Đang tải... (xem toàn văn)
(NB) Giáo Trình Điện kỹ thuật cung cấp cho người học những kiến thức như: Đại cương về dòng điện; Máy phát điện; Máy biến áp; Khí cụ điều khiển và bảo vệ mạch điện; Mời các bạn cùng tham khảo nội dung giáo trình phần 2 dưới đây.
Chương 4: Máy biến áp Mã số chương 4: MH 07 - 04 Giới thiệu: Bài giới thiệu máy biến áp pha máy biến áp ba pha Nêu nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại máy biến áp Mơ tả cấ u ta ̣o trình bày nguyên lý làm viê ̣c loại máy biến áp Trình bày sơ đồ lắp đặt máy biến áp hệ thống điện Mục tiêu: - Nêu nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại máy biến áp - Mô tả được cấ u ta ̣o và trình bày nguyên lý làm viê ̣c của loại máy biến áp - Mô tả được sơ đồ lắp đặt máy biến áp hệ thống điện - Tuân thủ quy định, quy phạm máy biến áp Nội dung chính: 4.1 Nhiệm vụ, yêu cầu phân loại máy biến áp 4.1.1 Nhiệm vụ Máy biến áp hệ thống điện lực thiết bị dùng để tăng điện áp đầu đường dây giảm điện áp cuối đường dây gọi máy biến áp (MBA) Máy biến áp dùng để truyền tải phân phối điện năng, MBA dùng để biến đổi hệ thống dòng điện xoay chiều điện áp thành hệ thống dòng điện xoay chiều điện áp khác với tần số khơng thay đổi Máy biến áp cịn dùng rộng rãi : Trong kỹ thuật hàn điện, thiết bị lị nung, kỹ thuật vơ tuyến điện, lĩnh vực đo lường, thiết bị tự động, làm nguồn cho thiết bị điện, điện tử , thiết bị sinh hoạt gia đình v.v 4.1.2 Yêu cầu - Khi truyền tải điện cần có máy biến áp (MBA) tăng áp u cầu có cơng suất lớn, điện áp truyền tải cao trọng lượng chi phí kim loại mầu nhỏ Máy có cơng suất cao để truyền tải điện xa giảm tổn hao điện - Ở nơi tiêu thụ điện cần có MBA giảm áp phải có cơng suất rộng rãi, để đáp ứng nhu cầu tiêu thụ điện khu vực khác 52 - MBA phân phối điện treo trời, tiện cho việc sử dụng, chịu nhiệt độ biến đổi lớn, chịu tác động môi trường - Máy biến áp - Chế tạo đơn giản, kích thước nhỏ gọn, giá thành rẻ, độ tin cậy cao, vận hành đơn giản, hiệu suất cao, an toàn sử dụng 4.1.3 Phân loại MBA + MBA dùng để truyền tải phân phối công suất hệ thống điện lực - MBA tăng áp: thường có loại 35, 110, 220, 500 KV - MBA giảm áp: thường có loại giảm áp từ 0.4 KV + MBA dùng lò luyện kim, thiết bị chỉnh lưu, MBA hàn, … + MBA tự ngẫu dùng để liên lạc hệ thống điện, mở máy động khơng đồng có cơng suất lớn + MBA đo lường dùng để giảm điện áp, dòng điện lớn đưa vào dụng cụ đo tiêu chuẩn để điều khiển + MBA thí nghiệm dùng để thí nghiệm điện áp cao MBA có nhiều loại song thực chất tượng xảy chúng giống 4.2 Cấu tạo nguyên lý làm việc máy biến áp 4.2.1 Cấu tạo máy biến áp pha 4.2.1.1 Sơ đồ cấu tạo Cấu tạo máy biến áp gông ba phận: Lõi thép, dây quấn vỏ máy + Lõi thép máy biến áp: Hình 4.1: Mạch từ máy biến áp pha a Kiểu trụ 53 b Kiểu bọc Lõi MBA (hình 4.1) dùng để dẫn từ thông, chế tạo vật liệu dẫn từ tốt, thường thép kỹ thuật điện có bề dày tử 0,3 1mm, mặt ngồi thép có sơn cách điện ghép lại với thành lõi thép Lõi thép gồm hai phần trụ gông - Trụ T phần để đặt dây quấn cịn gơng G