Tủ Trung Thế Là Gì? Cấu Tạo, Phân Loại & Nơi Bán Uy Tín

Tủ trung thế là thiết bị quan trọng, không thể thiếu trong các hệ thống phân phối điện, đóng vai trò đóng cắt, bảo vệ và điều khiển nguồn điện ở cấp điện áp trung thế. Vì thế, việc hiểu rõ bản chất, cấu tạo, nguyên lý hoạt động và phân loại các loại tủ phổ biến, cũng như cách lắp đặt, bảo trì đạt chuẩn giúp tối ưu hiệu quả sử dụng, kéo dài tuổi thọ và giảm thiểu rủi ro trong quá trình vận hành. Bài viết này, Wetech Việt sẽ cung cấp cho bạn cái nhìn toàn diện về dòng tủ điện này.

Tủ Trung Thế Là Gì?

Tương tự như tủ điện cao thế và hạ thế, tủ trung thế là tập hợp các thiết bị điện được lắp đặt trong vỏ tủ kim loại khép kín, được gia công tỉ mỉ. Công dụng chính của tủ trung thế là để đóng ngắt, đo lường và bảo vệ các thành phần của hệ thống điện (bao gồm: đường dây dẫn điện, máy biến áp và động cơ điện trung thế).

Theo lý thuyết, cấp điện áp trung thế thường nằm trong khoảng từ 1kV đến 52kV. Tại mạng lưới điện Việt Nam, cấp điện áp trung thế phổ biến là 24kV và 35kV/36kV. Hiểu một cách nôm na, tủ điện trung thế là mắt xích trung gian giữa trạm biến áp hoặc lưới điện trung thế với các phụ tải hoặc các cấp điện hạ thế trong các trạm biến áp, nhà máy sản xuất, khu công nghiệp và các tòa nhà,… Điều này góp phần giúp giúp hệ thống điện vận hành liên tục và an toàn.

Cấu Tạo Và Sơ Đồ Nguyên Lý Của Tủ Trung Thế

Tủ trung thế thường được thiết kế phân chia ngăn rõ ràng bằng các tấm kim loại tiếp địa để tạo nên 4 khoang chính:

1. Khoang thanh cái: Gồm nhiều thanh cái đồng tạo thành một hệ thống dẫn điện chính từ trạm biến áp đến các ngăn trong tủ. Chúng thường được gia công bọc co nhiệt và sứ cách điện, tránh tình trạng chập điện.
2. Khoang thiết bị đóng cắt: Chứa các thiết bị đóng ngắt dòng điện chính như máy cắt chân không, máy cắt khí SF6 hoặc cầu dao phụ tải, cầu dao cách ly.
3. Khoang đấu cáp: Nơi đấu nối trực tiếp các sợi cáp ngầm trung thế từ lưới điện đi vào hoặc đi ra máy biến áp. Để đảm bảo quá trình truyền tải điện được diễn ra suôn sẻ, ổn định, thường được trang bị thêm thiết bị biến dòng điện, biến áp đo lượng và chống sét van.
4. Khoang điều khiển hạ thế: Đây là mục đích chính của tủ điện trung thế. Được bố trí cách ly hoàn toàn với khu vực có điện áp cao, đi kèm với các thiết bị hạ thế như Rơ-le bảo vệ, đồng hồ đo đa năng, đèn báo, nút nhấn, công tắc điều khiển và hệ thống dây nhị thứ.

Nguyên Lý Hoạt Động Của Tủ Trung Thế

Nguyên lý hoạt động của tủ điện trung thế là dựa trên sự phối hợp nhịp nhàng giữa các thiết bị đóng cắt cơ khí và hệ thống điều khiển, bảo vệ bằng điện tử. Cụ thể:

Quy trình đóng điện

• Bước 1: Kỹ sư điện hoặc người vận hành kiểm tra đảm bảo các điều kiện an toàn, cửa tủ đã đóng kín.
• Bước 2: Thực hiện thao tác nạp lò xo (bằng tay hoặc bằng motor điện) cho máy cắt hoặc cầu dao.
• Bước 3: Cấp lệnh “Đóng” thông qua nút nhấn trên mặt tủ hoặc từ hệ thống từ xa.
• Bước 4: Cơ cấu truyền động giải phóng năng lượng lò xo, đẩy các tiếp điểm động tiếp xúc với tiếp điểm tĩnh với tốc độ cực cao, từ đó giúp nối thông mạch điện.

