Tủ điện là gì? Phân loại tủ điện dân dụng và công nghiệp

Tủ điện là tổ hợp thiết bị không thể thiếu trong hệ thống điện công nghiệp và xuất hiện rất nhiều trong hệ thống điện dân dụng. Tủ điện là nơi lắp đặt, bảo vệ các thiết bị điện có nhiệm vụ giám sát, điều khiển, phân phối điện hay đóng ngắt, giúp tăng tính an toàn cho phụ tải và người vận hành hệ thống.

Hiện nay có rất nhiều loại tủ điện phục vụ cho đa dạng mục đích từ vận hành, xử lý sự cố hay điều chỉnh công suất điện. Trong bài viết sau đây, BTB Electric cùng bạn đi tìm hiểu về hệ thống tủ điện, phân loại và ứng dụng trong thực tiễn.

Khái niệm về tủ điện

Tủ điện (Electrical cabinet) là loại tủ chứa các thiết bị điện và linh kiện như nút nhấn, đèn báo, đồng hồ đo, công tắc,… thành một tổ hợp với chức năng chuyên biệt. Tủ có hình dạng là khối hộp vuông hoặc chữ nhật. Vỏ tủ được làm từ thép hoặc tôn, sơn chống rỉ và cách điện. Tủ điện được sử dụng trong nhiều công trình từ nhà dân cho đến các tòa nhà lớn hay nhà máy công nghiệp. Có 2 loại tủ điện là loại dân dụng và loại công nghiệp. Sử dụng loại nào sẽ tùy theo điện áp hoạt động, từ đó lựa chọn được các thiết bị thích hợp.

Tủ điện dân dụng là loại tủ điện cỡ nhỏ, chứa các thiết bị vận hành điện cơ bản như aptomat, cầu chì, công tắc, đèn báo,… Trong nhà ở thường chỉ có 1 – 3 tủ điện dân dụng làm tủ tổng hoặc tủ điều khiển chiếu sáng.

Tủ điện công nghiệp có tính bền bỉ, ổn định và chính xác cao hơn tủ điện dân dụng. Ngoài các thiết bị cơ bản, trong tủ điện công nghiệp có thể có tụ bù, contactor, cuộn kháng, bộ chuyển mạch ATS, rơ le,… nhằm phân phối và điều khiển điện quy mô lớn hơn.

Những thiết bị thường có trong tủ điện

Các thiết bị thường có trong tủ điện:

• Aptomat – CB: Thiết bị đóng cắt bảo vệ phụ tải khi có sự cố quá tải điện, ngắn mạch, rò điện,.. bao gồm MCB, MCCB, RCBO hay ACB,…
• Contactor: Thiết bị tự động ngắt nguồn, điều khiển các thiết bị điện công nghiệp có công suất lớn.
• Relay: Thiết bị đóng ngắt theo 1 tiêu chí nhất định, có nhiều loại như relay nhiệt, relay trung gian, relay điện tử,…
• Nút nhấn: Đặt ở mặt ngoài tủ điện dạng vật lý hoặc dạng cảm ứng trong màn hình HMI.
• Đèn báo: thông báo tình trạng của tủ điện theo màu sắc, đặt phía mặt ngoài tủ theo dạng vật lý hoặc trong màn hình điều khiển.
• Nút dừng khẩn cấp: Ngắt tức thì toàn bộ mạch điện khi gặp sự cố.
• Thiết bị, linh kiện bổ trợ: đồng hồ đo, màn hình, dây điện, thanh cái, lưới lọc bụi, quạt tản nhiệt,…

Ngoài ra tùy theo tính chất của tủ điện mà bên trong có các thiết bị chuyên biệt: trong tủ tụ bù có tụ bù và cuộn kháng; trong tủ chuyển nguồn có bộ chuyển nguồn ATS,…

Lợi ích khi sử dụng tủ điện

Tủ điện là lớp vỏ bọc chắc chắn bảo vệ cho thiết bị điện bên trong và là bộ phận không thể thiết trong hệ thống với các vai trò:

• Bảo vệ thiết bị điện khỏi bụi bẩn, nhiệt độ cao, nước ẩm
• Hạn chế thiệt hại cho sự cố cháy nổ, hỏa hoạn, lũ lụt,…
• Bảo mật hệ thống điện trước sự xâm nhập trái phép
• Tăng tính thẩm mỹ cho cụm thiết bị điện và khu vực vận hành
• Hỗ trợ người vận hành hiệu quả hơn trong việc điều khiển và giám sát các thiết bị
• Bảo vệ mạch điện nhạy cảm, tối quan trọng, dễ hư hỏng
• Đảm bảo thiết bị điện hoạt động ổn định, tăng tuổi thọ, nắm bắt thời gian bảo trì bảo dưỡng

Sử dụng tủ điện giúp người vận hành tập trung điều khiển, giám sát các thiết bị điện trong cùng 1 khu vực, làm tăng hiệu quả hoạt động của hệ thống điện.

