Tủ điện công nghiệp hiện nay là phần không thể thiếu được trong bất cứ hệ thống điện và máy móc sử dụng trong công nghiệp. Vậy tủ điện công nghiệp là gì? Tủ điện công nghiệp sẽ được dùng để làm gì? Tủ điện công nghiệp bao gồm những loại nào?…đây là một trong số nhiều câu hỏi chúng tôi nhận được qua email trong thời gian vừa qua. Hôm nay Vancongnghiepvn.net gửi tới bạn đọc bài viết về thiết bị này nhé. Chúng ta cùng nhau tìm hiểu
Kiến thức cơ bản về tủ điện công nghiệp
Tủ điện công nghiệp là gì?
Tủ điện công nghiệp (Tên tiếng anh: Electrical Cabinet) là thiết bị thường được chế tạo bằng các vật liệu như nhựa, tôn, composite, kim loại khác…là nơi chứa các loại như bảng mạch, cầu dao, cầu chì, công tắc hoặc các thiết bị điện tử khác bảo v bảo vệ các thiết bị bên trong nó được an toàn khỏi các yếu tố bên ngoài, bảo đảm các thiết bị bên trong nó hoạt động ổn định và có tuổi thọ bền
Tủ điện công nghiệp cũng giống như các loại tủ điện của hộ gia đình chúng ta sử dụng hàng ngày nhưng mới quy mô công nghiệp thì nó được thiết kế với kích cỡ lớn để có thể chứa một lúc nhiều thiết bị khác nhau bên trong nó. Ngoài ra vật liệu chế tạo tủ điện công nghiệp cũng được sử dụng loại bền hơn, tốt hơn so với tủ điện dân dụng
Công nghiệp hiện đại ngày nay ngoài việc sử dụng điện vào mục đích sản xuất kinh doanh thì tủ điện công nghiệp cũng được sử dụng làm hệ thống tủ thông minh PLC(Program logic control) để chứa các thiết bị điều khiển, chứa hệ thống tự động…Chính vì thế tùy theo nhu cầu sử dụng khác nhau mà có các loại tủ điện khác nhau
Tủ điện công nghiệp dùng để làm gì?
Như đã trình bày ở phần khái niệm về tủ điện công nghiệp, nó là một thiết bị không thể thiếu được và đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong bất kỳ một ngành nghề công nghiệp nói chung. Cụ thể tủ điện công nghiệp được sử dụng với các mục đích như sau:
- Tủ điện công nghiệp được sử dụng để điều khiển các thiết bị khác sử dụng điện. Chúng ta thường thấy các công tắc, cầu dao đóng ngắt, hệ thống tín hiệu điều khiển đều nằm trong tủ điện để điều khiển các thiết bị công nghiệp
- Các tủ điện đều đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn cho người sử dụng và hệ thống sử dụng nên nó còn có chức năng bảo vệ và đảm bảo an toàn trong lao động sản xuất
- Bảo vệ các thiết bị khác, cung cấp điện và tín hiệu liên tục phục vụ cho quá trình sản xuất kinh doanh. Nó có thể nhận tín hiệu In/Out của các loại van điều khiển điện, đồng hồ đo lưu lượng điện tử, van điều khiển khí nén,…các thiết bị sử dụng tín hiệu xung và analog có thể xuất tín hiệu về các loại tủ điện này
- Chống nhiễu tín hiệu và chống hiện tượng phóng tĩnh điện
- Giúp chúng ta đưa các thiết bị gọn gàng, ngăn nắp đảm bảo được tính thẩm mỹ và đẹp mắt và tiện dụng
Cấu tạo của tủ điện công nghiệp
Tủ điện công nghiệp nói chung thường có cấu tạo cơ bản gồm hai phần riêng biệt là phần vỏ tủ điện và phần thiết bị bên trong vỏ. Tùy vào nhu cầu sử dụng, yêu cầu công việc và hệ thống hoạt động thì mỗi tủ điện công nghiệp cấu tạo phần vỏ và phần bên trong sẽ khác nhau
Phần vỏ tủ điện
Vỏ tủ điện là phần bảo vệ bên ngoài được chế tạo từ nhiều loại vật liệu như nhựa cứng, kim loại, thép không rỉ, nhôm, composite…
