Tủ điện là gì? Phân loại và ứng dụng

Tủ điện là gì? Phân loại và ứng dụng của các loại tủ điện được phổ biến hiện nay. Nắm vững được các chức năng cơ bản, giúp bạn dễ dàng sử dụng và chọn lựa hơn. 

1. Tủ điện là gì?

[caption id="attachment_4798" align="aligncenter" width="600"] Tủ điện là gì?[/caption]

Trong công nghiệp hay dân dụng thì tủ điện vẫn luôn là một bộ phận mà không thể thiếu trong bất kỳ công trình nào. Từ nhà máy điện đến các trạm biến áp, các hệ thống truyền tải phân phối điện từ công nghiệp đến dân dụng.

Trong tiếng Anh tủ điện được gọi là “Electrical cabinet”, từ cabinet được hiểu như một chiếc tủ có ngăn kéo, nắp đậy lưu trữ bộ phận bên trong.

Tủ điện là nơi dùng để chứa đựng các thiết bị như công tắc, nút nhấn, đèn, cầu giao, đồng hồ, realy, khởi động từ,… Thường chúng sẽ có hình chữ nhật hoặc hình vuông tùy theo vị trí và mục đích sử dụng.

Chúng ta sẽ hay thường xuyên thấy các tủ điện ở mọi nơi như trong nhà, trên đường, trong các nhà máy tại các thiết bị máy móc hay hệ thống lớn.

2. Cấu tạo và chức năng tủ điện

Cấu tạo tủ điện

Cấu tạo của tủ điện công nghiệp bao gồm hai phần là vỏ tủ điện và phần chứa đựng bên trong.

Vỏ tủ điện

• Được làm từ những tấm kim loại hoặc composite với kích thước và độ dày khác nhau theo nhu cầu sử dụng.
• Trong các ứng dụng thông thường, tủ điện thường được sơn tĩnh điện trơn hoặc nhăn với các màu sắc khác nhu tùy theo lĩnh vực sử dụng hoặc yêu cầu của thiết kế.
• Thông thường hai màu chính cho tủ điện là xám và cam, màu đỏ thường dành cho tủ PCCC.

Phần chứa đụng bên trong

• Bên trong gồm các module khác nhau với số lượng cố định để điều khiển hoạt động của hệ thống điện.
• Phần chứa đựng bên trong ngoài ba thiết bị Aptomatm, Nút nhấn, Rơ le, các tủ điện công nghiệp còn có các bộ phận khác không kém phần quan trọng như: lưới lọc bụi và quạt hút tủ điện; Relay bảo vệ pha, relay nhiệt, đèn báo, Contacor; cầu đấu điều khiển (Domino); biến tần; PLC (Programmable Logic Controller)...

Chức năng tủ điện

Có thể kể đến ba chức năng chính sau:

• Tủ điện được sử dụng để điều khiển 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 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.

3. Phân loại tủ điện

Phân loại theo lĩnh vực ứng dụng

Tủ điện công nghiệp

Tủ điện công nghiệp còn có tên tiếng Anh là Industrial Electrical Cabinet, thường được chuyên dùng trong các ngành công nghiệp. Tủ phải đảm bảo được về các tiêu chuẩn như độ ổn định, bền bỉ, sự liên tục, hoạt động chính xác với thời gian dài trong nhiều môi trường làm việc khác nhau.

Tủ điện công nghiệp có cấu trúc mạch điều khiển phức tạp, dùng trong các công trình lớn nhỏ của nhà xưởng, nhà máy,…

Tủ điện dân dụng

Như tên gọi, loại tủ điện này được sử dụng phổ biển trong các hộ gia đình, các chung cư mini, văn phòng,… Chúng được trang bị để bảo quản các thiết bị bên trong như contactor, aptomat, ổ cắm, biến áp, cầu giao,…

Tủ sẽ có kích thước và công suất nhỏ hơn tủ công nghiệp. Trên hết nó bảo vệ sự an toàn cho người vận hành hệ thống.

