Đặc điểm của dây điện đơn cho ngành công nghiệp điện gió

Dây điện đơn cho ngành điện gió cần đáp ứng tiêu chuẩn về khả năng chống xoắn, chống dầu, đảm bảo quá trình truyền tải tín hiệu chính xác.

Cùng với thủy điện và điện năng lượng mặt trời, năng lượng điện gió đã phát triển nhanh chóng và trở thành một trong những nguồn năng lượng tái tạo có nhiều tiềm năng phát triển. Các tua-bin gió với cánh quạt khổng lồ xoay đều trong gió giúp chuyển đổi cơ năng thành điện năng. Bên trong các tua-bin gió là hệ thống dây cáp điện phức tạp, giữ vai trò then chốt trong việc truyền tải nguồn điện được tạo ra từ tua-bin gió vào lưới điện.

>>Xem thêm: HELUWIND® – Dây điện đơn cho ngành năng lượng gió

1. Cấu tạo cơ bản của tua-bin gió

Cấu tạo bên trong nacelle (vỏ bọc) của tua-bin gió

Cấu tạo bên trong nacelle (vỏ bọc) của tua-bin gió

Một số thành phần cơ bản của tua-bin gió như sau:

1.1 Nacelle (vỏ bọc)

Nacelle đóng vai trò là lớp vỏ bọc của tua-bin gió, chứa các thành phần chuyển đổi năng lượng động học của gió thành năng lượng cơ học để tạo ra điện. Nacelle được lắp trên đỉnh tháp thép hoặc bê tông cao, có thể dài tới hơn 50 ft và nặng tới 300 tấn hoặc hơn tùy thuộc vào nhà sản xuất và công suất định mức.

Cánh quạt là thành phần cơ bản của tua-bin gió, lấy năng lượng từ gió và chuyển đổi động năng thành năng lượng của hub. Rotor là thành phần đi liền với cánh quạt giúp tạo ra điện năng.

Hub là tâm của rotor mà các cánh rotor được gắn vào, thường được làm bằng gang hoặc thép. Vai trò của hub là chuyển hướng năng lượng từ cánh quạt vào máy phát điện.

1.2 Loop

Trong tua-bin gió, "loop" thường được hiểu là các vòng dây cáp hoặc hệ thống dây điện được thiết kế để có đủ độ dài và linh hoạt khi tua-bin hoạt động. Khi cánh quạt của tua-bin quay và các bộ phận khác di chuyển, các dây cáp cần có khả năng co giãn hoặc dịch chuyển để tránh bị kéo căng quá mức hoặc gãy. Các "loop" này thường được bố trí trong các khu vực như nacelle (phần chứa động cơ) hoặc tháp của tua-bin để đảm bảo rằng các dây cáp vẫn hoạt động ổn định và an toàn trong suốt quá trình vận hành của tua-bin.

Tháp điện gió, thang máy, các đầu nối (thứ tự từ trên xuống)

Tháp điện gió, thang máy, các đầu nối (thứ tự từ trên xuống)

1.3 Tháp điện gió và nền

Tháp điện gió chịu tải trọng của nacella, có chất liệu chính được làm từ thép. Khi tháp càng cao, năng lượng đó sẽ được thu về càng nhiều, từ đó tạo ra dòng điện lớn hơn. Phần nền giúp đảm bảo sự ổn định của tua-bin gió, giúp neo tua-bin gió với mặt đất. Phần lớn các dây điện đơn thuộc dòng HELUWIN WK được sử dụng ở vị trí này của tua-bin gió.

1.4 Thang máy

Trong quá trình lắp đặt, sửa chữa và bảo trì, tất cả các hoạt động đều diễn ra bên trong tháp điện gió. Vì vậy, hầu hết các tua bin gió đều được trang bị thêm hành lang và thang máy để vận chuyển phụ tùng và công cụ nhỏ vào bên trong nacelle.

