Lựa chọn MCB, dây dẫn và thanh cái theo tiêu chuẩn IEC

Tiêu chuẩn IEC (Ủy ban kỹ thuật điện quốc tế) là các tiêu chuẩn trong lĩnh vực điện và điện tử cho các thiết bị và hệ thống điện. Tiêu chuẩn này có lịch sử hơn 100 năm và là một trong những tiêu chuẩn kỹ thuật điện được áp dụng rộng rãi trên toàn thế giới.

Trong bài viết dưới đây, hãy cùng KTH ELECTRIC lựa chọn MCB và các thiết bị khác trong hệ thống điện theo tiêu chuẩn IEC.

Chọn CB theo tiêu chuẩn IEC

MCB trên thị trường chủ yếu được sản xuất theo 2 tiêu chuẩn: IEC 60898-1 dành cho hệ thống điện dân dụng và IEC 60947-2 dành cho hệ thống điện công nghiệp.

Tác động quá tải của CB theo tiêu chuẩn IEC

Tác dụng quá tải của MCCB theo IEC 60947-2:

• Khi dòng điện chạy qua MCCB nhỏ hơn hoặc bằng dòng điện không tải chuẩn hóa It = 1,05Ir thì MCCB sẽ không hoạt động trong thời gian quy ước (2 giờ với MCCB In > 63A; 1 giờ với MCCB In
• Khi dòng điện chạy qua MCCB lớn hơn hoặc bằng dòng điện làm việc chuẩn hóa It = 1,3 Ir thì MCCB sẽ hoạt động ít hơn thời gian thông thường (2 giờ với MCCB In > 63A; 1 giờ với MCCB In

Tác dụng quá tải của MCB theo IEC 60898-1:

• Khi dòng điện qua MCB không nhỏ hơn dòng điện tác động quy ước It = 1,13 Ir thì MCB không hoạt động trong thời gian quy ước (1 giờ).
• Khi dòng điện chạy qua MCB không nhỏ hơn dòng điện tác động thông thường It = 1,45 Ir thì MCB hoạt động trong thời gian ít hơn thời gian thông thường (1 giờ).
• Khi dòng điện chạy qua MCB lớn hơn dòng điện hoạt động thông thường It và nhỏ hơn ngưỡng vận hành bảo vệ ngắn mạch Im (3 In đối với MCB IEC 60898 loại B), MCB sẽ phản ứng theo thời gian theo đặc tính dòng điện, gọi là độ trễ thời gian dài – LTD (độ trễ thời gian dài).

Tác động ngắn mạch của CB theo tiêu chuẩn IEC

Khi dòng điện chạy qua CB đạt đến dòng ngưỡng bảo vệ ngắn mạch Im (5 In đối với MCB theo tiêu chuẩn IEC 60898, loại B, 10 In đối với MCCB theo tiêu chuẩn IEC 60947-2) thì CB sẽ hoạt động trong một khoảng thời gian gọi là thời gian trễ ngắn hạn. Lần này

Khi dòng điện chạy qua MCB bằng dòng điện duy trì (3 In đối với MCB theo tiêu chuẩn IEC 60898) thì MCB sẽ hoạt động trong ≥ 0,1 giây. Khi dòng điện chạy qua MCB bằng dòng điện cắt thì MCB sẽ cắt kịp thời

Đặc tính bảo vệ CB theo tiêu chuẩn IEC

MCB theo tiêu chuẩn IEC 60898-1 có 3 đường bảo vệ:

• MCB Loại B: Dùng cho các thiết bị gia dụng không có dòng xung chuyển mạch.
• MCB Loại C: Dùng cho các thiết bị có nhiều đèn huỳnh quang, động cơ nhỏ, tải cảm ứng,…
• MCB Type D: Dùng cho các thiết bị có dòng khởi động cao như máy biến áp, máy X-quang, máy hàn công nghiệp,…

MCCB theo tiêu chuẩn IEC 60947-2 có thêm 2 đặc tính:

• MCCB Type K: Dùng để bảo vệ các mạch có dòng điện tức thời ban đầu lớn như máy biến áp, động cơ, tụ điện,…
• MCCB Type Z: Dùng để bảo vệ các mạch điện tử có khả năng chịu được dòng điện ngắn mạch, quá tải thấp trong thời gian ngắn như cảm biến, máy phân tích, nguồn điện cảm biến,…

Ngoài ra, CB theo tiêu chuẩn IEC 60947 được chia thành 2 nhóm:

• Nhóm A: Bộ ngắt mạch không được thiết kế để sử dụng kết hợp với bộ ngắt chọn lọc và thiết bị hạ lưu.
• Nhóm B: CB được sản xuất để kết hợp các ngắt chọn lọc với các thiết bị hạ lưu, bao gồm cả đặc tính trễ thời gian.

Đọc thêm: Bảng lựa chọn Aptomat dựa trên công suất điện thực tế

Chọn cáp nguồn và thanh cái

Mỗi người sẽ có cách chọn dây điện, thanh cái khác nhau, chủ yếu thông qua 3 cách: theo tính toán, theo kinh nghiệm và theo tiêu chuẩn. Lựa chọn theo tiêu chuẩn sẽ tối ưu, phù hợp với thiết kế công trình, thuận tiện cho việc thi công.

Lựa chọn dây cáp điện và thanh cái theo tiêu chuẩn IEC

Sau đây là bảng lựa chọn dây, cáp và thanh cái điện theo tiêu chuẩn IEC 60439.

Dòng điện và dây dẫn đến 400A được chọn theo bảng 8 IEC 64039-1:

Dòng điện làm việc định mức A		Mặt cắt dây dẫn
		(mm2)	(AWG/MCM)
0	8	1	18
8	12	1,5	16
12	15	2,5	14
15	20	2,5	12
20	25	4	10
25	32	6	10
32	50	10	8
50	65	16	6
65	85	25	4
85	100	35	3
100	115	35	2
115	130	50	1
130	150	50	0
150	175	70	00
175	200	95	000
200	225	95	0000
225	250	120	250
250	275	150	300
275	300	185	350
300	350	185	400
350	400	240	500

Dòng điện và dây dẫn từ 400A đến 3150A được chọn trong bảng 9 IEC 64039-1:

Giá trị hiện tại định mức A	Phạm vi hiện tại định mức A	Kiểm tra dây điện
		Dây điện		Thanh xe buýt
		Số lượng	Diện tích mặt cắt ngang (mm2)	Số lượng	Kích thước (mm)
500	400 – 500	2	150	2	30×5
630	500 – 630	2	185	2	40×5
800	630 – 800	2	240	2	50×5
1000	800 – 1000	Không nên sử dụng cáp		2	60×5
1250	1000 – 1250			2	80×5
1600	1250 – 1600			2	100×5
2000	1600 – 2000			3	100×5
2500	2000 – 2500			4	100×5
3150	2500 – 3150			3	100 x 10

Lựa chọn thanh cái cho MCCB theo tiêu chuẩn IEC 60439-1:

Dòng MCCB	Kích thước cực (mm)	Kích thước thanh cái W x T (mm)
MCCB 100A	15mm	15×3
MCCB 200A	20 mm	20×5
MCCB 250A	20 mm	20 x 6
MCCB 400A	30 mm	30 x 8 hoặc 30 x 10
MCCB 500A	40mm	30 x 10 hoặc 40 x 8
MCCB 630A	40mm	40×10
MCCB 800A	40mm/50mm	50 x 10 hoặc (40 x 6) x 2
MCCB 1000A	50mm	(50 x 6) x 2

