I. TỦ ĐIỆN PHÂN PHỐI NGUỒN 3 PHA 380-440VAC
Tủ điện phân phối là một loại tủ điện công nghiệp được lắp đặt tại các phòng kỹ thuật, phòng điều khiển trung tâm; đầu vào được kết nối tới các nguồn điện từ trạm hạ thế, tủ điện ATS, máy phát điện…; đầu ra được kết nối tới các tủ điện phân phối nhỏ / tủ điện phân phối tại các tầng, thiết bị tiêu thụ điện như điều hòa, quạt gió, bơm nước, thang máy, lò hơi, dây truyền sản xuất, thiết bị văn phòng,… thông qua các máy cắt ACB, VCB, áptomat MCCB, MCB,…
Tủ điện phân phối có thể kết nối tới các hệ thống quản lý tòa nhà – BMS, hệ thống điều khiển Scada / DCS để giám sát, đóng cắt từ xa.
Tủ điện phân phối 3 pha sử dụng máy cắt ACB
Cấu tạo tủ điện phân phối 3 pha 380-440VAC
- Các tủ điện phân phối 3 pha 380-440VAC được thiết kế tuân thủ các tiêu chuẩn như:
- Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7994-1:2009 Tủ điện đóng cắt và điều khiển hạ áp.
- Tiêu chuẩn thử nghiệm: IEC 64039-1
- Tiêu chuẩn bảo vệ: IEC 60529
- Theo dòng điện định mức, điện áp định mức, tần số, …
- Vỏ tủ điện: được thiết kế, chế tạo từ thép mạ kẽm và được sơn tĩnh điện. Kích thước vỏ tủ điện được thiết kế phù hợp với từng nhu cầu sử dụng, công suất.
- Thiết bị đóng cắt: máy cắt không khí ACB, áp to mát khối MCCB, áp to mát tép MCB.
- Hệ thanh cái đồng phân phối điện: được tính toán phù hợp dòng điện định mức của hệ thống.
- Thiết bị hiển thị như đèn báo, volt kế, ampe kế hoặc các thiết bị cảnh báo như đèn, còi, quạt thông gió.
Thông số kỹ thuật:
| Tiêu chuẩn ứng dụng | IEC 61439-1/2 |
| Lớp bảo vệ | IEC 60529 |
| Lắp đặt | Trong nhà |
| Điện áp cách ly định mức (Ui) | 1000V |
| Điện áp hoạt động định mức (Ue) | 415/690 V AC |
| Tần số định mức (F) | 50 / 60 Hz |
| Điện áp chịu xung định mức (Uimp) | 8 kV |
| Điện áp mạch phụ trợ | 230 V AC max |
| Mức độ ô nhiễm | 3 |
| Dòng điện định mức (In) | 6300 A |
| Dòng điện định mức thanh cái thẳng đứng | 6300 A |
| Dòng ngắn mạch đỉnh | 143 kA |
| Kiểu nối đất | TNC / TNS |
| Giới hạn dòng của ngõ vào và ngõ ra | 4000 A |
| Giới hạn công suất động cơ ngõ ra | Lên đến 250 kW 415/690 V |
II. TỦ ĐIỆN ATS (TỦ ĐIỆN CHUYỂN NGUỒN TỰ ĐỘNG)
Chức năng chính của Tủ điện ATS (Automatic Transfer Switches) là chuyển tải sang sử dụng nguồn điện dự phòng như máy phát điện khi mất nguồn chính điện lưới. Ngoài ra, tủ ATS thường có chức năng bảo vệ khi điện lưới và điện máy phát bị sự cố như: mất pha, mất trung tính, quá áp, sụt áp,… Tủ ATS sẽ tự động chuyển sang nguồn dự phòng và khi nguồn chính phục hồi bộ ATS sẽ tự động chuyển nguồn trở lại. Thời gian chuyển nguồn dự phòng có thể đặt được trong khoảng 5 ÷ 10s, khi điện lưới phục hồi, tủ ATS chờ một khoảng thời gian 10 ÷ 30s để xác định sự ổn định của nguồn lưới.
