Tủ điện phân phối: Cấu tạo, thông số kỹ thuật và cách phân loại 

Chu Văn An

Để phân phối và truyền tải điện từ nhà máy điện hoặc trạm biến áp đến các khu vực tiêu thụ điện, tủ phân phối là không thể thiếu trong hệ thống điện. Đây là đầu mối nhận điện năng từ nguồn chính, sau đó cung cấp cho các khu vực phụ tải. Vậy tủ phân phối là gì? Cấu tạo và phân loại của loại tủ này như thế nào? Hãy tìm hiểu trong bài viết tiếp theo của chúng tôi.

Khái niệm về tủ phân phối điện

Tủ phân phối (hay tủ phân phối hạ thế) là loại tủ điện có nhiệm vụ phân phối điện từ nguồn chính (chủ yếu là lưới điện từ các nhà máy điện, trạm biến áp) đến các phụ tải công suất lớn trong hệ thống, đồng thời đảm bảo cách ly an toàn các thiết bị điện với người vận hành. Trong mạng điện hạ áp, tủ phân phối đóng vai trò quan trọng nhất trong hệ thống truyền tải và phân phối điện.

Tủ phân phối thường được đặt ngay sau trạm biến áp, để điều chỉnh các nguồn điện cao thế, trung thế thành nguồn hạ áp phù hợp với mạng điện 1 pha 220V hoặc 3 pha 380V. Nguồn điện này sau đó sẽ được chia thành các mạch riêng biệt để phân phối tới tải.

Các thông số kỹ thuật điển hình của tủ điện phân phối bao gồm:

• Tiêu chuẩn: IEC/EN 60439-1
• Điện áp định mức: 220~230V, 380~415VAC
• Tính thường xuyên: 50/60Hz
• Dòng điện tối đa: 6.300A
• Mức độ bảo vệ: IP44 – IP54
• Nhiệt độ hoạt động tối đa: 50°C

Cấu tạo cơ bản của tủ điện phân phối

Tủ điện phân phối có cấu tạo chung là hình vuông hoặc hình chữ nhật (1 cánh hoặc 2 cánh) có vỏ làm bằng tấm inox hoặc tôn sơn tĩnh điện dày 1-2mm. Kích thước của loại tủ này dao động từ chiều cao 200-220mm, chiều rộng 200mm và chiều sâu 150-1.000mm tùy theo vị trí lắp đặt và mục đích sử dụng.

Bên trong tủ phân phối được chia thành các ngăn chức năng, mỗi ngăn chứa một nhóm thiết bị riêng biệt như: ngăn ngắt mạch, ngăn contactor, ngăn rơle, ngăn tụ điện, ngăn ATS…

Bề mặt tủ thường đặt màn hình hiển thị và các bộ phận phụ trợ như nút ấn, nút dừng khẩn cấp, đèn báo, núm vặn… Đặc biệt, tủ phân phối được thiết kế với nắp tủ, mặt sau tủ và hai bên linh hoạt và có thể tháo rời, thuận tiện cho việc sửa chữa, bảo trì.

Cách phân loại tủ phân phối điện

Tủ phân phối được chia thành 3 loại chính bao gồm: Tủ chính MSB, tủ phân phối chính MDB và tủ phân phối nhánh DB.

Tủ điện tổng hợp MSB

Tủ điện phân phối chính (MSB) là loại tủ quan trọng nhất trong hệ thống phân phối điện. MSB có nhiệm vụ tiếp nhận điện năng từ nguồn điện lưới hoặc máy phát điện và phân phối đến các tủ nhánh hoặc các phụ tải công suất lớn trong hệ thống. Vị trí điển hình của tủ tổng MSB là phía sau trạm biến áp hạ thế (từ 15kV đến 380VAC) và phía trước tủ phân phối chính MDB.

IEC 60439-1, IEC 60529 là hai tiêu chuẩn thiết kế phổ biến áp dụng cho tất cả các loại tủ MSB, có khả năng chịu được dòng điện định mức lên đến 6300A. Tiêu chuẩn này cũng quy định cấu tạo của tủ điện MSB bao gồm nhiều ngăn chức năng riêng biệt như: ngăn chứa ACB/MCCB, ngăn chứa tải MCCB/MCB, ngăn chứa ATS, tụ điện… Loại tủ này thường có màu sắc đặc trưng là xám, đen, bạc và đỏ cam.

