Giới thiệu
Mục tiêu của hướng dẫn này là cung cấp một phương pháp thực tiễn, phù hợp với các tiêu chuẩn, giúp bạn lựa chọn một Cầu chì DC bằng cách thực hiện các bước kiểm tra mà quá trình đánh giá thiết kế của bạn yêu cầu:
Xác định công suất tải liên tục dựa trên khái niệm 125%
Mối liên hệ giữa dòng điện định mức của dây dẫn và dòng điện tải (bao gồm cả việc giảm định mức)
Các ngưỡng định mức điện áp một chiều và ngưỡng định mức ngắt mạch
Đường cong thời gian-dòng điện và phương pháp I²t
Các vấn đề cần lưu ý về phối hợp và lập hồ sơ cho các hội đồng
Áp dụng trong trường hợp:
Các chuỗi PV và mạch ghép nối
hệ thống pin và đường dẫn điện một chiều
bộ điều khiển, bộ chuyển đổi và hệ thống phân phối điện điều khiển 24 VDC bên trong tủ công nghiệp
Bối cảnh tiêu chuẩn được đề cập nhằm giúp bạn hiểu rõ các quy định và bảng dữ liệu kỹ thuật. Nhiều ví dụ trên thị trường sử dụng thuật ngữ của NEC/UL, nhưng logic thiết kế cũng được xây dựng sao cho vẫn có thể áp dụng theo các quy định của IEC/EN đối với thiết bị OEM trên toàn cầu. Nếu bạn sản xuất cho nhiều thị trường khác nhau, hãy xem đây là hướng dẫn kỹ thuật và xác minh lộ trình tuân thủ cuối cùng dựa trên tiêu chuẩn sản phẩm áp dụng và cơ quan có thẩm quyền tại địa phương.
Các nguyên tắc cốt lõi
Nếu bạn tuân thủ các nguyên tắc dưới đây, bạn thường có thể giải quyết hầu hết các thắc mắc về “tôi cần cầu chì DC cỡ nào” mà không cần phải dựa vào các quy tắc kinh nghiệm.
Xác định kích thước tải liên tục (125%)
Một điểm khởi đầu phổ biến là khái niệm 125% dành cho tải liên tục.
Mục đích: giảm hiện tượng mở không mong muốn và duy trì mức tăng nhiệt phù hợp với điều kiện hoạt động dự kiến.
Công thức tiêu chuẩn: Dòng ngắn mạch tối thiểu (theo thông số kỹ thuật trên nhãn) phải lớn hơn hoặc bằng 1,25 × Dòng liên tục.
Đây không phải là quy luật chung áp dụng trong mọi trường hợp và có thể thay thế cho thông số kỹ thuật. Bạn vẫn cần kiểm tra thông số định mức của cầu chì và giá đỡ cầu chì trong điều kiện hoạt động liên tục, đặc biệt là trong các vỏ thiết bị nóng. Nhiều trường hợp ngắt mạch không mong muốn không phải do cầu chì “quá nhỏ”, mà là do mạch điện hoạt động gần giới hạn nhiệt khi tính đến nhiệt độ của vỏ thiết bị và các thiết bị lân cận.
Các bước kiểm tra không theo thứ tự để áp dụng đúng khái niệm 125%:
Xác định dòng điện liên tục tại điểm hoạt động xấu nhất, chứ không phải trong điều kiện “thông thường”
Xác nhận xem tiêu chuẩn thiết bị của bạn có coi mạch đó là mạch liên tục hay không
kiểm tra xem khuyến nghị về dòng điện liên tục của cầu chì (và giới hạn của giá đỡ) có phù hợp với nhiệt độ trong tủ điện của bạn hay không
Bảng: Các điểm khởi đầu điển hình trên cơ sở dòng điện
| Loại mạch | Dòng điện vào | Cơ sở thông thường | Tại sao lại sử dụng nó |
|---|---|---|---|
| Tải DC liên tục (chung) | Liên tục | 1,25 × liên tục | phạm vi nhiệt và tránh nhiễu |
| Dãy PV (thường được bố trí theo kiểu NEC) | Isc | 1,56 × Isc | kết hợp hai hệ số nhân 1,25 được sử dụng trong các quy ước thiết kế hệ thống quang điện |
| đầu vào ổ đĩa / bộ chuyển đổi | Dữ liệu dòng điện liên tục và dòng điện khởi động | 1,25 × I liên tục cộng với kiểm tra TCC | chịu được quá trình cấp điện và các hiện tượng quá độ lặp đi lặp lại |
| dây cấp nguồn cho ắc-quy | Liên tục + đột biến | 1,25 × Dòng liên tục cộng với kiểm tra dòng đột biến | phạm vi nhiệt và vận hành |
Mối liên hệ giữa dòng điện định mức và hệ số an toàn của dây dẫn
Việc lựa chọn kích thước cầu chì phải nhằm bảo vệ các thành phần vật lý, thường là dây dẫn, thanh cái và các thiết bị được kết nối. Đó là lý do tại sao khả năng chịu tải của dây dẫn không phải là một chủ đề tách biệt với kích thước cầu chì.
Một mô hình liên kết thực tiễn cho việc đánh giá thiết kế:
Icontinuous thiết lập tiêu chuẩn hoạt động.
Ibasis (sau các hệ số nhân) quy định yêu cầu tối thiểu về nhãn hiệu thiết bị.
Giá trị Icond, giá trị cho phép (sau khi giảm công suất) xác định mức tải mà hệ thống dây điện có thể chịu đựng liên tục.
