Chọn Icu và Ics máy cắt hạ thế: kiểm từ dòng ngắn mạch

Icu và Ics không được chọn từ dòng định mức tải. Phải tính dòng ngắn mạch dự kiến lớn nhất tại đúng vị trí lắp máy cắt trong mọi trạng thái nguồn được phép, rồi đọc khả năng cắt tại đúng điện áp, số cực và cấu hình sản phẩm. Icu phải không nhỏ hơn dòng sự cố dùng để lựa chọn. Ics còn gắn với yêu cầu phục hồi dịch vụ và quy trình kiểm tra sau sự cố. Bài này là phương pháp kiểm hồ sơ cho MSB/MDB của trạm 22–35/0,4 kV, không phải phê duyệt mã hàng hay chỉnh định.

Ví dụ dùng máy biến áp giả định 1.600 kVA, 400 V, uk = 6%. Không có dữ liệu khách hàng, giá, model hay kết quả hiện trường nào được suy diễn. Biên soạn: QuangAnhcons · Chuyên đề: Tính toán thiết kế hệ thống điện · Đối chiếu nguồn: 21/10/2026.

1. Khóa đầu vào trước khi mở catalogue

Phải định vị máy cắt ở đầu cực hạ áp MBA, đầu vào MSB, bus-tie, đầu ra MDB hay nhánh động cơ. Tổng trở nguồn tới từng điểm khác nhau nên cùng máy cắt 50 kA có thể đủ ở cuối tuyến nhưng không đủ sát MBA. Tên tủ và dòng tải không thay tọa độ tính.

Hồ sơ Việt Nam phải chỉ ra TCVN/QCVN và yêu cầu điện lực nào được hợp đồng hoặc cơ quan có thẩm quyền áp dụng. Bài này xác minh IEC công khai nhưng không tự gán TCVN, QCVN hay “quy định EVN” khi chưa có tài liệu dự án. Yêu cầu điện lực phải ghi tên đơn vị, số văn bản, ngày hiệu lực và ranh giới tài sản.

2. Icu và Ics trả lời hai câu hỏi khác nhau

IEC 60947-2:2024 áp dụng cho máy cắt có mạch chính tới 1.000 V AC hoặc 1.500 V DC, dành cho người được hướng dẫn hoặc có kỹ năng. Trang công khai chỉ xác nhận edition và scope; bài không trích điều khoản chưa đọc từ bản có bản quyền.

Icu là rated ultimate short-circuit breaking capacity tại điện áp làm việc xác định. Ics là rated service short-circuit breaking capacity, cũng gắn với điện áp xác định. Tài liệu công khai của Schneider Electric và Siemens mô tả các chuỗi thử khác nhau, vì vậy không được suy Ics từ Icu bằng kinh nghiệm. Cần lấy cả hai từ bảng đúng mã.

Cụm “máy cắt 50 kA” chưa đủ nếu không ghi 400/415/440/500/690 V, chuẩn thử và đó là Icu hay Ics. Icu 50 kA không chứng minh toàn tủ chịu 50 kA, không chứng minh chọn lọc và không thay Icw khi có trì hoãn cắt. Ics 50%, 75% hay 100% Icu là công bố của thiết bị cụ thể, không phải hệ số tùy chọn.

Tiêu chí Ics nên nối với rủi ro vận hành: tải có thiết yếu không, có máy cắt dự phòng không, thời gian thay thế, khả năng kiểm tra sau sự cố, yêu cầu tái cấp điện và hướng dẫn OEM. Ics cao hơn có thể giảm rủi ro dừng dài nhưng không cho phép tự đóng lại sau sự cố cực hạn.

3. Tính dòng ngắn mạch cực đại và cực tiểu

Trường hợp cực đại thường chi phối Icu: nguồn mạnh, điện áp theo hệ số max của phương pháp, tổng trở nhỏ, nhiều nguồn đóng góp, topology cho phép song song. Trường hợp cực tiểu kiểm tra tác động bảo vệ: nguồn yếu, tuyến dài, điện áp thấp, nhiệt độ dây khác, máy phát đơn lẻ. Một giá trị “Isc” duy nhất không đủ.

Phép tính dự án có thể áp dụng IEC 60909-0:2026 cho hệ thống AC ba pha 50/60 Hz trong phạm vi công bố, nếu basis of design chấp nhận edition này. Mô hình cần tổng trở nguồn, MBA, cáp/busduct, nguồn quay và nguồn biến đổi; ghi R/X, hệ số điện áp, trạng thái vận hành và dữ liệu OEM.

