VIOX Điện
Language

Cách chọn kích cỡ SPD ba pha cho hệ thống công nghiệp và thương mại

Cách chọn kích thước SPD 3 pha: Hướng dẫn lựa chọn cho công nghiệp

Viết bởi

trong

Trên trang này

Thiết bị chống sét lan truyền ba pha không được định kích thước dựa trên cường độ dòng điện của tủ điện và không nên chọn bằng cách chỉ chọn con số kA lớn nhất. Thông số kỹ thuật chính xác bắt đầu bằng điện áp trên mỗi chế độ bảo vệ được kết nối, hệ thống tiếp địa và ranh giới lắp đặt. Chỉ khi đó, bạn mới có thể chọn loại SPD, cấu trúc liên kết, Uc, Up, Iimp/In/Imax và bảo vệ ngắn mạch.

Sử dụng chín cổng dưới đây theo thứ tự. Mỗi cổng có thể loại bỏ một sản phẩm; chỉ vượt qua cổng định mức dòng điện là không đủ.

Định kích thước SPD ba pha: Các đầu vào bắt buộc

Thu thập thông tin này trước khi so sánh các mẫu:

Đầu vào Ghi lại từ dự án
Nguồn cấp Điện áp L-L danh định và tối đa, điện áp L-N nếu có, tần số
Dây dẫn Ba dây hoặc bốn dây; L1/L2/L3, N, PE hoặc PEN
Nối đất TN-S, TN-C-S, TN-C, TT, IT hoặc cấu hình do dự án xác định tại tủ điện này
Vị trí Nguồn gốc dịch vụ, tủ điện chính, tủ phân phối hoặc gần thiết bị cuối
Mức độ tiếp xúc Hệ thống chống sét bên ngoài, đường dây cấp nguồn trên không, rủi ro sét đánh và thiết bị SPD phía thượng nguồn
Thiết bị Mục tiêu chịu đựng xung/bảo vệ bắt buộc và mức độ quan trọng
Nhiệm vụ sự cố Dòng ngắn mạch dự kiến và cầu chì/máy cắt điện phía thượng nguồn
Cài đặt Không gian, môi trường, lộ trình dẫn dây, trạng thái và yêu cầu cảnh báo từ xa
Tiêu chuẩn IEC/EN, UL hoặc cơ sở dự án khác; không trộn lẫn các phân loại

Kết quả đầu ra là một bản đặc tính kỹ thuật, không chỉ đơn thuần là “một SPD 40 kA.”

Trình tự định cỡ SPD ba pha chín cổng từ điện áp hệ thống và tiếp địa thông qua bảo vệ sự cố đến RFQ cuối cùng.
Thông số kỹ thuật của SPD ba pha tương đương phải vượt qua tất cả chín cửa ải; chỉ số dòng xả lớn đơn thuần không phải là tiêu chí lựa chọn đầy đủ.

Cửa ải 1: Xác định điện áp theo chế độ bảo vệ

Ghi lại cả điện áp dây-dây và điện áp dây-trung tính. Hệ thống 400/230 V và hệ thống 480 V đều có thể được gọi là “ba pha”, nhưng điện áp đặt liên tục lên phần tử SPD phụ thuộc vào việc phần tử đó được đấu nối L-N, L-PE, L-L hay N-PE.

Ngoài ra, hãy xác định điện áp tần số công nghiệp bình thường cao nhất dự kiến tại điểm lắp đặt. Đừng nhầm lẫn điều này với xung sét. Dung sai điện áp, quy định của máy biến áp, các chế độ phát điện và sự cố hệ thống có thể làm thay đổi ứng suất trên một chế độ bảo vệ.

Đầu ra thông số kỹ thuật: điện áp danh định của hệ thống, điện áp bình thường tối đa và điện áp trên mọi chế độ bảo vệ được đề xuất.

Cửa ải 2: Xác định hệ thống tiếp địa tại tủ điện này

Đừng chỉ chọn cấu hình dựa trên mô tả chung của tòa nhà. Hãy xác định xem dây trung tính và PE có tách biệt hay kết hợp tại vị trí lắp đặt SPD thực tế và nơi xảy ra việc tách PEN hoặc liên kết N-PE.

