Trang chủKết nốiHỗ trợ kỹ thuậtKiểm tra lựa chọn thiết bị bảo vệ cho điện mặt trời...

Kiểm tra lựa chọn thiết bị bảo vệ cho điện mặt trời mái nhà

Tóm tắt: Hiện nay, thế giới đang đẩy nhanh sử dụng năng lượng mặt trời với tốc độ chưa từng thấy. Dù nhu cầu năng lượng toàn cầu giảm 4,5% trong năm 2020, các công nghệ năng lượng mặt trời vẫn cho thấy những bước phát triển đầy tiềm năng. Trong năm ngoái, thế giới đã lắp đặt thêm hơn 127 gigawatt (GW) – tương đương 127.000 triệu Watt (W) năng lượng mặt trời – mức tăng theo năm lớn nhất từ trước đến nay.

• Tính toán tổn thất công suất hệ thống điện mặt trời áp mái nối lưới

Có thể nói năm 2020 đã chứng kiến sự bứt phá của điện mặt trời mái nhà (ĐMTMN) của Việt Nam. Tính đến hết ngày 31/12/2020, hơn 100.000 công trình điện mặt trời mái nhà đã được đấu nối vào hệ thống điện với tổng công suất lắp đặt lên tới gần 9.300 MWp. Trong đó, chỉ riêng 3 ngày (từ 29/12-31/12/2020) đã có thêm hơn 3.000MW với hơn 10.000 dự án được vận hành. Như vậy có thể nhận định rằng, Quyết định 13 của Thủ tướng Chính phủ thực sự đã tạo nên “cú hích” cho ĐMTMN phát triển. Với nhiều lợi ích mang lại cho chính chủ đầu tư cũng như cộng đồng, việc lắp đặt ĐMTMN đã được người dân, doanh nghiệp quan tâm.

Tuy nhiên, hầu hết các dự án điện mặt trời mái nhà vẫn còn rất nhiều vấn đề. Nguyên nhân là do các ứng dụng về mặt kỹ thuật của công nghệ hiện tại chưa được áp dụng trong quá trình thiết kế xây dựng và vận hành. Các vấn đề này ảnh hưởng đến độ tin cậy của hệ thống và đôi khi làm giảm hiệu suất của dự án, không mang lại hiệu quả kinh tế như mong muốn.

1. Lựa chọn thiết bị bảo vệ tại xưởng 1 và xưởng 2

Tại tủ điện phân phối hạ thế của xưởng 1 và xưởng 2, nguồn điện AC từ các lộ ra của inverter trước khi đấu vào thanh cái hạ thế được bảo vệ ngắn mạch bằng MCCB (Moulded Case Circuit Breaker) hạ thế (với chức năng bảo vệ ngắn mạch cho từng inverter). Lộ ra thanh cái hạ thế trước khi đấu vào đường dây dẫn đến máy biến áp 22/0,4 kV cũng được bảo vệ ngắn mạch bằng ACB (Air Circuit Breaker) hạ thế (với chức năng bảo vệ ngắn mạch tại thanh cái tủ phân phối hạ thế).

Hình 1: Hình ảnh sơ đồ nguyên lý bảo vệ của tủ điện phân phối hạ thế xưởng 1  và 2

Loại MCCB dùng cho xưởng 1 và 2 là loại NE250-SV và ACB là loại AE2000-SW, với các thông số kỹ thuật cơ bản như sau:

Bảng 1:  Bảng so sánh thông số kỹ thuật của MCCB – NE250-SV và ACB – AE2000-SW

Ngoài ra, hai thiết bị MCCB loại NE250-SV và ACB loại AE2000-SW, có hai đặc tuyến bảo vệ cũng khác nhau:

Hình 2: So sánh đặc tuyến bảo vệ giữa MCCB – NE250-SV (bên phải) và ACB – AE2000-SW (bên trái)

