An tủ điện phân phối nhận nguồn điện từ một nguồn phía trên và phân phối nó thành các mạch điện đầu ra được bảo vệ. Tùy thuộc vào kích thước và tiêu chuẩn, thiết bị có thể được gọi là bảng điện, tủ phân phối, bảng chuyển mạch, tủ phân phối chính hoặc tủ điện. Hướng dẫn này làm rõ các thuật ngữ đó và giải thích các mức định mức, thiết bị đóng cắt, thanh dẫn điện, vỏ tủ, hệ thống nối đất, cấp độ phân cách và tiêu chí lựa chọn cho hệ thống cố định và di động.
Tủ phân phối là gì?
Một tủ phân phối bao gồm một kết nối đầu vào hoặc thiết bị bảo vệ chính, các thanh cái chung, các aptomat hoặc cầu dao cầu chì đầu ra, các thanh trung tính và nối đất bảo vệ, thiết bị đo lường và một vỏ tủ. Nó cung cấp một điểm được kiểm soát để cách ly và bảo vệ các cáp và tải phía hạ nguồn.
Vai trò của tủ điện phụ thuộc vào vị trí của nó. Tủ điện phân phối chính có thể nhận nguồn từ cuộn thứ cấp của máy biến áp và cấp điện cho các tủ điện phụ lớn. Tủ điện phân nhánh cấp điện cho hệ thống chiếu sáng, ổ cắm và thiết bị nhỏ. Cả hai đều phải được định mức về điện áp, dòng điện và khả năng chịu sự cố dự kiến.
Tủ điện phân phối (Panelboard) vs Tủ điện tổng (Switchboard) vs Thiết bị đóng cắt (Switchgear)
Bảng điện (panelboard) thường sử dụng một tủ gắn tường với các áptômát nhánh có thể tiếp cận từ phía trước. Tủ điện chính (switchboard) thường là một tổ hợp lắp sàn với các thiết bị nguồn chính lớn hơn, thanh cái và các khoang cấp nguồn. Thiết bị đóng cắt (switchgear) thường nhấn mạnh tính phân ngăn, các thiết bị rút kéo được, khả năng chịu dòng sự cố cao hơn và tính dễ bảo trì. Các định nghĩa chính xác thay đổi theo tiêu chuẩn IEC, UL và thực tiễn khu vực, vì vậy việc mua sắm nên trích dẫn tiêu chuẩn sản phẩm và kết cấu được yêu cầu.
Bảng so sánh và lựa chọn nhanh
Sử dụng bảng này như một phần tóm tắt nhanh về các quyết định kỹ thuật và mua sắm chính được giải thích trong bài viết.
| Khu vực quyết định | Ý nghĩa thực tiễn | Cần xác minh những gì |
|---|---|---|
| Tủ phân phối là gì? | Một tủ phân phối điện bao gồm một kết nối nguồn đến hoặc thiết bị bảo vệ chính, các thanh cái chung, các cầu dao hoặc cầu chì ngắt mạch đi, các thanh trung tính và nối đất bảo vệ, thiết bị đo đếm và một vỏ tủ. | Nó cung cấp một điểm kiểm soát để cô lập và bảo vệ cáp và tải phía hạ nguồn. |
| Tủ điện phân phối (Panelboard) vs Tủ điện tổng (Switchboard) vs Thiết bị đóng cắt (Switchgear) | Bảng điện thường sử dụng một tủ gắn tường với các áptômát nhánh có thể tiếp cận từ phía trước. | Bảng phân phối điện thường là một tổ hợp lắp trên sàn bao gồm các mạch chính, thanh cái và các khoang cấp nguồn lớn hơn. |
| Đánh giá Bảng điều khiển Thiết yếu | Điện áp hoạt động định mức của tủ, tần số, hệ thống pha và dây, dòng điện thanh cái, định mức dòng trung tính, khả năng chịu dòng ngắn mạch hoặc dòng định mức có điều kiện, khả năng cắt của thiết bị đóng cắt chính và thiết bị xuất tuyến, cấp bảo vệ vỏ tủ IP/NEMA, nhiệt độ môi trường… | Đối với các cụm lắp ráp được xác minh bằng một thiết bị bảo vệ cụ thể, việc thay thế có thể làm mất hiệu lực định mức chịu ngắn mạch. |
| Tủ điện chính và tủ điện phân phối nhánh | Bảng điện chính nằm gần thiết bị dịch vụ, máy phát điện hoặc máy biến áp và thường có dòng điện và mức sự cố cao nhất. | Nó có thể chứa một bộ ghép nối xe buýt, bộ chuyển đổi tự động, thiết bị hiệu chỉnh hệ số công suất hoặc các mạch cấp nguồn động cơ lớn. |
| Thiết kế Tủ và Vỏ Tủ Điện | Các vị trí khô ráo trong nhà có thể sử dụng tủ thép thông gió; các khu vực ngoài trời, nhiều bụi, ẩm ướt hoặc có tính ăn mòn cần có vật liệu và khả năng bịt kín được tăng cường. | Thiết kế vỏ bọc phải quản lý được nhiệt độ mà không để lọt các chất gây ô nhiễm vào trong. |
Các thành phần của tủ điện phân phối chính
- Aptomat tổng hoặc công tắc: cô lập tủ điện và cung cấp bảo vệ quá dòng khi cần thiết.
