EN 61000-3-11 là gì?

Tên IEC 61000-3-11 và EN IEC 61000-3-11 chỉ cùng một nội dung

Tên tiếng Anh đầy đủ của IEC 61000-3-11:2017 là Electromagnetic compatibility (EMC), Part 3-11: Limits, Limitation of voltage changes, voltage fluctuations and flicker in public low-voltage supply systems, Equipment with rated current ≤ 75 A and subject to conditional connection.[1] CENELEC phê duyệt văn bản IEC 61000-3-11:2017 làm tiêu chuẩn châu Âu EN IEC 61000-3-11:2019, không sửa đổi gì. Ở Anh, bản châu Âu này mang tên BS EN IEC 61000-3-11:2019.[2] Đức xuất bản thành DIN EN 61000-3-11:2021-03, dựa trên EN 61000-3-11:2019 và IEC 61000-3-11:2017.[6]

Đấu nối có điều kiện là gì?

Đấu nối có điều kiện là việc nối thiết bị chỉ được phép khi trở kháng nguồn tại điểm đấu nối thấp hơn trở kháng tham chiếu Zref. Điều kiện về trở kháng nguồn giữ phát xạ của thiết bị trong giới hạn của EN 61000-3-11.[5] Điểm đấu nối là ranh giới giữa lưới công cộng và hệ thống điện của người dùng. Trở kháng nguồn càng nhỏ, cùng một bước thay đổi dòng của thiết bị tạo ra dao động điện áp càng nhỏ.[4]

Thiết bị nào nằm trong và nằm ngoài phạm vi?

Phạm vi của EN 61000-3-11 gồm hai nhóm thiết bị. Nhóm thứ nhất là thiết bị có dòng định mức từ 16 A đến 75 A mỗi pha. Nhóm thứ hai là thiết bị đến 16 A không đạt giới hạn IEC 61000-3-3 khi thử với Zref. Thiết bị đã đạt IEC 61000-3-3 bị loại khỏi phạm vi của EN 61000-3-11. Phép thử theo EN 61000-3-11 là thử nghiệm điển hình, tức thử trên mẫu đại diện của một model.[2][7] Giới hạn của IEC 61000-3-11 cho lưới dưới 220 V hoặc lưới 60 Hz vẫn đang được xem xét.[5]

Quy đổi 16 A và 75 A sang công suất biến tần

Người làm điện mặt trời quen tính theo kW, nên bảng dưới quy hai mốc 16 A và 75 A sang công suất biểu kiến kVA.

Số tự tính: S = U × I cho một pha, S = √3 × U × I cho ba pha, hệ số công suất bằng 1.

Ví dụ xuyên suốt bài dùng một biến tần ba pha giả định 30 kW ở 400 V. Dòng định mức của biến tần 30 kW này khoảng 43,3 A mỗi pha, nằm trong dải 16 A đến 75 A (số tự tính).

IEC 61000-3-3 dùng chung giới hạn nhưng không cho đấu nối có điều kiện

IEC 61000-3-3 áp cho thiết bị đến 16 A mỗi pha, lưới 220 V đến 250 V, 50 Hz, không thuộc diện đấu nối có điều kiện. Bản hợp nhất 3.2 của IEC 61000-3-3, gồm hai sửa đổi năm 2017 và 2021, phát hành ngày 25/03/2021.[8] Giới hạn nhấp nháy của IEC 61000-3-11 giống hệt giới hạn của IEC 61000-3-3.[5] Điểm khác là IEC 61000-3-11 cho phép thiết bị không đạt ở Zref vẫn được đấu nối, kèm điều kiện về trở kháng lưới.

IEC 61000-3-12 giới hạn dòng điện hài, không xét nhấp nháy

IEC 61000-3-12 giới hạn dòng điện hài của thiết bị trên 16 A đến 75 A mỗi pha.[9] Dòng điện hài là thành phần dòng điện có tần số bằng bội số nguyên của tần số lưới 50 Hz. Tuyên bố hợp chuẩn EU, viết tắt DoC, là văn bản hãng ký để liệt kê tiêu chuẩn sản phẩm đáp ứng. DoC của Sungrow và Huawei đều ghi 61000-3-11 và 61000-3-12 thành hai dòng riêng.[11][12] Cách tính tỷ số ngắn mạch Rsce của IEC 61000-3-12 nằm ở bài IEC/EN 61000-3-12.