phần nối liền trụ để tạo thành mạch từ kín + Dây quấn MBA: Dây quấn MBA (hình 4.2) thường làm dây dẫn đồng nhơm, tiết diện trịn hay chữ nhật, bên Hình 4.2: Máy biến áp pha ngồi dây dãn có bọc cách điện, Dây quấn gồm nhiều vòng dây lồng vào trụ thép Giữa vòng dây, dây quấn dây quấn với lõi thép có cách điện MBA thường có hai nhiều dây quấn Khi dây quấn đặt lên trụ dây quấn điện áp thấp đặt sát trụ thép dây quấn điện áp cao đặt bên Làm giảm vật liệu cách điện + Vỏ MBA: Làm thép gồm hai phận: thùng nắp thùng - Thùng MBA: Trong thùng MBA đặt lõi thép, dây quấn dầu MBA Dầu MBA làm nhiệm vụ tăng cường cách điện tản nhiệt Lúc MBA làm việc, phần lượng tiêu hao thoát dạng nhiệt, làm dây quấn lõi thép phận khác nóng lên Nhờ đối lưu dầu truyền nhiệt từ phận bên MBA sang dầu từ dầu qua vách thùng môi trường xunh quanh + Nắp thùng: dùng để đậy thùng có phận như: - Sứ dây quấn cao áp, dây quấn hạ áp - Bình dầu phụ - Ống bảo hiểm Hình 4.2: Cấu tạo bên ngồi máy biến áp pha Các ổ lấy điện Đồng hồ vôn kế; 54 Đồng hồ am pe kế Nút điều chỉnh Áp tô mát 4.2.1.2 Nguyên lý hoạt động máy biến áp pha Khi MBA làm việc, điện áp đưa vào dây quấn sơ cấp U1 (hình 4.3), dây quấn sơ cấp có dịng điện i1 chạy qua lõi thép có từ thơng móc vịng với hai dây quấn Từ thông cảm ứng hai dây quấn sơ cấp thư cấp suất điện động e1 e2 Dây quấn thứ cấp có tải sinh dòng i2 đưa tải với điện áp U2 Như lượng dòng điện xoay chiều truyền từ dây quấn sơ cấp sang dây quấn thư cấp Nếu bỏ qua sụt áp gây điện trở từ thông tản dây quấn thì: Hình 4.3: Sơ đồ nguyên lý MBA pha (4-1) k: hệ số MBA Từ (4-1) ta có: U2 = U1 W2/ W1 Hình 4.4: Ký hiệu MBA pha W1 = U1 W2/U2 Nếu W2 W1 U2 U1 ta có MBA tăng áp W2 W1 U2 U1 ta có MBA giảm áp Hình 4.4 Ký hiệu MBA pha 4.2.2 Máy biến áp ba pha: Hình 4.5: Tổ hợp MBA pha Hình 4.6: MBA Pha, Trụ 55 4.2.2.1 Mạch từ MBA pha Để biến đổi điện áp hệ thống dòng điện pha, ta dùng MBA pha gọi tổ MBA ba pha (hình 4.5) Hoặc dùng MBA ba pha ba trụ (hình 4.6) Dây quấn sơ cấp MBA ba pha ký hiệu chữ in hoa: Pha A ký hiệu AX, pha B ký hiệu BY, pha C ký hiệu CZ Dây quấn thư cấp ký hiệu chữ thường: pha a ký hiệu ax, pha b ký hiệu by, pha c ký hiệu cz 4.2.2.2 Các cách đấu dây MBA ba pha Dây quấn sơ cấp thứ cấp đấu hình hình tam giác Nếu sơ cấp đấu hình sao, thứ cấp đấu hình sao, ta ký hiệu:/, tương tự ta có cách đấu Hình 4.7: Các cách MBA pha bản: /, /, /, /, (hình 4.7a,b,c,d) 4.2.3 Tỉ số biến áp Gọi W1, W2 số vòng dây pha dây quấn sơ cấp dây quấn thứ cấp Tỷ số biiến áp pha dây quấn sơ cấp thứ cấp là: ap = Up1/Up2 = W1/W2 (4-2) Tỷ số biến áp dây MBA ba pha định nghĩa là: ad = Ud1/Ud2 (4-3) Tỷ số biến áp ad không phụ thuộc vào tỷ số vòng dây hai quận dây, mà phụ thuộc vào cách đấu dây MBA - Khi MBA nối /: ad = Ud1/Ud2 = Up1/ Up2 = W1/W2 (4-4) - Khi MBA nối /: ad = Ud1/Ud2 = Up1/Up2 = W1/W2 (4-5) 56 - Khi MBA nối /: ad = Ud1/Ud2 = Up1/Up2 = W1/W2 (4-6) - Khi MBA nối /: ad = Ud1/Ud2 = Up1/ Up2 = W1/ W2 ( 4-7) 4.3 Sơ đồ lắp máy biến áp hệ thơng điện Hình 4.8: Sơ đồ lắp MBA hệ thống điện 4.3.1 