16/07/2024 
Trong nhịp sống hiện đại, sự phát triển của các ngành công nghiệp đòi hỏi hệ thống điện ngày càng hoàn thiện và tối ưu. Do đó, tủ điện công nghiệp đóng vai trò quan trọng. Tủ điện giúp nhà máy điều phối, bảo vệ nguồn điện cho hệ thống máy móc, thiết bị, đảm bảo an toàn và hiệu quả cho hoạt động sản xuất. Trong bài viết dưới đây, Bình Dương AEC sẽ chia sẻ cho bạn những thông tin cơ bản về tủ điện công nghiệp, bao gồm cấu tạo, các loại tủ và quy trình thiết kế. Hãy cùng chúng tôi khám phá nhé!
Tủ điện công nghiệp là gì?
Khái niệm
Tủ điện công nghiệp là hệ thống tủ bao gồm các thiết bị điện được lắp đặt và kết nối với nhau theo sơ đồ mạch điện. Tủ sẽ giúp doanh nghiệp điều khiển hoạt động của động cơ điện, máy móc thiết bị, v.v.. Đồng thời, tủ điện cũng phân phối nguồn điện từ nguồn điện chính tới các phụ tải khác và bảo vệ hệ thống khỏi các sự cố quá tải, ngắn mạch, v.v.
Tủ điện được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp, như: khai thác; sản xuất; chế biến; dệt may; hóa chất; v.v.
Tủ điện công nghiệp là hệ thống tủ bao gồm các thiết bị điện được lắp đặt và kết nối với nhau theo sơ đồ mạch điện
Cấu tạo của tủ điện công nghiệp
Tủ công nghiệp sẽ bao gồm các bộ phận:
- Khung tủ: được làm từ thép hoặc kim loại khác; có khả năng chịu tải cao, đảm bảo an toàn.
- Cánh tủ: có thể được làm từ thép, nhựa hoặc kính; có chức năng bảo vệ các thiết bị bên trong tủ.
- Hệ thống thanh dẫn điện: dùng để dẫn điện từ nguồn vào tủ đến các thiết bị điện khác nhau.
- Thiết bị điện: gồm contactor, cầu dao tự động, rơ le nhiệt, biến áp,.v.v..; có chức năng điều khiển, bảo vệ và phân phối điện.
- Hệ thống điều khiển: gồm PLC, màn hình HMI, v.v.; có chức năng điều khiển và giám sát hoạt động của hệ thống điện.
- Hệ thống an toàn: gồm hệ thống tiếp địa, hệ thống cháy nổ, hệ thống cảnh báo, v.v; có chức năng đảm bảo an toàn cho người sử dụng và thiết bị điện.
Lợi ích
Tủ điện công nghiệp đóng vai trò quan trọng trong hệ thống điện, nhằm đảm bảo:
- Điều khiển và giám sát chính xác hoạt động của hệ thống điện; đảm bảo nguồn điện cung cấp cho các phụ tải một cách ổn định và hiệu quả.
- Bảo vệ hệ thống điện khỏi các sự cố quá tải, ngắn mạch, sụt áp, v.v. đảm bảo an toàn cho người sử dụng và thiết bị điện.
- Tiết kiệm điện năng, giảm chi phí vận hành và bảo trì hệ thống điện.
Các loại tủ điện công nghiệp
Tủ điện điều khiển trung tâm MCC (Tủ điện 3 pha công nghiệp)
Tủ điện điều khiển trung tâm MCC (Motor Control Center) hay còn gọi là tủ điện 3 pha công nghiệp. Đây là một loại thiết bị điện được sử dụng để điều khiển và bảo vệ động cơ điện 3 pha công nghiệp có công suất lớn. Chiếc tủ này đóng vai trò như trung tâm điều khiển, phân phối điện năng và bảo vệ cho nhiều động cơ điện hoạt động cùng lúc. Tủ MCC được thiết kế với nhiều ngăn riêng biệt, mỗi ngăn chứa bộ khởi động, cầu chì hoặc bộ ngắt mạch, thiết bị đo lường và các thiết bị điều khiển cho một hoặc nhiều động cơ.
Tủ MCC là thiết bị điện được sử dụng để điều khiển và bảo vệ động cơ điện 3 pha có công suất lớn
Một số đặc điểm nổi bật của tủ điện 3 pha công nghiệp:
- Tích hợp đa chức năng bảo vệ, điều khiển và phân phối điện trong một tủ duy nhất.
- Trang bị hệ thống bảo vệ động cơ đa dạng (quá tải, quá áp, sụt áp, mất pha, v.v.)