Phân loại tủ điện theo điện thế

Tủ điện cao thế

Điện cao thế là một dòng điện có điện áp lớn có thể gây hại đến sinh vật sống nếu chúng ta không kiểm soát chặt chẽ và liên tục. Thường dòng điện này sẽ được ít thấy trong mạng lưới dân dụng vì chúng được dùng chủ yếu trong việc phân phối điện nặng.

Tủ điện cao thế giúp bảo vệ các thiết bị điều khiển, giảm tối đa việc bị ngấm nước, chập mạch do ảnh hưởng thời tiết như mưa bão. Đồng thời cách ly người sử dụng điện và các thiết bị điện đảm bảo mức độ an toàn khi vận hành.

Tủ hạ thế

Tủ hạ thế chỉ sử dụng nguồn điện ở mức 0,4kV vậy nên muốn sử dụng được nguồn điện trên các đường dây trung thế và cao thế thành nguồn điện chuẩn thì bắt buộc phải qua các trạm hạ thế.

Chúng bảo vệ các thiết bị điện quan trọng bên trong trước sự thay đổi, chuyển biến của thời tiết. Đảm bảo đường truyền điện hoạt động ổn định và an toàn.

Phân loại tủ điện theo chức năng

Tủ phân phối

Tủ phân phối là nơi chia nguồn điện thành các mạch riêng biệt gồm hai loại thường thấy là tủ điện MSB và tủ điện DB.

Tủ điều khiển

Là loại tủ dùng để điều khiển và bảo vệ các động cơ, may bơm có công suất lớn trong các nhà xưởng, nhà máy, các trạm bơm, trạm trộn bê tông,… có thể vận hành bằng tay hoặc tự động và thực hiện các yêu cầu được lập trình sẵn theo ý người sử dụng.

Tủ ATS

Là loại tủ giúp chuyển đổi nguồn tự động, giống như máy phát tự khởi động và đóng điện cho phụ tải khi mất điện.

Loại này dùng trong các khu công nghiệp, trung tâm thương mại, khu chung cư.

4. Các loại tủ điện phổ biến hiện nay

Tủ điện phân phối chính MSB

 

Tủ điện tổng MSB còn có tên tiếng Anh là Main Distribution Switch Board. Được thiết kế sử dụng trong nhà để phân phối cho các phụ tải công suất lớn. Với ưu điểm là thiết kế theo kiểu module được đặt cạnh nhau tạo thành một hệ phối phối điện bao gồm ngăn vào, ngăn phân đoạn, ngăn phân phối.

Chức năng chính của chúng là đóng cắt, bảo vệ an toàn cho hệ thống phụ tải. Loại tủ này được lắp đặt ngay sau các trạm hạ thế từ 15kV xuống 380VAC. Có dòng điện định mức lên đến 6300A.

Tủ điện phân phối chính MSB được thiết kế với nhiều ngăn với chức năng riêng biệt như:

• Ngăn chứa ACB/MCCB tổng.
• Ngăn chứa MCCB/MCB ngõ ra tải.
• Ngăn chứa tụ bù
• Ngăn chứa khối chuyển nguồn ATS
• Giám sát từ xa thông qua GPRS,…

Tủ điện phân phối DB

 

Tủ điện phân phối DB có tên tiếng Anh là Distribution Board được thiết kế sử dụng trong các phân xưởng, nhà máy hay phân phối điện cho một tầng trong tòa nhà.

Tủ DB được thiết kế với gọn nhẹ, thuận lợi cho việc lựa chọn để sử dụng vào công trình. Tính thẩm mỹ của tủ cao, an toàn và thuận tiện vận hành.

Tủ chuyển mạch ATS

Tủ chuyển mạch ATS có tên gọi khác là Automatic Transfer Switches, được sử dụng ở những nơi có phụ tải đòi hỏi phải cấp điện liên tục.