Nếu bạn chọn một cầu chì có khả năng chịu dòng điện liên tục lớn hơn so với hệ thống dây dẫn/đầu nối đã được điều chỉnh công suất, bạn sẽ tạo ra một thiết kế “trên giấy tờ thì có vẻ ổn” nhưng lại không đáp ứng được yêu cầu về nhiệt độ trong thực tế.
Kiểm tra các liên kết dây dẫn không theo thứ tự:
Áp dụng nhiệt độ môi trường xung quanh của vỏ thiết bị trong trường hợp xấu nhất, chứ không phải nhiệt độ môi trường xung quanh của phòng
bao gồm việc điều chỉnh theo nhóm/gói khi cần thiết
kiểm tra giới hạn nhiệt độ ngắt và các điểm nóng cục bộ
Bảng: Kiểm tra sự phối hợp giữa dây dẫn và cầu chì
| Kiểm tra | So sánh | Mục đích kỹ thuật |
|---|---|---|
| tính tương thích nhiệt | Ifuse, giá trị định mức so với Icond, giá trị cho phép (giảm công suất) | ngăn chặn tình trạng quá nhiệt kéo dài |
| giới hạn lắp đặt | Dòng điện định mức của giá đỡ/đế so với Ifuse, định mức | tránh làm hỏng giá đỡ hoặc làm cho giá đỡ bị lão hóa nhanh |
| bảo vệ chống sự cố | Hành vi ngắt cầu chì so với đặc điểm hư hỏng của dây dẫn | ngăn chặn các lỗi trở thành các sự cố kéo dài |
Giá trị định mức về điện áp và ngắt mạch
Dòng điện định mức không phải là tiêu chí an toàn trong các hệ thống một chiều. Điện áp định mức và khả năng ngắt mạch thường mới là các tiêu chí đó.
Điện áp một chiều định mức phải bằng hoặc cao hơn điện áp một chiều tối đa của hệ thống, kể cả trong điều kiện xấu nhất.
Độ bền ngắt mạch phải lớn hơn dòng sự cố dự kiến tối đa ở điện áp một chiều tương ứng.
Các lời nhắc không theo thứ tự theo ứng dụng:
PV: Sử dụng điện áp mạch hở trong điều kiện thời tiết lạnh làm ngưỡng điện áp; các hệ thống pin mặt trời điện áp cao sẽ khai thác tối đa điều này.
Pin: Dòng điện sự cố dự kiến có thể cực kỳ cao; khả năng ngắt mạch và tính năng giới hạn dòng điện đóng vai trò chủ đạo.
Hệ thống truyền động: Cần xem xét giá trị cực đại của đường dây DC và mức độ đóng góp từ quá trình phóng điện của tụ điện.
Bảng: Tại sao phải nêu rõ “định mức DC”
| Áp dụng sai | Điều gì sẽ xảy ra | Tại sao điều đó lại tiềm ẩn rủi ro |
|---|---|---|
| Cầu chì AC được sử dụng trong mạch DC | vòng cung có thể không tắt | DC không có điểm giao cắt dòng điện tự nhiên |
| điện áp định mức quá thấp | hiện tượng phóng điện liên tục trong quá trình xả | sự gián đoạn không an toàn |
| Giá trị ngắt quá thấp | sự cố nghiêm trọng | thiết bị có thể bị vỡ khi xảy ra sự cố |
Đặc tính thời gian-dòng điện
Cầu chì phụ thuộc vào thời gian. Hai mạch điện có cùng dòng điện ổn định có thể cần các loại cầu chì khác nhau do các dạng sóng quá độ và dạng sóng sự cố của chúng khác nhau.
Thông thường, bạn cần xem xét:
Đường cong thời gian-dòng điện (TCC): khi cầu chì ngắt ở các mức dòng điện khác nhau so với dòng điện định mức
I²t (năng lượng truyền qua): lượng năng lượng truyền qua trong quá trình sự cố trước khi ngắt mạch
Các mục tiêu phối hợp không theo thứ tự:
Tránh kích hoạt khi dự kiến xảy ra dòng điện khởi động và quá tải
phát hiện và khắc phục sự cố kịp thời để bảo vệ dây dẫn và thiết bị
điều phối các thiết bị ở phía hạ lưu và thượng lưu để thiết bị mục tiêu được mở trước
Bảng: Mục đích sử dụng của từng đường cong
| Đường cong/dữ liệu | Phù hợp nhất cho | Các ứng dụng điển hình của dòng điện một chiều |
|---|---|---|
| TCC | Tránh gây phiền toái, thời điểm chọn lọc | Dòng khởi động, điều khiển 24 VDC, cầu chì nhiều cấp |
| I²t | giới hạn về năng lượng | chất bán dẫn, công tắc tơ, cấu trúc thanh dẫn |
| dòng điện đỉnh đi qua | áp lực cơ học | Lực căng, lực tác động lên thanh dẫn điện ở dòng sự cố cao |
Quy trình từng bước
Hãy sử dụng quy trình này như một chuỗi các bước lựa chọn và lập hồ sơ có thể lặp lại. Nếu tuân thủ quy trình này, câu trả lời cho câu hỏi “Tôi cần cầu chì DC cỡ nào?” sẽ trở thành một quyết định có cơ sở rõ ràng thay vì chỉ là phỏng đoán.
Định nghĩa tải và chu kỳ làm việc
Hãy bắt đầu bằng việc xác định hành vi của mạch, chứ không phải linh kiện trong danh mục.
