THIẾT KẾ, THI CÔNG LẮP ĐẶT TỦ ĐIỆN MCC,MSB, ATS...TỦ ĐIỀU KHIỂN VÀ LẬP TRÌNH PLC, HMI

Các loại tủ điện công nghiệp

1. Tủ điện MCC – Điều khiển trung tâm

Tủ điện MCC hay còn gọi là tủ điều khiển trung tâm, tủ điều khiển động cơ. Chức năng của nó là bảo vệ và điều khiển các động cơ trong hệ thống như: quạt, máy bơm nước hay những motor có công suất lớn.

Với tủ MCC thì người dùng có nhiều phương thức khởi động khác nhau như: khởi động mềm, khởi động hình sao, khởi động trực tiếp…

Một tủ điện MCC sẽ có cấu tạo gồm: Thiết bị đóng cắt MCCB/MCB, khởi động mềm, bộ điều khiển trung tâm PLC, Biến tần contactor, bộ khởi động hình sao hoặc bộ khởi động mềm.

Ứng dụng MCC khá đa dạng khi nó dùng để điều khiển chiều quay của động cơ, tốc độ quay và khởi động hay để điều khiển các động cơ có công suất lớn, bảo vệ Mortor điện tại hệ thống của sân bay, trường học, trạm bơm tưới tiêu…

2. Tủ điện tổng MSB

MSB là viết tắt của cụm từ Main Distribution Switchboard, đặc biệt hơn các tủ điện khác khi nó được lắp ngay sau những trạm hạ thế. Nhiệm vụ của MSB khá nặng nề khi nó đảm nhận việc đóng cắt điện, bảo vệ an toàn cho hệ thống các phụ tải.

Dòng điện định mức của MSB có thể lên đến 600A. Thiết kế của tủ điện được phân chia thành nhiều ngăn. Mỗi ngăn lại có một nhiệm vụ riêng như: ngăn chứa các MCCB/MCB ngõ ra của tải, ngăn chứa ACB/MCCB tổng, ngăn chứa khối chuyển nguồn ATS, ngăn chứa tụ bù, ngăn để giám sát từ xa thông qua GPRS… Vật liệu để sản xuất vỏ tủ thường là tôn hay thép không gỉ đã được phủ sơn 1 lớp tĩnh điện. Tủ sẽ có màu sắc đơn giản: Xám, đen, bạc hoặc nổi bật hơn là cam đỏ.

Người ta thường lắp các tủ điện tổng MSB tại các phòng kỹ thuật điện chính tại các xưởng công nghiệp, nhà máy sản xuất hay các tòa cao ốc, trung tâm thương mại, bệnh viện. Tủ MSB sẽ đặt trước các tủ điện phân phối DB và đặt sau các trạm hạ thế.

Tủ MSB lắp nhiều trong các mạng điện hạ thế và luôn luôn đóng vai trò trong việc phân phối mạng điện cho hệ thống vận hành.

3. Tủ điện phân phối DB

Tủ điện DB là viết tắt   Distribution Board là một bộ phận trong hệ thống điều khiển điện, nó thường được lắp sau tủ điện tổng MSB. Chức năng của nó đó là cung cấp cho hệ thống bơm, máy móc hay các tủ điều khiển, phụ tải khi lấy điện thành công từ tủ điện MSB. Ngoài ra, tủ DB còn giúp đóng cắt, bảo vệ an toàn cho cả hệ thống điện.

Cấu tạo của tủ DB là sẽ bao gồm MCB/RCCB, đèn báo pha, cầu chì. Tùy theo yêu cầu mà một số tủ điện còn được lắp thêm các Ampe kế đồng hồ đo hay các tụ bù, thiết bị bảo vệ mất pha.

Tủ điện DB có thiết kế nhỏ chuyên dùng cho các mạng điện hạ thế, sân bay, chung cư hay trường học, bệnh viện…

4. Tủ điện ATS – Chuyển mạch

ATS chính là viết tắt của cụm từ Automatic Transfer Switches, dịch ra đầy đủ chính là tủ chuyển nguồn điện tự động. Với tủ điện này, máy móc và hệ thống có thể vận hành ổn định ngay cả khi mất điện hoặc điện chập chờn.