Sơ đồ lắp đặt máy biến áp pha Máy biến áp pha thường lắp hình 4.8 Khi khơng cần qua máy biến áp ta đóng cầu dao sàn trái, cấp điện sử dụng không qua máy biến áp Khi cần qua máy biến áp ta đóng cầu dao sang phải nối với máy biến áp, điện sử dụng di qua máy biến áp để ổn định điện áp cấp cho tải Máy biến áp ba pha dấu Y-Y ∆-Y Đầu vào máy cắt cao K1 nối với lưới điện quốc gia, bên đầu máy cắt hạ nối điện đến hộ tiêu dùng 57 4.3.2 Sơ đồ lắp đặt máy biến áp ba pha hệ thống điện Hình 4.9: Sơ đồ lắp MBA pha hệ thống điện 58 Câu hỏi ôn tập: Trình bày nhiệm vụ, yêu cầu phân loại máy biến áp? Nêu cấu tạo nguyên lý làm việc máy biến áp pha ba pha? Nêu cách đấu dây tỷ số biến áp máy biến áp ba pha? 3.Vẽ sơ đồ lắp đặt máy biến áp pha ba pha hệ thống điện? 59 Chương 5: Khí cụ điều khiển bảo vệ mạch điện Mã số chương 5: MH 07- 05 Giới thiệu: Bài giới thiệu khí cụ điều khiển mạch điện khí cụ bảo vệ mạch điện.Trình bày nhiệm vụ, yêu cầu phân loại khí cụ điều khiển bảo vệ mạch điện Trình bày cơng du ̣ng đă ̣c tính kỹ thuâ ̣t của những khí cu ̣ điề u khiển bảo vệ ma ̣ch điê ̣n lĩnh vực Cơng nghệ Ơ tơ Mục tiêu - Nêu nhiệm vụ, yêu cầu phân loại khí cụ điều khiển bảo vệ mạch điện - Trình bày được công du ̣ng và đă ̣c tính kỹ thuâ ̣t của những khí cu ̣ điề u khiể n bảo vệ ma ̣ch điê ̣n lĩnh vực Cơng nghệ Ơ tơ - Tn thủ quy định, quy phạm khí cụ điện Nội dung chính: 5.1 Khí cụ điều khiển mạch điện 5.1.1 Cầ u dao 5.1.1.1 Công dụng: Cầu dao loại thiết bị điện dùng để đóng, cắt dịng điện tay, đơn giản nhất, sử dụng mạch điện có điện áp 220 vôn điện chiều 380 vôn điện xoay chiều Cầu dao thường dùng để đóng, cắt mạch điện công suất nhỏ làm việc đóng cắt nhiều lần Nếu điện áp mạch điện cao có cơng suất trung bình lớn cầu dao làm nhiệm vụ cách ly đóng cắt khơng tải Sở dĩ cắt mạch, hồ quang sinh lớn, tiếp xúc bị phá huỷ thời gian ngắn dẫn đến phát sinh hồ quang pha, gây nguy hiểm cho người thao tác hỏng thiết bị 5.1.1.2 Phân loại + Phân loại theo kết cấu: Người ta phân loại cực, loại cực, loại cực loại cực + Phân loại theo dòng điện định mức: loại 15, 25, 30, 40, 60, 75, 100, 150, 200, 300, 350, 600, 1000A 60 + Phân loại theo điều kiện bảo vệ: loại hộp loại có hộp che chắn + Phân loại theo u cầu sử dụng: loại có cầu chì bảo vệ loại khơng có cầu chì bảo vệ 5.1.1.3 Cấu tạo Lưới dao 1, đầu nối với tay cầm cách điện để đóng ngắt, cịn đầu lắp xoay chốt 5, với cực gá vào đế (hình 5.1) Các cực nối với dây dẫn điện 6, cực đầu A không liên kết với dao thường để phía nối với dây điện nguồn, cực đầu B thường để phía nối với dây điện đến tải Để đảm bảo cắt điện tin cậy thiết bị dùng điện khỏi nguồn điện, chiều dài lưỡi dao phải đủ lớn (lớn 50cm) để an tồn đóng cắt, cần có Hình 5.1: Cấu tạo cầu dao biện pháp dập tắt hồ quang, tốc độ di chuyển lưỡi dao nhanh, thời gian dập tắt hồ quang ngắn, người ta thường làm thêm lưỡi dao phụ có lị xo bật nhanh cầu dao có dịng điện chiều lớn 30A 5.1.1.4 Nguyên lý hoạt động Cực đầu A thường nối với nguồn điện, cực đầu B thường nối với tải Khi ngắt