Hệ thống điện nhà xưởng gồm những gì: từ tủ tổng đến ổ cắm

Hệ thống điện nhà xưởng là "mạch máu" của sản xuất: máy móc, chiếu sáng, điều hòa thông gió, khí nén, tất cả đều phụ thuộc vào nguồn điện ổn định và an toàn. Nhiều chủ đầu tư chỉ quan tâm đến máy móc mà xem nhẹ phần điện, đến khi vận hành mới gặp sự cố nhảy aptomat, sụt áp, nóng cáp hay khó mở rộng. Bài viết này liệt kê các hạng mục cấu thành hệ thống điện nhà xưởng theo đúng đường đi của dòng điện, từ tủ điện tổng đến ổ cắm tại máy, để bạn nắm được bức tranh toàn cảnh khi lập kế hoạch thi công.

1. Nguồn cấp và trạm biến áp

Với nhà máy quy mô vừa và lớn, điện được nhận từ lưới trung thế rồi hạ xuống 0,4kV qua trạm biến áp riêng. Công suất trạm cần tính theo phụ tải thực tế và kế hoạch mở rộng, đồng thời có điểm đấu nối rõ ràng với đơn vị điện lực. Nhà xưởng nhỏ có thể lấy trực tiếp từ lưới hạ thế nhưng vẫn cần tính đến công suất đăng ký và khả năng nâng cấp. Phần thi công trạm được trình bày trong bài về quy trình thi công trạm biến áp 35kV.

Nhiều nhà máy còn bố trí nguồn dự phòng như máy phát điện. Khi đó cần thiết bị chuyển nguồn tự động để máy phát và lưới không chạm nhau, một vai trò của tủ ATS.

2. Tủ điện tổng (MSB)

Tủ điện tổng là nơi tập trung nguồn từ máy biến áp, gồm aptomat tổng, thanh cái, thiết bị đo đếm và bảo vệ. Từ đây điện được chia thành nhiều lộ ra các tủ phân phối. Tủ tổng phải chọn theo dòng định mức, khả năng chịu dòng ngắn mạch, kiểu lắp đặt trong nhà hoặc ngoài trời, và có không gian để thêm lộ ra khi mở rộng. Vỏ tủ NEWSUN sản xuất có các lựa chọn thép sơn tĩnh điện, tôn tráng kẽm, mạ kẽm nhúng nóng hoặc inox, chiều cao từ 200 đến 2100 mm, độ dày tôn từ 0,8 đến 2,0 mm, nên có thể chọn vật liệu theo môi trường: xưởng khô, xưởng ẩm, khu vực hóa chất hoặc thực phẩm.

3. Tủ phân phối và tủ bù công suất

Từ tủ tổng, điện đi đến các tủ phân phối đặt theo khu vực: xưởng sản xuất, kho, văn phòng, khu phụ trợ. Cách chia theo khu vực giúp rút ngắn tuyến cáp, giảm sụt áp và thuận tiện cô lập sự cố, khi một khu cần sửa chữa không phải cắt điện toàn nhà máy. Mỗi tủ phân phối có aptomat nhánh, đồng hồ đo và bảo vệ chống dòng rò, quá tải, ngắn mạch phù hợp.

Với nhà máy dùng nhiều động cơ, tủ bù hạ thế giúp nâng cosφ, giảm tổn thất và tránh bị phạt công suất phản kháng. Tủ bù cần đặt gần tủ tổng, có cấp tụ phù hợp và điều khiển tự động theo tải.

4. Tủ điều khiển, khởi động động cơ và tự động hóa

Các máy lớn, bơm, quạt, băng tải được cấp điện qua tủ điều khiển. Tùy tính chất tải, có thể chọn khởi động trực tiếp, sao/tam giác, khởi động mềm hoặc biến tần. NEWSUN sản xuất tủ MCC khởi động trực tiếp từ MCC-DOL-9A (0,06 đến 4 kW) đến MCC-DOL-32A (15 kW), tủ sao/tam giác từ MCC-SD-9A (4 kW) đến MCC-SD-185A (90 kW), cùng tủ biến tần, khởi động mềm, tủ luân phiên và tủ PLC kết nối SCADA. Dây chuyền tự động hóa thường cần tủ PLC với các hãng phổ biến như Mitsubishi, Siemens, Schneider, Omron, Delixi để điều khiển và giám sát từ xa.

5. Hệ thống cáp điện và đường dẫn cáp

Cáp lực đi từ tủ tổng đến tủ phân phối rồi đến từng tải. Cáp chọn theo dòng điện, chiều dài tuyến (để kiểm tra sụt áp), điều kiện lắp đặt, điều kiện môi trường và yêu cầu chống cháy. Thị trường có nhiều dòng như Cadisun, Goldcup, LS Vina, Cadivi với cáp 0,6/1kV Cu/XLPE/PVC, dây mềm Cu/PVC, cáp chống cháy; cần chọn đúng ruột dẫn, tiết diện và cấp cách điện theo thiết kế, không tự ý thay thế.

Đường dẫn cáp cũng quan trọng không kém. Thang cáp, khay cáp và máng cáp giúp tuyến cáp ngăn nắp, chống võng, tản nhiệt tốt và dễ kiểm tra. Thang cáp NEWSUN dài 2500 đến 3000 mm, cao 50 đến 200 mm, rộng 100 đến 1000 mm, tôn dày 0,8 đến 3,0 mm, hoàn thiện sơn tĩnh điện hoặc mạ kẽm nhúng nóng, kèm đầy đủ phụ kiện co ngang, co lên xuống, nối T, chữ thập. Trong nhà xưởng ăn mòn hay ẩm ướt, nên ưu tiên mạ kẽm nhúng nóng.