Tủ điện chuyển mạch là thiết bị giúp có thể tự động chuyển đổi nguồn điện lưới mất. Nhiệm vụ của nó là đảm bảo duy trì nguồn điện cần cho quá trình sản xuất. Thông thường nó sẽ chuyển từ tải nguồn điện sang tải của nguồn dự phòng máy phát khi bất ngờ bị mất điện, tụt áp, quá áp, mất pha…

Cấu tạo của một tủ điện chuyển mạch gồm: Nút nhấn, màn hình LCD, hệ thống đèn báo xanh đỏ, vỏ tủ điện bằng thép mạ kém và có sơn tĩnh điện, bộ điều khiển tủ điện, thiết bị chuyển mạch tự động, các thanh cái đồng phân phối…

Quy trình hoạt động của thiết bị này như sau: Khi mất điện, tủ điện chuyển mạch sẽ truyền tín hiệu cho máy phát nổ. Khi máy phát đã hoạt động ổn định và có điện thì ATS sẽ chuyển nguồn điện cho tải từ điện lưới sang điện máy phát. Khi điện lưới cấp lại hoặc ổn định hơn thì ATS trước sẽ phát tín hiệu để máy phát dừng lại và chuyển từ nguồn máy phát sang nguồn lưới.

Người ta phân chia thành các loại Tủ điện ATS Như sau:

• ATS 1 nguồn điện dự phòng, 1 nguồn điện lưới
• ATS 1 nguồn điện dự phòng, 2 nguồn điện lưới
• ATS 2 nguồn máy phát điện dự phòng, 1 nguồn điện lưới

Hoặc phân chia theo công suất tủ như: ATS 100A, ATS 200A, ATS 250A…

5. Tủ điện điều khiển chiếu sáng

Tủ điện điều khiển chiếu sáng là 1 thiết bị dùng để chứa các phần tử đóng cắt, phần tử điều khiển hệ thống đèn chiếu sáng trong công viên, nhà máy, bến xe, cầu cảng, khu vực công cộng, sân bóng hay khu đi bộ…

Tùy theo nhu cầu chiếu sáng mà các tủ điện này có thể thiết kế với cấu trúc và chức năng đơn giản hoặc phức tạp để bật tắt các đèn cũng như điều chỉnh cường độ sáng linh hoạt.

Hiện nay, trên thị trường người ta phân chia tủ điện chiếu sáng thành 3 loại:

Tủ điện chiếu sáng PLC

Ưu điểm của loại tủ này đó là: Thay đổi chế độ chiếu sáng theo mùa, cài đặt nhiều chế độ theo thời gian và công suất, nhiều đầu ra nên có thể điều khiển nhiều cụm đèn cùng 1 lúc với chế độ khác nhau. Không chỉ dừng lại ở việc điều khiển đèn chiếu sáng mà nó còn dùng cho các đèn trang trí sắc màu.

Tuy nhiên, loại tủ điện này vẫn có nhược điểm đó là: Cần có kỹ thuật tham gia khi cài đặt thông số và con người không thể giám sát, điều chỉnh từ xa.

Tủ điện chiếu sáng timer

Ưu điểm của tủ timer đó là: Thao tác cài đặt, vận hành đơn giản, không tốn kém chi phí đầu tư ban đầu.

Nhược điểm của tủ điện này khá nhiều như: Không thể cài đặt chế độ phức tạp, không thể giám sát và điều khiển từ xa, không thể điều khiển nhiều cụm đèn cùng 1 lúc với đa chế độ

Tủ điện chiếu sáng truyền thông

Đây chính là loại tủ điện hiện đại nhất khi có PLC điều khiển trung tâm, có phần mềm giám sát và module truyền thông.

Với loại tủ điện này, người dùng có thể giám sát điều khiển từ xa tuy nhiên chi phí đầu tư đắt đỏ khiến không ít người cân nhắc.

6. Tủ điện phòng cháy chữa cháy

Tủ điện phòng cháy chữa cháy là một tủ điện được thiết kế để điều khiển máy bơm chữa cháy, sử dụng trong các hệ thống PCCC trong chung cư, khách sạn, trung tâm thương mại nhằm mang lại hiệu quả cao cho quá trình bơm nước phòng cháy hoặc chữa cháy.