  • TN-S/TN-C-S ở phía hạ lưu điểm phân tách: L, N và PE được phân biệt tại bảng điện; việc phối hợp L-N và N-PE thường có liên quan.
  • TN-C: cấu trúc dây dẫn bao gồm PEN; chỉ sử dụng cấu trúc liên kết được phê duyệt cho điểm đó và không được tạo ra sự phân tách trung tính-đất nhân tạo.
  • TT: Hành vi của N-PE và các ứng suất quá điện áp tạm thời đòi hỏi phải được xem xét kỹ lưỡng; cấu trúc 3+1 thường được sử dụng trong các thiết kế theo tiêu chuẩn IEC, nhưng sự lựa chọn chính xác vẫn phụ thuộc vào dự án và sản phẩm cụ thể.
  • IT: các điều kiện sự cố đầu tiên có thể làm tăng điện áp so với đất trên các dây dẫn còn tốt. Uc và cấu trúc liên kết phải được xác minh cho cấu hình IT thực tế và điều kiện sự cố.

Sử dụng Hướng dẫn tiếp địa TN, TT và IT cho các định nghĩa hệ thống.

Đầu ra thông số kỹ thuật: hệ thống nối đất, cách sắp xếp N/PE/PEN và vị trí liên kết.

Cổng 3: Chọn Loại SPD dựa trên Vị trí và Mức độ tiếp xúc

Trong khuôn khổ IEC, Loại xác định khả năng chịu xung chuẩn hóa, không phải số cực:

Loại Thông số tải trọng chính Vai trò thiết kế điển hình
1型 Iimp, thường liên quan đến thử nghiệm 10/350 µs Khả năng xử lý dòng sét tại điểm gốc hoặc ranh giới LPZ nơi thiết kế rủi ro yêu cầu
2型 TRONG và, khi được công bố, Imax, thường với dòng điện 8/20 µs Giới hạn mức phân phối đối với các xung điện áp cảm ứng và đóng cắt
Loại 3 Phối hợp sóng kết hợp/thiết bị đầu cuối Bảo vệ tinh vi gần thiết bị nhạy cảm, được phối hợp với các SPD ở phía thượng nguồn
Loại 1+2 Hiệu suất được công bố cho cả hai nhiệm vụ Ứng dụng kết hợp khi đáp ứng được cả hai nhóm yêu cầu

Hệ thống chống sét bên ngoài, đánh giá rủi ro dòng sét, đường dây dịch vụ trên không và ranh giới lắp đặt có thể dẫn đến yêu cầu loại Type 1. Một tủ phân phối ở hạ nguồn không tự động cần loại Type 1 chỉ vì nó là tủ điện công nghiệp.

Các loại SPD IEC 1/2/3 và UL 1449 không phải là các nhãn có thể thay thế cho nhau. Nếu dự án dựa trên tiêu chuẩn UL, hãy quy định hạng mục UL, cấu hình hệ thống danh định, MCOV, VPR, SCCR và vị trí lắp đặt theo khung tiêu chuẩn đó. Xem chi tiết Hướng dẫn về Loại 1, Loại 2 và Loại 3.

Đầu ra thông số kỹ thuật: khung tiêu chuẩn, loại SPD và phạm vi lắp đặt.

Cổng 4: Chọn cấu trúc liên kết và các chế độ bảo vệ

Cấu trúc liên kết phải phù hợp với các dây dẫn và hệ thống tiếp địa:

  • 3+0: ba đường bảo vệ, với các chế độ kết nối chính xác được xác định bởi sơ đồ sản phẩm.
  • 4+0: bốn đường giới hạn điện áp theo thuật ngữ thị trường phổ biến; ký hiệu và chế độ của nhà cung cấp phải được xác minh.
  • 3+1: thông thường là ba đường giới hạn điện áp pha-trung tính cộng với một đường chuyển mạch N-PE phối hợp.