1.5 Các đầu nối

Cấu trúc phức tạp của tua bin gió yêu cầu nhiều loại cáp khác nhau để phục vụ các chức năng khác nhau. Bên cạnh đó, để lắp đặt và bảo trì hệ thống tua bin nhanh chóng và dễ dàng hơn, các nhà thiết kế đang dần chuyển sang sử dụng các giải pháp "plug ang play". Mục tiêu là tạo ra sự tiện lợi trong việc lắp đặt và bảo trì các hệ thống cáp, từ đó giúp việc lắp đặt và bảo trì các hệ thống điện gió trở nên nhanh chóng và đơn giản hơn.

2. Tại sao dây điện đơn được sử dụng cho các ứng dụng tua-bin gió?

Việc cung cấp năng lượng cho động cơ của tua-bin gió đòi hỏi phải có dây cáp điện chắc chắn, có khả năng chịu được những thách thức về môi trường và ứng suất cơ học như gió mạnh, tia cực tím, hơi muối. Chuyển động của cánh rô-to và động cơ tạo ra mô-men xoắn trên các bộ phận, bao gồm cả cáp, do đó, cần phải xem xét cụ thể đến các ứng suất xoắn - cũng như kéo – của dây cáp điện. Các bộ phận chuyển động của tua bin cũng làm tăng thêm tầm quan trọng vốn đã cao của việc lựa chọn dây cáp phù hợp.

Nhìn chung, dây điện đơn tương đối cứng và khó uốn cong, không dễ bị oxy hóa trong quá trình sử dụng và có tuổi thọ cao. Dây điện đơn chỉ bao gồm một lõi dẫn điện duy nhất, phù hợp để sử dụng lắp đặt ở những vị trí có nhiều khúc cua, góc, và xoắn.

>>Xem thêm: Dây điện đơn là gì? Đặc điểm và ứng dụng của dây điện đơn

3. Dây điện đơn dùng cho ngành điện gió cần đáp ứng những tiêu chí nào?

Dây điện đơn được sử dụng ở một số vị trí như nacelle, máy phát điện và tháp điện gió

Dây điện đơn được sử dụng ở một số vị trí như nacelle, máy phát điện và tháp điện gió

3.1 Có khả năng chống mài mòn

Trong hệ thống tua-bin gió, dây điện đơn được sử dụng ở một số vị trí như nacelle, máy phát điện và tháp điện gió. Chuyển động xoắn do hoạt động của tua-bin gió có thể làm hỏng độ dày của dây cáp điện, gây hư hỏng đối với lớp cách điện và các sợi đồng theo thời gian. Do đó, các sản phẩm dây điện đơn dùng trong tua-bin gió cần được làm từ các vật liệu đàn hồi nhiệt nhựa dẻo, vật liệu PUR…, cung cấp thêm một lớp bảo vệ cho dây cáp điện. Bên cạnh đó, lớp bọc bên ngoài của dây điện đơn phải có độ bám dính thấp để đảm bảo dây cáp trượt qua nhau một cách trơn tru.

3.2 Dây điện đơn cần chịu được môi trường có nhiệt độ cao

Các tua-bin gió được lắp đặt ở nhiều khu vực khác nhau (trên đất liền, ngoài khơi, các khu vực có địa hình cao…), do đó thường xuyên phải hoạt động ở môi trường có nhiệt độ khắc nghiệt, biên độ nhiệt lớn. Một số loại dây điện đơn được làm từ vật liệu tổng hợp đặc biệt, có thể hoạt động ở phạm vi nhiệt độ từ -55°C đến +145°C.

3.3 Dây điện đơn cần có khả năng chống xoắn

Trong tua-bin gió, hệ thống dây cáp điện được bố trí theo dạng vòng (cable loop) để đảm bảo rằng nacelle và cánh quạt có thể xoay vào vị trí tối ưu dựa trên hướng gió. Việc bố trí này giúp đảm bảo quá trình truyền tải năng lượng và dữ liệu ổn định khi cánh quạt và nacelle di chuyển hoặc xoay.

Các loại dây điện đơn được sử dụng để bố trí theo dạng vòng cần có khả năng xoắn đến 3 lần xung quanh trục của chúng.

