Để phân phối, truyền tải điện từ các nhà máy điện hoặc trạm biến áp đến khu vực tiêu thụ điện, không thể thiếu tủ điện phân phối trong hệ thống điện. Đây chính là đầu mối nhận điện từ nguồn chính, sau đó cung cấp đến các khu vực phụ tải. Vậy thế nào là tủ điện phân phối? Loại tủ này có cấu tạo và cách phân loại như thế nào? Mời bạn tìm hiểu trong bài viết sau của chúng tôi.
Khái niệm tủ điện phân phối
Tủ điện phân phối (hay tủ điện phân phối hạ thế) là loại tủ điện chịu trách nhiệm phân phối dòng điện từ nguồn chính (chủ yếu là lưới điện từ nhà máy điện, trạm biến áp) đến các phụ tải công suất lớn trong hệ thống, đồng thời đảm bảo cách ly an toàn các thiết bị điện với người vận hành. Trong mạng lưới điện hạ thế, tủ điện phân phối đóng vai trò quan trọng nhất trong hệ thống truyền tải phân phối điện.
Tủ điện phân phối thường đặt ngay sau trạm biến áp, để điều chỉnh nguồn điện cao thế, trung thế thành nguồn hạ thế phù hợp với mạng lưới điện 1 pha 220V hoặc 3 pha 380V. Nguồn điện này sau đó sẽ được phân chia đến các mạch riêng biệt để phân bổ đến phụ tải.
Các thông số kỹ thuật điển hình của tủ điện phân phối gồm:
- Tiêu chuẩn: IEC/EN 60439-1
- Điện áp định mức: 220~230V, 380~415 VAC
- Tần số: 50/60Hz
- Dòng điện tối đa: 6.300A
- Cấp bảo vệ: IP44 - IP54
- Nhiệt độ vận hành tối đa: 50°C
Cấu tạo cơ bản của tủ điện phân phối
Tủ điện phân phối có kết cấu chung là dạng hình vuông hoặc hình hộp chữ nhật (1 cánh hoặc 2 cánh) với phần vỏ làm từ thép tấm không gỉ hoặc tôn tấm sơn tĩnh điện dày từ 1-2mm. Kích thước loại tủ này dao động trong khoảng 200-220mm chiều cao, 200mm chiều rộng và 150-1.000mm chiều sâu tùy vào vị trí lắp đặt và mục đích sử dụng.
Bên trong tủ điện phân phối được chia thành các khoang chức năng, mỗi khoang lại chứa một nhóm thiết bị riêng biệt như: ngăn chứa aptomat, ngăn chứa contactor, rơ le, ngăn chứa tụ bù, ngăn chứa ATS…
Bề mặt tủ thường đặt màn hình hiển thị, các linh kiện phụ trợ như nút nhấn, nút dừng khẩn cấp, đèn báo, núm vặn… Đặc biệt, tủ điện phân phối được thiết kế phần nắp tủ, lưng tủ và 2 bên hông có thể tháo lắp linh hoạt, thuận tiện cho việc sửa chữa, bảo trì.
Cách phân loại tủ điện phân phối
Tủ điện phân phối được chia thành 3 loại chính gồm: tủ tổng MSB, tủ phân phối chính MDB và tủ phân phối nhánh DB.
Tủ điện tổng MSB
Tủ điện tổng MSB (Main Distribution Switchboard) là loại tủ quan trọng nhất trong hệ thống phân phối điện. MSB chịu trách nhiệm nhận điện từ nguồn lưới hoặc máy phát điện và phân phối đến các tủ nhánh hoặc tải công suất lớn trong hệ thống. Vị trí đặc trưng của tủ tổng MSB là sau trạm biến áp hạ thế (từ 15kV xuống 380VAC) và trước tủ phân phối chính MDB.
IEC 60439-1, IEC 60529 là 2 tiêu chuẩn thiết kế phổ biến áp dụng cho tất cả các loại tủ tổng MSB, cho khả năng chịu dòng điện định mức lên đến 6300A. Tiêu chuẩn này cũng quy định cấu trúc của tủ điện tổng MSB gồm nhiều khoang chức năng riêng biệt như: khoang chứa ACB/MCCB tổng, khoang chứa MCCB/MCB ra tải, khoang chứa ATS, tụ bù… Loại tủ này thường có các màu đặc trưng là xám, đen, bạc và cam đỏ.
Tủ phân phối chính MDB
Tủ phân phối chính MDB (Main Distribution Board) đóng vai trò trung gian trong mạng điện hạ thế, thường được đặt sau tủ tổng MSB và trước các tủ nhánh DB để nhận điện từ tủ tổng và phân phối đến các phụ tải. Đặc biệt, các thiết bị công suất lớn như động cơ, băng chuyền, quạt thông gió... đều cần kết nối trực tiếp với tủ chính MDB.
