Hệ thống điện

Giới thiệu về hệ thống điện

Hệ thống điện đóng vai trò trung tâm là nguồn năng lượng có nhiều ảnh hưởng đến cuộc sống, sinh hoạt của con người và hoạt động sản xuất. Do đó mỗi người, mỗi doanh nghiệp cần nắm rõ các thiết kế hệ thống điện cũng như quy trình vận hành hệ thống điện thế nào để tránh các sự cố tiêu cực xuất hiện. Hoặc có thể tự phán đoán được các nguyên nhân sự cố điện xuất hiện để nghiên cứu phương án xử lý phù hợp nhất.

Vai trò của hệ thống điện

Hệ thống điện quốc gia có nhiều mạng lưới nhỏ phân phối điện và cũng là nguồn năng lượng quan trọng không thể thiếu trong cuộc sống hàng ngày. Vì thế vai trò của hệ thống điện quốc gia là:

Đảm bảo các công việc sản xuất, truyền tải, phân phối nguồn điện năng để cung cấp các lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp và phục vụ cả mục đích sinh hoạt hàng ngày của con người.

Hệ thống điện có nhiệm vụ điều phối nguồn điện với độ tin cậy cao, đảm bảo chất lượng nguồn điện năng phục vụ cho hoạt động sản xuất, phát triển kinh tế đất nước.

Sơ đồ hệ thống điện

Các thành phần của hệ thống điện

Một hệ thống điện hoàn chỉnh là gồm có hệ thống điện nặng, hệ thống điện nhẹ và hệ thống điện chiếu sáng phục vụ nhu cầu sinh hoạt, sản xuất chính. Cụ thể gồm có:

Hệ thống điện nặng sử dụng nhiều trong công nghiệp

Hệ thống điện nặng được sử dụng nhiều trong công nghiệp sản xuất thường là dòng điện 3 pha, điện áp chủ yếu là 380v và gồm những thành phần chính như:

Hệ thống trạm biến áp, tủ trung, hạ thế là những yếu tố đầu tiên cần có của một hệ thống điện công nghiệp được lắp đặt trong nhà máy. Trạm biến áp đóng vai trò lấy nguồn điện từ các đường dây đầu nguồn công suất lớn, chuyển đổi sang cấp điện phù hợp cho nhà máy công nghiệp phục vụ sản xuất. Ngoài ra trạm biến áp nhà máy cũng cần có các mẫu tủ điện trung thế, hạ thế để chia nguồn điện thành các mạch điện riêng trong từng khu vực, từng thiết bị khác nhau.

Các thiết bị máy phát điện, bộ chuyển mạch là thiết bị thành phần cần có trong một hệ thống điện nặng của nhà máy. Máy phát điện là thiết bị sử dụng dự phòng trong trường hợp có sự cố mất điện xuất hiện. Bộ chuyển mạch có nhiệm vụ chính là đảm bảo sản xuất, vận hành diễn ra ổn định, tránh tình trạng gián đoạn khi nguồn điện bị chập chờn.

Các hệ thống tủ điện phân phối là nơi lắp, bảo vệ các thiết bị đóng cắt, thiết bị điều khiển điện trong nhà máy vận hành điện. Từ hệ thống tủ điện, điện năng được phân phối trực tiếp tới từng vị trí và từng khu vực máy móc trong nhà máy khi vận hành. Ngoài ra hệ thống tủ điện còn có thể cách ly hoàn toàn với người dùng, tránh ảnh hưởng đến sức khỏe con người và đảm bảo an toàn cho nhân viên trong nhà máy khi vận hành.

Hệ thống tủ điện điều khiển các máy móc điều khiển nguồn điện, phân phối nguồn điện đến các thiết bị sử dụng điện. Cụ thể hơn tủ điện điều khiển chịu trách nhiệm cung cấp điện cho các động cơ, điều khiển động cơ khởi động và kết thúc chu trình làm việc. Bên cạnh đó nó cũng giám sát, bảo vệ các động cơ khỏi các sự cố nguồn điện khác có thể xuất hiện.

Hệ thống ổ cắm điện là đầu nối có nhiệm vụ chia sẻ nguồn điện đến các thiết bị sử dụng điện khác. Ổ cắm điện dân dụng và ổ cắm điện công nghiệp đều có áo chống thấm, chống giật và có cầu chì nhằm đảm bảo an toàn khi vận hành, sử dụng nguồn điện.