cầu dao cực A có điện, cực B khơng có điện Khi đóng cầu dao dịng điện từ cực A qua lưỡi dao đến tải Hình 5.2: Ký hiệu cầu dao cực cực Ký hiệu cầu dao cực, cực (hình 5.2) 5.1.2 Áptômát 5.1.2.1 Công dụng: Áptômát thiết bị điện dùng để tự động cắt mạch điện, bảo vệ tải, ngắn mạch, sụt áp, hồ quang dập khơng khí 61 5.1.2.2 Phân loại - Phân loại theo kết cấu: loại cực, cực, cực - Phân loại theo thời gian tác động: loại tác động không tức thời, loại tác động tức thời - Phân loại theo chức bảo vệ: loại bảo vệ dòng cực đại, dịng cực tiểu, bảo vệ cơng suất điện ngược, bảo vệ áp cực tiểu Để thực yêu cầu thao tác chọn lọc bảo vệ, áptơmát phải có khả hiệu chỉnh dòng tác động thời gian tác động 5.1.2.3 Cấu tạo Móc Cần Cuộn dây Tiếp điểm động Lò xo kéo Lị xo Cần phần ứng Hình 3: Cấu tạo áp tô mát 5.1.2.4 Nguyên lý làm việc Ở trạng thái bình thường, sau đóng điện áptơmát giữ trạng thái đóng tiếp điểm nhờ móc khớp với cần cụm với tiếp điểm động Khi mạch điện tải hay ngắn mạch, dòng điện chạy qua cuộn dây lớn, lực hút điện từ tăng lên thắng lực lị xo kéo phần ứng xuống làm nhả móc 1, cần tự do, tiếp điểm động áptơmát mở lực lị xo 7, mạch điện bị cắt 5.1.3 Công tắ c điêṇ 5.1.3.1 Công dụng: Công tắc điện loại thiết bị điện đóng, cắt dịng điện tay đơn giản sử dụng nhiều hệ thống điện xoay chiều, chiều chiếu sáng gia đình, tơ, máy kéo 5.1.3.2 Phân loại Công tắc cực, cực, nhiều cực 62 Hình 5.4: Cơng tắc cực cực 5.1.3.3 Cấu tạo Hình 5.4A: Cấu tạo cơng tắc cực; Hình 5.4 B: Cấu tạo cơng tắc cực 5.1.3.4 Ngun lý làm việc Hình 5.5: Cơng tắc nhiều cực - Cơng tắc hai cực (hình 5.4A):Khi bật cơng tắc K mở cắt điện từ a không nối với b Khi đóng cơng tắc K A nối với B - Cơng tắc cực ( hình 5.4B): Khi đóng cơng tắc K sang trái, a nối với c, khơng nối với b Khi đóng cơng tắc sang phải c nối với b, khơng nối với a Ngồi cịn có loại cơng tắc nhiều cực (hình 5.5) sử dụng phù hợp với yêu cầu sử dụng 5.1.4 Nút ấ n 5.1.4.1 Công dụng Là thiết bị điện để điều khiển từ xa (có khoảng cách) đóng cắt tự động mạch điện (mạch điện động điện, ) 5.1.4.2 Phân loại Có hai loại nút ấn: nút ấn thường mở nút ấn thường đóng 5.1.4.3 Cấu tạo nguyên lý làm việc a Nút ấn thường mở: - Cấu tạo: Trên (hình 5.6) cấu tạo ký hiệu nút ấn thường hở (mở) Tiếp điểm động Tiếp điểm cố định Hình 5.6: Cấy tạo ký hiệu nút bấm thường mở Lò xo đẩy Ký hiệu tiếp điểm thường mở - Hoạt động: Khi ấn nút theo chiều mũi tên tiếp điểm đóng lại, nối mạch điện Khi bỏ tay ra, nhờ lò xo phản, tiếp điểm lại trở vị trí ban đầu Hình 5.7 Cấu tạo ký hiệu nút bấm thường đóng 63 hở mạch b Nút ấn thường đóng: - Cấu tạo: Trên (hình 5.7) cấu tạo ký hiệu nút ấn thường đóng, gồm: Tiếp điểm động Tiếp điểm cố định Lò xo đẩy Ký hiệu tiếp điểm thương đóng - Hoạt động: Khi ấn nút theo chiều mũi tên tiếp điểm hở ra, cắt mạch điện Khi bỏ tay ra, nhờ lò xo phản, tiếp điểm trở vị trí ban đầu thường đóng 5.1.5 Bô ̣ khố ng chế 5.1.5.1 Khái niệm khống chế truyền động điện Khống chế truyền động điện thực chất thay đổi thông số mạch điện cấp cho động