Đang tải... (xem toàn văn)
(NB) Giáo trình Điện cơ bản cung cấp một số kiến thức như: Vật liệu điện; Khí cụ điện; Thiết bị điện gia dụng; Rơ le điện tử. Bảo quản tốt các thiết bị, dụng cụ, sản phẩm; Tổ chức nơi làm việc gọn gàng, ngăn nắp và đúng các biện pháp an toàn; Chủ động và sáng tạo trong học tập. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung giáo trình phần 2 dưới đây.
Chương Thiết bị điện gia dụng Mục tiêu: - Sử dụng thành thạo loại máy đo thông dụng để đo kiểm, xác định lỗi sửa chữa thiết bị điện gia dụng theo thông số nhà sản xuất - Lắp đặt mạng điện chiếu sáng cho gia đình theo bản vẽ - Lắp đặt mạng điện động lực cho động pha, ba pha dùng gia đình theo tiêu chuẩn điện VN - Rèn luyện tính cẩn thận, an tồn cho người thiết bị 3.1 Thiết bị cấp nhiệt 3.1.1 Nguyên lý chung Các thiết bị cấp nhiệt thiết bị sử dụng dây điện trở nhằm mục đích biến đổi điện thành nhiệt Đặc điểm dây điện trở có điện trở suất lớn, chịu nhiệt độ cao, chống oxy hóa ăn mịn hóa học lớn Thí nghiệm hai nhà bác học Joule – Lenxơ cho thấy: cho dòng điện qua điện trở R, kết quả cho thấy điện trở nóng lên tỏa nhiệt mơi trường xung quanh Đó tác dụng nhiệt dịng điện Dây dẫn phát nhiệt nhiều hay phụ thuộc vào điện trở Ta tính điện trở thiết bị cấp nhiệt biết vật liệu cấu tạo nên điện trở, chiều dài tiết diện nó: R ρ l S Trong đó: l: chiều dài dây điện trở (m) S: tiết diện mặt cắt dây dẫn (mm2) ρ: điện trở suất (Ωmm2/m) Đối với kim loại đồng: ρ = 0,018 (Ωmm2/m) thường sử dụng làm dây dẫn điện Dây đốt nóng hợp kim niken – crom có ρ = 1,1 (Ωmm2/m) có nhiệt độ làm việc bình thường từ 10000C ÷ 11000C, thường dùng làm dây điện trở, mỏ hàn điện Dây đốt nóng hợp kim sắt – crom có ρ = 1,3 (Ωmm2/m), độ bền kém, nhiệt độ làm việc từ 1800C ÷ 2000C, thường dùng làm mỏ hàn chì Các thiết bị cấp nhiệt như: bàn ủi điện, nồi cơm điện, bếp điện thường sử dụng dây đốt nóng hợp kim niken – crom đúc ống kim loại Ta tính nhiệt thiết bị cấp nhiệt biết thơng số chúng theo trình tự sau: - Tính cơng suất: P = U.I.cosφ (3.1) P: cơng suất (W) 54 U: hiệu điện I: dòng điện (A) cosφ: hệ số công suất, với thiết bị cấp nhiệt cosφ = Mặt khác, ta có: U = I.R (3.2) R: điện trở dây dẫn (Ω) Thay (3.1) vào (3.2) ta có: P = I.R.I = I2R (do cosφ = 1) Từ ta tính nhiệt lượng thiết bị cấp nhiệt công công suất theo thời gian t (s): Q = P.t = I2Rt (Jun) Q = 0,24 I2Rt (Calo) Trong thiết bị cấp nhiệt nhiệt lượng mà tỏa phụ thuộc vào sơ đồ đấu dây điện trở Để tính điện trở gia nhiệt ta cần biết thông số thiết bị: công suất định mức (W) điện áp định mức (V) Từ công thức: P = U.I suy ra: I P U cosφ hệ số công suất (với thiết bị gia nhiệt cosφ = 1) Mà U = I.R thay (2) vào (1) ta có: P = I.R.I = I2R (vì cosφ = 1) suy RS U l Khi tính R ta dùng công thức R ρ suy l R S I ρ Do nhiệt độ điện trở phụ thuộc vào độ lớn điện trở người ta mắc nối tiếp song song điện trở để thay đổi nhiệt độ Ví dụ: ta thay đổi nhiệt độ bếp điện cách thay đổi cách đấu dây điện trở sau: Hình 3.1a Cấp nhiệt độ trung bình Hình 3.1b Cấp nhiệt độ mạnh Hình 3.1c Cấp nhiệt độ: thấp cầu dao nối với chấu mạnh nối với chấu Hình 3.1 Cách thay đổi nhiệt độ bếp điện cách thay đổi điện trở 55 3.2.1 Bàn ủi điện Cấu tạo: Gồm phận chính: mặt bàn ủi, vỏ bọc, phận gia nhiệt rơle tự động, phận phun nước (nếu