Danh sách không theo thứ tự các nội dung cần ghi lại:
Liên tục trong trường hợp xấu nhất
Đỉnh và thời gian (dòng khởi động hoặc dòng đột biến)
phạm vi quá tải mà thiết bị phải chịu đựng
tất cả các nguồn có thể gây ra sự cố (pin, dòng điện ngược từ hệ thống quang điện, tụ điện, bộ biến tần)
Nếu bạn có thể đo được các dạng sóng (dòng điện kích hoạt, quá trình sạc tụ điện), hãy lưu giữ chúng lại. Các bằng chứng đo lường thường giúp giải quyết các tranh cãi trong quá trình đánh giá thiết kế.
Tính toán cơ sở dòng điện bảo vệ
Chuyển đổi tải thành dòng điện cơ sở bảo vệ.
Các mẫu phổ biến:
Ibasis = 1,25 × Icontinuous đối với nhiều tải trọng liên tục
Trong các sơ đồ theo tiêu chuẩn NEC thường thấy trong các ví dụ thực tế trong ngành, các chuỗi PV thường sử dụng công thức Ibasis = 1,56 × Isc
Đừng coi hệ số nhân là kết quả. Kết quả chính là mức định mức của cầu chì tiêu chuẩn đã được lựa chọn sau khi bạn áp dụng các yếu tố giảm định mức, giới hạn của giá đỡ và kiểm tra sự phối hợp.
Bảng: Các trường trong bảng tính cơ sở-hiện tại
| Trường | Đó là gì | Ví dụ về mục nhập |
|---|---|---|
| Liên tục | dòng điện hoạt động ổn định | 40 A |
| cơ sở hệ số nhân | phương pháp được sử dụng | 1,25 × liên tục |
| Ibasis | giá trị tối thiểu tính toán theo công suất định mức | 50 A |
| các kích thước tiêu chuẩn | các tiêu chuẩn xếp hạng tiếp theo | 50 A, 63 A |
| Kiểm tra dòng điện khởi động/dòng điện đột biến | đạt/không đạt kèm nhận xét | đạt (đã được TCC xác minh) |
Chọn dây dẫn và áp dụng hệ số giảm tải
Trước khi quyết định chọn mức định mức của cầu chì, hãy xác nhận các yếu tố thực tế liên quan đến dây dẫn và hệ thống lắp đặt.
Danh sách kiểm tra giảm công suất không theo thứ tự:
không gian xung quanh và các điểm nóng cục bộ gần các ổ đĩa hoặc bộ nguồn
Điều chỉnh nhóm/gộp (nhiều dây dẫn mang dòng điện)
Các giới hạn về nhiệt độ đối với lớp cách điện và đầu nối của dây dẫn
Giới hạn dòng điện và nhiệt độ của giá đỡ cầu chì/đế
Bảng: Các quyết định về việc giảm công suất mà bạn nên ghi chép lại
| Tham số | Tại sao điều này lại quan trọng | Nên ghi lại những gì |
|---|---|---|
| môi trường xung quanh | thay đổi biên độ nhiệt của cầu chì và dây dẫn | giả định nhiệt độ trong trường hợp xấu nhất |
| khoảng cách/sưởi ấm liền kề | làm tăng nhiệt độ cầu chì | Ghi chú về bố trí cầu chì |
| Xếp hạng chủ sở hữu/cơ sở | có thể là điểm nghẽn | Giới hạn số hiệu linh kiện |
| giảm công suất định mức của dây dẫn | xác định dòng điện liên tục cho phép | dòng điện định mức cuối cùng |
Chọn mức định mức và loại cầu chì
Mạch chọn là một tập hợp các cổng:
Dòng điện định mức (kích thước tiêu chuẩn) tương thích với Ibasis và giảm công suất do nhiệt
Điện áp một chiều định mức ≥ điện áp tối đa của hệ thống
Giá trị ngắt mạch ≥ dòng điện sự cố dự kiến
loại/nhóm sử dụng phù hợp cho ứng dụng
Sự phối hợp giữa TCC và I²t với tải và chức năng bảo vệ phía trên/phía dưới
Yêu cầu về kích thước cơ khí và giám sát
Bảng: Tập trung vào mối quan hệ giữa ứng dụng và lớp
| Đơn đăng ký | Điểm nhấn chính | Những điều cần kiểm tra kỹ lưỡng |
|---|---|---|
| Các chuỗi PV và mạch ghép nối | Hành vi theo nhóm sử dụng PV | Cổng điện áp ở điện áp Voc ở nhiệt độ thấp, dòng điện ngược, giảm công suất liên tục |
| đường cấp nguồn pin và thanh dẫn DC | khả năng chịu ngắt cao và giới hạn dòng điện | Độ chịu ngắt ở điện áp một chiều, dòng đỉnh đi qua, độ chọn lọc |
| Ổ đĩa và bộ chuyển đổi | Hành vi bảo vệ của chất bán dẫn | Đường cong I²t so với đường cong chịu tải, khả năng chịu dòng khởi động |
| Hệ thống phân phối điều khiển 24 VDC | bảo vệ và điều phối chung | Tránh gây nhiễu, bảo vệ dây dẫn, phối hợp phía thượng nguồn |
Ứng dụng: Mạch DC quang điện
Các mạch PV là một trường hợp đặc biệt vì cầu chì thường được lắp đặt chủ yếu để bảo vệ chống lại dòng điện ngược hoặc dòng điện phản hồi trong các chuỗi song song, chứ không phải vì chuỗi đó thường phải chịu dòng điện quá tải.