theo quy luật để làm thay đổi chế độ làm việc động theo yêu cầu 5.1.5.2 Các chức hệ thống khống chế truyền động điện - Đóng cắt: trình đưa phần tử động lực vào khỏi mạch điện thay đổi trạng thái làm việc hệ thống truyền động cầu dao, áptômát, công tắc tơ, khởi động từ, nút ấn, công tắc hành trình, khống chế huy, - Khống chế: nhằm bảo vệ q trình đóng cắt xảy thời điểm, trình tự yêu cầu Để thiết bị làm việc với tốc độ, dịng điện, mơ men, thời gian, trình tự theo u cầu quy trình cơng nghệ địi hỏi Các khí cụ khống chế bao gồm: loại rơ le điện áp, dòng điện, tốc độ, thời gian, cơng tắc hành trình, - Bảo vệ: nhằm đảm bảo an toàn cho người thiết bị trình sản xuất Chức bảo vệ khí cụ bảo vệ thực như: cầu chì, áp tơ mát, rơ le nhiệt, rơ le dịng điện, điện áp, 5.1.5.3 Các yêu cầu hệ thống khống chế truyền động - Phù hợp với quy trình cơng nghệ: động truyền động phải có đặc tính cơ, đặc tính điều chỉnh tốc độ phù hợp với đặc tính cấu sản xuất mà dẫn động Khai thác triệt để mặt công suất, hiệu suất 64 - Kết cấu đơn giản, tác động tin cậy - Thuận tiện, linh hoạt điều khiển - Đơn giản cho kiểm tra phát cố - Tác động phân minh lúc bình thường lúc có cố - An tồn u cầu khác 5.1.5.4 Các bước khống chế truyền động điện - Tự động điều chỉnh trình mở máy trình đưa tốc độ động từ n = đến tốc độ làm việc theo yêu cầu máy sản xuất cho dòng điện mở máy nhỏ, mô men mở máy lớn - Tự động điều chỉnh q trình làm việc trì thơng số theo trình tự tính sẵn - Tự động điều chỉnh trình hãm dừng máy, nhằm đẩy nhanh trình dừng máy để cao suất máy 5.1.5.5 Khống chế truyền động điện theo dòng điện a Nội dung nguyên tắc: + Dòng điện mạch phần ứng động xác định trạng thái mang tải động phản ánh trạng thái khởi động hay hãm động + Trong trình khởi động hay hãm dòng điện cần phải nhỏ trị số cho phép + Trong trình làm việc cần trì dịng điện số theo u cầu q trình cơng nghệ Như ta cần có rơ le dịng điện thiết bị làm việc có tín hiệu đầu vào dịng điện để khống chế hệ thống theo yêu cầu nói Khi dịng điện phần ứng đạt giá trị ngưỡng xác định điều chỉnh phát tín hiệu điều khiển hệ thống chuyển đến trạng thái làm việc theo yêu cầu b Sơ đồ ứng dụng: Khâu khởi động động chiều kích thích nối tiếp dùng điện trở phụ mạch phần ứng: Hình 5.8 gồm: + K, K1: công tắc tơ + M: nút ấn thường mở + D: nút ấn thường đóng 65 + RI: tiếp điểm thường đóng + RK: rơ le khố + RI: Rơ le dòng điện chọn theo điều kiện + Dòng điện tác động (dòng điện hút): Itđ < I1 + Dòng điện nhả: I nhả < I2 + I1, I2: xác định từ điều kiện khởi động + Rơ le RK gọi rơ le khoá, chọn theo điều kiện: thời gian tác động riêng RK lớn thời gian tác động riêng RI + Kết hợp điều kiện chọn cuaRI, RK đảm bảo cho điện trở phụ tham gia vào trình khởi động - Hoạt động: Hình 5.8: Khâu khởi động động chiều KÍCH TỪ NỐI TIẾP, KHỐNG CHẾ THEO DÒNG ĐIỆN Khi ấn nút M, động nối vào mạch qua điện trở phụ Khi tốc độ động tăng, dòng điện phần ứng, giảm đến trị số nhả RI, tiếp điểm thường đóng RI đóng Cơng tắc tơ K1 có điện, ngắn mạch điện trở phụ để động