Whatsapp
Thiết bị đóng cắt là xương sống của mọi hệ thống điện hiện đại. Từ các thiết bị đầu cuối của máy phát điện của nhà máy điện đến bảng phân phối cuối cùng trong tòa nhà thương mại, thiết bị đóng cắt thực hiện các chức năng thiết yếu là chuyển mạch, bảo vệ, cách ly và giám sát giúp giữ cho dòng điện luôn an toàn và đáng tin cậy. Nếu không có nó, sẽ không thể vận hành được kiểm soát cũng như quản lý lỗi an toàn của mạng điện.
Khi nhu cầu điện toàn cầu tăng lên, mạng lưới điện trở nên phức tạp hơn và việc tích hợp các nguồn năng lượng tái tạo tăng tốc, các yêu cầu đặt ra đối với thiết bị đóng cắt cũng tăng lên nhanh chóng. Xếp hạng khả năng chịu ngắn mạch cao hơn, phối hợp bảo vệ thông minh hơn, tích hợp giám sát kỹ thuật số và các tiêu chuẩn hiệu suất môi trường nghiêm ngặt hơn đang định hình lại các thông số kỹ thuật mà các tiện ích, nhà vận hành công nghiệp và nhà phát triển cơ sở hạ tầng trên toàn thế giới yêu cầu.
Trang trắng này cung cấp thông tin tổng quan về công nghệ thiết bị đóng cắt trên các loại điện áp — từ thiết bị đóng cắt phân phối điện áp thấp đến thiết bị mạch chính vòng trung áp và thiết bị đóng cắt có vỏ bọc kim loại cao áp. Nó bao gồm các nguyên tắc kỹ thuật cơ bản của từng danh mục sản phẩm, các thông số và tiêu chuẩn hiệu suất chính chi phối thông số kỹ thuật, các lĩnh vực ứng dụng chính và phương pháp mua sắm có cấu trúc để hướng dẫn các quyết định lựa chọn công nghệ.
Công ty TNHH Điện lực Lugao là nhà sản xuất hàng đầu về dải điện áp thiết bị đóng cắt đầy đủ có trụ sở tại Trung Quốc, cung cấp các sản phẩm được chứng nhận theo tiêu chuẩn IEC, ANSI và IEEE với khả năng OEM, hỗ trợ kỹ thuật tùy chỉnh mạnh mẽ và kinh nghiệm xuất khẩu toàn cầu sâu rộng. Tài liệu này cũng trình bày danh mục sản phẩm, khả năng sản xuất và vị thế cạnh tranh của Lugao Power với tư cách là đối tác cung cấp đáng tin cậy cho các dự án thiết bị đóng cắt toàn cầu.
Công suất phát điện lắp đặt toàn cầu đã vượt 9.000 GW vào năm 2024 và tiếp tục tăng trưởng khoảng 3% mỗi năm. Mỗi watt công suất đó - dù được tạo ra từ than, khí đốt, hạt nhân, thủy điện, năng lượng mặt trời hay gió - đều phải đi qua hệ thống thiết bị chuyển mạch nhiều lần trên hành trình từ máy phát điện đến người tiêu dùng. Hoạt động an toàn, đáng tin cậy của cơ sở hạ tầng thiết bị đóng cắt này không chỉ đơn thuần là vấn đề kỹ thuật; nó là điều kiện tiên quyết cho sự vận hành của xã hội hiện đại.
Khả năng tiếp cận nguồn điện, độ tin cậy của mạng lưới và tốc độ mở rộng cơ sở hạ tầng là những yếu tố quyết định quan trọng đến khả năng cạnh tranh kinh tế. Sự cố mất điện do hỏng thiết bị đóng cắt gây thiệt hại cho các nền kinh tế công nghiệp hàng tỷ đô la hàng năm do mất sản xuất và thiết bị bị hư hỏng. Ngược lại, các hệ thống thiết bị đóng cắt được thiết kế tốt, được bảo trì đúng cách sẽ tạo ra các mạng có tính sẵn sàng cao, làm nền tảng cho mọi hoạt động từ hoạt động của bệnh viện đến chế tạo chất bán dẫn cho đến các dịch vụ trung tâm dữ liệu.
