Thiết bị điện công nghiệp là gì? Khái niệm, vai trò và ứng dụng

Chu Văn An

Trên thực tế, hàng ngày, hàng giờ chúng ta đang sử dụng rất nhiều loại thiết bị điện công nghiệp khác nhau nhưng không phải ai cũng có cái nhìn chính xác về cách định nghĩa, đặc điểm, vai trò và ứng dụng của chúng? Hôm nay qua bài viết này CTBA sẽ cùng các bạn tìm hiểu về khái niệm, đặc điểm và ứng dụng của thiết bị điện công nghiệp nói chung.

1. Khái niệm thiết bị điện công nghiệp là gì?

Thiết bị điện công nghiệp là một phần không thể thiếu trong ngành điện công nghiệp. Thiết bị điện công nghiệp là loại thiết bị được sử dụng phổ biến trong công nghiệp, thực hiện các nhiệm vụ: chuyển mạch, điều khiển, điều chỉnh, bảo vệ, chuyển đổi, điều khiển,… và kiểm tra mọi hoạt động của hệ thống lưới điện và các máy điện.

Ngoài ra, thiết bị điện công nghiệp còn được sử dụng để kiểm tra, điều chỉnh, đo lường nhiều quá trình không dùng điện khác trong hoạt động sản xuất tại các khu công nghiệp.

2. Đặc điểm của thiết bị điện công nghiệp

Thiết bị điện công nghiệp được sử dụng rất phổ biến trong các lĩnh vực sản xuất, từ nhà máy điện, trạm biến áp, hệ thống truyền tải điện, đến máy phát điện và động cơ điện, đặc biệt là trong các nhà máy.

Các thiết bị điện sử dụng ở nước ta hiện nay được nhập khẩu từ nhiều nước, nhiều hãng thiết bị công nghiệp khác nhau và đủ mọi thế hệ. Chính vì vậy mà các thông số kỹ thuật không nhất quán, gây khó khăn cho việc vận hành, bảo trì, sửa chữa các thiết bị điện công nghiệp. Do có quá nhiều loại thiết bị điện công nghiệp với tiêu chuẩn kỹ thuật rất khác nhau nên thiết bị điện công nghiệp đôi khi không sử dụng hết tính năng, công suất hoặc sử dụng không đúng cách, gây ra nhiều thiệt hại, gây thiệt hại không nhỏ cho nền kinh tế.

Vì vậy, việc đào tạo, cập nhật kiến ​​thức, đặc biệt là kiến ​​thức về các thiết bị điện công nghiệp mới cho đội ngũ kỹ thuật quản lý và vận hành là một yêu cầu rất cấp bách.

3. Vai trò của thiết bị điện công nghiệp

Thiết bị điện công nghiệp mang đến những ưu điểm vượt trội đặc biệt trong ngành sản xuất:

Cải thiện kỹ thuật sử dụng và năng suất của thiết bị công nghiệp giúp con người thực hiện các quy trình liên tục. Tiết kiệm sức lao động. Giảm chi phí sản xuất, hạ giá thành sản phẩm, nâng cao chất lượng. Mang đến cho mọi người cái nhìn mới về máy móc, năng động hơn, tiết kiệm thời gian hơn. Thiết bị công nghiệp giúp dây chuyền sản xuất trở nên chuyên nghiệp hơn. Giá thiết bị công nghiệp phù hợp với từng dây chuyền sản xuất. Có thể làm những việc mà con người không thể làm bằng tay như hút bụi, điều hòa, giảm độ ẩm,…

Thiết bị điện công nghiệp bao gồm các loại thiết bị thông dụng như máy biến áp, tủ điện trung thế, tủ điện hạ thế, tủ điều khiển, thiết bị đóng cắt, rơle….

4.1. máy biến áp 3 pha

Máy biến áp ba pha là một thiết bị điện từ tĩnh được tạo ra để truyền năng lượng hoặc mang tín hiệu điện xoay chiều giữa các mạch điện thông qua hiện tượng cảm ứng điện từ Faraday.

Máy biến áp 3 pha có vai trò vô cùng quan trọng trong hệ thống truyền tải điện. Thiết bị này chủ yếu được sử dụng rộng rãi và phổ biến cho mục đích công nghiệp để phát, truyền tải và phân phối điện.