Các loại tủ điện phổ biến

Tủ điện được phân loại theo nhiều phương pháp như chức năng, kích thước, thông số kỹ thuật, vị trí lắp đặt,.. Trong đó việc phân chia tủ điện theo chức năng bao gồm các loại: tủ điện điều khiển, tủ điện phân phối, tủ tụ bù, tủ chuyển nguồn, tủ phòng cháy chữa cháy, tủ công tơ, tủ RMU,..

Tủ điện phân phối

Tủ điện phân phối có chức năng phân phối điện từ nguồn trạm biến áp tới các khu vực trong hệ thống và tới thiết bị tải. Bên trong tủ được thiết kế chia ngăn thành các module cho các cụm thiết bị có chức năng riêng. 

Bên trong tủ điện phân phối có các dòng aptomat, contactor là thiết bị chính. Ngoài ra có thêm các thiết bị chuyển nguồn điện, thiết bị giám sát,..

Các dòng tủ điện phân phối phổ biến:

• Tủ điện phân phối MSB: Tủ phân phối tổng đặt gần trạm biến áp, có nhiệm vụ chuyển đổi điện áp và phân phối điện từ trạm biến áp tới tủ phân phối nhánh, các khu vực trong hệ thống phụ tải.
• Tủ điện phân phối MDB: Tủ trung gian phân phối điện từ tủ phân phối tổng tới tủ DB hoặc các thiết bị phụ tải.
• Tủ điện phân phối DB: Tủ phân phối đặt gần các thiết bị phụ tải, có chức năng phân phối điện từ nguồn hoặc tủ phân phối trung tâm tới phụ tải.

Tủ điện điều khiển

Tủ điều khiển là thiết bị quan trọng chịu trách nhiệm điều khiển các động cơ có công suất lớn trong các hệ thống như nhà máy, xưởng sản xuất, trạm bơm,… Ngoài ra, loại tủ công nghiệp này còn bảo vệ động cơ khỏi các rủi ro như mất pha, ngắn mạch hay quá tải.

Chức năng của tủ điện điều khiển phụ thuộc vào động cơ cần điều khiển và kết cấu của tủ điện, gồm các phương pháp khởi động như: khởi động trực tiếp, khởi động sao – tam giác, khởi động mềm, biến tần,… Các thành phần chính của tủ điện điều khiển bao gồm các dòng aptomat, các thiết bị điều khiển, bộ khởi động và các thiết bị đặc trưng, linh kiện,…

Các dòng tủ điện điều khiển phổ biến:

• Tủ điện điều khiển PLC: Tủ sử dụng phần mềm điều khiển PLC HMI, có chức năng điều khiển tự động hệ thống máy móc công nghiệp.
• Tủ điện điều khiển MCC: Tủ điện điều khiển trung tâm, có chức năng phân phối công suất động cơ và điều chỉnh hiệu suất hoạt động. Tủ có nhiều phương thức khởi động động cơ như khởi động trực tiếp, khởi động sao – tam giác, biến tần, khởi động mềm,..
• Tủ điện điều khiển chiếu sáng: Tủ điện sử dụng phần mềm PLC để chuyên điều khiển hệ thống chiếu sáng trong sân vườn, khuôn viên công trình, đường phố, khu đô thị, cầu, công viên,…
• Tủ tụ bù công suất phản kháng: Tủ có lắp đặt tụ bù để bù công suất phản kháng, tiết kiệm chi phí vận hành hệ thống.
• Tủ chuyển nguồn ATS: Tủ bố trí bộ chuyển nguồn tự động ATS có chức năng chuyển nguồn linh động giữa nguồn điện lưới và nguồn máy phát.

Tủ RMU

Tủ RMU là dạng tủ điện được thiết kế theo cấu trúc metal enclosed, cách điện với khí SF6 bằng thép không gỉ. Đặc điểm này giúp tăng sự an toàn cho người vận hành và bảo vệ tốt các thiết bị bên trong. 

Tủ RMU được sử dụng cho các trạm biến áp phân phối cỡ nhỏ, trạm biến áp điện trung áp/cao áp đặt ngầm hoặc trên cao, nhà máy điện gió, công trình dân dụng và thương mại phức tạp.

