Trên thực tế, hàng ngày hàng giờ chúng ta đều đang sử dụng đa dạng các loại thiết bị điện công nghiệp nhưng không phải ai cũng có cái nhìn chính xác xem chúng được định nghĩa như thế nào, vai trò ra sao và ứng dụng được điều gì trong thực tế. Qua bài viết này, cùng GE Electrics tìm hiểu về khái niệm, vai trò và ứng dụng của thiết bị điện công nghiệp nhé!
Thiết bị điện công nghiệp là gì?
Thiết bị điện công nghiệp là thuật ngữ chỉ các loại thiết bị, máy móc, linh kiện và hệ thống điều khiển được thiết kế để sử dụng trong môi trường công nghiệp, sản xuất, truyền tải điện năng và các công trình quy mô lớn (nhà máy, nhà xưởng, trạm biến áp, cao ốc thương mại, bệnh viện).
Các thiết bị này có nhiệm vụ chủ yếu là đóng cắt, điều khiển, điều chỉnh, bảo vệ, chuyển đổi và giám sát hoạt động của hệ thống lưới điện công nghiệp và các loại máy móc có công suất lớn.
Tìm hiểu thêm: Thiết bị điện là gì? Các loại thiết bị điện phổ biến.
Các Loại Thiết Bị Công Nghiệp Phổ Biến
Thiết bị điện công nghiệp rất đa dạng, bao gồm:
- Thiết bị đóng cắt và bảo vệ:
- Khởi động từ: Thiết bị đóng cắt chịu tải lớn, thường dùng để điều khiển động cơ.
- Aptomat khối/Máy cắt không khí: Dùng để đóng ngắt các mạch điện có dòng lớn trong tủ điện tổng.
- Rơ le bảo vệ: Thiết bị bảo vệ chuyên sâu (quá dòng, quá áp, mất pha, v.v.).
- Thiết bị điều khiển và tự động hóa:
- Biến tần: Dùng để điều chỉnh tốc độ và mô-men xoắn của động cơ điện, giúp tiết kiệm năng lượng.
- Bộ điều khiển Logic lập trình: Bộ não điều khiển các dây chuyền sản xuất tự động.
- Cảm biến công nghiệp: Đo lường và phát hiện các thông số trong môi trường sản xuất.
- Thiết bị nguồn:
- Máy biến áp: Thay đổi mức điện áp trong các trạm điện.
- Thanh cái, máng cáp, tủ điện phân phối công nghiệp: Dùng để truyền tải và phân phối điện trong nhà máy, xí nghiệp
Đặc điểm nổi bật của thiết bị điện công nghiệp
Thiết bị điện công nghiệp được thiết kế để hoạt động khác biệt so với thiết bị dân dụng, tập trung vào hiệu suất, độ bền và khả năng tự động hóa.
1. Công Suất và Điện Áp Lớn
- Chịu tải cao: Thiết bị công nghiệp được thiết kế để hoạt động với dòng điện và công suất rất lớn (kW và MW), vượt xa mức tiêu thụ của gia đình.
- Điện áp 3 pha: Hầu hết sử dụng nguồn điện 3 pha ( 380V) hoặc cao hơn để cung cấp đủ năng lượng cho các động cơ và máy móc lớn, đảm bảo hiệu suất truyền tải tối ưu
2. Độ Bền và Khả năng Chịu đựng Môi Trường Khắc Nghiệt
- Vật liệu chuyên dụng: Các thiết bị được chế tạo từ vật liệu có độ bền cơ học cao, chịu được nhiệt độ, độ ẩm, bụi bẩn, hóa chất và rung động mạnh trong môi trường nhà xưởng.
- Hoạt động liên tục: Chúng được thiết kế để vận hành liên tục 24/7 trong thời gian dài mà không bị quá nhiệt hay suy giảm hiệu suất.
3. Tính Năng Bảo Vệ và Điều Khiển Chuyên Sâu
- Bảo vệ chuyên nghiệp: Ngoài bảo vệ quá tải, ngắn mạch cơ bản, thiết bị còn tích hợp các chức năng bảo vệ phức tạp hơn như bảo vệ mất pha, đảo pha, quá áp, thấp áp (sử dụng Rơ le bảo vệ).
