TỦ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN CÔNG NGHIỆP LÀ GÌ

1. Giới thiệu về tủ điện công nghiệp

Đối với các hộ gia đình, tòa nhà cao tầng, nhà máy hay khu công nghiệp thì tủ điện được coi là thiết bị không thể thiếu trong các hệ thống cung cấp điện. 

1.1 Tủ điện là gì? Tụ điện công nghiệp là gì?

Tủ điện là nơi chứa các thiết bị điện, mạch điều khiển, các đầu nối, cầu dao,… với vai trò điều khiển hệ thống cung cấp điện cho một hệ thống phụ tải nhất định. Tủ điện có thể có hình vuông hoặc hình chữ nhật. Tủ điện được dùng làm nơi lắp đặt và bảo vệ cho các thiết bị đóng cắt điện, thiết bị điều khiển và là nơi đấu nối. Nó phân phối điện cho công trình. Đảm bảo cách ly những thiết bị mang điện với người sử dụng điện trong quá trình vận hành.

Tủ điện công nghiệp là loại tủ điện thường được sử dụng trong các ngành công nghiệp. Và phải đảm bảo các tiêu chí về độ ổn định, độ bền bỉ, sự liên tục. Và chính xác trong thời gian dài trong nhiều môi trường làm việc khác nhau. Thông thường tủ điện công trình sẽ có cấu trúc lớn hơn và hệ thống cấu trúc mạch điều khiển phức tạp hơn so với các loại tủ điện nhỏ tại gia đình. Bởi nó được sử dụng tại những nơi cần cung ứng điện với công suất lớn.

Có thể được làm từ tấm kim loại hoặc Composit. Với kích thước của tủ điện công nghiệp và độ dày khác nhau tùy theo nhu cầu sử dụng. Tủ điện thường được sơn tĩnh điện trơn hoặc nhăn với các màu sắc khác nhau. Điều đó tùy theo lĩnh vực sử dụng hoặc yêu cầu của thiết kế. Do vậy đối với từng nhu cầu mà có nhiều loại tủ điện khác nhau.

1.2 Phân loại tủ điện công nghiệp

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: 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.

1.3 Các thiết bị trong tủ điện công nghiệp

• Nút nhấn

Ở bất kỳ tủ điện nào cũng đều có nút nhấn, được thiết kể ở mặt trước của tủ điện, thuận tiện cho việc vận hành. Nút dừng khẩn cấp: được sử dụng trong trường hợp hệ thống xảy ra sự cố, đóng căt toàn bộ mạch điện.

• Rơle

Rơ le điện bao gồm: Tiếp điểm chung, tiếp điểm thường đóng, tiếp điểm thường mở, cuộn dây, mạch từ, nắp, lò xo, nguồn nuôi rơ le…và được sử dụng trong hệ thống điều khiển có tiếp điểm.

• Công tắc tơ (Contacor)

Công tắc tủ điện dùng để đóng cắt, điều khiển động cơ, máy sản xuất trong công nghiệp và điện dân dụng. Công tắc thường được dùng làm chuyển mạch, đóng mở cầu giao. Một công tắc được cấu tạo từ 2 điểm, công tắc có 2 loại công tắc đơn và công tắc đa. Tùy vào mục đích sử dụng mà ta có thể lựa chọn những loại công tắc sao cho phù hợp với từng loại tủ mà mình cần sử dụng.

• Aptomat

Nó dùng để đóng cắt, điều khiển động cơ, máy sản xuất trong công nghiệp và điện dân dụng. Aptomat đang dần thay thế các thiết bị khác, như cầu giao hay cầu chì, vận hành tủ tốt hơn so với 2 loại kia.

• Các thiết bị khác như relay nhiệt, relay bảo vệ pha, đèn báo…

2. Các loại tủ điện công nghiệp phổ biến hiện nay

Hiện nay tủ điện là một bộ phận không thể thiếu trong bất kỳ công trình công nghiệp hay dân dụng nào, từ nhà máy điện đến các trạm biến áp, hệ thống truyền tải phân phối đến các nơi tiêu thụ điện. Dưới đây là các loại tủ điện công trình phổ biến nhất hiện nay mà bạn có thể tham khảo:

2.1 Tủ điện phân phối

Tủ điện phân phối là tủ điện dùng để đóng cắt cấp nguồn cho một khu vực nào đó. Tủ được chế tạo theo tiêu chuẩn IEC 60439. Vỏ tủ điện được chế tạo từ thép mạ kẽm và được sơn tĩnh điện. Các phần khác như nắp tủ điện, mặt hông và mặt sau của tủ điện có thể tháo lắp dễ dàng tạo thuận lợi cho người sử dụng trong công việc lắp đặt và bảo trì.

Bố trí các thiết bị bên trong tủ điện tùy vào từng nhu cầu của khách hàng từ dạng tủ điện. Tủ điện được thiết kế sử dụng trong nhà để phân phối điện cho các phụ tải công suất lớn. Với ưu điểm là thiết kế theo kiểu mô-đun được đặt cạnh nhau tạo thành một hệ thống phân phối điện. Nó bao gồm ngăn lộ vào, ngăn phân đoạn và ngăn phân phối.

