Quy trình các bước thiết kế tủ điện công nghiệp chi tiết

Tủ điện công nghiệp là một cấu trúc kỹ thuật phức tạp đòi hỏi thiết kế tỉ mỉ, chuẩn xác kỹ thuật tới từng chi tiết. Quá trình thiết kế tủ điện bao gồm lựa chọn thiết bị điện phù hợp, bố trí mạch điện hợp lý và tính toán chính xác các thông số. Một thiết kế tủ điện tối ưu không chỉ đảm bảo an toàn cho người vận hành mà còn góp phần nâng cao hiệu suất sản xuất và tiết kiệm chi phí vận hành. Tham khảo quy trình thiết kế tủ điện công nghiệp được BTB Electric tổng hợp và diễn giải qua bài viết sau.

Quy trình thiết kế tủ điện công nghiệp

Thiết kế tủ điện công nghiệp diễn ra trong khoảng 8 bước, bắt đầu từ việc chọn thiết bị, thiết kế bản vẽ tới bước chạy thử và nghiệm thu.

Bước 1: Tính toán thiết bị điện cần thiết

Bước đầu rất quan trọng khi thiết kế tủ điện công nghiệp là tính toán chủng loại, số lượng và thông số thiết bị cần sử dụng. Bước này có vai trò tối ưu chi phí đầu tư và tiết kiệm thời gian cho quá trình lắp đặt, vận hành và bảo trì sau này. 

Người thiết kế cần dựa trên các yêu cầu của tủ điện, đặc điểm hệ thống điện hiện hữu, tính chất phụ tải để làm căn cứ xác định các thiết bị. Từ các phân tích này, người thiết kế cần thống kê các thiết bị trong tủ điện cần sử dụng và ước tính chi phí đầu tư. Mục đích để đạt được tính logic, hiệu quả khi vận hành tủ.

Bước 2: Thiết kế bản vẽ trong và ngoài tủ điện

Lên bản vẽ chi tiết cho bên trong và bên ngoài tủ điện là bước tiếp theo sau khi đã xác định được thiết bị cần thiết. Trong giai đoạn này, người thiết kế tập trung xây dựng bản vẽ tủ điện, sắp xếp khoa học vị trí trang thiết bị, chú trọng thiết kế bên ngoài sao cho đảm bảo tính kỹ thuật và cả thẩm mỹ.

Bản thiết kế sơ đồ nguyên lý tủ điện chi tiết vừa giúp việc lắp đặt chính xác, vừa hỗ trợ quá trình bảo dưỡng và sửa chữa sau này thuận tiện hơn. Cần đảm bảo trong bản thiết kế, vị trí các thiết bị, bố trí dây điện tối ưu thuận theo quy trình hoạt động của tủ điện.

Bước 3: Lựa chọn vỏ tủ điện

Vỏ tủ điện có đa dạng kích thước và kiểu dáng với 2 loại chính là tủ nổi và tủ chìm. Người thiết kế có thể chọn các mẫu kích thước vỏ thông dụng có sẵn như 60 x 80 x 20, 600 x 800 x 300,.. hoặc thiết kế riêng để tối ưu không gian lắp đặt.

Chất lượng và tính thẩm mỹ cũng là 2 yếu tố khác không thể bỏ qua khi chọn vỏ tủ điện. Các vật liệu sử dụng cho vỏ tủ có thể là tôn, inox 304, inox 201, thép không gỉ,… tùy theo vị trí lắp đặt, mức chi phí, tính chất tủ điện. Ngoài ra các phụ kiện bên ngoài như đèn báo, nút bấm, cần gạt, màn hình,… cũng được lựa chọn tại bước này.

Bước 4: Lắp đặt thiết bị vào tủ

Sau khi chuẩn bị xong bản vẽ thiết kế, vỏ tủ điện và các thành phần bên trong, bước tiếp theo là lắp thiết bị vào tủ điện theo đúng bản thiết kế. Quá trình lắp đặt yêu cầu sự chính xác, cẩn thận từ người đảm nhận, bám sát theo thiết kế và thích ứng với điều kiện bên trong tủ.

Mỗi công đoạn lắp tủ điện cần tuân thủ nghiêm ngặt các chỉ dẫn về kỹ thuật, chú trọng đến tính thẩm mỹ và thuận tiện khi thao tác sau này.

Bước 5: Gia công tủ điện và lắp thanh cái đồng

Bước lắp đặt thanh cái đồng thường xuất hiện ở các dòng tủ điện có dòng điện tổng tối thiểu 100A. Việc này rất cần thiết để tủ điện tránh gặp sự cố không mong muốn do quá tải điện hay mất điện. 

Bước 6: Đấu nối mạch điện vào thiết bị

Khi tiến hành đầu nối dây dẫn điện đi qua tủ điện công nghiệp, người lắp đặt cần tuân thủ một số nguyên tắc sau:

• Đấu nối dây chính xác, logic, bám sát theo bản thiết kế.
• Phân biệt rõ ràng các pha dây dẫn theo màu sắc, có ghi chú để nhận biết và quản lý dễ dàng hơn.
• Tách biệt mạch điều khiển và mạch động lực để tránh nhiễu tín hiệu giữa các sensor, cảm biến.
• Đấu nối tuần tự cho mạch động lực trước, mạch điều khiển sau.