Thị trường thiết bị đóng cắt toàn cầu được định giá khoảng 127 tỷ USD vào năm 2023 và dự kiến sẽ tăng trưởng với tốc độ CAGR là 6,8–7,9% cho đến năm 2030, đạt ước tính 200–215 tỷ USD. Các động lực tăng trưởng chính bao gồm:
| Vùng đất | 2023 (tỷ USD) | 2030F (tỷ USD) | CAGR | Trình điều khiển chính |
| Châu Á - Thái Bình Dương | 52,4 USD | 87,6 USD | 7,6% | Công nghiệp hóa |
| Châu Âu | 28,1 USD | 44,8 USD | 6,9% | Nâng cấp lưới, loại bỏ SF₆ |
| Bắc Mỹ | 24,6 USD | 39,4 USD | 7,0% | Cơ sở hạ tầng lão hóa, xây dựng RE |
| Trung Đông và Châu Phi | 12,3 USD | 22,1 USD | 8,7% | Điện khí hóa |
| Mỹ Latinh | 9,6 USD | 15,7 USD | 7,2% | Mở rộng lưới |
Bảng 1 - Thị trường thiết bị đóng cắt toàn cầu theo khu vực, 2023–2030 (Chỉ báo)
Thuật ngữ "thiết bị chuyển mạch" đề cập chung đến sự kết hợp của các công tắc ngắt điện, cầu chì, cầu dao và các thiết bị điều khiển, bảo vệ, đo sáng và giám sát liên quan được lắp ráp thành một hệ thống tích hợp, phối hợp. Thiết bị đóng cắt điều khiển, bảo vệ và cách ly thiết bị điện trong hệ thống điện. Đó là giao diện giữa mạng điện và các phụ tải mà nó phục vụ cũng như cơ chế thực thi đối với các sơ đồ bảo vệ và điều khiển giúp mạng luôn an toàn.
Một tổ hợp thiết bị đóng cắt có thể có quy mô vật lý từ một bảng phân phối điện áp thấp duy nhất chiếm vài trăm mm không gian trên tường cho đến một trạm biến áp cao áp cách điện bằng khí trải rộng hàng nghìn mét vuông. Bất chấp phạm vi quy mô này, tất cả các thiết bị đóng cắt đều thực hiện cùng một bộ chức năng cơ bản.
| Chức năng | Mô tả & Tầm quan trọng |
| Chuyển đổi | Đóng và ngắt mạch điện trong điều kiện làm việc bình thường. Cho phép cấu hình lại mạng theo kế hoạch, truyền tải và cách ly thiết bị để bảo trì. |
| Sự bảo vệ | Phát hiện các tình trạng bất thường (quá dòng, ngắn mạch, chạm đất, lệch điện áp) và bắt đầu ngắt mạch nhanh để hạn chế hư hỏng thiết bị và ngăn ngừa sự cố xếp tầng. |
| Sự cách ly | Tạo ra sự ngắt điện an toàn, có thể nhìn thấy và đã được chứng minh trong mạch điện, cho phép nhân viên làm việc trên thiết bị đã ngắt điện mà không có nguy cơ vô tình tái cấp điện. |
| Đo lường & Đo sáng | Đo điện áp, dòng điện, công suất, năng lượng, hệ số công suất và sóng hài để thanh toán, giám sát, quản lý tải và đánh giá chất lượng điện. |
| Giám sát & Kiểm soát | Cung cấp khả năng hiển thị cục bộ và từ xa về trạng thái mạch, điều kiện cảnh báo và tình trạng thiết bị; cho phép vận hành chuyển mạch từ xa thông qua SCADA hoặc hệ thống tự động hóa trạm biến áp. |
Bảng 2 - Năm chức năng cốt lõi của thiết bị đóng cắt
Chức năng quan trọng và đòi hỏi kỹ thuật cao nhất của thiết bị đóng cắt là ngắt dòng điện sự cố. Khi xảy ra đoản mạch trong hệ thống điện, dòng điện sự cố có thể đạt giá trị gấp 10–50 lần dòng điện hoạt động bình thường trong vòng một phần nghìn giây. Nếu không bị gián đoạn nhanh chóng, những dòng điện sự cố này sẽ gây ra hư hỏng nghiêm trọng về cơ và nhiệt cho dây cáp, máy biến áp và các thiết bị khác.
Bộ ngắt mạch - thiết bị ngắt chính trong cụm thiết bị đóng cắt - phải thực hiện ba hành động theo trình tự nhanh: phát hiện lỗi (thông qua rơle bảo vệ liên quan), tách các tiếp điểm điện và dập tắt hồ quang hình thành giữa các tiếp điểm tách biệt. Cơ chế dập tắt hồ quang là điểm khác biệt chính giữa các công nghệ ngắt mạch khác nhau và được thảo luận chi tiết trong Chương 7.
Việc phân loại cơ bản nhất của thiết bị đóng cắt là theo cấp điện áp mà nó hoạt động. Mức điện áp xác định khe hở cách điện cần thiết, mức năng lượng hồ quang, kích thước thiết bị và các tiêu chuẩn áp dụng. Phân loại điện áp tiêu chuẩn công nghiệp là:
| Lớp điện áp | Dải điện áp | Ứng dụng điển hình | Tiêu chuẩn cơ bản |
| Điện áp thấp (LV) | Lên đến 1.000 V AC | Phân phối tòa nhà, điều khiển động cơ, bảng công nghiệp | IEC 61439, IEC 60947, UL 508A |
| Điện áp trung thế (MV) | 1kV – 52kV | Phân phối sơ cấp, cung cấp công nghiệp, dự án RE | IEC 62271-100 / -200 / -202 |
| Điện áp cao (HV) | 52 kV – 800 kV | Trạm biến áp truyền tải, đấu nối lưới điện | IEC 62271-100/-203, IEEE C37 |
| Điện áp cực cao (UHV) | Trên 800 kV | Đường trục truyền tải HVDC/HVAC đường dài | IEC 62271 (đặc biệt) |
Bảng 3 - Phân loại thiết bị đóng cắt theo cấp điện áp
Ghi chú:Các định nghĩa về "điện áp trung bình" và "điện áp cao" khác nhau giữa các cơ quan tiêu chuẩn và quy ước khu vực. Trong thuật ngữ IEC, HV bao gồm tất cả các điện áp trên 1 kV, với sự phân biệt rõ hơn giữa "điện áp cao" (1–52 kV, đôi khi được các học viên gọi là MV) và "điện áp cực cao" (EHV) trên 52 kV. Sách trắng này sử dụng quy ước của người thực hiện: LV ≤1 kV; MV = 1–52 kV; HV = 52–800 kV.