Để cấp điện cho tải khi có sự cố phía nguồn lưới thường dùng là nguồn dự phòng là máy phát điện. Trong trường hợp tủ điện ATS có nhiệm vụ tự động chuyển đổi nguồn cung cấp từ lưới sang nguồn dự phòng để cấp điện trở cho nguồn tải hoạt động.

• Điện áp định mức: 380V/415V
• Dòng điện định mức: 1600A/2000A/2500A/3200A/6300A
• Thời gian chuyển mạch: 5-10s

Tủ điện MDB

Tủ điện MDB hay còn gọi là Main Distribution Board, chúng thường được lắp ở sau tủ tổng MSD và lắp phía trước tủ DB. Là tủ phân phối chính đóng vai trò trung gian trong hệ thống điện hạ thế.

Nó có nhiệm vụ lấy nguồn điện từ tủ điện phân phối tổng (MSB) để cung cấp cho các phụ tải. Đặc biệt, thiết bị này điều khiển tốt cho các động cơ để tránh tình trạng quá tải điện.

Tủ điện MDB được thiết kế và lắp ráp đạt chuẩn, các thành phần bên trong tủ điện được bố trí hợp lý phù hợp với nhu cầu sử dụng.

Một tủ điện MDB sẽ có những thành phần chính như sau:

• Ngăn chứa các thiết bị bảo vệ chính bao gồm MCCB, ACB…
• Ngăn chứa các thiết bị bảo vệ ngõ tải trong quá trình vận hành đó là ACB, MCB, MCCB…
• Ngoài ra, tủ điện phân phối chính còn có các bộ phận bảo vệ khác như relay chạm đất, relay bảo vệ pha, relay quá dòng, ngăn chứa tụ bù,… để đảm bảo an toàn cho toàn bộ hệ thống điện.

Tủ điện điều khiển trung tâm MCC

Tủ điện điều khiển trung tâm MCC ( Motor Control Center ) hay còn được gọi là tủ điện điều khiển động cơ. Dùng để điều khiển và bảo vệ các động cơ, máy bơm,… có công suất lớn.

Tủ điện MCC có thể chứa các thành phần chính như:

• Bộ điều khiển trung tâm PLC.
• Thiết bị đóng cắt MCCB/MCB.
• Contactor
• Relay
• Timer
• Biến tần
• Khởi động mềm
• Khởi động sao – tam giác.

Tủ điều khiển PLC

Tủ điều khiển PLC là loại tủ điện bên trong có chứa bộ điều khiển lập trình PLC. PLC được lập trình dựa trên phần mềm của nó và có thể điều khiển vận hành các cơ cấu chấp hành một cách tự động.

Tủ PLC thường được áp dụng cho các hệ thống máy móc, dây chuyền sản xuất công nghiệp,… để nhân viên vận hành và giám sát từ xa thông qua màn hình cảm ứng HMI hoặc PC.

Tủ tự bù

Tủ dùng để bù công suất cho các phụ tải trong phân xưởng các dây chuyền sản xuất, các phụ tại thương mại lớn, công suất bù đến 600kVAR. Phương thức điều chỉnh dung lượng bù và bảo vệ tụ đáp ứng các yêu cầu của người dùng.

Tủ PCCC

Phòng cháy chữa cháy là một vấn đề quan trọng mà trong bất kỳ lĩnh vực, địa điểm nào cũng phải cần tới. Từ trường học, bệnh viện, nhà máy, xí nghiệp đến hộ gia đình cũng nên có. Từ đó tủ điện phòng cháy chữa cháy ra đời đã khiến cho hệ thống bảo vệ phòng cháy chữa cháy ngày một an toàn.

Tủ điện PCCC còn được gọi là Electrical cabinet fire suppression được đặt ở chế độ tự động, hoạt động theo một quy trình cụ thể.

>>> Xem thêm: Tủ điện công nghiệp là gì?