1. Khi nào cần tủ trung gian DC hay AC

• Nếu bố trí panel trải rộng, nhiều string → tủ DC (string combiner) đặt gần cụm tấm PV để giảm cáp DC kéo dài, bảo vệ từng string.

• Nếu inverter tập trung theo cụm → tủ AC trung gian đặt sau inverter để gom AC feeders, lắp ACB chính, relay bảo vệ, meter, RTU.

• Thực tế 1 MW thường cần cả hai loại: DC combiner ở từng cụm array; AC combiner (tủ trung gian AC) giữa inverter và transform/POC.

2. Thông số cơ bản — dòng và sizing (số liệu tính toán rõ ràng)

Giả sử hệ nối lưới LV 400 V, 3 pha. Công suất hệ = 1 000 000 W.

Tính dòng tổng (lần lượt trình bày từng bước):

• √3 = 1.73205

• I_total (PF = 1) = P / (√3 × V) = 1 000 000 / (1.73205 × 400)
  = 1 000 000 / 692.82 ≈ 1 443 A.

• Với PF thực tế 0.9: I ≈ 1 000 000 / (692.82 × 0.9) ≈ 1 604 A.

Kết luận: tủ AC trung gian phải tính chịu dòng xấp xỉ 1.45–1.6 kA → chọn ACB/main bus 1600 A – 2000 A để có dự phòng và khả năng chịu ngắn mạch hợp lý.

Ví dụ cấu hình inverter (thực tế hay dùng):

• A) 4 × 250 kW inverter → mỗi inverter: I_inv = 250 000 / (1.732 × 400) ≈ 361 A. Tổng ≈ 1 444 A.

• B) 10 × 100 kW → mỗi ≈ 144 A. Tổng ≈ 1 443 A.

• C) 2 × 500 kW → mỗi ≈ 721.5 A. Tổng ≈ 1 443 A.

3. Thiết kế tủ trung gian AC — cấu trúc & thành phần chính

(Tủ đặt sau inverter, trước máy biến áp / điểm nối lưới)

1. AC Main Bus: thanh dẫn (busbar) đồng/nhôm, thiết kế chịu dòng 1600–2000 A.

2. ACB Main (cắt chính): 1 × ACB 1600 A hoặc 2000 A (có chức năng O/C, E/F, protection settings).

3. Feeder breakers / MCCB: 1 breaker/MCCB cho mỗi inverter (cỡ phù hợp theo dòng inverter: 400 A cho inverter 250 kW; 800 A cho inverter 500 kW, ...). Breaker phải có khả năng phối hợp với relay.

4. Relay bảo vệ số: bảo vệ quá dòng, ngắn mạch, mất pha, đo nối đất; nếu yêu cầu nâng cao: synch-check, anti-islanding, chức năng đo và ghi sự kiện.

5. Power/Energy Meter: meter 3 pha, lưu log, đo THD nếu cần.

6. CT/VT: CT chính trên mỗi pha cho relay & metering; CT feeders nếu cần.

7. SPD (surge protective devices): Type 1+2 tại PCC/entrada.

8. RTU/PLC & gateway: Modbus/IEC 61850/ethernet, kết nối SCADA. UPS/ nguồn phụ (24 VDC) cho RTU và relay.

9. Earthing bar và point đấu đất: thanh đồng nối đất, bolt, thông số R<1 Ω nếu có thể (tuỳ site).

10. Thanh đấu nối trung tính & thanh bảo vệ.

11. Hệ thống quạt/điều hòa tủ: đảm bảo nhiệt độ hoạt động cho relay/instrument.

12. Khung cơ khí & phụ kiện: hộc cáp phía dưới, khoang phân tách, cửa mở/khóa, bảng nhãn, thiết bị an toàn.

4. Thiết kế tủ trung gian DC (string combiner) — cấu trúc & thành phần chính

(Đặt gần cụm PV; chức năng gom, bảo vệ MCB string, giám sát IS (DC Isolator))

1. MCB/ fuses cho từng string: mỗi string 1 MCB DC hoặc 1 cầu chì DC.

2. DC isolator (load-break switch) trước khi vào inverter.

3. SPD DC (Type 2 DC) nếu có sét/nguy cơ cường độ cao.

4. DC bus & busbar: dẫn dòng hợp lý (dựa trên số string × Isc_string).

5. DC monitoring (string-level IV monitoring) nếu yêu cầu (giúp phát hiện string suy giảm).

6. Hộp thoáng/điều kiện IP65 cho outdoor hoặc IP54 nếu có mái.

7. Thiết kế chống ngược dòng, chống tia hồ quang (arc protection nếu yêu cầu).

5. BOM mẫu cho tủ trung gian AC (1 MW) — tham khảo nhanh

(Điều chỉnh theo số inverter & layout)

• 1 × Tủ AC chính (IP54, vách phân chia, kích thước tùy).

• 1 × ACB main 1600 A (In=1600 A, Icu phù hợp site).

• N × MCCB feeders cho inverter (ví dụ N=4 → 4 × MCCB 400–630 A; N=10 → 10 × MCCB 160–250 A).

• 1 × Relay bảo vệ số (multi-function numeric relay).