- Thiết kế vỏ tủ chắc chắn, đảm bảo an toàn điện và bảo vệ các thiết bị điện.
- Hệ thống giám sát thông minh giúp theo dõi và điều chỉnh hoạt động của động cơ hiệu quả.
Cấu tạo của tủ điện điều khiển trung tâm MCC bao gồm: khởi động mềm; thiết bị MCCB/MCB; bộ điều khiển PLC; biến tần; contactor; bộ khởi động hình sao hay bộ khởi động mềm. Tủ MCC thường được ứng dụng cho các nhà máy công nghiệp, hệ thống HVAC, hệ thống cấp thoát nước, tòa nhà cao tầng,.v.v.
Tủ điện tổng MSB
Tủ điện MSB (Main Switchboard Board) còn có tên gọi khác là tủ điện phân phối tổng. Đây là loại tủ được lắp đặt ngay sau trạm biến áp hạ thế và đóng vai trò quan trọng trong hệ thống điện hạ thế. 600V là dòng điện định mức tủ điện MSB có thể đạt được. Chức năng chính của tủ MSB chủ yếu là tiếp nhận, phân phối điện, bảo vệ hệ thống, điều khiển, đo lường và giám sát.
Tủ MSB chủ yếu là tiếp nhận, phân phối điện, bảo vệ hệ thống, điều khiển, đo lường và giám sát
Lợi ích khi sử dụng tủ điện phân phối tổng MSB:
- Bảo vệ hệ thống điện khỏi các sự cố quá tải, sụt áp,.v.v.
- Nâng cao độ tin cậy của hệ thống điện bằng cách cung cấp nguồn điện ổn định.
- Thiết kế khoa học, dễ dàng vận hành tủ.
- Tích hợp nhiều chức năng, hỗ trợ tiết kiệm không gian lắp đặt.
Tủ MSB được chia thành nhiều ngăn riêng biệt để chứa các nhóm thiết bị các nhau. Các thiết bị đó bao gồm: bộ chuyển đổi tự động (ATS); thiết bị đo lường; thiết bị bảo vệ; MCCB/MCB đầu ra của tải; ACB/MCCB tổng; v.v. Ngoài ra, tủ điện còn có hệ thống điều khiển (PLC, màn hình HMI,v.v ) và hệ thống giám sát.
Tủ điện phân phối DB (Distribution Board)
Tủ điện DB được biết đến là tủ điện phân phối hạ thế. Đây là loại tủ điện được lắp đặt sau tủ điện phân phối tổng MSB và đóng vai trò quan trọng trong hệ thống tủ điện hạ thế. Chức năng chính của tủ DB là tiếp nhận điện từ tủ MSB và phân phối đến các thiết bị điện trong một khu vực hoặc một nhóm tải cụ thể.
Tủ DB là tiếp nhận điện từ tủ MSB và phân phối đến các thiết bị điện trong một khu vực hoặc một nhóm tải
Những đặc điểm nổi bật của tủ điện phân phối DB:
- Hỗ trợ chia nhỏ hệ thống điện thành các khu vực hoặc nhóm phụ tải riêng biệt.
- Bảo vệ hệ thống điện khỏi sự cố tại từng khu vực hoặc nhóm cụ thể, tránh ảnh hưởng đến toàn bộ hệ thống.
- Tiết kiệm chi phí sửa chữa và thay thế thiết bị điện do sự cố.
- Gia tăng độ an toàn cho người sử dụng, hệ thống điện.
Một tủ DB thường bao gồm các thiết bị: cầu chì, đèn báo pha và MCB/RCCB. Một số tủ điện DB khác còn được lắp thêm các tụ bù, thiết bị bảo vệ mất pha, ampe kế tuỳ thuộc vào nhu cầu sử dụng của doanh nghiệp.
Tủ điện chuyển mạch ATS
Tủ điện ATS (viết tắt của Automatic Transfer Switch) là hệ thống thiết bị điện tự động chuyển đổi nguồn điện giữa hai nguồn cung cấp khác nhau, thường là lưới điện và máy phát điện dự phòng. Mục đích của tủ ATS là đảm bảo cung cấp điện liên tục, ổn định cho các phụ tải quan trọng, ngay cả khi xảy ra sự cố mất điện lưới.
Tủ ATS là hệ thống thiết bị điện tự động chuyển đổi nguồn điện giữa hai nguồn cung cấp khác nhau
Tủ điện chuyển mạch ATS sẽ mang lại cho các doanh nghiệp:
- Hỗ trợ duy trì hoạt động của các thiết bị quan trọng, hạn chế tối đa gián đoạn do mất điện.