có), dây dẫn Hình 3.2 Sơ đồ mạch điện bàn ủi Dây gia nhiệt Đèn báo Thanh lưỡng kim Tiếp điểm Vít điều chỉnh nhiệt độ - Mặt bàn ủi: cấu tạo hợp kim nhơm mặt có phủ lớp chống dính, mặt có lắp rơle tự ngắt đèn báo - Dây gia nhiệt: dây có điện trở suất lớn chịu nhiệt độ cao Thông thường bàn ủi, bếp điện, nồi cơm điện dùng dây hợp kim niken – nhơm đúc kín ống kim loại nhôm sắt Để tăng độ bền dây gia nhiệt ống kim loại có thêm chất cách điện, có tính chịu nhiệt dẫn nhiệt tốt, có khả chống oxy hóa Bộ phận đặt nằm bề mặt bàn ủi * Nguyên lý hoạt động Bàn ủi hoạt động dựa nguyên tắc thiết bị cấp nhiệt biến đổi điện thành nhiệt Khi đưa điện vào bàn ủi dây điện trở tỏa nhiệt lên mặt bàn ủi lưỡng kim rơle nhiệt Thanh lưỡng kim bị nung nóng đến nhiệt độ (tùy thuộc vào nhiệt độ chọn núm chọn nhiệt độ bàn ủi) bị cong lên, mở tiếp điểm rơle nhiệt cắt điện vào điện trở Khi đó, nhiệt độ dây điện trở giảm làm nhiệt độ lưỡng kim giảm theo, lưỡng kim trở trạng thái ban đầu làm đóng tiếp điểm rơle điện lại cấp vào rơle Quá trình làm việc tiếp tục lặp lại Đèn báo mắc song song với điện trở (điện áp 2,5V) phần điện trở (điện áp 220V) để báo trạng thái làm việc bàn ủi Cam lệch tâm 56 dùng để điều chỉnh độ căng lưỡng kim (4) để trì nhiệt độ bàn ủi cho phù hợp với đồ cần ủi Bàn có phận điều chỉnh nhiệt độ rơle nhiệt Giới hạn lựa chọn tùy thuộc vào loại vải cần sau: Bảng 3.1: Nhiệt độ lựa chọn cho loại vải Loại vải Nhiệt độ (0C) Sợi hóa học 85 115 Tơ lụa 115 140 Len 140 165 Băng, vải sợi 165 190 Lanh, vải bạt 190 230 * Giới thiệu số loại bàn ủi - Bàn ủi có điều chỉnh nhiệt độ Hình 3.3 Hình dáng bên ngồi Hình 3.3: Cấu tạo bên 57 - Bàn ủi nước Hình 3.5 Hình dáng bên ngồi Trong : Spray outlet : đầu phun Water tank assembly : phần lắp vào hộp chứa nước Water tank release : nút mở hộp chứa Power Indicator : đèn báo nguồn Thermostat control : điều chỉnh nhiệt Soleplate : mặt bàn ủi Hình 3.6 Cấu tạo bên Khác với bàn khơng có phận phun nước, bàn có phận phun nước có thêm phận tạo nước phun vào lớp vải cần làm phẳng Ưu điểm bàn ủi nước có khả ủi nhanh hẳn so với bàn ủi thường nhờ vào luồng nước mạnh giúp xóa nếp nhăn vải nhanh chóng, cả vết nhăn thuộc hàng “cứng đầu” Ngoài ra, bàn ủi 58 nước không kén vải, cả loại vải khó chịu lụa, nhung, nỉ, len vest Bàn ủi nước có nhều tính đặc biệt : Tia Chức “Tia nước” (Jet of Steam) cho luồng nước mạnh phun sâu vào quần áo, giúp xử lý hiệu quả vết nhăn cứng đầu Chức phun sương Chức phun sương đặc biệt giúp xử lý vết nhăn cứng đầu cần ủi độ ẩm cao Chức tự làm Chức trơi cặn khống chất đóng buồng tạo đường thổi nước, lần lại làm bàn ủi, cho thời gian sử dụng lâu dài Chức chống đóng vơi (Calc Cut) Hệ thống chống đóng vơi bình nước liên tục khử tích tụ cặn buồng hóa bàn ủi Hệ thống cho phép chức nước sử dụng lâu bền giúp đường thổi không bị nghẽn 3.2.2 Nồi cơm điện Cấu tạo Hình 3.7 Sơ đồ mạch điện nồi cơm điện 59 Gồm phần: - Vỏ nồi: thường kim loại mỏng có tráng men sơn tĩnh điện có gắn rơle tự động, chân đế, tay xách Vỏ nồi cơm điện có lớp, có lớp cách nhiệt Nồi cơm đặt vào vỏ nồi, nồi cơm đúc nhơm, phía có tráng lớp men chống dính - Bộ phận cấp nhiệt (dây gia nhiệt): đúc hợp kim nhơm bên ngồi bọc lớp cách điện Dây gia nhiệt nằm đáy nồi, đúc liền với mâm gia nhiệt tiếp xúc trực tiếp với đáy nồi