Aptomat cho ứng dụng dòng một chiều

Tổng quan chung

Khái niệm

Dòng điện xoay chiều AC là gì?

AC - tên tiếng Anh là Alternating Current, được hiểu là dòng điện có chiều và giá trị biến đổi theo thời gian. Những biến đổi này thường có chu kỳ nhất định. Có nghĩa là dòng điện AC trong mạch sẽ chuyển động theo 1 chiều, sau đó chuyển động theo chiều ngược lại và cứ tiếp tục đổi chiều như vậy. Dòng điện một chiều DC là gì? DC - tên tiếng Anh là Direct Current, được hiểu là dòng điện (dòng electron) chạy theo một hướng cố định, không bị thay đổi trong quá trình hoạt động. Cường độ dòng điện này có thể tăng hoặc giảm, nhưng không đổi chiều. Một điện áp DC sẽ có giá trị luôn luôn là giá trị dương hoặc giá trị âm. Giá trị điện áp này có thể tăng hoặc giảm, nhưng sẽ không bị thay đổi giữa giá trị dương và giá trị âm.

So sánh

So sánh dòng điện xoay chiều AC và dòng điện một chiều DC

Sự khác nhau giữa CB điện xoay chiều AC và CB điện một chiều DC

Mặc dù CB AC (cầu dao cho điện xoay chiều) và CB DC (cầu dao cho điện một chiều) có hình thức tương tự về hình dáng và
cả chức năng là đóng cắt; nhưng hai thể loại aptomat này rất khác nhau về cấu trúc bên trong. Để nắm rõ sự khác nhau giữa Cầu dao điện AC và Cầu dao điện DC, có lẽ chúng ta phải tìm hiểu trước về khái niệm thế nào là dòng điện xoay chiều, thế nào là dòng điện một chiều. Khái niệm "điện" hoặc “dòng điện” là sự chuyển động của các electron thông qua một dây dẫn. Sự khác biệt giữa dòng điện xoay chiều AC và dòng điện một chiều DC nằm ở hướng mà các electron di chuyển. Ở dòng điện một chiều DC, các electron chuyển động đều theo một hướng hoặc gọi là “sự chuyển tiếp”. Trong khi đó, ở dòng điện xoay chiều AC, các electron đi theo hướng chuyển đổi, đôi khi đi “về phía trước” và sau đó đi “ngược lại phía sau”.
Thiết bị đóng cắt dòng điện xoay chiều AC Ở Việt Nam, chu kỳ hiện tại của điện lưới là 50Hz (nghĩa là dòng điện đổi chiều 50 lần trong 1 giây); Lưới điện luân phiên ở 50Hz, hoặc 50 chu kỳ mỗi giây, dòng điện xoay chiều, thì điện áp luân phiên giữa +V và –V là 50 lần 1 giây. Có nghĩa là có một điểm mà điện áp là 0V, xảy là 50 lần 1 giây. Tại điểm 0V này, bộ ngắt cho dòng điện xoay chiều AC này sẽ “NGẮT” kết nối, dập tắt hồ quang và bảo vệ hệ thống dây điện khỏi mức dòng điện quá cao.