Tủ phân phối chính MDB

Tủ phân phối chính MDB (Main Distribution Board) đóng vai trò trung gian trong mạng điện hạ thế, thường được đặt phía sau bo mạch chính MSB và phía trước các tủ nhánh DB để nhận điện năng từ bo mạch chính và phân phối đến các phụ tải. Đặc biệt, các thiết bị công suất lớn như động cơ, băng tải, quạt thông gió… đều cần được đấu nối trực tiếp vào tủ chính MDB.

Tủ MDB có kết cấu chắc chắn với lớp vỏ ngoài được làm từ thép mạ kẽm hoặc tôn sơn tĩnh điện, bên trong cũng được chia thành các ngăn riêng biệt như tủ MSB.

Tủ phân phối chính đảm nhận chức năng cung cấp điện năng và bảo vệ động cơ khỏi các sự cố về điện nên loại tủ này được sử dụng phổ biến nhất trong các xưởng sản xuất cơ khí.

Tủ phân phối nhánh DB

Tủ điện DB (Distribution Board) dùng để lấy điện từ tủ phân phối chính MDB và cung cấp cho một dự án, một hệ thống nhất định hoặc các phụ tải tiêu thụ. Loại tủ này hầu hết được lắp đặt trong các hệ thống điện quy mô nhỏ trong gia đình, văn phòng, nhà máy…

So với hai loại tủ phân phối trên, tủ DB có kích thước khá nhỏ, được trang bị ít thiết bị bên trong, thường bao gồm một số thiết bị bắt buộc như: MCCB/MCB, cầu chì, đèn báo pha. Tùy theo mục đích sử dụng mà tủ điện DB sẽ có ampe kế, tụ điện hoặc đồng hồ đo.

Phân biệt tủ điện phân phối và tủ điện điều khiển

Tủ điều khiển điện

Tủ phân phối và tủ điều khiển là hai loại tủ điện phổ biến trong hệ thống điện. Sự khác biệt giữa hai loại tủ này nằm ở nhiều tiêu chí. Cụ thể:

Về chức năng

• Tủ điều khiển điện: Chịu trách nhiệm điều khiển, điều khiển toàn bộ các thiết bị trong hệ thống điện, đặc biệt là động cơ, máy móc công suất lớn và hệ thống điện tự động hóa
• Tủ phân phối điện: Nhiệm vụ chính là phân phối và truyền tải điện năng từ nguồn chính đến các phụ tải trong hệ thống.

Về thành phần chính

• Tủ điều khiển điện: Nhóm thiết bị quan trọng nhất là thiết bị điều khiển bao gồm bộ điều khiển tự động, bộ biến tần, rơle, công tắc và đồng hồ đo.
• Tủ phân phối điện: Nhóm thiết bị quan trọng nhất là các thiết bị đóng cắt và bảo vệ như ACB, MCCB, MCB, rơle, contactor.

Về ứng dụng

• Tủ điều khiển điện: Phổ biến trong các hệ thống yêu cầu điều khiển tự động như máy móc công nghiệp, dây chuyền sản xuất, hệ thống điều hòa không khí, thang máy, máy bơm nước…
• Tủ phân phối điện: Thích hợp cho các nhà máy, công trình, khu công nghiệp hay gia đình để cấp điện và bảo vệ các thiết bị điện.

Xét về độ phức tạp

• Tủ điều khiển điện: Phức tạp hơn do đặc điểm của thiết bị điều khiển và hệ thống tự động hóa.
• Tủ phân phối điện: Yêu cầu về cấu trúc và điều khiển đơn giản hơn.

Tổng hợp sự khác nhau giữa tủ điện phân phối và tủ điện điều khiển ở bảng so sánh dưới đây:

Những câu hỏi thường gặp về tủ phân phối điện

Câu 1: Chức năng chính của tủ phân phối là gì?

Hồi đáp: Chức năng chính của tủ phân phối là truyền tải và phân phối điện từ lưới hoặc tủ chính đến các phụ tải và bảo vệ các thiết bị chuyển mạch bên trong.

Câu 2: Thiết bị quan trọng nhất trong tủ phân phối điện là gì?

Hồi đáp: Aptomat, cầu chì/cầu dao là nhóm thiết bị quan trọng nhất của tủ phân phối điện.

Câu hỏi 3: Nên chọn tủ phân phối hay tủ điều khiển?

Hồi đáp: Đây là hai loại tủ có chức năng hoàn toàn khác nhau. Việc lựa chọn loại tủ phù hợp còn phụ thuộc vào yêu cầu vận hành và mục đích sử dụng.