- Quá trình chuyển đổi nguồn diễn ra tự động, không cần can thiệp thủ công.
- Hệ thống bảo vệ hiện đại, đảm bảo cho người dùng và các thiết bị điện.
- Thiết kế đơn giản, dễ dàng bảo dưỡng và vận hành.
Cấu tạo cơ bản của tủ điện ATS bao gồm bộ điều khiển, bộ chuyển mạch (contactor lớn), bộ đo lường và các thiết bị phụ trợ khác. Đối với tủ điện ATS, người ta đã phân loại thành 3 loại tủ khác nhau ( 1 nguồn điện lưới – 1 nguồn điện dự phòng; 2 nguồn điện lưới – 1 nguồn điện dự phòng; 1 nguồn điện lưới – 2 nguồn điện dự phòng). Mặt khác, bạn còn có thể phân chia tủ điện ATS theo công suất của tủ.
Tủ điện điều khiển chiếu sáng
Tủ điện chiếu sáng là tủ điện hạ thế chứa các thiết bị điện điều khiển hoặc đóng ngắt. Loại tủ này có vai trò điều khiển hệ thống đèn chiếu sáng ở các khu vực công cộng, nhà xưởng, kho bãi, v.v. Tủ điện điều khiển chiếu sáng giúp tự động tắt/bật đèn theo thời gian và bảo vệ đèn khỏi các sự cố về điện. Việc sử dụng tủ điện chiếu sáng còn hỗ trợ tiết kiệm điện năng hiệu quả, gia tăng độ bền và bảo vệ an toàn cho người sử dụng.
Tủ điện chiếu sáng là tủ điện hạ thế chứa các thiết bị điện điều khiển hoặc đóng ngắt
Có 3 loại tủ điều khiển chiếu sáng phổ biến, gồm:
Tủ điện điều khiển chiếu sáng Timer
Tủ điện này sử dụng Timer để cài đặt thời gian bật/tắt bóng đèn. Tủ tường được dùng cho các công trình chiếu sáng sân vườn và chiếu sáng ngoài trời (tủ điều khiển đèn đường). Với tủ Timer, bạn có thể cài đặt, vận hành đơn giản và tiết kiệm chi phí ban đầu.
Tủ điện điều khiển chiếu sáng PLC
Tủ sử dụng PLC làm bộ điều khiển trung tâm. Tủ PLC cho phép điều khiển nhiều cụm đèn có chế độ hoạt động riêng; các loại đèn nhiều màu sắc hoặc tự động thay đổi chế độ sáng theo mùa.
Tủ điện chiếu sáng truyền thông
Đây là loại tủ điện tiên tiến nhất hiện nay với phần mềm giám sát, PLC điều khiển và module truyền thông. Loại tủ này cho phép giám sát và điều khiển từ xa qua điện thoại thông minh hoặc máy tính bảng. Tuy nhiên, tủ truyền thông thường có chi phí khá cao khiến không ít các doanh nghiệp cân nhắc.
Tủ điện phòng cháy chữa cháy
Tủ điện phòng cháy chữa cháy (PCCC) còn có một số tên gọi khác tủ điện cứu hoả, tủ điện điều khiển phòng cháy chữa cháy. Đây là tủ điện đóng vai trò quan trọng trong hệ thống PCCC, đảm bảo an toàn và hiệu quả cho hệ thống bơm nước chữa cháy khi có sự cố hỏa hoạn xảy ra. Chức năng chính của tủ PCCC là điều khiển hoạt động của máy bơm nước, cung cấp điện và bảo vệ hệ thống khỏi các sự cố điện.
Tủ điện PCCC là tủ điện đóng vai trò quan trọng trong hệ thống PCCC, đảm bảo an toàn và hiệu quả cho hệ thống bơm nước chữa cháy
Lợi ích khi sử dụng tủ điện điều khiển PCCC:
- Điều khiển hoạt động của máy bơm nước chữa cháy chính xác, tự động và đảm bảo cung cấp đủ nước cho việc chữa cháy.
- Tối ưu hoá việc sử dụng điện năng cho hệ thống PCCC, hạn chế lãng phí điện.
- Bảo vệ hệ thống khỏi các sự cố điện, hỗ trợ tăng tuổi thọ cho các thiết bị.
- Thiết kế an toàn, có các biện pháp bảo vệ chống cháy nổ.
