HỆ THỐNG ĐIỆN CÔNG TRÌNH BÀI TOÁN LỰA CHỌN MÁY CẮT (CB) Giới thiệu về máy cắt Máy cắt (CB) là thiết bị đóng cắt cơ khí, chúng không những dẫn và ngắt dòng điện ở điều kiện bình thường trong lưới điện mà còn dẫn dòng điện trong khoảng thời gian quy định và có khả năng dẫn dòng điện tăng cao ở điều kiện không bình thường của lưới điện (ví dụ ngắn mạch) Điện áp định mức ( Ue ) là giới hạn trên của điện áp cao nhất của lưới điện mà thiết bị đóng cắt được thiết kế. Đối với điện áp định mức tiêu chuẩn hóa. Dòng điện định mức ( In ) là giá trị cực đại của dòng điện mà thiết bị đóng cắt với rơ le bảo vệ quá dòng có thể chịu đựng được vô hạn định ở nhiệt độ môi trường do nhà chế tạo quy định và nhiệt độ của các bộ phân mang điện không vượt quá giới hạn cho phép. Dòng điện ngắn mạch ( Im ) là dòng điện trong mạch xảy ra tại nơi ngắn mạch Điện áp cách điện định mức (Ui ) là giá trị điện áp làm chuẩn để kiểm tra phóng điện và khoảng cách cách điện của một thiết bị đóng cắt thường có giá trị lớn hơn 2Ui. trị số lớn nhất của điện áp sử dụng định mức phải nhỏ hơn hoặc bằng Ui Điện áp xung định mức (Uimp) là đặc tính này được đo bằng kV, thể hiện khả năng chịu điện áp quá độ trong các điều kiện thử nghiệm Dòng điện ngắn mạch lớn nhất ( Icu ) là giá trị dòng điện cực đại mà thiết bị đóng cắt có khả năng chịu đựng được khi xảy ra sự cố Dòng cắt ngắn mạch thao tác ( Ics ) là giá trị dòng điện mà thiết bị đóng cắt có khả năng đóng cắt mạch điện thực tế khi có sự cố xảy ra. Nó được thể hiện phần trăm của Icu (25,50,75,100%) theo IEC 9472. Phân loại máy cắt Loại MCB (Miniature Circuit Breaker) MCB (Miniature Circuit Breaker tạm dịch là bộ ngắt mạch thu nhỏ) thường có dòng định mức In nhỏ hơn hoặc bằng 100A trở xuống, loại này được thiết kế có đường đặc tuyến cắt phù hợp với tải (thời gian cắt và dòng cắt), được sử dung trong công nghiệp thương mại, thiết bị trong nhà và trong dân dụng. MCB thường được lắp tại các vị trí phân nhánh, dùng cho các vị trí khác nhau.
11/12/2016 HỆ THỐNG ĐIỆN CƠNG TRÌNH BÀI TỐN LỰA CHỌN MÁY CẮT (CB) Giới thiệu máy cắt Máy cắt (CB) thiết bị đóng cắt khí, chúng khơng dẫn ngắt dịng điện điều kiện bình thường lưới điện mà dẫn dòng điện khoảng thời gian quy định có khả dẫn dịng điện tăng cao điều kiện khơng bình thường lưới điện (ví dụ ngắn mạch) Điện áp định mức ( Ue ) giới hạn điện áp cao lưới điện mà thiết bị đóng cắt thiết kế Đối với điện áp định mức tiêu chuẩn hóa Dịng điện định mức ( In ) giá trị cực đại dòng điện mà thiết bị đóng cắt với rơ le bảo vệ q dịng chịu đựng vơ hạn định nhiệt độ môi trường nhà chế tạo quy định nhiệt độ phân mang điện không vượt giới hạn cho phép Dòng điện ngắn mạch ( Im ) dòng điện mạch xảy nơi ngắn mạch 11/12/2016 Điện áp cách điện định mức (Ui ) giá trị điện áp làm chuẩn để kiểm tra phóng điện khoảng cách cách điện thiết