IEC TR 61000-3-7 dành cho đấu nối trung áp và cao áp

IEC TR 61000-3-7:2008 hướng dẫn đơn vị vận hành lưới đặt điều kiện đấu nối cho tải dao động ở lưới trung áp, cao áp và siêu cao áp. Báo cáo kỹ thuật IEC TR 61000-3-7 dành cho đơn vị vận hành lưới, không đặt giới hạn phát xạ cho thiết bị. EN 61000-3-11 chỉ xét điểm đấu nối hạ áp công cộng.[13]

Biên độ và số lần thay đổi tải quyết định Pst

Solcept ước tính Pst từ bốn đại lượng. Bốn đại lượng gồm số lần thay đổi tải, độ dài khoảng quan sát, hệ số hình dạng bước thay đổi và độ thay đổi điện áp dU/U.[14] Pst tỷ lệ tuyến tính với biên độ thay đổi điện áp, nên giảm biên độ một nửa làm Pst giảm một nửa.[4] Bớt số lần thay đổi tải cũng làm Pst giảm, nhưng tác động yếu hơn nhiều so với giảm biên độ.[14]

Pst đo trong 10 phút, Plt tính từ 12 giá trị Pst trong 2 giờ

Pst là mức nhấp nháy ngắn hạn, đánh giá trong khoảng quan sát 10 phút. Plt là mức nhấp nháy dài hạn, tính từ 12 giá trị Pst liên tiếp, tức 2 giờ. Phép gộp 12 giá trị Pst thành Plt dùng trung bình bậc ba, nên một giá trị Pst cao kéo Plt lên mạnh hơn trung bình cộng.[4][15]

```latex

P_{lt} = \sqrt[3]{\frac{1}{12}\sum_{i=1}^{12} P_{st,i}^{3}}

```

Máy đo nhấp nháy theo IEC 61000-4-15

IEC 61000-4-15:2010 đặc tả chức năng và thiết kế của máy đo nhấp nháy, gọi là flickermeter. Máy đo nhấp nháy được thiết kế để chỉ đúng mức nhấp nháy người nhìn cảm nhận với mọi dạng dao động điện áp thực tế. Đặc tả IEC 61000-4-15 chỉ áp cho phép đo ở 120 V và 230 V, tần số 50 Hz và 60 Hz.[16] Giới hạn cho phép của Pst và Plt nằm ở IEC 61000-3-3 và IEC 61000-3-11.[3]

Ba giới hạn thay đổi điện áp dc, dmax và Tmax

Đại lượng d(t) là hàm thời gian của thay đổi điện áp hiệu dụng tương đối, tính cho từng nửa chu kỳ. Từ hàm d(t), dc là thay đổi điện áp lớn nhất ở trạng thái ổn định. Đại lượng dmax là thay đổi điện áp tuyệt đối lớn nhất trong khoảng quan sát. Tmax đo thời gian dài nhất d(t) vượt mức giới hạn của dc.[18] Ba đại lượng dc, dmax và Tmax bắt các bước nhảy điện áp đơn lẻ, như lúc thiết bị khởi động hoặc dừng.[17]

Hai giới hạn nhấp nháy Pst và Plt

Pst bắt dao động lặp lại trong 10 phút, Plt bắt dao động kéo dài trong 2 giờ. Chứng nhận Victron đo Pst và Plt ở chế độ chạy liên tục, còn dmax, dc và d(t) đo lúc khởi động và lúc dừng từ đầy tải.[17]

Với biến tần chạy đều, Plt 0,65 là ràng buộc chặt hơn

Khi thiết bị vận hành gần như không đổi suốt phép thử, Plt bằng Pst.[14] Vì Plt bằng Pst, biến tần chạy đều phải có Pst không quá 0,65 để đạt cả hai giới hạn Pst 1 và Plt 0,65.

Không đạt ở Zref chưa có nghĩa là bị loại

Thiết bị không đạt giới hạn IEC 61000-3-3 khi thử với Zref chuyển sang diện đấu nối có điều kiện theo IEC 61000-3-11.[19] Hãng chọn một trong hai cách khai báo điều kiện lưới: công bố Zmax, hoặc yêu cầu dòng phục vụ từ 100 A mỗi pha.[3] Cả cách khai báo Zmax lẫn cách yêu cầu 100 A đều dựa vào trở kháng dùng trong phép thử.

