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

Trên thực tế hàng ngày hàng giờ chúng ta đều đang sử dụng đa dạng các thiết bị điện công nghiệp nhưng không phải ai cũng có cái nhìn chính xác xem chúng được định nghĩa như thế nào, đặc điểm, vai trò và ứng dụng ra sao? Hôm nay qua bài viết này CTBA sẽ cùng các bạn tìm hiểu về khái niệm, đặc điểm cũng như ứng dụng của thiết bị điện công nghiệp nói chung nhé.

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 các loại thiết bị thường sử dụng trong công nghiệp, làm các nhiệm vụ: đóng cắt, điều khiển, điều chỉnh, bảo vệ, chuyển đổi, khống chế,… và kiểm tra mọi sự hoạt động của hệ thống lưới điện và các loại máy điện.

Ngoài ra thiết bị điện công nghiệp còn được sử dụng để kiểm tra, điều chỉnh và biến đổi đo lường nhiều quá trình không 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 các nhà máy điện, trạm biến áp, hệ thống truyền tải điện, đến các máy phát và động cơ điện, đặc biệt là trong các xí nghiệp.

Thiết bị điện sử dụng ở nước ta hiện nay được nhập từ rất nhiều nước, rất nhiều hãng thiết bị công nghiệp khác nhau và đủ các thế hệ. Chính vì vậy các quy cách không thống nhất, gây khó khăn cho vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa thiết bị điện công nghiệp. Do quá nhiều chủng loại thiết bị điện công nghiệp với các tiêu chuẩn kĩ thuật rất khác nhau, nên thiết bị điện công nghiệp đôi khi không sử dụng hết tính năng và công suất hoặc sử dụng không đúng gây hư hỏng nhiều, làm thiệt hại không nhỏ cho nền kinh tế.

Chính vì vậy việc đào tạo và cập nhật nâng cao kiến thức, đặc biệt là kiến thức của các thiết bị điện công nghiệp mới cho các cán bộ kĩ thuật quản lí và vận hành là một đòi hỏi rất cấp thiết.

3. Vai trò thiết bị điện công nghiệp

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

Cải tiến kỹ thuật sử dụng, cải tiến năng suất thiết bị công nghiệp giúp con người thực hiện các quy trình liên hoàn.
Tiết kiệm sức lao động.
Giảm chi phí sản xuất, hạ giá thành sản phẩm, tăng chất lượng lên cao.
Đem đến cái nhìn mới của con người về máy móc, năng động hơn, tiết kiệm thời gian hơn.
Thiết bị công nghiệp giúp dây chuyền sản xuất chuyên nghiệp hơn.
Giá thiết bị công nghiệp phù hợp với từng chuỗi sản xuất.
Có thể thực hiện những điều con người không thể làm thủ công như hút bụi, điều hòa, giảm độ ẩm,…

4. Các loại thiết bị điện công nghiệp:

Thiết bị điện công nghiệp gồm các loại thiết bị phổ biến như máy biến áp, các loại tủ điện trung thế, tủ điện hạ thế, tủ điện điều khiển, các thiết bị đóng cắt, rơ le....

4.1. Máy biến áp 3 pha

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

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

Máy biến áp 3 pha được sử dụng và lắp đặt ở những nơi phải tiêu thụ một lượng điện năng vô cùng lớn như cao ốc, 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 được dùng để điều khiển và bảo vệ động các động cơ, máy bơm nước…có công suất lớn. Tủ điều khiển bao gồm các phương thức khởi động và được điều khiển tùy vào động cơ khác nhau như: khởi động trực tiếp, khởi động sao – tam giác, khởi động mềm, biến tần. Tủ điều khiển động cơ bao gồm các thành phần chính như: bộ điều khiển trung tâm PLC, thiết bị đóng cắt MCCB/ MCB, Contactor, bộ biến tần, khởi động mềm hay bộ khởi động sao – tam giác.

Hình ảnh Tủ điều khiển động cơ MCC

4.3. Tủ chuyển nguồn điện tự động ATS

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

Hình ảnh tủ chuyển nguồn

4.4. Tủ phân phối tổng MSB

Tủ điện tổng MSB (Main Distribution Switchboard) hay còn được bằng những cái tên khác như, tủ điện chính MSB, tủ điện tổng, tủ điện phân phối tổng. Tủ điện MSB là loại tủ đầu vào cho toàn bộ hệ thống điện hạ thế của một công trình.

