Tủ RMU đóng vai trò quan trọng trong việc quản lý và phân phối điện an toàn và hiệu quả, cho khả năng cấp nguồn liên tục và chuyển đổi nguồn điện linh hoạt khi có sự cố hoặc khi cần sửa chữa, bảo trì. Tùy theo cấu tạo, quy mô ứng dụng mà tủ RMU lại được phân loại thành các dạng khác nhau. Thông tin chi tiết về khái niệm, cấu tạo, chức năng của loại tủ này, chúng tôi sẽ giới thiệu đầy đủ trong bài viết.
Tủ RMU là gì?
Tủ RMU (hay còn gọi là Tủ phân phối dạng vòng, tên tiếng Anh là Ring Main Unit) là loại tủ điện hợp bộ trung thế có chức năng kết nối, đo lường cho hệ thống điện phân phối dạng vòng, được tích hợp các loại máy cắt cố định có nhiệm vụ bảo vệ máy biến áp.
Tủ RMU được thiết kế theo cấu trúc metal enclosed với kích thước nhỏ gọn nhưng đảm bảo chức năng mạnh mẽ, thuận tiện cho việc sửa chữa, bảo dưỡng và mở rộng quy mô. Tùy vào từng yêu cầu riêng biệt, RMU có sẵn nhiều loại điện áp khác nhau, phù hợp với nhu cầu lắp đặt trong nhà hoặc ngoài trời.
Tủ điện RMU là thành phần không thể thiếu trong mạng lưới điện vòng (ring network) nhờ khả năng cho dòng điện di chuyển theo một vòng tròn khép kín và chuyển đổi linh hoạt giữa các nguồn điện khác nhau. Trong các mạng điện hiện đại, tủ RMU góp phần tăng cường tính tin cậy bằng cách cô lập nhanh chóng sự cố, hạn chế tối đa thời gian mất điện và hỗ trợ quá trình mở rộng lưới mà không gây gián đoạn việc cung cấp điện cho toàn hệ thống. Vì vậy, loại tủ này được sử dụng phổ biến trong hệ thống phân phối mạch vòng thứ cấp tại các trạm biến áp hợp bộ và các công trình yêu cầu cao về tính liên tục, ổn định của nguồn điện.
3 chức năng chính của tủ RMU gồm:
- Kiểm soát mạch: Đóng cắt và chuyển đổi chức năng của mạch điện thông qua thiết bị điều khiển.
- Cách ly sự cố: Cô lập nhánh sự cố trong hệ thống để hạn chế sự ảnh hưởng đến toàn mạng lưới.
- Bảo vệ hệ thống: Bảo vệ lưới điện trước các sự cố quá tải, ngắn mạch và rò rỉ.
Cấu tạo của tủ RMU
Tủ RMU có cấu trúc khoang ngăn riêng biệt theo quy chuẩn 2 ngăn, 4 ngăn và 6 ngăn tùy theo nhu cầu sử dụng. Các hệ tủ này được kết nối bởi các ngăn cáp đầu ra - đầu vào bằng cầu dao cách ly và ngăn cáp ra máy biến áp dùng cầu dao phụ tải kết hợp cầu chì bảo vệ.
Điểm đặc biệt trong thiết kế của tủ điện RMU là tất cả các thiết bị đóng cắt như dao cách ly, máy cắt không khí, cầu dao nối đất, thanh cái và cầu đấu đều được đặt trong bình khí SF6 có đặc tính chống bụi bẩn, dầu mỡ, chống gỉ sét.
Cụ thể, các thành phần chính trong tủ RMU thường gồm:
- Ngăn dao cách ly (LBS): Dùng để đóng cắt mạch khi có tải.
- Ngăn máy cắt (CB): Giúp bảo vệ quá tải, ngắn mạch, có thể vận hành tự động hoặc thủ công.
- Ngăn cầu chì: Hỗ trợ bảo vệ cho máy biến áp.
- Ngăn dao nối đất: Kết nối hoặc tách rời mạch đất, đảm bảo an toàn trong sửa chữa, bảo trì.
- Thanh cái: Kết nối và cung cấp điện cho các ngăn trong hệ thống vòng.
- Hệ thống chỉ thị, bảo vệ: Gồm đồng hồ đo lường, rơ le bảo vệ, các chỉ thị chống xâm nhập...
- Lớp cách điện: Cách điện giữa vỏ tủ và các pha, phổ biến nhất là khí SF6.