Vỏ tủ điện là phần bảo vệ các thiết bị chứa bên trong nó che chắn, bảo vệ hoặc chống nhiễu cho các thiết bị điện bên trong như công tơ, bảng điều khiển, atomat…
Vỏ tủ điện được thiết kế theo kích thước có sẵn hoặc kích thước tùy biến tùy theo số lượng các thiết bị bên trong mà nó có thể chứa được. Cũng như các vật liệu khác nhau thì môi trường sử dụng và chức năng sử dụng cũng khác nhau
Vỏ tủ điện công nghiệp dù là kích thước như thế nào hay chất liệu gì cũng phải tuân thủ và đảm bảo kỹ thuật theo các tiêu chuẩn như tiêu chuẩn NEC, tiêu chuẩn NEPA 79, tiêu chuẩn NEPA 70, tiêu chuẩn UL 508, tiêu chuẩn UL 60947-4-1. Đây là các bộ tiêu chuẩn dành riêng cho tủ điện mà nhà sản xuất phải tuân thủ và đảm bảo các thông số đúng theo các tiêu chuẩn về tủ điện công nghiệp này
– Kích thước tủ điện thông thường chúng ta thường hay gặp như sau:
- Độ dày của vỏ có nhiều loại: 1.2mm, 1,5mm, 2.5mm…
- Chiều rộng tủ trong khoảng: 2m cho đến 8m.
- Chiều cao tủ điện trong khoảng: 2m cho đến 23m.
– Kích thước của tủ điện ngoài trời
Tùy thuộc vào doanh nghiệp của bạn chọn loại tủ điện nào: tủ tiêu chuẩn bản lề nó thường có khóa tay nắm, hay 1 số tủ tiêu chuẩn bản lề lại thường khóa tròn, tủ kín nước hai mái che, tủ kín nước 1 mái che có bát tre, tủ kín nước 1 mái che… mà kích thước của tủ điện có thể thay đổi tùy vào nhu cầu. Có 1 điều lưu ý đó là chiều cao của tủ sẽ bằng chiều cao của tủ khi thiết kế cộng với chiều cao của mái che bảo vệ tủ điện
– Kích thước của tủ điện có chân
Kích thước này thường được hãng thể hiện rõ trong catalog của sản phẩm, khách hàng có thể tìm đọc. Chân tủ thường có chiều cao không quá 100mm.
Phần bên trong của tủ điện
Tủ điện công nghiệp hiện nay chứa rất nhiều các bộ phận bên trong. Ngày nay để gọn gàng, an toàn và thẩm mỹ thì kỹ sư và người thiết kế thường đưa tất cả các thiết bị điều khiển, tín hiệu, bật tắt…vào bên trong tủ cho tiện dụng và bảo vệ được nó. Nhưng nhìn chung các phần bên trong của tủ điện không thể thiếu được các bộ phận bắt buộc như sau:
Thiết bị aptomat
Aptomat hay còn gọi là CB (Circuit Breaker) như chúng ta đã biết là một thiết bị được sử dụng để đóng ngắt nguồn điện tự động hay còn gọi là cầu dao tự động. Đây là thiết bị bắt buộc phải có trong bất kỳ một hệ thống sử dụng điện năng nào. Nó có thể tự động đóng ngắt điện khi có sự cố về điện như chập điện, cháy điện, tiếp xúc lỏng lẻo…
Trong hệ thống tủ điện công nghiệp nói chung thì Aptomat là thiết bị bắt buộc phải có nó đảm bảo an toàn cho toàn bộ các thiết bị bên trong, đảm bảo sự quá tải đột ngột của nguồn điện và bảo đảm an toàn cho toàn hệ thống
Thiết bị nút nhấn
Các nút nhấn cũng là phần quan trọng của tủ điện, nó được thiết kế dạng núm tròn hoặc vuông được thiết kế ở mặt trước của tủ điện giúp người sử dụng thao tác và điều khiển hệ thống cũng như thiết bị khác thông qua nhấn nút tự động và nhanh chóng với thời gian phản hồi nhanh và chính xác
Ngoài ra Chức năng của Nút nhấn giúp đóng cắt toàn bộ mạch điện trong trường hợp hệ thống điện gặp phải sự cố. Đặc biệt, Nút nhấn dừng khẩn được sử dụng trong trường hợp hệ thống xảy ra sự cố, đóng cắt toàn bộ mạch điện giúp đảm bảo an toàn cho cả con người, thiết bị và cơ sở sản xuất.