Hệ thống tiếp địa đất được coi là giải pháp cho vấn đề rò rỉ điện, đảm bảo an toàn cho nhân viên, công nhân làm việc trong nhà máy. Đặc biệt hệ thống điện này thường gồm 2 phần chính là điện cực chôn dưới lòng đất và dây tiếp địa đất được nối từ thiết bị đến cọc tiếp địa đất.

Hệ thống chống sét an toàn: Hệ thống chống sét có nhiệm vụ bảo vệ hệ thống lưới điện khi có sự cố sét đánh, thì dòng điện do sét đánh tạo ra sẽ chuyển xuống đất an toàn, tránh để tia sét truyền theo hệ thống theo nhà máy công nghiệp gây hư hại tiêu cực cho hệ thống điện quy mô lớn.

Hệ thống điện nhẹ

Hệ thống điện nhẹ không phải là thành phần chính trong hệ thống điện của nhà máy, nhưng nó lại là thành phần không thể thiếu được. Bởi hệ thống điện nhẹ chịu trách nhiệm vận hành hệ thống thiết bị công nghệ cao, tạo ra sự tiện nghi cho người sử dụng. Chi tiết hệ thống điện nhẹ trong nhà máy gồm có:

Hệ thống mạng lan và internet được coi là nền tảng giúp kết nối các hệ thống máy tính làm việc trong các công ty, doanh nghiệp và người dùng với nhau. Thông qua hệ thống mạng lan và mạng internet, các doanh nghiệp có thể sử dụng thêm nhiều thiết bị công nghệ cao khác nữa như tổng đài điện thoại, hệ thống camera, máy in, máy fax…

Hệ thống điện tổng đài, điện thoại cá nhân, điện thoại gia đình là công cụ hỗ trợ cho mục đích kết nối, kinh doanh của nhà máy. Thông qua hệ thống làm việc này, việc liên hệ giữa các phòng ban, khu vực trong nhà diễn ra nhanh chóng và trở nên dễ dàng hơn.

Hệ thống camera đối với các nhà máy và khu vực gia đình là cách đơn giản giúp bảo vệ tài sản, hệ thống an ninh tòa nhà. Đặc biệt đối với những khu công nghiệp nhà máy có diện tích lớn, hệ thống camera để giám sát từng khu vực, ngóc ngách…

Ngoài ra còn có hệ thống âm thanh công cộng nhằm đưa ra các thông báo, thông tin đến nhân viên làm việc dễ dàng hơn. Vì nhà máy là vị trí có diện tích rộng lớn, có nhiều tiếng ồn phát ra, vì thế hệ thống âm thanh vô cùng quan trọng.

Hệ thống điện chiếu sáng trong gia đình hay nhà máy

Hệ thống điện chiếu sáng trong nhà máy hay trong gia đình bao gồm các đèn chiếu sáng linh hoạt và hệ thống đèn chiếu sáng phòng sự cố.

Hệ thống đèn chiếu sáng được thiết nhằm phục vụ nhu cầu sinh hoạt sản xuất hàng ngày của người dùng. Bên cạnh các tiêu chuẩn về kỹ thuật, hệ thống đèn chiếu sáng cần đảm bảo an toàn, tiết kiệm điện năng và đảm bảo thân thiện với môi trường.

Hệ thống đèn chiếu sáng phòng sự cố còn được gọi là đèn thoát hiểm nhằm tránh các sự cố cháy bóng hay sự cố hỏg đường dẫn điện tới bóng theo đúng tiêu chuẩn PCCC của Việt Nam.

Ứng dụng của hệ thống điện

Hiện nay hệ thống điện được ứng dụng phổ biến trong nhiều lĩnh vực khác nhau, bởi đây là nguồn năng lượng không thể thiếu trong sinh hoạt và sản xuất hàng ngày.

Hệ thống điện được ứng dụng trong hầu hết các khâu sản xuất của nhà máy, xí nghiệp và trong các lĩnh vực đời sống sinh hoạt hàng ngày.

Ứng dụng hệ thống điện trong vai trò hỗ trợ các công cụ khác làm việc như điều hòa, máy hút bụi, cân bằng các thành phần trong không khí.

Ứng dụng hệ thống điện trong hệ thống giám sát, hệ thống điện nước và phòng cháy chữa cháy…

Ngoài ra thiết bị điện còn được sử dụng nhiều cho hệ thống sản xuất nông nghiệp, lâm nghiệp và chế biến thủy hải sản.