Đa phần các tủ RMU truyền thống trước đây đều sử dụng dao cắt kết hợp cầu chì để tiết kiệm chi phí. Tuy nhiên, RMU ngày nay đã được tích hợp máy cắt nhỏ gọn cùng rơ le tự cấp nguồn và biến dòng, cho phép thu nhỏ diện tích tủ điện với mức chi phí đầu tư tương đương, thích hợp để phối hợp bảo vệ ở 2 phía thượng nguồn và hạ nguồn.
Nguyên lý hoạt động của tủ trung thế RMU
Tủ điện RMU hoạt động trong một hệ thống phân phối điện khép kín (hệ thống điện vòng), đảm bảo điện được cung cấp ổn định và liên tục ngay cả khi hệ thống xảy ra sự cố. Trong trường hợp có sự cố điện, tất cả công tắc, cầu dao và cầu chì trong RMU sẽ vận hành tổng hợp để xử lý nhanh chóng và chính xác.
Như vậy về cơ bản, tủ RMU hoạt động dựa trên nguyên lý đóng cắt và chuyển mạch trong một mạch điện vòng. Khi có sự cố xảy ra trên nhánh, tủ RMU ngay lập tức cô lập nhánh đó và chuyển nguồn cấp điện cho tải sang nhánh khác, đảm bảo nguồn điện không bị gián đoạn.
Một chu trình hoạt động cơ bản của tủ điện RMU như sau:
- Khi đóng điện: Tủ hoạt động ở chế độ bình thường.
- Khi có sự cố xảy ra: Nhóm thiết bị bảo vệ lập tức cắt tải ở nhánh gặp sự cố.
- Cách ly sự cố: Dao cách ly hoặc máy cắt chịu trách nhiệm cô lập phần trục trặc.
- Chuyển mạch cấp điện: Tủ RMU điều chuyển việc cấp điện cho tải sang nhánh khác trong mạch vòng.
- Khôi phục: Sau khi sự cố được khắc phục, hệ thống đóng điện lại như ban đầu.
Công nghệ hiện đại cho phép tủ RMU điều khiển từ xa thông qua hệ thống SCADA, giúp người vận hành giảm thiểu thời gian khắc phục sự cố, chủ động trong việc giám sát và quản lý, đặc biệt thích hợp với các khu vực không người trực.
Tại sao cần sử dụng tủ RMU?
RMU không chỉ là một phần của hệ thống phân phối điện trung thế mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy hiệu quả hoạt động của cơ sở hạ tầng điện.
- Tối ưu hóa quản lý tải: Tủ RMU cung cấp khả năng kiểm soát chính xác việc phân phối điện, đặc biệt cần thiết trong giờ cao điểm khi việc quản lý tải hiệu quả có thể tiết kiệm điện năng đáng kể. RMU cũng tạo điều kiện thuận lợi cho việc tích hợp các nguồn năng lượng tái tạo vào lưới điện, đảm bảo nguồn cung cấp năng lượng ổn định và cân bằng, tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên.
- Giảm tần suất mất điện: Tủ RMU đóng vai trò then chốt trong việc giảm tần suất và tác động của sự cố mất điện trong hệ thống bằng cách nhanh chóng cô lập sự cố và ngăn chặn sự cố lan rộng trên lưới.
- Cải thiện chất lượng điện năng: Các dao động về điện áp có thể được quản lý tốt hơn nhờ tủ RMU, từ đó tăng cường khả năng bảo vệ các thiết bị điện nhạy cảm và giảm thiểu các sự cố điện gây nguy hiểm cho con người.
- Tăng cường an toàn: Tủ RMU là giải pháp an toàn “tất cả trong một” do được tích hợp đa dạng các loại thiết bị đóng cắt khác nhau, cho khả năng ứng phó với tất cả các sự cố điện. Đặc biệt, tủ điện này có thể hoạt động ổn định trong bất kỳ điều kiện khí hậu khắc nghiệt nào ( -250°C ÷ +400°C). Riêng tủ RMU hiện đại còn được trang bị cảm biến và rơ le tiên tiến giúp phát hiện và xử lý nhanh chóng hiện tượng hồ quang điện nguy hiểm chỉ trong vòng mili giây.
- Tiết kiệm chi phí: RMU có cấu trúc nhỏ gọn, dễ lắp đặt, tiết kiệm không gian và yêu cầu bảo trì gần như bằng không do các loại rơ le tích hợp trong tủ RMU sở hữu tính năng tự kiểm tra. Hay các mạch bảo vệ cũng được kiểm tra dễ dàng trong quá trình hoạt động bằng các thiết bị đơn giản.
- Tuổi thọ cao: Tuổi thọ trung bình của tủ RMU lên đến > 20 năm, mang đến giải pháp lâu dài cho nhu cầu phân phối điện.
