Tủ điện là gì? Công dụng và phân loại tủ điện

Tủ điện là 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 hoặc chuyển mạch, giúp tăng tính an toàn cho phụ tải và người vận hành hệ thống.

Hiện nay có rất nhiều loại tủ điện phục vụ nhiều mục đích khác nhau từ vận hành, xử lý sự cố hay điều chỉnh công suất điện. Trong bài viết dưới đây KTH ELECTRIC sẽ giúp bạn tìm hiểu về hệ thống tủ điện, phân loại và ứng dụng thực tế.

Khái niệm tủ điện

Tủ điện là loại tủ chứa các thiết bị, linh kiện điện như nút bấm, đèn báo, công tơ, công tắc,… thành tổ hợp với các chức năng chuyên dụng. Tủ có dạng hình hộp vuông hoặc hình chữ nhật. Vỏ tủ được làm từ thép hoặc tôn, sơn chống gỉ và cách nhiệt. Tủ điện được sử dụng trong nhiều công trình từ nhà ở cho đến các công trình lớn hay nhà máy công nghiệp. Tủ điện có 2 loại: loại dân dụng và loại công nghiệp. Việc sử dụng loại nào tùy thuộc vào điện áp hoạt động mà từ đó có thể lựa chọn thiết bị phù hợp.

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

Tủ điện công nghiệp có độ bền cao, ổn định và chính xác hơn tủ điện dân dụng. Ngoài các thiết bị cơ bản, tủ điện công nghiệp có thể có tụ điện, công tắc tơ, cuộn kháng, công tắc ATS, rơle,… để phân phối và điều khiển điện trên quy mô lớn hơn.

Những thiết bị này thường thấy trong tủ điện

Các thiết bị thường thấy trong tủ điện:

• Aptomat – CB: Thiết bị đóng cắt dùng để bảo vệ tải khi xảy ra sự cố quá tải điện, đoản mạch, rò rỉ điện,… bao gồm MCB, MCCB, RCBO hay ACB,…
• Contactor: Thiết bị tự động ngắt nguồn và điều khiển các thiết bị điện công nghiệp công suất lớn.
• Rơle: Thiết bị chuyển mạch theo một tiêu chí nhất định, có nhiều loại như rơle nhiệt, rơle trung gian, rơle điện tử,…
• Nút ấn: Được đặt ở bên ngoài tủ điện ở dạng vật lý hoặc là nút cảm ứng trong màn hình HMI.
• Đèn báo: thông báo trạng thái của tủ điện bằng màu sắc, đặt ở mặt ngoài tủ ở dạng vật lý hoặc trên màn hình điều khiển.
• Nút dừng khẩn cấp: Ngắt ngay lập tức toàn bộ mạch điện khi xảy ra sự cố.
• Các thiết bị và linh kiện hỗ trợ: đồng hồ đo, màn hình, dây dẫn, thanh cái, lọc bụi, quạt tản nhiệt,…

Ngoài ra, tùy theo tính chất của tủ điện mà bên trong có các thiết bị chuyên dụng: trong tủ tụ điện có tụ điện và cuộn kháng; Trong tủ công tắc nguồn có công tắc nguồn ATS,…

Đọc thêm: Thiết bị và linh kiện trong tủ điện công nghiệp

Lợi ích của việc sử dụng tủ điện

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

• Bảo vệ các thiết bị điện khỏi bụi bẩn, nhiệt độ cao và độ ẩm
• Hạn chế thiệt hại do cháy nổ, lũ lụt,…
• Bảo vệ hệ thống điện khỏi 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 thiết bị
• Bảo vệ các mạch điện nhạy cảm, quan trọng, dễ hư hỏng
• Đảm bảo các thiết bị điện hoạt động ổn định, tăng tuổi thọ và giảm thiểu thời gian bảo trì

Sử dụng tủ điện giúp người vận hành tập trung vào việc điều khiển, giám sát các thiết bị điện trong cùng khu vực, tăng hiệu suất vận hành của hệ thống điện.

Khám phá: 4 nhóm kích thước tủ điện hạ thế chuyên dụng

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 điều khiển, tủ phân phối, tủ tụ điện, tủ chuyển điện, tủ phòng cháy chữa cháy, tủ công tơ, tủ RMU, v.v.

Tủ phân phối điện

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

Bên trong tủ phân phối có các mạch ngắt mạch và contactor là các thiết bị chính. Ngoài ra còn có thêm các thiết bị chuyển mạch nguồn, thiết bị giám sát,…

Các dòng tủ phân phối phổ biến:

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

Tủ điều khiển điện

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

Chức năng của tủ điều khiển phụ thuộc vào động cơ cần điều khiển và kết cấu của tủ, bao 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 điều khiển bao gồm các mạch điện, thiết bị điều khiển, bộ khởi động và các thiết bị, linh kiện điển hình,…

Các dòng tủ điều khiển phổ biến:

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

tủ RMU

Tủ RMU là loại tủ điện trung thế được thiết kế với kết cấu vỏ kim loại, cách điện với khí SF6 bằng thép không gỉ. Tính năng này giúp tăng độ 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 nhỏ, trạm điện trung thế/cao thế lắp đặt ngầm hoặc trên cao, nhà máy điện gió và các công trình dân dụng, thương mại phức hợp.

