Tủ điện hạ thế
Tủ điện là gì?
Tủ điện là thành phần chính trong hệ thống phân phối điện được lắp đặt sau trạm biến áp trong các nhà máy, công trình. Tủ điện chứa các thiết bị điện như máy cắt ACB, aptomat, contactor, rơ le, biến tần, PLC,... có chức năng bảo vệ, giám sát, phân phối điện và điều khiển máy móc công nghiệp, hệ thống chiếu sáng, điều hòa, các thiết bị dân dụng,...
Theo tiêu chuẩn phân loại nguồn điện trong truyền tải điện công nghiệp ở Việt Nam đưa ra năm 2010, EVN quy ước: Nguồn điện lưới cao thế có 4 mức (66kV, 110kV, 220kV và 500kV), trung thế có 2 mức (22kV, 35 kV) và hạ thế có 1 mức 0,4kV. Nguồn điện từ các nhà máy phát điện phân bố đến các vùng tiêu thụ điện như: thành phố, các khu công nghiệp… trên các đường dây cao thế hay trung thế, nhưng để sử dụng được thì phải qua các trạm hạ thế để biến thành nguồn chuẩn (1 pha 220VAC, 3 pha 380VAC, tần số 50Hz). Đặt ngay sau các trạm hạ thế là các tủ điện phân phối hạ thế có chức năng chính là đóng cắt, bảo vệ an toàn cho hệ thống điện phụ tải. Trong dân dụng cũng như trong công nghiệp đều sử dụng nguồn điện chuẩn sau các trạm hạ thế này, các tủ điện lắp sau trạm đều gọi là Tủ điện hạ thế.
Tủ điện được sản xuất theo tiêu chuẩn công nghiệp IEC60439-1 hay còn được gọi là Tủ điện công nghiệp.
Các loại Tủ điện hạ thế:
1. Nhóm Tủ điện phân phối
Nhóm Tủ điện phân phối hạ thế bao gồm Tủ điện phân phối tổng MSB (Main Distribution Switchboard), Tủ điện phân phối DB (Distribution Board), Tủ điện ATS (Automatic Transfer Switches), Tủ điện bù công suất cosφ, Tủ điện hòa đồng bộ. Chức năng chính của nhóm tủ điện hạ thế này là đóng cắt, bảo vệ an toàn cho hệ thống điện phụ tải.
Tủ điện phân phối tổng được sử dụng trong các mạng điện hạ thế và là thành phần quan trọng nhất trong mạng phân phối điện. Nó được đặt sau các trạm hạ thế và trước các tủ điện phân phối DB, tủ điện chức năng.
Tủ điện tổng thường có kích thước lớn, bao gồm các thiết bị: Máy cắt ACB, Aptomat MCCB, Aptomat MCB, Đồng hồ đo Volt, Ampe, Đồng hồ đo đa chức năng, Đèn báo pha, Công tơ điện, Chống sét van / chống sét lan truyền.
Tủ điện tổng được đấu nối trực tiếp với nguồn từ trạm biến áp. Từ tủ tổng nguồn điện sẽ được chia tới các tủ điện chức năng như tủ phân phối các tầng / xưởng sản xuất, tủ điều khiển, tủ tụ bù, tủ chiếu sáng, tủ điều hòa, tủ phòng cháy,...
Tủ phân phối DB thường có kích thước nhỏ hoặc trung bình, bao gồm các thiết bị như Aptomat MCCB, MCB, Đèn báo pha, Đồng hồ đo.
Tủ phân phối DB được cấp nguồn từ tủ phân phối tổng để cấp trực tiếp đến các thiết bị như đèn chiếu sáng, motor, các phòng chức năng.
Tủ điện ATS hay còn gọi là tủ chuyển nguồn tự động. Chức năng tủ ATS là chuyển từ nguồn chính sang nguồn phụ khi phát hiện nguồn chính bị ngắt điện. Nguồn chính là nguồn điện lưới mặc định, nguồn phụ thông thường là từ máy phát điện dự phòng.
