Thiết kế đường dây và trạm biến áp bài 4.3 Tủ điện hạ thế

KHÁI NIỆM, CHỨC NĂNG Tủ điện là tập hợp các cấu kiện bao gồm một, một số hoặc tất cả các thiết bị đóng cắt điện, thiết bị điều khiển, bảo vệ, đo lường, hiện thị, truyền thông và là nơi đ

THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY VÀ TRẠM BIẾN ÁP

BÀI 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TBA (THIẾT KẾ CƠ)

BUỔI 3: TỦ ĐIỆN HẠ THẾ

GV NGUYỄN VĂN HÒA

I KHÁI NIỆM, CHỨC NĂNG

Tủ điện là tập hợp các cấu kiện bao gồm một, một số hoặc tất cả các thiết bị

đóng cắt điện, thiết bị điều khiển, bảo vệ, đo lường, hiện thị, truyền thông và là nơi

đấu nối, phân phối điện cho công trình, đảm bảo cách ly những thiết bị mang điện với người sử dụng điện trong quá trình vận hành

Tủ điện thường được chế tạo bằng vỏ kim loại hoặc bằng composite

II.A PHÂN LOẠI TỦ ĐIỆN THEO CHỨC NĂNG

Tủ điện được phân loại theo nhiều cách như cấu trúc, chức năng, cấp điện áp, vật liệu tuy nhiên trong phần này chúng ta đề cập chủ yếu đến nhóm các tủ điện công nghiệp

hạ thế Tủ điện công nghiệp hạ thế thường được phân loại thành các nhóm chính theo chức năng như sau:

 Tủ điện phân phối (MSB, DB)

 Tủ điện điều khiển

 Tủ chuyển mạch ATS

 Tủ bù công suất

1 Tủ điện phân phối

Tủ điện phân phối được sử dụng trong hệ thống phân phối điện động lực từ Sau MBA đến các phụ tải, các thiết bị đầu cuối như tủ tổng (MSB), tủ phân phối khu vực,

tủ điện tầng (DB), tủ điện phòng, tủ điện cho các phòng, (MDB), thiết bị đầu cuối

1 Tủ điện phân phối

2 Tủ điều khiển

Tủ điều khiển công nghiệp có nhiều loại như: Tủ điện khiển động cơ (khởi động mềm, sao tam giác, đảo chiều); Điều khiển hệ thống chiếu sang, bơm chữa cháy, bơm nước thải, bơm nước sinh hoạt

Thường có dòng vận hành nhỏ nhưng được lắp đặt cùng các thiết bị điều khiển

như rơ le thời gian, bộ khởi động mềm, contactor, rơ le trung gian…

3 Tủ ATS

Được sử dụng để chuyển đổi giữa 02 nguồn cấp điện khác nhau ở chế độ bằng tay hoặc tự động, thông thường là giữa nguồn lưới và nguồn máy phát điện

Có 02 dạng chính là sử dụng bộ ATS hợp bộ hoặc 02 MCCB hoặc 02 ACB liên

động với nhau

3 Tủ ATS

4 Tủ bù công suất

Được sử dụng để nâng cao hệ số công suất

II.B PHÂN LOẠI TỦ THEO FORM

- Dựa theo tiêu chuẩn IEC61439, form tủ điện là khái niệm quy định về sự ngăn cách giữa 3 thành phần chính trong tủ điện hạ thế

- Phân loại form tủ: Dựa trên sự ngăn cách giữa 3 thành phần chính trong tủ điện hạ thế, người ta chia thành 7 loại form: form 1, form 2a, form 2b, form 3a, form 3b, form 4a, form 4b

- Form tủ điện càng cao thì khả năng bảo đảm an toàn càng lớn trong khi thao tác, vận hành

- Form tủ điện càng cao thì khả năng đảm bảo tính liên tục trong việc cung cấp điện, thay thế, sửa chữa càng cao

A: Thiết bị đóng cắt (hay là khối chức năng

thường nằm phía trước tủ để thuận tiện thao tác vận hành)

B: Thanh cái chính (truyền dẫn điện giữa các

thiết bị đóng cắt với các điểm đấu nối vào, ra của tủ)

