Tủ điện công nghiệp đóng vai trò tối quan trọng trong vận hành hệ thống máy móc, thiết bị trong nhà máy. Việc thiết kế sơ đồ và lắp đặt tủ điện đạt chuẩn chất lượng sẽ góp phần vào tính hiệu quả và ổn định của hệ thống. BTB Electric sẽ chia sẻ tới bạn 7 bước thiết kế lắp đặt tủ điện trong bài viết sau.
Bước 1: Lên phương án tủ điện và tính toán thông số kỹ thuật
Trước tiên cần nắm bắt được nhiệm vụ mà tủ điện công nghiệp đảm nhận như phân phối điện từ mạch tổng, phân phối điện tới phụ tải, điều khiển động cơ, điều khiển tụ bù,… Từ đó bạn chọn loại tủ điện tương ứng. Tiếp theo cần tính toán các tính năng, thông số kỹ thuật của tủ cần phải chính xác theo yêu cầu hệ thống và ngân sách đầu tư. Các thông số này là cơ sở để thiết kế tủ điện, vẽ sơ đồ và lựa chọn thiết bị điện.
Một số tiêu chuẩn bắt buộc khi thiết kế tủ điện:
- Tiêu chuẩn chung về lắp đặt tủ điện: TCVN 7994-1:2009 tương đương IEC 60439-1: 2004.
- Tiêu chuẩn về quy cách tủ điện: TCVN 4255 IEC 60529
- Tiêu chuẩn bảo quản tủ điện: từ -25 ºC đến +55 ºC (không quá 24 giờ tại +70 ºC)
Đọc thêm: Các loại form tủ điện theo chuẩn IEC 61439
Ví dụ với tủ phân phối tổng MSB 400A phù hợp với nhu cầu:
- Chức năng - nhiệm vụ: Phân phối điện từ máy biến áp tới các nhánh phụ tải, có chức năng đóng cắt điện khi hệ thống gặp sự cố, đo lường thông số điện.
- Dòng định mức phụ tải: Không vượt quá 400A
- Dòng cắt ngắn mạch định mức: 50kA
Bước 2: Thiết kế bản vẽ và lựa chọn thiết bị điện
Chọn thiết bị điện và bố trí thiết bị trong tủ cần đáp ứng đặc tính kỹ thuật, các tính năng cần thiết, phù hợp với hướng cáp ra - vào tủ, thuận tiện cho vận hành - sửa chữa. Việc bố trí cũng cần khoa học, tối ưu không gian, đảm bảo tủ điện hoạt động chính xác và ổn định.
Thiết kế sơ đồ nguyên lý tủ điện cần được chú trọng cao nhất trong các khâu lắp đặt tủ điện. Chỉ cần 1 sai sót nhỏ tại bước này có thể kéo theo chuỗi domino sai lỗi ở các bước tiếp theo. Một số yêu cầu khi thiết kế sơ đồ: tối ưu chi phí đầu tư, hạn chế độ nhiễu giữa các thiết bị, tính thẩm mỹ khi lắp đặt, khả năng mở rộng trong tương lai, đảm bảo các thiết bị không bị sự cố khi vận hành, dễ dàng bảo trì và sửa chữa.
Ví dụ khi bạn triển khai lắp đặt tủ điện tổng MSB, hãy xác định số phụ tải hay nhánh phân phối để tính toán thiết bị đóng cắt - bảo vệ và dây dẫn điện. Cần cân đối giữa các yếu tố chất lượng - số lượng - giá thành thiết bị. Thiết bị điện phù hợp với tủ bắt buộc có thông số kỹ thuật và chức năng phù hợp, tương thích với các thành phần khác trong tủ. Với các dự án có quy mô lớn như nhà máy, bệnh viện, khu đô thị,… cần tính chính xác cao, nên ưu tiên sử dụng thiết bị tủ điện từ các thương hiệu lớn như ABB, Schneider, Mitsubishi, LS, BTB Electric, Siemens,…
Bước 3: Lựa chọn vỏ tủ điện
Sau khi đã có bản vẽ tủ điện, bước tiếp theo là tiến hành thiết kế và sản xuất vỏ tủ điện. Việc gia công phải hoàn toàn dựa theo bản vẽ, các bố trí thiết bị, vị trí dây cáp vào - ra, vị trí đặt tủ,… từ đó cho ra thông số kích thước tủ, chất lượng vỏ tủ, bản vẽ cơ khí chi tiết cho khung tủ - cánh tủ - mặt tủ - thanh gắn thiết bị. Vỏ tủ thành phẩm được định hình bề mặt, tẩy rửa, phun sơn tĩnh điện, trải qua một số bài test chất lượng.
Bước 4: Lắp đặt thiết bị vào tủ
Sau khi sản xuất vỏ tủ sẽ tiến hành lắp đặt thiết bị, linh kiện vào bên trong theo bản vẽ thiết kế. Việc lắp đặt thuận theo khoang tủ, thứ tự các thiết bị quan trọng nhất trước tiên, sau đó đến thiết bị phụ và linh kiện, cuối cùng là đồng hồ - nút nhấn - công tắc trên mặt tủ. Việc đấu dây cho các thiết bị được tiến hành song song.
Ví dụ về quy trình lắp đặt thiết bị cho tủ điện MSB:
- MCCB tổng lắp đặt trước, đặt trên cùng góc trái.
