Tủ điện công nghiệp là gì? Cấu tạo, vai trò và ứng dụng

Tủ điện công nghiệp là tổ hợp thiết bị thông dụng trong công nghiệp, có nhiệm vụ phân phối điện năng, điều khiển và vận hành các thiết bị trong hệ thống điều khiển. Trong bài viết này chúng tôi sẽ giới thiệu đầy đủ về tủ điện công nghiệp là gì? Cấu tạo và ứng dụng của tủ điện công nghiệp là gì? Chúng tôi mời bạn đọc nó.

Hiểu tủ điện công nghiệp là gì?

Tủ điện công nghiệp là loại tủ điện được thiết kế đặc biệt để sử dụng trong môi trường công nghiệp, được sản xuất theo tiêu chuẩn công nghiệp như IEC 60439-1, IEC 60649, IEC 62271 hoặc IEC 60255.

Loại tủ điện này thường chứa nhiều bộ thiết bị vận hành và thiết bị tải, dùng để phân phối, điều khiển, bảo vệ hệ thống điện 3 pha trong các nhà máy, khu công nghiệp, trạm biến áp, tòa nhà,… Để thích ứng với số lượng thiết bị công suất lớn và môi trường làm việc đa dạng, thể tích của tủ điện công nghiệp sẽ lớn hơn tủ điện dân dụng và đi kèm với đó là hệ thống kết cấu mạch điều khiển phức tạp. Tất nhiên, tủ điện công nghiệp có yêu cầu cao hơn rất nhiều về mức độ bảo vệ, độ ổn định, độ bền và tính liên tục so với tủ điện thông thường.

Cấu tạo tủ điện công nghiệp

Tủ điện công nghiệp có cấu tạo hình vuông hoặc chữ nhật điển hình với vỏ ngoài làm bằng kim loại (thép, inox) hoặc vật liệu composite, bên ngoài được mạ kẽm hoặc sơn tĩnh điện nhẵn/nhăn với nhiều màu sắc khác nhau. Phần bên trong của tủ được chia thành một hoặc nhiều ngăn hoặc nhiều ngăn để thuận tiện cho việc lắp đặt thiết bị.

Đối với các thiết bị trong tủ điện công nghiệp, chúng tôi chia thành 3 nhóm đặc điểm sau:

Nhóm thiết bị đặc biệt

Đây là những thiết bị chuyên dụng được sử dụng trong hệ thống tủ điện chuyên dụng.

• Tụ điện và bộ điều khiển tụ điện: Các thiết bị thông dụng trong tủ tụ điện phản kháng và các tủ công nghiệp khác.
• Cuộn dây điện trở: Là thiết bị dùng để bảo vệ tụ điện khỏi các tai nạn điện hóa, thường được lắp đặt trong tủ đựng tụ điện.
• Biến tần: Được lắp đặt trong các loại tủ điện như tủ bơm nước, tủ máy nén khí, tủ điều khiển băng tải, tủ hút.
• Bộ đổi nguồn ATS: Được đặt trong tủ công tắc nguồn, nó có nhiệm vụ tự động chuyển đổi giữa nguồn điện chính và nguồn phụ.

Nhóm thiết bị chung

Đây là bộ thiết bị bắt buộc phải trang bị trong tất cả các loại tủ điện công nghiệp.

• Aptomata: Có thể là ACB, MCB hoặc MCCB tùy theo tính chất và yêu cầu bảo vệ của từng lưới điện.
• Công tắc tơ: Có nhiệm vụ điều khiển các thiết bị phía tải nên thường thấy ở nhiều loại tủ điện công nghiệp.
• tiếp sức: Thường được sử dụng trong các hệ thống điều khiển có tiếp điểm.

Nhóm thiết bị phụ trợ và linh kiện

Nhóm thiết bị này bao gồm các nút bấm, nút dừng khẩn cấp, hệ thống thanh cái, dây điện, đèn báo, đồng hồ đo, màn hình hiển thị, hệ thống thông gió-làm mát… Ngoài ra, một số tủ điện hiện đại còn có giao diện người-máy (UI), hệ thống giám sát từ xa và nhiều chức năng điều khiển tự động khác.

Tủ điện công nghiệp có chức năng gì?

phân phối điện

Tủ điện công nghiệp đóng vai trò quan trọng trong việc phân phối, điều khiển điện năng đến các khu vực khác nhau của nhà máy, khu công nghiệp… Thông qua các công tắc, cầu dao, người vận hành có thể điều khiển, điều chỉnh nguồn điện của từng thiết bị trong hệ thống một cách linh hoạt, an toàn.