Đừng đánh đồng bốn mô-đun vật lý với một mạch “bốn cực” phổ quát. Hãy đọc sơ đồ mạch nội bộ và khai báo các chế độ yêu cầu: L-N, L-PE, L-L và/hoặc N-PE. Các Hướng dẫn cấu trúc liên kết SPDHướng dẫn về máy cắt điện 3 cực và 4 cực tìm hiểu sâu về quyết định này.

Đầu ra thông số kỹ thuật: số lượng dây dẫn, cấu trúc liên kết và các chế độ bảo vệ bắt buộc.

Cổng 5: Chọn Uc hoặc MCOV—và kiểm tra đặc tính TOV

Uc là điện áp vận hành liên tục tối đa có thể đặt lên SPD trong các điều kiện đã công bố. Hãy chọn điện áp này dựa trên điện áp giữa các cực của từng chế độ, không chỉ dựa trên nhãn hệ thống điện áp dây-dây.

Uc phải đủ cao để tránh hoạt động hoặc lão hóa nhanh trong điều kiện điện áp bình thường, nhưng việc chọn Uc cao không cần thiết có thể dẫn đến mức bảo vệ kém tối ưu hơn. Hãy sử dụng bảng của nhà sản xuất cho hệ thống tiếp địa cụ thể.

Ngoài ra, hãy kiểm tra đặc tính của SPD dưới điều kiện quá điện áp tạm thời tần số nguồn (TOV). TOV không đơn thuần là một sự sai lệch nguồn cung cấp dài hạn thông thường. Tầm quan trọng của nó phụ thuộc vào biên độ, thời gian, hệ thống tiếp địa và lỗi, khả năng chịu đựng của thiết bị, phản ứng của SPD và các quy định lắp đặt tại địa phương. Một thiết bị bảo vệ điện áp chung chung không thể thay thế cho việc kiểm tra đặc tính TOV đã công bố của SPD.

Để hiểu rõ hơn về sự khác biệt, hãy đọc Uc so với Up trên thiết bị chống sét lan truyền (SPD).

Đầu ra thông số kỹ thuật: Uc/MCOV cho mỗi chế độ bảo vệ và đặc tính TOV bắt buộc.

Cổng 6: Phối hợp Up với thiết bị được bảo vệ

Hướng lên là cấp bảo vệ điện áp được công bố theo các thử nghiệm quy định. Nó phải hỗ trợ việc phối hợp với khả năng chịu xung của thiết bị và kế hoạch bảo vệ thượng nguồn/hạ nguồn.

Đừng chỉ chọn con số thấp nhất trên trang catalogue:

  • Chỉ so sánh Up trên cùng một tiêu chuẩn và cơ sở chế độ bảo vệ.
  • Tính đến điện áp tăng thêm do điện cảm của dây dẫn kết nối trong lắp đặt thực tế.
  • Cân nhắc khoảng cách cáp và sự phối hợp của các SPD hạ nguồn khi được yêu cầu.
  • Xác nhận rằng tính phù hợp của Uc và TOV vẫn chính xác; một giá trị Up thấp không thể bù đắp cho định mức điện áp liên tục không đúng.

Đầu ra thông số kỹ thuật: Up danh định tối đa chấp nhận được theo chế độ, căn cứ vào khả năng chịu đựng của thiết bị và lưu ý về phối hợp lắp đặt.

Cổng 7: Xác định chính xác Iimp, In và Imax

Các giá trị này không phải là các cấp kA có thể thay thế cho nhau:

Xếp hạng Mục đích lựa chọn Quy tắc so sánh
Iimp Chế độ chịu dòng sét loại 1 So sánh theo mỗi cực/chế độ với cùng tiêu chuẩn thử nghiệm 10/350 µs và bối cảnh về điện tích/năng lượng
TRONG Nhiệm vụ dòng điện xả danh định So sánh với cùng tiêu chuẩn 8/20 µs, chế độ và tiêu chuẩn
Imax Dòng điện xả tối đa cho các sản phẩm có công bố thông số này Coi đây là giá trị kiểm thử tối đa, không phải là bằng chứng cho khả năng chịu tải lặp lại hoặc khả năng của loại Type 1

Mức tải yêu cầu xuất phát từ đánh giá rủi ro, thiết kế chống sét, cấp độ lắp đặt, phối hợp bảo vệ và các quy định hiện hành. Không có giá trị kA chung nào có thể bảo vệ cho mọi tủ điện thương mại hoặc công nghiệp. Phần Hướng dẫn về In so với Imax giải thích các thông số định mức mà không biến chúng thành lối tắt sai lệch khi chọn kích thước thiết bị.