Một tủ điện chuyên dùng PCCC thường sẽ thực hiện 3 nhiệm vụ sau:

Điều khiển bơm bù áp lực

Nhiệm vụ của tủ điện sẽ điều khiển duy trì áp lực nhất định trên đường ống. Việc này sẽ giúp nguồn nước luôn được duy trì tại các điểm phun để dập tắt đám cháy một cách kịp thời. Chú ý, hoạt động của bơm bù áp trong hệ thống sẽ không phụ thuộc vào có xảy ra đám cháy hay không mà nó phụ thuộc vào áp lực trên đường ống

Điều khiển bơm chính

Bơm chính chỉ hoạt động khi có cháy. Những cảm biến báo cháy sẽ phát và truyền tín hiệu về tủ điện PCCC. Lúc này bơm chính sẽ hoạt động. Những bơm có công suất lớn hơn bơm bù áp thường được chọn là bơm chính. Một số hệ thống có thể bố trí các bơm chính dự phòng và sẽ hoạt động xen kẽ, luân phiên nhau. Khi bơm chính làm việc, bơm bù áp sẽ ngắt và nhiệm vụ tạo áp suất bơm sẽ do bơm chính thực hiện.

Bơm dự phòng Diezen

Bơm dự phòng Diezen sẽ được dùng trong trường hợp bơm chính của hệ thống PCCC không thể hoạt động do gặp phải sự cố mất điện hay hư hỏng. Không phải bất cứ hệ thống nào cũng dùng bơm dự phòng diezen, việc sử dụng hay không cần tính toán kỹ với kỹ sư để tránh lãng phí.

7. Tủ điện tụ bù

Tủ điện bù ó cấu trúc gồm nhiều tụ điện mắc song song với tải. Các tụ điện này được điều khiển bằng bộ điều khiển tụ bù thông qua những thiết bị đóng cắt công tắc tơ.

Chức năng của nó chính là: Nâng cao hệ thống cos sin, giảm công suất phản kháng từ đo tiết kiệm chi phí do giảm lượng điện năng tiêu thụ

Tủ điện tụ bù được lắp trong các hệ thống mạng điện hạ thế. Nó sẽ lắp đặt ở những phụ tải có đặc điểm là tính cảm kháng cao. Đây chính là nguyên nhân gây ra công suất phản kháng lớn. Chúng ta có thể bắt gặp thiết bị này tại các khu kỹ thuật hay khu trạm biến áp trong những công trình lớn như: xưởng sản xuất, nhà máy, bệnh viện hay tòa nhà, trung tâm thương mại.

Hoạt động của tủ tụ bù đo là: Sẽ đo độ lệch pha giữa dòng điện với điện áp. Nếu giá trị đạt được nhỏ hơn giá trị cài đặt 0.95 thì sẽ tự động đóng cắt tụ bù. Việc này diễn ra cho đến khi đạt được giá trị số như yêu cầu,duy trì việc giữ hệ số công suất ở mức giá trị cài đặt ban đầu.

Với tủ điện tụ bù, người dùng có thể lắp sử dụng trong nhà hoặc ngoài trời, lắp độc lập hoặc kết hợp với các tủ phân phối MSB để đạt hiệu quả.

Quy trình thiết kế tủ điện công nghiệp

Việc thiết kế tủ điện công nghiệp không phải đơn giản và thực hiện 1 cách qua loa, cẩu thả mà nó phải đúng và tuân theo quy trình nhất định.

+ Nếu có sẵn sơ đồ thiết kế mạch thì chỉ cần lập 1 sơ đồ khối phần điện cần lắp.

+ Chúng ta nên khảo sát giá cả các vật liệu, thiết bị cần mua, so sánh để tìm ra thiết bị có giá tốt.

+ Khi có thiết bị, vật tư với các kích thước thực tế thì nên sắp xếp để xem bố trí trong tủ như thế nào hợp lý.

+ Chuẩn bị các phụ kiện để lắp đặt đặt trong tủ điện công nghiệp như: thanh sắt dùng cài các khởi động từ, các vòng thứ tự cài vào dây, rơ le, các đầu nối điện, timer.

+ Chuẩn bị bảng bằng ván ép hoặc bảng sắt và ắp các cơ phận lên bảng. Kỹ thuật viên nên đặt bảng nằm ngang khi lắp để dễ dàng thao tác.

+ Khi đã lắp xong thì chúng ta cần thử để xem hoạt động của cơ phận có theo đúng quy trình thiết kế làm tủ điện công nghiệp, thử độ an toàn cách điện của cơ phận trên bảng và bảng.

+ Sau khi đã an toàn thì bắt đầu thử với tải nhỏ lần thứ nhất và ráp bảng các cơ phận vào tủ điện công nghiệp.

+ Hàn các khung chân tủ và lắp đặt tủ vào vị trí đã thiết kế. Bước tiếp theo là kéo và đấu nối dây điện từ motor vào tủ và đấu điện lưới.

