Cách Đọc Sơ Đồ Một Sợi Hệ Thống Điện Trung Thế

Với sinh viên ngành điện, kỹ sư mới ra trường hoặc người mới tiếp cận hệ thống điện công nghiệp, sơ đồ một sợi hệ thống điện trung thế có thể gây bối rối vì có nhiều ký hiệu thiết bị khác với các sơ đồ mạch điện cơ bản thường học trong trường.

Trong thực tế, bản vẽ điện trung thế không chỉ có dây dẫn, điện trở, ampe kế hay volt kế. Hệ thống còn có tủ trung thế, busbar, máy cắt, dao cắt tải, biến áp đo lường, chống sét, cầu chì, relay bảo vệ và nhiều thiết bị khác. Bài viết này giúp bạn nắm được cách đọc sơ đồ một sợi theo hướng dễ hiểu, từng bước và có thể áp dụng khi xem bản vẽ thực tế.

1. Sơ Đồ Một Sợi Hệ Thống Điện Trung Thế Là Gì?

Sơ đồ một sợi, thường được gọi là single line diagram, là bản vẽ thể hiện hệ thống điện bằng một đường dây đại diện cho mạch ba pha. Thay vì vẽ đầy đủ từng pha, từng dây và từng chi tiết vật lý, sơ đồ một sợi dùng ký hiệu để mô tả tuyến cấp điện, thiết bị đóng cắt, thiết bị bảo vệ, thanh cái, máy biến áp và các lộ cấp điện chính.

Với hệ thống điện trung thế, sơ đồ một sợi giúp kỹ sư nhìn nhanh cấu trúc cấp điện của công trình hoặc nhà máy: điện đi từ lưới vào đâu, qua tủ nào, vào busbar nào, đi ra các nhánh nào, thiết bị nào dùng để đóng cắt, thiết bị nào dùng để đo lường và thiết bị nào dùng để bảo vệ.

Sơ đồ một sợi giúp biểu diễn hệ thống điện trung thế theo dạng rút gọn, dễ nhìn và dễ phân tích dòng cấp điện.

2. Bắt Đầu Từ Bảng Ký Hiệu Thiết Bị

Khi đọc một bản vẽ sơ đồ điện đúng chuẩn thiết kế, các trang đầu thường có phần giải thích ký hiệu. Đây là phần rất quan trọng vì cùng một thiết bị nhưng mỗi đơn vị thiết kế có thể dùng cách thể hiện ký hiệu khác nhau.

Tên gọi thiết bị có thể tương đối thống nhất, ví dụ máy cắt, biến áp đo lường, chống sét, cầu chì, busbar. Tuy nhiên, ký hiệu trên bản vẽ có thể khác nhau tùy tiêu chuẩn thiết kế, phần mềm bản vẽ hoặc quy ước của từng dự án. Vì vậy, trước khi phân tích hệ thống, hãy đọc phần bảng ký hiệu trước.

Bảng ký hiệu giúp người đọc nhận diện đúng thiết bị trên sơ đồ một sợi trước khi phân tích chức năng từng nhánh.

3. Xác Định Nguồn Cấp Và Cấp Điện Áp Của Hệ Thống

Khi nhìn vào sơ đồ một sợi, bước đầu tiên là xác định nguồn cấp điện đến từ đâu. Trong nhiều công trình hoặc nhà máy, điện trung thế thường được lấy từ lưới điện lực, ví dụ tuyến 22kV. Nguồn điện có thể đi qua tủ RMU, tủ trung thế hoặc một dãy tủ phân phối trước khi cấp vào hệ thống bên trong.

Sau khi xác định nguồn, tiếp tục xem cấp điện áp của hệ thống. Cấp điện áp này rất quan trọng vì nó quyết định lựa chọn thiết bị đóng cắt, thanh cái, cáp trung thế, đầu cáp, biến áp, chống sét và các thông số chịu đựng ngắn mạch.

4. Nhận Diện Busbar Trong Sơ Đồ Một Sợi

Trong sơ đồ một sợi, phần thanh ngang ở giữa bản vẽ thường được gọi là busbar, hay thanh cái. Đây là điểm nhận điện từ lộ vào và phân phối điện đến các lộ ra. Busbar thường được thể hiện bằng một đường ngang chính, còn các nhánh đi xuống hoặc đi lên là các lộ cấp điện liên quan.

Busbar là thanh cái dùng để tập trung và phân phối điện trong dãy tủ điện trung thế.