Ngoài cấp điện áp, thiết bị đóng cắt còn được phân loại theo một số thông số quan trọng khác:
| Kích thước | Thể loại |
| Phương tiện cách nhiệt | Cách điện bằng không khí (AIS), SF₆ cách điện bằng khí (GIS), Chân không, Dầu (cũ), Điện môi rắn |
| Loại bao vây | Bao bọc kim loại, phủ kim loại, dạng tủ, dạng mở (ngoài trời) |
| Phương tiện gián đoạn | Vụ nổ khí, Dầu, Chân không, SF₆, CO₂ / không khí sạch (mới nổi) |
| Trong nhà / ngoài trời | Thiết bị đóng cắt trong nhà (môi trường được kiểm soát); Thiết bị đóng cắt ngoài trời (xây dựng chịu được thời tiết) |
| Đã sửa / Có thể rút | Bộ ngắt mạch gắn cố định (chi phí thấp hơn, kém linh hoạt hơn) so với bộ ngắt mạch có thể rút/rút ra (bảo trì dễ dàng hơn, thay thế nóng) |
Bảng 4 - Kích thước phân loại thiết bị đóng cắt bổ sung
Thiết bị đóng cắt điện áp thấp hoạt động ở điện áp hệ thống lên tới 1.000 V AC (hoặc 1.500 V DC), bao gồm giai đoạn phân phối điện cuối cùng cho người dùng cuối. Thiết bị đóng cắt LV có số lượng nhiều nhất trong số các loại thiết bị đóng cắt - theo nghĩa đen, có hàng tỷ thiết bị được lắp đặt trên toàn thế giới trong các tòa nhà dân cư, thương mại và công nghiệp, trung tâm dữ liệu, bệnh viện và cơ sở sản xuất. Mặc dù có mức điện áp thấp hơn nhưng thiết bị đóng cắt LV không hề đơn giản; các hệ thống LV hiện đại phải quản lý dòng điện sự cố lớn, môi trường điều hòa phức tạp, mật độ tải kết nối cao cũng như các yêu cầu quản lý năng lượng và chất lượng điện ngày càng phức tạp.
Cụm thiết bị đóng cắt và điều khiển điện áp thấp (LVSCA), được xác định bởi IEC 61439, thường kết hợp các thành phần chức năng sau:
Hình 1 - Thiết bị đóng cắt phân phối chính điện áp thấp
IEC 61439 xác định một số loại cụm thiết bị đóng cắt và điều khiển điện áp thấp (LVSCA) dựa trên cấu trúc và đặc điểm chức năng của chúng:
| tham số | Mô tả & Giá trị tiêu biểu |
| Điện áp định mức (Ue) | Điện áp hoạt động của tổ hợp. Giá trị thông dụng: 230/400V, 400/690V, 1.000V. |
| Dòng điện định mức (Trong) | Dòng điện liên tục tối đa mà cụm có thể mang mà không vượt quá giới hạn nhiệt độ. Phạm vi: 63 A đến 6.300 A. |
| Chịu được mạch ngắn (Icw) | Dòng điện chịu được đỉnh và thời gian ngắn. Giá trị điển hình: 25 kA, 50 kA, 80 kA (1 giây hoặc 3 giây). |
| Công suất phá vỡ (Icu/Ics) | Khả năng cắt ngắn mạch tối đa (Icu) và dịch vụ (Ics) của máy cắt. Phải vượt quá dòng điện sự cố tiềm năng tối đa tại điểm lắp đặt. |
| Mức độ bảo vệ (IP) | IP3X tối thiểu cho công nghiệp trong nhà; IP54 hoặc IP65 cho môi trường ngoài trời hoặc khắc nghiệt theo tiêu chuẩn IEC 60529. |
| Hình thức tách nội bộ | IEC 61439 Biểu mẫu 1–4b xác định sự tách biệt giữa các khối chức năng và thanh cái. Các hình thức cao hơn cải thiện tính an toàn và ngăn chặn lỗi. |
Bảng 5 - Các thông số kỹ thuật chính của thiết bị đóng cắt LV
Thiết bị đóng cắt trung thế hoạt động trong phạm vi từ 1 kV đến 52 kV và đại diện cho cấp độ chuyển mạch và bảo vệ chính cho mạng phân phối điện. Nó được tìm thấy ở các đầu cuối thứ cấp của các trạm biến áp truyền tải số lượng lớn, trong các trạm biến áp phân phối sơ cấp, trong các cơ sở công nghiệp lớn, tại điểm kết nối của các nhà máy năng lượng tái tạo và trong các trạm biến áp kiểu hộp. Thiết bị đóng cắt MV xác định tốc độ khắc phục sự cố, độ chọn lọc bảo vệ và tính linh hoạt trong vận hành của mạng phân phối.
