Mục lục · 11 phần
Bộ giám sát dòng rò RCMU (Residual current monitoring unit) là bộ phận trong biến tần (inverter) không biến áp, đo liên tục tổng dòng dư xoay chiều (AC) lẫn một chiều (DC), để tách biến tần khỏi lưới khi dòng dư vượt giới hạn.[1][2] Theo IEC 62109-2, biến tần có công suất đến 30 kVA phải tách khỏi lưới trong 0,3 giây khi dòng rò liên tục vượt 300 mA.[2][3] Khi dòng rò tăng đột ngột thêm 30 mA, biến tần cũng phải ngắt trong 0,3 giây; mức tăng 150 mA buộc biến tần ngắt trong 0,04 giây.[2][3] Ngưỡng dòng rò liên tục nhằm chống cháy, còn ngưỡng tăng đột ngột nhằm chống điện giật.[4][5] Việc lắp thêm thiết bị chống dòng rò (RCD) phụ thuộc quy chuẩn lắp đặt và loại RCD hãng biến tần chấp thuận.[6]
Thiết bị chống dòng rò lắp trong tủ điện, gồm RCCB và RCBO, được giới thiệu ở bài CB chống giật.
Tóm tắt nhanh
| Mục | Thông tin chính |
|---|---|
| Tên tiếng Anh | Residual current monitoring unit, viết tắt RCMU[7] |
| Định nghĩa | Bộ giám sát dòng rò RCMU (Residual current monitoring unit) là bộ phận trong biến tần (inverter) không biến áp, đo liên tục tổng dòng dư xoay chiều (AC) lẫn một chiều (DC), để tách biến tần khỏi lưới khi dòng dư vượt giới hạn[1][2] |
| Tiêu chuẩn sản phẩm | IEC 62109-2:2011 ấn bản 1.0, mục 4.8.3.5 Protection by residual current monitoring[8][9] |
| Đại lượng đo | Tổng dòng hiệu dụng (RMS) gồm cả thành phần AC và DC[2] |
| Ngưỡng dòng rò liên tục | 300 mA với biến tần đến 30 kVA; 10 mA cho mỗi kVA với biến tần trên 30 kVA; ngắt trong 0,3 s[2][3] |
| Ngưỡng tăng đột ngột | 30 mA ngắt trong 0,3 s; 60 mA trong 0,15 s; 150 mA trong 0,04 s[2][3] |
| Dòng rò khi không có sự cố | Dòng qua điện dung ký sinh giữa dàn pin và đất, thay đổi theo thời tiết[10][11] |
| Khác CB chống dòng rò | RCCB theo IEC 61008-1 và RCBO theo IEC 61009-1 là thiết bị đóng cắt riêng, đặt giữa biến tần và lưới[12][2] |
| RCD lắp ngoài | IEC 60364-7-712 yêu cầu RCD loại B, trừ khi hãng biến tần chấp thuận loại khác[13][6] |
| Ví dụ bảng thông số | SMA Sunny Tripower CORE2 STP 110-60: All-pole sensitive residual-current monitoring unit, Available[14] |
1. Bộ giám sát dòng rò RCMU (Residual current monitoring unit) là gì?
Bộ giám sát dòng rò RCMU (Residual current monitoring unit) là bộ phận trong biến tần (inverter) không biến áp, đo liên tục tổng dòng dư xoay chiều (AC) lẫn một chiều (DC), để tách biến tần khỏi lưới khi dòng dư vượt giới hạn.[1][2] Biên bản thử IEC 62109-2 ghi RCMU tích hợp trong biến tần giám sát cả dòng dư liên tục quá lớn lẫn dòng dư tăng đột ngột.[2] Khi có lỗi, biến tần dừng, tách khỏi lưới và báo lỗi.[2] RCMU của biến tần Fronius Symo phát hiện chạm đất ở cả cực dương lẫn cực âm của dàn pin.[7]
Dòng điện dư (Residual current) là gì?
Dòng điện dư (Residual current) là dòng điện giữa một phần mang điện và phần dẫn điện tiếp cận được hoặc đất.[15] TCVN 7447-7-712:2019 dùng chữ "dòng dư", ví dụ tên IEC 62423 được dịch là "Áp tô mát tác động bằng dòng dư kiểu F và kiểu B".[16]
Dòng sự cố chạm đất và dòng rò xuống đất
IEC 61008-1 tách hai loại dòng điện chạy xuống đất.[12] Dòng sự cố chạm đất (earth fault current) là dòng điện chạy xuống đất do hỏng cách điện.[12] Dòng rò xuống đất (earth leakage current) là dòng điện chạy từ phần mang điện xuống đất khi cách điện không hỏng.[12]
Chạm đất (Earth fault) là gì?