Bảo vệ hệ thống và con người

Tủ điện công nghiệp được thiết kế và sản xuất theo tiêu chuẩn công nghiệp nghiêm ngặt nên bảo vệ các thiết bị điện bên trong khỏi các tác động của môi trường, sốc cơ học, đồng thời cách điện an toàn cho con người trong quá trình làm việc. Ngoài ra, tủ điện còn được trang bị nhiều loại công tắc, thiết bị bảo vệ khác nhau nên dễ dàng ngăn ngừa các tai nạn về điện như quá tải, ngắn mạch.

Quản lý và giám sát hệ thống

Tủ điện công nghiệp cho phép người vận hành quản lý và giám sát hệ thống một cách khoa học và hiệu quả từ một địa điểm. Thông qua màn hình hiển thị, bảng điều khiển và các thiết bị đo, người dùng có thể theo dõi chính xác các thông số quan trọng như dòng điện, điện áp, công suất, từ đó nắm vững trạng thái hoạt động của các thiết bị trong tủ điện, phát hiện kịp thời sự cố và nhanh chóng đưa ra giải pháp xử lý.

Ứng dụng của tủ điện công nghiệp

Tủ điện công nghiệp là thành phần không thể thiếu trong hệ thống công nghiệp. Vì vậy, loại tủ này được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau.

Đang sản xuất

• Điều khiển máy móc, dây chuyền, thiết bị sản xuất: Tủ điện công nghiệp có chức năng điều khiển máy móc, dây chuyền sản xuất trong các nhà máy, khu công nghiệp.
• Quản lý quy trình: Tủ điện đảm bảo tính ổn định, liên tục của quá trình sản xuất và giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động của dây chuyền sản xuất, từ đó nâng cao hiệu quả lao động và nâng cao uy tín doanh nghiệp.

trong dự án xây dựng

• cung cấp điện: Thích hợp cho các chung cư, tòa nhà cao cấp, trung tâm mua sắm, bệnh viện, trường học…
• Điều khiển hệ thống chiếu sáng: Trong các tòa nhà, đường phố, nơi công cộng.
• Điều khiển hệ thống điều hòa không khí: Các tòa nhà lớn, trung tâm mua sắm, bảo tàng, siêu thị, bệnh viện.

ngành công nghiệp

• hóa chất: Tủ điện điều khiển thiết bị máy móc trong nhà máy hóa chất.
• đồ ăn: Tủ điện công nghiệp điều khiển hệ thống dây điện và thiết bị trong quy trình sản xuất thực phẩm.
• dệt may: Tủ điện có nhiệm vụ quản lý, giám sát hoạt động của các máy móc trong ngành may mặc.

ngành năng lượng

• Tủ điện công nghiệp có nhiệm vụ điều khiển các thiết bị và kiểm soát chất lượng dòng điện trong các nhà máy điện, trạm biến áp.
• Một số tủ điện còn có khả năng chuyển đổi điện năng, tự động hòa lưới, cân bằng công suất hệ thống năng lượng tái tạo.

Phân loại tủ điện công nghiệp

Theo các tiêu chuẩn khác nhau, tủ điện công nghiệp sẽ được chia thành nhiều loại khác nhau.

Theo cách sử dụng

• Tủ phân phối điện: Chuyên thực hiện nhiệm vụ phân phối điện năng đến các thiết bị, máy móc trong hệ thống, bao gồm nhiều thiết bị chuyên dụng như bộ chuyển đổi điện áp, thiết bị bảo vệ, cầu dao.
• Tủ điều khiển: Dùng để điều khiển nhóm vận hành các thiết bị trong hệ thống, bao gồm bộ điều khiển PLC và thiết bị đo lường.
• Tủ tụ điện: Nó có chức năng giảm công suất phản kháng, giảm tổn thất điện năng và bảo vệ tụ điện.
• Tủ ATS: Giúp chuyển đổi linh hoạt các nguồn điện để cung cấp nguồn điện liên tục cho các ứng dụng yêu cầu độ ổn định nguồn điện cao.
• Tủ bơm chữa cháy: Chịu trách nhiệm báo động, khởi động và cung cấp điện cho động cơ máy bơm chữa cháy.

Theo vị trí lắp đặt

• Tủ âm tường: Loại tủ này được thiết kế để lắp đặt trên tường. Nó có kết cấu nhỏ gọn, phù hợp với những nhà xưởng, nhà xưởng có diện tích hạn chế.
• Tủ trong nhà: Ngày nay, hầu hết các tủ điện công nghiệp đều được đặt trong nhà, ở các kho hoặc phòng kỹ thuật riêng biệt.
• Tủ ngoài trời: Được thiết kế để chịu được các điều kiện thời tiết khắc nghiệt và phù hợp cho các ứng dụng ngoài trời như trạm điện, trạm thu phí, máy biến áp và các cơ sở giải trí.

Cách chọn tủ điện công nghiệp phù hợp

Có nhiều loại tủ điện công nghiệp, tương ứng với các chức năng khác nhau. Việc chọn đúng loại tủ sẽ quyết định hệ thống của bạn hoạt động hiệu quả và an toàn như thế nào.