bị đóng cắt thường có giá trị lớn 2Ui trị số lớn điện áp sử dụng định mức phải nhỏ Ui Điện áp xung định mức (Uimp) đặc tính đo kV, thể khả chịu điện áp độ điều kiện thử nghiệm Dòng điện ngắn mạch lớn ( Icu ) giá trị dịng điện cực đại mà thiết bị đóng cắt có khả chịu đựng xảy cố Dòng cắt ngắn mạch thao tác ( Ics ) giá trị dịng điện mà thiết bị đóng cắt có khả đóng cắt mạch điện thực tế có cố xảy Nó thể phần trăm Icu (25,50,75,100%) theo IEC 947-2 Cấu tạo máy cắt 11/12/2016 Phân loại máy cắt Loại MCB (Miniature Circuit Breaker) - MCB (Miniature Circuit Breaker tạm dịch ngắt mạch thu nhỏ) thường có dịng định mức In nhỏ 100A trở xuống, loại thiết kế có đường đặc tuyến cắt phù hợp với tải (thời gian cắt dòng cắt), sử dung công nghiệp thương mại, thiết bị nhà dân dụng - MCB thường lắp vị trí phân nhánh, dùng cho vị trí khác 11/12/2016 Ví dụ Bảo vệ cho phịng làm việc hay nhà ngơi nhà hay tầng lầu Bảo vệ chiếu sáng thiết bị sinh hoạt dân dụng máy giặt, mạch nung (lò sưởi, bàn ủi ) Bảo vệ động công suất nhỏ ( máy bơm nước, máy bơm hơi…) Các thông số đặc trưng MCB : Số cực : 1P, 1P+N, 2P, 3P 4P Dòng điện định mức : 0.1 – 100A Điện áp định mức : 220 – 415VAC, 60 – 110VDC Khả cắt ngắn mạch : – 16 kA Loại MCCB ( Molded Case Circuit Breaker ) - MCCB (Molded Case Circuit Breaker tạm dịch ngắt mạch vỏ đúc) giống MCB có số khác biệt có dịng định mức Incó thể lên tới 100A điện áp 1000VAC 1200VDC - MCCB có khả ngắt dịng cao lên đến 50kA hay 11/12/2016 - MCCB thường lắp đặt bảo về phí nguồn điện(gần nguồn), tức đặt bảo vệ phía sau máy biến áp phân phối mà lưới điện hạ hay sử dụng bảo vệ cho tủ động lực lớn động điện Các thông số đặc trưng MCCB : Số cực : 1P, 1P+N, 2P, 3P 4P Dòng điện định mức : 250A-630A Điện áp định mức : 400V-690V Khả cắt ngắn mạch : 50kA-100kA Tiêu chuẩn chọn máy cắt Ngưỡng tác động tải Ngưỡng tác động q tải Ir dịng tối đa mà CB hoạt động mà khơng ngắt Đó dịng chỉnh định rơ le nhiệt CB Với CB thiết kế theo tiêu chuẩn IEC – 60898 Ir dòng cố định Ir = In Với CB thiết kế theo tiêu chuẩn IEC – 60947-2 Ir dòng chỉnh định Có thể chỉnh định Ir từ 0.7 – 1In với rơ le nhiệt thông thường Có thể chỉnh định Ir từ 0.4 -1In với rơ le điện từ 11/12/2016 Ngưỡng tác động ngắn mạch Im Ngưỡng tác động ngắn mạch Im dòng tác động ngắt dòng ngắn mạch, làm ngắt CB nhanh khỏi dịng cố ngắn mạch Đó dịng chỉnh định rơ le điện từ CB • Icn khả cắt dòng ngắn mạch định mức CB dân dụng IEC 60898 Do nhà sản xuất CB cơng bố, khả cắt dịng ngắn mạch định mức khả cắt dòng ngắn mạch xác định hệ số công suất mạch thử nghiệm • Icw khả cắt dòng ngắn mạch cực đại CB công nghiệp IEC 60947-2 Khả cắt dòng ngắn mạch cực đại trị số dòng cố kỳ vọng theo tính tốn Dịng điện qua CB không nên vượt qua trị số 11/12/2016 Điều kiện lựa chọn CB CB hạ áp thường lựa chọn theo điều kiện sau: Các đặc tính điện