+ Thử phần dây nối đất và kiểm soát an toàn về điện.

Các bước lắp đặt tủ điện công nghiệp

Bạn có thể tham khảo các bước lắp đặt tủ điện công nghiệp  như sau:

+ Đầu tiên là chúng ta phải lên phương án cụ thể và tính toán thông số kỹ thuật

Tùy thuộc vào yêu cầu thực tế sử dụng của từng khách hàng, từng hệ thống mà việc tính toán cũng như lựa chọn phải được cân nhắc kỹ lưỡng. Sao cho thiết bị được lựa chọn phù hợp với khả năng kinh tế. Vì khi giá thành thiết bị cao sẽ khiến giá của tủ điện khi hoàn thành cao.

+ Tiến hành vẽ sơ đồ thiết bị, sơ đồ nguyên lý vận hành của tủ điện.

Sơ đồ thiết bị của tủ điện phải đảm bảo đầy đủ các tính năng theo như yêu cầu của người dùng. Bên cạnh đó, phải tối ưu nhằm đơn giản hóa tủ điện, giảm các vật tư cần thiết để giảm giá thành của tủ điện khi hoàn thiện.

Bước này cần được thực hiện bởi các kỹ sư có kinh nghiệm và trình độ để khi thiết kế sơ đồ thiết bị hay bản vẽ tủ điện công nghiệp sẽ có tính toán cho cả quá trình mở động, thay đổi của thiết bị sau này.

+ Lắp đặt mặt cánh tủ điện công nghiệp

Bước này hay còn gọi là lắp vỏ tủ, chúng ta sẽ bố trí hợp lý và lắp các thiết bị lên cánh tủ. Và nên nhớ đến 3 nguyên tắc sau:

Các nút nhấn, công tắc, thiết bị điều khiển sẽ đặt phía dưới

Các thiết bị như đồng hồ hiển thị, đèn báo nguồn, đồng hồ đo áp sẽ đặt ở phía trên cao.

Những công tắc, nút bấm cùng điều khiển 1 động cơ thì nên sắp xếp thành 1 hàng có thể là dọc hoặc ngang giúp cho quá trình vận hành của người kỹ thuật được dễ dàng hơn.

+ Bước tiếp theo là sắp xếp các thiết bị đặt trong tủ

Để thuận tiện, người ta thường phân chia thành từng nhóm như:

Nhóm khí cụ điện như:  Khởi động từ Aptomat công tắc tơ chuyên đóng cắt sẽ đặt cùng 1 hàng và ở phía dưới.

Nhóm các thiết bị điều khiển như: cảm biến, rơ le trung gian, bộ điều khiển, rơ le bảo vệ sẽ được lắp đặt ở góc phía trên và cùng với nhau.

Trung tâm sẽ là aptomat tổng hoặc đặt ở góc cao bên trái sao cho vừa tầm người, giúp thuận tiện khi thao tác

Cầu đấu sẽ đặt ở dưới cùng để bố trí đấu dây hợp lý

+ Tiếp theo là đấu dây điện và hệ thống tủ điện

Các đầu cốt dây điện cần được phân biệt bằng màu sắc và số thứ tự để thuận tiện khi kiểm tra và sửa chữa.

Những dây truyền thông, dây dẫn encoder, dây tín hiệu có độ nhạy sao thì nên được bọc kỹ càng để tránh nhiễu. Những dây dẫn phải được kết nối khoa học, logic với nhau.

Dây mạch lực và dây điều khiển phải tuân theo tiêu chuẩn nhất định và đấu vuông góc với nhau. Người kỹ thuật nên đấu mạch động lực trước rồi mới đấu các dây điều khiển.

Trước khi đấu dây điện cho tủ điện, người lắp nên kiểm tra toàn bộ hệ thống, cho chạy không tải để phát hiện sai sót và điều chỉnh kịp thời trước khi hoàn tất và đấu tải và tủ.

+ Cuối cùng là test và kiểm tra tủ

Bước này khá quan trọng nhưng nhiều người lại khá xem nhẹ. Trước khi xuất tủ điện, kết nối và lắp đặt hiện trường thì cần test kiểm tra để đảm bảo không có sai sót nào trong quá trình sử dụng.

Link xem Các sản phẩm:

https://docs.google.com/document/d/1gNybsMAZyZ3rm8A_fdSZv-GwETVkgIPmiRUYQjJLWuY/edit?usp=sharing