Tủ điện chữa cháy

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

4 đặc điểm chính của tủ phòng cháy chữa cháy là:

• Tự động bù áp cho bơm khi phát hiện rò rỉ nước trong hệ thống chữa cháy.
• Tự động vận hành máy bơm điện cho họng cứu hỏa khi có chuông báo cháy.
• Tự động vận hành bơm nhiên liệu cần thiết để vận hành vòi chữa cháy khi mất điện.
• Tự động theo dõi tình trạng pin và có cơ chế sạc tự động.

Tủ điện công tơ

Tủ công tơ điện chứa các công tơ có chức năng đo lường, giám sát việc sử dụng điện trong một tòa nhà, một tầng hoặc một căn hộ. Tủ có thể sử dụng trực tiếp đồng hồ hoặc kết hợp với máy biến dòng tùy thuộc vào điện áp và tải. Đây là dòng tủ điện thông dụng dành cho các cơ sở thương mại, trạm biến áp hay nhà máy có nhu cầu giám sát điện năng tiêu thụ.

Tủ đồng bộ

Tủ đồng bộ có chức năng đưa máy phát điện hoặc nguồn điện độc lập làm việc song song. Khi nguồn điện chính gặp sự cố mất điện, dưới sự tác động của tủ đồng bộ, các nguồn phụ sẽ khởi động, đồng bộ và phân tải. Ngoài ra, tủ điện đồng bộ còn có chức năng giám sát phụ tải và lựa chọn số lượng nguồn máy phát điện cần vận hành.

Tìm hiểu chi tiết chức năng, ứng dụng của các loại tủ điện này tại: 8 loại tủ điện công nghiệp chuyên dụng phổ biến

Ứng dụng chính của tủ điện

Tủ điện được sử dụng cho cả hệ thống điện cao thế, trung thế và hạ thế. Trong hệ thống điện hạ thế, tủ có các loại điện dân dụng và công nghiệp. Tuy nhiên, do tính chất hoạt động của 2 mạng điện này là khác nhau nên tùy vào mục đích sử dụng mà tủ điện ứng dụng cũng sẽ khác nhau.

Trong công nghiệp

Trong điện công nghiệp, tủ điện được dùng để điều khiển máy móc, động cơ điện nhằm quản lý, bảo vệ hệ thống sản xuất. Tủ điện công nghiệp được sản xuất với thông số kỹ thuật lớn, độ bền cao và khả năng vận hành tốt. Tủ điện hạ thế được lắp đặt tại các nhà máy, nhà máy sản xuất, trung tâm điều hành, khu công nghiệp, tòa nhà, trung tâm thương mại,…

Trong sử dụng dân dụng

Tủ điện được sử dụng trong hệ thống điện dân dụng chủ yếu với hai mục đích: phân phối điện năng và truyền tải điện năng. Kích thước tủ điện dân dụng khá khiêm tốn, dung tích tủ nhỏ. Trên thực tế, các công trình dân dụng sử dụng tủ điện bao gồm nhà ở, 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,…

Đọc thêm: Tủ điện trung thế là gì? Đặc điểm cấu trúc và phân loại

Thiết bị tủ điện chất lượng cao từ KTH ELECTRIC

Thiết bị điện từ KTH ELECTRIC được sản xuất đạt tiêu chuẩn chất lượng EN/IEC, ISO… thích hợp lắp đặt trong tủ điện công nghiệp và tủ điện dân dụng. Dòng sản phẩm của KTH ELECTRIC bao gồm hơn 15 dòng sản phẩm, mang nhãn hiệu KEMA-KEUR:

• Aptomat – Các dòng CB: MCB, MCCB, RCCB, RCBO, ELCB, ACB
• Các dòng thiết bị điều khiển: AC contactor, rơle nhiệt, rơle nguồn, contactor tụ điện, bộ chuyển đổi nguồn ATS,…
• Các dây chuyền thiết bị đảm bảo chất lượng điện năng: tụ khô, cuộn kháng, bộ lọc sóng hài AHF, tụ điện thông minh,..

Với lịch sử hơn 40 năm phát triển và có mặt tại nhiều quốc gia trên thế giới, KTH ELECTRIC tự tin là đối tác cung cấp vật liệu chất lượng cho các chủ đầu tư, nhà thầu xây dựng tại Việt Nam. Liên hệ với chúng tôi để hợp tác qua email: asian@btb-electric.com hoặc tìm hiểu về các giải pháp ứng dụng của chúng tôi tại: https://btb-electric.com/vi/ung-dung/