Phân khúc MV đang trải qua quá trình chuyển đổi công nghệ quan trọng nhất so với bất kỳ danh mục thiết bị đóng cắt nào, được thúc đẩy bởi việc loại bỏ dần khí SF₆, tích hợp bảo vệ và giám sát kỹ thuật số cũng như nhu cầu về kiến trúc lưới điện thông minh.
| Loại công trình | Đặc điểm & Ứng dụng |
| Thiết bị đóng cắt bọc kim loại | Tất cả các bộ phận mang điện được bao bọc trong vỏ kim loại nối đất, có ngăn riêng biệt dành cho thanh cái, thiết bị chuyển mạch và kết nối cáp. Tiêu chuẩn cho lắp đặt MV trong nhà hiện đại (IEC 62271-200). |
| Thiết bị đóng cắt bọc kim loại | Một loại phụ có tấm chắn hoàn toàn bằng kim loại giữa tất cả các bộ phận mang điện và các ngăn. Mức ngăn chặn lỗi bên trong cao nhất (IEC 62271-200 LSC2B). |
| Thiết bị đóng cắt dạng khối | Các tấm tủ không chống hồ quang được lắp ráp thành dãy. Kinh tế hơn nhưng hiệu suất lỗi hồ quang thấp hơn. |
| Thiết bị đóng cắt cách điện bằng khí (GIS) | Tất cả các bộ phận mang điện được đặt trong vỏ kín chứa đầy SF₆ hoặc khí thay thế. Rất nhỏ gọn, thích hợp cho việc lắp đặt không gian hạn chế. |
| Thiết bị đóng cắt cách điện bằng không khí (AIS) | Sử dụng cách nhiệt không khí trong vỏ kim loại hoặc cấu trúc mở. Dấu chân lớn hơn nhưng đơn giản hơn và tiết kiệm chi phí. |
Thiết bị chính vòng tròn (RMU) là cụm thiết bị đóng cắt MV nhỏ gọn, kín tại nhà máy, được thiết kế cho mạng phân phối cấp nguồn vòng — cấu trúc liên kết tiêu chuẩn cho hệ thống cáp MV đô thị và ngoại ô. RMU thường cung cấp hai vị trí chuyển mạch nguồn vòng cộng với một hoặc nhiều vị trí nguồn cấp máy biến áp cùng với các thiết bị bảo vệ.
Hình 2 - Thiết bị chính vòng (RMU): Thiết bị đóng cắt trung thế nhỏ gọn cho mạng phân phối
RMU có hai biến thể cách nhiệt chính:
| Công nghệ | Nguyên tắc hoạt động | Ưu điểm chính | Hạn chế |
| CB chân không | Dập tắt hồ quang trong chai ngắt chân không cao | Tuổi thọ cao (>10.000 lần hoạt động), không tốn gas, nhỏ gọn, ít phải bảo trì | Giới hạn ở 52 kV |
| SF₆ CB | Dòng khí dập tắt hồ quang trong buồng điều áp | Khả năng ngắt cao, cách nhiệt tuyệt vời, nhỏ gọn | GWP cao (~23.500), cần quan tâm đến môi trường, giám sát khí |
| CB phun khí | Không khí áp suất cao dập tắt hồ quang | Không có khí độc hại, thích hợp sử dụng ngoài trời | Kích thước lớn, bảo trì cao, phần lớn đã lỗi thời |
Bảng 6 - So sánh công nghệ máy cắt MV
| tham số | Phạm vi / Giá trị điển hình |
| Điện áp định mức | 3,6 kV, 7,2 kV, 12 kV, 17,5 kV, 24 kV, 36 kV, 40,5 kV, 52 kV |
| Dòng điện định mức bình thường | 630A, 1.250A, 1.600A, 2.000A, 2.500A, 3.150A, 4.000A |
| Dòng điện cắt ngắn mạch | 12,5 kA, 16 kA, 20 kA, 25 kA, 31,5 kA, 40 kA, 50 kA |
| Chịu được thời gian ngắn | Thông thường là 1 giây hoặc 3 giây ở dòng điện ngắn mạch định mức |
| Chịu được xung sét (LIWV) | 60 kV (loại 7,2 kV) đến 250 kV (loại 52 kV), theo IEC 62271-1 |
| Cơ chế vận hành | Động cơ nạp lò xo (tiêu chuẩn); tùy chọn thủ công hoặc điện từ |
| Tiêu chuẩn áp dụng | IEC 62271-100, IEC 62271-200, GB/T 3906, ANSI C37.20 |
Bảng 7 - Thông số kỹ thuật của thiết bị đóng cắt MV
Thiết bị đóng cắt cao áp hoạt động ở điện áp hệ thống trên 52 kV, với các điện áp thường dùng là 72,5 kV, 145 kV, 245 kV, 420 kV và 550 kV. Thiết bị này tạo thành cơ sở hạ tầng bảo vệ và chuyển mạch quan trọng của mạng truyền tải số lượng lớn - cấp năng lượng cao nhất của hệ thống điện, chịu trách nhiệm vận chuyển lượng lớn năng lượng điện trên khoảng cách xa giữa các trung tâm phát điện và trung tâm phụ tải khu vực.