Chạm đất (Earth fault) là đường dẫn điện ngoài ý muốn giữa một dây mang điện và đất.[5] Đường dẫn này có thể đi qua lớp cách điện hỏng, qua kết cấu như cột, giàn giáo, hoặc qua cây cối.[5] Một đường chạm đất có thể có trở kháng đáng kể.[5] Ngưỡng ngắt đặt quá cao làm các chỗ chạm đất có trở kháng lớn không được phát hiện.[3]
RCMU đo cả dòng AC lẫn dòng DC
IEC 62109-2 yêu cầu mạch giám sát dòng dư đo tổng dòng hiệu dụng, gồm cả thành phần AC và thành phần DC.[2] RCMU của biến tần Fronius Symo đo tổng dòng hiệu dụng xuống đất, gồm cả AC và DC.[7] Mạch giám sát dòng dư trong biến tần Kostal PLENTICORE MP G3 nhạy cả AC lẫn DC, tương đương một RCD loại B.[17] Trên datasheet, chức năng này có thể in là "All-pole sensitive residual-current monitoring unit", ví dụ ở biến tần SMA STP 110-60.[14]
RCMU khác bộ giám sát dòng dư RCM ở điểm nào
Bộ giám sát dòng dư (Residual current monitor, RCM) là thiết bị theo dõi dòng dư và phát cảnh báo khi dòng dư vượt giá trị tác động.[15] RCM theo IEC 62020-1 không được dùng làm thiết bị bảo vệ.[15] Với RCMU trong biến tần, IEC 62109-2 yêu cầu biến tần tách khỏi lưới trong thời gian quy định.[2] Thiết bị bảo vệ chạm đất cho dàn pin theo IEC 63112 có ba việc: phát hiện, ngắt và báo cho người vận hành.[5]
Định nghĩa trên gắn RCMU với biến tần không biến áp. Mục 2 giải thích vì sao loại biến tần này cần giám sát dòng dư.
2. Vì sao biến tần không cách ly cần RCMU?
Biến tần không cách ly cần đo dòng rò và dòng sự cố vì thiếu cách ly điện giữa lưới và dàn pin.[18] Phép đo này là điều kiện để biến tần đạt các tiêu chuẩn an toàn.[18] Dàn pin có điện dung lớn với đất nên RCD thường không dùng được, và RCMU là giải pháp thường gặp.[1] Điện dung ký sinh lớn giữa đất và tấm pin sinh dòng rò ngay cả khi không có sự cố.[19][10]
Biến tần không cách ly (Non-isolated inverter) là gì?
Biến tần không cách ly (Non-isolated inverter) là biến tần không có ít nhất mức phân cách đơn giản (simple separation) giữa lưới điện và mạch pin mặt trời (PV).[20] Biến tần cách ly (Isolated inverter) là biến tần có ít nhất mức phân cách đơn giản giữa hai mạch này.[8] Ở biến tần không cách ly, mạch điện tử của biến tần nằm trên đường dòng sự cố đi từ dàn pin tới điểm nối đất của lưới.[20]
Dòng sự cố đi từ phía lưới vào dàn pin
Trong hệ dùng biến tần không biến áp, dòng sự cố chạm đất ở dàn pin được cấp từ phía AC.[3] Vì vậy thiết bị đo dòng dư có thể đặt ở phía AC của biến tần.[3] Tiêu chuẩn VDE 0126-1-1 của Đức đặt giới hạn cho dòng sự cố và dòng rò xuống đất của biến tần nối lưới.[18] Biến tần nối lưới phải tách khỏi lưới khi xảy ra sự cố.[18]
Điện dung ký sinh giữa dàn pin và đất
Tấm pin mặt trời tạo thành một tụ điện với môi trường xung quanh, gọi là điện dung ký sinh với đất.[10] Điện dung này không cần cho hoạt động của dàn pin.[10] Biến tần không biến áp đưa một phần điện áp xoay chiều lên dàn pin, làm điện dung này nạp và xả liên tục.[10] Dòng nạp xả đó chạy qua các tụ ký sinh xuống đất, gọi là dòng rò điện dung.[10][11]
Tác hại của dòng rò trong biến tần không biến áp
Biến tần không biến áp không có cách ly điện, nên dòng rò có thể chạy qua các tụ ký sinh.[11] Dòng rò gây giảm hiệu suất, méo dòng điện đầu ra, nhiễu điện từ (EMI) và các vấn đề an toàn.[11] Dòng rò còn có thể rút ngắn tuổi thọ tấm pin.[11] Điện dung ký sinh lớn giữa đất và tấm pin có thể gây mất an toàn.[19]
Chạm đất ở dàn pin và nguy cơ cháy
Sự cố chạm đất ở dàn pin mặt trời đã gây nhiều vụ cháy được ghi nhận trên thế giới.[3] Đám cháy có thể thiêu rụi công trình và đe dọa tính mạng người bên trong.[3] Lỗi hồ quang một chiều, một nguồn gây cháy khác, được trình bày ở bài lỗi hồ quang DC.
Hai cách đáp ứng IEC 62109-2 cho biến tần không cách ly
Mục 4.8.3 của IEC 62109-2 quy định việc phát hiện dòng dư của dàn pin.[8] Mục 4.8.3.4 mang tên bảo vệ bằng RCD, mục 4.8.3.5 mang tên bảo vệ bằng giám sát dòng dư.[8] Yêu cầu bảo vệ bằng RCD được đáp ứng khi có một RCD 30 mA đặt giữa biến tần và lưới.[2] Trong biên bản thử của một biến tần dùng RCMU tích hợp, mục 4.8.3.5 được đánh giá đạt và mục 4.8.3.4 được ghi là không áp dụng.[2] Biên bản này vẫn lưu ý RCD bổ sung có thể cần trong ứng dụng thực tế.[2]
Hai cách đáp ứng trên dẫn tới câu hỏi RCMU đo dòng rò ra sao. Mục 3 trình bày cách RCMU đo và ra quyết định ngắt.