Phép gần đúng “nguồn trung áp vô hạn, chỉ có trở kháng MBA” chỉ dùng kiểm tra sơ bộ. Khi đó I_n=S_n/(√3U_n) và I_k≈I_n×100/u_k%. Nó bỏ qua tổng trở lưới nhưng cũng bỏ qua động cơ và nguồn khác; không gọi đây là kết quả IEC hoàn chỉnh.

Tổng trở cáp làm giảm dòng ở cuối tuyến, nhưng không được lấy dòng cuối tuyến để chọn incomer gần nguồn. Ngược lại, nếu hai MBA có thể song song trên cùng bus, dòng tăng đáng kể. “Tie thường mở” chỉ có giá trị khi SLD và liên động ngăn được trạng thái song song ngoài thiết kế.

4. Ví dụ hai đường tính: MBA 1.600 kVA, 400 V, uk=6%

Giả định một MBA ba pha 1.600 kVA, 22/0,4 kV, uk=6%, điểm tính ngay đầu cực 400 V, nguồn trung áp vô hạn, không cáp và không động cơ:

I_n=1.600.000/(√3×400)=2.309,4 A.

I_k≈2.309,4×100/6=38.490 A=38,49 kA.

Kiểm tra độc lập: S_k=1.600 kVA×100/6=26.666,7 kVA; I_k=26.666.700/(√3×400)=38.490 A. Hai đường khớp trong sai số làm tròn.

Khoảng 29,9% không phải “hệ số an toàn IEC”. Nó không tự xử lý dung sai uk, hệ số điện áp, lưới, động cơ hay mở rộng. Phải đọc đúng cột 400/415 V; không lấy khả năng cắt ở 240 V hoặc 690 V.

Nếu hai MBA giống nhau được phép song song và bỏ qua tổng trở liên kết, đóng góp gần đúng có thể là 2×38,49=76,98 kA. Máy cắt 50 kA khi đó không đủ. Nếu tie luôn mở, logic liên động phải được FAT/SAT, không chỉ ghi chú trên bản vẽ.

5. Chọn Icu trước, quyết định Ics theo phục hồi dịch vụ

Lập I_k,max cho từng vị trí và chọn Icu không nhỏ hơn giá trị thiết kế tại đúng Ue. Nếu dùng khả năng cắt có điều kiện nhờ thiết bị phía trước, phải có bảng back-up/coordination do nhà chế tạo công bố cho đúng cặp mã, điện áp và điều kiện. Không cộng khả năng cắt của hai máy.

Sau đó quy định Ics. Tải không thiết yếu, có thiết bị dự phòng và quy trình thay nhanh có thể chấp nhận Ics thấp hơn Icu nếu tiêu chí dự án cho phép. Incomer MSB của nhà máy cần khôi phục nhanh có thể cần Ics cao hơn. Đây là quyết định rủi ro, OPEX và downtime; không phải khẩu hiệu “Ics càng cao càng tốt”.

6. Một máy, nhiều máy và nguồn dự phòng

Một MBA: tính lưới, MBA, đoạn MBA–MSB, động cơ và nguồn phân tán; lưu cả max/min. Hai MBA, tie thường mở: tính từng phân đoạn và chế độ chuyển nguồn; kiểm máy còn lại có gánh tải ưu tiên sau shedding. Không gọi N−1 nếu không đủ tải cần giữ.

Hai MBA song song: kiểm tỷ số, tổ đấu dây, uk, phân tải và dòng sự cố cao hơn; đánh giá incomer, tie, nhánh, busduct và thanh cái. Máy phát: dòng thay đổi theo thời gian, điện kháng dưới quá độ, kích từ và điều khiển; không dùng công thức uk% của MBA. PV/BESS/UPS: đóng góp bị giới hạn bởi bộ biến đổi; dùng dữ liệu OEM cho grid/island mode.

7. Máy cắt đạt không đồng nghĩa tổ hợp tủ đạt

IEC 60947-2 là chuẩn sản phẩm máy cắt. MSB/MDB còn phải được đánh giá như tổ hợp theo phần IEC 61439 phù hợp mà dự án áp dụng. Hồ sơ tủ phải xác nhận thanh cái, dây nội bộ, đầu nối, PE, kết cấu, tăng nhiệt, khoảng cách, IP, môi trường và hướng vào cáp.

Nếu trip unit trì hoãn để chọn lọc, máy cắt và tủ phải chịu dòng trong thời gian trễ. Icu 65 kA không chứng minh Icw 65 kA/1 s. Icm cũng là đại lượng riêng. Phải đọc tất cả tại đúng Ue và đúng mã.

Cáp phải kiểm ampacity sau derating nhiệt, nhóm cáp, số tuyến song song và cách lắp; sụt áp; chịu nhiệt ngắn mạch theo thời gian cắt. Không lấy dòng frame thay Iz. Cáp song song cần cùng điều kiện chia dòng hợp lý. Phối hợp từ incomer tới nhánh phải xét quá tải, ngắn mạch max/min, chạm đất, chọn lọc và back-up. Phần mềm hãng phải ghi phiên bản thư viện và được kiểm độc lập.

