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

Tủ điện công nghiệp là tổ hợp các thiết bị thường xuất hiện trong các ngành công nghiệp, đảm nhiệm chức năng phân phối điện, điều khiển, điều khiển hoạt động của các thiết bị trong hệ thống. Trong bài viết này chúng tôi sẽ giới thiệu đầy đủ tủ điện công nghiệp là gì? Cấu tạo và ứng dụng của tủ điện công nghiệp như thế nào? Chúng tôi mời bạn đọc.

Tìm hiểu tủ điện công nghiệp là gì?

Tủ điện công nghiệp là loại tủ điện chuyên dùng cho môi trường công nghiệp và được sản xuất theo tiêu chuẩn công nghiệp như IEC 60439-1, IEC 60649, IEC 62271 hay IEC 60255.

Tủ điện loại này thường chứa nhiều nhóm thiết bị vận hành, thiết bị tải 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 phù hợp với số lượng thiết bị công suất lớn và nhiều môi trường làm việc khác nhau, tủ điện công nghiệp sẽ có kích thước lớn hơn tủ điện dân dụng, đi kèm với đó là hệ thống kết cấu mạch điều khiển phức tạp. Tất nhiên, yêu cầu về mức độ bảo vệ, độ ổn định, độ bền và tính liên tục của tủ điện công nghiệp cũng cao hơn rất nhiều so với tủ điện thông thường.

Cấu tạo tủ điện công nghiệp

Tủ điện công nghiệp có kết cấu hình vuông hoặc hình chữ nhật điển hình với vỏ làm bằng kim loại (thép, inox) hoặc composite, bên ngoài được mạ kẽm hoặc sơn tĩnh điện nhẵn/nhăn với nhiều màu sắc khác nhau. Bên trong tủ được chia từ 1 đến nhiều ngăn hoặc ngăn để thuận tiện cho việc lắp đặt thiết bị.

Về thiết bị trong tủ điện công nghiệp, chúng tôi chia thành 3 nhóm đặc trưng như sau:

Nhóm thiết bị đặc biệt

Đây là những thiết bị chuyên dụng dùng cho 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 một số tủ công nghiệp khác.
• Cuộn dây điện trở: Thiết bị dùng để bảo vệ tụ điện khỏi sự cố điện hóa, thường được lắp đặt trong tủ tụ điện.
• Biến tần: Được lắp đặt trong nhiều loại tủ điện như tủ bơm nước, tủ máy nén khí, tủ điều khiển băng tải, tủ thông gió.
• Bộ đổi nguồn ATS: Được đặt trong tủ chuyển nguồn, có nhiệm vụ tự động chuyển đổi nguồn điện giữa nguồn chính và nguồn phụ.

Nhóm thiết bị chung

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

• Aptomat: Có thể là ACB, MCB hoặc MCCB tùy theo tính chất và yêu cầu bảo vệ của từng mạng điện.
• Công tắc tơ: Đảm nhận nhiệm vụ điều khiển các thiết bị phía tải, thường xuất hiện ở nhiều loại tủ điện công nghiệp.
• Rơle: 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 ấn, 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 một số tính năng điều khiển tự động khác.

Tủ điện công nghiệp có vai trò 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 trong nhà máy, khu công nghiệp… Thông qua các công tắc, cầu dao, người vận hành có thể điều khiển, điều chỉnh nguồn điện đến từng thiết bị trong hệ thống một cách linh hoạt và 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 có khả năng bảo vệ các thiết bị điện bên trong khỏi các tác động từ môi trường, tác động cơ học, đồng thời cách nhiệt an toàn cho con người trong quá trình làm việc. Hơn nữa, tủ điện còn chứa nhiều thiết bị chuyển mạch, bảo vệ khác nhau nên dễ dàng ngăn ngừa các sự cố 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, giám sát hệ thống một cách khoa học và hiệu quả chỉ từ một vị trí. Thông qua màn hình hiển thị, bảng điều khiển, đồng hồ, người dùng có thể theo dõi chính xác các thông số quan trọng bao gồm dòng điện, điện áp, công suất, từ đó nắm bắt được tình trạng hoạt động của các thiết bị trong tủ điện để kịp thời phát hiện sự cố và có giải pháp xử lý nhanh chóng.