3. RCMU đo dòng rò và ngắt biến tần như thế nào?
RCMU đo dòng chênh lệch trên các dây dẫn, rồi so dòng dư với hai loại ngưỡng của IEC 62109-2.[10][2]
Nguyên lý so dòng điện trên các dây dẫn
Nhiều thiết bị đo dòng dư làm việc bằng cách theo dõi dòng chênh lệch giữa dây dương và dây âm của mạch.[3] Mọi sự mất cân bằng vượt ngưỡng đặt trước được coi là do chạm đất.[3] Bộ giám sát dòng dư RCM theo IEC 62020-1 chỉ phản ứng với dòng sự cố làm mất cân bằng, chức năng giám sát của RCM là thụ động.[15]
Tách dòng rò điện dung khỏi dòng sự cố
Biến tần SMA đo dòng chênh lệch, gồm dòng rò điện dung cộng dòng dư, rồi tính ra dòng dư.[10] Dòng rò điện dung là dòng phản kháng, lệch pha 90° so với điện áp lưới và gần như không gây tổn hao.[10] Trên tụ điện, điện áp chậm pha so với dòng điện.[21] Khi dòng rò điện dung quá lớn, phép tính dòng dư của biến tần SMA kém chính xác và biến tần có thể ngắt không cần thiết.[10]
Hai kiểu giám sát: dòng liên tục và bước tăng đột ngột
IEC 62109-2 yêu cầu giám sát hai trường hợp: dòng dư liên tục quá lớn và dòng dư tăng đột ngột quá lớn.[2] IEC 63112 cũng có hai mục riêng: giám sát dòng nguy cơ điện giật và giám sát dòng nguy cơ cháy (liên tục).[5] Với các biến tần Fronius đạt IEC 62109-2 và IEC 63112, ngưỡng dòng dư liên tục dùng để chống cháy, bước tăng đột ngột dùng để chống điện giật.[4]
Lọc xung dòng khi biến tần đóng vào dàn pin
Khi biến tần vừa đóng vào dàn pin, điện dung của dàn xả ra và tạo các xung dòng rò ngắn.[3] Phép lấy trung bình trong mạch đo dòng dư có tác dụng làm trơn tín hiệu, loại bỏ các thay đổi đột ngột.[3]
Cách đo đã rõ, câu hỏi tiếp theo là ngưỡng nào buộc biến tần ngắt. Mục 4 trình bày các ngưỡng của IEC 62109-2.
4. Ngưỡng dòng rò của RCMU theo IEC 62109-2
Ngưỡng dòng rò của RCMU theo IEC 62109-2 gồm một ngưỡng liên tục tính theo công suất biến tần và ba bậc tăng đột ngột kèm thời gian ngắt.[2][3] Các ngưỡng nằm ở mục 4.8.3.5 và Bảng 31 của IEC 62109-2.[8]
Ngưỡng dòng rò liên tục 300 mA và 10 mA mỗi kVA
Biến tần có công suất ra liên tục đến 30 kVA được phép dòng dư liên tục tối đa 300 mA.[2][3] Biến tần trên 30 kVA được phép tối đa 10 mA cho mỗi kVA công suất ra liên tục định mức.[2][3] Khi vượt ngưỡng, biến tần phải ngắt khỏi lưới trong 0,3 giây.[2]
Công thức ngưỡng cho biến tần trên 30 kVA viết đầy đủ như sau.[2][3]
Ngưỡng dòng dư liên tục (mA) = 10 mA × Công suất ra liên tục định mức của biến tần (kVA)
Bảng thời gian ngắt khi dòng rò tăng đột ngột
Khi dòng dư tăng đột ngột, biến tần phải tách khỏi lưới trong thời gian ghi ở Bảng 31 của IEC 62109-2.[2]
Bước tăng càng lớn, thời gian cho phép càng ngắn: 150 mA phải ngắt nhanh gấp 0,3 / 0,04 = 7,5 lần bước 30 mA.
Bậc 30 mA và bảo vệ người
Bậc tăng đột ngột 30 mA thuộc nhóm ngưỡng chống điện giật, biến tần phải tách khỏi lưới trong 0,3 giây.[4][2] RCBO có dòng dư định mức không quá 30 mA được dùng làm biện pháp bảo vệ bổ sung theo IEC 61009-1.[22]
Ngưỡng của VDE 0126-1-1 tại Đức
Các giới hạn dòng xuống đất của tiêu chuẩn VDE 0126-1-1 gồm hai mức 30 mA và 300 mA, thời gian ngắt 0,3 giây.[19] Mức 300 mA của VDE 0126-1-1 được dùng làm giới hạn khi đánh giá mạch biến tần không biến áp.[11] Biến tần Fronius Symo được hãng xác nhận đạt yêu cầu giám sát dòng dư của cả IEC 62109-2 lẫn VDE 0126-1-1.[7]
Ngưỡng tương ứng của UL 1741 tại Mỹ
Một quyết định chứng nhận (CRD) của UL 1741 ngày 26/04/2010 áp cho biến tần không biến áp đến 30 kVA.[3] Quyết định này dùng cùng ngưỡng 300 mA liên tục và các bậc 30, 60, 150 mA như IEC 62109-2.[3] Theo UL 1741 ấn bản 2, hệ có biến áp cách ly và dàn pin nối đất dùng ngưỡng từ 1.000 mA tới 5.000 mA tùy công suất.[3]
Ấn bản IEC 62109-2 đang áp dụng
IEC 62109-2 ấn bản 1.0 phát hành ngày 23/06/2011, ngày ổn định ghi trên IEC Webstore là năm 2026.[9] Trang IEC Webstore của ấn bản này không ghi sửa đổi, đính chính hay ấn bản thay thế nào.[9] IEC 62109-2 phải dùng cùng IEC 62109-1.[9] Dự thảo ấn bản 2 (82/2460/CDV) được gửi lấy ý kiến từ 22/08/2025, hạn bỏ phiếu 14/11/2025, và ghi rõ không dùng để tham chiếu.[23] Ngày 09/10/2026, dự án ấn bản 2 ở giai đoạn 50.60, tức đã kết thúc bỏ phiếu và ban thư ký đã gửi bản in thử.[24] Ấn bản 2 được soạn để thay thế ấn bản 1 năm 2011.[23] Hai tiêu chuẩn được giới thiệu ở bài IEC 62109-1 và bài IEC 62109-2.