Do đó, để đảm bảo khả năng tương thích, các sản phẩm dây điện đơn của dòng WK đã phải trải qua nhiều bài kiểm tra nghiêm ngặt:

  • Đã được thử nghiệm trong hơn 15.000 chu kỳ xoắn
  • Cho các vùng khí hậu từ -40°C đến +145°C
  • Chống dầu, ôzôn và tia cực tím
  • ·Đạt được nhiều phê duyệt
  • Kẹp cáp (cable grip)

Dây điện đơn chống xoắn

3.4 Dây điện đơn phải có khả năng chống dầu

Nhiều bộ phận cơ khí trong tua-bin gió cần sử dụng dầu bôi trơn và dầu thủy lực để vận hành như hộp số, ổ trục, và các hệ thống điều khiển. Dầu này có thể rò rỉ hoặc lan ra các khu vực xung quanh, tiếp xúc trực tiếp với dây cáp điện. Khi tiếp xúc lâu dài, dầu có thể làm suy yếu, gây nứt hoặc làm cứng lớp vỏ bọc, dẫn đến hỏng cáp, gây rủi ro về an toàn và làm giảm tuổi thọ của dây điện đơn. Vì vậy, các sản phẩm dây điện đơn HELUWIND WK được kiểm nghiệm về độ bền lâu dài, ngoài các quy trình thử nghiệm tiêu chuẩn của VDE hoặc UL (Oil Res I, Oil Res II).

3.5 Dây điện đơn cần không chứa halogen

Một số tua-bin gió được lắp đặt ở những vị trí xa xôi hoặc trên biển, nơi việc tiếp cận để xử lý sự cố gặp nhiều khó khăn. Nếu xảy ra cháy nổ, hệ thống cáp không chứa halogen có thể hạn chế sự lan rộng của lửa, bảo vệ hệ thống điện và giúp giảm thiểu rủi ro cho con người và thiết bị.

Ngoài ra, khí halogen khi tiếp xúc với hơi nước trong không khí có thể tạo ra axit, gây ăn mòn các thiết bị kim loại và làm hỏng các hệ thống xung quanh. Trong các tua-bin gió, điều này đặc biệt quan trọng vì hệ thống điện và điều khiển phải được bảo vệ khỏi các tác động ăn mòn, giúp tăng tuổi thọ và độ bền cho thiết bị.

>>Xem thêm: Khám phá các dòng dây điện đơn của HELUKABEL

4. Một số sản phẩm dây điện đơn cho ngành điện gió của HELUKABEL

Với danh mục sản phẩm phong phú, HELUKABEL cung cấp các giải pháp tối ưu cho tua-bin gió trên đất liền và ngoài khơi, cũng như các trang trại điện gió.

4.1 Dây điện đơn HELUWIND® WK POWERLINE ALU

Sản phẩm dây điện đơn HELUWIND® WK POWERLINE ALU với nhiều phiên bản khác nhau, đáp ứng nhu cầu đa dạng của người sử dụng

Phiên bảnPhạm vi nhiệt độ hoạt động (Chuyển động, lắp đặt cố định)
Bán kính uốn cong tối thiểu (Chuyển động, lắp đặt cố định)
Vật liệu của lớp vỏPhạm vi tiết diện
0,6/1 kV-20°C đến +90°C, -40°C đến +90°C
10x Outer-Ø, 4x Outer-Ø
PVC đặc biệt70 – 400 mm2
ROBUST 0,6/1 kV-20°C đến +90°C, -40°C đến +90°C
10x Outer-Ø, 4x Outer-Ø
PUR đặc biệt70 – 400 mm2
1,8/3 kV-20°C đến +90°C, -40°C đến +90°C
10x Outer-Ø, 4x Outer-Ø
PVC đặc biệt185 – 400 mm2
ROBUST 1,8/3 kV-20°C đến +90°C, -40°C đến +90°C
10x Outer-Ø, 4x Outer-Ø
PUR đặc biệt185 – 400 mm2
HALOGEN-FREE 1,8/3 kV-20°C đến +90°C, -40°C đến +90°C
10x Outer-Ø, 4x Outer-Ø
TPE-O không chứa halogen185 – 400 mm2