- Góc bên phải lắp cầu chi, nguồn, bộ bảo vệ pha, biến dòng.
- Hàng dưới đặt MCB nhánh, thiết bị chống sét.
- Mặt ngoài: phía trên đặt đèn báo pha, đồng hồ đo các loại, phía dưới đặt nút nhấn, công tắc.
Vị trí lắp đặt các thiết bị cần đảm bảo đi dây khoa học, phân vùng chức năng hợp lý, thuận tiện cho vận hành và bảo trì, có tính thẩm mỹ. Các vị trí tủ điện bị khoan khoét như lộ đi dây, quạt thông gió,… cần làm lưới chắn hoặc nút bịt kín để hạn chế bụi bẩn, nước, chuột và côn trùng.
Xem thêm: Quy trình các bước thiết kế tủ điện công nghiệp chi tiết
Bước 5: Gia công và lắp thanh cái đồng
Đa phần tủ điện có dòng định mức từ 100A sẽ sử dụng thanh cái đồng để kết nối các thiết bị. Các tủ điện dòng định mức dưới 100A thường dùng dây dẫn trực tiếp. Thanh cái đồng như mạch chính trong tủ điện. Việc lắp đặt thanh cái và dây động lực rất quan trọng, các điểm nốt cần siết chặt để duy trì khả năng truyền dẫn điện, hạn chế hư hỏng thiết bị.
Các bước lắp thanh cái đồng:
- Lắp thanh cái chính.
- Siết chặt bulong và ecu.
- Kiểm tra lại các điểm siết ốc, đánh dấu đã kiểm tra.
- Lắp mica che chắn thanh cái.
Bước 6: Đấu nối mạch điện vào tủ
Việc đấu nối dây điện trong tủ điện công nghiệp cần tuân thủ các nguyên tắc: Đầu tiên, việc phân biệt rõ ràng các pha bằng màu sắc (ví dụ pha nóng màu đỏ, pha nguội màu xanh), giúp quá trình thi công trở nên dễ dàng và hạn chế tối đa sai sót. Thứ hai, cần đánh dấu các điểm đấu nối bằng số hoặc ký hiệu, tạo điều kiện thuận lợi cho việc bảo trì và sửa chữa sau này.
Ngoài ra, để tránh nhiễu tín hiệu ảnh hưởng đến hoạt động của cảm biến, các mạch điều khiển và mạch động lực cần được bố trí cách xa nhau. Đối với các dây tín hiệu, sử dụng loại dây có vỏ bọc chống nhiễu để đảm bảo chất lượng tín hiệu truyền tải. Cuối cùng, hãy đấu nối theo trình tự từ mạch động lực đến mạch điều khiển.
Bước 7: Kiểm tra kỹ thuật - vệ sinh - nghiệm thu
Các hạng mục cần kiểm tra sau khi lắp đặt tủ điện:
- Kiểm tra bản vẽ: Thiết bị, vị trí lắp đặt, đấu dây đúng theo sơ đồ nguyên lý.
- Kiểm tra không tải: Kiểm tra ngoại quan, đo đạc các thông số cần thiết, đảm bảo chuẩn IEC, TCVN.
- Kiểm tra độ chặt các vị trí đấu nối.
- Kiểm tra nhãn mác các thiết bị.
- Kiểm tra, loại bỏ vật dụng thừa trong tủ như dụng cụ lắp đặt, đoạn dây thừa,..
- Đo cách điện giữa các pha, giữa pha với tiếp địa.
- Kiểm tra có tải: cấp nguồn tải thử vào tủ, đo các thông số vận hành, kiểm tra tình trạng thiết bị khi vận hành.
Sau khi trải qua các bước kiểm thử, cần vệ sinh tủ điện bằng các vật dụng cần thiết. Sau khi vệ sinh, tủ không còn bụi bẩn, đọng nước, mạt sắt hay các chi tiết thừa. Cuối cùng là nghiệm thu tủ điện, di chuyển tới vị trí đặt và vận hành tủ.
Lưu ý khi vận hành tủ điện công nghiệp
An toàn điện luôn là ưu tiên hàng đầu trong mọi hoạt động sản xuất công nghiệp, bao gồm việc vận hành tủ điện. Trong môi trường công nghiệp, việc đảm bảo an toàn cho người lao động, thiết bị và hệ thống điện là vô cùng quan trọng. Để đạt được điều này, các kỹ sư và người vận hành cần tuân thủ nghiêm ngặt các quy trình an toàn điện.
Trước khi tiến hành bất kỳ công việc nào liên quan đến tủ điện như quy trình bảo dưỡng tủ điện, cần ngắt nguồn điện và kiểm tra lại. Điều này giúp ngăn ngừa các sự cố đáng tiếc như điện giật, chập cháy. Ngoài ra, việc bảo trì và vệ sinh tủ điện định kỳ là vô cùng cần thiết để phát hiện và khắc phục kịp thời các hư hỏng, đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và bền bỉ.
Tủ điện công nghiệp đóng vai trò trung tâm trong việc phân phối và điều khiển điện năng. Vì vậy, mọi công đoạn liên quan đến thiết kế, thi công, lắp đặt và bảo trì tủ điện đều phải được tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn kỹ thuật. Đọc thêm các bài viết khác về tủ điện công nghiệp tại: Kiến thức Tủ điện BTB Electric.