Ảnh minh họa: Tủ ATS và tủ nguồn phân phối
Cấu tạo tủ điện ATS:
Tủ ATS được thiết kế để đảm bảo các thiết bị đóng cắt như ACB/MCCB có sự ràng buộc với nhau đảm bảo vận hành an toàn. Có khả năng tích hợp với hệ thống tủ phân phối tổng MSB và tủ bù công suất để nâng cao tính linh hoạt trong hệ thống có nhiều nguồn, nhiều máy phát, để cung cấp điện liên tục cho các phụ tải quan trọng.
- Vỏ tủ điện: được thiết kế, chế tạo từ thép mạ kẽm và được sơn tĩnh điện. Kích thước vỏ tủ điện được thiết kế phù hợp với từng nhu cầu sử dụng, công suất.
- Thiết bị chuyển mạch tự động ATS: có các chế độ chuyển mạch tự động, bằng tay,
- Bộ điều khiển ATS chuyên dụng: dùng để điều khiển thiết bị chuyển mạch tự động ATS theo trình tự, thời gian và
- Hệ thanh cái đồng phân phối điện: được tính toán phù hợp dòng điện định mức của hệ thống.
- Trước mặt tủ có các nút ấn, màn hình LCD và có hệ thống đèn chỉ thị để người vận hành điều chỉnh được thời gian chuyển mạch, chế độ hoạt động.
Ngoài ra, tủ ATS có thể tích hợp thêm chức năng giám sát và điều khiển từ xa thông qua việc sử dụng bộ điều khiển PLC của các hãng như: Siemens, Mitsubishi…
III. TỦ ĐIỆN TỤ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG
Tủ điện tụ bù công suất phản kháng có chức năng: bù công suất phản kháng tức là xóa bỏ các công suất vô ích, nhằm giảm tiền phạt Q từ nhà cung cấp điện (điện lực). Ngoài ra, tủ bù công suất có chức năng làm giảm sụt áp, hỗ trợ thiết bị khởi động êm hơn và tăng khả năng mang tải của đường dây; điều này làm tăng tuổi thọ vận hành của các thiết bị / máy móc…
Tủ tụ bù được tích hợp với phương pháp bù tự động theo nhiều cấp. Tủ bù sẽ so sánh độ lệch pha giữa điện áp và dòng điện với giá trị cài đặt (thông thường 0.85-0.950) để tự động đóng cắt tụ bù cho đến khi đạt được trị số như yêu cầu và giữ hệ số công suất quanh giá trị cài đặt .
Ảnh tụ bù: Tủ bù trạm biến áp 200kVar
Cấu tạo tủ bù công suất:
Tụ bù công suất phản kháng được sử dụng thông dụng là tủ bụ khô hoặc tụ bù dầu, có ưu điểm nhỏ gọn, dễ dàng lắp đặt.
- Vỏ tủ điện: được thiết kế, chế tạo từ thép mạ kẽm và được sơn tĩnh điện. Kích thước vỏ tủ điện được thiết kế phù hợp với từng nhu cầu sử dụng, công suất.
- Thiết bị đóng cắt: áp tô mát khối MCCB, contactor cho các cấp độ bù công suất
- Bộ điều khiển tụ bù tự động APFC được tính toán kĩ lưỡng và lựa chọn hợp lý để thõa mãn các thông số của khách hàng.
- Dây nhảy: được tính toán phù hợp dòng điện định mức của hệ thống.
- Thiết bị hiển thị như đèn báo, volt kế, ampe kế hoặc các thiết bị cảnh báo như đèn, còi, quạt thông gió.