tăng tốc đến tốc độ làm việc 5.1.6 Công tắ c tơ 5.1.6.1 Công dụng: Công tắc tơ điện từ loại thiết bị điện đóng cắt điện từ xa, tự động nút ấn mạch điện có tải điện áp đến 500V, dòng điện đến 600A 5.1.6.2 Phân loại - Phân loại theo dịng điện, cơng tắc tơ điện có cấp dịng điện thơng dụng 10, 20, 25, 40, 60, 75, 100, 150, 250, 350, 600A - Phân loại theo điện áp định mức cơng tắc làm việc: 66 + Dịng chiều có loại: 110V, 220V, 440V + Dịng xoay chiều có loại: 127V, 220V, 380V, 500V 5.1.6.3 Cấu tạo, nguyên lý làm việc Công tắc tơ điện có hai vị trí: đóng cắt Tiếp điểm giữ trạng thái đóng nhờ có dịng điện cuộn dây hút (cuộn điều khiển) cấu điện từ Trên hình 5.9 vẽ sơ đồ nguyên lý chung công tắc tơ điện từ Công tắc tơ điện từ có phận sau: - Cơ cấu điện từ - Hệ thống tiếp điểm -Hệ thống tiếp điểm phụ -Hệ thống quang dập hồ Trong sơ đồ hình 5.9 ta thấy phận bản: cấu điện từ cấu truyền động Cơ cấu truyền động gồm hệ thống tay đòn tiếp điểm động Cơ cấu truyền động phải có kết cấu hợp lý để giảm thời gian thao tác đóng, cắt, Hình 5.9: Cấu tạo cơng tắc điện Hình 5.10 Sơ đồ ký hiệu công tắc tơ điện thường mở thường đóng tăng lực ép tiếp điểm giảm đựoc tiếng kêu va đập 67 Cơ cấu điện từ Cơ cấu điện từ công tắc tơ gồm có mạch từ cuộn dây hút Mạch từ công tắc tơ điện xoay chiều lõi thép ghép thép kỹ thuật điện có chiều dày từ 0,35mm đến 0,5mm để giảm tổn hao sắt từ dịng điện xốy Mạch từ có dạng hình chữ E chữ U, gồm phần: phần tĩnh (1) ghép chặt cố định phần động (2) nắp gọi phần ứng nối với tiếp điểm (3) qua hệ thống tay địn (4) Cuộn dây hút (5) có điện trở bé so với điện kháng Khi có dịng điện qua cuộn hút, lực điện từ hút nắp (phần động 2), thơng qua hệ thống tay địn, đóng tiếp điểm (3), trì vị trí đóng mạch điện cơng tắc điện (Hình 5.9) Ngun lý làm việc cơng tắc điện chiều tương tự trên, thường khác hình dáng kết cấu mạch từ tới tiếp điểm Công tắc điện chiều thường dùng mạch từ kiểu xupáp, có tiếp điểm động bắt chặt vào nắp Ngồi ra, sử dụng dịng điện chiều, nên mạch từ thường làm sắt từ mềm, cuộn dây thường có dạng hình trụ trịn, quấn sát vào lõi, lõi thép nóng trường hợp điện xoay chiều Hệ thống tiếp điểm Hệ thống tiếp điểm gồm tiếp điểm thường hở (mở) (ở trạng thái hở) tiếp điểm thường đóng (ở trạng thái đóng) chưa có tác động cuộn dây điều khiển (cuộn hút) Trên (hình 5.10a) vẽ vị trí tiếp điểm thường hở, thường đóng khơng có dịng điện vào cuộn dây điều khiển (hình 5.10b) vẽ ký hiệu cuộn dây công tắc tơ điện K tiếp điểm thường hở, tiếp điểm thường đóng 5.2 Khí cụ bảo vệ mạch điện 5.2.1 Cầ u chì Cầu chì loại thiết bị điện dùng để bảo vệ thiết bị điện mạch điện tránh dòng điện (chủ yếu dòng điện ngắn mạch) Trong mạng điện ta thường thấy cầu chì bảo vệ dây điện cáp, bảo vệ đồ dùng điện gia đình, bảo vệ máy biến áp, động điện, Hai phần tử cầu chì là: dây chảy thiết bị dập hồ quang (phần tử dập hồ quang thường gặp cầu chì cao áp) Dây chảy phần tử quan trọng nhất, để cắt mạch điện có cố cách tin cậy, dây chảy cần thoả mãn số yêu cầu sau: 68 - Khơng bị ơxy