Ngồi cịn có phận cấp nhiệt phụ làm việc dây gia nhiệt cắt, phận làm nhiệm vụ hâm nóng (giữ nhiệt ln nóng đều, cơng suất nhỏ so với dây gia nhiệt chính) - Rơle nhiệt: tự động cắt mạch điện nhiệt độ cao Nguyên lý làm việc: Nhấn K, nam châm hút, tiếp điểm S2 đóng cấp điện vào dây gia nhiệt, đèn báo sáng, cấp nhiệt cho nồi cơm sơi (1000C), sau cạn nhiệt độ nồi tăng >1000C làm cho sức hút nam châm giảm khơng thắng lực kéo lị xo làm tiếp điểm S2 nhả tiếp điểm S1 đóng dây gia nhiệt hâm làm việc 3.2.3 Sử dụng thiết bị cấp nhiệt nói chung Ấm điện Một thiết bị gần gũi ấm điện Đây thiết bị truyền nhiệt trực tiếp qua nước không gián tiếp bếp điện Vì điện trở có trị số nhỏ cần phải tản nhiệt nhanh dịng điện qua tương đối cao Vì khơng nên ấm bị khơ nước khơng thể tản nhiệt làm cháy điện trở Cần ý nên thường xuyên kiểm tra độ rò điện trở gây nguy hiểm chết người Hình 3.8: Điện trở ấm điện Máy sấy tóc Ngun tắc máy sấy tóc dùng động gắn cánh quạt để thổi nóng từ điện trở sấy làm khơ tóc Nếu khơng có động thổi gió để tản nhiệt 60 điện trở nóng đỏ đứt Trường hợp xảy động bị yếu hay bị kẹt tóc bám vào cánh quạt Sơ đồ mạch điện máy sấy tóc sau: Cơng tắc sấy nóng, nguội R Điện trở cản Nguồn điện vào 220V AC Điện trở sấy Cầu đi-ốt nắn DC R Động DC quạt gió Hình 3.9: Sơ đồ mạch điện máy sấy tóc Trong sơ đồ ta nhận thấy máy sấy tóc làm việc hai chế độ: - Chế độ gió mát: Lúc có động quạt gió điện trở cản R làm việc Điện trở có hai chức vừa cản điện áp cho động vừa tạo nhiệt lượng vừa phải đủ làm khơ tóc sau sấy - Chế độ sấy: Lúc điện trở sấy R2 tham gia làm việc nên luồng gió thổi sau qua điện trở nóng làm khơ tóc mau - Hư hỏng thường gặp máy sấy điện trở sấy bị đứt động bị hỏng động bị hỏng khơng phát sớm phá điện trở sấy Bếp điện Bếp điện loại thiết bị điện nhiệt Bếp điện có nhiều loại: loại hở, loại kín (nếu phân theo lớp vỏ bảo vệ); loại bếp đơn, loại bếp đôi (nếu phân theo số lượng bếp nấu); loại có điều chỉnh nhiệt độ, loại khơng có điều chỉnh nhiệt độ) phân theo thiết bị cách điều chỉnh nhiệt độ).v.v Loại bếp hở khơng có điều chỉnh nhiệt độ khơng an tồn cho người sử dụng tiêu tốn điện nên thực tế dùng Cấu tạo nguyên lý làm việc bếp điện: - Bếp điện có cơng suất khơng đổi: 61 Cấu tạo Hình 3.10 Bếp điện có cơng suất khơng đổi Đèn báo Dây điện trở Thân bếp Tương tự thiết bị điện nhiệt khác, loại bếp điện có cấu tạo bản giống gồm dây điện trở gia nhiệt, vỏ bảo vệ, phận đóng cắt điện, đèn tín hiệu Hình 3.10 giới thiệu cấu tạo bếp điện đơn có cơng suất khơng đổi Bếp điện có cơng suất khơng đổi có cấu tạo đơn giản gồm: dây điện trở gia nhiệt (thường làm Nicrơm có đường kính 0,2 đến 0,5mm, cấu tạo dạng lị xo, bên ngồi có vỏ bọc không) Dây điện trở đặt thân bếp (cách điện làm sứ đất nung) theo rãnh xoắn tạo nên mặt phẳng bếp hình trịn Hai đầu dây điện trở nối cố định với đầu nối qua đèn báo, đưa ngồi dây dẫn phích cắm Ngun lý làm việc Khi cắm điện, cấp nguồn cho bếp điện, đèn tín hiệu sáng, có dịng điện qua điện trở làm dây điện trở nóng lên, tỏa nhiệt theo hiệu ứng phát nhiệt dòng điện Nhiệt lượng tỏa xác định theo định luật Jun-Lenxơ - Bếp điện có cơng suất thay đổi được: Cấu tạo: 62 Hình 3.11 Bếp điện đơn có điều chỉnh nhiệt độ Đèn báo Dây điện trở Núm điều chỉnh nhiệt độ Thân bếp Bếp điện có cơng suất thay đổi có