Lựa chọn thanh cái cho ACB theo tiêu chuẩn IEC 60439-1:

dòng ACB	Kích thước cực (mm)	Kích thước thanh cái W x T (mm)
ACB 1000A	50mm	(50 x 6) x 2
ACB 1250A	50mm	(50 x 8) x 2
ACB 1600A	50mm	(50 x 10) x 2
ACB 2000A	75mm	(80 x 10) x 2
ACB 2500A	75mm	(80 x 6) x 4
ACB 3200A	75mm	(80 x 10) x 3

Chọn dây dẫn theo công thức

Công thức tính gần đúng tiết diện dây dựa vào cường độ dòng điện là S = I/J

Trong đó:

• S: Tiết diện dây dẫn (mm2)
• I: Cường độ dòng điện (A)
• J: Mật độ dòng điện cho phép (A/mm2)

Giá trị I – cường độ dòng điện được tính theo bảng công thức sau:

Các thông số cần tính toán	Thông số kỹ thuật có sẵn	điện 1 chiều	Nguồn điện xoay chiều 1 pha	điện xoay chiều 3 pha
Cường độ dòng điện (A)	kW	A = 1000kW/V	A = (1000 * kW) / (V * pf)	A = (1000 * kW) / (1,73 * V * pf)
Cường độ dòng điện (A)	kVA		A = (1000 * kVA) / V	A = (1000 * kVA) / (1,73 * V)
Cường độ dòng điện (A)	HP	A = (746 * HP) / (V x hiệu ứng)	A = (746 * HP) / (V * eff * pf)	A = (746 * HP) / (1,73 * V * eff * pf)
Công suất (W)	VA	kW = (A * V) / 1000	kW= (A * V * pf) / 1000	kW = (1,73 * A * V * pf) / 1000
Công suất biểu kiến ​​(kVA)	VA		kVA = (A*V)/1000	kVA = (1,73 * A * V) / 1000

Trong đó:

• pf: là hệ số công suất của thiết bị
• eff: là hiệu suất của động cơ hoặc máy điện
• V: là điện áp lưới

Chọn người dẫn đường theo kinh nghiệm

Tùy theo khả năng chịu tải của từng nhánh trong sơ đồ điện và từng thiết bị mà có thể sử dụng nhiều loại dây cho từng nhánh. Bạn có thể tham khảo bảng sau để chọn tiết diện dây dẫn:

Tiết diện dây dẫn (mm2)	Thiết bị kết nối	Công suất tối đa	Chọn aptomat
1,5	Đèn và thiết bị tiêu thụ ít điện năng hơn		10A
2,5	Ổ cắm đa năng, ổ cắm chuyên dụng		16A – 20A
4	Thiết bị		25A
6	Thiết bị điện công suất cao		32A
10	Kết nối giữa máy cắt tổng và bảng mạch nhánh	6000W – 12000W	25A – 50A
16 – 25	Nguồn điện cho máy cắt tổng		63A

Chọn máy biến áp

Khi lựa chọn máy biến áp, bạn cần chú ý đến các thông số sau: số lượng, công suất, chủng loại, thiết kế và tính năng mở rộng. Số lượng máy biến áp trong trạm phụ thuộc vào độ tin cậy cung cấp điện cho phụ tải:

• Phụ tải loại 1 – phụ tải quan trọng, không được mất điện: Lắp 2 máy biến áp.
• Tải loại 2 – dùng cho các tòa nhà, nhà máy, siêu thị,…: Tiến hành so sánh giữa phương án cấp điện 1 đường dây – 1 máy biến áp với phương án cấp điện đường dây kép lộ thiên – 2 máy biến áp.
• Tải loại 3 – dùng cho chung cư, trường học, nhà ở,… để chiếu sáng: Lắp 1 máy biến áp.

Sau khi xác định được số lượng máy biến áp, tiếp theo xác định công suất máy theo công thức:

• Đối với trạm một máy: SdmB ≥Stat
• Đối với trạm hai máy: SdmB ≥ Trạng thái/1,4

Trong đó:

• SdmB – công suất định mức của máy biến áp theo nhà sản xuất.
• Trạng thái – công suất yêu cầu tối đa của phụ tải, là cơ sở để lựa chọn máy biến áp và các thiết bị điện khác.
• 1,4 – hệ số quá tải.

