Hướng dẫn thiết kế lắp ráp tủ điện công nghiệp chi tiết

Tổng quan về tủ điện công nghiệp:

Tủ điện là nơi chứa đựng các thiết bị điện, cầu dao, biến tần, biến thế, biến áp, các đấu nối, mạch điều khiển, nhằm điều khiển hệ thống phân phối điện cho một hệ thống phụ tải nào đó... Tủ điện công nghiệp thường có cấu trúc lớn so với các tủ điện nhỏ tại gia đình

Trong các ứng dụng thông thường, tủ điện thường được làm từ vật liệu là thép tấm... Được sơn tĩnh điện trơn hoặc nhăn với các màu sắc khác nhu tùy theo lĩnh vực sử dụng hoặc yêu cầu của thiết kế.

Chức năng của tủ điện công nghiệp:

Tủ điện Công nghiệp là một bộ phận không thể thiếu trong bất kỳ công trình công nghiệp hay dân dụng nào, từ nhà máy điện đến các trạm biến áp, hệ thống truyền tải phân phối đến các hộ tiêu thụ điện. Đảm bảo cách ly những thiết bị mang điện với người sử dụng điện trong quá trình vận hành.

Tủ điện công nghiệp có hệ thống kết nối và các cấu trúc mạch điều khiển phức tạp. Việc thiết kế, lắp đặt tủ đạt tiêu chuẩn chất lượng là yếu tố quan trọng hàng đầu quyết định vào sự an toàn cho con người, ổn định của hệ thống điện, dây chuyền máy móc.

CÁC BƯỚC LẮP ĐẶT TỦ ĐIỆN CÔNG NGHIỆP CHI TIẾT:

Tùy theo yêu cầu kỹ thuật mà Tủ Điện Công Nghiệp cần thiết kế, lắp ráp có nhiều cách làm khác nhau, tuy nhiên, nhìn chung thực hiện Lắp Ráp Tủ Điện Công Nghiệp đều được bao gồm các bước sau:

1. Thiết kế bản vẽ và lựa chọn các thiết bị hợp lý:

Việc bố trí thiết bị trong tủ phải đảm bảo đầy đủ các tính năng kỹ thuật, hướng cáp vào cáp ra làm sao cho thuận lợi nhất trong quá trình đấu nối, đảm bảo đầy đủ các tính năng cần thiết. Việc bố trí thiết bị phải tối ưu về không gian nhưng phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật và nguyên lý hoạt động của tủ để đưa ra bản vẽ shop drawing.

Khâu thiết kế cần được chú trọng và kiểm tra kỹ lưỡng, nhằm tránh xảy ra những sai sót bởi chỉ một sai sót nhỏ có thể có thể dẫn tới việc phải làm lại toàn bộ quá trình từ đầu. Lưu ý tới quá trình mở rộng hay sự nâng cấp các thiết bị trong tương lai.

Cần phải tối ưu trong thiết kế nhằm giảm vật tư và hạ giá thành cấu thành sản phẩm.

Việc thiết kế bố trí thiết bị trên tủ điện đúng cách sẽ làm cho tủ điện giảm ảnh hưởng độ nhiễu giữa các thiết bị, tăng tính thẩm mỹ tiết kiệm dây dẫn điện,, giúp tăng tuổi thọ các thiết bị và vận hành ổn định hơn.

Khâu thiết kế có vai trò rất quan trọng trong việc lắp đặt và đấu nối tủ điện. Vì nếu chúng ta chọn sai thiết bị không đúng với bản vẽ thì khách hàng sẽ không nhận bàn giao sản phẩm. Chính vì vậy, chúng ta cần nghiên cứu kỹ bản vẽ thiết kế, xem có chỗ nào chưa chuẩn để phản hồi lại với khách hàng. Đưa ra giải pháp cuối cùng trước khi lắp đặt tủ điện.
 