Mục 5 xét phần dòng rò xuất hiện cả khi dàn pin không có sự cố.
5. Dòng rò điện dung của dàn pin và hiện tượng ngắt nhầm
Dòng rò điện dung là dòng xuống đất qua điện dung ký sinh của dàn pin, có mặt cả khi cách điện tốt.[10] Khi dòng này quá lớn, biến tần có thể ngắt không cần thiết.[10]
Điện dung ký sinh của tấm pin với đất
Điện dung ký sinh được tính theo công thức tụ điện phẳng, với A là diện tích bề mặt hiệu dụng và d là khoảng cách giữa hai bản cực.[10][25]
Điện dung C (F) = Hằng số điện môi chân không ε0 × Hằng số điện môi tương đối εr × Diện tích A (m²) / Khoảng cách d (m)
Công thức tính dòng rò điện dung
Công thức tính dòng rò điện dung hiệu dụng viết đầy đủ như sau.[10][21]
Dòng rò điện dung I (A) = Điện dung với đất C (F) × 2π × Tần số lưới f (Hz) × Điện áp trên dàn pin U (V)
Trong công thức, U là giá trị hiệu dụng của điện áp xoay chiều trên dàn pin, f là tần số lưới.[10] Trở kháng của tụ điện bằng 1 chia cho tích của tần số góc và điện dung.[21] Theo công thức, dòng rò điện dung tỷ lệ với điện dung và với điện áp trên dàn pin.[10]
Mưa, sương và dòng rò buổi sáng
Khi bề mặt tấm pin ướt do mưa hoặc ngưng tụ, điện dung ký sinh tăng.[10] Trong thử nghiệm thực địa, giới hạn điện dung của biến tần chỉ bị chạm khi mưa đặc biệt to.[10] Sương buổi sáng làm điện dung tăng, còn nắng gắt làm điện dung giảm xuống mức thấp.[10] Điện dung ký sinh thay đổi theo điều kiện thời tiết.[11]
Điện áp trên dàn pin theo cấu trúc biến tần
Với biến tần ba pha không biến áp, điện áp dao động trên dàn pin nhỏ hơn nhiều so với biến tần một pha.[10] Vì vậy dòng rò điện dung của biến tần ba pha nhỏ hơn.[10] Điện áp bus một chiều cũng là yếu tố chính làm tăng dòng rò qua tấm pin và biến tần.[3]
Cách giảm ngắt nhầm do dòng rò điện dung
Mỗi biến tần SMA có một giới hạn điện dung ghi trong sổ tay vận hành.[10] Cách giảm ngắt nhầm thứ nhất cho biến tần SMA là dùng RCD ngoài có dòng dư định mức cao hơn.[10] Hai cách còn lại là chọn biến tần có giới hạn điện dung cao hơn, hoặc chia dàn pin và dùng thêm biến tần.[10] Người thiết kế được khuyên hỏi nhà sản xuất tấm pin số liệu điện dung ký sinh khi chưa từng ghép loại tấm đó với biến tần không biến áp.[10] Ngưỡng phát hiện cần đặt cao hơn dòng rò lớn nhất khi hệ không có sự cố.[3] Dữ liệu một năm của 340 biến tần 500 kW cho dòng rò lớn nhất mỗi ngày khoảng 1,1 A.[3]
Các mục trên xét dòng rò từ phía dàn pin và biến tần. Mục 6 phân biệt RCMU với các loại CB chống dòng rò lắp ngoài.
6. RCMU khác CB chống dòng rò (RCD, RCCB, RCBO) ở điểm nào?
RCMU là bộ phận tích hợp trong biến tần, còn CB chống dòng rò (RCD) là thiết bị đóng cắt riêng đặt giữa biến tần và lưới.[2] RCMU tách biến tần khỏi lưới, còn RCD vừa phát hiện dòng dư vừa tự mở mạch điện được bảo vệ.[2][22]
Thiết bị dòng dư (Residual current device) là gì?
Thiết bị dòng dư (Residual current device, RCD) là thiết bị đóng cắt tự phát hiện dòng dư và ngắt mạch, dùng để bảo vệ người khi chạm gián tiếp.[12][6] RCCB theo IEC 61008-1 chủ yếu dùng để chống điện giật.[12]
RCCB và CB chống dòng rò có bảo vệ quá dòng (RCBO, residual current breaker with overcurrent protection)
RCCB là aptomat tác động bằng dòng dư không có bảo vệ quá dòng tích hợp, theo IEC 61008-1.[12] RCBO là aptomat tác động bằng dòng dư có bảo vệ quá dòng tích hợp, theo IEC 61009-1.[22] RCBO vừa phát hiện dòng dư vừa đóng, mang và cắt được dòng điện vượt định mức (quá dòng).[22] Bảo vệ quá dòng phía AC của chính biến tần được trình bày ở bài bảo vệ quá dòng AC.