Đầu ra thông số kỹ thuật: Iimp yêu cầu cho tải loại Type 1 và/hoặc In cộng với Imax khi liên quan, mỗi thông số đi kèm với dạng sóng, chế độ và cơ sở tính toán theo cực/tổng.

Cửa 8: Xác minh ngắn mạch và bảo vệ dự phòng

Một thiết bị SPD có thể hết tuổi thọ hoặc hư hỏng trong các điều kiện bất thường của hệ thống điện. Nhánh mạch phải có khả năng ngắt an toàn tại mức dòng sự cố khả dụng.

Ghi lại và đối chiếu:

  1. Dòng điện ngắn mạch dự kiến tại điểm lắp đặt.
  2. SPD SCCR hoặc công bố khả năng chịu đựng/dòng điện ngắn mạch áp dụng như Isccr.
  3. Cầu chì hoặc máy cắt điện phía nguồn cho phép tối đa.
  4. Cầu chì/máy cắt điện dự phòng bên ngoài do nhà sản xuất quy định, nếu có yêu cầu.
  5. Các yêu cầu về phối hợp và tính chọn lọc cho hệ thống phân phối phía nguồn.
  6. Khả năng dập tắt dòng điện tiếp nối nếu có liên quan đến công nghệ SPD.

Bộ ngắt nhiệt bên trong và thiết bị bảo vệ ngắn mạch bên ngoài thực hiện các chức năng khác nhau. Không bao giờ được chọn thiết bị dự phòng chỉ dựa trên dòng điện của bảng điện hoặc thay thế bằng thiết bị có định mức lớn hơn nếu không có dữ liệu phối hợp từ nhà sản xuất.

Đầu ra thông số kỹ thuật: dòng điện sự cố khả dụng, công bố ngắn mạch áp dụng, thiết bị phía nguồn và thiết bị dự phòng chuyên dụng.

Cổng 9: Hoàn thiện Đặc tính kỹ thuật Công nghiệp

Các thông số định mức điện chỉ là một phần của yêu cầu báo giá (RFQ) khả dụng. Hãy bổ sung:

  • Định dạng lắp thanh ray DIN hoặc lắp bảng và các mô-đun khả dụng
  • Các lõi cắm hoặc cố định
  • Chỉ báo trạng thái trực quan và tiếp điểm chuyển đổi từ xa
  • Nhiệt độ vận hành, độ cao và các yêu cầu giảm tải
  • Vỏ bảo vệ/mức độ ô nhiễm/điều kiện môi trường
  • Dải đầu nối, yêu cầu về dây dẫn và dữ liệu lực siết
  • Tài liệu kiểm tra và chứng nhận bắt buộc
  • Mã hóa mô-đun có thể thay thế và khả năng tiếp cận bảo trì
  • Phối hợp với các SPD thượng nguồn/hạ nguồn
  • Mục tiêu về đường dẫn kết nối thực tế tối đa

Ví dụ thực tế: Tủ phân phối điện TN-S 400/230 V

Giả sử một dự án ghi nhận tủ phân phối điện TN-S bốn dây ba pha, 400/230 V, 50 Hz ở hạ nguồn của dịch vụ. Có một SPD Loại 1 thượng nguồn tại điểm đầu, không có ranh giới dòng sét trực tiếp riêng biệt tại tủ này, và thiết bị truyền động cùng PLC nhạy cảm được cấp nguồn ở hạ nguồn.