Tủ điện tụ bù
Tủ tụ bù là thiết bị dùng để bù công suất phản kháng trong hệ thống điện. Từ đó, giúp nâng cao hệ suất (cosφ) và tiết kiệm điện năng.
Cấu tạo của tủ điện tụ bù sẽ bao gồm:
- Tụ bù điện: Là bộ phận chính, có chức năng cung cấp công suất phản kháng để bù lại công suất phản kháng của phụ tải.
- Bộ điều khiển: Có chức năng điều khiển đóng cắt contactor để thay đổi số lượng tụ bù vào vận hành, đảm bảo hệ số công suất luôn ở mức tối ưu.
- Thiết bị đóng cắt contactor: Dùng để cắt các tụ bù theo lệnh của bộ điều khiển.
- Khung tủ: Bảo vệ các bộ phận trong tủ.
Tủ tụ bù là thiết bị dùng để bù công suất phản kháng trong hệ thống điện
Tủ điện tụ bù sẽ đo độ lệch pha giữa điện áp với dòng điện. Nếu giá trị nhỏ hơn giá trị cài đặt 0.95 thì tủ sẽ tự động đóng cắt tụ bù. Quá trình này sẽ diễn ra cho tới khi đạt được giá trị số như yêu cầu và duy trì hệ số công suất ở mức cài đặt ban đầu.
Thiết kế tủ điện công nghiệp
Bản vẽ tủ điện công nghiệp
Bản vẽ tủ điện công nghiệp là tài liệu kỹ thuật quan trọng đóng vai trò thiết yếu trong việc thiết kế, lắp đặt, vận hành và bảo trì tủ điện. Bản vẽ sẽ thể hiện đầy đủ thông tin chi tiết về cấu tạo, kích thước, vị trí, cách thức kết nối và đầu nối các thiết bị điện bên trong tủ một cách chính xác và rõ ràng.
Nội dung cơ bản của bản vẽ tủ điện sẽ bao gồm:
- Sơ đồ mặt bằng: Thể hiện bố trí tổng thể các thiết bị trong tủ điện (kích thước, vị trí lắp đặt, khoảng cách giữa các thiết bị, v.v)
- Sơ đồ mạch điện: Mô tả chi tiết các kết nối điện giữa các thiết bị trong tủ điện, bao gồm: ký hiệu, tên thiết bị, giá trị thông số kỹ thuật.
- Sơ đồ đấu nối: Thể hiện cách thức đấu nối dây dẫn điện giữa các thiết bị trong tủ điện (màu dây, số hiệu dây, vị trí đầu nối, v.v)
- Biểu đồ phụ kiện: Liệt kê danh sách các phụ kiện đi kèm tủ điện, bao gồm tên phụ kiện, số lượng, thông số kỹ thuật.
- Ghi chú: Ghi chú các thông tin bổ sung cần thiết (VD: hướng dẫn lắp đặt, bảo trì, vận hành, v.v)
Bản vẽ tủ điện công nghiệp là tài liệu kỹ thuật quan trọng trong việc thiết kế, lắp đặt tủ điện
Ngoài ra, một bản vẽ tủ điện cũng cần phải đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế. Việc lập và sử dụng bản vẽ đúng cách sẽ góp phần nâng cao hiệu quả công việc và tiết kiệm chi phí cho doanh nghiệp.
Bình Dương AEC – với hơn 14 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực tự động hóa tại Việt Nam, chúng tôi đã và đang mang đến cho khách hàng các giải pháp tối ưu, giảm thiểu chi phí và tối ưu hiệu quả. Bình Dương AEC cung cấp đa dạng dịch vụ, bao gồm: thiết kế tủ công nghiệp; biến tần; HMI; v.v. Với đội ngũ kỹ sư tay nghề cao, tâm huyết và giàu kinh nghiệm, Bình Dương AEC luôn cam kết mang đến cho khách hàng dịch vụ chuyên nghiệp, uy tín. Hãy liên hệ qua số hotline 0904.584.886 và hoặc Zalo OA để được tư vấn lắp đặt tủ điện ngay nhé!
Sơ đồ tủ điện công nghiệp
Sơ đồ tủ điện là bản vẽ kỹ thuật thể hiện chi tiết cấu trúc, cách bố trí các thiết bị điện, mạch điện và đường dây dẫn điện bên trong tủ điện. Sơ đồ sẽ giúp xác định chính xác vị trí, chức năng của từng thiết bị và hạn chế nguy cơ xảy ra sự cố chập cháy, nổ điện.