Hệ thống ngoài khả năng bù chính xác, còn có khả năng kết nối tới các hệ thống giám sát từ xa thông qua chuẩn giao tiếp công nghiệp RS232, RS485
Thông số kỹ thuật:
| Tiêu chuẩn | IEC 61439-1 ; ISO 9001:2008 | |
| Khoảng cách cách điện | Khả năng chịu điện áp xung (Uimp) Cấp quá áp Cấp môi trường | 8kV III 3 |
| Điện áp định mức(Ui) | 1000V | |
| Điện áp làm việc định mức (Ue) | lên đến 690V | |
| Dòng điện định mức (In) | Dòng định mức | lên đến 6300A |
| Thanh cái (3 cực, 4 cực) | Chịu dòng đỉnh xung định mức đến (Ipk) Khảnăngchịuđựngdòngngắnmạch (Icw) | lên đến 187kAlên đên 100kA/1s; 80kA/3s |
| Xử lý bề mặt | Khung, vỏ , cửa Ngăn bên trong | Tole 2mm mạ kẽm nhúng nóng, sơn tĩnh điện Tole 1mm mạ kẽm nhúng nóng |
| Form | 1 to 4b | |
| Cấp độ bảo vệ | IP2X to IP54 |
IV. TỦ ĐIỆN TRUNG THẾ / MEDIUM VOLTAGE SWITCHGEAR
Trong hệ thống điện lực, các hệ thống đóng cắt có điện áp từ 3kV cho tới 36kV được phân loại là hệ thống thiết bị chuyển mạch trung áp / trung thế (MV Switchgear). Tại Việt Nam, nguồn điện trung thế chỉ có 2 mức là 22kV hoặc 35kV.
Tủ trung thế ABB – loại 3 ngăn CCF
Chức năng:
Chức năng chính của hệ thống tủ điện trung thế trong hệ thống điện là ngắt nguồn điện khi xuất hiện lỗi trong hệ thống điện bất kể loại CB nào được sử dụng trong hệ thống tủ điện trung thế MV Switchgear. Hệ thống tủ điện trung thế yêu cầu phải có độ tin cậy và an toàn cao. Tủ điện trung thế được lắp phổ biến trong các nhà máy phát điện, các trạm truyền tải và phân phối điện của công ty điện lực, hoặc các trạm phân phối điện trong khu công nghiệp, dân cư…
Tủ điện trung thế
Tủ điện trung thế được thiết kế theo các tiêu chuẩn:
– TCVN 8096-107:2010, IEC 62271-107:2005: tiêu chuẩn về tủ điện đóng cắt và điều khiển cao áp phần 107.
– TCVN 8096-200:2010, IEC 62271-200:2005: tiêu chuẩn về tủ điện đóng cắt và điều khiển cao áp phần 200.
– TCVN 4255:2008, IEC 60529:2001: tiêu chuẩn về cấp bảo vệ của vỏ tủ.
Và sản suất tuần thủ các quy trình quản lý chất lượng chặt chẽ, có độ ổn định cao, an toàn khi vận hành. Kết cấu của tủ điện:
| Vỏ tủ điện trung thế | Dày 2mm, được sơn tĩnh điện, |
| Cấp điện áp | 7.5kV, 12kV, 24kV và 36kV |
| Dòng định mức | 200 / 400 /630 / 1250 / 2000 / 2500 A |
| Dòng ngắn mạch | 20 / 25 / 31.5 / 40 kA |
| Thiết bị đóng cắt hãng | Schneider, ABB, …. |
| Tiêu chuẩn áp dụng | TCVN 8096-107:2010, IEC 62271-107:2005TCVN 8096-200:2010, IEC 62271-200:2005TCVN 4255:2008, IEC 60529:2001 |
V.TỦ ĐIỆN CHIẾU SÁNG
Tủ điện chiếu sáng chứa các thiết bị đóng cắt và điều khiển được dùng để điều khiển hệ thống đèn chiếu sáng đường phố, chiếu sáng vườn hoa, khu vực công cộng, sân bóng, siêu thị…
Tủ điện điều khiển chiếu sáng tự động PLC: Đèn hầm đường bộ.
Tủ điện chiếu sáng sử dụng các bộ điều khiển đóng cắt theo thời gian thực như Timer hoặc các bộ điều khiển có thể lập trình chế độ điều khiển phức tạp như PLC, Vi điều khiển. Tùy theo yêu cầu hoạt động của hệ thống chiếu sáng, tủ chiếu sáng có thể được thiết kế chức năng đơn giản hoặc phức tạp thậm chí chức năng thông minh tự động nhận biết điều kiện chiếu sáng để bật tắt bóng đèn cũng như điều chỉnh cường độ sáng phù hợp.
Cấu tạo tủ điện chiếu sáng:
- Vỏ tủ điện: được thiết kế, chế tạo từ thép mạ kẽm và được sơn tĩnh điện. Kích thước vỏ tủ điện được thiết kế phù hợp với từng nhu cầu sử dụng, công suất. Tủ được thiết kế để đặt trong nhà hoặc ngoài trời.