Các loại RCD: AC, A, F và B
IEC 61008-1 quy định thời gian ngắt với dòng dư xoay chiều cho cả loại AC và loại A.[12] Bảng thời gian ngắt với dòng dư một chiều dạng xung nửa sóng chỉ áp cho loại A.[12] RCD loại F ngắt như loại A, cộng thêm dòng dư một chiều dạng xung chồng lên dòng một chiều phẳng.[26] RCD loại B ngắt như loại F, cộng thêm dòng xoay chiều tới 1.000 Hz và dòng một chiều phẳng ở cả hai cực tính.[26]
Dòng một chiều làm RCD loại A mất tác dụng
Dòng một chiều phẳng là dòng một chiều không có gợn sóng.[26] RCD loại F không được dùng ở nơi có thể xuất hiện dòng dư một chiều phẳng.[26] Dòng một chiều chạm đất lớn gây hiện tượng làm "mù" RCD loại AC, A và F.[13] RCD loại AC không phù hợp với bất kỳ dòng một chiều nào bơm qua nó.[27]
Dòng DC bơm qua RCD
Dòng DC bơm qua RCD ở nhiều mức khác nhau có thể làm RCD ngắt sai hoặc ngắt chậm.[27] Thành phần một chiều trong dòng điện biến tần phát lên lưới được trình bày ở bài dòng DC bơm vào lưới.
Bảng so sánh RCMU, RCD và RCM
| Tiêu chí | RCMU trong biến tần | RCD (RCCB, RCBO) | RCM |
|---|---|---|---|
| Vị trí | Tích hợp trong biến tần[2] | Thiết bị riêng giữa biến tần và lưới[2] | Thiết bị riêng trong hệ thống điện[15] |
| Tiêu chuẩn | IEC 62109-2, mục 4.8.3.5[8] | IEC 61008-1, IEC 61009-1, IEC 62423[12][26] | IEC 62020-1[15] |
| Dạng dòng đo | Tổng dòng RMS gồm AC và DC[2] | Theo loại AC, A, F, B[26] | Dòng dư[15] |
| Tác động | Ngắt biến tần khỏi lưới[2] | Ngắt mạch, bảo vệ chạm gián tiếp[6] | Chỉ phát cảnh báo[15] |
| Ngưỡng điển hình | 300 mA liên tục, bậc 30, 60, 150 mA[2] | Ví dụ 30 mA cho bảo vệ bổ sung[22] | Theo giá trị tác động của thiết bị[15] |
Bảng so sánh cho thấy RCMU và RCD nằm ở hai vị trí khác nhau. Mục 7 xét khi nào cần lắp thêm RCD và chọn loại nào.
7. Biến tần có RCMU có cần lắp CB chống dòng rò bên ngoài không?
Biến tần có RCMU có cần lắp CB chống dòng rò bên ngoài hay không phụ thuộc quy chuẩn lắp đặt và hướng dẫn của hãng biến tần.[6] Biến tần SMA STP 110-60 không cần RCD bên ngoài khi vận hành.[28] Đơn vị vận hành lưới thường không yêu cầu rõ phải có RCD, chỉ yêu cầu lắp đặt đúng tiêu chuẩn.[6]
Yêu cầu của IEC 60364-7-712 về RCD loại B
Với nguồn pin mặt trời không có ít nhất phân cách đơn giản, IEC 60364-7-712 quy định RCD bảo vệ bằng tự động ngắt nguồn là loại B.[13][6] Ngoại lệ là khi hãng biến tần chấp thuận dùng loại RCD khác.[6] Nếu biến tần không thể cấp dòng sự cố một chiều vào hệ thống, RCD loại B không còn bắt buộc.[13]
Khi nào được dùng RCD loại A
Nhiều biến tần SMA được chấp thuận dùng với RCD loại A.[6] Tiêu chuẩn Úc AS/NZS 4777.2, điều 9.2.5, yêu cầu biến tần ghi cảnh báo kèm định mức và loại RCD cần dùng.[27] Khi hãng biến tần không hướng dẫn, AS/NZS 4777.2 quy định dùng RCD loại B.[27]
Chọn RCD tương thích với biến tần
Người lắp đặt chỉ được dùng RCD tương thích với biến tần tương ứng, thông tin tương thích ghi trong sổ tay vận hành của biến tần.[6] Khi quy định địa phương yêu cầu RCD, mỗi biến tần SMA STP 110-60 phải nối lưới qua một RCD riêng.[28] Với STP 110-60, RCD có dòng dư định mức thấp hơn mức hãng ghi có thể ngắt sai, tùy thiết kế hệ thống.[28]
RCD 300 mA cho mục đích chống cháy
RCD có dòng dư định mức tối đa 300 mA được yêu cầu cho chuồng trại hoặc nhà gỗ vì lý do chống cháy, theo DIN VDE 0100-482.[6] Cách chọn aptomat theo dòng điện đầu ra của biến tần được trình bày ở bài dòng điện đầu ra tối đa.
Các quy định trên cần con số cụ thể để kiểm. Mục 8 tính ngưỡng dòng rò liên tục cho một biến tần thật.
8. Ví dụ tính ngưỡng dòng rò cho biến tần 110 kVA
Ví dụ áp công thức ngưỡng dòng dư liên tục cho biến tần ba pha SMA STP 110-60.[2][29] Mọi số trong mục này là số quy đổi, phép tính ghi ngay trong câu.