C: Điểm đấu nối vào, ra của thiết bị điện

(thường nằm phía sau tủ)

Form 1

Mục đích: Không có sự ngăn cách giữa các thành phần

Ứng dụng: Tủ điện form 1 ít được sử dụng vì không đảm bảo an toàn khi vận hành

và

khi xảy ra sự cố

Form 2

Mục đích: Phân chia các khối chức năng (thiết bị đóng cắt) và các điểm đấu nối với thanh cái chính bằng các vách ngăn

Ứng dụng:

+ Tủ điện form 2a: Thiết bị đóng cắt được phân vùng bảo vệ bằng vách ngăn với thanh cái chính và điểm đấu nối

+ Tủ điện form 2b: Thiết bị đóng cắt và điểm đấu nối được phân vùng bảo vệ bằng vách ngăn với thanh cái chính

+ Tủ điện Form 2 thường được sử dụng cho các tủ phân phối điện tầng

Form 3

Mục đích: - Phân chia thanh cái với các đơn vị chức năng và phân chia các đơn vị chức năng với nhau, không phân chia các điểm đấu nối

Ứng dụng:

+ Tủ điện form 3a: Phân vùng bảo vệ giữa các thiết bị đóng cắt với nhau Phân chia giữa thanh cái, các thiết bị đóng cắt, và điểm đấu nối

+ Tủ điện form 3b: Các thiết bị đóng cắt được phân vùng bảo vệ riêng bằng vách ngăn với thanh cái chính và điểm đấu nối của thiết bị Các điểm đấu nối cũng được phân vùng bảo vệ với thanh cái nhưng không tách riêng

+ Hiện nay tủ điện dạng form 3 thường được sử dụng cho các tủ điện tổng MSB của tòa nhà Building hoặc các nhà máy công nghiệp nhẹ

Mục đích: Giống như form 3 nhưng yêu cầu cao hơn đó là phân chia giữa các lộ ra của các đơn vị chức năng

Ứng dụng:

+ Tủ điện form 4a:

- Mỗi thiết bị đóng cắt và điểm đấu nối của thiết bị đó được phân vùng bảo vệ riêng

bằng vách ngăn với thanh cái chính

+ Tủ điện form 4b: Mỗi thiết bị đóng cắt được phân vùng bảo vệ riêng với thanh cái chính và điểm đấu nối Điểm đấu nối cũng được phân vùng bảo vệ riêng với nhau và với thanh cái chính cũng như thiết bị đóng cắt

+ Tủ điện dạng form 4 thường được sử dụng cho các dự án công nghiệp nặng có tầm quan trọng lớn: nhà máy điện, nhà máy hóa dầu Vì các dự án này cần đảm bảo an toàn cao cũng như vấn đề cung cấp điện là liên tục (kể cả khi bảo hành, sửa chữa)

III MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ THIẾT KẾ TỦ HẠ THẾ

Trong đồ án thiết kế xây dựng nói chung và bộ môn đường dây và trạm biến áp nói riêng, chúng ta không bắt buộc phải thiết kế chuẩn xác chi tiết tủ điện, công việc đó thuộc đơn vị sản xuất tủ, tuy nhiên chúng ta cần xác định tương đối chính xác kích

thước, form tủ, bóc chính xác vật tư thiết bị, thanh cái trong tủ để tính chính xác khối lượng và đơn giá tủ điện Củ thể cần xác định rõ:

- Chức năng làm việc của tủ

- Phương án kỹ thuật sử dụng

- Phương án bố trí thiết bị, phương án đấu nối

- Chất liệu, kết cấu chủng loại thiết bị

Việc lên phương án thiết kế tủ điện ngoài các yếu tố về tiêu chuẩn kỹ thuật, cần xem xét nhu cầu từ khách hàng, mặt bằng lắp đặt thực tế

Cần tính toán và so sánh các phương án bố trí nhằm đưa ra giải pháp tối ưu về kích thước, thiết bị, khả năng vận hành và kết nối, giúp đảm bảo tính kỹ thuật và mỹ thuật