TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TỦ ĐIỆN

I. TÌM HIỂU CHUNG VỀ TỦ ĐIỆN, TỦ ĐIỆN CÔNG NGHIỆP:

Hiện nay tủ điện là một sản phẩm không thể thiếu trong mỗi hộ gia đình hay các nhà máy, xí nghiệp. Dù là tủ điện công nghiệp hay tủ điện dân dụng thì chúng đều có những vai trò vô cùng quan trọng. Hôm nay chúng ta sẽ cùng các bạn nghiên cứu về tủ điện công nghiệp với những tìm hiểu về khái niệm, chức năng và ứng dụng nhé!

Tủ điện là nơi chứa các thiết bị điện, các đấu nối, mạch điều khiển, cầu dao,… nhằm điều khiển hệ thống cung cấp điện cho một hệ thống phụ tải nào đó. Chúng thường có hình chữ nhật hoặc hình vuông, tùy theo vị trí và mục đích sử dụng. Tủ điện là bộ phận không thể thiếu được trong các hệ thống cung cấp điện, từ các gia đình đến các nhà máy, tòa nhà cao tầng. Mục đích của tủ điện là để tách biệt các thiết bị điều khiển mạng lưới điện tránh xa người sử dụng thông thường.

Tủ điện công nghiệp là các tủ điện được sử dụng trong tất cả các ngành công nghiệp, phải đảm bảo các tiêu chí về độ bền bỉ, độ ổn định, liên tục và chính xác trong thời gian dài dưới các môi trường làm việc khác nhau. Tủ điện công nghiệp là tủ điện của những nơi cần cung ứng điện với công suất lớn, chúng thường có cấu trúc lớn so với các tủ điện nhỏ tại gia đình, có hệ thống kết nối và các cấu trúc mạch điều khiển phức tạp.

II. PHÂN LOẠI TỦ ĐIỆN:

Hiện nay có khá nhiều tiêu chí để phân loại tủ điện. Ta có thể kể đến một số cách phân loại hay thấy như sau:

• Theo điện thế: có Tủ điện cao thế, Tủ điện trung thế và Tủ điện hạ thế
• Theo chức năng: Tủ điện phân phối, Tủ điện điều khiển, Tủ điện động lực,…
• Theo lĩnh vực ứng dụng: Tủ điện công nghiệp và Tủ điện dân dụng

1. Phân theo điện thế:  a. Tủ điện cao thế:

• Tủ điện cao thế rất ít khi gặp trong mạng lưới điện dân dụng bởi vì dể đảm bảo an toàn cho người và các thiết bị điện thì chúng ta thường dùng các trạm điện điện trung thế và hạ thế. Tuy nhiên, trong những điều kiện đặc biệt nguồn điện cao thế vẫn được sử dụng đặc biệt trong việc truyền tải điện từ nhà máy điện, và sau các trạm điện cao thế nào thường sẽ có dùng tủ điện cao thế để cất giữ các thiết bị điều khiển, các loại cầu giao công tắc và đầu nối.
• Tủ điện cao thế có tác dụng gì?

Dòng điện cao thế là dòng điện rất nguy hiểm vì vậy chúng cần được kiểm tra giám sát rất khắt khe, các tủ điện cao thế giúp sắp xếp các thiết bị điều khiển 1 cách có trật tự tạo điều kiện cho qua trình điều khiển, xử lý sự cố, kiểm tra giám sát tình hình chung. Đặc biệt chúng còn đảm bảo cách ly cho người tiếp xúc với các thiết bị điện, tăng độ an toàn cho người sử dụng. Tủ điện cao thế cũng giúp bảo vệ các thiết bị điều khiển, giảm thiếu tối đa việc bị ngấm nước, chập mạch, bụi bẩn vừa để nâng cao tuổi thọ thiết bị vừa để tăng độ an toàn cho mạng lưới và hệ thống…

• Vậy tủ điện cao thế được làm bằng chất liệu gì?

Tủ điện cao thế thường được làm bằng tôn dày, và sơn loại sơn cách điện để đảm bảo không có các trường hợp phóng điện khi có sự cố. Tủ điện cao thế được sản xuất với chất lượng rất tốt giúp chúng hoạt động tốt trong thời gian dài và tăng cường độ an toàn cho người sử dụng.

