Nội dung bài viết
ACB (máy cắt không khí) là thiết bị bảo vệ đầu nguồn của cả nhà xưởng hoặc tòa nhà, thường đặt ngay sau máy biến áp. Khi ACB tác động sai, toàn bộ hệ thống mất điện. Vì vậy chọn ACB không chỉ là chọn đủ ampe, mà còn phải đủ khả năng cắt, chịu được dòng ngắn mạch trong thời gian trễ, và cài đặt đúng để phối hợp với các aptomat phía dưới.
Nếu chưa rõ khi nào dùng ACB thay vì MCCB, xem bài MCB, MCCB, ACB khác nhau thế nào.
Bước 1: Chọn dòng định mức theo máy biến áp
ACB tổng thường được chọn theo dòng định mức phía hạ thế của máy biến áp:
In(MBA) = S / (√3 × U)
| Máy biến áp (400 V) | Dòng định mức | ACB gợi ý |
|---|---|---|
| 1.000 kVA | ≈ 1.443 A | 1.600 A |
| 1.250 kVA | ≈ 1.804 A | 2.000 A |
| 1.600 kVA | ≈ 2.309 A | 2.500 A |
| 2.000 kVA | ≈ 2.887 A | 3.200 A |
Nên cộng thêm dự phòng cho phụ tải phát triển sau này, và kiểm tra hệ số giảm dòng theo nhiệt độ trong tủ của nhà sản xuất.
Bước 2: Chọn khả năng cắt Icu
Dòng ngắn mạch lớn nhất ngay sau máy biến áp ước tính nhanh bằng:
Isc ≈ In(MBA) × 100 / uk%
Ví dụ máy biến áp 1.600 kVA, uk = 6%: Isc ≈ 2.309 × 100 / 6 ≈ 38 kA. ACB phải có Icu ≥ 38 kA ở 400 V.
Ví dụ ACB Tengen TGW1N (catalogue, ở 400 V):
| Khung | Dòng định mức | Icu | Ics | Icw (1 s) |
|---|---|---|---|---|
| TGW1N-1600 | 200–1.600 A | 50 kA | 42 kA | 42 kA |
| TGW1N-2000 | 200–2.000 A | 80 kA | 80 kA | 55 kA |
| TGW1N-2500 | 630–2.500 A | 100 kA | 80 kA | 80 kA |
| TGW1N-3200 | 2.000–3.200 A | 100 kA | 80 kA | 80 kA |
| TGW1N-6300 | 4.000–6.300 A | 120 kA | 100 kA | 100 kA |
(Loại tiêu chuẩn. Các khung đến 4000 còn có bản cắt cao "H".)
Với máy biến áp 1.600 kVA, TGW1N-2500 2.500 A có Icu 100 kA, dư nhiều so với 38 kA.
Bước 3: Kiểm tra Icw để phối hợp chọn lọc
Điểm khác biệt lớn của ACB là Icw: dòng ngắn mạch ACB chịu được trong một khoảng thời gian mà không cắt (thường tính trong 1 giây). Nhờ Icw, ACB có thể chờ để aptomat nhánh gần điểm sự cố cắt trước. Chỉ khi aptomat nhánh không cắt được, ACB mới cắt. Kết quả là sự cố ở một tủ nhánh chỉ làm mất điện tủ đó, không làm mất điện cả nhà máy.
Điều kiện: Icw ≥ dòng ngắn mạch tại tủ tổng trong thời gian trễ đã đặt. Với ví dụ 38 kA, TGW1N-2500 có Icw 80 kA/1 s là đủ.