Quy trình cắt điện

• Bước 1: Nhận lệnh “Cắt” từ người vận hành.
• Bước 2: Cuộn cắt được cấp điện tác động lên chốt giữ cơ khí.
• Bước 3: Lò xo cắt giãn ra, kéo các tiếp điểm rời nhau.
• Bước 4: Quá trình tách tiếp điểm sinh ra hồ quang điện nhưng được dập tắt ngay lập tức bởi môi trường chân không (hoặc khí SF6) bên trong buồng dập hồ quang.

Hoạt động khi xảy ra sự cố

• Bước 1: Mạng lưới điện gặp sự cố (ngắn mạch, quá tải, chạm đất).
• Bước 2: Biến dòng (CT) và Biến áp (VT) sẽ ghi nhận sự thay đổi bất thường của dòng điện và điện áp.
• Bước 3: Gửi tín hiệu về Rơ-le bảo vệ phân tích theo thời gian thực.
• Bước 4: Nếu dòng điện vượt ngưỡng, xuất tín hiệu điện đến cuộn cắt của máy cắt.
• Bước 5: Máy cắt đóng để cô lập vùng bị lỗi. Toàn bộ quá trình này chỉ diễn ra trong vài chục mili-giây (ms).

Các cơ chế liên động an toàn

Đây là điểm khác biệt của tủ trung thế so với các loại tủ điện còn lại, nhằm mục đích tránh sai sót do thao tác nhầm lẫn, tủ điện trung thế được trang bị các liên động (Interlock). Với các công dụng dưới đây:

1. Chỉ mở cửa khoang cáp khi dao tiếp địa đã được đóng hoàn toàn.
2. Không thể đóng dao tiếp địa nếu máy cắt hoặc cầu dao phụ tải vẫn đang ở trạng thái đóng.
3. Không thể đưa máy cắt từ vị trí “Test/Isolated” vào vị trí “Service” nếu máy cắt đang đóng mạch.

Điều này góp phần tăng cường khả năng bảo vệ an toàn tuyệt đối cho cả người và toàn bộ hệ thống điện, từ đó ngăn ngừa các sự cố cháy nổ nghiêm trọng xảy ra do hiện tượng phóng điện khi thao tác sai.

Các Loại Tủ Trung Thế Phổ Biến Nhất Hiện Nay

Trên thị trường có rất nhiều loại tủ điện trung thế khác nhau và được phân loại dựa trên nhiều tiêu chí. Tuy nhiên, phổ biến nhất là 4 loại tủ trung thế dưới đây được phân loại theo chức năng và môi trường cách điện:

Tủ điện trung thế RMU

Tủ điện RMU thuộc loại tủ điện đóng cắt cục bộ, thường được sử dụng phổ biến trong mạng lưới điện phân phối thứ cấp như trạm Kiot, chung cư, nhà máy nhỏ,… Tủ sử dụng công nghệ cách điện toàn phần bằng khí SF6, với ưu điểm kích thước vô cùng nhỏ gọn và có khả năng chịu được môi trường khắc nghiệt tốt. Hơn nữa, công nghệ này không cần bảo trì buồng khí trong suốt quá trình sử dụng, mang đến sự tiện lợi tối đa trong quá trình vận hành lâu dài.

Tủ cắt trung thế GIS

Tủ GIS là dòng tủ cắt trung thế cao cấp nhất trên thị trường, khí SF6 được trang bị để cách điện cho toàn bộ thanh cái và thiết bị đóng cắt trong tủ. Chính vì thế, tủ cắt trung thế GIS mang đến độ tin cậy cao và tiết kiệm tối đa không gian tủ lên đến 70% so với tủ cách điện không khí thông thường, nhờ có kích thước vô cùng nhỏ gọn. Trên thực tế, loại tủ trung thế này thường được ứng dụng rộng rãi trong các trạm biến áp ngầm, trạm biến áp thành phố hoặc các khu vực có diện tích lắp đặt hạn chế.

Tủ tụ bù trung thế

Đối với các hệ thống tải trong các nhà máy có nhiều động cơ và máy biến áp tiêu thụ nhiều công suất phản kháng, dẫn đến hệ số công suất (CosΦ) giảm nghiêm trọng. Điều không chỉ làm suy giảm hiệu suất sử dụng điện, gây lãng phí, mà doanh nghiệp còn có nguy cơ đối mặt với mức phạt cao. Chính vì thế, tủ tụ bù trung thế được ra đời, chứa các bình tụ điện và cuộn kháng lọc sóng hài, có công dụng cải thiện hệ số công suất, ổn định điện áp và giảm tổn thất trên đường dây. Tất cả là nhờ có cơ chế tự động đóng cắt tụ bù vào lưới điện.