- Điều khiển tự động: Là thành phần cốt lõi trong hệ thống tự động hóa. Chúng bao gồm các thiết bị có khả năng điều chỉnh thông số hoạt động (như Biến tần điều chỉnh tốc độ động cơ) và giao tiếp với các bộ điều khiển logic .
4. Quy Mô Lớn và Dễ Dàng Mở Rộng
- Kích thước và cấu trúc lớn: Các tủ điện và thanh cái công nghiệp có kích thước lớn để chứa và phân phối cáp điện có tiết diện lớn.
- Khả năng mở rộng: Hệ thống được thiết kế theo dạng mô-đun, cho phép dễ dàng nâng cấp, mở rộng hoặc thay đổi cấu hình mạch điện khi quy trình sản xuất thay đổi.
Vai trò của thiết bị điện công nghiệp
Thiết bị điện công nghiệp đóng vai trò then chốt và không thể thiếu trong việc duy trì, vận hành và phát triển bất kỳ hệ thống sản xuất, truyền tải năng lượng và cơ sở hạ tầng quy mô lớn nào.
1. Phân phối và Truyền tải Năng lượng Ổn định
Đây là vai trò cơ bản nhất. Thiết bị công nghiệp đảm bảo nguồn điện được phân phối một cách an toàn và liên tục đến toàn bộ hệ thống sản xuất:
- Tủ điện phân phối, thanh cái và cáp điện công nghiệp chịu trách nhiệm truyền tải dòng điện lớn từ trạm biến áp đến các máy móc và khu vực sản xuất.
- Máy biến áp được sử dụng để điều chỉnh mức điện áp phù hợp với yêu cầu vận hành của từng loại máy móc
2. Bảo vệ Hệ thống và An toàn Lao động
Do hoạt động với công suất và điện áp cao, các thiết bị bảo vệ là tối quan trọng để ngăn ngừa thiệt hại tài sản và thương vong:
- Aptomat công nghiệp và Cầu chì tự động ngắt nguồn khi xảy ra sự cố quá tải, ngắn mạch hoặc sự cố điện khác.
- Rơ le bảo vệ chuyên sâu giám sát các thông số điện (quá dòng, mất pha, lệch pha) để bảo vệ động cơ và máy móc đắt tiền khỏi hỏng hóc.
3. Tối ưu hóa Sản xuất và Tự động hóa
Đây là vai trò mang lại lợi thế cạnh tranh lớn nhất cho doanh nghiệp:
- Biến tần: Cho phép điều chỉnh tốc độ động cơ một cách linh hoạt theo nhu cầu sản xuất, từ đó tiết kiệm điện năng và tăng tuổi thọ máy.
- Bộ điều khiển logic lập trình: Là thành phần cốt lõi để xây dựng các dây chuyền sản xuất tự động và thực hiện các quy trình liên hoàn mà không cần can thiệp thủ công, giúp tăng năng suất vượt trội.
4. Tiết kiệm Sức lao động và Giảm Chi phí
Việc sử dụng điện công nghiệp và các thiết bị tự động hóa giúp giảm đáng kể sự phụ thuộc vào lao động thủ công:
- Thiết bị điện thay thế con người thực hiện các công việc lặp đi lặp lại hoặc các thao tác trong môi trường nguy hiểm, độc hại.
- Nâng cao hiệu suất và giảm lỗi sản xuất giúp giảm chi phí vận hành và hạ giá thành sản phẩm, tạo lợi thế cạnh tranh.
5. Giám sát và Đo lường
Các thiết bị đo lường điện công nghiệp cung cấp dữ liệu quan trọng để vận hành hiệu quả: Đồng hồ đo, cảm biến và thiết bị đo kiểm giúp kỹ sư theo dõi các thông số điện (dòng điện, điện áp, công suất) trong thời gian thực, đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và phát hiện sớm các sự cố tiềm ẩn.
Tìm hiểu thêm về thiết bị điện dân dụng: Top 9 thiết bị điện dân dụng cần thiết khi xây nhà
Ứng dụng thực tế của thiết bị điện công nghiệp
Thiết bị điện công nghiệp là nền tảng vận hành của hầu hết các ngành kinh tế hiện đại. Chúng không chỉ cung cấp điện mà còn giúp tự động hóa, tối ưu hóa và bảo vệ toàn bộ quy trình sản xuất và cơ sở hạ tầng.