1.1: Tính toán thông số kỹ thuật để lựa chọn các thiết bị cần thiết:

Ví dụ nếu bạn đang thiết kế hệ thống lắp đặt tủ điện phân phối tổng MSB. Bạn cần phải xác định được số lượng phụ tải, số nhánh cần phân phối. Để tính toán giá trị của thiết bị đóng cắt, thiết bị bảo vệ và dây dẫn điện. Chúng ta cần cân đối hợp lý giữa bài toán kỹ thuật cũng như chất lượng và giá thành. không lựa chọn giá trị thiết bị quá cao so với cần thiết bởi sẽ ảnh hưởng tới giá thành của sản phẩm khi hoàn thiện.

Mỗi thiết bị điện cần được lựa chọn đúng để thực hiện tốt chức năng trong sơ đồ cấp điện và góp phần làm cho hệ thống cung cấp điện vận hành đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật, an toàn.

Đối với các dự án lắp đặt tủ điện công nghiệp cho các khu bệnh viện, chung cư, Toà nhà cao cấp… Cần sự ổn định và chính xác cao. Chúng ta nên sử dụng thiết bị của các hãng có uy tín và thương hiệu lớn của thế giới như Schneider, ABB, Mitsubishi… Bởi chất lượng và thương hiệu đã được khẳng định tại Việt Nam.

Còn đối với các dự án có mức đầu tư trung bình, mức đầu tư không cao. Chúng ta có thể lựa chọn sử dụng thiết bị điện LS của Hàn Quốc hoặc Chint của Trung Quốc. Với chất lượng tốt và giá thành hết sức cạnh tranh đáp ứng được tiêu chí Ngon - bổ - rẻ.

2. Sau khi tính toán, lựa chọn các thiết bị cần thiết cho tủ điện công nghiệp, ta cần lựa chọn vỏ tủ điện để chứa các thiết bị đó.

Sau khi đã gửi cho khách hàng bản vẽ phê duyệt lắp đặt tủ điện công nghiệp. Chúng ta sẽ đi tới thiết kế chi tiết vỏ tủ điện để chuyển xuống xưởng/ nhà máy sản xuất gia công.

Việc gia công vỏ tủ phải dựa trên bản vẽ bố trí thiết bị tủ shop drawing từ đó sẽ định dạng được tủ có kết cấu cơ khí như thế nào, phụ kiện gì? Từ đó sẽ cho ra bản vẽ cơ khí chi tiết tủ, khung tủ, cánh tủ, thanh gắn thiết bị… Trên mặt tủ, ta sẽ gia công các lỗ để gá lắp các thiết bị như đèn báo, đồng hồ, nút nhấn …Việc gia công được thực hiện trên các loại máy móc có độ chính xác cơ khí cao như máy đột CNC, máy cắt CNC, máy chấn CNC,…

2.1: Cụ thể Gồm các bước sau:

1. Chọn thép tấm có kích thước phù hợp cắt theo quy cách mục đích sử dụng.
2. Đột lỗ trên máy đột tay hay máy đột CNC.
3. Mài nhẵn các lỗ làm sạch bavia.
4. Chấn định hình rồi kiểm tra.
5. Hàn ghép và vệ sinh mối hàn.
6. Tẩy dầu mỡ bằng dung dịch và tẩy gỉ bằng dung dịch acid để đảm bảo vỏ không bị gỉ, không bị bẩn, không bị bụi dây vào.
7. Định hình bề mặt bằng hoá chất chuyên dụng.
8. Phốt phát hóa bề mặt.
9. Rửa nước, hong khô rồi tiến hành kiểm tra trước khi thực hiện khâu tiếp theo.
10. Phun bột sơn tĩnh điện với màu phù hợp rồi kiểm tra.
11. Sấy ở nhiệt độ 190-200oC trong 10 phút.

3. Lắp đặt thiết bị vào tủ:

Sau khi gia công cơ khí để có được vỏ tủ ta tiến hành lắp đặt thiết bị vào tủ điện theo bản vẽ bố trí đã được thiết kế từ trước.

