12-09-2025
Recloser là gì? Nguyên lý hoạt động và ứng dụng
Recloser là thiết bị đóng cắt cao áp hiện đại, tích hợp nhiều cảm biến và tính năng thông minh tăng cường khả năng bảo vệ đường dây truyền tải. Tìm hiểu chi tiết về cấu tạo, chức năng và ứng dụng của máy cắt tự đóng lặp lại recloser trong bài viết sau từ BTB Electric.
Recloser là gì?
Recloser hay máy cắt tự đóng lặp lại là một loại thiết bị đóng ngắt mạch cao áp lên đến 38kV, đạt tiêu chuẩn chung IEC và IEEE Recloser, C37.60/IEC62271-111. Thiết bị này sẽ ngắt nguồn điện khi có sự cố như quá tải hay chập mạch. Cho đến khi đóng mạch trở lại, recloser sẽ liên tục kiểm tra đường dây điện để xác định xem sự cố đã được khắc phục hay chưa. Nếu đó chỉ là sự cố tạm thời, recloser sẽ tự động đóng lại để khôi phục nguồn điện. Do vậy recloser thường được lắp đặt tại các đường dây truyền tải chính, công suất lớn, giá trị cao.
Recloser được phát minh từ giữa thập niên 1900 tại Hoa Kỳ và xuất hiện thương mại lần đầu những năm 1940 bởi Kyle Corporation. Bản chất ban đầu của recloser là các thiết bị đóng cắt thủy lực chứa đầy dầu tích hợp rơ le bảo vệ cơ bản. Sau đó recloser ngày càng được cải tiến. Đến những năm 1980, sự ra đời của rơ le bán dẫn SSR giúp recloser tinh vi hơn, xử lý được đa dạng trường hợp sự cố đường dây. Các dòng recloser hiện đại ngày nay đã bao gồm lớp cách điện điện môi rắn với buồng chân không để ngắt dòng điện và dập tắt hồ quang.
Bộ ngắt mạch tự động đóng lại recloser giúp tiết kiệm đáng kể thời gian và chi phí xử lý các sự cố tạm thời trên đường dây. Thiết bị sẽ tự động đóng lại mạch điện sau 1 – 2 lần kiểm tra. Mặt khác nếu sự cố không thể được tự khắc phục, recloser sẽ hạn chế khu vực bị mất điện và hỗ trợ con người khắc phục sự cố nhanh chóng và khôi phục nguồn điện
Nguyên lý vận hành và chức năng của recloser
Trên đường dây điện cao thế, tới 90% các sự cố xảy ra tạm thời, như sét đánh, cành cây rơi vào, động vật bị điện giật,… Các sự cố đó sẽ nhanh chóng kết thúc, ví dụ như hết sét, cành cây và động vật rơi khỏi đường dây,.. Khi đó recloser sẽ cảm nhận để ngắt và đóng điện trở lại. Tuy nhiên nếu chu trình đóng – ngắt diễn ra liên tục đến 3 lần, dòng máy cắt trung thế này sẽ hiểu sự cố đó không thể tự khắc phục và mạch điện vẫn bị ngắt. Sau đó cần sự can thiệp từ con người để xử lý sự cố.
Với hệ thống điện, vai trò của recloser tương đương với các thiết bị:
- Thiết bị bảo vệ quá tải – quá áp
- Bộ bảo vệ tần số
- Bộ cảm biến tự đóng mạch
- Thiết bị đóng cắt mạch
- Thiết bị kiểm soát an toàn đường dây
Kết thúc sự cố, recloser cung cấp các dữ liệu quan trọng như các loại giá trị công suất (W, VAr), điện áp (V), dòng điện (A) hoặc tần số (f). Dữ liệu này hỗ trợ cho hoạt động vận hành lưới điện truyền tải, phân tích lịch sử sự cố làm cơ sở nâng cao hiệu quả hoạt động, phòng ngừa các rủi ro tương tự.
Cấu tạo bên trong recloser
Recloser sử dụng buồng chân không để dập hồ quang, dùng khí SF6 hoặc chất điện môi rắn để cách điện. Thiết bị cũng có thể kết nối với bộ chống sét từ cầu nối bên ngoài vỏ. Recloser có cấu tạo tương tự như máy cắt mạch thông thường với hệ thống cảm biến sự cố quá tải/ngắn mạch/chập mạch…, hệ thống tiếp điểm vỏ bọc và bộ điều khiển.
Recloser được lắp đặt trong tủ điện hoặc treo ngoài cột điện, sử dụng vỏ bọc kín bảo vệ vi mạch điện tử (bộ điều khiển) bên trong. Bộ điều khiển cho phép lập trình số lần ngắt – đóng mạch theo đặc trưng sự cố. Vi mạch này còn chức năng đo lường, bảo vệ, lưu dữ liệu các sự cố (P, U, I), giám sát đường dây và cho phép kết nối hệ thống, điều khiển từ xa.
Phân loại recloser
Vì máy cắt mạch đóng lại được cải tiến liên tục từ những năm 1940, đồng thời được sử dụng cho nhiều loại lưới điện nên được phân làm một số phiên bản. Riêng với phương pháp cách điện, có các loại recloser dùng dầu, khí SF6 hoặc bể kim loại chết (hiện đại nhất). Bên cạnh đó, cách phân loại recloser phổ biến nhất dựa trên các pha điện áp của hệ thống gồm ba pha, đơn ba pha và một pha.