• 1 × Power/Energy meter 3-phase.

• 3 × VT (nếu cần) hoặc PT đầu vào cho meter/relay.

• CT chính (ratio phù hợp) + CT feeders nếu cần.

• SPD Type 1+2 (LV).

• RTU/PLC + modem/GW + UPS 1 kVA.

• Busbar (độ rộng, số pha), kẹp bus, terminal blocks.

• Thanh tiếp địa, bolt, cable lugs, shrouds.

• Quạt tủ/AC tủ, sensor nhiệt, đèn nội thất.

6. Kích thước tủ & bố trí vật lý (tham khảo)

• Nếu gom 4 inverters (mỗi 250 kW): tủ chính có thể dài 2.0–3.5 m × cao 2.0 m × sâu 0.8–1.0 m (tùy cấu hình).

• Nếu nhiều feeders (10 feeders) → tủ modular dài hơn hoặc 2 tủ song song.

• Luôn có khoang tách giữa ngõ cáp lực (power) và ngõ điều khiển (control).

• Lối thao tác phía trước ≥ 0.8–1.0 m, khoảng cách trục tủ đến tường theo tiêu chuẩn an toàn.

7. Kích thước cáp & lưu ý sụt áp (khuyến nghị quy trình, không ép số cố định)

• Lựa chọn tiết diện cáp dựa trên: I_load × hệ số an toàn (thường 1.25–1.5 × I_nominal), điều kiện lắp (trong ống, cặp, treo), nhiệt độ môi trường, thông số vật liệu.

• Kiểm tra sụt áp: ΔV% = (I × L × Z) / (V × 100%) — đảm bảo tổng sụt áp từ inverter → PCC ≤ 3% (hoặc theo tiêu chuẩn dự án).

• Chọn cáp đồng XLPE/insulated với khả năng chịu dòng liên tục ≥ I_design × 1.25.

Mình không ghi một con số mm² cụ thể vì phụ thuộc nhiều vào: phương án lắp, số cáp song song, lớp cách điện, nhiệt độ, tiêu chuẩn VN/IEC và chứng nhận nhà cung cấp. Mình khuyến nghị: tính toán cáp chi tiết bằng phần mềm/đề cương điện và xác nhận bởi kỹ sư điện site.

8. Bảo vệ chọn lọc và phối hợp

• Cấu hình relay để bảo vệ chọn lọc (feeder trips trước main trip), đặt time coordination giữa MCCB/ACB/relay.

• Thử nghiệm phối hợp (time-current coordination) để tránh cắt toàn hệ do một lỗi nhánh.

• Thêm chức năng earth-fault detection nếu hệ có nối đất đặc biệt.

9. An toàn, thi công & nghiệm thu

• Tủ phải có nhãn, sơ đồ mạch, hướng dẫn thao tác đóng/mở.

• Tiếp địa toàn hệ: kiểm tra R<1 Ω (tuỳ yêu cầu), đo IR.

• Thí nghiệm trước vận hành: kiểm tra cách điện, test chức năng relay, test ACB trip, đo sụt áp, đo THD.

• SCADA: test thu thập dữ liệu, alarm, control từ xa.

• Vệ sinh, phun sơn chống ăn mòn nếu ngoài trời, canopy che nắng-mưa.

10. Sơ đồ một đường (single-line) — mô tả nhanh (ASCII)

[PV Arrays] -- DC Combiner (string MCBs, DC isolator, SPD) -- Inverter(s) | Inverter AC outputs (each) -> Feeder MCCBs | AC Combiner Busbar (tủ trung gian AC) | ACB Main (1600-2000A) | Power/Energy Meter + SPD | Transformer (1.25 MVA) (nếu step-up) | Point of Common Coupling (PCC) | Grid

11. Ví dụ cấu hình cụ thể (chọn 1 để bạn dễ áp dụng)

Ví dụ 4 × 250 kW inverter (phổ biến, dễ bảo trì):

• Mỗi inverter: MCCB feeder 400 A (adjust to vendor rating), có CT riêng cho giám sát.

• Tủ AC chính: ACB main 1600 A; busbar 3 pha kích thước phù hợp.

• Relay bảo vệ: 1 × numeric relay (set OC 1.3×I_nom feeder, time coordination).

• Meter: 1 × meter ở phía sau ACB.

• RTU/SCADA: thu tín hiệu meter + alarm.

• SPD LV: ở phía ACB và trước transformer.

12. Các lưu ý thực tế & đề xuất

• Nếu site có yêu cầu khắc nghiệt (nhiệt cao, nước mặn, bụi) → chọn tủ outdoor IP65, inox, điều hòa tủ.

• Luôn dự trù dự phòng 10–25% công suất/khả năng dòng cho bus/ACB để chịu đột biến.

• Chia bus thành 2 nhánh nếu muốn tăng tính sẵn sàng (nửa hệ tắt vẫn chạy nửa kia).

• Triển khai string monitoring nếu bạn muốn phát hiện sớm so sánh hiệu suất từng string.

• Luôn dùng nhà cung cấp thiết bị có catalogue/LC/giấy chứng nhận (xác định Icu/Aux ratings) để tính phối hợp bảo vệ.