Hệ số quá tải phụ thuộc vào thời gian quá tải. Hệ số 1,4 chỉ đúng khi có 2 máy:

• 1 máy có vấn đề
• 1 máy cho phép quá tải 1,4 trong 5 ngày 5 đêm
• Thời gian quá tải mỗi ngày không quá 6 giờ
• Hệ số tải trước khi quá tải không lớn hơn 0,75

Nếu không đáp ứng được 4 điều kiện trên thì cần xác định hệ số quá tải phù hợp dựa trên đồ thị.

=>> Đọc thêm: Kinh nghiệm nâng cấp trạm biến áp và lựa chọn aptomat

Chọn máy phát điện

Việc lựa chọn đúng công suất là cơ sở để lựa chọn máy phát điện cho hệ thống. Các vấn đề phát sinh khi chọn sai công suất như sau:

• Việc chọn công suất quá thấp sẽ dẫn đến máy phát điện thiếu công suất, quá tải trầm trọng, giảm tuổi thọ.
• Việc lựa chọn công suất quá cao gây lãng phí, máy phát điện không đủ tải, tiêu hao nhiên liệu tăng cao, giảm tuổi thọ.

Tính công suất biểu kiến ​​kVA

Dưới đây là bảng tính công suất biểu kiến ​​kVA với điện áp 220V/380V, tần số 50 Hz

Đặt hàng	Loại tải và công suất (kW)	hệ số công suất cos	Kiểu khởi động	Hệ số dòng khởi động	Dòng điện danh nghĩa (A)	Tổng dòng điện danh nghĩa (A)	Dòng khởi động (A)	Tổng dòng khởi động (A)
1	Động cơ 10kW	0,8	trực tiếp	7	19	19	133	133
2	Động cơ 50kW	0,8	ngôi sao/tam giác	3,5	95	114	332	351
3	đèn 20kW	0,4	trực tiếp	1,5	76	190	114	228
4	điện trở 15kW	1.0	trực tiếp	1.2	23	43	28	218
….	….	….	….	….	….	….	….	….
6	30kW khác	0,8	trực tiếp	1,5	57	270	86	299

Trong đó:

• Dòng điện danh nghĩa = công suất x (1000/cos ) x 3 x 220
• Dòng khởi động = dòng danh định x hệ số khởi động

Vì vậy, dựa trên bảng tính:

• Tổng dòng điện danh nghĩa tối đa = 270A
• Tổng dòng khởi động tối đa = 351A
• Công suất biểu kiến ​​cho dòng điện cực đại = 351 x 3 x 220/1000 = 231kVA

Lưu ý: Ưu tiên tải động cơ công suất lớn trước, động cơ công suất nhỏ xếp sau.

Tính công suất thực kW

Dưới đây là bảng tính công suất thực kW với điều kiện tương tự:

Đặt hàng	Loại tải	kW điện	Hệ số sử dụng hàng ngày %	Công suất trung bình ngày kW	Điện năng tiêu thụ mỗi ngày kWh
1	Động cơ	10	80	8	192
2	Động cơ	50	60	30	720
3	Đèn	20	100	20	480
4	Điện trở	15	80	12	288
…	…	…	…	…	…
6	Khác	30	40	12	288

Dựa vào bảng tính:

• Tổng công suất thực = 125 kW
• Công suất thực trung bình ngày = 82 kW
• Công suất thực cực đại = 82/0,6 = 136 kW

Trên đây là tổng hợp cách lựa chọn cầu dao, dây dẫn và các thiết bị khác trong hệ thống theo tiêu chuẩn IEC. Để liên tục cập nhật những kiến ​​thức mới về ngành điện, vui lòng thường xuyên theo dõi website của chúng tôi: https://btb-electric.com/vi/.