Tủ điên MSB

Tủ điện MSB (Main Switchboard) là tủ điện phân phối chính trong hệ thống điện, thường được đặt tại trạm biến áp hoặc phòng kỹ thuật điện của công trình. Đây là nơi tiếp nhận nguồn điện từ máy phát hoặc lưới điện quốc gia để phân phối đến các tủ điện phụ (Sub Distribution Board) và các phụ tải quan trọng.

1. Tủ điện MSB là gì?

Tủ điện MSB được lắp đặt ngay sau trạm biến áp hạ thế (nơi chuyển đổi điện áp từ trung thế 15kV xuống hạ thế 380VAC hoặc 220VAC) và là điểm đầu tiên nhận nguồn điện từ lưới điện hoặc máy phát điện dự phòng. Từ tủ MSB, điện năng sẽ được phân phối đến các tủ điện nhánh cấp dưới (tủ DB - Distribution Board) và sau đó đến các thiết bị tiêu thụ điện (phụ tải).

MSB chính là "trái tim" của hệ thống điện, kiểm soát toàn bộ dòng điện đi vào và ra khỏi công trình.

2. Chức năng chính của Tủ điện MSB

• Phân phối điện năng: Chức năng cốt lõi là nhận nguồn điện công suất lớn từ trạm biến áp và phân chia ra các mạch điện nhỏ hơn để cấp cho các khu vực, các tủ nhánh hoặc các phụ tải cụ thể.
• Đóng cắt và cách ly mạch điện: Chứa các thiết bị đóng cắt như Máy cắt không khí (ACB) hoặc Aptomat khối (MCCB) tổng để đóng/cắt toàn bộ nguồn điện của công trình hoặc từng phần của hệ thống khi cần bảo trì, sửa chữa hoặc xảy ra sự cố.
• Bảo vệ hệ thống và thiết bị:
  • Bảo vệ quá tải, ngắn mạch: Các thiết bị đóng cắt (ACB, MCCB) sẽ tự động ngắt mạch khi dòng điện vượt quá giới hạn cho phép, ngăn ngừa cháy nổ và hư hại thiết bị.
  • Bảo vệ chạm đất/rò rỉ điện: Một số thiết bị bảo vệ tích hợp hoặc rơ le chuyên dụng giúp ngắt điện khi có dòng rò xuống đất, bảo vệ an toàn cho con người.
  • Bảo vệ quá áp, thấp áp, mất pha: Các rơ le bảo vệ có thể được tích hợp để ngắt nguồn khi có sự cố về điện áp hoặc pha, bảo vệ động cơ và các thiết bị nhạy cảm.
• Giám sát và đo lường: Tích hợp các đồng hồ đo Vôn (điện áp), Ampe (dòng điện), Cosφ (hệ số công suất), tần số, công tơ điện tổng để giám sát các thông số điện năng của toàn bộ hệ thống.
• Tích hợp hệ thống dự phòng (ATS): Tủ MSB thường được tích hợp ngăn ATS (Automatic Transfer Switch) để tự động chuyển đổi nguồn điện giữa lưới và máy phát điện dự phòng khi có sự cố, đảm bảo nguồn điện liên tục.
• Bù công suất phản kháng: Có thể tích hợp ngăn tụ bù để nâng cao hệ số công suất (Cosφ), giúp giảm tổn thất điện năng và tránh bị phạt do sử dụng điện không hiệu quả.

3. Cấu tạo cơ bản của Tủ điện MSB

Cấu tạo của tủ MSB thường được thiết kế theo dạng module (khối), cho phép dễ dàng mở rộng và bảo trì. Các thành phần chính bao gồm:

• Vỏ tủ:
  • Làm từ thép tấm (tôn) chất lượng cao, thường dày từ 1.5mm đến 2.5mm, được sơn tĩnh điện để chống gỉ sét, ăn mòn và đảm bảo an toàn điện. Có thể sử dụng inox (SUS304, SUS316) cho môi trường đặc biệt.
  • Thiết kế dạng hình hộp chữ nhật đứng, có nhiều khoang/ngăn riêng biệt cho từng chức năng.
  • Cấp bảo vệ IP: Phổ biến từ IP42 (trong nhà) đến IP54/IP55 (cho các vị trí có yêu cầu cao hơn hoặc bán ngoài trời).
• Thiết bị đóng cắt tổng:
  • ACB (Air Circuit Breaker - Máy cắt không khí): Dùng cho dòng điện lớn (từ vài trăm Ampe đến 6300A), có khả năng chịu dòng ngắn mạch cao, thường là thiết bị đóng cắt chính cho toàn bộ hệ thống.
  • MCCB (Molded Case Circuit Breaker - Aptomat khối): Dùng cho các dòng điện trung bình và nhỏ hơn ACB, hoặc làm át nhánh ra tải.
• Hệ thống thanh cái (Busbar):
  • Là các thanh dẫn điện bằng đồng hoặc nhôm được mạ niken, dùng để phân phối dòng điện từ ACB/MCCB tổng đến các thiết bị nhánh và phụ tải.
  • Thiết kế và kích thước thanh cái phải đảm bảo khả năng chịu tải và dòng ngắn mạch định mức.
• Các ngăn chức năng khác (Tùy chọn và linh hoạt):
  • Ngăn ATS: Chứa bộ chuyển nguồn tự động (ATS) để tự động chuyển đổi giữa nguồn lưới và máy phát điện dự phòng.
  • Ngăn tụ bù: Chứa các tụ bù và bộ điều khiển tụ bù để cải thiện hệ số công suất.
  • Ngăn đầu ra tải (Distribution compartments): Chứa các MCCB/MCB phân phối cho các tủ DB cấp dưới hoặc các phụ tải riêng lẻ.
  • Ngăn đo lường: Chứa các thiết bị đo lường như Ampe kế, Vôn kế, Công tơ điện, CT (Biến dòng), PT (Biến áp).
  • Ngăn điều khiển: Chứa các rơ le, bộ điều khiển, PLC (nếu có tự động hóa).
• Hệ thống dây dẫn và cầu đấu: Đấu nối các thiết bị một cách khoa học, rõ ràng.
• Phụ kiện: Đèn báo, nút nhấn, công tắc chọn chế độ, đồng hồ hiển thị, bản lề, khóa, gioăng cao su chống bụi/nước.

4. Phân biệt tủ MSB với tủ điện khác

5. Ứng dụng của Tủ điện MSB

Tủ điện MSB được ứng dụng rộng rãi trong hầu hết các công trình công nghiệp và dân dụng quy mô lớn, nơi có yêu cầu về nguồn điện ổn định và an toàn:

• Nhà máy sản xuất, khu công nghiệp, xí nghiệp: Đảm bảo nguồn điện cho toàn bộ dây chuyền sản xuất, máy móc, hệ thống chiếu sáng và các thiết bị khác.
• Trung tâm thương mại, siêu thị: Cấp điện cho hệ thống chiếu sáng, điều hòa, thang máy, cửa hàng, khu vực giải trí.
• Cao ốc văn phòng, chung cư: Phân phối điện tổng đến từng tầng, từng căn hộ.
• Bệnh viện, trường học: Cung cấp nguồn điện đáng tin cậy cho các thiết bị y tế, hệ thống chiếu sáng, điều hòa, phòng học.
• Sân bay, bến cảng: Đảm bảo nguồn điện cho các hệ thống chiếu sáng, điều khiển, an ninh.
• Trung tâm dữ liệu (Data Center): Cực kỳ quan trọng để duy trì hoạt động không ngừng của máy chủ và hệ thống hạ tầng IT.
• Công trình công cộng: Hệ thống cấp thoát nước, trạm bơm, trạm xử lý nước thải.

Tủ điện MSB không chỉ là một thiết bị phân phối điện mà còn là "tấm khiên" bảo vệ cho toàn bộ hệ thống điện của công trình, giúp đảm bảo an toàn, ổn định và hiệu quả trong vận hành.