truyền thanh công cộng để cung cấp thông tin, thông báo cho người lao động dễ dàng hơn. Do nhà xưởng có diện tích rộng và tạo ra nhiều tiếng ồn nên hệ thống âm thanh là vô cùng quan trọng.
Hệ thống điện chiếu sáng
Hệ thống điện chiếu sáng
Hệ thống chiếu sáng bao gồm các thiết bị linh hoạt và đèn phòng sự cố, được sử dụng trong nhà máy hoặc gia đình. Mục đích của hệ thống chiếu sáng là đáp ứng nhu cầu sinh hoạt và sản xuất hàng ngày của người sử dụng, bên cạnh đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật, an toàn, tiết kiệm điện và bảo vệ môi trường.
Hệ thống đèn phòng sự cố còn được biết đến như đèn thoát hiểm, được thiết kế để đảm bảo an toàn trong trường hợp xảy ra sự cố, bao gồm cháy bóng đèn hoặc hỏng đường dẫn điện tới bóng. Hệ thống này cần tuân thủ các tiêu chuẩn PCCC của Việt Nam để đảm bảo tính hiệu quả và an toàn.
Phân loại hệ thống điện
Hiện nay, hệ thống điện được phân loại theo nhiều dạng khác nhau, bao gồm hệ thống điện theo nguồn cung cấp, hệ thống nguồn điện tiêu thụ và hệ thống mạng điện. Mỗi hệ thống điện sẽ có những đặc trưng riêng biệt. Cụ thể:
Phân loại theo nguồn cung cấp
Theo nguồn cung cấp, hệ thống điện được chia thành 3 dạng chính như:
- Hệ thống bao gồm nhà máy nhiệt điện.
- Hệ thống bao gồm nhà máy thuỷ điện.
- Hệ thống hỗn hợp thủy nhiệt điện.
Mỗi hệ thống điện phân theo nguồn cung cấp đều có những đặc tính đặc biệt phù hợp với các môi trường sử dụng khác nhau. Những thông tin này thường được thể hiện rõ trong các kế hoạch tổng thể, các dự án sản xuất có nhu cầu về năng lượng và công suất lớn. Việc lựa chọn hệ thống điện phù hợp cũng ảnh hưởng đến kế hoạch phát triển mạng điện và cách phân phối công suất để đáp ứng hiệu quả tối đa cho người sử dụng.
Phân loại theo nguồn tiêu thụ
Hệ thống mạng điện hàng ngày phụ thuộc vào nhiều người dùng và nguồn điện khác nhau, bao gồm:
- Các hộ sử dụng điện cho chiếu sáng và sinh hoạt.
- Các doanh nghiệp công nghiệp.
- Các hộ tiêu thụ đa dạng.
Nhu cầu sử dụng điện để phục vụ cho các mục đích khác nhau, bao gồm sinh hoạt, công nghiệp và nông nghiệp, có ảnh hưởng đến việc sử dụng các nguồn năng lượng điện. Điều này có nghĩa là các đặc tính của một nguồn điện, chẳng hạn như phụ tải, phụ thuộc vào mục đích sử dụng nguồn điện đó. Các yếu tố quan trọng, bao gồm công suất, tác dụng, độ phản kháng, biến áp và tần số của nguồn điện, đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo tính ổn định, đáng tin cậy của hệ thống cung cấp điện.
Phân loại hệ thống điện
Phân loại theo mạng điện
Hệ thống mạng điện là một mạng lưới phức tạp bao gồm nhiều mảng nhỏ phân nhánh nhằm cung cấp nguồn điện đến các bộ phận tiêu thụ. Mạng điện này bao gồm nhiều cấp độ, từ mạng điện khu vực đến mạng điện địa phương.
