Điện công nghiệp: Lịch sử và phân biệt với điện dân dụng

Điện công nghiệp là hệ thống điện chuyên dụng phục vụ cho các hoạt động sản xuất, kinh doanh và vận hành trong lĩnh vực công nghiệp. Vậy khái niệm điện công nghiệp là gì, lịch sử phát triển, vai trò và cách phân biệt với điện dân dụng, tất cả sẽ được BTB Electric thông tin trong bài viết. 

Điện công nghiệp là gì?

Khái niệm điện công nghiệp

Điện công nghiệp là ngành kỹ thuật liên quan đến việc thiết kế, sản xuất, truyền tải, phân phối, lắp đặt và bảo trì hệ thống điện dùng cho mục đích công nghiệp. Điện công nghiệp cũng được hiểu là hệ thống điện sử dụng trong các cơ sở sản xuất, nhà xưởng, khu công nghiệp. Hệ thống này bao gồm các thiết bị, máy móc, đường dây truyền tải điện, hệ thống điều khiển và tự động hóa.

Điện công nghiệp đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế hiện đại, góp phần thúc đẩy sự phát triển kinh tế, nâng cao chất lượng cuộc sống cũng như đóng góp vào sự phát triển của các ngành công nghiệp khác. 

Lịch sử phát triển điện công nghiệp

Khái niệm về điện lần đầu xuất hiện ở phản ứng hóa học diễn ra trong bình điện phân của nhà vật lý Alessandro Volta phát minh vào năm 1800, tuy nhiên, phương pháp sản xuất điện này khá tốn kém. 

Năm 1831, Michael Faraday phát minh ra cỗ máy tạo điện từ chuyển động quay nhưng phải mất gần 50 năm sau, công nghệ này mới đạt đến mức khả thi về mặt thương mại. 

Vào đầu năm 1882, Thomas Edison thành lập nhà máy phát điện chạy bằng hơi nước đầu tiên trên thế giới tại London để phục vụ điện cho một bộ phận người địa phương. Nhà máy này cung cấp chủ yếu dòng điện 1 chiều. 

Đến cuối những năm 1880, hệ thống điện xoay chiều xuất hiện ở Châu Âu và Hoa Kỳ, giúp việc phân phối điện ở khoảng cách xa trở nên kinh tế hơn. Đây cũng là cơ sở để phát triển hệ thống điện xoay chiều như ngày nay. 

Thực tế, việc phân phối điện thương mại đã bắt đầu từ năm 1882 khi điện được sản xuất để chiếu sáng. Tuy nhiên, đến giữa thế kỷ 20, điện mới được coi là “độc quyền tự nhiên”, do một vài doanh nghiệp quản lý, điều chỉnh từ việc sản xuất, phân phối đến bán lẻ và chịu sự giám sát của nhà nước. 

Ký hiệu và sơ đồ mạch điện công nghiệp

Trong điện công nghiệp, các thiết bị điện hoặc nhóm thiết bị điện có chức năng giống nhau sẽ được thay thế bằng các ký hiệu ngắn gọn để sử dụng trong bản vẽ thiết kế mạch điện. 