Tủ MDB có cấu trúc chắc chắc với vỏ ngoài làm từ thép mạ kẽm hoặc tôn tấm sơn tĩnh điện, bên trong cũng được chia thành các ngăn riêng biệt như tủ tổng MSB.
Tủ phân phối chính đảm nhận chức năng cấp điện và bảo vệ động cơ trước các sự cố điện nên loại tủ này có tính ứng dụng phổ biến nhất trong các xưởng sản xuất cơ khí.
Tủ phân phối nhánh DB
Tủ điện DB (Distribution Board) được sử dụng để lấy điện từ tủ phân phối chính MDB và cung cấp đến một công trình, một hệ thống nhất định hoặc các phụ tải tiêu thụ. Loại tủ này đa phần được lắp đặt trong các hệ thống điện quy mô nhỏ tại nhà ở, văn phòng, nhà xưởng…
So với 2 loại tủ phân phối trên, tủ DB có kích thước khá nhỏ, bên trong trang bị ít thiết bị, thường gồm 1 số thiết bị bắt buộc như: MCCB/MCB, cầu chì, đèn báo pha. Tùy vào mục đích sử dụng mà tủ điện DB sẽ có thêm ampe kế, tụ bù hoặc đồng hồ đo lường.
Phân biệt tủ điện phân phối với tủ điện điều khiển
Tủ điện điều khiển
Tủ điện phân phối và tủ điện điều khiển là 2 loại tủ điện phổ biến trong các hệ thống điện. Sự khác biệt giữa 2 loại tủ này nằm ở nhiều tiêu chí. Cụ thể:
Về chức năng
- Tủ điện điều khiển: Chịu trách nhiệm điều khiển và kiểm soát tất cả các thiết bị có trong hệ thống điện, đặc biệt là các động cơ, máy móc công suất lớn và hệ thống điện tự động hóa
- Tủ điện phân phối: Nhiệm vụ chính là phân phối và truyền tải điện năng từ nguồn chính đến các phụ tải có trong hệ thống.
Về thành phần chính
- Tủ điện điều khiển: Nhóm thiết bị quan trọng nhất là thiết bị điều khiển gồm bộ điều khiển tự động, biến tần, rơ le, công tắc, đồng hồ đo lường.
- Tủ điện phân phối: Nhóm thiết bị quan trọng nhất là thiết bị đóng ngắt và bảo vệ như ACB, MCCB, MCB, rơ le, contactor.
Về ứng dụng
- Tủ điện điều khiển: Phổ biến trong các hệ thống cần điều khiển tự động như máy móc công nghiệp, dây chuyền sản xuất, hệ thống điều hòa không khí, thang máy, bơm nước…
- Tủ điện phân phối: Phù hợp với các nhà xưởng, công trình, khu công nghiệp hoặc nhà ở để cấp nguồn và bảo vệ các thiết bị điện.
Về mức độ phức tạp
- Tủ điện điều khiển: Phức tạp hơn do đặc thù của thiết bị điều khiển và hệ thống tự động hóa.
- Tủ điện phân phối: Cấu tạo và yêu cầu điều khiển đơn giản hơn.
Tổng hợp sự khác biệt giữa tủ điện phân phối và tủ điện điều khiển có trong bảng so sánh dưới đây:
| Tiêu chí | Tủ điện phân phối | Tủ điện điều khiển |
| Chức năng | Phân phối điện năng | Điều khiển thiết bị |
| Thành phần chính | Aptomat, MCCB, cầu chì, rơ le | PLC, rơ le, biến tần, HMI |
| Cấu tạo | Đơn giản hơn | Phức tạp |
| Kích thước | Lớn, cần không gian lắp đặt rộng rãi | Nhỏ, có thể lắp đặt tại khu vực hạn chế diện tích |
| Ứng dụng | Nhà xưởng, xí nghiệp, công trình, nhà ở | Hệ thống tự động hóa, dây chuyền sản xuất, hệ thống HVAC, bơm nước |
| Khả năng lập trình | Không | Có (khi kết nối với PLC, HMI, biến tần…) |
Câu hỏi thường gặp về tủ điện phân phối
Câu hỏi 1: Chức năng chính của tủ điện phân phối là gì?
Trả lời: Tủ điện phân phối có chức năng chính là truyền tải, phân phối điện từ lưới hoặc tủ tổng đến các phụ tải và bảo vệ các thiết bị đóng ngắt bên trong.
Câu hỏi 2: Thiết bị quan trọng nhất trong tủ điện phân phối là gì?
Trả lời: Aptomat, cầu chì/cầu dao là nhóm thiết bị quan trọng nhất của tủ phân phối điện.
Câu hỏi 3: Nên chọn tủ điện phân phối hay tủ điện điều khiển?
Trả lời: Đây là 2 loại tủ có chức năng hoàn toàn khác nhau. Việc lựa chọn loại tủ phù hợp còn phụ thuộc vào yêu cầu vận hành và mục đích sử dụng.