Trong thực tế, một hệ thống điện trung thế thường được bố trí thành một dãy tủ. Việc kết nối giữa các tủ không nhất thiết dùng dây cáp như các mạch nhỏ, mà thường dùng thanh cái đồng hoặc nhôm lắp cố định trong tủ. Cách này giúp đảm bảo khoảng cách pha, tăng độ ổn định cơ khí, dễ phân phối điện và thuận tiện hơn trong kiểm soát sự cố.

5. Phân Biệt Lộ Vào, Lộ Ra Và Lộ Đo Lường

Sau khi nhận diện busbar, hãy phân tích từng nhánh trên sơ đồ. Trong hệ thống trung thế cơ bản, các nhánh thường có thể chia thành lộ vào, lộ ra và lộ đo lường.

Trong ví dụ sơ đồ, nhánh số 1 có thể hiểu là lộ vào. Đây là nhánh nhận công suất từ nguồn cấp đến hệ thống. Nhánh số 3 là lộ ra cấp cho máy biến áp lực. Nhánh số 4 cũng có thể là lộ ra, dùng để cấp cho tuyến khác, busbar khác hoặc một phụ tải trung thế phù hợp. Nhánh số 2 thường phục vụ mục đích đo lường, giám sát điện áp busbar và gửi tín hiệu về hệ thống bảo vệ.

6. Hiểu Chức Năng Các Thiết Bị Trên Từng Nhánh

Nhánh số 1: Lộ vào hệ thống

Lộ vào là nhánh nhận nguồn từ lưới điện hoặc từ hệ thống phía trước. Trên nhánh này thường có các thiết bị dùng để bảo vệ, đo lường và đóng cắt nguồn cấp vào busbar.

Nhánh số 2: Lộ đo lường

Nhánh đo lường thường dùng để theo dõi điện áp thanh cái, cung cấp tín hiệu cho đồng hồ đo, thiết bị giám sát hoặc relay bảo vệ. Tùy thiết kế, nhánh này có thể có cầu chì bảo vệ cho biến áp đo lường, đèn báo và chống sét.

Nhánh số 3 và số 4: Các lộ ra của hệ thống

Nhánh số 3 trong ví dụ là lộ ra cấp cho máy biến áp lực. Máy biến áp lực có nhiệm vụ chuyển đổi điện áp trung thế xuống cấp điện áp thấp hơn để phân phối cho các phụ tải phía sau. Nhánh số 4 cũng là một lộ ra, có thể dùng để cấp cho busbar khác, tuyến trung thế khác hoặc một thiết bị công suất lớn tùy thiết kế.

7. Máy Cắt, Dao Cắt Tải Và Relay Bảo Vệ

Về nguyên tắc, tại lộ vào và lộ ra đều cần có thiết bị đóng cắt để vận hành hệ thống theo nhu cầu thực tế. Thiết bị đóng cắt có thể là máy cắt hoặc dao cắt tải, tùy cấp bảo vệ và yêu cầu điều khiển.

Một số vị trí có thể chỉ dùng dao cắt tải LBS thay vì máy cắt. LBS là thiết bị đóng cắt tải nhưng không có cùng khả năng cắt dòng ngắn mạch như máy cắt. Nếu cần bảo vệ, LBS có thể được kết hợp với cầu chì tùy cấu hình hệ thống.

8. Các Thông Số Kỹ Thuật Cần Chú Ý Khi Đọc Sơ Đồ

Hiểu chức năng thiết bị mới chỉ là bước đọc định tính. Khi đọc bản vẽ kỹ thuật thực tế, cần kiểm tra thêm thông số định lượng của thiết bị để đánh giá hệ thống có phù hợp thiết kế hay không.

Về nguyên tắc, thiết bị trong cùng một hệ thống phải phù hợp với cấp điện áp làm việc. Khả năng chịu đựng ngắn mạch cần được kiểm tra đồng bộ giữa busbar, máy cắt, cáp, tủ điện và các thiết bị liên quan. Dòng định mức của busbar thường được chọn theo tổng khả năng phân phối của hệ thống, còn dòng định mức từng lộ phụ thuộc vào tải của nhánh đó.

9. Ví Dụ Về Cách Đọc Một Sơ Đồ Trung Thế Cơ Bản

10. Những Lỗi Thường Gặp Khi Mới Đọc Sơ Đồ Một Sợi

11. Tóm Tắt Cách Đọc Sơ Đồ Một Sợi Hệ Thống Điện Trung Thế