Kết quả đúng không phải là một mẫu mã trong danh mục được tạo ra. Đó là một tập hợp các yêu cầu:

  • Nhiệm vụ Loại 2 theo tiêu chuẩn IEC tại cấp phân phối này, tùy thuộc vào đánh giá rủi ro của dự án.
  • Cấu trúc liên kết được phê duyệt cho hệ thống 3P+N TN-S, với các chế độ L-N/N-PE hoặc các chế độ bắt buộc khác được khai báo chính xác.
  • Uc được lựa chọn từ bảng TN-S của nhà sản xuất dựa trên điện áp thực tế trong mỗi chế độ và điều kiện bình thường tối đa.
  • Đặc tính TOV tương thích với hệ thống và các quy định tại địa phương.
  • Up được phối hợp với khả năng chịu đựng của thiết bị phía sau và được hiệu chỉnh cho cách bố trí dây dẫn dự kiến.
  • In và Imax, nếu có khai báo, được lựa chọn dựa trên yêu cầu về khả năng chịu xung của dự án theo chuẩn 8/20 µs tương ứng.
  • Dòng sự cố khả dụng được kiểm tra đối chiếu với SCCR/Isccr và bảng bảo vệ dự phòng của nhà sản xuất.
  • Tính năng chỉ thị từ xa được bao gồm vì tủ điện được bảo trì tập trung.

Chỉ sau khi hoàn tất các tuyên bố này, một model mới được lựa chọn.

Khung đặc tính kỹ thuật SPD ba pha đã được xây dựng cho tủ phân phối TN-S 400/230 V ở phía sau nguồn cấp.
Ví dụ đã thực hiện chuyển đổi các đầu vào dự án đã xác minh thành một bộ yêu cầu mà không tự ý đưa ra các giá trị Uc, Up hoặc dòng phóng điện phổ quát.

Bảng công việc RFQ cho SPD ba pha sẵn sàng để sao chép

Ứng dụng / tủ điện:
Khung tiêu chuẩn và thị trường:
Điện áp danh định: ____ V L-L / ____ V L-N
Điện áp và tần số bình thường tối đa:
Dây dẫn: L1 / L2 / L3 / N / PE hoặc PEN
Hệ thống nối đất và vị trí phân tách nối đất/PEN:
Giới hạn lắp đặt và thiết bị SPD thượng nguồn:
LPS ngoài trời / kết quả rủi ro sét đánh:
Loại SPD yêu cầu:
Cấu trúc liên kết và các chế độ bảo vệ yêu cầu:
Uc / MCOV theo chế độ:
Đặc tính TOV yêu cầu:
Up tối đa cho phép theo chế độ:
Yêu cầu Iimp với dạng sóng và cơ sở cho mỗi cực/tổng:
Yêu cầu In với dạng sóng và chế độ:
Yêu cầu Imax, nơi sử dụng, với dạng sóng và chế độ:
Dòng điện ngắn mạch dự kiến:
SCCR yêu cầu hoặc tuyên bố áp dụng như Isccr:
Thiết bị bảo vệ thượng nguồn:
Cầu chì/máy cắt điện dự phòng bên ngoài yêu cầu:
Lắp đặt, môi trường và số lượng mô-đun:
Yêu cầu về trạng thái trực quan / từ xa:
Hạn chế lộ trình dây dẫn và lưu ý về phối hợp:
Chứng chỉ và tài liệu yêu cầu:

Sử dụng hướng dẫn bảng dữ liệu SPD để xác minh phản hồi của nhà cung cấp từng dòng một. Việc lắp đặt vật lý sau đó tuân theo Hướng dẫn đi dây SPD.

Quy tắc lựa chọn cuối cùng

Một thông số kỹ thuật SPD ba pha có thể bảo vệ được phải vượt qua mọi cửa ải:

điện áp hệ thống → nối đất → Loại lắp đặt → cấu trúc liên kết → Uc/TOV → Up → Iimp/In/Imax → bảo vệ sự cố/dự phòng → các tính năng dự án

Nếu báo giá của nhà cung cấp bỏ sót các chế độ bảo vệ, dạng sóng kiểm tra hoặc phối hợp ngắn mạch, thì báo giá đó chưa thể so sánh được. Hãy gửi bảng công việc đã hoàn thành và sơ đồ đơn tuyến cho nhóm sản phẩm SPD VIOX để xác minh ở cấp độ model.

Tài liệu tham khảo