cấu tạo khác bếp điện có cơng suất khơng đổi cầu dao gạt thay đổi cách nối hai dây điện trở gia nhiệt phận điều chỉnh nhiệt độ Thường dây điện trở gia nhiệt hai dây Nicrơm có đường kính 0,2 đến 0,5mm, cấu tạo dạng lị xo, bên ngồi có vỏ bọc khơng Hai dây điện trở mắc song song công tắc gạt nối dây Cả hai dây điện trở đặt thân bếp (cách điện làm sứ đất nung) theo rãnh xoắn tạo nên mặt phẳng bếp hình trịn Ngồi cịn có thêm phận điều chỉnh nhiệt độ để tự ngắt nhiệt độ qua giới hạn Hai đầu dây điện trở nối cố định với đầu nối qua đèn báo, đưa dây dẫn phích cắm Ngun lý làm việc: Hình 3.12 Rơle nhiệt 1,2 Dây điện trở; 3,4 Bộ phận cách điện 5,6 Tiếp điểm; Thanh lưỡng kim; 63 Vít điều chỉnh * Rơto dây quấn: gồm lõi thép, dây quấn phần ứng, cổ góp trục máy Hình 3.33: Cấu tạo rơto lồng sóc Hình 3.44 : Cấu tạo Rôto dây quấn a Lá thép rôto; b Phần tử dây quấn; c Bố trí phần tử dây quấn - Lõi thép phần ứng: Hình trụ làm thép kỹ thuật điện dày 0,5mm, phủ sơn cách điện ghép lại Các lad thép dập lỗ thơng gió rãnh để đặt dây quấn phần ứng - Dây quấn phần ứng : Gồm nhiều phần tử mắc nối tiếp với nhau, đặt rãnh phần ứng tạo thành nhiều vòng kín Phần tử dây quấn bối dây gồm nhiều vòng dây, hai đầu nối với hai phiến góp vành góp, hai cạnh tác dụng phần tử đặt hai rãnh hai cực từ khác tên - Cổ góp: gồm nhiều phiến đồng hình nhạn ghép thành khối hình trụ, cách điện với cách điện với trục máy 86 3.4 Thiết bị điện chiều 3.4.1 Khái niệm chung Dòng điện xoay chiều sử dụng rộng rãi đời sống kỹ thuật Nhưng số trường hợp khơng thể sử dụng dịng điện xoay chiều mà phải sử dụng dịng điện chiều Ví dụ: mạ điện, đúc điện, nạp ắcquy, sản xuất hóa chất tinh chế kim loại phương pháp điện phân Tuy nhiên, dòng điện chiều từ pin ắc quy không đủ lớn công suất hiệu điện thế, chi phí cao Dịng điện chiều cung cấp từ máy phát điện chiều Nhưng so sánh hai cơng suất việc chế tạo máy phát điện chiều có chi phí cao máy phát xoay chiều việc truyền tải điện chiều khó khăn Như vậy, phương pháp kinh tế có dịng điện chiều chỉnh lưu dòng xoay chiều từ lưới điện Hình 3.52 biểu diễn sơ đồ khối nguồn hoàn chỉnh với chức khối sau: - Biến áp: để biến đổi điện áp xoay chiều U1 thành điện áp xoay chiều U2 có giá trị thích hợp với yêu cầu Trong số trường hợp biến đổi trực tiếp từ U1 - Mạch chỉnh lưu: có nhiệm vụ chuyển điện áp xoay chiều U2 thành điện áp chiều không băng phẳng Ut (có giá trị nhấp nhơ thay đổi) Sự thay đổi phụ thuộc cụ thể vào dạng mạch chỉnh lưu - Bộ lọc: có nhiệm vụ san điện áp chiều đập mạch U t thành điện áp chiều U01 nhấp nhơ - Bộ ổn áp chiều (ổn dịng): có nhiệm vụ ổn định điện áp (dịng điện) đầu U02 (It) U10 thay đổi theo ổn định U01 hay It Trong nhiều trường hợp có ổn áp mà khơng dùng ổn dịng U iến áp B U h lưu Mạc chỉnh Uộ lọc B t U 01 Hình 3.52 Sơ đồ khối nguồn chiều 3.4.2 Các phương pháp tạo điện chiều - Chỉnh lưu nửa chu kỳ 87 Ổn áp chiều (ổn dịng) U 02 Hình 3.53 Mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ dùng để nạp ắc quy Ở nửa chu kỳ dương cuộn dây W2 đầu dương đầu 2: điơt D dẫn, Rt có dòng điện từ D Rt 2 Ở nửa chu kỳ sau, đầu dương đầu 1, D bị khóa Mạch chỉnh lưu dùng cấp nguồn cho mạch đơn giản dùng - Chỉnh lưu hình tia (chỉnh lưu hai nửa chu kỳ) Hình 3.30 Mạch chỉnh lưu hình tia (hai nửa chu kỳ) Ở chu kỳ dương: D1 dẫn điện phân cực thuận, D2 khơng dẫn bị phân cực ngược sang nửa chu kỳ âm: D2 dẫn, D1 khóa Như cả hai nửa chu kỳ có dịng điện qua tải Rt Điện áp chiều sau điôt phẳng hơn, lắp thêm tụ C để lọc điện điện áp chiều phẳng - Chỉnh lưu cầu pha 88 Hình 3.31 Mạch chỉnh lưu cầu pha Ở nửa chu kỳ dương điơt D1, D2 dẫn cịn D3, D4 khóa; sang nửa chu kỳ âm D3, D4 dẫn cịn D1, D2 khóa 3.4.3 Kiểm tra, sửa chữa thiết bị điện chiều Mạch chỉnh lưu mạch động lực gồm có phần bản: Biến áp Các điôt chỉnh lưu Mạch lọc Mạch tạo xung điều khiển (nếu có) Khi mạch chỉnh lưu bị hỏng dẫn đến tượng: + Giảm chất lượng dòng chiều (dịng chiều nhấp nhơ) ngun nhân: tụ lọc bị hỏng dùng đồng hồ V.O.M kiểm tra tụ + Mất nguồn chiều cấp cho tải nguyên nhân: Tụ lọc bị đánh thủng dẫn đến ngắn mạch nổ cầu chì bảo vệ, phải kiểm tra tụ Mất điều khiển kiểm tra mạch điều khiển Kiểm tra biến áp: kiểm tra điện áp sơ cấp thứ cấp máy biến áp Kiểm tra điôt 89 Chương Rơ le điện tử Mục tiêu: - Trình bày cấu tạo, nguyên lý làm việc rơ le điện tử - Lắp đặt mạng điện bản dùng rơ le điện tử - Rèn luyện tính cẩn thận, an toàn cho người thiết bị 4.1 Cấu tạo Trong thời gian gần đây, người ta xử lý khối lượng lớn thông tin thời gian ngắn chế độ làm việc trang thiết bị điện bảo vệ Hiện nay, hệ thống điện thông tin xử lý máy vi tính Cũng tương tự bảo vệ thực điện cơ, điện tử, bảo vệ kỹ thuật số có phần chức năng: đo lường, tạo thời gian, phần logic hoạt động theo chương trình định trước để điều khiển máy cắt Với khả linh động rơle dùng kỹ thuật số, chức phát ngắn mạch, làm nhiệm vụ đo lường, định vị trí cố, lưu trữ tượng trước sau thời điểm ngắn mạch, phân tích liệu hệ thống, dễ dàng giao tiếp với bảo vệ khác, hiển thị thông tin dễ dàng cho người sử dụng Một rơle kỹ thuật số bao gồm phận: biến đổi I sang V, lọc, chỉnh lưu xác, dịch pha, phát qua điểm zero, chọn kênh, mạch lấy mẫu giữ, biến đổi ADC, vi xử lý, xuất nhập, tiếp điểm rơle điều khiển… Hình 4.1 Sơ đồ khối Rơle số 90 Hình 5.1 minh họa cấu trúc điển hình phần cứng rơle Điện áp đầu vào dòng điện đầu vào rơle lấy qua BU BI từ đối tượng bảo vệ Các tín hiệu tương tự chuyển sang tín hiệu số điện áp nên tín hiệu dịng điện trước tiên phải biến đổi sang điện áp theo nhiều cách Ví dụ: cho dịng điện chạy qua điện trở có giá trị xác định lấy điện áp hai đầu điện trở để biểu diễn dịng điện Tín hiệu từ máy biến điện áp máy biến dòng sau biến đổi thành tín hiệu áp tương ứng cho qua lọc để tránh lỗi giả Sau qua lọc, tín hiệu cho qua hay khơng cho qua chỉnh lưu xác đầu đưa vào chọn kênh Bộ vi xử lý trung tâm gửi lệnh đến chọn kênh để mở kênh mong muốn Đầu chọn kênh đưa vào biến đổi A/D, để biến đổi tín hiệu tương tự thành tín hiệu số đưa vào vi xử lý Nguyên lý biến đổi tín hiệu phải qua mạng lấy mẫu giữ cho tín hiệu điện áp tức thời không thay đổi chu kỳ biến đổi Đầu biến đổi AD tín hiệu số tương ứng với tín hiệu tương tự đầu vào đưa vào vi xử lý Tác động liên thông vi xử lý trung tâm với nhớ (chương trình phần mềm) cho phép đo trị số đặt, xác định đặc tuyến khởi động bảo vệ theo chương trình định trước, xác định thời gian làm việc, logic tác động, tự động thay đổi quan hệ phần logic phụ thuộc vào tín hiệu từ đối tượng bảo vệ, sau cho định điều khiển máy cắt, thông qua xuất nhập, DAC, tiếp điểm rơle… 4.2 Phân