Thiết bị chính của tủ ATS là bộ chuyển nguồn tự động ATS và bộ điều khiển ATS. Ngoài ra tủ ATS có thể lắp thêm đồng hồ đo Volt, Ampe để giám sát.
Tủ điện bù công suất phản kháng được sử dụng trong các mạng điện hạ thế, ứng dụng cho các hệ thống điện sử dụng các phụ tải có tính cảm kháng cao, nó thường lắp đặt tại phòng kỹ thuật của các tầng, phòng kỹ thuật của các thiết bị và tại khu vực trạm máy biến áp hay các công trình công nghiệp và dân dụng như nhà máy, xưởng công nghiệp, trung tâm thương mại, cao ốc văn phòng, chung cư, bệnh viện,...
2. Nhóm Tủ điện điều khiển
Nhóm Tủ điện điều khiển gồm có Tủ điện điều khiển động cơ/máy bơm, Tủ điện điều khiển chiếu sáng, Tủ biến tần, Tủ điện điều khiển khả trình (PLC)… Chức năng của nó là điều khiển các thiết bị phụ tải theo 1 quy trình cụ thể, nó có thể đứng độc lập hay đi kèm với các tủ điện động lực.
Tủ điện điều khiển động cơ MCC
Tủ điện điều khiển động cơ dùng để khởi động, điều khiển tốc độ hay chiều quay của động cơ. Thường được lắp đặt để điều khiển cho các động cơ có công suất lớn trong các nhà máy, xưởng sản xuất, các trạm bơm,...
Tủ điện điều khiển có nhiều loại tùy theo phương pháp điều khiển / khởi động động cơ:
- Tủ khởi động trực tiếp: sử dụng contactor để cấp nguồn trực tiếp cho động cơ. Tủ thường có thêm chức năng bảo vệ quá tải bằng rơ le nhiệt và bảo vệ mất pha.
- Tủ khởi động sao - tam giác: sử dụng 3 contactor đấu nối theo sơ đồ sao - tam giác. Giai đoạn khởi động thì động cơ được đấu nối theo hình sao, điện áp đặt vào cuộn dây thấp hơn so với sơ đồ hình tam giác do đó giảm một phần dòng khởi động so với phương pháp khởi động trực tiếp.
- Tủ khởi động mềm: Bộ khởi động mềm hoạt động theo nguyên lý tăng dần điện áp cấp cho động cơ giúp cho động cơ khởi động ổn định, không bị tăng dòng khởi động.
- Tủ biến tần: Sử dụng biến tần để điều khiển động cơ là giải pháp ưu việt nhất nhưng cũng có chi phí cao nhất trong các phương án trên. Tủ biến tần khởi động động cơ một cách ổn định, thay đổi tốc độ động cơ, thay đổi chiều quay, cho phép cài đặt nhiều chế độ hoạt động, bảo vệ quá tải, quá áp, mất pha,... Đặc biệt biến tần giúp tiết kiện điện năng cho động cơ.
Tủ điện điều khiển chiếu sáng dùng để cấp nguồn và điều khiển hệ thống chiếu sáng đèn đường, chiếu sáng sân vườn, khu đô thị. Tủ điện chiếu sáng thường có chức năng tăng giảm độ sáng hoặc bật tắt xen kẽ các bóng để giảm độ sáng và tiết kiệm điện năng.
- Tủ điện chiếu sáng Timer: đây là phương pháp lắp ráp đơn giản nhất. Timer cho phép đặt 2 khoảng thời gian bật - tắt trong ngày. Sử dụng 2 Timer sẽ cho phép bật tắt xen kẽ các bóng hoặc thay đổi độ sáng.
- Tủ điện chiếu sáng PLC: Sử dụng bộ lập trình PLC có thể cài đặt được nhiều chương trình hoạt động phức tạp và nhiều lộ điều khiển so với Timer.