Ký hiệu bằng chữ thường gặp trong mạch điện công nghiệp

STT	Ký hiệu	Ý nghĩa
1	CD	Cầu dao
2	CB, Ap	Thiết bị đóng ngắt Aptomat
3	CC	Cầu chì
4	K	Contactor, khởi động từ Công tắc trong sơ đồ chiếu sáng
5	O; OĐ	Ổ điện
6	Đ	Đèn – trong sơ đồ điện chiếu sáng Động cơ điện một chiều
7	CĐ	Chuông điện
8	BĐ	Bếp điện, lò điện
9	QĐ	Quạt điện
10	MB	Máy bơm
11	ĐC	Động cơ điện nói chung
12	CK	Cuộn kháng
13	ĐKB	Động cơ không đồng bộ
14	ĐĐB	Động cơ đồng bộ
15	F	Máy phát điện một chiều, gọi chung là máy phát điện
16	FKB	Máy phát không đồng bộ
17	M, ON	Nút khởi động
18	D, OFF	Nút dừng
19	KC	Bộ khống chế, tay gạt cơ khí
20	RN	Rơ-le nhiệt
21	RTh	Rơ le thời gian (timer)
22	RU	Rơ le điện áp
23	RI	Rơ le dòng điện
24	RTr	Rơ le trung gian
25	RTT	Rơ le bảo vệ thiếu từ trường
26	RTĐ	Rơ le tốc độ
27	KH	Công tắc hành trình
28	FH	Phanh hãm điện từ
29	NC	Nam châm điện
30	BĐT	Bàn điện từ
31	V	Van thuỷ lực, van cơ khí
32	MC	Máy cắt trung, cao thế
33	MCP	Máy cắt phân đoạn đường dây
34	DCL	Dao cách ly
35	DNĐ	Dao nối đất
36	FCO	Cầu chì tự rơi
37	BA, BT	Máy biến thế
38	CS	Thiết bị chống sét
39	T	Thanh cái cao áp, hạ áp  Máy biến thế
40	D; DZ	Đi-ốt; Diode zener
41	C	Tụ điện
42	R	Điện trở
43	RT	Điện trở nhiệt

Bảng thống kê các ký hiệu điện công nghiệp cơ bản nhất trong bản vẽ

Tên gọi	Ký hiệu	Tên gọi	Ký hiệu
Dòng điện 1 chiều		Dây pha
Dòng điện xoay chiều		Dây trung tính
Cực dương		Hai dây dẫn chéo nhau
Cực âm		Hai dây dẫn nối nhau
Mạch điện 3 dây		Cầu dao 2 cực, 3 cực
Công tắc 2 cực		Công tắc 3 cực
Cầu chì		Chấn lưu
Đèn huỳnh quang		Chuông điện
Đèn sợi đốt		Ổ điện
Quạt trần		Ổ điện và phích cắm

Một sơ đồ mạch điện công nghiệp đơn giản

Đối chiếu với ký hiệu bằng chữ của các thiết bị và ký hiệu trong bản vẽ phía trên, bạn sẽ xác định được chức năng, mối quan hệ của các bộ phận trong sơ đồ, cách đấu nối chi tiết. 

Quy định và tiêu chuẩn điện công nghiệp

Tại Canada, các tiêu chuẩn an toàn cho hệ thống điện sử dụng trong công nghiệp được Hiệp hội Tiêu chuẩn Canada (CSA) thiết lập và duy trì. Trong đó, CSA quy định các yêu cầu an toàn cụ thể đối với thiết bị điện sử dụng ở những nơi nguy hiểm, các yêu cầu về an toàn điện khi làm việc xung quanh khu vực điện cao thế và các yêu cầu đối với công việc xây dựng và phá dỡ điện. 

Tại Hoa Kỳ, các quy chuẩn an toàn điện do OSHA quyết định, gồm tiêu chuẩn lắp đặt và bảo trì, chứng chỉ đào tạo an toàn điện cho người lao động làm việc trong ngành công nghiệp điện.

Ở Việt Nam, các tiêu chuẩn về kỹ thuật điện, an toàn điện do EVN quy định.

Quy trình hoạt động của điện công nghiệp

Hoạt động của ngành công nghiệp điện được phân chia thành 4 giai đoạn: 

Sản xuất điện

Điện năng tiêu thụ không có sẵn trong tự nhiên mà cần phải sản xuất, chuyển đổi các dạng năng lượng khác thành điện. Sản xuất điện được thực hiện tại các nhà máy bằng máy phát điện cơ điện, chủ yếu được dẫn động bởi động cơ nhiệt đốt cháy hoặc phân hạch hạt nhân, động năng của dòng nước chảy và gió. Các nguồn năng lượng khác bao gồm quang điện mặt trời và năng lượng địa nhiệt. 

Truyền tải điện năng

Truyền tải điện là quá trình di chuyển năng lượng điện từ địa điểm phát điện đến trạm biến áp thông qua một mạng lưới truyền tải là các đường dây kết nối. Ở một số quốc gia, mạng lưới này được gọi là Lưới điện quốc gia. 

Phân phối điện

Đây là giai đoạn cuối cùng trong quá trình cung cấp điện, có nhiệm vụ đưa điện từ hệ thống truyền tải đến từng khu vực tiêu thụ. 