Hậu quả của việc hỏng thiết bị đóng cắt HV là rất nghiêm trọng: một cầu dao bị lỗi ở trạm biến áp truyền tải lớn 220 kV có thể ngắt kết nối hàng trăm megawatt phát điện hoặc tải. Hư hỏng thiết bị do dòng điện sự cố ở mức HV có thể rất nghiêm trọng và tốn kém. Bối cảnh này giải thích các yêu cầu khắt khe về hiệu suất và thử nghiệm nghiêm ngặt mà thiết bị đóng cắt HV phải đáp ứng.
Trong công nghệ AIS, các bộ phận của thiết bị đóng cắt HV - bộ ngắt mạch, bộ ngắt kết nối, công tắc nối đất, máy biến áp đo lường - được lắp đặt trong các cấu trúc ngoài trời với không khí cung cấp cách điện giữa các bộ phận mang điện và đất. Các trạm biến áp AIS đã trở thành tiêu chuẩn để chuyển đổi cấp độ truyền tải trong nhiều thập kỷ và vẫn phổ biến trên toàn cầu do tính đơn giản, chi phí thấp hơn cũng như dễ bảo trì và kiểm tra.
Các trạm biến áp AIS yêu cầu diện tích đất đáng kể để duy trì khoảng cách an toàn. Một trạm biến áp 220 kV AIS điển hình có thể cần 1–3 ha, với khoảng cách giữa các pha và đất là vài mét.
Trong công nghệ GIS, tất cả các bộ phận trực tiếp đều được đặt trong vỏ nhôm hình trụ chứa đầy khí SF₆ kín. Đặc tính điện môi vượt trội của SF₆ cho phép giảm đáng kể khe hở giữa các pha với đất và giữa các pha, thu hẹp diện tích trạm biến áp xuống 10–15% diện tích AIS tương đương.
GIS được ưu tiên sử dụng trong các môi trường có không gian hạn chế như trạm biến áp ngầm đô thị, giàn khoan ngoài khơi, địa điểm trên cao và các khu công nghiệp bị ô nhiễm nặng.
Hình 3 - Trạm biến áp truyền tải thiết bị đóng cắt cách điện bằng khí (GIS) cao áp
Thiết bị đóng cắt lai tích hợp nhiều chức năng chính (ngắt mạch, cầu dao cách ly, dao tiếp đất, máy biến dòng) trong một mô-đun chứa đầy SF₆ nhỏ gọn. Điều này giúp giảm dấu chân trung gian giữa AIS và GIS, với chi phí giữa hai bên. HGIS ngày càng được sử dụng rộng rãi trong các phần mở rộng và bổ sung công suất ở những nơi mà hệ thống GIS đầy đủ có chi phí rất cao.
Bộ ngắt mạch kiểu phồng hoặc tự nổ SF₆ là công nghệ HV chiếm ưu thế. Những cải tiến về hình học tiếp xúc và kiểm soát hồ quang giúp giảm năng lượng vận hành, tạo điều kiện cho các cơ cấu truyền động bằng lò xo đáng tin cậy thay vì các bộ truyền động thủy lực/khí nén lớn. Các giải pháp thay thế SF₆ theo giai đoạn cho HV (hỗn hợp CO₂/O₂, thiết bị ngắt chân không) vẫn đang được nghiên cứu và triển khai thương mại còn hạn chế kể từ năm 2026.
| tham số | Đặc điểm kỹ thuật thiết bị đóng cắt Lugao HV |
| Dải điện áp | 3.600 V – 40.500 V (tuân theo định nghĩa cấp điện áp IEC 62271-1) |
| Dòng điện định mức bình thường | Lên tới 4.000 A |
| Chịu được mạch ngắn | Lên đến 50 kA (chịu được thời gian ngắn 1 giây) |
| Loại bao vây | Tủ bọc kim loại cách nhiệt hoàn toàn; cấu hình trong nhà và ngoài trời |
| Phương tiện cách nhiệt | Cách nhiệt bằng không khí (AIS) / Cách nhiệt rắn; Cấu hình SF₆ có sẵn |
| Tuân thủ tiêu chuẩn | IEC 62271-100, IEC 62271-200, IEC 62271-1, GB/T 3906, Dòng ANSI/IEEE C37 |
| Chứng chỉ | CE, ISO, CCC; Đã được bên thứ ba kiểm tra |
Bảng 8 - Thông số kỹ thuật của thiết bị đóng cắt HV Lugao Power
Khi các tiếp điểm của bộ ngắt mạch tách ra dưới tải hoặc dòng điện sự cố, năng lượng điện sẽ duy trì hồ quang plasma giữa các tiếp điểm. Nhiệt độ đạt tới 5.000–20.000 K, mang theo toàn bộ dòng điện sự cố cho đến khi tắt. Khả năng dập hồ quang của máy cắt - tốc độ ngắt ở mức dòng điện tự nhiên bằng 0 - xác định dòng điện sự cố bị gián đoạn tối đa (công suất cắt) và năng lượng truyền qua.
