Contactor, Relay nhiệt, MCCB và MCB khác nhau thế nào trong tủ điện?

Trong một tủ điện công nghiệp, MCB, MCCB, contactor và relay nhiệt đều là những thiết bị quen thuộc nhưng đảm nhiệm các chức năng hoàn toàn khác nhau. Việc nhầm lẫn vai trò của từng thiết bị có thể dẫn đến lựa chọn sai thiết bị bảo vệ, điều khiển hoặc phối hợp mạch điện không phù hợp.

MCB và MCCB chủ yếu đảm nhiệm chức năng đóng cắt và bảo vệ mạch điện trước các sự cố như quá tải, ngắn mạch. Contactor được sử dụng để đóng cắt tải thường xuyên theo tín hiệu điều khiển, trong khi relay nhiệt thường kết hợp với contactor để bảo vệ động cơ khỏi tình trạng quá tải kéo dài.

Mục lục

• 1. Tổng quan về 4 thiết bị trong tủ điện
• 2. MCB là gì?
• 3. MCCB là gì?
• 4. Contactor là gì?
• 5. Relay nhiệt là gì?
• 6. So sánh Contactor, Relay nhiệt, MCCB và MCB
• 7. Vị trí của từng thiết bị trong tủ điện
• 8. Contactor và relay nhiệt phối hợp với nhau như thế nào?
• 9. MCB và MCCB khác nhau thế nào?
• 10. Cách chọn thiết bị phù hợp cho tủ điện
• 11. Ví dụ một mạch động cơ 3 pha
• 12. Sản phẩm thiết bị đóng cắt phù hợp
• 13. Bài viết liên quan
• 14. Câu hỏi thường gặp
• 15. Kết luận
• 16. Liên hệ tư vấn

1. Tổng quan về 4 thiết bị trong tủ điện

MCB, MCCB, contactor và relay nhiệt không phải là 4 thiết bị có thể thay thế lẫn nhau. Mỗi thiết bị được thiết kế cho một nhiệm vụ riêng trong hệ thống điện.

Trong một tủ điện điều khiển động cơ truyền thống, các thiết bị này thường được phối hợp thay vì sử dụng độc lập.

2. MCB là gì?

MCB (Miniature Circuit Breaker) hay aptomat tép là thiết bị đóng cắt và bảo vệ mạch điện trước các tình trạng như quá tải và ngắn mạch.

MCB thường có kích thước nhỏ, dễ lắp đặt trên thanh DIN và được sử dụng rộng rãi trong các mạch điện điều khiển, mạch phân phối nhỏ, tủ điện máy và hệ thống điện dân dụng.

Batiea hiện có nhiều dòng MCB của các thương hiệu như Schneider và LS. Ví dụ, MCB Schneider A9F74125 Acti9 iC60N 1P 25A là MCB 1P, dòng định mức 25A, đường cong C và khả năng cắt ngắn mạch 6kA ở 230V AC.

MCB có những chức năng chính nào?

• Bảo vệ quá tải.
• Bảo vệ ngắn mạch.
• Đóng và ngắt nguồn cho mạch điện.
• Có thể sử dụng làm thiết bị cách ly mạch trong phạm vi ứng dụng phù hợp.

MCB thường dùng ở đâu?

• Mạch điều khiển trong tủ điện.
• Mạch nguồn 1 pha.
• Mạch phụ trợ.
• Tủ điện phân phối nhỏ.
• Mạch cấp nguồn cho thiết bị có dòng điện không quá lớn.

Batiea cũng có bài riêng MCB là gì? Nguyên lý, cấu tạo và phân biệt với MCCB nếu cần tìm hiểu sâu hơn về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của MCB.

3. MCCB là gì?

MCCB (Molded Case Circuit Breaker) hay aptomat khối là thiết bị đóng cắt và bảo vệ được sử dụng cho các mạch có dòng điện và yêu cầu khả năng cắt cao hơn so với nhiều ứng dụng MCB thông thường.