Mạng điện có chứa các thành phần như trạm biến áp, đường dây tải điện, nguồn cấp điện, có nhiệm vụ kết nối các đường dây dẫn và cung cấp điện áp khác nhau trong hệ thống. Các trạm biến áp, đường dây tải điện, nguồn cấp điện trong hệ thống mạng điện là nơi trực tiếp cung cấp nguồn điện cho các hộ gia đình và bộ phận tiêu thụ khác.
Phân loại theo hình dáng
Theo hình dáng, hệ thống điện được phân thành hai loại sau:
- Hệ thống mạng điện hở: Là loại mạng điện mà người sử dụng sẽ chỉ nhận được nguồn điện từ một phía. Đây là một kiểu vận hành đơn giản và thuận tiện cho việc tính toán, đồng thời đảm bảo cung cấp nguồn điện liên tục cho người dùng.
- Hệ thống mạng điện kín: Trong hệ thống này, người tiêu dùng sẽ nhận được nguồn điện từ hai phía khác nhau. Mạng lưới điện kín này có cách thức vận hành phức tạp hơn, tuy nhiên, nó cũng có nhiều ưu điểm nổi bật như cung cấp nguồn điện liên tục và ổn định hơn.
Phân loại theo công dụng
Theo công dụng, hệ thống điện được chia thành: Mạng điện truyền tải và mạng điện phân phối.
- Hệ thống mạng điện truyền tải là mạng lưới truyền tải năng lượng điện từ các nhà máy điện đến các trạm phân phối, từ đó cung cấp cho mạng điện lưới phân phối.
- Hệ thống mạng điện phân phối là mạng lưới trực tiếp cung cấp nguồn điện cho các sản phẩm tiêu thụ hàng ngày, bao gồm các động cơ điện và máy biến áp.
Hệ thống mạng điện được thiết kế để phù hợp với từng công dụng cụ thể, giúp truyền tải điện năng từ nguồn cung cấp đến người dùng và phân phối đến các mạng điện phân phối riêng tùy theo nhu cầu sử dụng.
Phân loại theo chế độ trung tính
Theo chế độ trung tính, hệ thống điện bao gồm:
- Mạng điện 3 pha nối đất trực tiếp: Nguồn điện cấp cho hệ thống điện chủ yếu từ nguồn điện 220kV và 110kV, có nối đất đề phòng sự cố điện giật.
- Mạng điện 3 pha cách điện: Nguồn điện này có thể nối đất hoặc không nối đất, mạng có dòng điện chạm đất thấp đảm bảo an toàn cho thiết bị hoặc người dùng.
Phân loại theo cấp điện áp
Hệ thống điện được phân loại theo cấp điện áp như sau:
- Hệ thống mạng điện hạ thế: Nguồn điện cho hệ thống điện này được sử dụng ở cấp điện áp nhỏ hơn 1kV.
- Hệ thống mạng điện cao thế: Nguồn điện cho hệ thống điện này được sử dụng ở cấp điện áp từ 1kV đến 220kV.
- Hệ thống lưới điện siêu cao áp: Nguồn điện cho hệ thống điện này được sử dụng ở cấp điện áp 220kV.
Mỗi hệ thống mạng điện sẽ có đặc trưng và khả năng vận hành phù hợp với từng khu vực, môi trường. Vì vậy, việc tính toán đầy đủ và chính xác là cần thiết để đảm bảo hệ thống mạng hoạt động hiệu quả.
Ứng dụng của hệ thống điện
Ứng dụng hệ thống điện là gì?
Hệ thống điện đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ dân dụng cho đến công nghiệp sản xuất. Cụ thể:
- Trong công nghiệp sản xuất bia rượu, thực phẩm, dây chuyền sản xuất linh kiện điện tử…..
- Hệ thống này cũng được áp dụng trong cuộc sống hàng ngày của các gia đình, bao gồm các hệ thống phòng cháy chữa cháy, camera giám sát, hệ thống máy bơm nước….
- Ngoài ra, hệ thống điện cũng được sử dụng trong nông nghiệp để tưới tiêu và trong lâm nghiệp để nuôi trồng thủy sản….