Có hai loại sơ đồ tủ điện công nghiệp chính mà bạn cần lưu ý:
- Sơ đồ nguyên lý: Mô tả mối liên hệ logic giữa các thiết bị điện trong tủ, thể hiện các thức hoạt động của hệ thống điện.
- Sơ đồ đấu nối: Thể hiện cách thức kết nối dây dẫn giữa các thiết bị điện trong tủ, cung cấp thông tin về vị trí của từng điểm đấu nối.
Sơ đồ tủ điện là bản vẽ kỹ thuật thể hiện chi tiết cấu trúc, cách bố trí các thiết bị điện
Các thiết bị trong tủ điện công nghiệp
Tủ điện là nơi chứa các thiết bị điện được sử dụng để điều khiển, bảo vệ và phân phối điện cho các thiết bị khác trong hệ thống. Các thiết bị trong tủ điện công nghiệp được chia thành nhiều nhóm chính, bao gồm:
Thiết bị điều khiển, điều chỉnh
- Biến tần: biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện xoay chiều có tần số khác.
- PLC (Bộ điều khiển lập trình): dùng để điều khiển logic cho hệ thống điện.
- Màn hình HMI: dùng để hiển thị thông tin về trạng thái hoạt động của tủ điện và điều khiển các thiết bị khác bằng thao tác chạm.
- Bộ điều khiển PID: dùng để điều chỉnh các thông số như lưu lượng, áp suất, v.v..
- Bộ khởi động mềm: dùng để giảm dòng điện khởi động của động cơ, giúp bảo vệ động cơ và hệ thống điện.
Biến tần giúp biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện xoay chiều có tần số khác
Thiết bị bảo vệ
- Cầu chì: bảo vệ mạch điện bằng cách nóng chảy khi có dòng điện vượt quá giá trị quy định.
- Rơ-le bảo vệ: bảo vệ hệ thống điện khỏi các sự cố quá tải, ngắn mạch, mất pha, v.v..
- Thiết bị chống sét: bảo vệ hệ thống điện khỏi các tác động của sét.
- Thiết bị chống nhiễu: dùng để giảm nhiễu điện từ trong tủ điện.
Thiết bị đo lường
- Đồng hồ đo điện áp: đo điện áp trong mạch điện.
- Đồng hồ đo dòng điện: đo dòng điện trong mạch điện.
- Đồng hồ đo công suất: đo công suất tiêu thụ của hệ thống điện.
- Đèn báo hiệu: dùng để báo trạng thái hoạt động của các thiết bị trong tủ điện.
Thiết bị đóng cắt
- Aptomat: đóng cắt tự động, có khả năng tự ngắt khi có sự cố quá tải hoặc ngắn mạch.
- Contactor: đóng cắt điện từ, được điều khiển bằng tín hiệu điện từ bên ngoài.
- Rơ-le: đóng cắt điện cơ, hoạt động dựa trên nguyên lý điện từ.
- Cầu dao: dùng để đóng ngắt dòng điện thủ công, thường được sử dụng để bảo trì, sửa chữa.
Contactor dùng để đóng cắt điện từ, được điều khiển bằng tín hiệu điện từ bên ngoài
Phụ kiện
- Ray DIN: dùng để lắp đặt các thiết bị trong tủ điện.
- Gland cáp: dùng để làm kín cáp điện khi đi vào tủ điện.
- Má kẹp dây: dùng để cố định dây điện trong tủ điện.
- Thẻ ghi chú: dùng để ghi chú thông tin về các thiết bị trong tủ điện.
Ngoài ra, tuỳ theo chức năng cụ thể của tủ điện mà có thể có thêm các thiết bị khác như biến áp, bộ lọc hài hoà, bộ UPS, v.v.
Kết luận
Tủ điện công nghiệp là một thiết bị quan trọng đối với hệ thống điện. Tủ điện đảm bảo việc vận hành an toàn, hiệu quả và ổn định cho hệ thống. Trên đây là toàn bộ thông tin về tủ điện công nghiệp.
Nếu bạn đang tìm kiếm đơn vị lắp đặt tủ điện công nghiệp chuyên nghiệp, hãy liên hệ ngay với Bình Dương AEC qua số hotline 0904.584.886 và hoặc Zalo OA để được tư vấn lắp đặt tủ điện ngay nhé!
Tham khảo quy trình lập trình, thiết kế, lắp đặt tủ điện của Bình Dương AEC tại: https://binhduongaec.com.vn/dich-vu-binh-duong/thiet-ke-lap-dat-tu-dien/