MCCB thường xuất hiện ở đầu vào tủ điện, tủ phân phối, các nhánh tải công suất lớn hoặc hệ thống cấp nguồn cho động cơ và máy móc công nghiệp.

Một ưu điểm quan trọng của nhiều dòng MCCB là có thể lựa chọn hoặc điều chỉnh các đặc tính bảo vệ tùy theo dòng sản phẩm, giúp việc phối hợp bảo vệ trong hệ thống linh hoạt hơn.

MCCB bảo vệ những gì?

• Quá tải.
• Ngắn mạch.
• Mạch cấp nguồn cho tải công suất lớn.
• Đường dây và thiết bị phía sau MCCB trong phạm vi bảo vệ thiết kế.

4. Contactor là gì?

Contactor, hay khởi động từ, là thiết bị đóng cắt mạch điện bằng cơ cấu điện từ. Khác với MCB và MCCB, contactor được thiết kế để thực hiện đóng cắt tải thường xuyên theo tín hiệu điều khiển.

Contactor thường được sử dụng để điều khiển:

• Động cơ 3 pha.
• Động cơ bơm.
• Quạt công nghiệp.
• Máy nén.
• Hệ thống băng tải.
• Thiết bị gia nhiệt và các tải điện khác tùy loại contactor.

Contactor hoạt động như thế nào?

Khi cuộn hút contactor được cấp điện, lực điện từ làm thay đổi trạng thái của các tiếp điểm chính. Các tiếp điểm này đóng hoặc mở mạch động lực để cấp điện cho tải.

Khi tín hiệu điều khiển bị ngắt, contactor trở về trạng thái ban đầu.

Điểm quan trọng là contactor không thay thế hoàn toàn chức năng bảo vệ quá tải và ngắn mạch. Trong mạch động cơ, contactor thường cần phối hợp với thiết bị bảo vệ như relay nhiệt và MCB/MCCB.

Batiea hiện cung cấp nhiều dòng thiết bị đóng cắt LS, trong đó có contactor LS, MCCB, MCB và relay nhiệt. Các dòng contactor LS được Batiea giới thiệu gồm Metasol MC, GMD, GMC và các dòng contactor DC tùy ứng dụng.

5. Relay nhiệt là gì?

Relay nhiệt (Thermal Overload Relay) là thiết bị bảo vệ động cơ khỏi tình trạng quá tải kéo dài.

Khi dòng điện qua động cơ vượt mức cài đặt trong một khoảng thời gian nhất định, phần tử nhiệt của relay bị tác động và làm thay đổi trạng thái tiếp điểm phụ. Tiếp điểm này thường được đưa vào mạch điều khiển contactor để ngắt contactor và dừng động cơ.

Relay nhiệt có bảo vệ ngắn mạch không?

Relay nhiệt không phải là thiết bị thay thế cho MCB hoặc MCCB trong bảo vệ ngắn mạch.

Trong một mạch động cơ điển hình:

• MCB/MCCB đảm nhiệm bảo vệ mạch trước quá tải và ngắn mạch theo thiết kế.
• Contactor đảm nhiệm đóng cắt động cơ.
• Relay nhiệt bảo vệ động cơ khỏi quá tải kéo dài.

Đây là lý do relay nhiệt thường được sử dụng kết hợp với contactor.

6. So sánh Contactor, Relay nhiệt, MCCB và MCB

7. Vị trí của từng thiết bị trong tủ điện

Trong một tủ điện điều khiển động cơ cơ bản, có thể hình dung cấu trúc như sau:

Tùy thiết kế, cấp bảo vệ và cấu trúc tủ, vị trí và thiết bị cụ thể có thể thay đổi. Với tủ điện lớn, MCCB thường được sử dụng ở đầu vào hoặc các nhánh công suất; MCB có thể được sử dụng cho các mạch phụ trợ và điều khiển.

8. Contactor và relay nhiệt phối hợp với nhau như thế nào?

Đây là một trong những điểm dễ nhầm nhất khi thiết kế tủ điện động cơ.

