Điểm quan trọng nhất là chọn theo điện áp làm việc định mức Ue của MCCB ở chế độ DC, không chọn theo điện áp cách điện Ui. Một MCCB có Ui = 1000 V vẫn có thể chỉ có Ue = 500 hoặc 750 Vdc; Ui cao hơn không đồng nghĩa thiết bị được phép đóng cắt ở mức điện áp đó.
Điện áp đầu vào để chọn MCCB phải là điện áp DC lớn nhất thực tế mà breaker có thể phải đóng cắt, không chỉ là điện áp danh định ghi trên hệ thống. Sau đó mới kiểm tra catalog để tìm MCCB có Ue bằng hoặc lớn hơn giá trị này với đúng cấu hình cực.
Ví dụ, nếu hệ thống làm việc ở 500 Vdc thì không thể chỉ thấy trên MCCB ghi Ui = 1000 V rồi kết luận thiết bị dùng được. Phải kiểm tra chính xác dòng thông số Ue = 500 Vdc, đồng thời xem nhà sản xuất yêu cầu hai hay ba cực nối tiếp ở mức điện áp đó. Dữ liệu kỹ thuật của các MCCB DC hiện hành cho thấy cùng mức 500 Vdc có thể tồn tại cấu hình 2 cực hoặc 3 cực nối tiếp tùy khung và thiết kế của breaker.
Do đó, quy tắc lựa chọn là:
Ue của MCCB tại đúng sơ đồ đấu cực phải ≥ điện áp DC lớn nhất của hệ thống.
Không nên lấy điện áp chịu đựng của một cực rồi tự nhân với số cực nếu catalog không xác nhận cấu hình đó.
Khác với AC, dòng DC không có điểm qua không tự nhiên sau mỗi nửa chu kỳ. Khi MCCB mở mạch, hồ quang DC vì thế khó tắt hơn, đặc biệt khi điện áp nguồn tăng.
Mắc nhiều cực của MCCB nối tiếp làm điện áp cần ngắt được phân bố qua nhiều bộ tiếp điểm và tạo điều kiện tăng tổng khả năng dập hồ quang của thiết bị. Tài liệu kỹ thuật của MCCB DC mô tả rõ nguyên lý này: nối tiếp hai, ba hoặc bốn cực giúp giảm điện áp đặt lên từng cực và cho phép breaker làm việc ở mức điện áp DC cao hơn.
Tuy nhiên, điều đó không tạo ra quy tắc kiểu “mỗi cực chịu 250 V nên 2P chắc chắn chịu 500 V, 3P chắc chắn chịu 750 V”. Hiệu quả phân bố điện áp, khoảng cách cách điện, buồng dập hồ quang, cực tính, đường nối giữa các cực và khả năng cắt đều được đánh giá trên toàn bộ cấu hình breaker. Vì vậy chỉ sơ đồ được nhà sản xuất công bố mới được xem là cấu hình hợp lệ.
Các mức điện áp dưới đây cho thấy quan hệ giữa điện áp và số cực trong những cấu hình MCCB DC đã được thử nghiệm; đây là mốc tham khảo để hiểu cách chọn, không phải bảng dùng chung cho mọi thương hiệu.
|
Điện áp DC |
Cấu hình cực có thể gặp |
Ý nghĩa khi lựa chọn |
|
250 Vdc |
1P hoặc nhiều cực; một số dòng dùng 2 cực nối tiếp |
Phải xem đúng Ue và Icu của model |
|
500 Vdc |
2 hoặc 3 cực nối tiếp tùy thiết kế |
Không thể mặc định 2P luôn đủ |
|
750 Vdc |
Thường cần cấu hình nhiều cực nối tiếp; có dòng sử dụng 3 cực |
Phải kiểm tra Icu/Ics tại chính 750 Vdc |
|
1000–1500 Vdc |
Thường cần MCCB DC chuyên dụng, nhiều sản phẩm sử dụng 4P |
Không được tự ghép breaker điện áp thấp thành cấu hình cao áp |
Một dòng MCCB DC công bố gần đây, chẳng hạn, sử dụng 2 cực nối tiếp ở 250 Vdc, cho phép 2 hoặc 3 cực tùy khung ở 500 Vdc và sử dụng 3 cực nối tiếp ở 750 Vdc. Trong khi đó, các dòng MCCB chuyên dụng cho ứng dụng DC 1000–1500 V có cấu hình 4 cực.