Phân loại hệ thống điện

Hiện nay hệ thống điện được phân loại theo nhiều dạng khác nhau, trong đó có hệ thống điện theo nguồn cung cấp, hệ thống nguồn điện tiêu thụ, hệ thống mạng điện… Chi tiết đặc trưng của từng hệ thống điện gồm:

Phân loại theo nguồn cung cấp

Với nguồn điện cung cấp lại được chia thành 3 dạng chính, cơ bản nhất là

Hệ thống gồm nhà máy nhiệt điện.
Hệ thống gồm nhà máy thuỷ điện.
Hệ thống hỗn hợp thủy nhiệt điện

Mỗi hệ thống điện phân theo nguồn cung cấp có những đặc điểm riêng và phù hợp với từng môi trường sử dụng khác nhau. Toàn bộ đều được thể hiện rõ trong các dự án, quy hoạch tổng thể, những dự án sản xuất cần nguồn năng lượng điện và công suất làm việc lớn. Ngoài ra từng mạng hệ thống điện được sử dụng sẽ thể hiện được quy hoạch phát triển mạng điện và sử dụng những quy tắc phân phối công suất mang lại nhiều hiệu quả cho người dùng cao nhất.

Phân loại theo nguồn tiêu thụ

Hệ thống mạng điện tiêu thụ hàng ngày phụ thuộc vào nhiều người dùng như các nguồn sau:

Các hộ tiêu thụ với phụ tải chiếu sáng sinh hoạt.
Các xí nghiệp công nghiệp.
Các hộ tiêu thụ hỗn hợp.

Theo nhu cầu sử dụng sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp thì con người sẽ sử dụng nguồn năng lượng điện tiêu thụ vào các mục đích khác nhau. Nguồn năng lượng điện tiêu thụ quyết định đến đặc tính, phụ tải của nó xuất hiện. Nói cách đơn giản hơn thì thì việc tiêu thụ năng lượng điện nó phụ thuộc vào công suất, tác dụng và độ phản kháng biến áp, tần số của nó khi làm việc. Những chỉ tiêu của nguồn điện tiêu thụ có ý nghĩa quan trọng nhằm đảm bảo được độ tin cậy của nguồn điện khi cung cấp và sử dụng.

Phân loại theo mạng điện

Hệ thống mạng điện là hệ thống gồm nhiều mảng nhỏ phân nhánh đến các mạng điện nhỏ hơn nhằm cung cấp nguồn điện đến những bộ phận tiêu thụ. Cụ thể gồm có

Mạng điện khu vực
Mạng điện địa phương

Mạng điện là những trạm biến áp, đường dây tải điện, nguồn cấp điện có nhiệm vụ kết nối đường dây dẫn và cấp điện áp khác nhau trong mỗi hệ thống. Trong mạng điện là nơi trực tiếp cung cấp các nguồn điện năng cho những hộ gia đình sử dụng điện.

Phân loại theo hình dáng

Hệ thống mạng điện hở: Là dạng mạng điện mà người dùng tiêu thụ sẽ được cung cấp điện từ một phía. Ngoài ra mạng lưới điện này có kiểu vận hành đơn giản, giúp người dùng có thể tính toán nhưng đảm bảo tính liên tục vận hành cho việc cung cấp nguồn điện thấp.
Hệ thống mạng điện kín: Với mạng lưới điện kín thì người tiêu thụ nguồn điện sẽ nhận nguồn điện từ 2 phía khác nhau. Tuy nhiên mạng lưới này sẽ khó tính toán hơn, cách thức vận hành phức tạo và có nhiều ưu điểm nổi bật là cấp điện nguồn liên tục.

Phân loại theo công dụng

Hệ thống mạng điện phân loại theo công dụng cũng có 2 kiểu khác nhau là mạng điện truyền tải và mạng điện phân phối

Hệ thống mạng điện truyền tải: Đây là mạng điện truyền tải nguồn điện năng mang đến trạm phân phối, cung cấp cho mạng điện lưới phân phối.
Hệ thống mạng điện phân phối: Là mạng điện phân phối trực tiếp đến các sản phẩm nguồn điện tiêu thụ hàng ngày như các động cơ điện, máy biến áp.

Với từng công dụng cụ thể thì hệ thống mạng điện được thiết kế phù hợp giúp truyền tải nguồn điện đến người dùng và phân phối đến mạng điện phân phối riêng.

Phân loại theo chế độ trung tính

Mạng điện 3 pha trung tính nối đất trực tiếp: Nguồn hệ thống điện được sử dụng nguồn điện chủ yếu là 220kV và 110kV đồng thời có nguồn dây dẫn nối đất để tránh sự cố giật điện xuất hiện.
Mạng điện 3 pha trung tính cách điện: Nguồn điện này có nối đất hoặc không nối đất, hệ thống mạng điện này có dòng chạm đất nhỏ nhằm đảm bảo an toàn cho thiết bị hay người dùng.