2. Kiểm tra lựa chọn thiết bị bảo vệ tại xưởng 1 và 2

Theo thông số kỹ thuật của biến tần (inverter) dùng tại xưởng 1 và xưởng 2 thì dòng điện AC ở chế độ làm việc bình thường là 152A (ở mức điện áp 380V). Khi xét chọn thiết bị bảo vệ inverter với hệ số an toàn là 1,25 thì dòng điện làm việc của thiết bị bảo vệ là 190A. Như vậy việc chọn MCCB loại NE250-SV với dòng làm việc liên tục là 200A để bảo vệ ngắn mạch cho các biến tần (inverter) tại xưởng 1 và xưởng 2 là hợp lý và đảm bảo an toàn và độ tin cậy.

Tương tự như vậy, khi xét chọn thiết bị bảo vệ cho thanh cái tủ phân phối hạ thế thì dòng làm việc của thiết bị là 1710A. Như vậy, việc chọn ACB loại AE2000-SW với dòng làm việc liên tục là 2000A để bảo vệ ngắn mạch cho thanh cái tủ phân phối hạ thế tại xưởng 1 và xưởng 2 là hợp lý và đảm bảo an toàn và độ tin cậy.

3. Kiểm tra sự phối hợp bảo vệ giữa các MCCB và ACB tại xưởng 1 và 2

Thiết kế lại sơ đồ bảo vệ tại tủ điện phân phối hạ thế và các thông số thiết bị như sơ đồ nguyên lý đã được sử dụng tại xưởng 1 và xưởng 2 để mô phỏng trên phần mềm ETAP.

Hình 3: Mô phỏng lựa chọn thiết bị bảo vệ tại xưởng 1&2

Từ kết quả tính toán từ phần mềm, thời gian tác động của các thiết bị bảo vệ tại xưởng 1 như sau:

Bảng 2. Bảng tính toán thời gian tác động khi có ngắn mạch của MCCB – NE250-SV và ACB – AE2000-SW tại xưởng 1

Khi có ngắn mạch ở biến tần (inverter) 5 tại xưởng 1 thì dòng ngắn mạch là 2950A, MCCB 200A (NE250-SV) có thời gian ngắt từ 0.01s – 4.2s, ACB 2000A (AE2000-SW) có thời gian ngắt từ 30s – 45s. Từ đó có thể nhận xét được là MCCB ngắt trước ACB. Cho nên việc lựa chọn MCCB, ACB là hợp lý.

Tương tự, ta cũng có kết quả tính toán từ phần mềm, thời gian tác động của các thiết bị bảo vệ tại xưởng 2 như sau:

Bảng 3: Bảng tính toán thời gian tác động khi có ngắn mạch của MCCB – NE250-SV và ACB – AE2000-SW tại xưởng 2

Khi có ngắn mạch ở biến tần (inverter) 1 tại xưởng 2 thì dòng ngắn mạch là 7920A, MCCB 200A (NE250-SV) có thời gian ngắt từ 0.01s – 0.02s, ACB 2000A (AE2000-SW) có thời gian ngắt từ 4s – 6.1s. Từ đó có thể nhận xét được là MCCB ngắt trước ACB. Cho nên việc lựa chọn MCCB, ACB là hợp lý.

4. Kết Luận

Nhận xét việc lựa chọn thiết bị bảo vệ: Ta có thể nhận ra rằng đối với sự cố của từng inverter thì thời gian tác động của MCCB là rất nhanh và độ chênh lệch về thời gian tác động cũng lớn hơn nhiều so với ACB. Điều đó cũng có nghĩa là khi có sự cố xảy ra ở một inverter thì MCCB của inverter đó tác động ngay lập tức, cô lập sự cố đó ra khỏi hệ thống phân phối hạ thế và tránh tình trạng ACB cũng có thể tác động cô lập sự cố làm phạm vi mất điện bị mở rộng. Đảm bảo được tính an toàn, chọn lọc và tin cậy khi bị sự cố.