Sau đây là những tiêu chí quan trọng cần quan tâm khi lựa chọn tủ điện công nghiệp.

Yêu cầu và mục đích sử dụng

Yêu cầu ứng dụng và mục đích lắp đặt tủ điện công nghiệp sẽ ảnh hưởng đến các thông số của tủ như:

• dung tích: Xác định công suất tối đa của các thiết bị trong hệ thống để lựa chọn tủ điện có công suất phù hợp.
• Loại nguồn điện: Xác định chính xác định mức điện áp của hệ thống cần lắp đặt tủ điện.
• Các tính năng đặc biệt: Bù công suất phản kháng, chuyển đổi công suất, phòng cháy chữa cháy hoặc bảo vệ quá tải và ngắn mạch đơn giản.

Môi trường hoạt động

• nhiệt độ: Môi trường có nhiệt độ khắc nghiệt (quá cao, quá thấp) đòi hỏi tủ phải có cấp bảo vệ IP chuyên dụng để tránh ảnh hưởng đến các thiết bị điện bên trong.
• độ ẩm: Độ ẩm có thể gây ăn mòn tủ điện và rút ngắn tuổi thọ của thiết bị, linh kiện. Trong môi trường có độ ẩm cao nên lựa chọn tủ điện làm bằng inox hoặc phủ sơn tĩnh điện chống ăn mòn. Ngoài ra, cần lắp thêm máy hút ẩm hoặc máy sấy bên trong tủ điện để bảo vệ các thiết bị khác.
• Bụi bẩn và hóa chất: Môi trường càng khắc nghiệt (nhiều bụi, hóa chất nguy hiểm, dễ rung lắc) thì yêu cầu cấp IP càng cao và thấp nhất thường là IP55.

Vị trí lắp đặt

• Không gian hẹp: Ưu tiên những chiếc tủ có thiết kế nhỏ gọn hoặc treo tường.
• Trong nhà: Hầu hết các tủ điện công nghiệp đều thích hợp lắp đặt trong nhà nên yêu cầu về mức độ bảo vệ không quá khắt khe.
• Ngoài trời: Những chiếc tủ điện như vậy cần có khả năng chịu được các yếu tố thời tiết như mưa, nắng, bụi, sốc và chuột cắn.

Tiêu chuẩn và chứng nhận

Tủ điện công nghiệp cần đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế điển hình như IEC/NEMA/UL hoặc tiêu chuẩn quốc gia tương đương.

một số yếu tố khác

• thẩm mỹ: Một số công trình hiện đại yêu cầu tủ điện cũng cần phải có thiết kế hiện đại, phù hợp với màu sắc và phong cách của không gian lắp đặt.
• trị giá: Ngân sách đầu tư quyết định trực tiếp đến quy mô, chất lượng tủ điện công nghiệp.
• tính linh hoạt: Tủ điện cần đảm bảo hệ thống có thể mở rộng hoặc nâng cấp nếu cần thiết.

Tủ điện công nghiệp thường gặp những vấn đề gì?

Câu hỏi 1: Tủ điện công nghiệp có cần bảo trì định kỳ không?

hồi đáp: Có, tủ điện công nghiệp nên được bảo trì định kỳ 3-6 tháng một lần để kiểm tra các đầu nối, loại bỏ dầu mỡ, rỉ sét, đo độ cách điện và thay thế các linh kiện chập chờn, hư hỏng.

Câu 2: Tủ điện công nghiệp có dấu hiệu hư hỏng gì?

hồi đáp: Nếu gặp phải một số sự cố sau, bạn cần kiểm tra ngay tủ điện công nghiệp của mình để có thể xử lý kịp thời.

• Nếu trong tủ điện có mùi khét thì rất có thể tủ điện đang bị cháy.
• Bộ ngắt mạch sẽ tự động cắt mạch đều đặn. Đây là dấu hiệu tủ điện đang bị quá tải.
• Có âm thanh bất thường trong tủ điện.
• Các bộ phận như ốc vít, dây cáp bị rỉ sét cần được thay thế ngay.

Câu hỏi 3: Làm thế nào để chọn được tủ điện công nghiệp phù hợp?

hồi đáp: Khi lựa chọn tủ điện công nghiệp phù hợp, bạn cần quan tâm đến các yếu tố sau:

• Yêu cầu về tải điện
• Tiêu chuẩn điện áp và dòng điện hệ thống
• Số lượng mạch cần thiết là có hệ thống
• Môi trường cài đặt
• Yêu cầu cụ thể của ứng dụng
• Tiêu chuẩn và chứng nhận an toàn (IEC, UL)

Cách tốt nhất của bạn là tham khảo ý kiến ​​​​chuyên gia để đảm bảo tủ điện công nghiệp của bạn hoạt động hiệu quả và an toàn.