6. Hệ thống chiếu sáng

Nhà xưởng thường có trần cao, diện tích rộng nên dùng đèn highbay hoặc đèn UFO lắp trên cao, kết hợp đèn máng, panel cho khu văn phòng và đèn chiếu sáng sự cố, thoát hiểm. Đèn LED giúp tiết kiệm điện hơn đèn cao áp truyền thống và ít phải bảo trì hơn. Dòng Vietlux có Highbay SMD 50 đến 300 W (từ 120 lm/W), Highbay UFO 50 đến 250 W (từ 160 lm/W, IP65), bảo hành 3 đến 5 năm, tuổi thọ 30.000 đến 50.000 giờ tùy dòng. Khu vực có hơi dễ cháy nổ cần đèn chống nổ chuyên dụng, khu vực ẩm cần đèn IP65 trở lên.

Thiết kế chiếu sáng nên dựa trên độ rọi yêu cầu cho từng loại công việc và bố trí đồng đều, tránh bóng đổ tại vị trí thao tác, đồng thời chia mạch hợp lý để tắt từng khu khi không dùng.

7. Ổ cắm, nguồn phụ trợ và đấu nối tại máy

Ở cuối đường dây là các điểm cấp điện tại máy: ổ cắm công nghiệp, hộp đấu nối, công tắc, aptomat nhánh. Khu xưởng nên dùng thiết bị chịu bụi, chịu ẩm và có mức bảo vệ phù hợp. Ổ cắm công nghiệp nên phân biệt rõ điện áp và dòng định mức để tránh cắm nhầm. Hệ thống phụ trợ như quạt thông gió, cửa cuốn, cầu trục, máy nén khí cũng cần mạch cấp điện, bảo vệ riêng. Aptomat, công tắc, ổ cắm có thể chọn từ các hãng phổ biến như Schneider, ABB, Siemens, Mitsubishi, LS, Chint, Sino, Panasonic.

8. Tiếp địa, chống sét và an toàn điện

Tiếp địa bảo vệ con người và thiết bị: toàn bộ vỏ tủ, khung máy, thang máng cáp kim loại đều phải được nối vào hệ thống tiếp địa chung. Với nhà xưởng mái tôn, cao hoặc ở khu vực thường có giông sét, cần có hệ thống chống sét đánh thẳng và chống sét lan truyền cho tủ điện. Bài viết về tiếp địa và chống sét trình bày nguyên lý và cách kiểm tra chi tiết. Ngoài ra cần có aptomat chống dòng rò ở các mạch phù hợp, biển cảnh báo và sơ đồ điện dán tại tủ.

9. Nguyên tắc thiết kế và thi công hệ thống điện nhà xưởng

• Phân vùng rõ ràng: chia phụ tải theo khu vực và chức năng để dễ vận hành, dễ cô lập khi sửa chữa.
• Chừa dự phòng: dự phòng lộ ra trong tủ, chỗ trên thang cáp và công suất cho mở rộng.
• Chọn vật tư theo môi trường: xưởng ẩm, bụi, hóa chất, nhiệt độ cao cần vật liệu và cấp bảo vệ phù hợp.
• Đánh dấu và hồ sơ: dán nhãn mạch, cáp, tủ; lưu bản vẽ hoàn công để bảo trì sau này.
• Thử nghiệm trước khi cấp điện: đo cách điện, kiểm tra thứ tự pha, kiểm tra bảo vệ.

Một điểm hay bị bỏ qua là phối hợp giữa các bảo vệ. Aptomat tổng, aptomat tủ phân phối và aptomat nhánh cần được chọn và cài đặt sao cho khi có sự cố tại một máy, chỉ thiết bị bảo vệ gần điểm sự cố nhất tác động, các khu vực còn lại vẫn có điện. Nếu bảo vệ không phối hợp tốt, một sự cố nhỏ ở cuối tuyến có thể làm nhảy aptomat tổng và dừng cả nhà máy. Đây là lý do thiết kế sơ đồ một sợi và bảng cài đặt bảo vệ cần được làm bài bản ngay từ đầu, và cần được cập nhật mỗi khi bổ sung phụ tải mới.

10. Khi nào cần cải tạo, nâng cấp hệ thống điện?

Hệ thống điện cũ thường xuất hiện triệu chứng: aptomat nhảy thường xuyên, cáp và mối nối nóng, đèn nhấp nháy khi máy lớn khởi động, tủ điện quá đầy không còn chỗ thêm lộ. Đó là tín hiệu cần kiểm tra tải, thay thế thiết bị lão hóa, bổ sung tủ phân phối hoặc tủ bù. Việc cải tạo nên lập kế hoạch để chuyển đổi theo từng khu, tránh dừng toàn bộ sản xuất.

11. NEWSUN đồng hành thế nào?

NEWSUN Group Vina vừa sản xuất tủ bảng điện, thang máng cáp, vừa phân phối dây cáp điện, đèn LED Vietlux, thiết bị điện, đồng thời thi công điện công nghiệp trong nhà máy. Việc đồng bộ vật tư với thi công giúp giảm khâu trung gian và thuận lợi khi bảo hành, bảo trì. Chi phí tùy quy mô và cấu hình nên NEWSUN báo giá theo thực tế sau khảo sát.

Hãy liên hệ hotline/Zalo 0924.625.688 hoặc email newsunvina2024@gmail.com để được tư vấn hệ thống điện cho nhà xưởng của bạn.