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

4.5. Tủ Bù Công Suất Phản Kháng

Tủ bù công suất là hệ thống nhằm tiết kiệm năng lượng. Trong các công xưởng, nhà máy, thường được thiết kế để lắp thêm tủ bù hạ thế với tác dụng nâng cao hệ số công suất, có những ưu điểm về kỹ thuật và kinh tế, đặc biệt là giảm tiền điện phải chi trả hàng năm. Bên cạnh đó cũng giảm tổn thất điện năng và sụt áp trong mạng điện từ đó nâng cao chất lượng lưới điện.

Hình ảnh tủ bù công suất phản kháng

4.6. Tủ trung thế

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

4.7. Tủ điện hạ thế

Tủ điện hạ thế là thiết bị được dùng trong điều kiện nguồn điện lưới ở mức 0.4kV. Nguồn điện trên các đường dây trung thế, cao thế nếu muốn sử dụng được thì chúng bắt buộc phải qua các trạm hạ thế để biến đổi thành nguồn chuẩn.

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

Tủ phân phối hạ thế đóng vai trò vô cùng quan trọng trong việc điều hòa và đảm bảo độ an toàn cho hệ thống điện. Nó giúp cho việc bảo vệ các thiết bị điện trọng yếu như: thiết bị chuyển mạch, bảng cầu chì, rơ-le,… khỏi các tác động cơ học và môi trường bên ngoài. Nhờ đó đường truyền của dòng điện có thể ổn định, an toàn. Nói một cách tổng quát hơn, việc lắp đặt tủ điện hạ thế được xem là giải pháp tối ưu để bảo vệ sự sống con người và hạn chế tối đa nguy cơ tai nan thương tâm do sự cố điện dù trực tiếp hay gián tiếp.

Hình ảnh Tủ điện hạ thế

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

• Thiết bị đóng cắt:

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

• Biến tần:

Biến tần là thiết bị làm thay đổi tần số dòng điện khi đặt lên cuộn dây bên trong động cơ. Thông qua đó để điều khiển tốc độ động cơ mà không cần dùng đến các hộp số cơ khí. Biến tần bao gồm các loại như biến tần DC; biến tần 1 pha 220V, biến tần 3 pha 220V,…

• Rơ le bảo vệ:

Các thiết bị điện công nghiệp vô cùng cần thiết đó là rơ le. Thiết bị này có vai trò bảo vệ là một loại thiết bị điện từ. Rơ lơ dựa trên 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:

Cảm biến là thiết bị điện tủ có chức năng nhận biết các yếu tố vật lý hoặc hóa được đặt vào. Sau đó, nó sẽ chuyển các yếu tố đó thành dạng thông tin mã hóa tới các bộ phận khác. Chúng có thể điều khiển các thiết bị khác từ xa.

Cảm biến bao gồm các loại như: cảm biến quang, cảm biến tiệm cận, cảm biến mức, encoder, 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 nguồn điện để bảo vệ hệ thống điện công nghiệp và con người.

5. Ứng dụng thiết bị điện công nghiệp

Một số ứng dụng các thiết bị điện công nghiệp ta có thể kế đến như:

• Các hệ thống thiết bị công nghiệp hỗ trợ các công cụ khác làm việc như điều hòa, thông gió, hút bụi, cân bằng các thành phần trong không khí.
• Camera giám sát, hệ thống điện nước và phòng cháy chữa cháy, máy bơm, máy dệt, các loại máy tùy theo đặc điểm của thiết bị công nghiệp đó.
• Giảm thiểu sức lao động cho con người khi được ứng dụng công nghệ vào sản xuất.
• Giúp ích tốt trong việc kinh doanh khi mà sản phẩm được sản xuất nhanh, nhiều và đúng quy trình. Có thể làm giả giá thành mà không bị ảnh hưởng đến chất lượng đầu ra.
• Đảm bảo tốt về chất lượng của sản phẩm.
• Năng suất làm việc của mọi người được tăng lên khi mà các dây chuyền sản xuất được sử dụng nhiều.
• Giúp con người hạn chế tiếp xúc với các công việc khó khăn có thể ảnh hưởng tới sức khỏe của họ. Chẳng hạn như:  làm sạch bụi, hút bụi, giảm độ ẩm.
• Trợ giúp cho các hệ thống khác làm việc như:  hệ thống điện nước, camera giám sát, máy dệt và rẩt rất nhiều các thiết bị khác.
• Ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau: nông lâm nghiệp, chế biến thủy hải sản, sản xuất giấy, lắp ráp các thiết bị, …
• Dây chuyền sản xuất, thiết bị công nghiệp được sử dụng trong hầu hết các nhà máy, từ nhà máy bia rượu, nhà máy thực phẩm bao bì, nhà máy sản xuất linh kiện điện tử,…

6. Một số link bài viết tham khảo

Thiết bị truyền tải điện

Điện công nghiệp là gì?