+ Trường hợp có bản vẽ thiết kế các bạn sẽ lắp theo bản vẽ thiết kế. + Trường hợp tủ chưa có bản vẽ thiết kế: các bạn nên lắp sắp xếp sao cho diện tích sử dụng là ít nhất, tiết kiệm dây dẫn điện và đảm bảo được cả tính thẩm mỹ. Cách sắp xếp hợp lí nhất được bố trí như sau:

• Aptomat tổng đặt trên cùng góc trái
• Các thiết bị như đèn báo pha, đồng hồ đo dòng điện, đồng hồ chỉ thị, chuyển mạch đặt ở vị trí trên cao. Giúp người vận hành dễ dàng quan sát các chỉ số đo trên thiết bị.
• Góc phải trên cùng lắp cầu chì, bộ nguồn, bộ bảo vệ pha;
• Các át nhánh để xuống hàng bên dưới;
• Sau là bộ điều khiển, rơ le trung gian;
• Tiếp theo đến contactor, rơ le nhiệt;
• Các thiết bị điều khiển (Nút nhấn, công tắc) đặt phía dưới. Dưới cùng là cầu đấu.

- Sắp xếp, bố trí các thiết bị bên trong tủ điện như: Cầu đấu, rơle, timer… bên trong tủ điện một cách khoa học hợp lý và dễ dàng khi đấu nối, thay thế hay sửa chữa. Tạo cho mặt tủ có sự cân bằng và đối xứng giữa các thiết bị với nhau. Giúp người sử dụng không bị rối và làm cho tủ thêm phần thẩm mỹ.

- Chú ý: có những vị trí bị khoan khoét thông kết nối với bên ngoài như: vị trí lỗ đấu dây vào/ ra tủ điện, lỗ quạt thông gió cần phải làm lưới che chắn hoặc dùng ron và các nút cao su bịt kín để tránh chuột và côn trùng chui vào trong.

4. Gia công, lắp ráp thanh cái đồng:

Với các tủ điện phân phối có dòng định mức của át tổng nhỏ hơn 50A thì các át nhánh sẽ được kết nối với át tổng bằng dây dẫn,... Các tủ điện có dòng điện át tổng từ 100A trở lên thông thường sẽ được kết nối bằng thanh cái đồng.

Phần lắp ráp thanh đồng và dây điện động lực là khâu vô cùng quan trọng. Nếu siết các điểm nối không chặt hay bóp cốt lỏng sẽ ảnh hưởng lớn đến khả năng truyền và dẫn điện, lâu dài sẽ bị chập, cháy, hỏng thiết bị.

- Gia công thanh cái đồng theo bản vẽ sản xuất đồng gồm các bước sau:

• Bước 1: Cắt phôi đồng cho đúng kích thước đồng và chiều dài phôi đồng.
• Bước 2: Đột lỗ trên các thanh cái đồng theo bản vẽ.
• Bước 3: Uốn thanh cái đồng.
• Bước 4: Mạ thanh cái đồng để chống oxi hóa đồng và tăng khả năng dẫn điện, thông thường đồng mạ bằng thiếc. Tốt hơn thì mạ bằng niken. Cao cấp thì mạ bằng bạc (ở Việt Nam gần như không sử dụng mạ đồng bằng bạc).
• Bước 5: Bọc co nhiệt PVC hoặc sơn epoxy để phân biệt màu.

4.1: Lắp thanh cái đồng:

• - Lắp các thanh cái chính trước;
• - Siết chặt lại bulong và ecu (mỗi bộ bu lông, ecu gồm để bắt thanh cái đồng gồm: 1 bu lông + 2 long đen phẳng + 1 long đen vênh + 1 ecu).
• - Kiểm tra lại các điểm xiết ốc và đánh dấu đã kiểm tra.
• - Cắt mica và lắp để che thanh cái đồng.