Thiết bị đóng cắt dòng điện một chiều DC

Ngược lại so với dòng điện xoay chiều AC, thì dòng điện một chiều DC vẫn ở điện áp không thay đổi, vì không có điểm 0V (ở
dòng điện xoay chiều nếu tần số là 50Hz, thì trong 1 giây, sẽ có 50 lần xuất hiện điểm 0V); thiết kế của bộ ngắt AC sẽ không
hoạt động trong mạch điện DC. Bộ ngắt DC chỉ sử dụng một nam châm để thu hút hồ quang, hút hồ quang từ khoảng cách
không khí và dập tắt hồ quang đó. Bộ ngắt cho mạch điện xoay chiều AC được thiết kế không trang bị nam châm, vì thế không
thể dập tắt tia hồ quang của dòng điện DC.
Cơ cấu bảo vệ nhiệt : khi giá trị dòng điện vượt dòng điện định mức. cơ cấu thanh lưỡng kim sẽ giãn nở và ngắt CB. Do cần
nhiệt lượng và thời gian đủ lớn để thanh lưỡng kim giãn nở, cơ cấu bảo vệ nhiệt trong CB DC dùng để bảo vệ quá tải, giá trị
bảo vệ quá tải lớn hơn một chút so với dòng điện định mức.
Cơ cấu bảo vệ từ ngắt CB DC ngay lập tức khi xuất hiện dòng ngắn mạch. Vì tính chất dòng điện DC không đổi chiều, nên
tiếp điểm sẽ mở ra cách nhau xa hơn để đảm bảo ngắt hoàn toàn hồ quang sinh ra. (dòng AC đổi chiều nên khi giá trị dòng
điện về 0 sẽ tự ngắt không cần khoảng hở lớn giữa hai tiếp điểm).
Không được sử dụng thiết bị đóng cắt AC cho mạch điện DC, và ngược lại, cũng không được sử dụng thiết bị đóng cắt DC cho mạch điện AC.
Chỉ sử dụng bộ ngắn mạch được gắn nhãn DC-rated cho các ứng dụng DC. KHÔNG BAO GIỜ cố gắng sử dụng bộ ngắt mạch AC cho các
ứng dụng DC, cho dù các thông số về dòng định mức, dòng cắt có phù hợp yêu cầu hay chăng nữa. Vì bộ ngắt mạch này sẽ không dập tắt
được hồ quang, các dây dẫn sẽ bị quá nhiệt và gây ra hỏa hoạn.

Các tính năng cụ thể đối với dòng điện một chiều

Ngắn mạch được ngắt trong mạng điện một chiều bằng một phương pháp tương tự như máy cắt áp dụng cho dòng điện
xoay chiều cao, i. e. bằng cách hạn chế dòng điện. Điện áp hồ quang cao phát triển trong các bộ ngắt mạch vỏ đúc, ép
dòng điện bằng 0 khi điện áp hồ quang vượt quá giá trị của điện áp phục hồi. Tuy nhiên, mức tăng hiện tại được xác định
bởi hằng số thời gian chứ không phải thời gian thực hiện hoặc hệ số công suất.
Quá tải bị gián đoạn bởi một nguyên tắc hoàn toàn khác với phương pháp được áp dụng trong mạng AC. Với dòng điện
một chiều, không có sự vượt qua số không tuần hoàn và do đó cũng không có khoảng thời gian nào mà không có năng
lượng từ trường trong mạch mà trong đó các điều kiện để dập tắt hồ quang là thuận lợi. Hồ quang không bị dập tắt cho đến
khi điện áp hồ quang vượt quá điện áp đường dây và dòng điện giảm về không. Nói cách khác, điện áp hồ quang cao phải
được phát triển để ngắt dòng điện một chiều. Các giá trị dòng điện hoạt động danh định thường giống nhau đối với các ứng
dụng DC và AC.
Với các ứng dụng DC, khả năng ngắt chỉ phụ thuộc vào:
• Phương pháp dập tắt hồ quang được sử dụng
• Điện áp đường dây

Aptomat khối MCCB

Ứng dụng

3WL Air Circuit Breakers
Advantages of the 3WL1 upgrade Icu data at 690 VAC / 1000 VAC

Nhà máy điện mặt trời

Một nhà máy quang điện cho phép chuyển đổi năng lượng liên quan đến bức xạ mặt trời thành năng lượng điện của loại trực tiếp; những nhà máy này được tạo thành bởi các tấm vật liệu bán dẫn, có
thể tạo ra điện một khi tiếp xúc với tia nắng mặt trời. Nhà máy quang điện có
thể được nối lưới hoặc cung cấp điện tải đơn (nhà máy đứng riêng lẻ). Trong trường hợp cuối cùng này, một bộ ắc quy phải có mặt để cung cấp năng lượng trong trường hợp thiếu bức xạ mặt trời.