Zref đại diện cho lưới hạ áp 50 Hz điển hình

Zref là trở kháng quy ước nêu trong IEC 61000-3-3, với giá trị lấy theo IEC TR 60725.[5] IEC TR 60725:2012 ghi lại căn cứ chọn các trở kháng tham chiếu, vốn có từ bộ IEC 60555.[22]

Ztest mô phỏng lưới có dòng phục vụ từ 100 A mỗi pha

Ztest dùng cho thiết bị nối vào lưới hạ áp có khả năng cấp dòng từ 100 A trở lên.[20] IEC TR 60725:2012 cũng cung cấp số liệu trở kháng lưới ứng với dòng phục vụ từ 100 A mỗi pha.[22] Ztest nhỏ hơn Zref, nên cùng một biến tần cho dc, dmax và Pst đo được thấp hơn.[4]

Tỷ số 1,334 giữa Zref và Ztest

Độ lớn của Zref là 0,472 Ω, của Ztest là 0,354 Ω, nên tỷ số giữa Zref và Ztest là 1,334 (số tự tính). Van den Bergh dùng đúng tỷ số 1,334 và nhân các thông số đo với Ztest cho 1,334 để quy về Zref.[4] Phép quy đổi kết quả từ Ztest về Zref là bước đầu của cách tính Zmax.

Bước 1: thử với Ztest rồi quy đổi về Zref

Giả định biến tần 30 kW đo được dc bằng 2,9 % khi thử với Ztest, đúng như ví dụ của van den Bergh. Quy về Zref, dc trở thành 1,334 × 2,9 % = 3,87 %.[4] Giá trị dc 3,87 % vượt giới hạn 3,3 %, nên biến tần 30 kW này không đạt IEC 61000-3-3 ở Zref. Biến tần 30 kW vì vậy thuộc diện đấu nối có điều kiện theo EN 61000-3-11.

Bước 2: tính Zsys cho thông số vượt giới hạn

Zsys cho dc bằng Zref nhân với tỷ số giữa giới hạn 3,3 % và giá trị đã quy đổi. Với dc quy đổi bằng 3,87 %, tỷ số giữa 3,3 và 3,87 bằng 0,853. Zsys bằng 0,853 × (0,40 + j0,25) Ω, tức 0,341 Ω điện trở và 0,213 Ω cảm kháng.[4] Độ lớn của Zsys là 0,402 Ω (số tự tính).

```latex

Z_{sys,dc} = \frac{3{,}3\,\%}{d_{c,ref}} \times Z_{ref} = \frac{3{,}3}{3{,}87} \times (0{,}40 + j0{,}25)\,\Omega \approx 0{,}341 + j0{,}213\,\Omega

```

Bước 3: Zmax là giá trị nhỏ nhất trong các Zsys

Van den Bergh mô tả bốn giá trị Zsys, và giá trị nhỏ nhất là Zmax hãng phải khai báo.[4] Trong ví dụ 30 kW, giả định các thông số khác cho Zsys lớn hơn, nên Zmax bằng 0,341 + j0,213 Ω. Hãng ghi Zmax trong hướng dẫn sử dụng và yêu cầu người dùng xác nhận trở kháng nguồn.[19]

Phương án thay thế: chỉ dùng ở nơi có dòng phục vụ từ 100 A

Thay vì tính Zmax, hãng có thể giới hạn việc đấu nối vào nơi có dòng phục vụ từ 100 A mỗi pha trở lên.[3] Ztest được chọn để mô phỏng lưới có dòng phục vụ từ 100 A mỗi pha.[20] Dòng phục vụ là dòng mỗi pha người dùng được lấy liên tục tại điểm đấu nối. Trong thực tế, dòng phục vụ ứng với dòng định mức của cầu chì hoặc aptomat tổng.[5]

Đạt Zmax ở từng thiết bị chưa bảo đảm cho cả công trình

Thiết bị đạt EN 61000-3-11 vẫn chưa bảo đảm hết nhiễu bên trong hệ thống điện của người dùng. Lý do là trở kháng bên trong công trình có thể lớn hơn trở kháng tối đa cho phép.[5] Ấn bản IEC 61000-3-11:2017 thêm Phụ lục A giải thích giới hạn của tiêu chuẩn khi nhiều thiết bị tương tự đấu cùng một vị trí trên lưới.[1]