Các trạm biến áp kết nối với hệ thống truyền tải và hạ điện áp xuống mức trung bình từ 2kV đến 35kV bằng máy biến áp. Các đường dây phân phối sẽ mang điện áp trung bình này đến các máy biến áp đặt tại cơ sở của khu vực tiêu thụ. Máy biến áp một lần nữa hạ áp xuống điện áp phù hợp sử dụng trong ngành công nghiệp hoặc sinh hoạt. 

Bán lẻ điện

Đây là hoạt động bán điện cuối cùng từ nơi sản xuất đến người tiêu dùng cuối. 

Vai trò của điện công nghiệp

Cung cấp năng lượng cho sản xuất và dịch vụ

Điện năng là nguồn động lực cho máy móc và các thiết bị hoạt động trong nhà máy, xưởng sản xuất. Đây cũng là nguồn năng lượng cho các máy móc và thiết bị điện tử công nghiệp giúp tăng hiệu suất lao động và tiết kiệm chi phí sản xuất.

Phát triển cơ sở hạ tầng

Điện công nghiệp đảm bảo sự vận hành ổn định của nguồn điện, của hệ thống truyền tải để phục vụ các hoạt động công nghiệp, nông nghiệp, thương mại, dân sinh. Điện công nghiệp cũng góp phần xây trình các công trình giao thông, cơ sở y tế, giáo dục, văn hóa.

Tiến bộ công nghệ

Điện công nghiệp là ngành tiên phong trong việc ứng dụng các công nghệ mới như IoT (Internet of Things), AI (Artificial Intelligence), VR (Virtual Reality) và AR (Augmented Reality) trong sản xuất và cuộc sống.

Tích hợp năng lượng tái tạo

Điện công nghiệp là yếu tố then chốt trong việc giải quyết vấn đề an ninh năng lượng, đồng thời là nhân tố quan trọng trong việc phát triển và ứng dụng các nguồn năng lượng mới và tái tạo, đóng góp vào việc phát triển bền vững.

Phân biệt điện công nghiệp và điện dân dụng 

Tiêu chí	Điện công nghiệp	Điện dân dụng
Điện áp	380V	220V (quy định tại Việt Nam)
Mục đích sử dụng	Điện công nghiệp được sử dụng trong các nhà xưởng, nhà máy, cơ sở sản xuất để vận hành những thiết bị, máy móc có công suất lớn	Điện dân dụng được sử dụng để vận hành các thiết bị có công suất nhỏ, phục vụ sinh hoạt gia đình
Mức độ an toàn	Dễ chập cháy nếu xảy ra sai sót trong quá trình lắp đặt	Khả năng chập cháy ít xảy ra
Độ phức tạp	Bao gồm 3 dây nóng và 1 dây lạnh, có cấu tạo tương tự như ba đường điện 1 pha chạy song song có chung 1 dây trung tính	Bao gồm 2 dây dẫn: 1 dây nóng và 1 dây lạnh
Giá thành	Giá thành tương đối cao	Giá thành thấp hơn

Câu hỏi thường gặp về điện công nghiệp

Câu hỏi 1: Nhà máy điện công nghiệp đầu tiên trên thế giới có tên là gì?

Trả lời: Edison Electric Light Station được xây dựng tại London, thuộc dự án của Thomas Edison do tổ chức Edward Johnson tổ chức vào tháng 1 năm 1882 – được coi là nhà máy điện đốt than công nghiệp đầu tiên trên thế giới.

Câu hỏi 2: Hệ thống điện công nghiệp bao gồm những thành tố nào?

Trả lời: Hệ thống này bao gồm các thiết bị, máy móc, đường dây truyền tải điện, hệ thống điều khiển và tự động hóa trong các nhà xưởng, khu công nghiệp,…

BTB Electric đã giới thiệu đến bạn định nghĩa về điện công nghiệp, vai trò trong đời sống và sản xuất, cách phân biệt điện công nghiệp và điện dân dụng. Cảm ơn bạn đã theo dõi website của chúng tôi. Nếu có nhu cầu tìm hiểu kiến thức khác liên quan đến hệ thống điện, bạn có thể truy cập: https://btb-electric.com/vi/tin-tuc/kien-thuc-nganh/kien-thuc-he-thong-dien/.