Phương tiện ngắt, hình dạng tiếp xúc và thiết kế cơ chế vận hành xác định các yêu cầu về hiệu suất và bảo trì của máy cắt.
| Trung bình | Dải điện áp | Hiệu suất đột phá | Tác động môi trường | BẢO TRÌ | Xu hướng |
| chân không | LV – 52 kV | Xuất sắc | Không có | Rất thấp | Đang phát triển |
| Khí SF₆ | MV – HV | Xuất sắc | GWP 23.500 ⚠ | Thấp (niêm phong) | Được quy định ↓ |
| Hàng không (ACB) | LV | Tốt | Không có | Vừa phải | Ổn định |
| Dầu (Số Lượng Lớn) | MV (di sản) | Tốt | Nguy cơ hỏa hoạn | Cao | Di sản ↓ |
| Hỗn hợp CO₂ | MV–HV (nhà phát triển) | mới nổi | GWP ~1 | TBD | Giai đoạn R&D |
Bảng 9 - So sánh phương tiện dập tắt hồ quang giữa các loại thiết bị đóng cắt
Quy định về F-Gas của EU (EU 2024/573) loại bỏ dần SF₆ đối với việc lắp đặt MV mới từ năm 2030. Các khu vực khác đang áp dụng các quy tắc tương tự. Các phản ứng của ngành bao gồm:
⚠ LƯU Ý MUA SẮM
Đối với các dự án có tuổi thọ từ 20–30 năm, việc chỉ định công nghệ không chứa SF₆ sẽ tránh được chi phí thay thế sớm. Thiết bị đóng cắt MV cách điện rắn và chân không của Lugao Power cung cấp các giải pháp thay thế tuân thủ và phù hợp với tương lai. Hợp tác với kỹ thuật Lugao để có các giải pháp tối ưu không chứa SF₆.
| tham số | Định nghĩa & Tầm quan trọng |
| Điện áp định mức (Ur) | Điện áp hệ thống cao nhất mà thiết bị đóng cắt có thể hoạt động liên tục. Phải vượt quá điện áp hoạt động tối đa khi lắp đặt. |
| Dòng điện cắt ngắn mạch định mức (Isc) | Dòng điện sự cố tối đa mà cầu dao có thể ngắt một cách đáng tin cậy. Phải vượt quá dòng lỗi hệ thống tiềm năng. |
| Xếp hạng chịu được thời gian ngắn (Icw) | Thiết bị đóng cắt dòng điện tối đa có thể mang trong thời gian xác định (1 giây hoặc 3 giây) mà không làm hỏng cấu trúc. |
| Dòng điện định mức bình thường (Ir) | Dòng tải liên tục tối đa trong giới hạn nhiệt, có biên độ tăng tải. |
| Mức cách điện (LIWV / SIWV) | Chống xung sét và chuyển đổi điện áp chịu xung. Phải phối hợp với biện pháp chống sét lan truyền. |
| Phân loại hồ quang bên trong (IAC) | Các loại IEC 62271-200 (A, B, AB) xác định việc ngăn chặn an toàn các lỗi hồ quang bên trong. |
| Mất tính liên tục của dịch vụ (LSC) | Các loại IEC 62271-200 LSC1/LSC2/LSC2B xác định xem các khoang lân cận có còn được cấp điện trong quá trình bảo trì hay không. |
Bảng 10 - Thông số kỹ thuật thiết bị đóng cắt quan trọng
| Tiêu chuẩn | Thân hình | Phạm vi |
| IEC 62271-1 | IEC | Thông số kỹ thuật chung cho thiết bị đóng cắt và điều khiển HV - tất cả các cấp điện áp. |
| IEC 62271-100 | IEC | Bộ ngắt mạch AC - tiêu chuẩn MV/HV CB sơ cấp. |
| IEC 62271-200 | IEC | Thiết bị đóng cắt có vỏ bọc bằng kim loại AC dành cho cụm 1 kV–52 kV — MV. |
| IEC 62271-203 | IEC | Thiết bị đóng cắt bọc kim loại cách điện bằng khí (GIS) cho >52 kV — GIS truyền tải. |
| IEC 61439-1 / -2 | IEC | Cụm thiết bị đóng cắt LV - xác minh thiết kế và thử nghiệm thường xuyên. |
| Dòng ANSI/IEEE C37 | IEEE | Bao gồm máy cắt AC HV (C37.04/06/09), thiết bị đóng cắt MV (C37.20), thử nghiệm. |
