Đường cong C so với đường cong D của bộ ngắt mạch cho đầu vào UPS: Nên sử dụng loại nào?

Bộ ngắt mạch đầu vào UPS có thể được định cỡ đúng theo dòng điện và vẫn bị ngắt ngay khi UPS được cấp điện.

Điều này thường thấy khi kích thước cáp đúng, định mức dòng điện của bộ ngắt mạch hợp lý và không có lỗi ở phía sau — nhưng bộ ngắt mạch chỉ bị ngắt khi khởi động.

Trong trường hợp đó, điều đầu tiên cần kiểm tra không phải là kích thước của bộ ngắt mạch.

Đó là đặc tính ngắt.

Bộ ngắt mạch đường cong C và đường cong D có thể có cùng định mức dòng điện, nhưng chúng phản ứng rất khác nhau với dòng điện đột biến trong thời gian ngắn.

Điều đó quan trọng đối với đầu vào UPS.

Đường cong C và đường cong D: thực sự thay đổi điều gì?

Đối với các bộ ngắt mạch thu nhỏ, sự khác biệt chính là phạm vi ngắt từ tính tức thời.

In là định mức dòng điện của bộ ngắt mạch.

Đối với bộ ngắt mạch 63 A:

• Đường cong C: khoảng 315 đến 630 A
• Đường cong D: khoảng 630 đến 1.260 A

Đây là các phạm vi, không phải điểm ngắt cố định.

Phản ứng của bộ ngắt mạch cũng phụ thuộc vào thời gian dòng điện kéo dài.

Vì vậy, việc khởi động UPS nên được kiểm tra dựa trên cả hai:

độ lớn dòng điện đột biến + thời gian đột biến

Tài liệu tham khảo chính xác là đường cong thời gian-dòng điện của nhà sản xuất bộ ngắt mạch.

Tại sao việc khởi động UPS có thể làm ngắt bộ ngắt mạch đầu vào

Có hai nguyên nhân phổ biến.

Sạc tụ điện bus DC

Khi UPS được cấp điện, các tụ điện bus DC phải được sạc.

Hầu hết các hệ thống UPS hiện đại sử dụng mạch tiền sạc hoặc khởi động bộ chỉnh lưu có kiểm soát để giới hạn dòng điện này.

Tùy thuộc vào thiết kế bộ chỉnh lưu và tiền sạc, dòng điện khởi động có thể tạm thời vượt quá dòng điện đầu vào hoạt động bình thường một biên độ đáng kể.

Giá trị thực tế thay đổi theo thiết kế UPS.

Nếu nhà sản xuất cung cấp dòng điện đột biến đầu vào và thời gian, hãy sử dụng các giá trị đó.

Dòng điện đột biến từ hóa máy biến áp

Điều này đặc biệt quan trọng đối với các hệ thống UPS tần số thấp dựa trên máy biến áp.

Khi máy biến áp đầu vào được cấp điện, dòng điện đột biến từ hóa có thể cao hơn nhiều so với dòng điện ổn định.

Đỉnh phụ thuộc vào:

• góc chuyển mạch
• từ dư trong lõi máy biến áp
• thiết kế máy biến áp
• trở kháng nguồn

Đây là lý do tại sao cùng một UPS có thể khởi động bình thường một lần và bị ngắt ở lần thử tiếp theo.

Không có gì khác thay đổi.

Điều kiện cấp điện đã thay đổi.

Ghi chú kỹ thuật:
Nếu UPS khởi động bình thường ở một số lần thử nhưng bị ngắt bộ ngắt mạch ở các lần khác, đặc biệt là với máy biến áp đầu vào, đừng ngay lập tức tăng định mức bộ ngắt mạch. Hãy kiểm tra dạng sóng khởi động, dòng điện đột biến của máy biến áp và cài đặt tức thời của bộ ngắt mạch trước.

Không giải quyết việc ngắt khi khởi động bằng cách đơn giản là tăng kích thước bộ ngắt mạch

Đây là một cách sửa chữa phổ biến tại công trường.

Bộ ngắt mạch 63 A bị ngắt, vì vậy nó được thay thế bằng 80 A hoặc 100 A.

UPS khởi động, nhưng việc bảo vệ có thể không còn chính xác.