- Thanh dẫn điện: dẫn dòng điện đến các thiết bị đầu ra và chịu được các lực sự cố nhiệt và điện động.
- Aptomat cấp nguồn: bảo vệ các dây dẫn và tải hạ nguồn.
- Thanh trung tính mang dòng điện trung tính và có thể cần định mức đầy đủ hoặc tăng lên cho các tải phi tuyến.
- Thanh nối đất bảo vệ: nối các bộ phận dẫn điện để trần vào hệ thống nối đất.
- Đo lường và Thiết bị chống sét lan truyền (SPD): giám sát các đại lượng điện và giới hạn quá điện áp quá độ.
- Vây quanh và rào chắn: cung cấp khả năng bảo vệ chống cơ học, môi trường và tiếp xúc.
Đánh giá Bảng điều khiển Thiết yếu
Điện áp vận hành định mức của tủ, tần số, số pha và hệ thống dây dẫn, dòng điện thanh cái, định mức dòng trung tính, khả năng chịu đựng ngắn mạch hoặc định mức có điều kiện, khả năng cắt của thiết bị đóng cắt chính và thiết bị xuất tuyến, cấp bảo vệ vỏ tủ IP/NEMA, nhiệt độ môi trường và tiêu chuẩn áp dụng. Đối với các cụm thiết bị đã được thử nghiệm xác thực với một thiết bị bảo vệ cụ thể, việc thay thế có thể làm mất hiệu lực của định mức chịu đựng ngắn mạch.
Dòng điện liên tục phải tính đến nhu cầu, hệ số đồng thời, độ tăng nhiệt và tải trọng trong tương lai. Định mức ngắn mạch phải vượt quá dòng sự cố khả dụng tại nơi lắp đặt. Định mức ngắt mạch cao của aptomat không tự động chứng minh được định mức của toàn bộ thanh cái và cụm tủ điện.
Tủ điện chính và tủ điện phân phối nhánh
Tủ điện chính nằm gần bộ phận dịch vụ, máy phát điện hoặc máy biến áp và thường có dòng điện và mức sự cố cao nhất. Nó có thể chứa một thiết bị liên lạc thanh dẫn, bộ chuyển nguồn tự động, thiết bị hiệu chỉnh hệ số công suất hoặc các mạch cấp nguồn động cơ lớn. Các tủ điện phân phối nhánh nằm gần các phụ tải hơn và chứa nhiều mạch điện nhỏ hơn.
Phối hợp chọn lọc phải cho phép mộtaptomat nhánh khắc phục sự cố phía hạ nguồn mà không làm ngắt aptomat tổng. Các đường cong thời gian - dòng điện, cài đặt tác động tức thời và khả năng hạn chế dòng điện phải được xem xét đối với khả năng chịu đựng của cáp và thiết bị.
Cách Chọn Tủ Phân Phối Cầu Aptomat
- Định nghĩa điện áp, pha, hệ thống dây dẫn và phương pháp nối đất.
- Tính toán tải phân bổ và dòng điện thanh cái yêu cầu.
- Xác định dòng điện sự cố lớn nhất và nhỏ nhất.
- Chọn aptomat tổng và aptomat nhánh để bảo vệ tải, bảo vệ cáp và phối hợp bảo vệ.
- Chọn số lượng đường dẫn cộng với dung lượng dự phòng theo kế hoạch.
- Chỉ định dây trung tính, thanh đồng tiếp địa, thiết bị chống sét lan truyền và thiết bị đo đếm.
- Thiết lập các yêu cầu về không gian bao quanh, hình thức ngăn cách, lối đi và môi trường.
- Xác nhận đường cáp vào, kích thước đầu cốt, không gian uốn cáp và việc lắp đặt.
Thiết kế Tủ và Vỏ Tủ Điện
Các vị trí khô ráo trong nhà có thể sử dụng tủ thép thông gió; các khu vực ngoài trời, nhiều bụi, ẩm ướt hoặc ăn mòn cần có vật liệu và khả năng bịt kín được tăng cường. Thiết kế vỏ tủ phải quản lý được nhiệt độ mà không làm lọt các chất gây ô nhiễm. Khớp nối cáب, cửa, lỗ thông hơi và các bề mặt tiếp xúc là một phần của cấp độ bảo vệ, chứ không phải là những thứ làm thêm sau.
