Điện Trung Thế Là Gì? Phân Loại, Ứng Dụng & Tiêu Chuẩn An Toàn

            Trong hệ thống truyền tải và phân phối điện, điện trung thế (Medium Voltage – MV) đóng vai trò là cầu nối quan trọng, vận chuyển nguồn điện từ các trạm cao thế đến nơi tiêu thụ. Hiểu rõ về cấp điện áp này là yêu cầu bắt buộc để thiết kế, vận hành và bảo trì hệ thống điện an toàn, hiệu quả.

            Bài viết này của KTH Electric sẽ phân tích chi tiết điện trung thế là gì, các đặc điểm kỹ thuật, ứng dụng và những tiêu chuẩn an toàn bắt buộc phải tuân thủ.

Điện trung thế là cấp điện áp có mức danh định từ 1kV đến 35kV (theo tiêu chuẩn IEC 60038). Nó đóng vai trò trung gian, làm cầu nối phân phối điện năng từ các trạm cao thế (trên 35kV) đến các trạm hạ thế (dưới 1kV) để phục vụ khu dân cư và công nghiệp.

            Định nghĩa & Mức điện áp

Điện trung thế được định nghĩa là cấp điện áp 1kV – 35kV. Tại Việt Nam, các mức phổ biến nhất là 10kV, 15kV, 22kV và 35kV, được dùng để truyền tải điện đến các trạm biến áp phụ tải.

            Điện trung thế là cấp điện áp có mức điện áp danh định từ 1kV đến 35kV, theo tiêu chuẩn IEC 60038. Đây là cấp điện áp nằm giữa cấp điện áp cao thế (thường trên 35kV) và cấp điện áp hạ thế (dưới 1kV). Để hiểu rõ hơn về sự khác biệt, bạn có thể xem bài so sánh điện cao thế, trung thế và hạ thế.

            Vai trò chính của điện trung thế là phân phối điện năng. Nó nhận điện từ các trạm biến áp cao thế (thường là 110kV/22kV) và truyền tải điện đến các trạm biến áp phụ hoặc trạm phân phối của khu dân cư, khu công nghiệp.

            Tại Việt Nam, các cấp điện áp trung thế phổ biến bao gồm: 10kV, 15kV, 22kV và 35kV. Bạn có thể xem thêm chi tiết về các cấp điện áp lưới điện Việt Nam để hiểu rõ hơn.

            Đặc Điểm Kỹ Thuật Của Lưới Điện Trung Thế

Đặc điểm kỹ thuật chính của lưới trung thế là vai trò phân phối điện thay vì truyền tải đi xa (như cao thế). Nó có nguy cơ phóng điện hồ quang cao và sử dụng cấu trúc dây trần trên cột hoặc cáp ngầm để kết nối với các trạm biến áp hạ thế.

            Hệ thống điện trung thế có những đặc điểm kỹ thuật riêng biệt:

• Vai trò phân phối điện: Đây là chức năng cốt lõi. Điện trung thế giúp giảm tổn thất điện năng trên đường dây truyền tải so với việc sử dụng trực tiếp điện hạ thế cho khoảng cách xa.
• Nguy cơ phóng điện cao: Do mức điện áp lớn, điện trung thế có khả năng gây ra hồ quang điện (phóng điện) trong không khí. Đây là một trong những nguyên nhân gây ra hiện tượng phóng điện cục bộ (Partial Discharge) rất nguy hiểm.
• Cấu trúc đường dây: Đường dây trung thế có thể là dây trần (lắp trên cột bê tông cao 9-12m, qua sứ cách điện) hoặc dây bọc/cáp ngầm (thường dùng ở khu đô thị để đảm bảo an toàn và mỹ quan).
• Kết nối với trạm biến áp: Điện trung thế được hạ áp xuống mức 220V/380V (điện hạ thế) thông qua các máy biến áp để cung cấp cho hộ gia đình và thiết bị dân dụng. Các nhà máy lớn có thể sử dụng máy biến áp 3 pha công suất cao.

Ứng dụng chính của điện trung thế là phân phối điện cho các khu đô thị và dân cư thông qua các trạm biến áp. Ngoài ra, nó cung cấp điện trực tiếp cho các khu công nghiệp, nhà máy, xí nghiệp có nhu cầu tải lớn và phục vụ các hệ thống tưới tiêu, tòa nhà thương mại lớn.