Bước 1: đọc công suất biểu kiến của biến tần
Biến tần SMA STP 110-60 có công suất biểu kiến tối đa 110.000 VA ở hệ số công suất 1, điện áp lưới định mức 400 V.[29] Dòng điện định mức ở điện áp lưới định mức là 158,8 A.[29] Bảng thông số kỹ thuật của STP 110-60 ghi có RCMU nhạy mọi dạng dòng (all-pole sensitive).[14]
Bước 2: tính ngưỡng dòng rò liên tục
Biến tần 110 kVA lớn hơn 30 kVA, nên áp ngưỡng 10 mA cho mỗi kVA.[2] Ngưỡng dòng rò liên tục là 10 × 110 = 1.100 mA, tức 1,1 A. Biến tần phải ngắt trong 0,3 giây khi vượt mức này.[2]
Bước 3: so với ngưỡng của biến tần nhỏ
Biến tần đến 30 kVA có ngưỡng cố định 300 mA.[2] Ngưỡng của STP 110-60 cao gấp 1.100 / 300 ≈ 3,7 lần ngưỡng này.
Bước 4: các bậc tăng đột ngột không đổi theo công suất
Bảng 31 không ghi điều kiện công suất cho các bậc tăng đột ngột.[2][3] Biến tần 110 kVA vẫn ngắt trong 0,3 s ở bậc 30 mA, 0,15 s ở bậc 60 mA và 0,04 s ở bậc 150 mA.[2]
Ví dụ trên dùng số in trong tài liệu. Mục 9 chỉ cách đọc các số này trên datasheet, biên bản thử và màn hình cảnh báo.
9. Đọc RCMU trên datasheet, biên bản thử và áp dụng tại Việt Nam
Trên datasheet của SMA STP 110-60, RCMU nằm trong bảng thiết bị bảo vệ.[14] Biên bản thử IEC 62109-2 ghi kết quả của RCMU ở mục 4.8.3.5.[2] Sổ tay vận hành ghi mã cảnh báo dòng rò và cách xử lý.[30][17]
Dòng RCMU trong bảng thông số kỹ thuật
Bảng thiết bị bảo vệ của SMA STP 110-60 ghi "All-pole sensitive residual-current monitoring unit: Available".[14] Cùng bảng ghi giám sát chạm đất bằng đo điện trở cách điện, Riso lớn hơn 36 kΩ.[14] Bảng của STP 110-60 cũng ghi chống ngược cực DC, giám sát lưới và chống tách đảo chủ động bằng dịch tần số.[14] Chức năng chống tách đảo được trình bày ở bài chống tách đảo.
Đọc mục 4.8.3.5 trong biên bản thử IEC 62109-2
Biên bản thử số 70.409.20.075.07-00 do TÜV SÜD phát hành ngày 04/06/2021 cho dòng ASW8K-LT-G2 tới ASW20K-LT-G2.[2] Ở mục 4.8.3.5, biên bản ghi mức cài đặt của biến tần, thời gian ngắt đo được và giới hạn của Bảng 31 cho từng phép thử.[2] Mọi thời gian ngắt đo được ở phép thử bậc tăng đều nằm trong giới hạn 300, 150 và 40 ms, và mục này được đánh giá đạt.[2]
Mã cảnh báo dòng rò trên màn hình biến tần
Biến tần Solis báo Ileak-PRO01, PRO02, PRO03 khi dòng rò tăng đột ngột 30, 60 và 150 mA.[30] Biến tần Solis báo Ileak-PRO04 khi dòng rò liên tục vượt ngưỡng 300 mA hoặc 10 mA mỗi kVA.[30]
Cách xử lý khi biến tần báo lỗi dòng rò
Lỗi từ chức năng bảo vệ của Kostal PLENTICORE MP G3 phải được khắc phục ngay, chỉ do nhân viên bảo trì có chuyên môn thực hiện.[17] Với biến tần Kostal PLENTICORE MP G3, lỗi cách điện lặp lại hoặc sự kiện "residual current too high" thường xuyên có thể cho thấy cách điện đã hỏng.[17]
Phân biệt lỗi dòng rò với lỗi điện trở cách điện
Trước khi vận hành, biến tần không cách ly đo điện trở cách điện của dàn pin và chỉ hòa lưới khi điện trở đạt mức tối thiểu.[1] Trong lúc vận hành, RCMU đo dòng dư liên tục và mở rơ le khi có điều kiện ngắt.[1] Ngưỡng điện trở cách điện tối thiểu thuộc bài giám sát điện trở cách điện.
Tiêu chuẩn lắp đặt điện mặt trời tại Việt Nam
TCVN 7447-7-712:2019 hoàn toàn tương đương với IEC 60364-7-712:2017.[16] IEC 60364-7-712:2017 có Bảng 712.5 về giới hạn thời gian đáp ứng khi dòng dư thay đổi đột ngột.[31] Bản IEC 60364-7-712:2017 còn có Bảng 712.3 về yêu cầu theo mức cách ly của bộ chuyển đổi và kiểu nối đất chức năng của dàn pin.[31] Yêu cầu RCD loại B cho mạch AC của biến tần được dẫn từ IEC 60364-7-712.[13][6]
Các mục trên đã đi từ khái niệm tới cách tính và cách đọc. Mục 10 trả lời các câu hỏi hay gặp.
10. Câu hỏi thường gặp về RCMU
Q1RCMU trong biến tần có thay được CB chống dòng rò không?
RCMU trong biến tần thay được CB chống dòng rò trong phép thử IEC 62109-2.[2] Khi biến tần có RCMU, mục 4.8.3.5 được đánh giá và mục bảo vệ bằng RCD được ghi là không áp dụng.[2] Biên bản thử vẫn lưu ý RCD bổ sung có thể cần trong ứng dụng thực tế.[2] IEC 60364-7-712 yêu cầu RCD loại B cho mạch AC, trừ khi hãng biến tần chấp thuận loại khác.[13][6]
Q2CB chống dòng rò loại A có dùng được cho biến tần hòa lưới không?
