Cấu trúc nội bộ của tủ phân phối điện: Các thành phần, công nghệ và các giải pháp thông minh

1. Khung (Bảo vệ & thiết kế EMC)

• Vật liệu: Thép cán lạnh hoặc thép kẽm (để chống ăn mòn); vỏ thép không gỉ được sử dụng trong môi trường cao cấp, khắc nghiệt (ví dụ: nhà máy hóa chất, môi trường biển).
• Các đặc điểm chính:
  • Các chỉ số bảo vệ IP (ví dụ: IP54) đảm bảo độ tin cậy chống bụi và độ ẩm.
  • Màn chắn EMC giảm thiểu sự can thiệp từ VFD và ổ servo, phù hợp với tiêu chuẩn IEC 61439.
• Nghiên cứu trường hợp: Các tủ nhà máy năng lượng mặt trời PV được thử nghiệm phun muối để chống ăn mòn bên ngoài.

2. Busbars (Sự truyền tải năng lượng hiệu quả)

• Vật liệu: Các thanh bus đồng (khả năng dẫn > 98%) hoặc các thanh bus nhôm ( nhẹ, hiệu quả về chi phí), thường được bọc bằng thiếc hoặc bạc để chống oxy hóa.
• Đổi mới:
  • Hệ thống thanh bus mô-đun cho phép lắp đặt không cần công cụ (ví dụ, trong phân phối trung tâm dữ liệu).
  • Các cảm biến nhiệt độ không dây có khả năng IoT ngăn chặn quá nóng thông qua giám sát thời gian thực.

3. Các bộ ngắt mạch (Bảo vệ thông minh)

• Loại:
  • MCB (Miniature Circuit Breaker): Bảo vệ các mạch chi nhánh khỏi quá tải.
  • ACB (Air Circuit Breaker): Bảo vệ nguồn điện chính, với các giải phóng thông minh cho phép kích hoạt từ xa.
• Xu hướng ngành công nghiệp: Sự phối hợp chọn lọc kết hợp với phát hiện lỗi cung (AFCI) tránh hoàn toàn tắt hệ thống trong khi lỗi (cần thiết cho các nhà máy bán dẫn).

4. Máy tiếp xúc (điều khiển động cơ)

• Chức năng: PLC điều khiển để khởi động, dừng hoặc đảo ngược động cơ.
• Ứng dụng: Các hệ thống phân loại vận chuyển ghép các VFD với các nhóm tiếp xúc để điều khiển động cơ nhiều tốc độ.

5. Relay quá tải nhiệt (Bảo vệ động cơ)

• Nâng cấp: Các dải bimetallic truyền thống đang được thay thế bởi các bộ chuyển tiếp quá tải điện tử (ví dụ, Schneider TeSys), cung cấp cài đặt dòng chính xác và ghi lỗi.

6. Fuses (bảo vệ mạch ngắn)

• Lựa chọn:
  • loại gG/gL (mục đích chung) so với loại aR (hành động nhanh cho bán dẫn).
  • Các bộ an toàn DC điện áp cao rất quan trọng cho các trạm sạc EV và hệ thống lưu trữ năng lượng.

7Các bộ biến đổi dụng cụ (kiểm tra và đo lường)

• Tính năng thông minh:
  • Các cuộn Rogowski cho phép đo tần số rộng (lý tưởng cho các mạch VFD).
  • Các đơn vị hợp nhất (MU) hỗ trợ tích hợp lưới kỹ thuật số thông qua giao thức IEC 61850.

8Thiết bị đo lường (điện tử giám sát)

• Xu hướng:
  • Các đồng hồ đa chức năng có kết nối RS485/MODBUS tích hợp với Hệ thống Quản lý Năng lượng (EMS).
  • Phân tích hài hòa (tương thích với IEEE 519) bảo vệ thiết bị chính xác trong bệnh viện.

9. Bấm điều khiển và chỉ số (HMI)

• Thiết kế:
  • Nút chống nổ (Ex d) cho ngành dầu khí.
  • HMI màn hình cảm ứng thay thế các nút truyền thống, cho phép trực quan hóa hệ thống thời gian thực.

10. Các khối đầu cuối (cáp hiệu quả)

• Đổi mới:
  • Các đầu cuối lồng mùa xuân cho phép lắp đặt không cần công cụ.
  • Các thiết bị đầu cuối hai lớp tiết kiệm không gian (ví dụ, trong tủ vận chuyển đường sắt).

11Các mạch thứ cấp (Smart Core)

• Sự hội nhập:
  • PLC kết hợp với nền tảng đám mây cho phép bảo trì từ xa thông qua phân tích dự đoán.
  • Truyền thông bằng sợi quang thay thế dây thép đồng cho miễn dịch EMI (ví dụ, trong điều khiển nhà máy thép).

Xu hướng tương lai: Phân phối điện thông minh & xanh

• Chẩn đoán dựa trên AI: Điện toán cạnh kết hợp với các cảm biến dự đoán lỗi (ví dụ: quá nóng thanh bus, tuổi thọ của bộ ngắt).
• Hiệu quả năng lượng: Tiền bồi thường phản ứng dựa trên SVG làm giảm tổn thất, hỗ trợ các mục tiêu trung lập carbon.
• Mô-đun: Thiết kế có thể mở rộng tạo điều kiện mở rộng năng lượng nhanh chóng (cần thiết cho các nhà máy năng lượng tái tạo).