Bước 7: Kiểm tra kỹ thuật và vệ sinh tủ điện

Sau khi lắp đặt và đấu nối tủ điện, bước tiếp theo là kiểm tra bên trong và bên ngoài tủ điện để đảm bảo:

• Các thiết bị đã lắp đúng vị trí theo bản vẽ kỹ thuật.
• Dây dẫn được đấu nối phù hợp, gọn gàng, đẹp mắt.
• Đánh giá tính an toàn khi vận hành trong điều kiện thực tế, lên kịch bản xử lý các rủi ro tiềm năng.

Trong giai đoạn này, nếu phát hiện bất kì vấn đề liên quan tới an toàn khi vận hành, cần phải xử lý kiểm tra tủ điện ngay lập tức từ việc tham khảo lại bản vẽ, xem xét chất lượng thiết bị, chất lượng vỏ tủ điện và vị trí đấu dây.

Bước 8: Chạy thử và nghiệm thu

Quá trình chạy thử nghiệm có các bước sau:

• Kiểm tra tổng thể tủ điện đạt yêu cầu chạy thử.
• Kiểm tra đường đi của dòng điện, tình trạng nguồn điện và phụ tải.
• Loại bỏ thành phần thừa trong tủ, vệ sinh sạch sẽ.
• Chạy thử với tải nhẹ để kiểm tra việc vận hành thông suốt.

Sau khi chạy thử thành công và đạt điều kiện vận hành, tủ điện sẽ được nghiệm thu qua các bước:

• Khởi động tủ điện, kết nối với lưới điện.
• Lắp đặt tủ điện tại vị trí thích hợp đã chọn sẵn.
• Thiết lập biện pháp an toàn như hàng rào bảo vệ, camera giám sát, biển cảnh báo, khóa liên động,…

Trong quá trình vận hành tủ điện, cần biết quy trình bảo dưỡng tủ điện.

Những nguyên tắc khi thiết kế tủ điện và lựa chọn thiết bị

Bản vẽ tủ điện công nghiệp có tính vĩ mô do được sử dụng đại trà tại các khu công nghiệp, xưởng sản xuất, công trình giao thông, công trình xây dựng lớn,.. Mặt khác, bản vẽ này còn thể hiện chi tiết mối quan hệ giữa các thành phần trong tủ điện là thiết bị, phụ kiện, dây dẫn, thanh cái,…

Nguyên tắc khi chọn thiết bị

Khi chọn thiết bị cho tủ điện công nghiệp, cần đảm bảo hài hòa giữa chất lượng và tối ưu chi phí đầu tư. Các thiết bị được chọn cần đáp ứng đúng, đủ chức năng theo sơ đồ thiết kế tủ điện để đảm bảo vận hành tủ điện hiệu quả.

Ngoài ra tùy theo yêu cầu chất lượng hay quy mô từng dự án để chọn thiết bị phù hợp. Với các dự án thiết kế tủ điện công nghiệp có mức đầu tư lớn như cho công trình giao thông, công trình công nghiệp lớn, dự án cấp chính phủ, khu đô thị cao cấp, văn phòng hạng sang, công trình cấp Trung ương nên lựa chọn thiết bị từ nhà sản xuất uy tín nhất như ABB, Schneider, Siemens,.. Với các dự án cấp địa phương, mức đầu tư trung bình ưu tiên chọn thiết bị từ thương hiệu BTB Electric, LS,…

Yêu cầu cho bản vẽ thiết kế tủ điện công nghiệp

Bản vẽ thiết kế tủ điện công nghiệp yêu cầu độ chính xác chi tiết cao nhằm hỗ trợ quá trình lắp đặt thuận lợi, dễ dàng giám sát. Bản vẽ cần sử dụng thiết kế khoa học, logic cao, có khả năng mở rộng trong tương lai. Các đơn vị đo như dòng điện, điện áp,.. cần thống nhất, rõ ràng và đúng yêu cầu kỹ thuật, đảm bảo các bên liên quan đều hiểu được. Ngoài ra không nên sử dụng nhiều màu sắc trong bản vẽ để tránh gây rối mắt. Ưu tiên dùng màu đơn giản và làm nổi bật các thành phần quan trọng.

Yêu cầu về người thiết kế

Người thiết kế tủ điện công nghiệp là yếu tố quan trọng nhất cho một bản vẽ tủ điện chính xác về kỹ thuật, đáp ứng yêu cầu đặt ra, là tiền đề để xây dựng tủ điện chất lượng. Cụ thể người thiết kế phải là người:

• Được học tập, đào tạo kỹ lưỡng đúng chuyên ngành thiết kế tủ điện công nghiệp.
• Có tính tỉ mỉ, cầu toàn, chu đáo và thận trọng.
• Có khả năng trau chuốt, kiểm tra bản vẽ, tránh bỏ sót chi tiết.
• Sử dụng thành thạo công cụ, phần mềm hỗ trợ như autoCAD,…

Trên đây là các bước thiết kế tủ điện công nghiệp và một số yêu cầu kỹ thuật cần chú ý. Quá trình vận hành và bảo dưỡng tủ điện có hiệu quả, an toàn hay không phụ thuộc gần như hoàn toàn vào thiết kế. Vì vậy đây là những thông tin cần thiết cho việc xây dựng bất kì hệ tủ điện công nghiệp nào. Bên cạnh đó, bạn có thể tham khảo lựa chọn các thiết bị cho tủ điện công nghiệp trong phần Ứng dụng từ BTB Electric.