Các thiết kế hoặc mẫu mã của tủ điện cao thế thường rất đa dạng nhằm phục vụ các mục đích dùng khác nhau, khách hàng cũng có thể đặt mẫu tủ điện cao thế theo yêu cầu khi liên hệ với các công ty chuyên sản xuất tủ điện các loại.

b. Tủ điện trung thế:

• Tủ trung thếđược sử dụng để đóng ngắt và bảo vệ các đường dây cung cấp điện trung thế. Tủ trung thế thường hay được lắp đặt trong nhà máy phát điện, các trạm truyền tải và phân phối điện, hay các trạm phân phối điện trong khu công nghiệp, khu dân cư, hoặc trong các trạm điện trung thế của các trạm khách hàng sử dụng điện trung thế như: tòa nhà, nhà máy, cảng biển, sân bay và thường được đặt trước các trạm hạ thế. ( Theo sơ đồ minh họa dưới đây)
• 
• Phân loại tủ trung thế ?

– Tủ trung thế: VCB, LBS, DS

– Tủ RMU

– Tủ ATS trung thế

– Tủ tụ bù trung thế

– Tủ nhị thứ

Một số hình ảnh tủ trung thế:

  Quy trình lắp đặt tủ trung thế ?

– Hiểu rõ sơ đồ nguyên lý của hệ thống tủ RMU trung thế cần lắp đặt

– Đọc hiểu bảng vẽ đấu nối nhị thứ các thiết bị bảo vệ và đo đếm cần thiết.

– Đọc hiểu Tài liệu hướng dẫn lắp đặt vận hành (Installation and Operation Manual) của nhà sản xuất

– Chuẩn bị đầy đủ các phụ kiện cần thiết cho tủ điện như: đầu nối cáp, cáp điện, nguồn dự phòng, các thiết bị nâng đỡ, các dụng cụ cơ khí cầm tay phù hợp

– Tiến hành lắp đặt: tuân thủ các bước trong Tài liệu hướng dẫn lắp đặt vận hành. Sử dụng các dụng cụ cơ khí cầm tay phù hợp.

– Trước khi tiến hành lắp đặt cần lập bảng sơ đồ khối của phần điện cần lắp đặt

– Chuẩn bị đầy đủ các vật liệu phụ nhưng cần thiết cho tủ điện như: các đầu mối điện, timer, các vòng số, thanh sắt dùng cài các kđt…

– Tiến hành lắp đặt: Chuẩn bị một miếng ván ép hoặc phíp hoặc bảng sắt tùy điều kiện, lắp các cơ phận lên bảng.

– Dà soát hệ thống: kiểm tra độ an toàn điện của bảng với các bộ phận đã lắp trên bảng. Phải tuyệt đối đúng với quy trình như trong thiết kế chuẩn ban đầu.

– Kiểm tra hệ thống với việc điện lưới nối tiếp với một bóng đèn khoảng 300W

Sau đó thử lại với một tải khác. Tiến hành lắp hết các bộ phận khác vào trong tủ.

– Thực hiện kéo dây điện từ các động cơ vào tủ điện trung thế, kéo điện lưới về, làm khung cho chân của tủ.

– Lựa chọn dây nối đất sao cho hợp lý, đúng tiêu chuẩn, an toàn như: dây nối đất của tủ phải cùng loại, là loại dây mềm, dẹt, đan lưới…

– Để có thể lắp đặt được một hệ thống tủ điện trung thế yêu cầu trước tiên là bản sơ đồ khối phải tuyệt đối chuẩn xác.