8. ITP, FAT, SAT/T&C và an toàn

Công việc do người có năng lực thực hiện theo phiếu công tác, LOTO, xác nhận hết điện, tiếp địa tạm khi áp dụng và PPE theo đánh giá nguy cơ. Secondary injection không chứng minh khả năng cắt công suất. Primary injection, thử cơ khí hay điện môi chỉ làm theo procedure và giới hạn OEM.

Mini-WBS theo ngày làm việc: thu dữ liệu/SLD 2–5 ngày; dựng mô hình max/min 2–4 ngày FS; chọn ứng viên/TCC 2–4 ngày FS; thẩm tra độc lập 1–3 ngày FS; RFQ/submittal phụ thuộc phê duyệt; FAT–lắp–SAT/T&C theo lead time thực. Không cộng các khoảng thành cam kết; giao diện điện lực/OEM là mốc riêng.

9. Checklist RFQ có thể kiểm toán

1. Gắn source_id, revision SLD và vị trí máy cắt.
2. Liệt kê mọi trạng thái nguồn được phép/cấm.
3. Ghi I_k,max, I_k,min, X/R, phương pháp và phiên bản phần mềm.
4. Ghi điện áp đọc Icu/Ics; không chỉ ghi “50 kA”.
5. Ghi Icu tối thiểu và cơ sở khoảng dự phòng.
6. Ghi Ics tối thiểu cùng triết lý phục hồi.
7. Ghi Icw/thời gian và Icm khi cần.
8. Khóa frame, sensor, trip unit, cực, neutral và ground-fault.
9. Yêu cầu datasheet/certificate đúng mã.
10. Kiểm toàn tủ, busduct và cáp.
11. Đính kèm TCC/bảng phối hợp đúng cặp sản phẩm.
12. Ghi FAT/SAT/T&C, hold point và hồ sơ bàn giao.

Kết luận RFQ đúng phạm vi có thể viết: “Tại MSB-A, I_k,max=38,49 kA RMS đối xứng theo bộ giả định đính kèm; ứng viên cần Icu≥50 kA tại 400/415 V. Ics, Icw, Icm, trip unit và khả năng chịu của tủ chưa chốt trước khi nhận triết lý phục hồi, thời gian trễ và submittal đúng mã.”

10. Lỗi cần loại

• Dùng dòng định mức MBA để chọn Icu.
• Lấy Icu ở 240 V cho lưới 400/415 V.
• Ghi Ics=Icu khi chưa đọc datasheet.
• Bỏ trạng thái tie đóng hoặc song song.
• Dùng Icu máy cắt để công bố toàn MSB cùng kA.
• Không kiểm dòng cực tiểu và thời gian tác động.
• Dùng bảng phối hợp khác frame/trip unit/Ue.
• Trì hoãn chọn lọc nhưng không kiểm Icw.
• Thay mã sau FAT mà không tính/duyệt lại.
• Đóng lại sau sự cố khi chưa kiểm OEM.

11. Bài liên quan

• Dòng định mức hai phía trạm 22/0,4 kV: phân biệt dòng MBA và dòng sự cố.
• Thiết kế trạm giàn 400 kVA đến DB: giữ nhất quán tải, cáp và bảo vệ.
• Hồ sơ đặt hàng MBA: khóa uk%, điện áp và chế độ vận hành.

Để rà soát công trình, cần gửi SLD có revision, dữ liệu sự cố tại PCC, nhãn/FAT MBA, đoạn MBA–MSB, danh sách động cơ và topology dự phòng. QuangAnhcons chỉ phát hành kết quả thi công sau khi dữ liệu và người có thẩm quyền dự án phê duyệt.

12. Nguồn và giới hạn

• IEC 60947-2:2024: edition/scope máy cắt, không trích điều khoản từ catalogue.
• IEC 60909-0:2026: edition/scope tính ngắn mạch AC.
• Schneider Electrical Installation Guide: phép gần đúng ở đầu cực MBA.
• Schneider technical article: giải thích Icu/Ics, không phải datasheet model.
• Siemens support 21654397: kiểm chéo khái niệm, không chuyển thông số giữa model.
• ABB technical note: kiểm chéo ảnh hưởng trở kháng MBA.

Không bịa datasheet, giá, khách hàng, phê duyệt hoặc điều khoản. TCVN/QCVN và văn bản EVN áp dụng là dữ liệu dự án phải đối chiếu; chưa có thì ghi thiếu.

Chưa có kết quả tính nhanh. Bạn vẫn có thể gửi yêu cầu theo thiết kế.