Contactor có nhiệm vụ đóng/ngắt nguồn động lực, còn relay nhiệt có nhiệm vụ phát hiện tình trạng quá tải.

Khi động cơ hoạt động bình thường:

PLC/nút nhấn → cuộn hút contactor → tiếp điểm chính đóng → động cơ chạy.

Khi động cơ bị quá tải kéo dài:

Dòng động cơ tăng → relay nhiệt tác động → tiếp điểm phụ thay đổi trạng thái → contactor nhả → động cơ dừng.

Vì vậy, hai thiết bị này có vai trò bổ trợ cho nhau chứ không phải thay thế lẫn nhau.

9. MCB và MCCB khác nhau thế nào?

MCB và MCCB đều là thiết bị đóng cắt và bảo vệ, nhưng thường được lựa chọn cho các cấp công suất và yêu cầu hệ thống khác nhau.

Batiea đã có bài chuyên sâu MCB là gì? Nguyên lý, cấu tạo và phân biệt với MCCB và bài Cách chọn aptomat Schneider theo công suất tải cho tủ điện xưởng.

10. Cách chọn thiết bị phù hợp cho tủ điện

10.1. Chọn MCB

Khi chọn MCB cần xem xét:

• Dòng điện tải.
• Điện áp hệ thống.
• Số cực.
• Đường cong tác động B, C, D tùy ứng dụng.
• Khả năng cắt ngắn mạch.
• Tiết diện dây dẫn.

Không nên chọn MCB chỉ dựa vào công suất tải. Cần phối hợp giữa dòng tải, dây dẫn, đặc tính khởi động và khả năng ngắn mạch tại vị trí lắp đặt.

10.2. Chọn MCCB

Với MCCB cần quan tâm thêm:

• Dòng định mức In.
• Khả năng cắt ngắn mạch Icu/Ics.
• Số cực.
• Điện áp làm việc.
• Đặc tính bảo vệ.
• Khả năng điều chỉnh trip nếu model hỗ trợ.
• Khả năng phối hợp chọn lọc với thiết bị phía trước và phía sau.

Ví dụ, MCCB Susol TS LS là dòng MCCB có các phiên bản dòng định mức lớn, hướng đến tủ điều khiển, tủ phân phối và hệ thống điện công nghiệp.

10.3. Chọn contactor

Contactor cần được chọn dựa trên:

• Công suất và dòng định mức của tải.
• Loại tải.
• Điện áp mạch động lực.
• Điện áp cuộn hút.
• Tần suất đóng cắt.
• Loại sử dụng AC-1, AC-3 hoặc cấp sử dụng phù hợp với ứng dụng.
• Khả năng kết hợp với relay nhiệt.

10.4. Chọn relay nhiệt

Relay nhiệt phải có dải chỉnh dòng phù hợp với dòng định mức của động cơ và phải phối hợp đúng với contactor.

Không nên chọn relay nhiệt có dải dòng quá rộng chỉ vì “có thể chỉnh được”. Cần chọn dải phù hợp để việc bảo vệ động cơ đạt hiệu quả theo thiết kế.

11. Ví dụ một mạch động cơ 3 pha

Giả sử cần thiết kế mạch khởi động trực tiếp cho một động cơ 3 pha.

Cấu trúc cơ bản có thể gồm:

Khi nhấn Start, contactor đóng và cấp nguồn cho động cơ. Nếu dòng điện động cơ tăng bất thường do quá tải trong thời gian đủ lâu, relay nhiệt tác động và làm contactor nhả.

Nếu xảy ra ngắn mạch nghiêm trọng, thiết bị bảo vệ phía trước như MCB/MCCB có nhiệm vụ ngắt mạch theo đặc tính bảo vệ của thiết bị.