- Phối hợp linh hoạt: Tủ RMU dễ dàng tích hợp với bất kỳ hệ thống quản lý phân phối nào, cũng như phối hợp bảo vệ tốt hơn với các thiết bị bảo vệ trung thế và hạ thế khác.
Cách phân loại tủ điện RMU
Tủ điện RMU được phân loại theo các tiêu chí dưới đây.
Theo cấu tạo tủ
- Tủ không mở rộng được (Compact): Loại tủ có thiết kế nguyên khối cố định, không thể mở rộng, phù hợp với các yêu cầu không cần thay đổi hay mở rộng hệ thống.
- Tủ mở rộng được (Extensible): Loại tủ được thiết kế cho khả năng mở rộng linh hoạt bằng cách ghép nối thêm module hoặc các thành phần mới vào hệ thống khi cần thiết.
Theo môi trường cách điện
- Cách điện bằng khí SF6: Loại tủ phổ biến nhất hiện nay, sử dụng khí SF6 để cách điện và dập hồ quang.
- Cách điện bằng chân không: Sử dụng bộ ngắt chân không để dập hồ quang. Tủ điện này có kết cấu chắc chắn, thích hợp với các điều kiện hoạt động khắc nghiệt.
- Cách điện bằng chất rắn: Các module cách nhiệt dạng rắn được chế tạo với dầu làm vật liệu cách điện, cho khả năng chịu được môi trường khắc nghiệt và có tính ăn mòn, lý tưởng lắp đặt trong các mỏ dầu hoặc môi trường khai thác mỏ.
Theo phương thức vận hành
- Tủ RMU cơ khí: Vận hành thủ công qua cần gạt/tay quay.
- Tủ RMU motor: Có thể điều khiển từ xa qua hệ thống SCADA.
- Tủ RMU tự động: Có khả năng tự động đóng lại khi có sự cố thoáng qua.
Theo cấp điện áp:
- Tủ RMU 24kV: Phổ biến cho lưới điện phân phối trung thế.
- Tủ RMU 36kV: Sử dụng cho cấp điện áp cao hơn.
Ứng dụng của tủ trung thế RMU
Tủ điện RMU hiện được sử dụng phổ biến từ trạm biến áp phân phối trung, cao thế đặt ngầm hoặc lộ thiên đến các trạm biến áp phân phối quy mô nhỏ để cấp điện cho các nhà máy năng lượng tái tạo hay các công trình thương mại, dân dụng như khách sạn, trung tâm thương mại, tòa chung cư, văn phòng…
Ngoài ra, tủ RMU cũng được ứng dụng tại các trạm điện ngoài trời, trạm chuyển tiếp và trạm phân phối của các nhà máy công nghiệp, hệ thống FRTU.
Cụ thể, ứng dụng của tủ RMU trong một số lĩnh vực như sau:
- Trạm phân phối điện: Giúp quản lý và chuyển đổi điện áp từ lưới điện trung thế tại các trạm biến áp đến khu vực tiêu thụ.
- Khu công nghiệp & nhà máy: Cung cấp điện và bảo vệ các dây chuyền sản xuất, tải công suất lớn…
- Công trình dân dụng: Đảm bảo nguồn cấp điện liên tục, đặc biệt quan trọng đối với các hạ tầng như bệnh viện, sân bay…
- Hệ thống năng lượng tái tạo: Kết nối và quản lý nguồn điện gió, điện mặt trời.
Một số câu hỏi thường gặp về tủ RMU
Câu hỏi 1: Tại sao tủ RMU được gọi là tủ phân phối dạng vòng?
Trả lời: Tủ điện này cho phép kết nối đầu vào - ra của đường dây trung thế theo một vòng tròn khép kín. Nếu một đường dây gặp sự cố, tủ RMU sẽ nhanh chóng chuyển hướng dòng điện cấp cho tải sang nhánh khác trong mạng vòng, đồng thời cách ly sự cố trên nhánh để tránh lây lan sang khu vực khác, giúp duy trì nguồn điện liên tục và khắc phục nhanh sự cố trên lưới.
Câu hỏi 2: Tủ RMU có tuổi thọ bao lâu?
Trả lời: Tuổi thọ của tủ RMU lên đến hơn 20 năm.
Câu hỏi 3: Tủ RMU và tủ hợp bộ khác nhau như thế nào?
Trả lời: Tủ RMU là 1 dạng tủ hợp bộ trung thế, đảm nhận chức năng chủ yếu là phân phối điện và bảo vệ hệ thống.
Kiến thức về các loại tủ điện khác, bạn có thể tìm hiểu thêm tại: https://etinco.vn/tin-tuc/kien-thuc/kien-thuc-tu-dien/