Bộ ngắt mạch lớn hơn có thể làm giảm khả năng bảo vệ cáp và ảnh hưởng đến sự phối hợp với bộ ngắt mạch phía trên.

Trước khi tăng định mức bộ ngắt mạch, hãy kiểm tra:

• dòng điện đầu vào UPS thực tế
• bộ ngắt mạch được nhà sản xuất khuyến nghị
• dòng điện đột biến khi khởi động
• đặc tính ngắt của bộ ngắt mạch
• khả năng chịu tải của cáp
• bảo vệ phía trên

Nếu bộ ngắt mạch chỉ bị ngắt khi UPS được cấp điện, hãy kiểm tra đường cong ngắt trước khi thay đổi định mức dòng điện.

Định mức dòng điện và đặc tính ngắt là hai kiểm tra khác nhau

Đây là điểm mấu chốt.

Định mức dòng điện: kiểm tra phía đầu vào UPS

Bộ ngắt mạch đầu vào phải được chọn từ dòng điện đầu vào UPS thực tế, không chỉ từ kVA đầu ra.

Dòng điện đầu vào phụ thuộc vào:

• tải
• hệ số công suất đầu vào
• hiệu suất UPS
• dòng điện sạc ắc quy
• méo dòng điện đầu vào

Do đó, hai hệ thống UPS có cùng định mức kVA có thể yêu cầu định mức bộ ngắt mạch đầu vào khác nhau.

Hướng dẫn lắp đặt nên là tài liệu tham khảo đầu tiên.

Nếu nhà sản xuất đưa ra kích thước bộ ngắt mạch đầu vào được khuyến nghị, hãy bắt đầu từ đó và xác minh nó với điều kiện cáp và lắp đặt.

Đặc tính ngắt: kiểm tra dòng đột biến khi khởi động

Sau khi định mức dòng điện được xác nhận, hãy kiểm tra xem bộ ngắt mạch có thể chịu được quá trình khởi động bình thường hay không.

So sánh dữ liệu dòng đột biến của UPS với đường cong thời gian-dòng điện của bộ ngắt mạch.

Một quy tắc thực tế là:

• nếu dòng đột biến đi vào vùng ngắt tức thời của đường cong C, có thể xảy ra hiện tượng ngắt giả
• nếu UPS có máy biến áp đầu vào, đường cong D có thể cung cấp nhiều biên độ khởi động hơn
• nếu UPS có chức năng khởi động mềm được kiểm soát tốt và dòng đột biến thấp, đường cong C có thể đủ

Lựa chọn đúng không phải là D một cách tự động.

Đó là đặc tính của bộ ngắt mạch có thể chịu được quá trình khởi động bình thường trong khi vẫn cung cấp khả năng bảo vệ lỗi thích hợp.

Đường cong D không tự động tốt hơn

Bộ ngắt mạch đường cong D chịu được dòng điện thời gian ngắn cao hơn.

Điều đó giúp ích cho dòng đột biến khi khởi động.

Nhưng ngưỡng ngắt tức thời cao hơn cũng có nghĩa là mạch có thể cần dòng điện lỗi cao hơn để ngắt nhanh chóng.

Ví dụ, bộ ngắt mạch D63 đi vào phạm vi ngắt từ tính tức thời của nó ở khoảng:

63 × 10 = 630 A

Điều đó không có nghĩa là 630 A đảm bảo ngắt tức thời.

Việc làm sạch lỗi đáng tin cậy vẫn phải được xác minh dựa trên đường cong ngắt của nhà sản xuất và dòng điện ngắn mạch dự kiến có sẵn.

Điều này đặc biệt quan trọng ở những nơi lắp đặt có:

• cáp cấp nguồn dài
• trở kháng vòng lặp cao
• nguồn tương đối yếu
• dung lượng máy biến áp phía trên hạn chế

Vì vậy, không nên chọn đường cong D chỉ vì đường cong C bị ngắt giả.

Dòng điện ngắn mạch có sẵn vẫn phải được kiểm tra.

Hệ thống UPS dựa trên máy biến áp cần được chú ý nhiều hơn

Hệ thống UPS dựa trên máy biến áp thường cần được chú ý nhiều hơn trong quá trình lựa chọn bộ ngắt mạch vì dòng điện đột biến từ hóa của máy biến áp có thể cao hơn nhiều so với dòng điện hoạt động bình thường.

