Ý nghĩa của phân tầng Circuit Breaker trong thiết kế

Ý nghĩa của phân tầng Circuit Breaker trong thiết kế

Đặt vấn đề
Trong thiết kế tủ điện hiện nay, các đơn vị tư vấn sau khi tính toán dòng ngắn mạch của thanh cái chính xong thông thường vẫn lựa chọn dòng cắt ngắn mạch của CB (circuit breaker) nhánh bằng dòng cắt ngắn mạch CB tổng khi chúng được đấu chung vào một dàn thanh cái chính. Điều này được lý giải là giả sử có ngắn mạch ngay sau CB nhánh thì chính CB đó vẫn phải chịu đựng được lực điện động do dòng ngắn mạch (đã tính toán cho dàn thanh cái chính) gây ra. Tuy nhiên lựa chọn này sẽ làm cho giá thành tủ tăng cao do phải lựa chọn CB nhánh có dòng cắt cao.

Dựa vào khái niệm kỹ thuật phân tầng (Cascading), chúng ta hoàn toàn có thể lựa chọn CB nhánh có dòng cắt thấp hơn mà vẫn đảm bảo tiêu chuẩn kỹ thuật về bảo vệ.

Vậy Cascading là gì?

Kỹ thuật “phân tầng” sử dụng bằng cách giới hạn giá trị đỉnh (peak value) của dòng ngắn mạch cho phép đi qua CB tổng, toàn bộ CB nhánh trong tủ có thể sử dụng loại có dòng ngắn mạch thấp hơn nhiều so với mức cần thiết. Do đó có thể giảm kích thước vật lý (frame size) và yêu cầu về khả năng chịu dòng ngắn mạch cũng thấp hơn dẫn đến tiết kiệm chi phí đáng kể và đơn giản hóa công việc lắp đặt.

Điều kiện thực hiện

Nói chung, các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm là cần thiết để đảm bảo rằng các điều kiện thực tế theo yêu cầu của tiêu chuẩn quốc gia được đáp ứng và các thiết bị tương thích với tủ điện phải được nhà sản xuất cung cấp.

Hiện nay hầu hết các tiêu chuẩn quốc gia đều thừa nhận kỹ thuật phân tầng, với kỹ thuật này tất cả các CB nhánh có thể chịu được mà không bị hư hại. Trong thực tế, điều này chỉ có thể được xác minh cho CB bằng các thử nghiệm được thực hiện trong phòng thí nghiệm. Các thử nghiệm như vậy được thực hiện bởi các nhà sản xuất cung cấp thông tin dưới dạng bảng để người dùng có thể tự tin thiết kế sơ đồ một sợi phân tầng dựa trên sự kết hợp của các loại CB được đề xuất.

Ví dụ, bảng dưới đây cho thấy khả năng phân tầng của các CB iC60, C120 và NG125 khi làm CB nhánh cho Compact NSX250 mạng 380/415V 3 pha.
 

[a] 230V single phase to neutral

Nguyên tắc chọn lọc

Chọn lọc là điều cần thiết để đảm bảo tính liên tục của nguồn cấp cho phụ tải. Khả năng chọn lọc đạt được bằng các thiết bị bảo vệ quá dòng và chạm đất nếu xảy ra sự cố tại bất kỳ điểm nào trong quá trình lắp đặt, sự cố của lộ nào được CB của lộ đó cắt ngay lập tức trong khi tất cả các nhánh khác không bị ảnh hưởng (xem hình 1).

Hình 1

Hình 1

Chọn lọc toàn phần hoặc chọn lọc một phần (xem hình 2)

Khi chọn lọc toàn phần thì nếu có sự cố sau circuit breaker B thì B sẽ cắt còn A thì không. Sau một thời gian nếu B vì lý do gì đó không trip được thì A sẽ cắt. Khi chọn lọc một phần thì sẽ có một thời điểm cả A và B đều trip

Cascading đòi hỏi sự phối hợp chính xác giữa các đường đặc tính của từng CB được sử dụng để xếp tầng với nhau. Nó được cài đặt bên trong các bộ trip unit của Compact NSX, nếu tính toán phối hợp không tốt thì có thể một thời điểm bị sự cố sau CB nhánh nhưng làm cho CB tổng cắt và dẫn đến mất điện toàn bộ phụ tải của cả tủ.

 

Đọc thêm bài Giải thích chi tiêt về đường cong bảo vệ để nắm rõ hơn về đường đặc tính của CB và cài đặt phối hợp, chọn lọc tốt hơn.

Hình 2

Hình 2: Chọn lọc bảo vệ

Cảm ơn bạn đã đọc bài viết này, nếu thấy bài viết có ích giúp Namchip chia sẻ nó ngay bạn nhé. Hoặc bạn có thể để lại comment ở dưới. Namchip rất muốn nhận thêm chia sẻ và góp ý từ bạn!

Tài liệu Cascading của Schneider các bạn tải ở đây: Download here

Previous Bảo vệ hồ quang trong tủ điện quan trọng đến mức nào?
Next Nên chọn chức năng Earth fault relay hay Earth leakage relay cho bảo vệ

Tác giả

Namchip
Namchip 14 posts

Electrical engineer and founder of VNEEP. I'm specialized for design of low voltage switchboard and motor control center (MCC) in power substations, buildings and industry facilities.

Xem những bài khác →

Bài viết bạn sẽ thích

Bài viết 0 Bình luận

Sóng hài là gì – Harmonic Distortion

Sóng hài là do các thiết bị phi tuyến trong hệ thống điện. Một thiết bị phi tuyến là một thiết bị mà trong đó dòng điện không tuyến tính

Bài viết 0 Bình luận

So sánh giữa máy cắt chân không và máy cắt SF6

Hệ thống phân phối điện trung thế Trong thế kỷ 20 máy cắt kiểu dập hồ quang bằng dầu đã được sử dụng với số lượng lớn cho hệ thống

Bài viết 0 Bình luận

Các ứng dụng tốt nhất khi sử dụng biến tần (VFD)

Động cơ sử dụng nhiều nhất trong hệ thống HVAC là động cơ cảm ứng ba pha, mặc dù một số ứng dụng nhỏ hơn có thể sử dụng động

1 Comment

  1. Khanhtq
    Tháng Năm 15, 15:50 Reply

    Chào anh, các bài viết của anh rất hay.
    Phần này mình chưa hiểu lắm. Giả sử ngắn mạch tính toán là 30kA. chọn MCCB 36kA.
    Lẽ thường thiết kế phải chọn tất cả các MCCB nhánh trong tủ đều là 36kA.

    Nhưng theo nguyên tắc phân tầng anh nêu trên thì có thể chọn MCCB nhánh 25kA? Trong trường hợp ngắn mạch ngay sau MCCB này là 30kA thì trường hợp nào xảy ra? IcsB<Ics<IcsA

Tham gia bình luận

Website này sử dụng Akismet để hạn chế spam. Tìm hiểu bình luận của bạn được duyệt như thế nào.