Shunt trip của MCCB dùng để làm gì?

Shunt trip còn được gọi là shunt release, cuộn cắt, MX, SHT hoặc SOR tùy cách đặt tên của từng hãng. Khi cuộn cắt nhận đúng điện áp điều khiển, nó tác động vào cơ cấu nhả của MCCB, làm các tiếp điểm chính mở ra và ngắt mạch điện mà MCCB đang bảo vệ.

Nhờ đó, MCCB có thể nhận lệnh cắt từ nút Emergency Stop, hệ thống báo cháy, relay bảo vệ, PLC hoặc một mạch liên động khác. Điểm cần phân biệt là shunt trip không thay thế chức năng bảo vệ quá tải và ngắn mạch của MCCB; nó bổ sung một đường tác động cắt từ bên ngoài.

Shunt trip bổ sung gì cho MCCB?

Một MCCB thông thường đã có cơ cấu bảo vệ để tự động ngắt khi dòng điện vượt quá đặc tính bảo vệ đã thiết lập, chẳng hạn quá tải hoặc ngắn mạch. Tuy nhiên, có nhiều trường hợp hệ thống cần cắt điện dù bản thân MCCB chưa phát hiện sự cố về dòng điện.

Shunt trip giải quyết yêu cầu này bằng cách cho phép một thiết bị khác chủ động ra lệnh trip MCCB.

Ví dụ, trong một tủ điện cấp nguồn cho khu vực sản xuất, cảm biến hoặc hệ thống điều khiển phát hiện tình trạng cần dừng khẩn cấp. Mạch điều khiển gửi điện áp tới shunt trip, cơ cấu trip của MCCB được nhả và MCCB chuyển sang trạng thái mở. Không cần phải tạo ra quá dòng để MCCB tác động.

Vì vậy, giá trị chính của shunt trip nằm ở khả năng kết nối MCCB với logic an toàn và điều khiển bên ngoài.

Shunt trip chỉ thực hiện chức năng mở MCCB. Nó không phải cơ cấu đóng MCCB từ xa. Nếu hệ thống cần cả đóng và mở từ xa, MCCB thường phải sử dụng thêm motor operator hoặc cơ cấu điều khiển phù hợp với dòng sản phẩm.

Cơ chế cắt điện từ xa diễn ra như thế nào?

Quá trình tác động có thể hiểu theo chuỗi:

Tín hiệu điều khiển → cuộn shunt trip được kích → cơ cấu nhả tác động → MCCB trip → tiếp điểm chính mở

Bên trong shunt trip có cơ cấu điện từ. Khi điện áp điều khiển phù hợp được đặt lên cuộn cắt, lực điện từ được tạo ra và tác động lên cơ cấu nhả của MCCB. Cơ cấu tích năng của MCCB sau đó mở các tiếp điểm chính.

Điểm quan trọng là shunt trip không trực tiếp mang dòng tải của mạch lực. Mạch điều khiển chỉ cung cấp năng lượng để kích cơ cấu trip; việc đóng cắt dòng tải vẫn do hệ thống tiếp điểm và cơ cấu đóng cắt của MCCB thực hiện.

Sau khi shunt trip tác động, MCCB thường ở trạng thái TRIP và cần được reset cơ cấu trước khi đóng lại. Cách reset cụ thể phải theo thiết kế của MCCB đang sử dụng.

Điện áp và thời gian tín hiệu điều khiển cũng không được suy đoán chung cho mọi sản phẩm. Tùy dòng MCCB, nhà sản xuất có thể cung cấp các shunt trip với điện áp như 24 VDC, 48 VDC, 110/120 VAC hoặc 220/230 VAC. Một số dòng yêu cầu xung điều khiển tối thiểu khoảng 20–40 ms và có vùng điện áp tác động khoảng 70–110% điện áp điều khiển định mức. Đây là thông số theo từng thiết bị, không phải giá trị mặc định áp dụng cho mọi shunt trip.

Shunt trip thường nhận lệnh từ đâu?

Ứng dụng điển hình nhất là cắt điện khẩn cấp từ một vị trí khác với vị trí đặt MCCB. Người vận hành có thể nhấn nút Emergency Stop và mạch điều khiển sẽ kích shunt trip để mở MCCB.

Trong hệ thống phòng cháy, tín hiệu từ hệ thống báo cháy cũng có thể được đưa vào mạch điều khiển để ngắt những tải được thiết kế phải dừng khi có sự cố. Shunt trip đóng vai trò biến lệnh điện của hệ thống báo cháy thành tác động cơ khí làm MCCB mở.

Trong hệ thống tự động hóa, lệnh cắt có thể xuất phát từ PLC, relay trung gian hoặc relay bảo vệ. Tuy nhiên, đầu ra của thiết bị điều khiển không nhất thiết được đấu trực tiếp với cuộn shunt trip. Nếu điện áp, dòng điện hoặc khả năng đóng cắt của đầu ra không phù hợp, cần sử dụng relay trung gian hoặc thiết kế mạch điều khiển tương ứng.