Bước 4: Chọn bộ điều khiển (trip unit)
ACB dùng bộ điều khiển điện tử, bảo vệ theo 4 chức năng thường gọi là LSIG:
| Chức năng | Bảo vệ | Thông số chỉnh (ví dụ TGW1N) |
|---|---|---|
| L: quá tải, trễ dài | Tải vượt định mức kéo dài | IR = 0,4–1,0 In; thời gian tR |
| S: ngắn mạch, trễ ngắn | Ngắn mạch ở mạch nhánh (có chờ để chọn lọc) | Isd; tsd = 0,1 / 0,2 / 0,3 / 0,4 s |
| I: ngắn mạch tức thời | Ngắn mạch rất lớn gần ACB | Ii |
| G: chạm đất | Dòng chạm đất một pha | Ig = 0,2–1,0 In; tg |
Tengen TGW1N có ba loại bộ điều khiển:
| Loại | Đặc điểm (theo catalogue) |
|---|---|
| M (tiêu chuẩn) | Bảo vệ LSIG, lệch pha, hiển thị dòng điện, thử tác động |
| 3M | Thêm tự chẩn đoán, ghi số lần thao tác, ghi cảnh báo, lịch sử dòng đỉnh, giám sát tải |
| 3H | Thêm truyền thông, đo điện áp, công suất, điện năng, tần số; bảo vệ trung tính |
Chọn M cho tủ tổng thông thường. Chọn 3H khi cần giám sát điện năng hoặc kết nối hệ thống quản lý năng lượng, SCADA.
Bước 5: Cài đặt ban đầu
Giá trị mặc định khi xuất xưởng của bộ điều khiển TGW1N (theo catalogue): IR = 1,0 In, tR = 60 s, Isd = 8 In, tsd = 0,2 s, Ii = 12 In, Ig = 0,8 In, tg = 0,4 s (G tắt).
Khi đưa vào vận hành, cần chỉnh lại theo hệ thống thực tế, ví dụ:
- IR đặt sát dòng làm việc lớn nhất. Với máy biến áp 1.600 kVA dùng ACB 2.500 A: IR ≈ 2.309 / 2.500 ≈ 0,93, chọn mức chỉnh gần nhất không thấp hơn con số này.
- Isd và tsd đặt sao cho aptomat lớn nhất ở tủ nhánh cắt trước: tsd của ACB lớn hơn thời gian cắt của MCCB nhánh.
- Ig bật khi hệ thống yêu cầu bảo vệ chạm đất.
Việc cài đặt cần dựa trên tính toán phối hợp bảo vệ của kỹ sư thiết kế.
Bước 6: Kiểu lắp đặt và phụ kiện
- Cố định (fixed): chi phí thấp hơn. Bảo trì phải cắt điện và tháo đấu nối.
- Kéo ra (drawer): rút ACB ra khỏi khung để bảo trì hoặc thay thế nhanh, có vị trí thử nghiệm. Nên dùng cho tủ tổng nhà máy chạy liên tục.
- Số cực: 3P hoặc 4P theo sơ đồ nối đất (xem bài Aptomat 1P, 2P, 3P, 4P).
- Phụ kiện thường cần: cuộn đóng, cuộn cắt, bảo vệ thấp áp, động cơ tích năng (điều khiển từ xa, chuyển nguồn tự động), tiếp điểm phụ. Điện áp điều khiển thường là AC 220 V.
- Hai nguồn (lưới và máy phát): dùng hai ACB có liên động cơ khí, hoặc điện, để không bao giờ đóng cùng lúc.
Tóm tắt ví dụ: máy biến áp 1.600 kVA
| Hạng mục | Lựa chọn |
|---|---|
| Dòng định mức | 2.500 A (MBA ≈ 2.309 A) |
| Icu | ≥ 38 kA → TGW1N-2500: 100 kA |
| Icw | ≥ 38 kA → TGW1N-2500: 80 kA/1 s |
| Bộ điều khiển | M (hoặc 3H nếu cần đo điện năng, truyền thông) |
| Kiểu | Kéo ra, 3P hoặc 4P theo sơ đồ nối đất |
| Gợi ý | TGW1N-2500/3P 2500A kéo ra, TGW1N-2500/4P 2500A kéo ra |
Xem các ACB khác, hoặc lọc ACB 2.500 A.
Bài viết mang tính hướng dẫn chung. Việc chọn và cài đặt ACB cho công trình cần tính toán ngắn mạch và phối hợp bảo vệ của kỹ sư thiết kế. Kỹ sư VITCO có thể hỗ trợ đối chiếu model và phụ kiện qua trang yêu cầu báo giá.
Nguồn tham khảo
- Tengen, catalogue ACB TGW1N: thông số khung, Icu/Ics/Icw, bộ điều khiển M/3M/3H, đặc tính bảo vệ và giá trị mặc định.
- Schneider Electric, Electrical Installation Guide: Coordination between circuit-breakers.
- IEC 60947-2 (aptomat, gồm loại B có Icw).