Ví dụ này cho thấy điện áp càng cao thường càng cần nhiều cực tham gia cắt, nhưng số cực cuối cùng vẫn là thuộc tính của thiết kế và chứng nhận của từng MCCB.
Cùng một điện áp DC nhưng sơ đồ mắc cực có thể khác nhau giữa hệ thống cách ly với đất, hệ thống nối đất một cực và hệ thống có điểm giữa nối đất. Các tài liệu ứng dụng MCCB DC vì vậy thường cung cấp riêng sơ đồ cho từng cấu trúc nguồn.
Điều này cũng giải thích vì sao MCCB 4P trong hệ thống DC không nhất thiết có nghĩa là hệ thống có bốn dây dẫn nguồn. Trong nhiều cấu hình, nhiều cực vật lý của breaker được mắc nối tiếp trên một hoặc hai nhánh DC để đạt khả năng ngắt cần thiết.
Với mạng DC cách ly đất, cần đặc biệt xét đường đi của dòng khi xảy ra sự cố chạm đất. Trong một số hệ thống, sự cố đất thứ hai có thể làm dòng sự cố đi qua ít cực nối tiếp hơn cấu hình dự kiến ban đầu. Vì vậy việc tự thay đổi sơ đồ đấu dây có thể làm mất khả năng cắt mà breaker được thiết kế để cung cấp.
Nói cách khác, chọn đúng số cực nhưng đấu sai cấu hình vẫn có thể là chọn sai MCCB.
Sau khi xác định điện áp và số cực sơ bộ, có thể chốt lựa chọn theo trình tự sau:
1. Xác định điện áp DC lớn nhất mà MCCB thực tế phải chịu trong điều kiện vận hành của hệ thống
2. Chọn MCCB có định mức DC và Ue phù hợp, không dùng Ui thay cho Ue
3. Tra đúng cấu hình số cực nối tiếp mà nhà sản xuất quy định cho mức Ue đó
4. Đối chiếu sơ đồ nối đất, cực tính và cách đấu các cực, không tự thay đổi jumper hoặc đường nối tiếp
5. Kiểm tra Icu và Ics tại chính mức Ue đã chọn để bảo đảm khả năng cắt phù hợp với dòng ngắn mạch dự kiến
6. Sau đó mới hoàn thiện các thông số còn lại như In, đặc tính trip và điều kiện lắp đặt
Icu/Ics không nên bị tách khỏi bước chọn điện áp. Trong một bảng thông số thực tế, cùng một cấp MCCB có Icu 36 kA ở 500 Vdc nhưng chỉ còn 25 kA ở 750 Vdc đối với một phiên bản cụ thể. Như vậy breaker có thể đạt yêu cầu về Ue và số cực nhưng vẫn không phù hợp nếu khả năng cắt tại điện áp đó thấp hơn dòng ngắn mạch của hệ thống.
Một trường hợp điển hình là hệ thống 600 Vdc. Không nên suy luận rằng “mỗi cực 250 V nên dùng 3P là đủ”. Cách đúng là tìm trong bảng kỹ thuật của MCCB cấu hình được công bố cho điện áp từ 600 Vdc trở lên, kiểm tra số cực nối tiếp tương ứng, sơ đồ nối đất và Icu/Ics tại mức điện áp đó. Nếu catalog không công bố cấu hình này thì không nên sử dụng phép cộng điện áp của từng cực để tự xác lập định mức.
Tóm lại, cách chọn MCCB DC theo điện áp và số cực là chọn Ue DC theo điện áp lớn nhất của hệ thống trước, rồi dùng đúng số cực và sơ đồ mắc nối tiếp mà nhà sản xuất quy định cho Ue đó. Điện áp càng cao thường cần nhiều cực nối tiếp hơn, nhưng không tồn tại quy tắc 1P–2P–3P–4P áp dụng chung cho tất cả MCCB.
Khi kiểm tra thiết bị, ba thông tin phải được đọc cùng nhau là Ue DC, cấu hình cực và Icu/Ics tại Ue đó. Ui, số cực ghi trên vỏ hoặc phép nhân điện áp theo số cực riêng lẻ đều không đủ để kết luận MCCB phù hợp.