Trở kháng của nguồn và dây nối làm lệch kết quả

Nguồn thử và dây nối cộng thêm điện trở và điện cảm của chính chúng vào trở kháng tổng. Phần trở kháng cộng thêm của nguồn và dây nối làm lệch kết quả phép thử nhấp nháy.[21] Mạng trở kháng AIF 503N của EM Test có các mức 16 A, 32 A, 63 A và 75 A mỗi pha. Riêng bản AIF 503N mức 16 A không có Ztest.[20]

Máy phân tích nhấp nháy và hệ thử trọn bộ

ATEC liệt kê các thiết bị dùng cho IEC 61000-3-11, gồm Teseq 2145, EM Test DPA 503N, Newtons4th PPA5531 và Yokogawa WT3000. Một số hệ thử tự động tính Zsys từ Zref và các thông số nhấp nháy đo được.[7] Chứng nhận Victron ở mục 9 là một ví dụ in cả kết quả đo lẫn kết quả quy đổi.[17]

Kiểm chứng hệ thử theo IEC TR 61000-4-38

IEC TR 61000-4-38 mô tả cách kiểm chứng trọn bộ hệ thử nhấp nháy. Phép kiểm chứng theo IEC TR 61000-4-38 đóng cắt một tải đã biết theo mẫu điều chế định trước, rồi so kết quả đo với mẫu.[21]

Thông tư 05/2025/TT-BCT giới hạn nhấp nháy điện áp tại điểm đấu nối

Thông tư 05/2025/TT-BCT quy định hệ thống truyền tải điện, phân phối điện và đo đếm điện năng, có hiệu lực từ 01/02/2025.[25] Điều 9 của Thông tư 05/2025/TT-BCT yêu cầu mức nhấp nháy điện áp tại mọi điểm đấu nối trên lưới phân phối không vượt Bảng 6.[23]

Nguồn bảng: .[23]

Plt95% là ngưỡng sao cho trong 95 % thời gian đo, ít nhất 1 tuần, và ở 95 % số vị trí đo, Plt không vượt giá trị này. Pst95% được định nghĩa theo cùng cách với Plt95%.[23]

Dao động điện áp không quá 2,5 % theo Điều 10

Điều 10 của Thông tư 05/2025/TT-BCT giới hạn dao động điện áp tại điểm đấu nối trên lưới phân phối ở 2,5 % điện áp danh định. Giới hạn 2,5 % áp cho dao động do phụ tải của khách hàng hoặc do thao tác đóng cắt trong nội bộ nhà máy điện. Dao động điện áp còn phải nằm trong dải điện áp vận hành cho phép của Điều 6.[23]

Giới hạn của thông tư khác giới hạn của tiêu chuẩn ở đâu

Thông tư 05/2025/TT-BCT đo nhấp nháy của cả lưới tại điểm đấu nối, theo thống kê 95 % trong ít nhất 1 tuần. EN 61000-3-11 đo phát xạ của riêng thiết bị, trên trở kháng chuẩn trong phòng thử.[2] Mức Plt 0,65 cho từng thiết bị thấp hơn mức Plt95% 0,80 cho lưới hạ áp.[3][23]

Lưới 220/380 V nằm ở biên dưới của phạm vi

Phạm vi điện áp của EN 61000-3-11 là lưới 220 V đến 250 V pha với trung tính, tần số 50 Hz.[2] TCVN 7995:2009 khuyến nghị cấp 230/400 V và ghi các hệ 220/380 V hiện có cần chuyển dần về 230/400 V.[26] Ở 380 V, biến tần 30 kW trong ví dụ có dòng khoảng 45,6 A mỗi pha, vẫn trong dải 16 A đến 75 A (số tự tính).