            Để áp dụng hiệu quả, các kỹ sư phải đánh giá chính xác nhu cầu công suất tải và khoảng cách truyền tải để lựa chọn cấp điện áp và thiết bị phù hợp.

• Phân phối điện dân dụng & khu đô thị: Điện được đưa đến các trạm biến áp khu vực trước khi phân phối đến từng hộ tiêu dùng.
• Cung cấp cho khu công nghiệp, nhà máy: Các nhà máy, xí nghiệp sử dụng điện công nghiệp với nhu cầu tải lớn thường có trạm biến áp riêng để nhận điện trực tiếp từ lưới trung thế. Việc thi công điện nhà xưởng đúng chuẩn là yếu tố then chốt.
• Nông nghiệp & Dịch vụ: Cung cấp điện cho các hệ thống tưới tiêu quy mô lớn, các tòa nhà thương mại, bệnh viện, và trung tâm dữ liệu.
• Giao thông vận tải: Sử dụng trong các hệ thống đường sắt điện khí hóa.

An toàn điện trung thế là bắt buộc và tối quan trọng do nguy cơ tử vong cao. Các rủi ro chính bao gồm phóng điện hồ quang, chập điện (ngắn mạch) và điện giật trực tiếp. Mọi thao tác đều phải tuân thủ quy trình LOTO và sử dụng đầy đủ trang bị bảo hộ (PPE).

            Làm việc với điện trung thế tiềm ẩn rủi ro chết người nếu không tuân thủ nghiêm ngặt các quy trình an toàn.

            Các rủi ro nguy hiểm

Các rủi ro nguy hiểm nhất bao gồm: Phóng điện hồ quang (gây bỏng nặng/tử vong ngay cả khi không chạm), Chập điện (gây cháy nổ, phá hủy thiết bị) và Điện giật (tiếp xúc trực tiếp gần như luôn dẫn đến tử vong).

• Phóng điện hồ quang: Có thể xảy ra ngay cả khi không tiếp xúc trực tiếp, gây bỏng nặng, hỏng thiết bị hoặc tử vong.
• Chập điện (Ngắn mạch): Gây cháy nổ, phá hủy thiết bị và có thể làm gián đoạn nguồn điện trên diện rộng. Đây là lý do các quy chuẩn lắp đặt tủ điện là cực kỳ quan trọng.
• Điện giật: Tiếp xúc trực tiếp với vật mang điện trung thế gần như luôn dẫn đến tử vong.

            4 Biện Pháp An Toàn Bắt Buộc

Bốn biện pháp an toàn bắt buộc gồm: 1. Trang bị bảo hộ (PPE) đầy đủ; 2. Sử dụng dụng cụ cách điện chuyên dụng; 3. Ngắt điện hoàn toàn và cô lập (LOTO); 4. Tuân thủ quy trình và chỉ người có chuyên môn mới được thực hiện.

            Để đảm bảo an toàn tuyệt đối, 4 phương pháp sau đây là bắt buộc:

• 1.Trang bị bảo hộ (PPE) đầy đủ: Luôn mặc quần áo bảo hộ, găng tay cách điện, giày/ủng cách điện, mũ và kính bảo hộ đạt tiêu chuẩn. Phải kiểm tra PPE trước mỗi lần sử dụng.
• 2.Sử dụng dụng cụ cách điện: Chỉ sử dụng các dụng cụ (kìm, tua vít, sào thao tác) được thiết kế và kiểm định chuyên dụng cho điện trung thế.
• 3.Ngắt điện hoàn toàn (LOTO): Trước khi thực hiện bất kỳ thao tác nào, phải ngắt hoàn toàn nguồn điện, khóa tủ điện và treo biển cảnh báo (Lock-Out, Tag-Out). Sau đó, phải dùng bút thử điện chuyên dụng hoặc ampe kìm để xác nhận không còn điện.
• 4.Tuân thủ quy trình & kiểm tra định kỳ: Chỉ những người đã qua đào tạo và có chứng chỉ mới được phép làm việc. Hệ thống phải được kiểm tra định kỳ để phát hiện sớm hỏng hóc.

            Các hoạt động bảo trì chuyên nghiệp như bảo trì hệ thống điện và thí nghiệm điện là rất quan trọng để đảm bảo an toàn và ngăn ngừa sự cố.

Bốn sự cố thường gặp là: Quá tải (dòng điện vượt định mức), Ngắn mạch (dòng điện tăng vọt), Phóng điện (hỏng cách điện) và Sự cố do sét đánh (gây quá áp). Xử lý đòi hỏi phải cách ly điểm sự cố, sửa chữa và kiểm tra lại thiết bị bảo vệ như Relay, CB.