Cơ sở hiện tại và logic Isc 1,56 lần
Trong nhiều tài liệu tham khảo về PV, bạn sẽ thấy công thức 1,56 × Isc được sử dụng như một cơ sở tính toán tóm tắt. Về mặt lý thuyết, công thức này phản ánh việc áp dụng hai hệ số nhân 1,25 lên Isc trong logic thiết kế PV thông thường.
Một chuỗi bài tập thực hành dành cho kỹ sư:
Tính Ibasis = 1,56 × Isc (hoặc phương pháp áp dụng theo tiêu chuẩn thiết kế của bạn)
Chọn kích thước cầu chì tiêu chuẩn tiếp theo có giá trị bằng hoặc lớn hơn Ibasis
kiểm tra xem mức định mức tối đa của cầu chì nối tiếp trong mô-đun có cho phép lựa chọn đó hay không
Việc xác minh khả năng chịu tải của dây dẫn sau khi giảm định mức giúp củng cố chiến lược sử dụng thiết bị bảo vệ
Bảng: Ví dụ về tính toán cơ sở chuỗi PV
| Mặt hàng | Giá trị | Bình luận |
|---|---|---|
| Isc | 12,5 A | Bảng thông số kỹ thuật mô-đun |
| Ibasis (1,56 lần) | 19,5 A | 12,5 × 1,56 |
| ứng cử viên cho cầu chì tiêu chuẩn | 20 A | cơ sở chuẩn nhỏ nhất |
| Cầu chì dòng tối đa | Yêu cầu ≥ 20 A | nếu thấp hơn, hãy thiết kế lại |
Dòng điện tối đa của cầu chì và dòng điện ngược
Bảng thông số kỹ thuật của mô-đun PV thường ghi rõ mức định mức tối đa của cầu chì nối tiếp. Hãy coi đó là một giới hạn, chứ không phải là hướng dẫn.
Kiểm tra dòng ngược không theo thứ tự:
xác định xem có cần ghép dây hay không dựa trên số lượng dây song song và khả năng chịu dòng ngược
ước tính dòng điện ngược trong trường hợp xấu nhất chảy vào chuỗi bị lỗi từ các chuỗi hoạt động bình thường
đảm bảo cầu chì có thể ngắt dòng điện ngược mà không làm vượt quá giới hạn chịu tải của mô-đun và dây dẫn
Bảng: Trực giác về dòng điện ngược đối với các cuộn dây song song
| Dãy song song | Các chuỗi hợp lệ gây ra một lỗi | Thang đo dòng điện ngược |
|---|---|---|
| 2 | 1 | khoảng 1 × Isc |
| 3 | 2 | khoảng 2 × Isc |
| 5 | 4 | khoảng 4 × Isc |
Ảnh hưởng của điện áp, hồng ngoại và vỏ bọc
Các vấn đề liên quan đến cầu chì PV thường chủ yếu bao gồm:
Điện áp định mức tại điều kiện điện áp mạch hở xấu nhất (trong điều kiện nhiệt độ thấp)
Đánh giá khả năng chịu ngắt mạch trong điều kiện sự cố dòng điện một chiều (bao gồm cả tác động từ các chuỗi song song)
Hệ thống sưởi cho khoang chứa (sự gia tăng nhiệt độ trên mái, cụm cầu chì dày đặc)
Danh sách kiểm tra hộp đựng tấm pin mặt trời không theo thứ tự:
kiểm tra giới hạn nhiệt độ và dòng điện của giá đỡ cầu chì
Áp dụng hướng dẫn giảm công suất khi vận hành liên tục do nhà sản xuất cầu chì cung cấp
cần xem xét việc gia nhiệt vùng lân cận khi nhiều cầu chì được nhóm lại với nhau
lập hồ sơ về cơ sở điện áp (bao gồm phương pháp tính toán Voc trong điều kiện thời tiết lạnh)
Ứng dụng: Pin và đường dây DC
Các mạch pin và mạch thanh dẫn DC thường tạo ra môi trường có dòng sự cố cao nhất trong các hệ thống DC công nghiệp. Trong nhiều trường hợp, khả năng ngắt mạch và giới hạn năng lượng là những yếu tố quyết định trong việc lựa chọn.
Yêu cầu về hệ số phản xạ cao và giới hạn dòng điện
Hãy xem việc lựa chọn cầu chì cho ắc-quy/đường dây DC như hai hướng tiếp cận:
Thông số vận hành: dòng điện liên tục, dòng điện đột biến, nhiệt độ vỏ thiết bị
Đường dẫn sự cố: Dòng điện sự cố dự kiến, khả năng ngắt mạch, hành vi giới hạn dòng điện
Kiểm tra năng lượng cao không theo thứ tự:
định lượng dòng điện ngắn mạch dự kiến tại điểm kết nối (bao gồm cả các thành phần song song)
kiểm tra mức chịu ngắt tại điện áp một chiều tương ứng, chứ không chỉ dựa vào thông số trên danh mục sản phẩm
cần xem xét các yếu tố giới hạn dòng điện (dòng đỉnh đi qua và công thức I²t) khi bảo vệ các cấu trúc đường dây và thiết bị ở phía hạ lưu
Bảng: Các đầu vào thông thường cần thiết
| Đầu vào | Nguồn điển hình | Dùng để |
|---|---|---|
| Vmax (đã sạc) | Giới hạn của hệ thống quản lý pin (BMS)/bộ sạc | cổng điện áp |
| dòng điện sự cố dự kiến | mô hình hệ thống hoặc thử nghiệm | Cổng định mức ngắt |
| Liên tục | yêu cầu về tải trọng | quy trình xử lý nhiệt |
| Dòng điện đột biến | Thông số kỹ thuật bộ biến tần/sạc | Chuyến đi qua TCC |
Hằng số thời gian L/R và sự phối hợp I²t
Các sự cố liên quan đến ắc-quy và đường dẫn DC phụ thuộc vào đường dẫn sự cố. Hằng số thời gian L/R ảnh hưởng đến tốc độ tăng dòng điện và có thể quyết định việc cầu chì có ngắt trong vùng dự kiến trên đường cong của nó hay không.