Thiết bị rơ le
Thiết bi rơ le là các thiết bị sử dụng để điều khiển, chia tín hiệu đến các thiết bị sử dụng điện trong hệ thống sơ đồ mạch điện điều khiển.
Rơ le trong tủ điện công nghiệp là phần không thể thiếu được, Rơ le điện từ gồm các bộ phận sau: tiếp điểm chung, tiếp điểm thường mở, tiếp điểm thường đóng, cuộn dây, mạch từ, lò xo, nắp, nguồn nuôi rơ le,…
Công tắc tơ
Công tắc tơ (Contactor) hay còn được gọi là khởi động từ, là một loại khí cụ điện hạ áp, thực hiện việc đóng cắt thường xuyên các mạch điện động lực, điều khiển động cơ, máy sản xuất trong công nghiệp và điện dân dụng.
Các thiết bị khác
Ngoài các thiết bị ở trên bắt buộc phải có trong hệ thống tủ điện công nghiệp thì còn có một số loại phụ kiện hay thiết bị khác cũng thường thấy xuất hiện trong tủ điện công nghiệp hiện nay như:
- Các loại đồng hồ ampe, đồng hồ giám sát điện năng, đồng hồ Volt…
- Các loại quạt tủ điện chức năng để giảm nhiệt và thông gió chống ẩm
- Các loại rơ le nhiệt: Dùng bảo vệ các thiết bị động cơ như van điều khiển bằng điện, máy bơm nước, mô tơ các loại…
- Các loại rơ le bảo vệ: Relay bảo vệ là bao gồm các loại: relay bảo vệ chạm đất, bảo vệ dòng rò, báo vệ đảo pha, bảo vệ kém áp, bảo vệ quá dòng, bảo vệ mất pha, bảo vệ thiếu tần số, bảo vệ quá tần số…
- Relay bảo vệ pha có tác dụng ngắt nguồn tổng khi xảy ra sự cố rớt pha, mất pha trên bất cứ pha nào, ngoài việc bảo vệ mất pha, relay còn có thêm chức năng bảo vệ thứ tự pha. Việc bảo vệ thứ tự pha giúp các thiết bị luôn hoạt động đúng chiều, đặc biệt là các máy hay thường xuyên thay đổi vị trí nguồn.
Các loại tủ điện công nghiệp hiện nay
Tủ điện điều khiển trung tâm
Hay còn còn gọi là tủ điện MMC(Tên viết tắt của cụm từ tiếng Anh là : Motor Control Center) là loại tủ điện với chức năng chính của nó là điều khiển và bảo vệ các loại động cơ, van điều khiển bằng điện, van điều khiển khí nén, các loại máy bơm có công suất lớn. Ngoài ra các thiết bị bên trong của tủ điện này còn có khởi động mềm, bộ biến tần, bộ khởi động trực tiếp, bộ khởi động sao/ tam giác, bộ khởi động bằng máy biến áp, các thiết bị bảo vệ, lập trình điều khiển và hiển thị.
Tủ điện này thường gồm có các bộ điều khiển lập trình PLC(Program logic control), vi điều khiển…được giám sát qua một màn hình HMI và các tín hiệu đèn báo. Việc điều khiển, vận hành thiết bị có thể bằng tay, bán tự động hay tự động hoàn toàn.