lưới điện mà CB đặt vào Điện áp định mức : Ue + ∆Ue ≥ Uđm mạng + ∆Umạng Ở đây: Ue điện áp định mức CB, ∆Ue độ tăng điện áp cho phép CB, Uđmmạng điện áp định mức mạng điện nơi thiết bị CB lắp đặt, ∆Umạng độ chênh lệch điện áp có mạng so với điện áp định mức điều kiện vận hành 11/12/2016 Dòng điện định mức : Kr In ≥ Ilv max Ở đây: In dòng điện định mức CB, Ilv max dòng điện làm việc lâu dài cực đại phụ tải Kr hệ số hiệu chỉnh ( Kr = – 0.8 cấu bảo vệ nhiệt, Kr = – 0.8 cấu bảo vệ điện tử ) Tần số : fn ≥ f mạng khả cắt dòng ngắn mạch : Icu( Icn ) ≥ I(3)N Ở đây: Icu dòng cắt ngắn mạch định mức CB cơng nghiệp Icn dịng cắt ngắn mạch định mức CB dân dụng • Đặc tuyến ngắt dòng: phù hợp với thiết bị bảo vệ • Mơi trường sử dụng: nhiệt độ xung quanh, lắp đặt trong/ngoài tủ, điều khiển từ xa, công tắc tơ phụ cuộn dây tác động phụ, có đưa them vào hệ thống mạng tín hiệu nội (thơng tin, điều khiển thị…) Phối hợp bảo vệ mạng điện CB Định cỡ đầy đủ : Đây hệ thống có độ tin cậy cao tất CB định cỡ theo mức cố nặng nề điểm đặt chúng Phương pháp có nhược điểm giá thành cao Cắt chọn lọc : Cắt chọn lọc địi hỏi có cố có thiết bị trực tiếp trước vị trí cố cắt nhánh khác mức hay mức cao không bị ảnh hưởng Dải cắt chọn lọc CB tổng thay đổi đáng kể phụ thuộc vào CB sử dụng Bảo vệ ghép tầng : cách tiếp cận kinh tế việc sử dụng CB có CB (phía trước) có khả cắt tương thích với dịng cố lớn Các CB phía sau khơng cần chịu mức cắt dòng lớn dựa cắt CB phía trước 11/12/2016 Cắt chọn lọc Chọn lọc theo mức dòng Chọn lọc dựa việc chọn ngưỡng dòng tác động thiết bị ,từ thiết bị cuối nguồn tới đầu nguồn theo bậc Tính chọn lọc tuyệt đối phần Chọn lọc theo thời gian trễ kiểu bậc thang Chọn dựa chênh lệch thời gian tác động cho thiết bị gần nguồn có thời gian tác động lớn xa nguồn nhỏ 11/12/2016 Chọn lọc kiều hỗn hợp Một làm trễ thời gian kiểu học góp phần cải thiện đặc tính chọn lọc theo tác động dòng Chọn lọc tuyệt đối Iscb < Irma (giá trị tức thời) CB phía trước sử dụng hai ngưỡng tác động Giá trị trễ Irma tạo trễ kiểu điện tử SD (Short – Delay) Giá trị tức thời Irma chuẩn TRA CỨU MCB HÃNG ABB Đặc tuyến : B : – 5In C : – 10In 10 11/12/2016 VÍ DỤ Yêu cầu chọn CB tổng cho hộ gia đình có cơng suất đặt kW 11 ... thực tế có cố xảy Nó thể phần trăm Icu (25 ,50,75,100%) theo IEC 947 -2 Cấu tạo máy cắt 11/ 12/ 2016 Phân loại máy cắt Loại MCB (Miniature Circuit Breaker) - MCB (Miniature Circuit Breaker tạm dịch... ngắt mạch vỏ đúc) giống MCB có số khác biệt có dịng định mức Incó thể lên tới 100A điện áp 1000VAC 120 0VDC - MCCB có khả ngắt dòng cao lên đến 50kA hay 11/ 12/ 2016 - MCCB thường lắp đặt bảo về... mạch cực đại CB cơng nghiệp IEC 60947 -2 Khả cắt dòng ngắn mạch cực đại trị số dòng cố kỳ vọng theo tính tốn Dịng điện qua CB khơng nên vượt qua trị số 11/ 12/ 2016 Điều kiện lựa chọn CB CB hạ áp thường