Phụ kiện cáp cho dây điện đơn HELUWIND WK

Phụ kiện cáp cho dây điện đơn HELUWIND WK

Các phiên bản dây điện đơn của dòng cáp HELUWIND® WK POWERLINE ALU phù hợp sử dụng trong nhiều lĩnh vực năng lượng và kỹ thuật nhà máy. Với tính linh hoạt cao và trọng lượng nhẹ, thời gian lắp đặt tại công trình có thể được giảm đáng kể. Sản phẩm HELUWIND® WK POWERLINE ALU chỉ có thể được xử lý bằng phương pháp bấm đầu nối (crimping method) HELUKABEL® C8, đã được chứng nhận theo tiêu chuẩn IEC 61238-1 Loại A.

Đặc biệt, phiên bản 1,8/3 kV có thể được sử dụng để chôn trực tiếp, trong khi phiên bản ROBUST có khả năng chống mài mòn và ứng suất cơ học cao

Dây điện đơn H05Z-K và H07Z-K / 07Z-K

Dây điện đơn H05Z-K và H07Z-K / 07Z-K

4.2 Dây điện đơn H05Z-K và H07Z-K / 07Z-K

Đây là hai sản phẩm dây điện đơn không chứa halogen, có khả năng chậm cháy, kháng ozone, phù hợp với các ứng dụng đòi hỏi phát sinh khói và khí ăn mòn thấp trong trường hợp hỏa hoạn. Bên cạnh đó, hai loại dây điện đơn này có nhiều màu sắc và tiết diện khác nhau, giúp người sử dụng dễ dàng phân biệt các loại dây theo chức năng như dây pha, dây trung tính, dây tiếp địa…

Datasheet của dây điện đơn H05Z-K

Datasheet của dây điện đơn H07Z-K / 07Z-K

Dây điện đơn FIVENORM

4.3 Dây điện đơn FIVENORM H07V2-K / 07V2-K / H07V-K / 07V-K

Dây điện đơn FIVENORM đáp ứng các tiêu chuẩn về chất lượng phổ biến như HAR - UL AWM - UL MTW - CSA AWM - CSA TEW, phù hợp để sử dụng trên phạm vi toàn thế giới. Bên cạnh đó, dòng cáp này cũng có nhiều tùy chọn màu sắc, tiết diện dao động từ 1.5 – 150 mm2, phạm vi điện áp lên đến 1000 V (AC) và 1250 V (DC).

Dây điện đơn HELUTHERM® 145 và HELUTHERM® 145 UL/CSA 600V

4.4 Dây điện đơn HELUTHERM® 145 và HELUTHERM® 145 UL/CSA 600V

Dây điện đơn HELUTHERM® 145 và HELUTHERM® 145 UL/CSA 600V có phạm vi nhiệt độ hoạt động từ -35°C đến +120°C (ứng dụng chuyển động) và -55°C đến +145°C (lắp đặt cố định). Với nhiều màu sắc khác nhau và đa dạng về mặt tiết điện, đây là hai sản phẩm dây điện đơn chịu nhiệt dùng cho thiết bị chiếu sáng, máy sưởi, máy móc điện, hệ thống chuyển mạch và bộ phân phối trong thiết bị công nghiệp cũng như nhà máy và máy móc xây dựng; thích hợp để lắp trong ống, trên và dưới thạch cao, trong ống dẫn lắp đặt kín, cũng như cho hệ thống giao thông và các ứng dụng ngoài trời.

Nếu vẫn còn băn khoăn về các giải pháp cho ngành điện gió , đừng quên liên hệ ngay đội ngũ kỹ sư của HELUKABEL Việt Nam để được giải đáp chi tiết.

HELUKABEL® Vietnam

905 Nguyễn Kiệm, Phường 3, Quận Gò Vấp, Thành phố Hồ Chí Minh 700000, Việt Nam

Tel. +84 28 77755578 | info@helukabel.com.vn | www.helukabel.com.vn

Trở lại bảng tin