Q3RCBO (residual current breaker with overcurrent protection) có thay được RCMU không?
RCBO (residual current breaker with overcurrent protection) là RCD có bảo vệ quá dòng tích hợp theo IEC 61009-1.[22] IEC 62109-2 cho phép đáp ứng yêu cầu phát hiện dòng dư bằng một RCD 30 mA đặt giữa biến tần và lưới.[2] Biến tần đã đạt mục 4.8.3.5 có RCMU riêng, khi đó mục bảo vệ bằng RCD không áp dụng cho biến tần.[2]
Q4Vì sao biến tần báo lỗi dòng rò vào sáng sớm hoặc khi mưa?
Q5Ngưỡng liên tục 300 mA và bậc tăng 30 mA khác nhau ở mục đích nào?
Q6Biến tần có biến áp cách ly có cần RCMU không?
Q7Ngưỡng dòng rò liên tục của biến tần 50 kVA là bao nhiêu?
Q8RCMU có giám sát khi biến tần chưa hòa lưới không?
RCMU giám sát dòng dư liên tục trong lúc biến tần vận hành, còn trước khi vận hành biến tần đo điện trở cách điện của dàn pin.[1] Biến tần chỉ hòa lưới khi điện trở cách điện đo được đạt mức tối thiểu.[1] Phép đo này được trình bày ở bài giám sát điện trở cách điện.
Q9Dòng rò điện dung có làm người bị điện giật không?
Q10Một RCD có dùng chung cho nhiều biến tần được không?
Q11IEC 62109-2 ấn bản mới nhất là ấn bản nào?
11. Việt Nam Solar và danh sách cửa hàng
Việt Nam Solar là công ty cung cấp toàn bộ giải pháp điện mặt trời, phân phối chính hãng hơn 20 thương hiệu thiết bị. Công ty hoạt động từ năm 2018, làm tổng thầu EPC và ESCO cho các dự án điện mặt trời. Đội kỹ thuật tư vấn chọn biến tần và thiết bị chống dòng rò đi kèm theo tài liệu lắp đặt của từng hãng trong dự án. Khách hàng được khảo sát tận nơi, thiết kế và lắp đặt hoàn chỉnh. Ba chi nhánh tại Hồ Chí Minh, Cần Thơ và Khánh Hòa trưng bày sản phẩm thật và nhận yêu cầu báo giá.
| Chi nhánh | Địa chỉ | Kho | Đường dây nóng |
|---|---|---|---|
| Trụ sở chính Hồ Chí Minh | 188 ĐHT41, Phường Đông Hưng Thuận, Tp. HCM | 2939 QL1A, Phường Đông Hưng Thuận, Tp. HCM | 088.60.60.660 |
| Chi nhánh Cần Thơ | 41D Mậu Thân, Phường Cái Khế, Tp. Cần Thơ | Khu vực Tràng Thọ A, Phường Trung Nhứt, Tp. Cần Thơ | 094.42.44.424 |
| Chi nhánh Khánh Hòa | Thôn Đông Dinh, Xã Diên Khánh, Tỉnh Khánh Hòa | Thôn Đông Dinh, Xã Diên Khánh, Tỉnh Khánh Hòa | 081.60.60.660 |
Thông tin chi nhánh lấy theo danh sách cửa hàng của Việt Nam Solar.[32]
Tài liệu tham khảo từ nguồn quốc tế
- 1Morari, H. B., Bortolini, R. J. F., Bellinaso, L. V., & Michels, L. (2023). Improved Methodology for Testing the Compliance of Residual Current Detection of Non-Isolated Grid-Connected Photovoltaic Inverters. Eletrônica de Potência, 28(3), 256-263. SOBRAEP.
- 2TÜV SÜD Certification and Testing (China). (2021). Test report IEC 62109-2, No. 70.409.20.075.07-00 part 2 of 2, ASW8K-LT-G2 to ASW20K-LT-G2. AISWEI New Energy Technology, bản lưu trên Solplanet.
- 3Flicker, J., Armijo, K., & Johnson, J. (2014). Recommendations for RCD Ground Fault Detector Trip Thresholds, SAND2014-17754C. Sandia National Laboratories.
- 4Fronius International. (2024). Declaration integrated PV-RCM. Fronius International GmbH.
- 5International Electrotechnical Commission. (2021). IEC 63112 Ed. 1.0, Photovoltaic (PV) arrays, Earth fault protection equipment, Safety and safety-related functionality, preview. VDE Verlag.
- 6SMA Solar Technology. (n.d.). Criteria for Selecting a Residual-Current Device, Technical Information RCD-TI-en-45, version 4.5. SMA Solar Technology AG.
- 7Fronius International. (2016). Protection by residual current monitoring regarding Fronius Symo. Fronius International GmbH.
- 8International Electrotechnical Commission. (2011). IEC 62109-2 Ed. 1.0, Safety of power converters for use in photovoltaic power systems, Part 2, Particular requirements for inverters, preview. VDE Verlag.
- 9International Electrotechnical Commission. (2011). IEC 62109-2:2011, Safety of power converters for use in photovoltaic power systems, Part 2, Particular requirements for inverters. IEC Webstore.
- 10SMA Solar Technology. (n.d.). Leading Leakage Currents, Technical Information Leakage current-TI-en-26, version 2.6. SMA Solar Technology AG.
- 11Cardoso, J., Orosco, R., Vazquez, N., López, H., Hernandez, C., & Vaquero, J. (2022). High Efficiency Transformerless Photovoltaic DC/AC Converter with Common Mode Leakage Current Elimination, Analysis and Implementation. Energies, 15(9), 3177. MDPI.