Máy biến áp 3 pha được sử dụng và lắp đặt ở những nơi phải tiêu thụ lượng điện cực lớn như tòa nhà, chung cư, bệnh viện, trạm biến áp…

Hình ảnh máy biến áp 3 pha

4. 2 tủ điều khiển động cơ MCC

Tủ điều khiển động cơ MCC (Motor Control Center) là thiết bị dùng để điều khiển và bảo vệ động cơ công suất lớn, máy bơm nước… Tủ điều khiển bao gồm các phương thức khởi động và điều khiển khác nhau tùy theo động cơ như: khởi động trực tiếp, khởi động sao-tam giác, khởi động mềm, biến tần. Tủ điều khiển động cơ bao gồm các bộ phận chính như: Bộ điều khiển trung tâm PLC, thiết bị đóng cắt MCCB/MCB, contactor, bộ biến tần, bộ khởi động mềm hoặc bộ khởi động sao-tam giác.

Hình ảnh tủ điều khiển động cơ MCC

4.3. Tủ chuyển nguồn tự động ATS

ATS (Automatic Transfer Switches) là hệ thống thiết bị điện đảm bảo cho toàn bộ hệ thống điện hoạt động liên tục, ổn định ngay cả khi xảy ra sự cố mất điện. Mỗi cơ sở kinh doanh, nhà máy, chung cư, bệnh viện… đều được trang bị loại tủ điện này để đảm bảo luôn có đủ nguồn điện phục vụ sản xuất và sinh hoạt. ATS – Công tắc chuyển nguồn tự động được hiểu là hệ thống điện có thể tự động thay đổi lưới điện khi mất điện hoặc ngược lại. Mục đích của tủ điện ATS là đảm bảo luôn có đủ điện năng cần thiết cho doanh nghiệp và người dân phục vụ sản xuất và sinh hoạt không bị gián đoạn. Hệ thống máy phát điện ATS có chức năng truyền tải điện năng sang nguồn điện dự phòng tại máy phát điện khi xảy ra các sự cố như: mất pha, quá áp, mất trung tính, mất điện,…

Hình ảnh tủ chuyển mạch

4.4. Tủ phân phối tổng hợp MSB

MSB (Main Distribution Switchboard) còn được biết đến với những tên gọi khác như tủ điện chính MSB, tủ điện chính, tủ điện phân phối chính. Tủ điện MSB là tủ đầu vào cho toàn bộ hệ thống điện hạ thế của một tòa nhà.

Tủ điện MSB là loại tủ điện được lắp đặt ngay sau các trạm biến áp hạ thế và phía trước các tủ phân phối DB.

4.5. Tủ bù công suất phản kháng

Tủ bù điện là hệ thống tiết kiệm năng lượng. Trong các nhà máy, xí nghiệp thường thiết kế lắp đặt tủ bù hạ thế có tác dụng nâng cao hệ số công suất, mang lại lợi ích về mặt kỹ thuật và kinh tế, đặc biệt là giảm hóa đơn tiền điện hàng năm. Bên cạnh đó còn làm giảm tổn thất điện năng, sụt áp trong lưới điện, từ đó nâng cao chất lượng lưới điện.

Hình ảnh tủ bù công suất phản kháng

4.6. Tủ điện trung thế

Tủ điện trung thế là thiết bị điện quan trọng trong các công trình xây dựng điện công nghiệp. Dùng để chuyển mạch và bảo vệ đường dây cấp điện trung thế. Hiện nay, tủ điện trung thế được thiết kế, sản xuất theo quy trình quản lý chất lượng nghiêm ngặt, có độ ổn định, an toàn cao khi vận hành.

4.7. Tủ điện hạ thế

Tủ điện hạ thế là thiết bị được sử dụng trong điều kiện nguồn điện lưới ở mức 0,4kV. Nguồn điện trên đường dây trung thế và cao thế muốn sử dụng được phải đi qua trạm hạ thế để chuyển đổi thành nguồn điện tiêu chuẩn.

Tủ điện hạ thế được đặt ngay sau các trạm hạ thế, dùng để cân bằng, điều chỉnh nguồn điện trung và cao áp từ các trạm biến áp thành nguồn điện tiêu chuẩn 1 pha 220V hoặc 3 pha 380V. Hiện nay, tất cả các loại tủ điện lắp đặt trong công nghiệp hoặc dân dụng sau trạm biến áp đều được gọi là tủ điện hạ thế.