            Ngay cả hệ thống được thiết kế tốt cũng có thể gặp sự cố. Việc lắp đặt các thiết bị bảo vệ như Aptomat (CB), MCB, MCCB và Recloser là rất quan trọng.

            Sự cố quá tải

Quá tải xảy ra khi dòng điện vượt mức cho phép do nhu cầu tăng cao. Biểu hiện là CB ngắt, sụt áp, dây dẫn nóng. Xử lý bằng cách giảm tải, kiểm tra thiết bị và xem xét nâng cấp hệ thống.

• Nguyên nhân: Dòng điện vượt mức định mức do nhu cầu sử dụng tăng đột biến hoặc thiết bị lỗi.
• Biểu hiện: Dây dẫn nóng, Aptomat (CB) ngắt liên tục, sụt áp.
• Xử lý: Giảm tải ngay lập tức, kiểm tra thiết bị, xem xét nâng cấp hệ thống nếu quá tải diễn ra thường xuyên. Có thể cần kiểm tra lại cách chọn Aptomat theo công suất.

            Sự cố ngắn mạch (Chập điện)

Ngắn mạch là khi các dây pha chạm nhau hoặc chạm đất, gây dòng điện tăng vọt, cháy nổ. Phải ngắt nguồn khẩn cấp, tìm và cách ly điểm chập, sau đó kiểm tra lại toàn bộ thiết bị bảo vệ.

• • Nguyên nhân: Các dây pha chạm nhau hoặc chạm đất do hỏng cách điện, động vật, hoặc lỗi thao tác.
  • Biểu hiện: Dòng điện tăng vọt đột ngột (gấp nhiều lần dòng định mức), gây cháy nổ, CB ngắt ngay lập tức.
  • Xử lý: Ngắt nguồn khẩn cấp, cách ly điểm sự cố, tìm và khắc phục vị trí chập, kiểm tra lại thiết bị đóng cắt.

            Sự cố phóng điện

Phóng điện (hồ quang) xảy ra do cách điện bị suy giảm (ẩm, bẩn, lão hóa), biểu hiện bằng tiếng nổ, tia lửa. Cần ngắt điện, vệ sinh, sấy khô và bảo dưỡng cách điện định kỳ.

• Nguyên nhân: Cách điện bị suy giảm do lão hóa, bụi bẩn, ẩm ướt.
• Biểu hiện: Tiếng nổ lách tách, tia lửa, vầng quang (hiện tượng phóng điện cục bộ).
• Xử lý: Ngắt điện, vệ sinh, sấy khô và bảo dưỡng cách điện. Cần áp dụng các quy trình bảo trì tủ trung thế để phòng ngừa.

            Sự cố do sét đánh

      _

Sét đánh gây quá áp đột ngột, phá hủy cách điện và thiết bị. Cần lắp đặt hệ thống chống sét (cả trực tiếp và lan truyền) và phải kiểm tra, thay thế thiết bị hỏng sau khi có sét.

• Nguyên nhân: Sét đánh trực tiếp vào đường dây hoặc thiết bị.
• Biểu hiện: Gây quá áp đột ngột, phá hủy cách điện và thiết bị.
• Xử lý: Lắp đặt hệ thống chống sét hiệu quả, bao gồm cả chống sét lan truyền. Sau khi sét đánh, phải kiểm tra và thay thế các thiết bị bị hỏng.

            Bảng Tóm Tắt Sự Cố

_

            Kết Luận

            Điện trung thế là một phần không thể thiếu trong hệ thống điện quốc gia, giữ vai trò then chốt trong việc phân phối năng lượng. Tuy nhiên, đây cũng là cấp điện áp tiềm ẩn nhiều rủi ro, đòi hỏi kiến thức chuyên môn sâu và tuân thủ tuyệt đối các quy trình an toàn.

            Tại KTH Electric, chúng tôi cung cấp các dịch vụ kỹ thuật điện chuyên nghiệp liên quan đến hệ thống điện trung thế, từ thiết kế, lắp đặt đến bảo trì. Nếu bạn cần tư vấn hoặc hỗ trợ kỹ thuật, đặc biệt là các dịch vụ quan trọng như bảo trì trạm biến áp hoặc bảo trì máy biến áp, hãy liên hệ ngay với đội ngũ chuyên gia của chúng tôi để được hỗ trợ.