| GB/T 3906 | SẮC | Tiêu chuẩn Trung Quốc cho thiết bị đóng cắt vỏ bọc kim loại 3,6–40,5 kV. Tương đương với IEC 62271-200. |
| Dòng sản phẩm IEC 60947 | IEC | Thiết bị đóng cắt và điều khiển LV - tiêu chuẩn thiết bị cho cầu dao, thiết bị ngắt kết nối, công tắc tơ. |
Bảng 11 - Các tiêu chuẩn quốc tế chính cho thiết bị đóng cắt
| Bước chân | Hoạt động | Câu hỏi chính & Sản phẩm bàn giao |
| 1 | Phân tích hệ thống | Tiến hành/xem xét phân tích ngắn mạch. Xác định dòng điện sự cố tiềm năng lớn nhất tại mỗi vị trí. |
| 2 | Định nghĩa tải và điện áp | Xác định dòng điện định mức bình thường, điện áp hệ thống, điều chỉnh điện áp, các yêu cầu OLTC nếu có. |
| 3 | Lựa chọn công nghệ | Chọn loại điện áp (LV/MV/HV), môi trường ngắt (chân không/SF₆/không khí), loại vỏ (AIS/GIS/vỏ bọc kim loại), cấu hình trong nhà/ngoài trời. |
| 4 | Định nghĩa tiêu chuẩn | Xác định các tiêu chuẩn áp dụng, chỉ định các chứng chỉ bắt buộc (IEC, ANSI, CE, CCC, DNV, v.v.) trong RFQ. |
| 5 | Phối hợp bảo vệ | Xác định các chức năng chuyển tiếp, phối hợp dòng thời gian, giao thức truyền thông (IEC 61850, Modbus, DNP3), yêu cầu IAC/LSC. |
| 6 | Điều kiện trang web | Xác định nhiệt độ, độ cao, độ ẩm, ô nhiễm, vùng địa chấn, lắp đặt trong nhà/ngoài trời. Xác định thông số kỹ thuật giảm dần và bao vây. |
| 7 | RFQ & Đánh giá | Ban hành thông số kỹ thuật. Đánh giá giá thầu: tuân thủ, kiểm tra loại, phân phối, hỗ trợ, TCO. |
Bảng 12 - Quy trình mua sắm và đặc tính kỹ thuật thiết bị đóng cắt bảy bước
| Chọn Thiết bị đóng cắt MV chân không/cách điện rắn khi… | Chọn SF₆ GIS khi… |
| SF₆ bị cấm hoặc quản lý; đảm bảo tương lai, rủi ro môi trường thấp; MV 40,5 kV; bảo trì thấp; sở thích trong nhà | Diện tích khu đất bị hạn chế nghiêm trọng; điện áp >40,5 kV; môi trường ngoài trời bị ô nhiễm nặng; khoảng thời gian bảo trì kéo dài; hiệu suất kín |
Bảng 13 - Hướng dẫn lựa chọn công nghệ: Chân không/SI so với SF₆ GIS
💡 THÔNG TIN CHI TIẾT CHÍNH
Phân tích TCO: Trong vòng đời sử dụng 20 năm, tổng chi phí bảo trì và hết vòng đời của thiết bị đóng cắt SF₆ MV vượt quá các lựa chọn thay thế chân không/cách điện rắn từ 15–25% (bao gồm cả thu hồi SF₆). Việc định lượng điều này trước khi cam kết là điều được khuyến khích mạnh mẽ.
Công ty TNHH Điện lực Lugaolà nhà sản xuất thiết bị đóng cắt điện, máy biến áp điện và trạm biến áp kiểu hộp hàng đầu có trụ sở tại Trung Quốc. Với sự tập trung chuyên biệt vào thiết bị phân phối điện, Lugao đã phát triển kiến thức chuyên môn kỹ thuật chuyên sâu trên toàn dải điện áp — từ thiết bị đóng cắt phân phối điện áp thấp đến tủ điện cao áp có vỏ bọc kim loại — phục vụ các tiện ích, nhà thầu EPC, nhà vận hành công nghiệp và nhà phát triển dự án năng lượng tái tạo trên khắp các thị trường toàn cầu.
Nguồn cung trực tiếp tại nhà máy kết hợp với khả năng OEM mạnh mẽ, tuân thủ đa tiêu chuẩn và đội ngũ hỗ trợ kỹ thuật có khả năng phản hồi cao giúp Lugao trở thành đối tác cung cấp ưu tiên cho các dự án quốc tế yêu cầu chất lượng, tuân thủ và giá cả cạnh tranh.