Phương pháp phối hợp I²t thường được sử dụng khi thiết bị được bảo vệ có giới hạn chịu tải năng lượng đã biết.
Những lưu ý về phối hợp không theo thứ tự:
kiểm tra khả năng phối hợp trong phạm vi các dòng điện sự cố khác nhau, bao gồm cả các sự cố ở mức thấp hơn, nơi quá trình ngắt mạch có thể diễn ra chậm hơn
kiểm tra xem việc phóng điện của tụ điện có góp phần gây ra sự cố và làm thay đổi dạng sóng hay không
liệt kê các giả định được sử dụng để xác định giới hạn L/R và các giá trị dòng điện sự cố
Bảng: Những trường hợp kiểm tra I²t thường có ý nghĩa quan trọng nhất
| Yếu tố được bảo vệ | Trọng tâm phối hợp | Tại sao |
|---|---|---|
| chất bán dẫn | So sánh khả năng chịu tải I²t với khả năng chịu tải của thiết bị | Phòng ngừa hư hỏng tại điểm nối |
| công tắc tơ/thanh cái | dòng điện đỉnh + I²t | căng thẳng điện động và hiện tượng sinh nhiệt |
| dây cáp | Thời gian dọn dẹp so với đặc tính sát thương | bảo vệ cách nhiệt |
Kích thước cơ khí và giám sát
Trong các xe buýt và hệ thống giá đỡ pin tại Washington, D.C., việc tích hợp vật lý và khả năng bảo trì là một phần của “việc xác định kích thước phù hợp.”
Danh sách kiểm tra cơ khí không theo thứ tự:
Loại lắp đặt và sự phù hợp về khoảng cách dọc và khoảng cách ngang đối với điện áp một chiều
khả năng tiếp cận để thay thế và cách ly an toàn
cảm biến/công tắc vi mô nếu cần giám sát
Xếp hạng của giá đỡ/đế phù hợp với môi trường nhiệt
Ứng dụng: Hệ thống truyền động và điều khiển
Tủ điều khiển và bảng điều khiển phải đáp ứng đồng thời các yêu cầu về dòng điện khởi động, thiết bị điện tử nhạy cảm và các quy định về tài liệu.
Dòng khởi động, tụ điện mạch nối DC và độ trễ thời gian so với aR
Dòng điện đột biến khi sạc tụ điện có thể làm cháy một cầu chì được thiết kế “phù hợp” cho dòng điện liên tục.
Phương pháp dòng điện khởi động không theo thứ tự:
đo lường cường độ và thời gian của dòng điện khởi động (dữ liệu đo lường hoặc dữ liệu từ nhà sản xuất thiết bị gốc)
Chọn một cầu chì có điểm cắt nhiệt (TCC) duy trì ổn định trong quá trình cấp điện và các chu kỳ hoạt động lặp đi lặp lại
Nếu cần bảo vệ linh kiện bán dẫn, hãy kiểm tra sự tuân thủ quy tắc I²t thay vì chỉ dựa vào mức dòng điện định mức
Bảng: Các câu hỏi về việc lựa chọn cầu chì liên quan đến hệ thống truyền động
| Câu hỏi | Tác động của quyết định |
|---|---|
| Dòng điện khởi động có vượt quá ngưỡng chịu tải của cầu chì TCC không? | rủi ro mở cửa gây phiền toái |
| Cầu chì này có chức năng bảo vệ các linh kiện bán dẫn hay hệ thống dây điện không? | Lựa chọn lớp/danh mục |
| Bộ biến tần cho phép các mức quá tải nào? | Phối hợp TCC |
| Thiết bị đầu vào nào được sử dụng? | độ chọn lọc và SCCR |
Phối hợp với các đường cong chịu tải của nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM)
Đối với các bộ truyền động và bộ biến tần, hãy xem các đường cong chịu tải của nhà sản xuất (OEM) và các hướng dẫn bảo vệ được khuyến nghị là các thông số đầu vào chính.
Các bước phối hợp không theo thứ tự:
So sánh quá trình ngắt cầu chì theo phương pháp I²t với đường cong chịu tải của nhà sản xuất (OEM) (nếu có)
kiểm tra sự phối hợp tại nhiều điểm dòng sự cố, không chỉ tại điểm có dòng sự cố lớn nhất
ghi chép lại mọi trường hợp không tuân thủ “danh sách cầu chì đã được phê duyệt” cùng với cơ sở chứng minh tính tương đương
Hội đồng SCCR và tài liệu
Nhiều vấn đề phát sinh ở giai đoạn cuối của quá trình đánh giá thường xuất phát từ việc thiếu tài liệu hơn là do tính toán sai.