Shunt trip cũng hữu ích trong các mạch liên động. Khi một điều kiện vận hành không còn được thỏa mãn, mạch liên động có thể ra lệnh làm MCCB trip, qua đó đưa phần mạch liên quan về trạng thái mất điện theo logic đã thiết kế.

Cần hiểu đúng phạm vi tác động: shunt trip chỉ làm MCCB mà nó được lắp cùng mở ra. Nó không mặc nhiên cô lập tất cả nguồn năng lượng của thiết bị, đặc biệt khi hệ thống còn nguồn dự phòng, UPS, máy phát, nguồn điều khiển hoặc nguồn cấp từ hướng khác.

Phân biệt shunt trip với trip unit và undervoltage release

Ba cơ cấu này đều có thể làm MCCB mở nhưng nguyên nhân tác động khác nhau.

Khác biệt quan trọng nhất nằm ở trạng thái của nguồn điều khiển.

Shunt trip tác động khi được cấp tín hiệu điện. Nếu nguồn điều khiển của shunt trip bị mất, bản thân việc mất nguồn đó thường không tạo ra lệnh trip.

Ngược lại, undervoltage release được thiết kế để phản ứng với tình trạng điện áp giảm hoặc mất. Vì vậy, trong những ứng dụng yêu cầu MCCB phải mở khi nguồn điều khiển bị mất, undervoltage release có thể phù hợp hơn tùy kiến trúc an toàn của hệ thống.

Đây cũng là lý do không nên coi shunt trip và undervoltage release là hai tên gọi của cùng một phụ kiện. Chúng tác động lên cơ cấu trip của MCCB nhưng logic kích hoạt khác nhau.

Lưu ý khi chọn và sử dụng shunt trip MCCB

Điện áp điều khiển phải khớp với cuộn cắt

Yếu tố đầu tiên cần kiểm tra là điện áp điều khiển định mức của shunt trip, không phải chỉ điện áp của mạch lực.

Một MCCB đang đóng cắt hệ thống 380/400 VAC vẫn có thể sử dụng shunt trip 24 VDC nếu mạch điều khiển được thiết kế ở 24 VDC. Ngược lại, không được cấp 220 VAC vào một cuộn shunt trip 24 VDC chỉ vì MCCB được sử dụng trong hệ thống điện 220 hoặc 380 V.

Do đó cần kiểm tra đồng thời mã phụ kiện, loại AC/DC, điện áp định mức và khả năng tương thích với đúng frame hoặc series MCCB.

Tín hiệu phải đủ thời gian và đúng chế độ làm việc

Cuộn cắt cần nhận tín hiệu đủ để cơ cấu trip hoàn thành thao tác. Thời gian xung tối thiểu thay đổi theo thiết kế của từng hãng và từng dòng thiết bị.

Ngoài ra, không nên mặc định mọi shunt trip đều có thể được cấp điện liên tục. Có loại được thiết kế cho tín hiệu tức thời và có cơ cấu ngắt cuộn sau khi MCCB trip; cũng có thiết kế cho phép tín hiệu duy trì. Nếu chế độ cấp điện không đúng, cuộn cắt có thể hoạt động ngoài điều kiện nhà sản xuất quy định.

Vì vậy, ba thông số cần được đọc trực tiếp trên tài liệu của phụ kiện là điện áp điều khiển, thời gian tín hiệu và chế độ cấp điện cho phép.

Mạch điều khiển cần có khả năng phản hồi và kiểm tra

Trong một hệ thống quan trọng, việc phát lệnh cho shunt trip chưa đủ để khẳng định MCCB đã thực sự mở. Có thể sử dụng tiếp điểm phụ hoặc tiếp điểm báo trip phù hợp để đưa trạng thái MCCB về PLC, BMS hoặc hệ thống giám sát.

Mạch cũng cần được kiểm tra thực tế sau khi lắp đặt: phát lệnh trip, xác nhận MCCB mở, kiểm tra tín hiệu phản hồi và xác nhận khả năng reset. Việc đấu nối phải thực hiện theo sơ đồ của đúng nhà sản xuất và đúng mã phụ kiện, đồng thời tuân thủ quy trình cô lập nguồn và an toàn điện trước khi thao tác.

Shunt trip MCCB có chức năng nhận lệnh điện từ bên ngoài để làm MCCB trip và cắt mạch từ xa. Nó đặc biệt hữu ích khi MCCB cần phối hợp với nút dừng khẩn, hệ thống báo cháy, relay bảo vệ, PLC hoặc mạch liên động.

Shunt trip không thay thế bộ bảo vệ quá tải, ngắn mạch và cũng không giống undervoltage release. Khi lựa chọn, cần xác định đúng MCCB tương thích, điện áp cuộn cắt, loại AC/DC, thời gian tín hiệu và chế độ cấp điện. Hiểu đúng những điểm này giúp chức năng cắt từ xa hoạt động đúng với logic an toàn đã thiết kế.