PGS.TSKH. Ngô Đăng Lưu (Đại học quốc gia TP.HCM)
PGS. TS Nguyễn Hùng (trường Đại học Công nghệ TP.HCM)
TS. Nguyễn Đình Long (trường ĐH Đồng Nai)

Theo dõi fanpage chúng tôi

BÌNH LUẬN

Vui lòng nhập bình luận của bạn
Vui lòng nhập tên của bạn ở đây

Bài viết cùng chủ đề

Thúc đẩy phát triển đô thị thông minh và phát triển bền vững qua Smart City Asia 2024

Smart City Asia 2024 là cơ hội lớn cho các cơ quan quản lý nhà nước, các địa phương, các chuyên gia và cộng đồng doanh nghiệp cùng nhau trao đổi, thảo luận những vấn đề và giải pháp trong phát triển đô thị thông minh, phát triển bền vững.

Ban hành Kế hoạch thực hiện Chiến lược phát triển năng lượng

Bộ trưởng Bộ Công thương vừa ký Quyết định 854/QĐ-BCT ban hành Kế hoạch thực hiện Chiến lược phát triển năng lượng quốc gia Việt Nam đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2045.

AI và Học máy là công nghệ hàng đầu được lựa chọn trong sản xuất thông minh

AI được xếp hạng là khả năng hàng đầu mà các nhà sản xuất tin rằng sẽ mang lại kết quả kinh doanh lớn nhất. 83% nhà sản xuất mong đợi sử dụng Generative AI (GenAI) trong hoạt động của họ vào năm 2024.

Vì cam kết Net Zero, doanh nghiệp xây dựng phải thay đổi

Hiện nay, tại Việt Nam đã có sự triển khai tích cực của nhiều giải pháp, tập trung vào việc hoàn thiện các cơ chế và chính sách nhằm thúc đẩy cam kết Net Zero. Các doanh nghiệp và nhà đầu tư đã thấy được nhiều cơ hội và thách thức mới trong việc xây dựng các công trình xanh.

Siemens thúc đẩy các giải pháp xây dựng, vận hành trung tâm dữ liệu bền vững

Ngày hội Trung tâm Dữ liệu (Siemens Vietnam Data Center Day) do công ty Siemens Việt Nam tổ chức, diễn ra vào sáng ngày 9/4 đã cập nhật thông tin đa chiều và thảo luận về giải pháp xây dựng, vận hành và quản lý các trung tâm dữ liệu sao cho bền vững.

Bài viết nổi bật

Thúc đẩy phát triển đô thị thông minh và phát triển bền vững qua Smart City Asia 2024

Smart City Asia 2024 là cơ hội lớn cho các cơ quan quản lý nhà nước, các địa phương, các chuyên gia và cộng đồng doanh nghiệp cùng nhau trao đổi, thảo luận những vấn đề và giải pháp trong phát triển đô thị thông minh, phát triển bền vững.

Doanh nghiệp cần nhận thức rõ quản lý năng lượng trong chuyển đổi ESC

Chương trình CafeTech với chủ đề “Định hướng phát triển khu chế xuất Tân Thuận và vai trò của quản lý năng lượng trong việc chuyển đổi ESG” đã giúp doanh nghiệp nhận thức rõ hơn trong việc tìm kiếm các giải pháp công nghệ nhằm nâng cao hiệu quả hoạt động, giảm thiểu tác động đến môi trường và phát triển bền vững trong tương lai gần.

AI và Học máy là công nghệ hàng đầu được lựa chọn trong sản xuất thông minh

AI được xếp hạng là khả năng hàng đầu mà các nhà sản xuất tin rằng sẽ mang lại kết quả kinh doanh lớn nhất. 83% nhà sản xuất mong đợi sử dụng Generative AI (GenAI) trong hoạt động của họ vào năm 2024.