Danh sách kiểm tra tài liệu không theo thứ tự:
Điện áp định mức của cầu chì, khả năng ngắt mạch, loại/cấp độ sử dụng
Lịch trình vận hành máy phát điện với các giả định về giảm công suất
Ghi chú về cơ chế phối hợp (lý do tại sao cầu chì được chọn lại ngắt trước theo đúng dự kiến)
Phương pháp SCCR hoặc bằng chứng về phác đồ điều trị đã được kiểm chứng theo chương trình của hội đồng chuyên gia
Ghi chú trung lập về việc phối hợp bảo vệ chống sét với các thiết bị ngắt mạch quá dòng (OCPD) dòng một chiều:
Trong các tủ điều khiển và tủ nguồn DC sử dụng thiết bị chống sét (SPD) được thiết kế theo tiêu chuẩn IEC 61643, việc phối hợp với các thiết bị bảo vệ quá dòng DC thường được thực hiện bằng cách tuân thủ hướng dẫn lắp đặt SPD về loại và định mức cầu chì dự phòng được phép, đồng thời xác minh rằng cầu chì sẽ ngắt an toàn ở điện áp DC của tủ nếu SPD rơi vào trạng thái bất thường. Đây là một bước liên quan đến việc lập hồ sơ và xác minh, cũng như là một bước xác định thông số kỹ thuật.
Bảng: Nội dung gói phát hành
| Tài liệu | Nội dung tối thiểu |
|---|---|
| Bảng chọn cầu chì | Ibasis, định mức cầu chì, điện áp, định mức ngắt mạch, loại |
| bằng chứng về sự phối hợp | Ảnh chụp màn hình và ghi chú về TCC/I²t |
| Lịch trình của người chỉ huy | kích thước, giả định giảm công suất, đầu nối |
| Thông báo về việc tuân thủ | Các tiêu chuẩn IEC/EN áp dụng và phạm vi áp dụng |
Ví dụ minh họa
Các ví dụ này minh họa quy trình làm việc và chỉ ra các điểm ra quyết định.
Xác định công suất bộ ghép chuỗi PV
Giả định:
Isc = 12,5 A
Kiến trúc PV: Loại 1000 Vdc
Cần thực hiện ghép chuỗi do việc đánh giá dòng điện ngược trên chuỗi song song
Quy trình làm việc:
Ibasis = 1,56 × 12,5 A = 19,5 A
Cầu chì tiêu chuẩn đề xuất: 20 A
Kiểm tra xem định mức tối đa của cầu chì nối tiếp trong mô-đun có ≥ 20 A hay không
Việc xác minh khả năng chịu tải của dây dẫn sau khi giảm công suất giúp củng cố chiến lược bảo vệ
kiểm tra xem định mức điện áp của cầu chì có lớn hơn hoặc bằng điện áp tối đa của chuỗi (bao gồm cả Voc trong điều kiện thời tiết lạnh) hay không
Xác minh xem mức định mức ngắt mạch có bao gồm dòng điện sự cố dự kiến, bao gồm cả phần đóng góp từ các mạch song song hay không
Bảng: Ví dụ về trang tính (chuỗi PV)
| Mặt hàng | Giá trị |
|---|---|
| Isc | 12,5 A |
| Ibasis | 19,5 A |
| cầu chì dự phòng | 20 A |
| loại điện áp | 1000 Vdc (ví dụ) |
Xác định kích thước đường cấp nguồn BESS/DC
Giả định:
Vmax (khi sạc) = 820 Vdc
Dòng điện liên tục = 160 A
dòng điện đỉnh = 250 A trong 10 giây
Dòng điện sự cố dự kiến là cao và cần phải được xác minh thông qua phân tích hệ thống
Quy trình làm việc:
Ibasis = 1,25 × 160 A = 200 A
Cầu chì dự kiến: 200 A (hoặc kích cỡ tiêu chuẩn tiếp theo tùy thuộc vào hệ số giảm tải nhiệt và giới hạn của giá đỡ)
Kiểm tra mức điện áp định mức ≥ 820 Vdc (thường sử dụng loại 1000 Vdc để đảm bảo dự phòng, tùy thuộc vào dòng cầu chì)
kiểm tra xem mức định mức ngắt mạch tại điện áp một chiều tương ứng có vượt quá dòng điện sự cố dự kiến hay không
Kiểm tra khả năng chịu đựng đột biến dòng điện 250 A trong 10 giây của TCC
Kiểm tra sự phối hợp với các thiết bị bảo vệ phía hạ lưu (giá đỡ/mô-đun) và phía thượng lưu (chính)
Bảng: Bảng tính mẫu (Đường cấp nguồn DC)
| Mặt hàng | Giá trị |
|---|---|
| Tốc độ tối đa | 820 V một chiều |
| Liên tục | 160 A |
| Ibasis | 200 A |
| kiểm tra đột biến | 250 A trong 10 giây |
Xác định thông số kỹ thuật cho nguồn cấp DC và hệ thống điều khiển 24 VDC
Trường hợp A: Đầu vào từ động cơ/bộ biến tần
Dòng điện liên tục = 60 A
Dòng điện khởi động lớn do tụ điện mạch nối DC
Quy trình làm việc:
Ibasis = 1,25 × 60 A = 75 A
Cầu chì dự kiến: tiêu chuẩn cao hơn mức cơ bản (ví dụ: 80 A)