- Thiết bị đóng cắt: áp to mát khối MCCB, áp to mát tép MCB, contactor / khởi động từ để đóng cắt các nhánh đèn theo thời gian
- Timer / bộ điều khiển thời gian: được dùng để cài đặt thời gian đóng điện cấp cho các hệ đèn hoặc ngắt điện cắt cho các hệ đèn theo thời gian thực.
- Thiết bị hiển thị như đèn báo, volt kế, ampe kế hoặc các thiết bị cảnh báo như đèn, còi, quạt thông gió.
VI. TỦ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ / MÁY BƠM
Tủ điện điều khiển động cơ MCC (Motor Control Center) dùng để điều khiển và bảo vệ động các động cơ, máy bơm.., có công suất lớn. Có các phương thức khởi động, điều khiển tùy thuộc vào loại động cơ và yêu cầu của khách hàng như là: khởi động trực tiếp, khởi động sao – tam giác, khởi động mềm, biến tần… Tủ điền khiển động cơ có thể gồm các thành phần chính: Bộ điều khiển trung tâm PLC, Thiết bị đóng cắt MCCB/MCB, Contactor, Relay, Timer, Bộ biến tần (Inverter), Khởi động mềm (Soft Starter), hay bộ khởi động sao – tam giác.
Một số phương pháp khởi động động cơ:
- Khởi động trực tiếp (DOL):
Thường ứng dụng cho những động cơ có công suất nhỏ (<10kW), phương pháp khởi động sao/tam giác. Phương pháp này có ưu điểm: giá thành rẻ, dễ kiểm tra, hoạt động ổn định. Nhược điểm: thường dùng cho động cơ có công suất thấp, dòng khởi động hạn chế không được lớn, đối với những động cơ có công suất cao thì chỉ áp dụng khi nguồn điện cung cấp khỏe.
- Khởi động sao tam giác (Y/D):
Khởi động theo phương pháp chuyển từ đấu sao sang tam giác có ưu điểm là dòng điện khởi động sẽ giảm đi 3 lần so với khởi động mạch đấu tam giác , vì vậy dể khởi động những động cơ có công suất lớn . Nhưng nhược điểm là ngẫu lực(mô men khởi động) không cao, giảm mất 1/3 so với khởi động trục tiếp. Nguyên tắc của phương pháp này là lúc đầu cho động cơ chạy ở chế độ đấu sao, một một khoảng thời gian chuyển mạch sang đấu tam giác.
Phương pháp này thường được dùng cho khởi động các bơm nước và bơm nước phòng cháy chữa cháy.
Tủ điều khiển bơm ht xử lý nước thải
- Khởi động mềm (Soft starter):
Thường ứng dụng đối với loại động cơ công suất lớn và nguồn điện cung cấp yếu. Tủ thường sử dụng các thiết bị khởi động mềm của 1 số hãng uy tín. Tủ điều khiển động cơ bằng khởi động mềm có ý nghĩa rất quan trọng trong công nghiệp, giúp tiết kiệm điện năng rất lớn, tăng tuổi thọ làm việc của động cơ hoạt động và không ảnh hưởng đến các thiết bị khác trong lưới điện khi động cơ vận hành. Ứng dụng này rất có giá trị để điều khiển điện áp đặt vào động cơ, sẽ giảm dòng khởi động xuống còn 1,5 ÷ 3 lần dòng định mức phụ thuộc vào chế độ tải vì khi động cơ được đóng trực tiếp vào lưới điện, dòng khởi động của động cơ không đồng bộ sẽ rất lớn từ 5 ÷ 8 lần dòng định mức. Loại này có giá thành cao hơn so với khởi động cứng.
- Khởi động dùng biến tần (Inverter):
Phương án này có đầy đủ các ưu điểm của khởi động mềm, ngoài ra có thể thay đổi tốc độ động cơ. Ưu điểm tiết kiệm điện năng, tận dụng tối đa công suất làm việc. Khởi động bằng biến tần giúp ổn định điện áp, tránh gây sụt áp cho các thiết bị điện khác. Bảo vệ động cơ khi ngắn mạch, quá tải, mất pha, điện áp cao thấp. Giúp động cơ bền bỉ tăng tuổi thọ cho động cơ.