hố - Dẫn điện tốt - Nhiệt độ nóng chảy tương đối thấp - Kim loại vật liệu - Quán tính nhiệt phải nhỏ Để giảm nhiệt độ tác động, người ta thường dùng biện pháp: - Dùng dây dẹt có chỗ thắt lại để giảm tiết diện - Dùng dây tròn, số đoạn hàn thêm số vảy kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp Cấu tạo cầu chì có loại sau: loại hở, loại vặn, loại hộp, loại kín khơng có cát thạch anh, loại kín ống có cát thạch anh Cầu chì có đặc điểm đơn giản, kích thước bé, khả cắt (bảo vệ) lớn giá thành thấp, nên ngày ứng dụng rộng rãi 5.2.2 Rơ-le 5.2.2.1 Rơ le điện từ Rơle điện từ loại rơle điện cơ, làm việc theo nguyên lý điện từ Xét rơle điện từ có cấu tạo (hình 5.11) Khi cho dòng điện I vào cuộn dây nam châm điện 1, nắp nam châm điện chịu lực hút điện Fđt Khi dịng điện I lớn dịng điện tác Hình 5.11: Rơ le điện từ động Iđt lực điện từ Fđt lớn lực Flòxo lò xo 4, làm đóng tiếp điểm Khi dịng điện I nhỏ dòng điện trở Itv, lực Flòxo lớn lực điện từ Fđt rơle nhả, cắt tiếp điểm Nhược điểm rơle điện từ công suất tác động tương đối lớn, độ nhạy thấp Hiện người ta sử dụng vật liệu sắt từ để tăng độ nhạy rơle 5.2.2.2 Rơ le nhiệt Rơle nhiệt dùng để bảo vệ động điện mạch điện khỏi bị tải Rơle nhiệt không tác động tức thời theo trị số dịng điện, cần có thời gian để phát nóng Thời gian làm việc khoảng vài giây đến vài phút 69 Rơle nhiệt có nguyên lý làm việc dựa vào tác dụng nhiệt dòng điện Loại rơle nhiệt thường gặp có phần tử phiến kim loại kép, cấu tạo từ kim loại, có hệ số giãn nở bé có hệ số giãn nở lớn Khi đốt nóng dịng điện I, Hình 5.12: Rơ le nhiệt dùng trực tiếp cho dòng điện qua dây điện trở bao quanh (hình 5.12) sơ đồ cấu tạo rơle nhiệt Bộ phận đốt nóng đầu đấu nối tiếp với mạch điện thiết bị cần bảo vệ (tự động cắt điện) Khi dòng điện chạy mạch tăng lên mức quy định (động điện bị tải) nhiệt lượng toả làm cho phiến kim loại kép cong lên phía (về phía kim loại có hệ số giãn nở nhỏ) Nhờ lực kéo lò xo 5, đòn bẩy quay mở tiếp điểm 2, làm cho mạch điện tự động cắt điện Khi phận đốt nóng nguội đi, kim loại kép hết cong, ấn nút đưa rơle nhiệt vị trí cũ, tiếp điểm đóng 5.2.2.3 Hộp đấu dây Sơ đồ cấu tạo Hộp đấu dây (hình 5.13): thường chữa hộp kín thép để tránh mưa, gió Bên có cầu đấu điện vào, thiết bị đóng, cắt, điện áptơmát, cầu dao, cầu chảy, thiết bị đo đếm điện cầu đấu điện Độ lớn hộp phụ thuộc vào số cầu nối thiết bị đóng cắt 5.3 Mạch điều khiển máy phát điện Để truyền động cho cấu sản xuất có phạm vi điều chỉnh tốc độ rộng, người ta dung mạch điện tổng hợp hai phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ: thay đổi từ thông thay đổi điện áp đặt lên phần ứng động cơ, sơ đồ hình 5.14 hệ thống máy phát - động đơn giản gọi tắt hệ thống F - Đ a Giới thiệu sơ đồ nguyên lý: Trong sơ đồ: - DTr: động truyền lực, dùng để cung cấp động lực cho hệ thống: kéo máy phát máy kích từ Nó động điện áp đồng không đồng 70 - F: Máy phát điện chiều, dùng cung cấp điện trực tiếp cho động - Đ: Động điện chiều đối tượng phảI điều chỉnh tốc độ dùng kéo cấu sản