kiểm tra các mạch TCC trong quá trình dòng điện khởi động
kiểm tra cấu trúc phối trí I²t nếu các chất bán dẫn là đối tượng cần bảo vệ
kiểm tra điện áp và mức định mức ngắt mạch cho các điều kiện của đường dây DC
Kịch bản B: Hệ thống phân phối điều khiển 24 VDC
Dòng điện liên tục = 8 A
có hiện tượng xung điện từ/xung dòng điện cực đại
Quy trình làm việc:
Ibasis = 1,25 × 8 A = 10 A
Cầu chì dự phòng: 10 A (hoặc mức tiêu chuẩn tiếp theo) có TCC có khả năng chịu được các sự cố xung
kiểm tra khả năng chịu tải của dây dẫn sau khi giảm công suất vỏ bảo vệ
kiểm tra sự phối hợp với các khối nguồn điện điều khiển và phân phối
Bảng: Các ưu tiên theo khu vực
| Mạch điện | Ưu tiên hàng đầu | Ưu tiên thứ hai |
|---|---|---|
| đầu vào ổ đĩa | Điều phối dòng điện khởi động + I²t | Cổng định mức ngắt |
| Điều khiển 24 VDC | bảo vệ dây dẫn | tránh gây phiền toái |
Cầu chì LSP DC
Tổng quan về thương hiệu LSP
LSP đã khẳng định được uy tín trong lĩnh vực bảo vệ điện đáng tin cậy. Công ty được thành lập vào năm 2010 và hiện đang phục vụ khách hàng tại hơn 35 quốc gia. LSP chuyên về các thiết bị chống sét và giải pháp cầu chì DC. Thương hiệu này chú trọng vào chất lượng, an toàn và hiệu suất. LSP cung cấp một loạt sản phẩm đa dạng dành cho các ứng dụng năng lượng mặt trời, lưu trữ pin và công nghiệp.
Các cầu chì DC của LSP được thiết kế dành cho các môi trường khắc nghiệt. Mỗi cầu chì đều trải qua quy trình kiểm tra nghiêm ngặt để đảm bảo hoạt động an toàn. Các cầu chì này có định mức điện áp cao, khả năng triệt tiêu hồ quang mạnh mẽ và thời gian phản ứng nhanh. Những tính năng này giúp bảo vệ các hệ thống pin mặt trời, hệ thống ắc-quy và mạch biến tần. LSP cung cấp cả cầu chì DC PV tiêu chuẩn và theo yêu cầu. Khách hàng có thể yêu cầu các tùy chọn OEM hoặc ODM để phù hợp với nhu cầu riêng biệt của từng dự án.
Bảng dưới đây nêu bật các tính năng chính của sản phẩm:
| Tính năng | Mô tả |
|---|---|
| Điện áp định mức cao | Tối đa 1000 V DC |
| Ức chế hồ quang | Được tối ưu hóa cho các ứng dụng dòng điện một chiều |
| Phản hồi nhanh | Xử lý nhanh các sự cố |
| Tùy chỉnh | Có dịch vụ OEM/ODM |
Lưu ý: Các cầu chì LSP tuân thủ các tiêu chuẩn quốc tế và mang lại sự bảo vệ đáng tin cậy cho các hộp kết hợp năng lượng mặt trời.
Các sản phẩm LSP liên quan đến việc tôi cần loại cầu chì DC cỡ nào
Nếu bạn muốn có các tài liệu tham khảo cụ thể của nhà sản xuất liên quan đến các bước kiểm tra trong hướng dẫn này, các trang dưới đây sẽ trực tiếp giải đáp câu hỏi “Tôi cần cầu chì DC cỡ nào?” và có thể được sử dụng làm tài liệu tham khảo hỗ trợ cho việc lựa chọn.
LSP để xem tổng quan về sản phẩm
Về LSP để tìm hiểu về nhà sản xuất
Cách chọn kích thước cầu chì DC để tìm hiểu chi tiết về quy trình xác định kích thước phù hợp với quy trình làm việc hiện tại
Cách chọn cầu chì cho mạch điện một chiều đối với điện áp, mức ngắt và các tiêu chí lựa chọn
Cầu chì DC là gì? để biết định nghĩa về mức đánh giá và bối cảnh ngắt dòng điện một chiều
Cầu chì AC so với cầu chì DC để tránh sử dụng sai trong các hệ thống kết hợp AC/DC
Nên dùng cầu chì cỡ nào cho tấm pin mặt trời? để xem các ví dụ về tính toán công suất cho hệ thống quang điện
Đối với các dự án OEM toàn cầu, các tài liệu tham khảo này sẽ phát huy hiệu quả tối đa khi bạn kết hợp chúng với các thông số đầu vào của hệ thống (điện áp DC tối đa, dòng điện sự cố dự kiến, dòng điện liên tục và bất kỳ đường cong chịu tải nào của nhà sản xuất OEM) đồng thời ghi chép lại cách thức lựa chọn cuối cùng tuân thủ các quy định an toàn theo tiêu chuẩn IEC/EN.
Kết luận
Câu trả lời chính xác cho câu hỏi “Tôi cần cầu chì DC cỡ nào?” là một phương án lựa chọn có cơ sở lý luận, đáp ứng đủ năm tiêu chí.