Recloser 3 pha
Đây là dạng phổ biến nhất của máy cắt tự đóng lại, hoạt động trong điện áp từ 10 kV đến 38 kV và cung cấp sự kết hợp cơ học giữa các hoạt động pha. Trong các mạng lưới truyền tải kiểu châu Âu, hoạt động kết hợp này bảo vệ chống lại các vấn đề về dòng điện xoay chiều và lỗi tự ngắt.
Khi hoạt động trên mạng lưới châu Âu, nếu cực đầu tiên được giải phóng (vì mỗi pha cách nhau 120 độ và sự gián đoạn xảy ra tại điểm giao nhau bằng 0) khiến các pha khác chịu thêm tải. Việc giải phóng cực thứ hai khó khăn hơn vì cực này mang theo điện thế từ pha đầu tiên cùng với điện thế pha riêng.
Recloser đơn ba
Recloser đơn ba là một dạng ba pha không ghép nối được thiết kế cho cấu trúc mạng lưới điện Bắc Mỹ. Trong thiết kế mạng lưới này, các pha đơn được sử dụng. Thiết bị dùng một máy biến áp một pha để phục vụ tải, do đó các lỗi có thể bị ngắt trên cơ sở từng pha riêng lẻ. Loại recloser này có thể gây nguy hiểm trên các mạng lưới châu Âu (do cộng hưởng sắt từ và nguồn điện cung cấp không đồng đều) nhưng lại hợp với các mạng lưới Bắc Mỹ.
Recloser 1 pha
Ngược lại với các thiết bị điện 3 pha, các thiết bị 1 pha chỉ có 2 đầu cuối và một pha. Thiết bị đóng lại recloser 1 pha được sử dụng trên các mạng lưới có 1 dây nối đất hoặc thay thế như một phương pháp bảo vệ cho các đường phân phối nhánh trong mạng lưới truyền tải điện kiểu Bắc Mỹ.
Ứng dụng của máy cắt tự đóng lặp lại recloser
Recloser được sử dụng chủ yếu trên các đường dây phân phối điện trên không có cấp điện áp 15.5 kV, 27 kV và 38 kV. Hoặc máy cắt này được đặt tại các trạm biến áp phân phối tích hợp chức năng: bảo vệ, đo lường, phát hiện lỗi, giao tiếp, giám sát trực tuyến đóng – mở mạch.
Máy cắt tự đóng lặp lại recloser có thể được lắp đặt tại bất kỳ vị trí nào trên lưới điện truyền tải phù hợp với thông số định mức của thiết bị như:
- Trạm biến áp phân phối tổng
- Đặt trên đường dây phân phối chính, làm đầu mối chia đoạn truyền tải nhằm cô lập vùng sự cố
- Đặt trên các nhánh rẽ từ trục phân phối chính nhằm bảo vệ đường dây chính khi có sự cố trên nhánh rẽ
Một số ứng dụng chính của máy cắt recloser:
- Bảo vệ dòng điện trung thế
- Giảm rủi ro cháy nổ đường dây với khả năng bảo vệ lỗi tiếp đất ở mức 500mA
- Tăng cường tính tự động hóa cho mạng lưới phân phối điện
- Bảo vệ trạm biến áp tại khu vực nông thôn hoặc ít người sinh sống
- Bảo vệ quá dòng một pha trong mạch 3 pha
- Bảo vệ các thiết bị di động phía phụ tải trong mạch 3 pha
Đọc thêm: Máy cắt chân không VCB: Cấu tạo, nguyên lý làm việc, so sánh với ACB
Lưu ý khi lắp đặt và vận hành recloser
Lưu ý khi lắp đặt:
- Nhiệt độ môi trường từ trên -45 độ C đến dưới +85 độ C
- Độ ẩm không khí không quá 90%.
- Độ cao vận hành so với mực nước biển tối đa 3000m
- Khu vực lắp đặt không thường xuyên rung lắc mạnh
- Đảm bảo khả năng chống sét cho thiết bị
- Kết cấu đỡ cần được thi công chắc chắn, chịu được tải trọng của recloser
Lưu ý khi vận hành:
- Giám sát liên tục các thông số chính như P, U, I… để ghi nhận lịch sử biến động, phòng ngừa, kịp thời xử lý sự cố.
- Bảo trì định kỳ toàn bộ các bộ phận, bổ sung bộ phận tiêu hao, thay thế các linh kiện hỏng hoặc nguy cơ hỏng.
- Khi có sự cố, nhanh chóng cô lập recloser, tìm nguyên nhân và có hướng xử lý rõ ràng.
Nếu như trong mạch điện hạ thế, khi cần bảo vệ trước sự cố sẽ cần sử dụng CB hay rơ le thì trên mạch điện truyền tải cao áp, trung áp, máy cắt recloser sẽ đảm nhận nhiệm vụ này. Bên cạnh dòng máy cắt trên, bạn có thể tìm hiểu thêm các dòng khác từ các bài viết của BTB Electric được cập nhật hằng ngày: https://btb-electric.com/vi/tin-tuc/kien-thuc-nganh/kien-thuc-aptomat/