Tủ điện trung thế ATS

Cuối cùng, tủ điện ATS trung thế là dòng tủ điện chuyển nguồn tự động chuyên dụng. Khi nguồn điện lưới chính gặp sự cố mất điện, sụt áp hoặc mất pha, bộ điều khiển ATS trong tủ điện này sẽ phát hiện kịp thời và nhanh chóng gửi tín hiệu điều khiển máy phát điện dự phòng hoạt động để cung cấp điện liên tục, không bị gián đoạn, Chính vì thế, tủ điện trung thế này là giải pháp không thể thiếu của các hệ thống điện công nghiệp, sản xuất hàng loạt hoặc các hạ tầng trọng yếu yêu cầu nguồn điện chất lượng cao.

Thông Số Kỹ Thuật Quan Trọng Của Tủ Trung Thế

Khi thiết kế hoặc lựa chọn tủ trung thế, bạn cần nắm vững các thông số kỹ thuật cốt lõi của tụ điện này để đảm bảo tính tương thích và hiệu quả vận hành ổn định, an toàn.

Tiêu Chuẩn Áp Dụng Cho Tủ Trung Thế

Bên cạnh chất lượng, tủ điện trung thế cần phải đảm bảo an toàn là trên hết, để bảo vệ người và tài sản quý giá trong suốt quá trình vận hành. Vì vậy, bạn cần nắm được các tiêu chuẩn bắt buộc áp dụng cho tủ điện trung thế để sở hữu được sản phẩm tối ưu, toàn diện.

1. Tiêu chuẩn IEC 62271-200 – Quy định chung cho các thiết bị đóng cắt và điều khiển dòng xoay chiều vỏ bọc kim loại có điện áp định mức trên 1kV đến 52kV.
2. Tiêu chuẩn IEC 62271-100 – Áp dụng cho máy cắt điện xoay chiều cao áp/trung áp.
3. Tiêu chuẩn IEC 62271-102 – Hướng dẫn cách chọn cầu dao cách ly và dao tiếp địa xoay chiều.
4. Tiêu chuẩn IEC 60529 – Bắt buộc về cấp bảo vệ của vỏ bọc (IP).

Ứng Dụng Của Tủ Trung Thế

Nhờ có khả năng bảo vệ ưu việt, tủ trung thế là thiết bị không thể thiếu trong mạng lưới điện công suất lớn của các hạng mục dưới đây:

• Hệ thống điện lực quốc gia: Tủ điện trung thế bắt buộc sử dụng trong các trạm biến áp (110kV/22kV, 220kV/35kV) của hệ thống lưới điện phân phối.
• Công nghiệp: Nhằm mục đích bảo vệ trạm biến áp nội bộ hoặc động cơ trung thế lớn của nhà máy thép, xi măng, lọc hóa dầu, dệt may, thực phẩm,…
• Cơ sở hạ tầng & Thương mại: Duy trì cung cấp điện liên tục và bảo vệ các tòa nhà cao ốc văn phòng, bệnh viện, sân bay, chung cư, cảng biển,…
• Năng lượng tái tạo: Thường được kết hợp sẵn trong tủ điện phân phối tổng của các trạm gom điện từ nhà máy điện năng lượng mặt trời, điện gió.

Cách Lựa Chọn Tủ Trung Thế Phù Hợp

Để trở thành người mua hàng thông thái, đồng thời ngăn ngừa các rủi ro cháy nổ do lựa chọn sai thông số kỹ thuật không phù hợp với hệ thống điện. Dưới đây là các bước chi tiết giúp bạn xác định và lựa chọn tủ trung thế phù hợp:

1. Xác định cấp điện áp của lưới điện: Tủ trung thế phải tương thích 100% với mức điện áp sử dụng quy định, tại Việt Nam điện áp là 22kV – 24kV.
2. Tính toán dòng điện phụ tải: Dựa trên tổng công suất của trạm biến áp, bạn có thể suy ra dòng điện định mức mà tủ có thể hoạt động hiệu quả mà không xảy ra bất kỳ sự cố nào.  Tuy nhiên, khi lựa chọn thanh cái và máy cắt cho tủ trung thế, nên chọn lớn hơn từ 20% – 30% dòng tải tính toán.
3. Xác định mức dòng ngắn mạch: Phổ biến nhất trong các lưới điện phân phối là 20kA – 25kA. Ngoài ra, bạn cũng có thể dựa vào khoảng cách từ trạm đến nguồn và công suất hệ thống để tính toán ra mức dòng ngắn mạch tối ưu cho công trình.
4. Điều kiện môi trường lắp đặt: Đây là yếu tố không kém phần quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất và tuổi thọ của tủ trung thế. Đối với các ứng dụng ngoài trời hay vùng khí hậu khắc nghiệt, nên ưu tiên tủ RMU hoặc GIS khép kín, ngược lại sử dụng trong nhà chỉ cần tủ AIS là đủ, tiết kiệm chi phí cho doanh nghiệp.