Tủ điện cứu hỏa

Tủ điện cứu hỏa hay tủ PCCC là dòng tủ điện chuyên dùng cho hoạt động phòng cháy chữa cháy. Loại tủ này được bố trí ở tất cả các công trình công cộng, nhà máy hay có thể là hộ gia đình.

4 tính năng chính của tủ PCCC là:

• Tự động bơm bù áp khi phát hiện hệ thống cứu hỏa bị rò rỉ nước.
• Tự động vận hành bơm điện cho vòi cứu hỏa khi có báo cháy.
• Tự động vận hành bơm nhiên liệu cần thiết để vận hành vòi cứu hỏa khi mất điện.
• Tự động giám sát tình trạng ắc quy và có cơ chế tự động sạc.

Tủ điện công tơ

Tủ điện công tơ bố trí đồng hồ đo công tơ với chức năng đo đếm, giám sát việc sử dụng điện trong 1 tòa nhà hoặc 1 tầng, 1 căn hộ. Tủ có thể dùng công tơ trực tiếp hoặc kết hợp với biến dòng, tùy theo điện áp và phụ tải. Đây là dòng tủ điện phổ biến cho các cơ sở thương mại, trạm biến áp hay nhà máy cần theo dõi mức tiêu thụ điện.

Tủ hòa đồng bộ

Tủ hòa đồng bộ có chức năng đưa các máy phát điện hoặc các nguồn điện độc lập vào làm việc song song. Khi nguồn điện chính gặp sự cố mất điện, dưới tác động của tủ hòa đồng bộ, các nguồn phụ sẽ khởi động, hòa đồng bộ và chia phụ tải. Bên cạnh đó tủ điện đồng bộ có chức năng giám sát phụ tải và chọn số lượng nguồn máy phát cần hoạt động.

Ứng dụng chính của tủ điện

Tủ điện được sử dụng cho cả hệ thống điện dân dụng và điện công nghiệp. Tuy nhiên vì tính chất hoạt động 2 mạng điện này khác nhau nên tùy theo mục đích sử dụng, tủ điện ứng dụng cũng sẽ khác nhau.

Trong công nghiệp

Trong điện công nghiệp, tủ điện được ứng dụng trong điều khiển máy móc, động cơ điện để quản lý và bảo vệ hệ thống sản xuất. Các dòng tủ điện công nghiệp được sản xuất với thông số kỹ thuật lớn, độ bền cao và có hiệu suất hoạt động tốt. 

Tủ điện công nghiệp được lắp đặt tại các nhà xưởng, nhà máy sản xuất, trung tâm vận hành, khu công nghiệp, tòa nhà, trung tâm thương mại,…

Trong dân dụng

Tủ điện được sử dụng trong hệ thống điện dân dụng chủ yếu cho 2 mục đích: phân phối điện và chuyển nguồn điện. Kích thước tủ điện dân dụng khá khiêm tốn, công suất tủ nhỏ. Trong thực tế, các công trình dân dụng sử dụng tủ điện bao gồm nhà dân, văn phòng, chung cư,… Bên cạnh đó, tủ điện dân dụng còn trực tiếp điều khiển các thiết bị điện như đài phun nước, máy bơm, quạt thông gió, quạt hút khói,…

Các thiết bị cho tủ điện chất lượng cao từ BTB Electric

Các thiết bị điện từ BTB Electric được sản xuất đạt tiêu chuẩn chất lượng EN/IEC, ISO,.. phù hợp để lắp đặt trong tủ điện công nghiệp và tủ điện dân dụng. Dải sản phẩm BTB Electric bao gồm 15+ dòng sản phẩm, mang nhãn hiệu KEMA-KEUR:

• Các dòng aptomat – CB: MCB, MCCB, RCCB, RCBO, ELCB, ACB
• Các dòng thiết bị điều khiển: AC contactor, rơ le nhiệt, rơ le công suất, contactor tụ bù, bộ chuyển nguồn ATS,…
• Các dòng thiết bị chất lượng điện: tụ bù khô, cuộn kháng, bộ lọc sóng hài AHF, tụ bù thông minh,..

Với lịch sử trên 40 năm phát triển, đã có mặt tại nhiều quốc gia trên thế giới, BTB Electric tự tin là đối tác cung cấp vật tư chất lượng cho các chủ đầu tư, nhà thầu công trình tại Việt Nam. Liên hệ hợp tác với chúng tôi qua email: asian@btb-electric.com hoặc tìm hiểu thông số sản phẩm tại https://btb-electric.com/vi/san-pham/