Tủ điện phân phối
Tủ điện phân phối được chia là hai dạng là tủ điện phân phối tổng MSB và tủ điện phân phối DB
Tủ điện phân phối tổng MSB
Tủ điện tổng hay còn gọi là tủ điện MSB(Tên tiếng anh viết tắt của cụm từ Main Distribution Switchboard) là dạng tủ điện chuyên lắp đặt ở các trạm hạ thế. Đây là thiết bị đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong việc đóng cắt điện bảo vệ an toàn cho các thiết bị phụ tải khác trong hệ thống công nghiệp
Đây là loại tủ điện được lắp đặt ngay sau các trạm hạ thế (từ 15kV xuống 380VAC), chức năng chính của tủ MSB là đóng cắt, bảo vệ an toàn cho hệ thống điện phụ tải. Dòng điện định mức có thể đến 6300A.
được lắp đặt tại phòng kỹ thuật điện tổng của các công trình công nghiệp như nhà máy, xưởng công nghiệp, trung tâm thương mại, cao ốc văn phòng,chung cư, bệnh viện, trường học, cảng, sân bay….Tủ điện tổng (MSB) được đăt sau các trạm hạ thế và trước các tủ điện phân phối (DB). Ngoài ra tủ điện tổng (MSB) được sử dụng trong các mạng điện hạ thế và là thành phần quan trọng nhất trong mạng phân phối điện.
Tủ điện phân phối DB
Tủ điện phân phối DB là tên viết tắt của cụm từ(Distribution Board) cũng là dạng tủ điện được sử dụng ở các trạm hạ thế, nó thường nằm sau hệ thống tủ MSB. 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 điện, máy móc sử dụng điện…). Nó là loại tủ điện nhỏ nhất, nó đặt gần các phụ tải, bên trong tủ chỉ 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 phân phối DB thường lắp đặt tại phòng vận hành của các công trình công nghiệp, nhà máy, xưởng công nghiệp, trung tâm thương mại, chung cư…
Tủ điện chuyển mạch
Hay còn gọi là tủ điện ATS( Automatic Transfer Switches) có nghĩa là tủ chuyển nguồn điện tự động. Đây là dạng tủ điện với chức năng đảm bảo hệ thống vận hành ổn định ngay cả khi mất điện hoặc nguồn điện chập chờn
Tủ điện chuyển mạch là thiết bị giúp có thể tự động chuyển đổi nguồn điện lưới mất. Nhiệm vụ của nó là đảm bảo duy trì nguồn điện cần cho quá trình sản xuất. Thông thường nó sẽ chuyển từ tải nguồn điện sang tải của nguồn dự phòng máy phát khi bất ngờ bị mất điện, tụt áp, quá áp, mất pha…
Tủ điện này được sử dụng để khi mất điện hoặc nguồn điện gặp sự cố nó sẽ truyền tín hiệu cho máy phát hoặc máy nổ để cấp điện sử dụng tiếp. Khi máy phát hoạt động tủ ATS sẽ sử dụng nguồn điện của máy phát thay cho nguồn điện lưới và phân phối nguồn điện này cho hệ thống sử dụng. Khi nguồn điện lưới ổn định lại thì nó sẽ phát tín hiệu tắt máy phát và lại chuyển đối trạng thái sử dụng sang điện lưới
Tủ điện điều khiển chiếu sáng
Tủ điện điều khiển chiếu sáng là loại thiết bị chuyên sử dụng để điều khiển hệ thống đèn chiếu sáng ở các trung tâm thương mại, đèn chiếu sáng thành phố, khu dân cư, bến xe…điều khiển đóng ngắt tự động và nhanh chóng
Có các loại tủ điện chiếu sáng hiện nay cơ bản thường gặp như:
- Tủ điện chiếu sáng PLC: Cài đặt tự động, chiếu sáng theo mùa, điều khiển được cả hệ thống và cụm đèn lớn nhưng cần có am hiểu vệ hệ thống PLC mới có thể vận hành và sử dụng được
- Tủ điện chiếu sáng timer: Là dạng tủ điện với chi phí vận hành nhỏ, đầu tư ban đầu không cần tốn kém, lắp đặt và thao tác vận hành đơn giản không cần phức tạp
- Tủ điện chiếu sáng truyền thông: sử dụng PLC làm bộ điều khiển trung tâm, có module truyền thông, phần mềm để giám sát và điều khiển từ trung tâm.Được sử dụng cho các hệ thống chiếu sáng hiện đại, các chức năng tương tự như tủ chiếu sáng PLC ngoài ra được tích hợp module truyền thông và phần mềm giám sát từ xa. Tại phòng điều khiển trung tâm có thể giám sát trạng thái hoạt động, điều khiển thông qua giao diện phần mềm trên máy tính. Đây là một dạng tủ điện tương đối phức tạp và chi phí đầu tư cũng như vận hành phức tạp. Cần cân nhắc khi sử dụng
Tủ điện tụ bù
Là loại tủ điện sử dụng trong công nghiệp ở các nhà máy sản xuất, xí nghiệp giúp giảm tổn thất điện năng và các chi phí liên quan đến điện năng. Sử dụng nguyên lý làm việc công suất phản kháng nó sẽ đo độ lệch pha giữa dòng điện với điện áp, tự động đóng cắt tụ bù khi độ lệch pha quá mức cài đặt là 0,95. Trạng này được duy trì cho đến khi độ lệch pha trở lại gần bằng với mức cài đặt. Hầu hết tủ tụ bù đều được thiết kế hoạt động điều khiển thông minh. Giúp mạng điện không bị hao phí, giữ ổn định trong quá trình vận hành mà không cần đến sự trực tiếp điều khiển của người dùng. Tủ tụ bù có nhiều phương pháp bù công suất phản kháng cho dòng điện. Với tủ điện tụ bù, người dùng có thể lắp sử dụng trong nhà hoặc ngoài trời, lắp độc lập hoặc kết hợp với các tủ phân phối MSB để đạt hiệu quả.
Tủ điện phòng cháy chữa cháy
Tủ điện này được sử dụng trong các hệ thống phòng cháy chữa cháy(PCCC) ở các tòa nhà, phân xưởng, nhà máy, xí nghiệp với chức năng chính là điều khiển hệ thống máy bơm khi có sự cố về cháy nổ
Nó có thể điều khiển một số loại máy bơm như sau:
- Điều khiển bơm bù áp lực
- Điều khiển bơm chính
- Bơm dự phòng Diezen
Kết luận về hệ thống tủ điện công nghiệp
Các bạn thân mến, như vậy Vancongnghiepvn.net đã giới thiệu sơ qua về tủ điện công nghiệp là gì cho các bạn tham khảo rồi đúng không ạ. Cùng với đó chúng tôi đã giới thiệu qua về chức năng của tủ điện công nghiệp cũng như các loại tủ điện công nghiệp đang được sử dụng hiện nay. Các thông tin trên được tham khảo từ nhiều nguồn như các đơn vị sản xuất tủ điện, các kỹ sư tự động hóa, Intenet và các tài liệu công nghiệp khác
Quy mô và nội dung bài viết chỉ mang tính khái niệm và khái quát, đây là các kiến thức cơ bản nhất cho các bạn sinh viên, học sinh, thực tập sinh và các bạn muốn tìm hiểu về điện công nghiệp
Cảm ơn các bạn đã quan tâm và ủng hộ chúng tôi trong những năm vừa qua, mọi ý kiến đóng góp cho bài viết hoặc các câu hỏi muốn chúng tôi trả lời vui lòng email cho chúng tôi. Chúng tôi sẽ phản hồi và trả lời trong thời gian sớm nhất. Trân trọng và cảm ơn!