Phân loại theo cấp điện áp

Hệ thống mạng điện hạ áp: Nguồn hệ thống điện này được sử dụng ở nguồn điện áp nhỏ hơn 1kV
Hệ thống mạng điện cao áp: Sử dụng nguồn điện áp từ 1kV đến 220kV
Hệ thống mạng điện siêu cao áp: Nguồn điện áp sử dụng nguồn điện áp 220kV.

Mỗi dòng mạng điện sẽ có đặc trưng và khả năng vận hành phù hợp với từng khu vực, môi trường khác nhau. Vì thế mọi người nên đưa ra các tính toán phù hợp nhằm đảm bảo hệ thống mạng điện vận hành có hiệu quả.

Một số lưu ý khi vận hành hệ thống mạng điện

Trong quá trình vận hành hệ thống mạng điện sử dụng hàng ngày trong sinh hoạt hay sản xuất thì cũng không thể tránh được những ảnh hưởng tiêu cực khi vận hành. Vì thế dưới đây là một số những lưu ý khi thực hiện lắp đặt hệ thống mạng điện trong nhà máy xí nghiệp.

Đảm bảo các mức độ an toàn cho hệ thống điện với hệ thống lắp và vận hành trong nhà máy, xưởng sản xuất.

Cam kết chịu trách nhiệm chính của người quản lý về hiệu quả vận hành của hệ thống, máy móc sinh hoạt sản xuất đúng công suất, trơn tru và hỗ trợ hiệu quả cho toàn bộ quá trình sản xuất của 1 hệ thống khu vực.

Tuân thủ nghiêm chỉnh các quy trình lắp đặt, đúng kỹ thuật, không làm ẩu, không giao cho nhân viên thiếu kiến thức vận hành dòng điện. Thực hiện theo tuần tự các quy trình vận hành và trang bị đầy đủ các thiết bị công nghiệp trong vận hành.

Tiết kiệm tối đa các chi phí vận hành, không gây lãng phí nguồn điện năng trong quá trình sử dụng.

Đáp ứng các tiêu chuẩn quốc gia về thiết kế, thi công công nghệ với hệ thống điện khác nhau.

Cách xử lý sự cố khi vận hành hệ thống điện

Trong trường hợp vận hành hệ thống điện có xuất hiện các sự cố tiêu cực thì người dùng nên nhanh chóng sập nguồn điện đầu vào của hệ thống. Sau đó mới tiến hành kiểm tra, khắc phục theo các quy trình sau:

Bước 1: Nhanh chóng tìm hiểu vị trí xảy ra sự cố nguồn điện trên hệ thống. Bạn có thể quan sát bằng mắt thường, và dùng các thiết bị chuyên dụng để kiểm tra nhằm đảm bảo an toàn cho sức khỏe.

Bước 2: Lên các phương án sửa chữa, khắc phục, thay thế và đồng thời chuẩn bị các trang thiết bị thích hợp nhằm tăng hiệu quả sửa chữa khi có sự cố xảy ra.

Bước 3: Cách ly người dùng và nguồn điện với toàn bộ các hoạt động với nguồn điện trước khi sửa chữa để đảm bảo an toàn cho thiết bị điện khác và con người.

Bước 4: Sau khi sửa chữa xong cần tiến hành chạy thử nghiệm hệ thống điện trước mới bắt đầu đưa vào hoạt động lại bình thường.

Bước 5: Thường xuyên ghi chép các sự cố, nhật ký vận hành hệ thống đường điện chung. Đặc biệt bảo dưỡng, bảo trì thiết bị sử dụng điện, thay mới các thiết bị cung cấp điện khi có sự cố. Nhằm đảm bảo an toàn tuyệt đối cho hệ thống nguồn điện, thiết bị sử dụng điện và con người vận hành điện.

Lưu ý tập trung xử lý nguồn điện nhằm đảm bảo an toàn cho con người, máy móc trong quá trình làm việc và vận hành.

Trên đây là toàn bộ các thông tin về hệ thống điện và các loại hệ thống điện hiện nay mà con người đang sử dụng. Với mục đích chính cung cấp các thông tin chi tiết về hệ thống điện, cách vận hành, khắc phục sự cố về nguồn điện. Nhờ thế mọi người có thể sử dụng nguồn điện đúng cách, tiết kiệm, tránh được các sự cố tiêu cực do nguồn điện hình thành nên.