2. Tủ hạ thế:

• Tủ điện hạ thếlà vị trí mà tại đó, nguồn cung cấp điện được chia thành các mạch riêng biệt, mỗi mạch trong số đó được quản lý và đảm bảo bằng cầu chì hoặc các thiết bị chuyển mạch của tủ điện như máy cắt, aptomat…. Tủ điện hạ thế đóng vài trò quan trọng trong các công trình dân dụng và công nghiệp. Chúng ta biết rằng đặt ngay sau các trạm hạ thế là các tủ điện phân phối hạ thế. Có chức năng chính là đóng cắt, bảo vệ an toàn cho hệ thống điện phụ tải. Trong dân dụng cũng như trong công nghiệp đều sử dụng nguồn điện chuẩn sau các trạm hạ thế này..
• Hệ thống tủ hạ thế bao gồm các loại tủ điện vận hành ở mức điện áp hạ tế 0,4 kV. Với nhu cầu đảm bảo chất lượng, tính ổn định của nguồn điện cung cấp cho doanh nghiệp, dân cư, nó bao gồm tủ phân phối hạ thế, tủ bù hạ thế và tủ điều khiển hạ thế.
• 
• Khi điện năng được truyền tải từ nhà máy phát điện tới khu công nghiệp, hay dân cư sẽ được hạ áp xuống khi đi qua trạm biến áp. Và ngay sau đó sẽ có một hệ thống tủ điện hạ thế bao gồm:
  • Tủ bù hạ thế với chức năng bù công suất phản kháng vào lưới điện, nâng cao hệ số công suất.
  • Tủ phân phói hạ thế với chức năng phân phối điện cho từng khu và bảo vệ an toàn cho máy biến áp khi có hiện tượng quá áp, quá dòng xảy ra.
• Để đảm bảo chức năng của hệ thống tủ điện hạ thế, tất cả các thiết bị điện trong tủ hạ thế đều phải kiểm định chất lượng một cách nghiêm ngặt. Nó bao gồm:
  • MCCB công suất lớn, được tính toán tổng theo khu công nghiệp, khu dân cư đảm bảo việc đóng cắt và xử lý an toàn khi có sự cố.
  • Các thanh cái đồng để kết nối các thiết bị điện được lắp ráp căn cứ vào bảng lựa chọn thanh đồng theo quy định dòng định mức. Theo catalogue thanh cái đồng thì ứng với bề dày và rộng khác nhau sẽ chịu được dòng điện nhất định, phải tính toán hợp lý để dự trù tải phát sinh sau này.
  • 
• Đặc thù của tủ điệ hạ thế thường được lắp đặt ngoài trời nên phải lưu ý trong quá trình thiết kế và gia công vỏ tủ:
  • Kích thước phải đạt chuẩn theo tỉ lệ và yêu cầu của khách hàng , căn cứ theo bản vẽ của tủ điện hạ thế.
  • Phải đảm bảo sơ đồ nguyên lý tủ điện hạ thế được triển khai lắp đặt một cách dễ dàng, không bị thiếu không gian.
  • Tham khảo thêm tiêu chuẩn tủ điện hạ thế để điều chỉnh thiết kế và gia công cho phù hợp với quy định chung.
  • Vỏ tủ phải thuận tiện trong quá trình lắp đặt tủ điện hạ thế sau này, cũng như theo quy trình bảo dưỡng. Ngoài ra vỏ tủ điện phải được sơn tích điện đảm bảo bền bỉ trước điều kiện môi trường ngoài trời.
  • 2. Phân theo chức năng :
  • Tủ điện phân phối (Tủ DP):

• Tủ điện phân phối DB(Distribution Board) là tủ phân phối được sử dụng trong các mạng điện hạ thế. Vị trí của tủ DB thường là sau các tủ phân phối tổng (MSB) để chúng có thể hỗ trợ cung cấp truyền tải điện cho mạng lưới điện hạ thế. Dòng điện định mức có thể đến 1000A, cung cấp điện cho 1 nhóm thiết bị hoặc thiết bị đầu cuối (máy bơm, động cơ, máy móc…). Tủ được đặt gần phụ tải, bên trong tủ bao gồm MCB/RCCB, đèn báo pha, cầu chì. Một số tủ đặc biệt có gắn đồng hồ kWh, Amper kế, Volt kế, bảo vệ mất pha, tụ bù…
• Tủ điện phân phối được sử dụng trong các mạng điện hạ thế, lắp đặt tại phòng vận hành kỹ thuật điện của các công trình công nghiệp, nhà máy, xưởng công nghiệp, trung tâm thương mại, chung cư, trường học, cầu cảng, sân bay…

THÔNG SỐ KỸ THUẬT SẢN PHẨM TỦ PHÂN PHỐI NGUỒN DB

• Dưới đây là các thông số kỹ thuật của sản phẩm tủ điện phân phối nguồn DB mà bạn có thể tham khảo:
• Thông số kỹ thuật cơ khí:

• Thông số kỹ thuật điện:

• Có thể lắp nhiều thiết bị khác nhau như: Cầu dao cách ly, MCCB, MCB, ELCB hoặc đấu nối trực tiếp. Đầu ra là MCB, 1 cực hoặc 3 cực loại gắn trên din-rail.
  – Số ngõ ra lên đến 20 ngõ ba pha (tương ứng 60 cực).
• Tủ điện điều khiển:

• Tủ điện điều khiểnlà tủ điện động cơ dùng để điều khiển và bảo vệ động các động cơ, máy bơm.. có công suất lớn trong các nhà máy, xưởng sản xuất, các trạm bơm, trạm trộn bê tông,… Có nhiều loại tủ điện điều khiển khác nhau dựa vào các phương thức khởi động, điều khiển tùy thuộc vào loại động cơ và yêu cầu của khách hàng như là: khởi động trực tiếp, khởi động sao tam giác, khởi động mềm, biến tần,… Tủ điện điều khiển có các thành phần chính: Thiết bị đóng cắt MCCB/MCB, Contactor, Relay, Timer, Bộ biến tần (Inverter), Khởi động mềm (Soft Starter), hay bộ khởi động sao – tam giác. Tủ điện khiển gồm: tủ điều khiển bằng phương pháp khởi động cứng, tủ điều khiển bằng phương pháp khởi động mềm, tủ điều khiển biến tần, tủ điện điều khiển chiếu sáng, tủ điện điều khiển máy bơm chữa cháy, tủ điện điều khiển PLC,… Chuyên sản xuất theo thiết kế, lắp đặt thi công tủ điện điều khiển cho các công trình dân dụng, văn phòng, nhà xưởng,…
• Tủ điện điều khiểnmang lại nhiều chức năng hữu ích như cấp nguồn động lực cho động cơ, điều khiển chế độ khởi động, giám sát và bảo vệ động cơ.Tùy thuộc vào mẫu mã của từng loại động cơ và yêu cầu của khách hàng như : Khởi động trực tiếp ( DOL), khởi động Sao-Tam giác ( Star-Delta), khởi động mềm ( Softstarter), Biến tần ( Inverter). Tủ điều khiển bảo vệ động cơ khi ngắn mạch, quá tải, mất pha, quá áp hay thấp áp,…
• Tủ điều khiển động cơ ứng dụng trong building, văn phòng, nhà máy, khu công nghiệp cho các động cơ bơm, quạt, máy nghiền, máy cắt cũng như các động cơ công suất lớn hoặc động cơ cần thay đổi tốc độ, lưu lượng. Cụ thể như: điều khiển bơm sinh hoạt, bơm cứu hoả, bơm tăng áp, đài phun nước, quạt thông gió tầng hầm, quạt hút khói cầu thang,…
• Tủ điện điều khiển động được thiết kế module hoá về không gian để đảm bảo dễ dàng khi mở rộng hoặc lắp đặt thay thế các thiết bị. Các module điều khiển được thiết kế và bố trí khoa học, thuận thiện cho việc đấu nối và vận hành, bảo dưỡng.
• Các tấm nhãn mác, name plate và kí hiệu đặc trưng được cố định trên từng module hoặc từng thiết bị điều khiển. Có đầy đủ bản vẽ điều khiển của tủ điện. Sẵn sàng tư vấn và thiết kế cho khách hàng các phương án điều khiển phù hợp nhất với động cơ cụ thể như : thiết kế bơm chạy luân phiên, chạy tiếp sức, thiết kế quạt chạy nhiều cấp tốc độ, đảo chiều quay….Hỗ trợ đưa ra giải pháp, lập trình, cài đặt, chuyển giao công nghệ cho các hệ thống động cơ phức tạp hoặc công suất lớn sử dụng khởi động mềm, biến tần, PLC,…
• 
• Tủ điện động lực:
• Tủ điện động lực có chức năng chính là đóng cắt các thiết bị phụ tải có công suất lớn. Tín hiệu điều khiển là từ các bộ điều khiển khả trình như PLC, vi xử lý, máy tính… nó hay đi kèm với các Tủ điện điều khiển.
• 
• 3. Phân theo lĩnh vực ứng dụng:
• Tủ điện công nghiệp:

• Tủ điện công nghiệp là các loại tủ điện được dùng trong rất nhiều ngành khác nhau và được ứng dụng khác nhau. Tủ điện công nghiệp khác với các loại tủ điện gia đình đó là chúng thường được thiết kế với kích thước to hơn, chịu được rất nhiều tác động từ điều kiện thời tiết bên ngoài. Vì thế, loại tủ điện công nghiệp này được sử dụng rất phổ biến ở các công trình lớn.
• Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều loại tủ điện công nghiệp khác nhau. Tùy vào từng ứng dụng và nhu cầu sử dụng mà có các loại tủ điện khác nhau như: tủ điện viễn thông, tủ mạng, tủ điều khiển, tủ điện phân phối…Nên tùy vào từng nhu cầu sử dụng khác nhau có thể lựa chọn được loại tủ điện công nghiệp phù hợp nhất.
• Tủ điện công nghiệp có rất nhiều chức năng, về cơ bản có 3 chức năng chính như sau:
• Tủ điện công nghiệp được sử dụng để điều khiển được mọi hệ thống điện từ của thiết bị cho đến toàn bộ hệ thống như tủ điện điều khiển hoặc tủ điện phân phối.
• Các tủ điện đều được sản xuất trên dây truyền công nghệ hiện đại, đạt các tiêu chuẩn quốc tế IEC nên khi lắp đặt tủ điện công nghiệp tại các công ty hay các khu công nghiệp mang đến sự an toàn nhất cho người sử dụng các thiết bị điện.
• Tủ điện công nghiệp giúp đảm bảo tính liên tục cấp nguồn cho hệ thống điện, hệ thống máy hoạt động luôn đảm bảo được an toàn tránh những rủi ro cho máy và cho mọi người.
• Tủ điện công nghiệp có các ứng dụng chính như sau:
• Tủ điện được dùng để điều khiển máy móc thiết bị và các động cơ điện. Việc sử dụng tủ điện công nghiệp được dùng để quản lý và bảo vệ cho các máy móc hoạt động ổn định nhất. Các loại tủ điện công nghiệp có rất nhiều ưu điểm: công suất lớn, độ bền cao, điều khiển tốt nhất cho các cho các động cơ điện. Tủ điện điều khiển được ứng dụng rất nhiều ở các không gian khác nhau như: nhà máy bơm nước, xưởng sản xuất hay các khu công nghiệp lớn.
• Tủ điện phân phối: Tủ điện phân phối được sử dụng trong các mạng điện hạ thế và là các thành phần quan trọng nhất được lắp đặt tại các phòng kỹ thuật điện tổng của các công trình, xí nghiệp, các trung tâm thương mại…
• Tủ điện công nghiệp được dùng để chiếu sáng và thường được đặt ở những nơi công cộng, điều khiển được hệ thống chiếu sáng ở rất nhiều các khu vực như: khu đô thị, công viên, vườn hoa…cùng với rất nhiều các không gian ngoài trời khác.
• 
  1. Tủ điện dân dụng:
• Tủ điện dân dụnglà thiết bị được dùng để chứa các thiết bị điện như Aptomat, contactor, ổ cắm, cầu giao, biến thế, biến áp, đồng hồ đo điện, bộ điều khiển…vvv ở trong những nhà máy cũng như các công trình xây dựng dân dụng, thương mại.
• Dựa vào nhu cầu sử dụng ta có thể chọn kích thước tủ theo module phù hợp. Mỗi module trong tủ điện sẽ tương ứng với một CB tép tương ứng với chức năng cụ thể.
• Phân loại tủ điện:
• Tủ điện dân dụng trong nhà: có chân đế, đặt trên sàn hoặc treo tường.
• Tủ điện dân dụng ngoài trời: có chân đế cao đặt trên nền, hoặc có tai treo trên cột và có mái dốc nước.
• Tủ điện dân dụng đặc biệt: sử dụng vật liệu có khả năng chống ăn mòn cao (Inox), gioăng chống nước,… theo yêu cầu.
• Tủ điện dân dụngđược thiết kế và sản xuất theo các tiêu chuẩn công nghiệp. Loại vỏ tủ thông thường có dạng hình chữ nhật, có 1 hoặc 2 lớp cánh, mặt trước được gắn đồng hồ đo chỉ số điện năng, đèn báo tín hiệu, bảng điều khiển, màn hình hiển thị…
• Thông tin chi tiết tủ điện dân dụng

+ Vật liệu: Tôn đen sơn tĩnh điện.

+ Kích thước chiều sâu: 250 ÷ 1000mm.

+ Kích thước chiều cao: 800 ÷ 2200mm.

+ Kích thước chiều rộng: 500mm trở lên.

+ Độ dày vật liệu: 1.2mm, 1.5mm, 2.0mm.

+ Màu sắc: Vỏ tủ sơn tĩnh điện màu ghi sần.

+ Yêu cầu khác: mặt kính, 2 lớp cánh, chân đế, tai treo, mái dốc nước, ngăn chống tổn thất,…

• Tủ điện dân dụng là một trong những bộ phận không thể thiếu được, giúp vận hành hệ thống điện được dễ dàng hơn và có thể bảo quản thiết bị được an toàn nâng cao tuổi thọ thiết bị, an toàn cho người vận hành và cho hệ thống điện.
• 
• 
• Ta có bảng đánh giá của một số thương hiệu tại thị trường Việt Nam như sau:

Trên đây là bài viết với lượng kiến thức hạn chế, hi vọng có thể mang đến cho mọi người một vài kiến thức chuyên sâu hơn về các loại tủ hệ thống điện. Chân thành cảm ơn bạn đọc!

Lê Phi Long – Trưởng bộ phận M&E, Công ty TNHH Benihome

Tham khảo

1. https://thnvinafarm.com/may-phat-dien-la-gi