Tủ điện phân phối thường dùng đóng ngắt bằng thủ công nên trên mặt tủ không có các nút nhấn. Bởi tính chất tiêu thụ ít khi cần đóng ngắt.

Tủ điện phân phối được chia thành 2 loại là tủ điện phân phối tổng (MSB) và tủ điện phân phối (DB)

2.2 Tủ điện điều khiển trung tâm

Tủ điều khiển là 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,…

Tủ điện điều khiển trung tâm chế tạo từ thép mạ điện và phun sơn tĩnh điện. Các thiết bị được sử dụng bên trong tủ điện như khởi động mềm, bộ biến tần, bộ khởi động trực tiếp, bộ khởi động sao/ tam giác, bộ khởi động bằng máy biến áp và các thiết bị bảo vệ, lập trình điều khiển và hiển thị.

Tủ điều khiển vận hành tại chỗ và có thể điều khiển từ xa. Trong trường hợp muốn đảo chiều động cơ, thay đổi tốc độ quay của động cơ hay đóng ngắt động cơ.

2.3 Tủ điện ATS (Tủ chuyển mạch)

Tủ điện ATS được sử dụng ở những nơi có phụ tải đồi 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 ATS có nhiệm vụ tự động chuyển đổi nguồn cung cấp từ lưới sang nguồn dự phòng. Điều đó để cấp điện trở cho nguồn tải hoạt động.

Nguyên lý hoạt động của tủ điện ATS 

• Khi có sự cố điện lưới như mất điện hoặc chập điện, tủ ATS sẽ chuyển đổi điện mạng lưới chính sang điện ở phụ tải. Nhờ vậy mà phụ tải chạy máy phát điện. Giúp quá trình vận hành của dây chuyền sản xuất không bị gián đoạn.
• Khi điện lưới hoạt động ổn định trở lại, tủ ATS sẽ kết nối lại mạng lưới điện chính. Đồng thời cắt nguồn điện của máy phát điện phụ để đảm bảo tiết kiệm điện năng.
• Việc chuyển đổi mạch của tủ ATS có thể được vận hành theo hai cách. Một là vận hành theo cơ chế tự động, hai là điều khiển thủ công bằng tay.

.4 Tủ điện tụ bù 

Tủ điện công nghiệp tụ bù có thể giúp nhà máy, xí nghiệp giảm tổn thất điện năng từ đó giảm các chi phí không cần thiết. Đồng thời, tủ bù công suất cũng có thể nâng cao năng suất hoạt động và cải thiện chế độ làm việc của các thiết bị điện.

Nguyên lý hoạt động của tủ tụ bù công suất phản kháng 

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. Như bù tập trung, bù riêng lẻ, bù theo nhóm, bù nền, bù động…

2.5 Tủ điều khiển bơm chữa cháy

Tủ điều khiển máy bơm chữa cháy có khả năng khởi động báo động và cung cấp điện cho các động cơ bơm nước chữa cháy. Nên được coi là một loại tủ điện rất quan trọng trong hệ thống thiết bị điện. Được làm từ tủ tôn có độ dày tấm ton khoảng 2mm được sơn tĩnh điện.

2.6 Tủ điện điều khiển chiếu sáng

Tủ điện chiếu sáng là tủ điện chứa các đầu mối điện và các thiết bị quan trọng của mạng điện chiếu sáng. Tủ điện điều khiển chiếu sáng được làm từ tôn tấm. Được thiết kế đảm bảo tiêu chuẩn JIS 43302 của Nhật Bản, En10142 của Châu Âu và ASTM A653/A653-08 của Mỹ.

Tủ điện vận hành theo hai cách: vận hành tự động và vận hành thủ công bằng tay. Với cách vận hành tự động, người dùng có thể cài đặt lộ trình hoạt động cố định cho tủ điện điều khiển chiếu sáng. Theo đó, đến giờ hẹn, tủ điều khiển chiếu sáng sẽ tự động đóng hay cắt hệ thống đèn của mạng điện. Ngược lại, cách vận hành bằng tay đòi hỏi người dùng phải trực tiếp làm việc với tủ điều khiển chiếu sáng. Tuy nhiên, cách điều khiển này lại rất hữu dụng đối với các trường hợp khẩn cấp.

3. Chức năng của tủ điện công nghiệp

Tủ điện công trình được sử dụng như là một thiết bị giúp điều khiển mọi hệ thống điện tử của các thiết bị cho đến toàn bộ hệ thống. Như tủ điện phân phối hay tủ điện điều khiển.

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 trình 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.

4. Ứng dụng của tủ điện công trình hiện nay

Hiện nay, tủ điện công nghiệp được ứng dụng phổ biến tại các xưởng sản xuất, khu công nghiệp lớn hoặc nhà máy bơm nước, trung tâm thương mại. Cụ thể như sau:

Tủ điện phân phối được sử dụng trong các mạng điện hạ thế là các thành phần quan trọng nhất. Được lắp đặt tại phòng kỹ thuật điện tổng của các công trình, xí nghiệp, 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. Chẳng hạn như: khu đô thị, công viên, vườn hoa,… cùng với rất nhiều các không gian ngoài trời khác. 

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 khác nhau. Như 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. Chẳng hạn như: nhà máy bơm nước, xưởng sản xuất hay các khu công nghiệp lớn.