Tủ phân phối hạ thế có vai trò vô cùng quan trọng trong việc điều tiết và đảm bảo an toàn cho hệ thống điện. Nó giúp bảo vệ các thiết bị điện quan trọng như công tắc, bảng cầu chì, rơle,… khỏi các tác động cơ học và môi trường bên ngoài. Nhờ đó mà đường truyền dòng điện được ổn định và an toàn. Tổng quát hơn, việc lắp đặt tủ điện hạ thế được xem là giải pháp tối ưu nhằm bảo vệ tính mạng con người và giảm thiểu nguy cơ tai nạn thương tâm do sự cố điện gây ra dù trực tiếp hay gián tiếp.

Hình ảnh tủ điện hạ thế

4.8. Các loại thiết bị điện công nghiệp phụ trợ khác:

• Thiết bị chuyển mạch:

Thiết bị điện công nghiệp không thể thiếu đầu tiên chính là thiết bị đóng cắt. Thiết bị này đảm nhận vai trò chuyển đổi và điều khiển mạch điện. Thiết bị đóng cắt bao gồm cầu dao tự động MCB, cầu dao không khí ACB, bộ khởi động từ, contactor, công tắc cầu chì,..

Biến tần là thiết bị làm thay đổi tần số dòng điện khi đặt vào cuộn dây bên trong động cơ. Thông qua đó, bạn có thể kiểm soát tốc độ động cơ mà không cần sử dụng hộp số cơ. Biến tần bao gồm các loại như biến tần DC; Biến tần 1 pha 220V, Biến tần 3 pha 220V,…

Thiết bị điện công nghiệp cực kỳ cần thiết đó là rơle. Thiết bị này có vai trò bảo vệ như một loại thiết bị điện từ. Rơle dựa vào hoạt động của cuộn dây điện từ tác động lên các bộ phận truyền động để phát hiện các điều kiện hoạt động bất thường.

Cảm biến là thiết bị điện có chức năng phát hiện các yếu tố vật lý hoặc hóa học được đặt trong đó. Sau đó, nó chuyển đổi những phần tử đó thành thông tin được mã hóa cho các bộ phận khác. Họ có thể điều khiển các thiết bị khác từ xa.

Cảm biến bao gồm các loại như: cảm biến quang học, cảm biến tiệm cận, cảm biến mức, bộ mã hóa, cảm biến nhiệt độ, cảm biến siêu âm, cảm biến lực,…

• Thiết bị chống sét:

Thiết bị chống sét có chức năng chống sét lan truyền trên đường dây điện nhằm bảo vệ hệ thống điện công nghiệp và con người.

5. Ứng dụng thiết bị điện công nghiệp

Một số ứng dụng của thiết bị điện công nghiệp chúng ta có thể tham khảo đó là:

• Hệ thống thiết bị công nghiệp hỗ trợ các công cụ làm việc khác như điều hòa không khí, thông gió, hút bụi, cân bằng các bộ phận trong không khí.
• Camera giám sát, hệ thống điện, nước, phòng cháy chữa cháy, máy bơm, máy dệt và các loại máy móc khác tùy theo đặc tính của thiết bị công nghiệp đó.
• Giảm thiểu sức lao động của con người khi áp dụng công nghệ vào sản xuất.
• Giúp doanh nghiệp kinh doanh tốt khi sản phẩm được sản xuất nhanh chóng, với số lượng lớn và đúng quy trình. Giá có thể bị làm giả mà không ảnh hưởng đến chất lượng đầu ra.
• Cam kết tốt về chất lượng sản phẩm.
• Năng suất của con người tăng lên khi dây chuyền sản xuất được sử dụng nhiều.
• Giúp mọi người hạn chế tiếp xúc với những công việc khó khăn có thể ảnh hưởng đến sức khỏe. Chẳng hạn như: làm sạch bụi, hút bụi, giảm độ ẩm.
• Hỗ trợ các hệ thống khác hoạt động như: hệ thống điện nước, camera giám sát, máy dệt và nhiều thiết bị khác.
• Ứng dụng trong nhiều ngành nghề khác nhau: nông lâm nghiệp, chế biến hải sản, sản xuất giấy, lắp ráp thiết bị,…
• Dây chuyền sản xuất và thiết bị công nghiệp được sử dụng ở hầu hết các nhà máy, từ nhà máy bia rượu, nhà máy đóng gói thực phẩm, nhà máy linh kiện điện tử, v.v.

6. Một số link bài viết tham khảo

Thiết bị truyền tải điện

Điện công nghiệp là gì?