Những Thương Hiệu Tủ Trung Thế Phổ Biến Tại Việt Nam

Bên cạnh việc lựa chọn tủ trung thế theo yêu cầu sử dụng và đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, việc lựa chọn theo các thương hiệu lớn, có độ tin cậy cao cũng là một phương án tốt. Tại Việt Nam, thị trường tủ điện và thiết bị điện phân hóa rõ rệt thành 2 phân khúc cụ thể:

• Nhóm G7 / Châu Âu (Phân khúc cao cấp): Bao gồm các tên tuổi hàng đầu như Schneider Electric (Pháp), ABB (Thụy Sĩ / Ý), Siemens (Đức) nổi tiếng với độ chính xác cao và bền bỉ dẫn đầu thị trường.
• Nhóm Châu Á / Nội địa (Phân khúc tầm trung, chi phí tốt): Tiêu biểu là LS Electric, Hyundai, Vitzro (Hàn Quốc) được ưa chuộng rộng rãi nhờ có chất lượng tốt và giá cả phải chăng, dễ tiếp cận. Ngoài ra, các xưởng OEM Việt Nam như Sino, MPE, Cadivi, Rạng Đông, Trần Phú,… cung cấp nhiều mẫu mã tủ điện và thiết bị đóng cắt linh hoạt, đầy đủ kích thước, đáp ứng tốt nhu cầu sử dụng của các dự án nhanh.

Quy Trình Lắp Đặt Và Bảo Trì Tủ Trung Thế

Quy trình lắp đặt tủ trung thế đòi hỏi sự tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn kỹ thuật và an toàn dưới đây:

1. Chuẩn bị mặt bằng, kiểm tra mương cáp, vị trí các lỗ kỹ thuật.
2. Cẩu hoặc dùng con lăn đưa tủ trung thế vào đúng vị trí bản vẽ để tiến hành ghép nối các modul.
3. Lắp đặt hệ thống thanh cái nối tủ, kiểm tra lực xiết bu-lông bằng cờ-lê lực.
4. Đấu nối cáp trung thế và đấu nối cáp điều khiển hạ thế.
5. Đo điện trở cách điện, điện trở tiếp xúc và thử nghiệm cao áp, đảm bảo mọi thông số đạt chuẩn yêu cầu mới đưa vào vận hành.

Trong quá trình vận hành tủ trung thế, công tác kiểm tra, bảo trì, bảo dưỡng định kỳ là yếu tố quyết định giúp hệ thống lưới điện hoạt động ổn định, liên tục và an toàn tuyệt đối.

1. Vệ sinh vỏ tủ điện định kỳ 6 tháng đến 1 năm 1 lần để loại bỏ bụi bẩn, dầu mỡ gây nhiễu điện.
2. Kiểm tra tình trạng phóng điện cục bộ.
3. Tra dầu bôi trơn cho cơ cấu truyền động cơ khí của các máy cắt, cầu dao điện.
4. Kiểm tra định kỳ chức năng của rơ-le bảo vệ.

Những Lưu Ý An Toàn Khi sử Dụng Tủ Trung Thế

Khi làm việc với tủ trung thế tức là bạn đang đối mặt trực tiếp với dòng điện hàng ngàn, thậm chí hàng chục ngàn Volt tiềm ẩn nhiều nguy cơ cực kỳ nguy hiểm. Chính vì thế, bạn cần hết sức lưu ý và cẩn trọng, bên cạnh đó không nên bỏ qua các lưu ý an toàn dưới đây:

• Tuyệt đối tuân thủ quy trình Lockout/Tagout: Bao gồm việc cắt điện, khóa thiết bị đều tuân thủ biển, công tắc thông báo của tủ.
• Luôn thao tác đóng dao tiếp địa: Bắt buộc phải khử điện tích dư trên đường cáp trước khi mở cửa khoang cáp.
• Trang bị đầy đủ kiến thức, kỹ năng vận hành tủ trung thế: Trang bị bảo hộ cá nhân như găng tay cách điện, giày cách điện, thảm cao su, mũ bảo hộ che mặt chống hồ quang. Tham gia các khóa đào tạo an toàn điện bài bản.