5. Đấu nối tủ điện công nghiệp:

• Đấu nối dây giữa các thiết bị cần được kết nối một cách chính xác và khoa học.
• Có sự phân biệt rõ ràng giữa màu của các phase, có đầu số ghi cầu đấu chi tiết giúp việc sửa chữa và bảo trì sau này dễ dàng.
• Mạch điều khiển và mạch động lực cần đi xa nhau tránh hiện tượng bị nhiễu tín hiệu đối với các con sensor hay cảm biến.
• Đối với các dây đấu nối tín hiệu cần mua loại có vỏ bọc chống nhiễu tốt.
• Nên đấu nối tuần tự từ mạch động lực sau tới mạch điều khiển.

Bảng chọn tiết điện dây dẫn theo dòng điện (áp dụng cho dây đồng mềm Cu/PVC)
Tiết diện dây dẫn (mm2)	Dòng điện làm việc (A)
	Thấp	Cao
1.5	0	5
2.5	6	10
4.0	11	16
6.0	17	24
10	25	40
16	41	64
25	65	100
35	101	140

Bước 6. Kiểm tra xuất xưởng - kiểm tra nguội tủ điện đã lắp ráp, đấu nối:

- Kiểm tra lại 1 lần nữa hệ thống đấu dây đảm bảo an toàn và không có sai sót rồi tiến hành cấp điện cho hệ thống tủ điện.

6.1 kiểm tra các hạng mục sau:

• Kiểm tra không điện: Thực hiện kiểm tra về mặt ngoại quan, đo đạt các thông số yêu cầu theo các tiêu chuẩn IEC, TCVN,... để đảm bảo tủ điện an toàn trước khi cấp điện.
• Kiểm tra mang điện: cấp nguồn cho chạy tải, đo đạc các thông số khi có nguồn đảm bảo đúng yêu cầu
• Kiểm tra thiết bị đóng cắt đã đấu đúng sơ đồ nguyên lý chưa.
• Kiểm tra độ chặt của các điểm đấu nối cơ khí và điện, các điểm kết nối cần đánh dấu bằng bút dấu.
• Kiểm tra nhãn mác thiết bị.
• Kiểm tra và loại bỏ các dụng cụ còn để trong tủ điện.
• Đo cách điện giữa các pha, giữa các pha với tiếp địa. Dùng đồng hồ MegaOhm đo cách điện các pha đạt yêu cầu là 0,5MΩ/ 0,5k.

6.2 Kiểm tra đấu nối phần điều khiển:

• Kiểm tra các đầu cốt, các điểm đấu đã chặt chưa
• Đo kiểm tra đủ dây trung tính, dây nguồn chưa
• Đo thông mạch các dây điện theo sơ đồ đấu nối
• Đo thông mạch nguồn dương và âm. Không thông mạch là được
• Sau khi kiểm tra đấu nối xong sẽ cắm các thiết bị như rơ le trung gian, rơ le báo mức, phao báo mức,… vào đế của thiết bị.

Sau khi đã hoàn tất việc đấu dây, ta cần kiểm tra kỹ lại hệ thống trước khi cấp nguồn điện cho tủ điện công nghiệp. Khi cấp nguồn, để cho tủ điện làm việc không tải nhằm phát hiện các sai sót trước khi đấu tải vào tủ điện.

Bước 7: Vệ sinh tủ điện:

Sau khi trải qua hết các công đoạn trên sẽ cần vệ sinh tủ điện bằng máy hút bụi và các vật dụng cần thiết. Đảm bảo tủ điện phải thật sạch sẽ không còn mạt sắt, bụi bẩn hay những phần thừa của dây điện và vỏ bọc.

Bước 9: Đóng gói tủ điện:

Xong các bước trên sẽ chuyển tủ điện ra khu vực đóng gói. Đóng gói thật cẩn thận, đảm bảo an toàn - chất lượng sản phẩm khi vận chuyển đường dài.

Bài viết này là một số thông tin cơ bản về các bước thiếp kế lắp đặt tủ điện công nghiệp mà 3CElectric muốn chia sẻ đến quý bạn đọc hy vọng sẽ giúp ích cho bạn trong quá trình lắp ráp và đấu nối tủ điện.