12. Sản phẩm thiết bị đóng cắt phù hợp

12.1. MCB Schneider Acti9 iC60N

12.2. MCCB LS Susol TD

12.3. MCCB LS Susol TS

12.4. Thiết bị đóng cắt LS

13. Bài viết liên quan

• Các thiết bị cần có trong tủ điện tự động hóa
• MCB là gì? Nguyên lý, cấu tạo và phân biệt với MCCB
• Cách chọn aptomat Schneider theo công suất tải cho tủ điện xưởng
• Các dòng sản phẩm chính của thiết bị đóng cắt LS
• Thiết bị điện Siemens SINOVA gồm những gì? Tổng quan MCB, MCCB, RCCB
• Các tiêu chuẩn quốc tế cần biết khi mua thiết bị đóng cắt
• Những lỗi thường gặp trong tủ điện tự động hóa
• 30 thuật ngữ thiết bị điện tự động mà mọi kỹ sư nên biết

14. Câu hỏi thường gặp

MCB và MCCB có giống nhau không?

Không. Cả hai đều có chức năng đóng cắt và bảo vệ mạch điện nhưng được thiết kế cho các phạm vi ứng dụng, dòng điện và khả năng cắt khác nhau. MCCB thường được sử dụng cho các mạch công suất lớn hơn và có nhiều tùy chọn bảo vệ hơn tùy dòng sản phẩm.

Contactor có bảo vệ động cơ không?

Contactor chủ yếu thực hiện chức năng đóng cắt tải. Nó không nên được xem là thiết bị bảo vệ quá tải hoặc ngắn mạch thay cho MCB, MCCB và relay nhiệt.

Relay nhiệt có thay thế được MCCB không?

Không. Relay nhiệt chủ yếu bảo vệ động cơ khỏi quá tải kéo dài, trong khi MCCB có chức năng đóng cắt và bảo vệ mạch trước các sự cố theo đặc tính của thiết bị.

Contactor có cần relay nhiệt không?

Trong mạch khởi động động cơ truyền thống, contactor thường được kết hợp với relay nhiệt để vừa thực hiện đóng cắt động cơ vừa có chức năng bảo vệ quá tải. Tuy nhiên, cấu hình cụ thể phụ thuộc vào phương án bảo vệ của hệ thống.

MCB có thể dùng thay contactor không?

Không nên. MCB được thiết kế chủ yếu cho đóng cắt và bảo vệ mạch, không phải thiết bị đóng cắt tải thường xuyên theo tín hiệu điều khiển như contactor.

MCCB có thể dùng thay MCB không?

Về nguyên tắc MCCB cũng đảm nhiệm đóng cắt và bảo vệ, nhưng việc thay thế không đơn giản chỉ dựa vào dòng định mức. Cần xem xét kích thước, khả năng cắt, đặc tính bảo vệ, phương thức lắp đặt và yêu cầu phối hợp bảo vệ của tủ điện.

Nên dùng MCB hay MCCB cho tủ điện công nghiệp?

Cần căn cứ vào dòng tải, dòng ngắn mạch dự kiến, cấp phân phối và yêu cầu bảo vệ. MCB phù hợp với nhiều mạch phụ và tải nhỏ; MCCB thường phù hợp hơn với đầu vào tủ, nhánh công suất hoặc tải có dòng lớn.

15. Kết luận

MCB, MCCB, contactor và relay nhiệt không phải là những thiết bị có thể thay thế lẫn nhau. Mỗi thiết bị đảm nhiệm một vai trò riêng trong tủ điện.

Có thể ghi nhớ đơn giản:

Trong một mạch động cơ 3 pha truyền thống, các thiết bị này thường phối hợp với nhau để tạo thành hệ thống đóng cắt và bảo vệ hoàn chỉnh. Việc lựa chọn cần dựa trên dòng tải, công suất, điện áp, khả năng ngắn mạch, loại tải, tần suất đóng cắt và yêu cầu bảo vệ của hệ thống.

Nếu cần thiết kế tủ điện cho động cơ, bơm, quạt, băng tải hoặc dây chuyền tự động hóa, nên lựa chọn đồng bộ MCB/MCCB, contactor và relay nhiệt thay vì chọn từng thiết bị riêng lẻ không xét đến khả năng phối hợp.

16. Liên hệ tư vấn