Nói chung, một nhà máy quang điện độc lập làđược cấu thành bởi các thiết bị sau:
- Tấm pin mặt trời: được cấu tạo bởi quang điện, các tế bào được kết nối với nhau một cách thích hợp và được sử dụng để
chuyển đổi năng lượng ánh sáng mặt trời thành năng lượng điện;
- bộ điều chỉnh: nó là một thiết bị điện tử có thể điều chỉnh quá trình nạp và xả của bộ ắc quy;
- Pin ắc quy: chúng có thể cung cấp năng lượng trong trường hợp thiếu bức xạ mặt trời;
- Biến tần DC/AC: có chức năng biến đổi trực tiếp dòng điện thành dòng điện xoay chiều bằng cách điều khiển nó và ổn định
tần số và dạng sóng của nó.

Phương tiện công cộng

Dễ dàng điều chỉnh đường đặc tính tốc độ mô-men xoắn và tốc độ đã dẫn đối với việc sử dụng d.c. động cơ trong lĩnh vực sức
kéo điện. Cung cấp dòng điện một chiều cũng mang lại lợi thế lớn của có đường dây tiếp xúc bao gồm một dây dẫn duy nhất kể từ khi các đường ray cung cấp dây dẫn trở lại.
Trong tình huống hiện tại, dòng điện một chiều được sử dụng trên tất cả trong giao thông đô thị, đó là xe đẩy, xe điện, đường
sắt ngầm có điện áp cung cấp 600V hoặc 750V, lên đến 1000V. Việc sử dụng dòng điện một chiều không giới hạn ở lực kéo của xe chỉ, nhưng dòng điện một chiều đại diện cho một nguồn cung cấp cho các mạch phụ trên tàu xe; trong trường hợp này pin ắc quy được lắp đặt, tạo thành một nguồn cung cấp điện phụ được sử dụng nếu nguồn bên ngoài bị lỗi.

Tổng quan chung

Ví dụ

Các biến thể
Các bộ Trip từ nhiệt tương tự được sử dụng làm thiết bị bảo vệ đường dây trong lắp đặt AC cũng có sẵn để lắp đặt bảo vệ DC. Tuy nhiên, một hệ số hiệu chỉnh phải được áp dụng cho bộ Trip Unit Thí dụ:
3VM1010-100A, với bộ Trip Unit TM210 (In = 100 A, Ii = 1000 A): thiết bị chuyển mạch phải ngắt tức thời để đáp ứng dòng điện ngắn mạch 1428 A. Ii = 1000 A / 0,7 = 1428 A Khả năng ngắt 3VM với dòng điện một chiều

Cấu hình mạch đề xuất cho hệ thống DC

GF: Giám sát sự cố chạm đất
1) Ue> 250 V DC: Tấm cách điện DC là bắt buộc đối với kích thước 3VM10 và 3VM11 với tấm lắp không cách điện. 

Ghi chú
DC 2 cực (ngắt kết nối tất cả các cực), hệ thống nối đất Cực nối đất phải luôn được chỉ định cho đường dẫn riêng, để trong trường hợp có sự cố nối đất, luôn có 2 đường dẫn nối tiếp trong mạch với bộ ngắt mạch vỏ đúc 3 cực và 3 đường dẫn nối tiếp trong mạch mạch với bộ ngắt mạch vỏ đúc 4 cực, DC 2 cực (ngắt kết nối tất cả các cực), hệ thống không nối đất
Nếu không có khả năng xảy ra sự cố chạm đất kép hoặc nếu bất kỳ sự cố chạm đất nào xảy ra được xử lý ngay lập tức (giám sát sự cố chạm đất), thì 500 V sẽ là điện áp trực tiếp tối đa cho phép. Trong hệ thống không nối đất, tất cả các cực đều bị ngắt kết nối.

3VA molded case circuit breaker
Breaking capacity classes DC

3VA molded case circuit breakers
Frequencies other than 50/60 Hz

Thông số kỹ thuật