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

Lê Hồng Phong

Tủ điện công nghiệp là kết cấu kỹ thuật phức tạp, đòi hỏi thiết kế tỉ mỉ, kỹ thuật chính xác đến từng chi tiết. Quá trình thiết kế tủ điện bao gồm việc lựa chọn thiết bị điện phù hợp, bố trí mạch điện hợp lý và tính toán chính xác các thông số. Thiết kế tủ điện tối ưu không chỉ đảm bảo an toàn cho người vận hành mà còn góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất, tiết kiệm chi phí vận hành. Tham khảo quy trình thiết kế tủ điện công nghiệp được KTH ELECTRIC tổng hợp và giải thích trong 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 lựa chọn thiết bị, thiết kế bản vẽ đến chạy thử và nghiệm thu.

Bước 1: Tính toán các thiết bị điện cần thiết

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

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

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

Lập bản vẽ chi tiết bên trong và bên ngoài tủ điện là bước tiếp theo sau khi xác định các thiết bị cần thiết. Trong giai đoạn này, người thiết kế tập trung vẽ bản vẽ tủ điện, bố trí vị trí các thiết bị một cách khoa học và chú trọng thiết kế bên ngoài đảm bảo chất lượng kỹ thuật và thẩm mỹ.

Thiết kế sơ đồ nguyên lý tủ điện chi tiết không chỉ giúp lắp đặt chính xác mà còn giúp việc bảo trì, sửa chữa sau này trở nên thuận tiện hơn. Cần đảm bảo thiết kế, vị trí đặt thiết bị, bố trí dây điện tối ưu theo quy trình vận hành của tủ điện.

Bước 3: Chọn vỏ tủ điện

Tủ điện có nhiều kích thước, kiểu dáng đa dạng với hai loại chính là tủ nổi và tủ âm tường. Người thiết kế có thể lựa chọn các kích thước vỏ thông dụng hiện có như 60 x 80 x 20, 600 x 800 x 300,… hoặc tự thiết kế để tối ưu không gian lắp đặt.

Chất lượng và tính thẩm mỹ cũng là hai yếu tố không thể bỏ qua khi lựa chọn bọc tủ điện. Chất liệu dùng làm vỏ tủ có thể là tôn, inox 304, inox 201, inox,… tùy theo vị trí lắp đặt, mức giá thành và đặc tính của tủ điện. Ngoài ra, các phụ kiện bên ngoài như đèn báo, nút bấm, cần gạt, màn hình,… cũng được lựa chọn ở bước này.

Bước 4: Lắp thiết bị vào tủ

Sau khi chuẩn bị xong bản vẽ thiết kế, vỏ tủ điện và các linh kiện bên trong, bước tiếp theo là lắp đặt các thiết bị vào tủ điện theo thiết kế. Quá trình lắp đặt đòi hỏi sự chính xác và cẩn thận của người chịu trách nhiệm, tuân theo thiết kế và thích ứng với các điều kiện bên trong tủ.

Mỗi công đoạn lắp đặt tủ điện đều phải tuân thủ nghiêm ngặt các hướng dẫn kỹ thuật, chú trọng đến tính thẩm mỹ và tiện lợi khi vận hành sau này.

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

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

Bước 6: Đấu nối mạch vào thiết bị

Khi đấu nối dây điện qua tủ điện công nghiệp, người lắp đặt cần tuân thủ những nguyên tắc sau:

• Đấu nối dây chính xác, logic, bám sát thiết kế.
• Phân biệt rõ ràng các pha dây dẫn bằng màu sắc, có ghi chú để dễ nhận biết và quản lý hơn.
• Tách riêng mạch điều khiển và mạch nguồn để tránh nhiễu tín hiệu giữa các cảm biến.
• Nối tuần tự mạch nguồn 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 được lắp đặt đúng vị trí theo bản vẽ kỹ thuật.
• Dây điện được kết nối hợp lý, gọn gàng và đẹp mắt.
• Đánh giá độ an toàn khi vận hành trong điều kiện thực tế, tạo kịch bản xử lý các rủi ro tiềm ẩn.