Vì Sao Nên Chọn Mua Tủ Trung Thế Tại Wetech Việt?

Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều đơn vị cung cấp và thi công tủ điện công nghiệp Trong số đó, Công ty TNHH Kỹ Thuật Wetech Việt là một trong những đối tác đáng tin cậy hàng đầu, hội tụ đầy đủ các yếu tố về năng lực công nghệ, kinh nghiệm và quy trình làm việc bài bản. Cụ thể:

1. Hàng chính hãng, đầy đủ CO/CQ: Chúng tôi tự hào là nhà phân phối chính hãng các thiết bị điện chất lượng cao đến từ các thương hiệu hàng đầu trên Thế Giới như Schneider, ABB, Siemens, LS,…
2. Giá cả cạnh tranh, tối ưu chi phí: Wetech Việt không chỉ tập trung bán giải pháp tủ điện có sẵn với mức giá cạnh tranh nhất trên thị trường. Đội ngũ kỹ sư giàu kinh nghiệm của chúng tôi còn luôn sẵn sàng hỗ trợ tư vấn, thiết kế và lựa chọn thiết bị điện phù hợp, tối ưu với các tiêu chuẩn kỹ thuật của công trình.
3. Bảo hành trọn đời: Chúng tôi cung cấp chế độ bảo hành lâu dài, theo đúng quy định của nhà sản xuất. Ngoài ra, sau khi hết thời gian bảo hành, nếu khách hàng có bất cứ thắc mắc hay hỗ trợ kỹ thuật, đội ngũ chuyên gia của Wetech Việt sẽ hỗ trợ khách hàng giải quyết nhanh chóng.
4. Dịch vụ trọn gói: Dịch vụ của thiết kế, thi công tủ điện của Wetech Việt bao gồm: bóc tách bản vẽ, vận chuyển tận công trình, hỗ trợ dịch vụ đấu nối, thí nghiệm và đóng điện.

Câu Hỏi Thường Gặp (FAQ)

Tủ trung thế dùng cho điện áp bao nhiêu?

Theo tiêu chuẩn IEC, tủ điện trung thế có điện áp từ trên 1kV đến 52kV. Bên cạnh đó ở Việt Nam, tủ điện trung thế được dùng phổ biến cho lưới điện từ 22kV – 35kV.

Tủ trung thế khác tủ hạ thế như thế nào?

Sự khác nhau cốt lõi giữa tủ trung thế và tủ hạ thế là ở cấp điện áp, cấu tạo và cơ chế dập hồ quang. Trong đó, tủ hạ thế có cấp điện áp làm việc dưới 1000V, hoảng cách cách điện nhỏ và chủ yếu dùng không khí dập hồ quang. Còn với tủ trung thế, có cấp điện áp cao hơn đáng kể, lên đến hàng chục ngàn Volt, vì thế cần khoảng cách cách điện lớn và trang bị buồng dập hồ quang chuyên dụng cực mạnh.

Tủ RMU và Metal Clad khác nhau thế nào?

Có nên chọn tủ AIS thay cho GIS không?

• Nên chọn tủ AIS khi: Không gian lắp đặt tủ điện rộng rãi, ngân sách đầu tư hạn hẹp và dễ dàng bảo trì định kỳ.
• Nên chọn tủ GIS khi: Không gian lắp đặt chật hẹp, chi phí cao, thích hợp với đặt dưới tầng hầm chung cư, trên giàn khoan dầu khí,…

Tủ trung thế có cần kiểm định không?

Bắt buộc phải được kiểm định trước khi kết nối với lưới điện. Nhằm đảm bảo chỉ tiêu về điện trở cách điện, điện trở tiếp xúc, và độ nhạy của rơ le bảo vệ đều đạt tiêu chuẩn an toàn quy định của Nhà nước.

Để tham khảo đa dạng mẫu mã tủ trung tính đạt chuẩn chất lượng và an toàn hiện có tại Wetech Việt, cũng như hỗ trợ tư vấn thiết kế, thi công tủ điện tối ưu cho công trình sắp hoàn thành của bạn đi vào hoạt động trơn tru, hiệu quả. Đừng ngần ngại liên hệ trực tiếp với chúng tôi để được phục vụ chuyên nghiệp, chu đáo, tận tình.

THÔNG TIN LIÊN HỆ:

CÔNG TY TNHH KỸ THUẬT WETECH VIỆT

• Địa chỉ: 616/61/198 Lê Đức Thọ, Phường An Hội Đông, Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam.
• Hotline: 0909.346.736 hoặc 0901.940.968
• Email: sales@wetechviet.vn
• Website: www.wetechviet.vn