Hình thức cách ly hoặc chia ngăn có thể hạn chế tiếp xúc với các đơn vị chức năng liền kề và hỗ trợ công tác bảo trì, nhưng nó không loại bỏ được các mối nguy hiểm do hồ quang điện. Các thiết bị liên động, cửa chớp, vận hành từ xa và cấu trúc chống hồ quang có thể phù hợp cho các hệ thống có năng lượng cao hơn.
Tủ phân phối điện di động
Các bảng điện di động cung cấp nguồn điện tạm thời tại các công trường xây dựng, sự kiện, thời gian dừng bảo trì và khu vực làm việc công nghiệp. Chúng yêu cầu kết cấu chống va độ, thích hợp với thời tiết, các phích cắm và ổ cắm được bảo vệ, bộ giảm căng lực cáp, thiết bị bảo vệ quá dòng, thiết bị bảo vệ dòng điện dư khi cần thiết và nhận diện rõ ràng nguồn điện/điện áp.
Tích hợp với máy biến áp và thiết bị đóng cắt
Một tủ điện hạ thế chính (main LV panel) có thể được tích hợp với một máy biến áp và ngăn trung thế (MV compartment) trong một Trạm biến áp lắp ghép sẵn YBM-12. Nguồn cấp ngược dòng của nó có thể bắt nguồn từ Tủ điện trung thế KYN28A-12 hoặc một chiếc nhỏ gọn tủ RMU LBHB-12. Trở kháng máy biến áp, dòng sự cố thứ cấp và các cài đặt bảo vệ phải được phối hợp với tủ điện chính hạ thế (LV main board).
Kiểm tra, Thử nghiệm và Bảo trì
- Kiểm tra cụm lắp ráp đối với các sơ đồ tuyến tính đơn và sơ đồ đi dây đã được phê duyệt.
- Kiểm tra định mức thiết bị, kích thước dây dẫn, khoảng cách an toàn và nhãn mác.
- Kiểm tra lực siết đầu cực và hoạt động cơ khí.
- Kiểm tra cách điện, dây dẫn bảo vệ, thiết bị đóng cắt, khóa liên động và thiết bị đo đếm.
- Thực hiện kiểm tra chức năng và hành trình (trip test) cho logic bảo vệ và chuyển đổi.
- Sử dụng phương pháp nhiệt ảnh dưới tải đại diện sau khi chạy thử nghiệm.
- Đậy kín các nắp, bịp kín các khe hở và cập nhật lịch trình mạch điện.
Bảng biểu phân bổ tủ điện và ý định lựa chọn thương mại
Kết quả tìm kiếm cho tủ phân phối ưu tiên mạnh mẽ thông tin chính xác về sản phẩm và định mức. Một bảng lịch trình tủ hữu ích liệt kê điện áp nguồn, số pha, định mức chính, định mức sự cố, bố trí trung tính và tiếp địa, số lượng Aptomat đi ra, số đường dự phòng, đo đếm, định mức vỏ tủ, đường vào cáp và tiêu chuẩn lắp ráp áp dụng.
Quyết định chọn tủ điện phân phối (panelboard), tủ điện tổng (switchboard) hay tủ đóng cắt (switchgear)
Lựa chọn theo dòng điện làm việc và dòng sự cố, kết cấu thiết bị, quyền tiếp cận của người vận hành, phương pháp bảo trì và không gian lắp đặt—chứ không theo thói quen đặt tên của địa phương. Một tủ điện phân phối gắn tường phù hợp với nhiều mạch nhánh; một bảng điện đứng sàn hỗ trợ các nhiệm vụ phân phối lớn hơn; thiết bị đóng cắt bổ sung các tính năng kết cấu và ngắt mạch để đáp ứng các yêu cầu cao hơn về độ tin cậy và kiểm soát sự cố.
Tài liệu kỹ thuật và đọc thêm
Các nguồn độc lập sau đây hỗ trợ các tiêu chuẩn, thuật ngữ, phép tính và bối cảnh an toàn được thảo luận trong hướng dẫn này:
- Các yêu cầu đối với trạm biến áp khối IEEE C37.121 — Hướng dẫn phối hợp thiết bị máy biến áp, đầu vào, đầu ra và thiết bị chuyển tiếp trong trạm biến áp phân phối.
- Các đơn vị SI của NIST đối với dòng điện điện tử — Định nghĩa tham khảo cho dòng điện, điện áp, điện trở và công suất được sử dụng trong các tính toán phân phối.
- An toàn về truyền tải và phân phối điện của OSHA — Tổng quan chính thức về các điểm khác biệt và quy thực hành quan trọng về an toàn trong hệ thống truyền tải và phân phối.