loại Truyền liệu (communication) điều cần thiết ba lý sau đây: - Để dễ dàng cho việc cài đặt chương trình vào bên rơle - Rơle phải trao đổi liệu với phận đo lường xa - Rơle phải phát tín hiệu cắt (Trip) tín hiệu báo động (Alarm) có cố Khơng giống rơle điện loại rơle tĩnh khác, rơle số không cần phải hiệu chỉnh Việc cài đặt thường thực chương trình phần mềm từ máy tính cá nhân hay tích hợp rơle Vì lý mà số loại giao diện sử dụng để người dùng trao đổi liệu với rơle Loại 1: Loại phổ biến loại rơle số đại có hình tinh thể lỏng (LCD) bàn phím lắp mặt trước rơle Để nhập giá trị cài đặt, người sử dụng phải ấn phím để hiển thị thay đổi giá trị số xuất hình 91 Loại 2: Sử dụng hình hiển thị thơng thường (VDU) nối đến rơle số thông qua cổng nối tiếp Loại giao diện thường thấy trạm biến áp (để hiển thị sơ đồ vận hành) sử dụng sơ đồ kết nối với rơle trạm qua modem từ trung tâm điều khiển xa để lấy liệu hay cài đặt lại thông số Yêu cầu rơle số phải có phương pháp phát tín hiệu cắt tín hiệu báo động thích hợp Vì tín hiệu có dạng mã nhị phân (Binary) vi xử lý dễ dàng giải mã địa Mặc dù công nghệ số áp dụng bảo vệ rơle tín hiệu cắt báo động phải tín hiệu tương tự để đưa đến rơle điện thực mệnh lệnh Phân loại - Theo chức sử dụng: Rơle bảo vệ Rơle điều khiển - Theo khả xử lý thơng tin: Rơle có tiếp điểm Rơle khơng có tiếp điểm - Theo số lượng đại lượng đầu vào: Rơ le đại lượng (Rơle dòng điện, Rơle điện áp…), Rơle nhiều đại lượng vào (Rơle công suất…) Các mạch điện ứng dụng Mục tiêu: - Trình bày chức Rơ le số - Cài đặt Rơ le số SEL311L - Đấu nối cài đặt Rơ le số kiểu SEL311L Bảo vệ dòng điện Bảo vệ dòng điện cực đại loại bảo vệ phản ứng với dòng phần tử bảo vệ Bảo vệ tác động dòng điện qua chỗ đặt thiết bị bảo vệ tăng giá trị định trước Có thể đảm bảo khả tác động chọn lọc bảo vệ phương pháp khác nguyên tắc: - Phương pháp thứ nhất: bảo vệ thực có thời gian làm việc lớn bảo vệ đặt gần phía nguồn cung cấp Bảo vệ gọi BV dịng điện cực đại làm việc có thời gian - Phương pháp thứ hai: dựa vào tính chất dòng ngắn mạch qua chỗ nối bảo vệ giảm xuống hư hỏng cách xa nguồn cung cấp Dòng khởi động bảo vệ IKĐ chọn lớn trị số lớn dòng đoạn bảo vệ xảy ngắn mạch đoạn kề (cách xa nguồn hơn) Nhờ bảo vệ có 92 thể tác động chọn lọc không thời gian Chúng gọi bảo vệ dòng điện cắt nhanh Như vậy: Bảo vệ dòng điện cực đại bảo vệ cắt nhanh khác cách bảo đảm yêu cầu tác động chọn lọc vùng bảo vệ Bảo vệ dòng cực đại tác động chọn lọc, người ta tạo cho thời gian trì hỗn thích hợp Vùng bảo vệ bảo vệ dòng điện cực đại gồm cả phần tử bảo vệ phần tử lân cận Vùng bảo vệ cắt nhanh phần phần tử bảo vệ Bảo vệ dòng điện cực đại Ví dụ khảo sát tác động bảo vệ dịng điện cực đại đặt mạng hình tia có nguồn cung cấp (hình 5.4), thiết bị bảo vệ bố trí phía nguồn cung cấp tất cả đường dây Mỗi đường dây có bảo vệ riêng để cắt hư hỏng góp trạm cuối đường dây Hình 4.2:Bố trí bảo vệ dịng cực đại mạng hình tia có nguồn cung cấp Dịng khởi động bảo vệ IKĐ, tức dòng nhỏ qua phần tử bảo vệ mà làm cho bảo vệ khởi động, cần phải lớn dòng phụ tải cực đại phần tử bảo vệ để ngăn ngừa việc cắt phần tử khơng có hư hỏng Các bảo vệ dịng điện cực đại làm việc có thời gian chia làm hai loại tương ứng với đặc tính thời gian độc lập đặc tính thời gian phụ thuộc có giới hạn