định nghĩa tải và chu kỳ làm việc
tính toán dòng điện cơ sở và chọn kích thước tiêu chuẩn phù hợp với hoạt động liên tục
căn chỉnh các dây dẫn và áp dụng hệ số giảm tải
kiểm tra định mức điện áp một chiều và định mức ngắt mạch
phối hợp giữa TCC và I²t, sau đó lập biên bản kết quả để trình ban thẩm định
Các bước kiểm tra quan trọng trước khi phát hành:
trên cơ sở dòng điện liên tục và bất kỳ mức giảm công suất bổ sung nào đã được ghi chép
Các giả định về môi trường xung quanh trong phạm vi nghiên cứu là thực tế và có cơ sở
Bằng chứng về SCCR và công tác phối hợp phù hợp với chương trình của hội đồng
Hướng dẫn dán nhãn và sử dụng phù hợp với loại cầu chì đã chọn
Phạm vi tiêu chuẩn được nêu rõ ràng (không được ngụ ý rằng chương trình đã được chứng nhận theo tiêu chuẩn NEC/UL nếu chương trình không được thiết kế để đáp ứng các tiêu chuẩn đó)
Bảng: Danh sách kiểm tra cuối cùng
| Cổng | Điều kiện vượt qua |
|---|---|
| trên cơ sở hiện tại | Ifuse, được đánh giá là hỗ trợ Ibasis và duty |
| nhà chỉ huy | Giới hạn của dây dẫn và giá đỡ tương thích với nhau |
| điện áp | Vfuse, có giá trị ≥ Vmax |
| ngắt | IR ≥ dòng điện sự cố dự kiến |
| phối hợp | TCC/I²t đạt được các mục tiêu |
Câu hỏi thường gặp
Tôi cần loại cầu chì DC cỡ nào cho hệ thống của mình?
Để xác định kích cỡ cầu chì DC, hãy nhân dòng điện liên tục với 1,25 để tránh hiện tượng ngắt mạch không mong muốn. Đảm bảo định mức điện áp phải bằng hoặc cao hơn điện áp DC tối đa của hệ thống. Điều quan trọng là định mức của cầu chì phải thấp hơn khả năng chịu dòng điện của dây dẫn để phòng ngừa hỏa hoạn. Đối với hệ thống PV, hãy sử dụng giá trị bằng 1,56 lần dòng điện ngắn mạch (Isc). Việc tính toán kích thước chính xác là rất quan trọng để bảo vệ pin, bộ biến tần và hệ thống dây điện khỏi hiện tượng quá dòng nguy hiểm.
Làm thế nào để tính toán kích thước cầu chì DC phù hợp?
Để tính toán kích thước cầu chì DC phù hợp, hãy nhân dòng tải liên tục tối đa với 1,25 để bù đắp cho nhiệt sinh ra và tránh hiện tượng ngắt mạch không mong muốn. Đối với các ứng dụng điện mặt trời, thông thường người ta nhân dòng ngắn mạch (Isc) với 1,56. Luôn làm tròn lên kích thước cầu chì tiêu chuẩn gần nhất, đồng thời đảm bảo định mức của cầu chì không vượt quá khả năng chịu tải của dây dẫn. Cuối cùng, hãy xác nhận rằng định mức điện áp của cầu chì phải cao hơn điện áp DC của hệ thống.
Nếu cầu chì DC quá lớn hoặc quá nhỏ thì sẽ xảy ra điều gì?
Nếu cầu chì DC có kích thước quá nhỏ, nó sẽ gây ra hiện tượng ngắt mạch không mong muốn và sinh ra nhiệt dư thừa, dẫn đến tình trạng mất điện thường xuyên. Ngược lại, nếu cầu chì quá lớn, nó sẽ không ngắt mạch khi xảy ra sự cố, khiến dòng điện cao làm quá nhiệt hệ thống dây dẫn và phá hủy các thiết bị như bộ biến tần hoặc ắc-quy. Điều này tạo ra nguy cơ hỏa hoạn nghiêm trọng. Việc lựa chọn kích thước cầu chì phù hợp là điều thiết yếu để đảm bảo cầu chì ngắt mạch trước khi dây dẫn hoặc các linh kiện bị hư hỏng vĩnh viễn.
Tôi có thể sử dụng cầu chì AC trong mạch DC không?
Thông thường là không. Không nên sử dụng cầu chì dành cho dòng xoay chiều (AC) trong mạch dòng một chiều (DC) vì dòng một chiều không có điểm “đi qua zero” như dòng xoay chiều. Khi cầu chì bị đứt trong hệ thống dòng một chiều, dòng điện liên tục có thể duy trì một tia lửa điện nguy hiểm không thể dập tắt, tiềm ẩn nguy cơ gây cháy nổ. Chỉ nên sử dụng các loại cầu chì có định mức điện áp dòng một chiều cụ thể để đảm bảo tia lửa điện được dập tắt an toàn và các linh kiện của bạn được bảo vệ hoàn toàn khỏi các sự cố.
Kích thước dây cáp có ảnh hưởng đến việc lựa chọn cầu chì DC không?
Đúng vậy, kích thước dây cáp quyết định trực tiếp việc lựa chọn cầu chì vì vai trò chính của cầu chì là bảo vệ dây dẫn. Cầu chì phải ngắt trước khi nhiệt độ của dây cáp đạt đến mức nguy hiểm. Do đó, định mức dòng điện của cầu chì phải thấp hơn khả năng chịu dòng điện (ampacity) của dây dẫn. Việc sử dụng cầu chì có định mức cao hơn giới hạn của dây cáp sẽ gây ra nguy cơ cháy nổ, vì dây dẫn có thể bị chảy trong khi cầu chì vẫn còn nguyên vẹn.