Áp ví dụ 30 kW vào một công trình cụ thể

Với Zmax 0,341 + j0,213 Ω, trở kháng hệ thống tại điểm đấu nối không được vượt giá trị này. Người dùng phải xác nhận trở kháng nguồn trước khi đấu nối.[19] Giả định công trình có aptomat tổng 63 A mỗi pha. Nếu hãng chọn phương án 100 A, công trình này không đáp ứng vì 63 A nhỏ hơn 100 A.[5][3] Sau khi đấu nối, mức nhấp nháy tại điểm đấu nối hạ áp còn phải đạt Pst95% 1,00 và Plt95% 0,80 của Thông tư 05/2025.[23]

Hãng biến tần ghi EN 61000-3-11 ở đâu

DoC của SMA còn ghi EN 61000-3-3 ở phần DIN, trong khi Sungrow và Huawei chỉ ghi EN 61000-3-11 cho nhóm thay đổi điện áp và nhấp nháy. Các tiêu chuẩn tương thích điện từ đi kèm trên DoC được trình bày ở bài EN 55011, bài EN 62920 và bài ETSI EN 301 489-1.

Ba cách ghi phiên bản trên cùng một thị trường

Ấn bản đầu tiên của IEC 61000-3-11 phát hành tháng 08/2000 và đã có phương án khai báo Zmax.[19] Ngày 21/04/2017, IEC phát hành ấn bản 2.0 của IEC 61000-3-11; thay đổi chính là Phụ lục A mới về nhiều thiết bị tương tự cùng một vị trí.[1] EN IEC 61000-3-11:2019 có hạn áp dụng quốc gia 01/05/2020 và hạn thu hồi bản quốc gia mâu thuẫn 01/11/2022.[2] Slovakia hủy bản STN cũ của tiêu chuẩn này từ đúng ngày 01/11/2022.[32]

Nguồn bảng: ;[2] ví dụ lấy từ bảng hãng ở trên.

Trạng thái hài hòa ở châu Âu

Tiêu chuẩn hài hòa là tiêu chuẩn châu Âu được nêu tên trên Công báo EU để chứng minh sản phẩm đáp ứng một chỉ thị. EN 61000-3-11:2000 có tên trong danh sách hài hòa theo Chỉ thị 2014/30/EU, trong thông báo đăng Công báo EU số C 246 năm 2018.[24][33] Một số hãng ghi cả EN 61000-3-11:2000 và EN IEC 61000-3-11:2019 trên cùng một DoC, như SMA và Huawei ở bảng trên.

Đọc bảng nhấp nháy trên chứng nhận Victron

Chứng nhận số 15-128-04 của Primara, ngày 06/02/2018, đánh giá các biến tần sạc MultiPlus và Quattro của Victron theo Engineering Recommendation G59/3-1. Bảng "Voltage fluctuations and flicker" trên chứng nhận này có ba cột tình huống: khởi động, dừng từ đầy tải và chạy liên tục.[17]

Nguồn bảng: .[17] Chứng nhận Primara in dmax kèm dấu âm, bảng trên ghi độ lớn.

Ở trở kháng chuẩn, Pst của Quattro 48/15000 là 3,38, gấp hơn ba lần mức 1. Khi quy về trở kháng tối đa yêu cầu, Pst và Plt của Quattro 48/15000 cùng còn 0,29, đều dưới giới hạn. Bảng nhấp nháy của Victron cho thấy cùng một thiết bị có thể vượt giới hạn ở trở kháng chuẩn nhưng đạt ở trở kháng nhỏ hơn.[17]

Danh sách kiểm trước khi chốt biến tần

1. Đọc dòng định mức ở đúng điện áp lưới tại công trình, xác định thiết bị thuộc IEC 61000-3-3 hay IEC 61000-3-11.
2. Xin DoC hoặc chứng nhận ghi EN 61000-3-11 và đọc ấn bản của tiêu chuẩn.
3. Xin hướng dẫn sử dụng hoặc báo cáo thử để lấy Zmax, hoặc điều kiện dòng phục vụ từ 100 A mỗi pha.
4. So Zmax với trở kháng nguồn tại điểm đấu nối, hoặc so 100 A với dòng định mức aptomat tổng.
5. Hỏi đơn vị cấp điện khi thiếu số liệu trở kháng lưới.
6. Với nhiều biến tần cùng một điểm, đọc thêm Phụ lục A của IEC 61000-3-11:2017 và kiểm giới hạn tại điểm đấu nối của Thông tư 05/2025.

Các yêu cầu đấu nối khác của biến tần được trình bày ở bài EN 50549-1, VDE-AR-N 4105, CEI 0-21 và IEC 61727.