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, dây chuyền, thiết bị: 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, giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động của dây chuyền, từ đó nâng cao hiệu quả lao động và tăng uy tín cho doanh nghiệp.

Trong các công trình xây dựng

• Nguồn điện: Dành cho các khu chung cư, tòa nhà cao cấp, trung tâm thương mại, bệnh viện, trường học…
• Điều khiển hệ thống chiếu sáng: Trong các tòa nhà, đường phố, không gian công cộng.
• Điều khiển hệ thống điều hòa không khí: Trong 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 dây chuyền, thiết bị trong quá 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.

Công nghiệp năng lượng

• Tủ điện công nghiệp đảm nhận chức năng điều khiển 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 nguồn điện, tự động hòa lưới, cân bằng công suất trong hệ thống năng lượng tái tạo.

Phân loại tủ điện công nghiệp

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

Theo cách sử dụng

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

Theo vị trí lắp đặt

• Tủ âm tường: Loại tủ này được thiết kế lắp đặt âm tường với kết cấu nhỏ gọn, phù hợp với những nhà xưởng, nhà xưởng có diện tích hạn chế.
• Tủ trong nhà: Hầu hết các tủ điện công nghiệp hiện nay đều được đặt trong nhà, ở các kho hoặc phòng kỹ thuật riêng biệt.
• Tủ ngoài trời: Được thiết kế để chịu được điều kiện thời tiết khắc nghiệt, thích 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

Tủ điện công nghiệp có nhiều loại, tương ứng với các chức năng khác nhau. Việc lựa chọn loại tủ phù hợp sẽ quyết định đến hiệu quả hoạt động và độ an toàn của hệ thống.

Dưới đây là những tiêu chí quan trọng bạn 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 có thể 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 công suất tủ điện phù hợp.
• Loại nguồn điện: Xác định chính xác điện áp định mức của hệ thống nơi cần lắp đặt tủ điện.
• Chức năng đặc biệt: Bù công suất phản kháng, chuyển đổi công suất, phòng chống cháy nổ hay đơn giản là bảo vệ quá tải, ngắn mạch.

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 khiến tủ điện bị ăn mòn, làm giảm tuổi thọ của thiết bị, linh kiện. Ở môi trường có độ ẩm cao, bạn nên chọn tủ điện được làm từ inox hoặc được phủ sơn tĩnh điện chống ăn mòn. Ngoài ra, trong tủ điện cũng cần lắp thêm máy hút ẩm hoặc máy sấy 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, thấp nhất thường là IP55.

Vị trí lắp đặt

• Không gian hẹp: Ưu tiên những loại tủ có kết cấu nhỏ gọn hoặc thiết kế 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: Loại tủ điện này cần có khả năng chịu được các yếu tố thời tiết như mưa, nắng, bụi, va đập, 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 phải có thiết kế hiện đại, phù hợp với màu sắc và phong cách của không gian lắp đặt.
• Chi phí: 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 khả năng mở rộng hoặc nâng cấp hệ thống khi cần thiết.

Những câu hỏi thường gặp về tủ điện công nghiệp là 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, làm sạch dầu mỡ rỉ sét, đo cách điện và thay thế các linh kiện chập chờn, hư hỏng.

Câu 2: Dấu hiệu nào cho thấy tủ điện công nghiệp đang gặp sự cố?

Hồi đáp: Nếu gặp phải một số sự cố dưới đây, bạn cần kiểm tra ngay tủ điện công nghiệp của mình để kịp thời xử lý các sự cố.

• Có mùi khét bốc ra từ tủ điện, khả năng cao tủ đã bị cháy.
• Bộ ngắt mạch tự động ngắt mạch thường xuyên. Đây là dấu hiệu tủ điện đang bị quá tải.
• Có âm thanh bất thường bên 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: Để lựa chọn được tủ điện công nghiệp phù hợp, bạn cần quan tâm đến nhiều yếu tố như 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 là nên tham khảo ý kiến ​​của các chuyên gia để đảm bảo tủ điện công nghiệp hoạt động hiệu quả và an toàn.