Hình 4 – Cơ sở sản xuất của Công ty TNHH Điện lực Lugao
| Sản phẩm | Phạm vi điện áp / dòng điện | Tiêu chuẩn | Chứng chỉ |
| Ban phân phối chính LV (MDB) | Lên tới 1.000 V / lên tới 6.300 A | IEC 61439-1/-2, GB | CE, ISO, CCC |
| Trung tâm điều khiển động cơ LV (MCC) | Lên đến 1.000 V / lên tới 4.000 A | IEC 61439-4, IEC 60947 | CE, ISO, CCC |
| Thiết bị đóng cắt bọc kim loại MV | 3,6 kV – 40,5 kV / lên tới 4.000 A | IEC 62271-200, GB/T 3906 | CE, ISO, CCC, Đã kiểm tra loại |
| Thiết bị chính dạng vòng (RMU) | 12 kV – 40,5 kV | IEC 62271-200, IEC 62271-1 | CE, ISO, CCC, Đã kiểm tra loại |
| Tủ cách nhiệt hoàn toàn bằng kim loại | 12 kV – 40,5 kV / lên tới 4.000 A | IEC 62271-200 | CE, ISO, đã được kiểm tra loại |
| Thiết bị đóng cắt HV | 3.600 V – 40.500 V / lên tới 4.000 A, 50 kA | IEC 62271-100/-1, ANSI C37 | CE, ISO, CCC, Đã kiểm tra loại |
| Thiết bị chuyển mạch tùy chỉnh / OEM | Theo đặc điểm kỹ thuật của khách hàng | IEC / ANSI / GB / BS (mỗi dự án) | Theo yêu cầu của dự án |
Bảng 14 - Danh mục sản phẩm thiết bị đóng cắt nguồn Lugao
Hoạt động sản xuất và kỹ thuật của Lugao Power được chứng nhận theo tiêu chuẩn ISO 9001, với Hệ thống quản lý chất lượng (QMS) bao gồm tất cả các giai đoạn tạo ra sản phẩm - từ kiểm tra nguyên liệu đầu vào đến kiểm soát quy trình sản xuất, thử nghiệm thành phẩm và hỗ trợ sau giao hàng. QMS bao gồm các thủ tục được kiểm soát để xem xét thiết kế, đánh giá chất lượng nhà cung cấp, quản lý thiết bị kiểm tra đã hiệu chuẩn, xử lý sự không phù hợp và hành động khắc phục.
Thử nghiệm điển hình — được thực hiện trên các thiết bị nguyên mẫu tại phòng thí nghiệm thử nghiệm điện áp cao của bên thứ ba được công nhận — xác minh rằng thiết kế đáp ứng tất cả các yêu cầu về hiệu suất được chỉ định. Các dòng sản phẩm tiêu chuẩn của Lugao được kiểm tra loại theo tiêu chuẩn IEC và GB hiện hành. Báo cáo thử nghiệm điển hình từ các phòng thí nghiệm được công nhận (bao gồm KEMA, TÜV Rheinland, SGS, CPRI và CEPRI) có sẵn để xem xét như một phần của gói tài liệu sơ tuyển.
Các thử nghiệm điển hình cho thiết bị đóng cắt MV (IEC 62271-200) bao gồm:
| Kiểm tra định kỳ | Tiêu chuẩn/Tiêu chí chấp nhận |
| Chịu được tần số nguồn | Điện áp đặt ở mức cách điện định mức trong 1 phút - không phóng điện hoặc phóng điện đánh thủng |
| Điện trở cách điện | Thử nghiệm Megger ở điện áp 2,5 kV hoặc 5 kV DC; kết quả so với ngưỡng cơ bản và ngưỡng chấp nhận tối thiểu |
| Kiểm tra vận hành cơ khí | Cơ chế vận hành máy cắt và dao cách ly theo chu kỳ; đo thời gian vận hành và hành trình |
| Xác minh lồng vào nhau | Tất cả các khóa liên động an toàn (cơ và điện) đã được xác minh để ngăn chặn trình tự chuyển mạch không chính xác |
| Kiểm tra chức năng rơle bảo vệ | Tất cả các chức năng bảo vệ được cấu hình đã được kiểm tra dựa trên cài đặt rơle; thời gian chuyến đi được xác minh theo đặc điểm kỹ thuật |
| Kiểm tra mạch dây và mạch điều khiển | Tất cả các điều khiển và tính liên tục của dây thứ cấp, cực tính và cách điện được xác minh dựa trên bản vẽ đã được phê duyệt |
| Kiểm tra trực quan và kích thước | Tất cả các bộ phận, ghi nhãn, đánh dấu thanh cái và các kết nối được xác minh dựa trên bản vẽ sản xuất đã được phê duyệt |
Bảng 15 - Chương trình thử nghiệm định kỳ công suất Lugao cho thiết bị đóng cắt
CAM KẾT CHẤT LƯỢNG
Mỗi lô hàng thiết bị đóng cắt Lugao Power đều đi kèm gói tài liệu kỹ thuật hoàn chỉnh: báo cáo kiểm tra định kỳ với tất cả các giá trị đo được và tiêu chí chấp nhận, tài liệu tham khảo chứng chỉ kiểm tra loại, chứng chỉ vật liệu, hồ sơ hiệu chuẩn cho thiết bị kiểm tra, hồ sơ kiểm tra kích thước và bản vẽ hoàn công. Việc kiểm tra của bên thứ ba và FAT có chứng kiến có thể được sắp xếp theo yêu cầu.