Bảo vệ có đặc tính thời gian độc lập loại bảo vệ có thời gian tác động khơng đổi, khơng phụ thuộc vào trị số dòng điện qua bảo vệ Thời gian tác động bảo vệ có đặc tính thời gian phụ thuộc giới hạn, phụ thuộc vào dòng điện qua bảo vệ bội số dòng so với dịng IKĐ tương đối nhỏ phụ thuộc không phụ thuộc bội số lớn 93 Hình 4.3: Sơ đồ nguyên lý bảo vệ dịng cực đại Các phận BV dịng cực đại: Bảo vệ dịng cực đại có hai phận chính: Bộ phận khởi động (ví dụ, sơ đồ bảo vệ hình 5.5, phận khởi động rơle dòng 3RI 4RI) phận tạo thời gian làm việc (rơle thời gian 5RT) Bộ phận khởi động phản ứng với hư hỏng tác động đến phận tạo thời gian Bộ phận tạo thời gian làm nhiệm vụ tạo thời gian làm việc đảm bảo cho bảo vệ tác động cách có chọn lọc Các rơle dịng điện nối vào phía thứ cấp BI theo sơ đồ thích hợp - Bảo vệ có đặc tính thời gian độc lập Hình 4.4: Các dạng đặc tính thời gian bảo vệ dòng cực đạiđộc lập; 2- phụ thuộc Thời gian làm việc bảo vệ có đặc tính thời gian độc lập (hình 5.6) chọn theo nguyên tắc bậc thang (từng cấp), làm bảo vệ đoạn sau gần nguồn có thời gian làm việc lớn thời gian làm việc lớn bảo vệ đoạn trước bậc chọn lọc thời gian Δt 94 Hình 4.5: Phối hợp đặc tính thời gian độc lập bảo vệ dòng cực đại Xét sơ đồ mạng hình 5.7, việc chọn thời gian làm việc bảo vệ bảo vệ đoạn đường dây xa nguồn cung cấp nhất, tức từ bảo vệ 1’ 1” trạm C Giả thiết thời gian làm việc bảo vệ biết, tương ứng t1’ t1” Thời gian làm việc t2’ bảo vệ 2’ trạm B chọn lớn thời gian làm việc lớn bảo vệ trạm C bậc Δt Nếu t1’ > t1” t2’ = t1’+ Δt Thời gian làm việc t3 bảo vệ trạm A tính tốn tương tự, ví dụ có t2” > t2’ t3 = t2” + Δt Trường hợp tổng quát, bảo vệ đoạn thứ n thì: tn = t(n-1)max + Δt đó: t(n-1)max - thời gian làm việc lớn bảo vệ đoạn thứ n1 (xa nguồn đoạn thứ n) - Bảo vệ có đặc tính thời gian phụ thuộc có giới hạn Khi chọn thời gian làm việc bảo vệ có đặc tính thời gian phụ thuộc có giới hạn (hình 5.6) có yêu cầu khác giá trị bội số dòng ngắn mạch cuối đoạn bảo vệ so với dòng khởi động: Khi bội số dòng lớn, bảo vệ làm việc phần độc lập đặc tính thời gian: lúc thời gian làm việc bảo vệ chọn giống bảo vệ có đặc tính thời gian độc lập Khi bội số dòng nhỏ, bảo vệ làm việc phần phụ thuộc đặc tính thời gian: trường hợp này, sau phối hợp thời gian làm việc bảo vệ kề giảm thời gian cắt ngắn mạch 95 Hình 4.6: Phối hợp đặc tính bảo vệ dịng cực đại có đặc tính thời gian phụ thuộc giới hạn N: Điểm ngắn mạch tính tốn Xét sơ đồ mạng hình 5.7, đặc tính thời gian bảo vệ thứ n đoạn AB lựa chọn để có thời gian làm việc tn lớn thời gian t(n1)max bảo vệ thứ (n- 1) đoạn BC bậc Δt ngắn mạch điểm tính tốn - đầu đoạn kề BC - gây nên dịng ngắn mạch ngồi lớn có I’N max Từ thời gian làm việc tìm ngắn mạch điểm tính tốn tiến hành chỉnh định bảo vệ tính thời gian làm việc vị trí dịng ngắn mạch khác Ngắn mạch gần nguồn dòng ngắn mạch tăng, ngắn mạch gần góp trạm A thời gian làm việc bảo vệ đường dây AB giảm số trường hợp nhỏ so với thời gian làm việc bảo vệ đường dây BC 96 4.3 Các mạch điện ứng dụng 4.3.1 Mạch hẹn cho quạt bàn 2V + V P D B R V r 1 00K + 22 00µF T M T Hình 4.7: Sơ đồ nguyên lý cho mạch hẹn quạt bàn Nguyên lý hoạt động Nhấn nút nhấn PB nguồn 12V chiều nạp cho tụ điện 2200µF, phần dịng điện đưa qua R Vr đến bazơ hai Transitor mắc