Một số lưu ý quan trọng khi vận hành hệ thống điện
Quản lý mức độ an toàn của hệ thống điện
Khi vận hành hệ thống điện, không thể tránh khỏi những sự cố có thể xảy ra. Vì thế, khi vận hành hệ thống mạng điện cần chú ý những vấn đề sau đây.
- Đầu tiên, cần đảm bảo an toàn cho hệ thống điện khi lắp đặt và vận hành trong nhà máy hoặc xưởng sản xuất. Người quản lý cần cam kết chịu trách nhiệm chính về hiệu suất vận hành của hệ thống, đảm bảo các thiết bị và máy móc hoạt động đúng công suất, ổn định, hỗ trợ tối đa cho toàn bộ quá trình sản xuất.
- Ngoài ra, cần tuân thủ chặt chẽ các quy trình lắp đặt, đảm bảo các kỹ thuật đúng quy định, tránh làm việc sai sót và không giao việc cho nhân viên thiếu kiến thức, kinh nghiệm. Cần thực hiện các quy trình vận hành theo đúng thứ tự và trang bị đầy đủ các thiết bị công nghiệp để đảm bảo hoạt động hiệu quả.
- Việc tiết kiệm chi phí vận hành cũng là một yếu tố cần được quan tâm, đồng thời tránh lãng phí nguồn điện trong quá trình sử dụng.
- Cuối cùng, hệ thống điện cần đáp ứng các tiêu chuẩn quốc gia về thiết kế, thi công công nghệ với các hệ thống điện khác nhau.
Cách xử lý khi vận hành hệ thống điện gặp sự cố
Cách xử lý sự cố điện khi phát sinh
Nếu gặp sự cố trong quá trình vận hành hệ thống điện, người dùng hãy lập tức ngắt nguồn đầu vào của hệ thống và tiến hành kiểm tra, khắc phục theo các quy trình sau đây để đảm bảo an toàn.
- Bước 1: Xác định vị trí xảy ra sự cố trên hệ thống điện bằng cách quan sát trực tiếp hoặc sử dụng thiết bị chuyên dụng để kiểm tra an toàn.
- Bước 2: Lên kế hoạch khắc phục sự cố và chuẩn bị trang thiết bị thích hợp để sửa chữa, thay thế hoặc nâng cấp hệ thống.
- Bước 3: Cách ly nguồn điện với người sử dụng trước khi tiến hành sửa chữa để đảm bảo an toàn cho các thiết bị điện và con người.
- Bước 4: Sau khi sửa chữa xong, cần thử nghiệm hệ thống điện trước khi đưa vào hoạt động lại để đảm bảo tính ổn định và an toàn của hệ thống.
- Bước 5: Ghi chép các sự cố và lưu trữ nhật ký vận hành hệ thống điện để có thể thực hiện bảo trì, bảo dưỡng và thay thế các thiết bị điện khi cần thiết, đảm bảo an toàn tuyệt đối cho hệ thống nguồn điện, thiết bị sử dụng điện cũng như người vận hành điện.
Lưu ý: Cần tập trung xử lý nguồn điện nhằm đảm bảo an toàn cho con người, thiết bị máy móc trong quá trình vận hành.
Trên đây là một số thông tin cơ bản về hệ thống điện. Hệ thống điện là một phần quan trọng của xã hội hiện đại, cần phải được phát triển một cách bền vững và hiệu quả để đáp ứng các nhu cầu ngày càng tăng của con người. Việc đầu tư các công nghệ mới và tiên tiến là cần thiết để tạo ra một hệ thống điện hiệu quả và bền vững cho tương lai. Và Tuấn Hưng Phát hiện đang là một trong những đơn vị cung ứng các thiết bị điện chất lượng, uy tín tại Việt Nam với những sản phẩm như: Van bướm mô tơ điện, van bi đk điện, van cầu đk bằng điện,….