Trong giai đoạn này, nếu phát hiện những vấn đề liên quan đến an toàn trong quá trình vận hành cần kiểm tra ngay tủ điện bằng cách tham khảo lại bản vẽ, xem xét chất lượng thiết bị, chất lượng tủ điện và vị trí đi dây.

Bước 8: Chạy thử và nghiệm thu

Quá trình chạy thử nghiệm gồm các bước sau:

• Kiểm tra tổng thể tủ điện có đáp ứng yêu cầu chạy thử không.
• Kiểm tra đường đi của dòng điện, trạng thái nguồn điện và tải.
• Loại bỏ các thành phần dư thừa ra khỏi tủ và làm sạch hoàn toàn.
• Chạy thử với tải nhẹ để kiểm tra hoạt động trơn tru.

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

• Khởi động tủ điện, đấu nối vào lưới điện.
• Lắp đặt tủ điện thích hợp tại vị trí đã chọn trước.
• Thiết lập các 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, bạn cần nắm rõ quy trình bảo trì tủ điện.

Nguyên tắc khi thiết kế tủ điện và lựa chọn thiết bị

Bản vẽ tủ điện công nghiệp có tính chất vĩ mô vì được sử dụng rộng rãi trong các khu công nghiệp, nhà máy, công trình giao thông, các công trình xây dựng lớn,… Mặt khác, bản vẽ này còn thể hiện chi tiết mối quan hệ giữa các bộ phận trong tủ điện như thiết bị, phụ kiện, dây dẫn, thanh cái,…

Nguyên tắc khi lựa chọn thiết bị

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

Ngoài ra, tùy theo yêu cầu chất lượng hoặc quy mô của từng công trình mà lựa chọn thiết bị phù hợp. Đối với các dự án thiết kế tủ điện công nghiệp có mức đầu tư lớn như công trình giao thông, công nghiệp lớn, dự án chính phủ, khu đô thị cao cấp, văn phòng cao cấp, dự án cấp trung ương thì nên lựa chọn thiết bị của các hãng sản xuất uy tín nhất như ABB, Schneider, Siemens,… Đối với các dự án trong nước có mức đầu tư trung bình nên ưu tiên lựa chọn thiết bị của các thương hiệu KTH ELECTRIC, LS,…

Yêu cầu bản vẽ thiết kế tủ điện công nghiệp

Bản vẽ thiết kế tủ điện công nghiệp yêu cầu độ chính xác chi tiết cao hỗ trợ quá trình lắp đặt diễn ra suôn sẻ và giám sát dễ dàng. Bản vẽ cần sử dụng thiết kế khoa học, tính logic cao, có khả năng mở rộng về sau. Các đơn vị đo lường như dòng điện, điện áp… cần phải nhất quán, rõ ràng, đúng yêu cầu kỹ thuật, đảm bảo các bên liên quan đều hiểu rõ. Ngoài ra, bạn không nên sử dụng nhiều màu sắc trong hình vẽ để tránh gây nhầm lẫn. Ưu tiên sử dụng màu sắc đơn giản và làm nổi bật những thành phần quan trọng.

Yêu cầu đối với người thiết kế

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

• Được đào tạo chuyên sâu về lĩnh vực thiết kế tủ điện công nghiệp.
• Tỉ mỉ, cầu toàn, chu đáo và thận trọng.
• Có khả năng tinh chỉnh và kiểm tra bản vẽ, tránh bỏ sót chi tiết.
• Sử dụng thành thạo các 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. Việc vận hành, bảo trì tủ điện có hiệu quả và an toàn hay không hầu như phụ thuộc hoàn toàn vào thiết kế. Vì vậy, đây là những thông tin cần thiết cho việc xây dựng bất kỳ hệ thống tủ điện công nghiệp nào. Ngoài ra bạn có thể tham khảo thêm lựa chọn thiết bị cho tủ điện công nghiệp tại mục Ứng dụng từ KTH ELECTRIC.