darlington T1, T2 làm hai Transitor dẫn cấp dòng cho rơ le Khi bng tay ra, dịng điện tụ C tiếp tục phóng qua điện trở R Vr trì phân cực thuận cho hai Transitor => rơ le tiếp tục hút đóng cơng tắc cho quạt Sau thời gian tụ điện phóng hết điện trì phân cực thuận cho Transitor khơng cịn => T1, T2 ngắt, cắt dòng điện qua rơ le Điều chỉnh Vr thời gian giữ rơ le mong muốn, điốt D mắc ngược để chắn dòng điện cảm ứng cuộn dây sinh làm hỏng Transitor Muốn có thời gian lâu thay tụ C 2200 µF tụ có điện dung 4700 µF Phần thực hành - Tìm hiểu sơ đồ nguyên lý - Kiểm tra linh kiện sơ đồ nguyên lý - Tìm chân rơ le điện tử - Lắp mạch điện theo sơ đồ nguyên lý 97 4.3.2 Mạch đảo chiều quay động chiều Về lý thuyết, đảo chiều dòng điện cấp cho motor đảo chiều quay motor: + + D C m otor - - Hình 4.8: Nguyên lý mạch đảo chiều quay động chiều Về mạch thực tế dùng rơ le tiếp điểm, ON OFF rơ le cách đóng chân Dir Control xuống cực âm, ta điều khiển chiều động + Rơ le + M - C - D D DIR control Hình 4.9: Sơ đồ nguyên lý mạch đảo chiều quay động chiều Tụ điện C dùng dập xung nhiễu phát từ motor Các điốt D1, D2 dập xung điện áp ngược phát từ cuộn dây rơ le motor * Thực hành - Tìm hiểu sơ đồ nguyên lý 98 - Tìm chân rơ le điện tử - Lắp mạch điện theo sơ đồ nguyên lý 4.3.3 Mạch điều khiển đèn cách sờ tay Trong đêm tối có phải mị mẫm để tìm cơng tắc treo tường, khơng may sờ nhầm vào ổ cắm bị điện giật Mạch điều khiển đèn cách sờ tay khắc phục nhược điểm Sơ đồ nguyên lý R K 47µF 00K 4, 20µF C1 Z C2 ener 47µF D 220 V AC T2 4, 0, 12V 7M R M2 C3 T1 R1 M1 0, T3 7M Hình 4.10: Mạch điện tự động điều khiển đèn cách sờ tay Nguyên lý hoạt động mạch Trong mạch điện có hai điện cực M1, M2 cho ta sờ thoải mái Nếu sờ vào M1 đèn sáng lên Nếu sờ vào M2 đèn tắt Khi sờ vào M1 ảnh hưởng nhiễu điện trường cơng nghiệp người làm phân cực thuận cho hai transitor T1, T2 mắc Darlington dẫn thơng cấp dịng cho rơ le, rơ le hút đóng khóa K làm cho R nối xuống bazơ hai Transitor này, mục đích trì phân cực thuận cho mạch để giữ rơ le Khi sờ tay vào M2 làm cho T3 tương ứng dẫn thông làm phân cực bazơ hai hai transitor T1, T2 mắc darlington => rơ le nhả => ngắt tiếp điểm K làm mạch trở trạng thái ban đầu - Tận dụng tiếp điểm thứ hai rơ le để đóng cơng tắc cho đèn, quạt hay thiết bị cần điều khiển 99 Tài liệu tham khảo [1] Đề cương môđun/môn học nghề Sửa chữa thiết bị điện tử công nghiệp”, Dự án Giáo dục kỹ thuật Dạy nghề (VTEP), Tổng cục Dạy Nghề, Hà Nội, 2003 [2] Automatisieren mit sps - Guenter, Wellenreuther, Dieter Zastrow nxb Viweg [3] Stuerung von – ELWE [4].Tự động hóa với simatic s7-200 Nguyễn Dỗn Phước nxb nông nghiệp 100 ... 10MΩ 3- Điện trở 20 kΩ 8- Tụ điện 10 μF - 450V; Công tắc kiểu HZ 10p /2 - 9A 1 0-1 1- Rơle xoay chiều CJO - 10A - 22 0V; 1 2- Công tắc 3WE 4- Tụ điện 1μF 1 3- Đèn hiệu 5W - 22 0V 5- Tiếp điểm mạch phản... tạo 22 0V 12 11 10 + 15 13 ĐC 14 Hình 3.16 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo tủ sấy có sử dụng mạch điện tử để khống chế nhiệt độ loại 101 - IV Trung Quốc 1- Đèn điện tử 6p11 2- Điện trở 10MΩ 3- Điện trở 20 ... 1 4- Động không đồng pha - 40W 6- Biến áp 22 0V/6,3V công suất 10VA 1 5- Tụ điện 2? ?F - 630V 7- Rơle cụm tiếp điểm 52Z - 3,7K/10A 1 6- Điện trở gia nhiệt R1 - R8 Các thông số kỹ thuật tủ sấy 101 -