Bộ ngắt mạch có thể trông đúng từ dòng điện ổn định và vẫn bị ngắt khi cấp điện.

Đối với các hệ thống UPS này, MCB đường cong D có thể phù hợp hơn nếu dòng đột biến khi khởi động đi vào vùng ngắt tức thời của đường cong C.

Nhưng lựa chọn cuối cùng vẫn phải đáp ứng:

• bảo vệ cáp
• bảo vệ ngắn mạch
• điều kiện vòng lặp lỗi
• phối hợp phía trên

Đối với các hệ thống UPS lớn hơn, đường cong C so với đường cong D thường không phải là câu hỏi đúng

Đặc tính C và D chủ yếu áp dụng cho các bộ ngắt mạch thu nhỏ.

Đối với các hệ thống UPS ba pha lớn hơn, việc bảo vệ đầu vào thường là:

• MCCB
• MCCB có thể điều chỉnh
• ACB

Trong những trường hợp đó, vấn đề thực sự thường là cài đặt bảo vệ, không phải chữ C hay D.

Kiểm tra:

• cài đặt thời gian dài
• cài đặt thời gian ngắn
• cài đặt tức thời
• độ trễ thời gian ngắn
• phối hợp phía trên và phía dưới

Trên các hệ thống UPS lớn hơn như 80 kVA, 120 kVA hoặc 200 kVA, điều này thường liên quan hơn là so sánh đường cong C và D.

Kiểm tra cả bộ ngắt mạch phía trên

Bộ ngắt mạch cấp nguồn cho UPS không phải là thiết bị duy nhất chịu dòng đột biến khi khởi động.

Bộ ngắt mạch phía trên cũng chịu nó.

Nếu cài đặt tức thời của bộ ngắt mạch phía trên quá thấp, bộ ngắt mạch cấp nguồn cho UPS có thể vẫn đóng trong khi bộ ngắt mạch phía trên bị ngắt.

Điều đó có thể làm tắt một phần lớn hơn của hệ thống phân phối.

Đối với các hệ thống lớn hơn, việc phối hợp nên được kiểm tra bằng cách sử dụng:

• bảng chọn lọc của nhà sản xuất
• đường cong thời gian-dòng điện
• tính toán phối hợp bảo vệ

Không chỉ dựa vào định mức dòng điện trên nhãn của bộ ngắt mạch.

Hài âm đầu vào cũng ảnh hưởng đến tải của bộ ngắt mạch

Một số cấu trúc bộ chỉnh lưu UPS có thể có độ méo dòng điện đầu vào tương đối cao.

Điều này làm tăng dòng điện RMS và nhiệt trong:

• cáp
• bộ ngắt mạch
• thanh cái
• thiết bị đầu cuối

Các hệ thống UPS hiện đại với PFC chủ động thường có độ méo dòng điện đầu vào thấp hơn nhiều, nhưng dữ liệu thực tế của nhà sản xuất vẫn nên được sử dụng.

Để định cỡ bộ ngắt mạch, hãy sử dụng dòng điện đầu vào RMS thực tế trong điều kiện hoạt động có liên quan.

Danh sách kiểm tra bộ ngắt mạch đầu vào UPS thực tế

Điểm cuối cùng

Việc lựa chọn bộ ngắt mạch đầu vào UPS bao gồm ba câu hỏi riêng biệt:

Định mức dòng điện của bộ ngắt mạch được chọn từ dòng điện đầu vào UPS.

Đặc tính ngắt hoặc cài đặt từ tính của bộ ngắt mạch phải được phối hợp với dòng đột biến khi khởi động của UPS và dòng điện ngắn mạch có sẵn.

Lựa chọn bộ ngắt mạch cuối cùng vẫn phải đáp ứng việc bảo vệ cáp, bảo vệ ngắn mạch và phối hợp phía trên.

Nếu UPS chỉ bị ngắt trong quá trình khởi động, đừng giả định bộ ngắt mạch quá nhỏ.

Kiểm tra xem dòng đột biến khi khởi động có đơn giản là đi vào vùng ngắt tức thời của nó hay không.

Trong nhiều trường hợp, vấn đề không phải là dung lượng của bộ ngắt mạch.

Đó là đặc tính của bộ ngắt mạch.