- 12International Electrotechnical Commission. (2010). IEC 61008-1 Ed. 3.0, Residual current operated circuit-breakers without integral overcurrent protection for household and similar uses (RCCBs), Part 1, General rules, preview. VDE Verlag.
- 13ABB SACE. (2013). DDA 200 type B, RCD blocks type B, 2CSC427002B0201. ABB S.p.A.
- 14SMA Solar Technology. (n.d.). SUNNY TRIPOWER CORE2 STP 110-60 operating manual, Technical Data, Protective Devices. SMA Solar Technology AG.
- 15International Electrotechnical Commission. (2020). IEC 62020-1 Ed. 1.0, Electrical accessories, Residual current monitors (RCMs), Part 1, RCMs for household and similar uses, preview. VDE Verlag.
- 16Bộ Khoa học và Công nghệ. (2019). TCVN 7447-7-712:2019 (IEC 60364-7-712:2017), Hệ thống lắp đặt điện hạ áp, Phần 7-712. Thư Viện Pháp Luật.
- 17KOSTAL Solar Electric. (n.d.). PLENTICORE MP G3 operating manual, The inverter's internal protective functions. KOSTAL.
- 18Kerekes, T., Sera, D., & Mathe, L. (2012). Leakage current measurement in transformerless PV inverters. 13th International Conference on Optimization of Electrical and Electronic Equipment (OPTIM 2012), 887-892. Aalborg University.
- 19Liu, W., Niazi, K. A. K., Kerekes, T., & Yang, Y. (2019). A Review on Transformerless Step-Up Single-Phase Inverters with Different DC-Link Voltage for Photovoltaic Applications. Energies, 12(19), 3626. MDPI.
- 20International Electrotechnical Commission. (2011). IEC 62109-2:2011, Safety of power converters for use in photovoltaic power systems, Part 2, Particular requirements for inverters, sample. iTeh Standards.
- 21Nave, R. (n.d.). Capacitor AC Response. HyperPhysics, Georgia State University.
- 22International Electrotechnical Commission. (2010). IEC 61009-1 Ed. 3.0, Residual current operated circuit-breakers with integral overcurrent protection for household and similar uses (RCBOs), Part 1, General rules, preview. VDE Verlag.
- 23International Electrotechnical Commission. (2025). prEN IEC 62109-2:2025, draft 82/2460/CDV, oSIST sample. SIST, iTeh Standards.
- 24Institute for Standardization of Serbia. (2026). IEC 62109-2 ED2, Photovoltaic power systems, Safety, Power conversion equipment, Part 2, Particular requirements for inverters, project stage 50.60. ISS.
- 25Nave, R. (n.d.). Parallel Plate Capacitor. HyperPhysics, Georgia State University.
- 26International Electrotechnical Commission. (2009). IEC 62423 Ed. 2.0, Type F and type B residual current operated circuit-breakers with and without integral overcurrent protection for household and similar uses, preview. VDE Verlag.
- 27Global Sustainable Energy Solutions. (2016). Connection of Inverter Energy Systems to the Grid, New requirements surround residual current devices. GSES Pty Ltd.
- 28SMA Solar Technology. (n.d.). SUNNY TRIPOWER CORE2 STP 110-60 operating manual, Residual-current monitoring unit. SMA Solar Technology AG.
- 29SMA Solar Technology. (n.d.). SUNNY TRIPOWER CORE2 STP 110-60 operating manual, Technical Data, AC Output. SMA Solar Technology AG.
- 30Ginlong (Solis) Technologies. (n.d.). Application Note for External RCD Selection. Solis.
- 31International Electrotechnical Commission. (2017). IEC 60364-7-712 Ed. 2.0, Low voltage electrical installations, Part 7-712, Requirements for special installations or locations, Solar photovoltaic (PV) power supply systems, preview. VDE Verlag.
- 32Việt Nam Solar. (n.d.). Danh sách cửa hàng và hệ thống chi nhánh. Công ty TNHH Việt Nam Solar.
Bài viết do đội ngũ 50 kỹ sư của Công ty TNHH Việt Nam Solar biên soạn và kiểm duyệt. Công ty hoạt động liên tục trong lĩnh vực điện mặt trời từ năm 2018, đã khảo sát, thiết kế và thi công hàng nghìn công trình trên cả nước, đồng thời là nhà phân phối chính hãng hơn 20 thương hiệu biến tần, tấm pin và pin lưu trữ. Mọi kỹ sư tham gia biên soạn đều nắm chứng chỉ hành nghề về điện và xây dựng do cơ quan quản lý Nhà nước cấp.
Việt Nam Solar hoạt động với đầy đủ tư cách pháp nhân, gồm Giấy phép hoạt động điện lực số 175/GP-SCT do Sở Công Thương cấp, Giấy phép năng lực hoạt động xây dựng HCM-00076550 công bố trên cổng thông tin Bộ Xây dựng, cùng nhãn hiệu độc quyền số 604703 do Cục Sở hữu trí tuệ cấp văn bằng bảo hộ. Công ty duy trì ba chứng nhận hệ thống quản lý còn hiệu lực gồm ISO 9001:2015, ISO 14001:2018 và ISO 45001:2018, trạng thái hiệu lực xác minh trên IAF CertSearch.
Mọi số liệu kỹ thuật, thông tin pháp lý và mốc thời gian nêu trong bài đều được đối chiếu với hồ sơ chính hãng của nhà sản xuất và văn bản pháp luật hiện hành trước khi xuất bản, để nội dung công bố có thể kiểm chứng độc lập.