1. Ứng dụng trong Sản xuất và Tự động hóa Dây chuyền
Đây là lĩnh vực ứng dụng trọng tâm nhất, nơi các thiết bị điện giúp thay thế lao động thủ công và nâng cao chất lượng sản phẩm:
- Điều khiển động cơ chính xác:
- Băng tải/Băng chuyền: Biến tần kiểm soát tốc độ di chuyển của băng tải trong các nhà máy lắp ráp, thực phẩm, hoặc khai khoáng, đảm bảo sản phẩm được định vị và xử lý chính xác.
- Máy cán, máy kéo, máy cuộn: Biến tần duy trì tốc độ và lực căng ổn định, cực kỳ quan trọng trong ngành dệt, in ấn, và sản xuất giấy/thép.
- Máy bơm, quạt công nghiệp: Điều chỉnh lưu lượng và áp suất theo nhu cầu thực tế, giúp tiết kiệm điện năng lên đến 30-50% so với việc chạy động cơ ở tốc độ cố định.
- Bộ não điều khiển:
- Dây chuyền đóng gói, chiết rót: PLC điều khiển các van, cảm biến và động cơ để chiết rót đúng thể tích và đóng gói sản phẩm theo một trình tự đã lập trình sẵn (ví dụ: trong ngành bia, nước giải khát, dược phẩm).
- Hệ thống sưởi ấm, thông gió, điều hòa không khí: PLC giám sát nhiệt độ, độ ẩm và tự động điều chỉnh quạt và bơm để duy trì môi trường sản xuất lý tưởng ( ví dụ: phòng sạch, kho lạnh)
2. Hệ thống Năng lượng và Truyền tải
Các thiết bị đóng cắt công nghiệp là xương sống của hệ thống lưới điện:
- Trạm biến áp và Trạm phân phối: Sử dụng các thiết bị đóng cắt lớn như Máy cắt không khí và Aptomat khối để đóng, ngắt và bảo vệ các mạch điện chính có công suất hàng nghìn Ampe.
- Hệ thống bộ lưu điện: Cung cấp nguồn điện dự phòng tức thì cho các hệ thống quan trọng (máy chủ, hệ thống điều khiển) khi xảy ra sự cố mất điện.
3. Hệ thống An toàn và Giám sát
Thiết bị điện công nghiệp chịu trách nhiệm đảm bảo tính mạng con người và tài sản:
- Tủ điện và Aptomat: Bảo vệ chống quá tải, ngắn mạch cho toàn bộ nhà máy, khu công nghiệp.
- Rơ le bảo vệ: Được lập trình để phát hiện các tình trạng lỗi phức tạp (mất pha, thứ tự pha) trong động cơ 3 pha, sau đó nhanh chóng ngắt điện để bảo vệ động cơ và máy móc.
- Cảm biến: Phát hiện vật thể, đo nhiệt độ, áp suất, mức chất lỏng, cung cấp dữ liệu đầu vào cho PLC để tự động hóa các phản ứng an toàn
4. Ứng dụng trong Cơ sở hạ tầng
Thiết bị công nghiệp được sử dụng để điều khiển các cơ sở vật chất lớn:
- Thang máy, thang cuốn: Biến tần chuyên dụng và hệ thống khởi động từ đảm bảo việc khởi động và dừng thang máy êm ái, chính xác.
- Hệ thống cấp và xử lý nước: PLC và thiết bị đóng cắt điều khiển luân phiên các máy bơm công suất lớn tại các nhà máy xử lý nước sạch hoặc trạm bơm nước thải.
Quan tâm: Một số thiết bị điện công nghiệp Hà Nội
Lời kết
Bài viết trên đây cung cấp thông tin cho bạn về khái niệm, vai trò và ứng dụng của thiết bị điện công nghiệp, hi vọng qua bài viết này bạn sẽ hiểu rõ về các tính năng của thiết bị điện công nghiệp khác biệt như thế nào so với thiết bị điện dân dụng. Từ đó, áp dụng vào sử dụng thực tế khi cần thiết. Nếu bạn còn bất kì thắc mắc nào có thể liên hệ trực tiếp qua Hotline tư vấn 0988825752 hoặc nhắn tin qua Facebook Điện thông minh để được hỗ trợ giải đáp nhanh chóng.