suất - CCSX: cấu sản suất, phụ tải động Đ - FX: máy kích từ, máy phát điện tự kích từ có từ dư lớn cung cấp điện cho cuộn dây kích từ máy phát động điện chiều - CKF, CKĐ, CKK: cuộn dây kích từ máy phát điện, động điện máy kích từ - Rkf , RkĐ , Rkk: điện trở mạch kích từ máy phát điện, động điện máy kích từ - CD: cầu dao hai lá, có hai vị trí đóng mạch dùng để đảo chiều điện áp đặt lên cuộn dây kích từ máy phát b Khởi động hệ thống Việc khởi động hệ thống F - Đ tiến hành theo thứ tự sau đây: Trước hết khởi động động truyền ĐTr, ĐTr quay làm F FK quay rotor máy kích từ quay, dẫn qt qua từ trường tạo sức điện động điện áp ban đầu UK bé, ví dụ phân cực hình vẽ Điện áp UK tạo dịng điện kích từ IKK chạy mạch cuộn 0kk kích từ trở lại cho K Nhờ mà điện áp UK lớn lên dần đạt trị số định mức nhờ điện áp UK mà cn dây kích từ động CXĐ dòng điện IKĐ chạy qua Lúc cầu dao CD hở mạch Sau đóng cầu dao CD tăng dần dịng điện kích từ máy phát I KI dịng điện máy phát lớn lên dòng Iư tăng dần Do động Đ tốc độ đạt trị số định Quá trình khởi động kết thúc c Điều chỉnh tốc độ Dựa vào phương pháp đặc tính tốc độ động điện chiều ω§ = U§ R - I - -§ KΦ § KΦ § (3-1 U§ = EF – I-R-F (3-2) 71 ω§ = R +R EF - I - - F -§ KΦ § KΦ § (3-3) Trong đó: EF - sức điện động máy phát điện RưĐ , RưF điện trở mạch cuộn dây phần ứng động điện máy phát điện ω0 = EF KΦ § Tốc độ khơng tải lý tưởng hệ thống Qua phương trình 3-2 ta Hình 5.14: Sơ đồ mạch điều khiển máy phát thấy muốn điều chỉnh tốc độ động phương pháp thay đổi điện áp đặt lên phần ứng (UĐ) ta phải thay đổi EF , thay đổi địên trở RKF mạch cuộn dây kích từ Ví dụ giảm tốc độ động cơ, ta tăng RKF , IKF giảm, F giảm; EF giảm nghĩa 0 giảm Nếu muốn có tốc độ động lớn tốc độ (tốc độ tốc độ động đường đặc tính ứng với UĐ = Uđm đ = đm) Cho máy phát điện phát điện áp định mức giảm dần từ thông Đ động tức tăng trị số điện trở RKĐ mạch cuộn dây kích từ động 5.4 Mạch điện điều khiển động điện 5.4.1 Mạch khởi động từ đơn 5.4.1.1 Sơ đồ Khởi động từ loại thiết bị điện dùng để điều khiển đóng cắt từ xa, đảo chiều quay bảo vệ tải (nếu có mắc thêm rơle nhiệt) cho động ba pha rotor lồng sóc Loại khởi động từ có công tắc tơ gọi khởi động từ đơn, thường dùng để điều khiển đóng cắt động điện Khởi động từ có hai cơng tắc tơ gọi khởi động từ kép, dùng để khởi động điều khiển đảo chiều quay động điện Muốn khởi động từ bảo vệ ngắn mạch phải mắc thêm cầu chì Trên (hình 5.15) vẽ sơ đồ dùng khởi động từ đơn để đóng cắt điều khiển động điện 72 Hình 15 1- Mạch động lực; 2- Mạch điều khiển Trên sơ đồ ký hiệu sau: - A, B, C, O mạch ba pha dây - CC cầu chì - 1RN, 2RN hai rơle nhiệt đặt pha - K cuộn dây công tắc tơ có bốn tiếp điểm thường mở (K1, K2, K3 mạch động lực, K4 mạch điều khiển) - D nút ấn thường đóng (nút dừng máy) - M nút ấn thường mở (nút mở máy) 5.4.1.2 Hoạt động - Mở máy: ấn nút mở máy M, dòng điện từ pha C qua cầu chì, qua D, M, K, tiếp điểm thường đóng 1RN, 2RN rơle nhiệt , trung tính O, cuộn dây K có điện, đóng tiếp điểm K1, K2, K3 cung cấp điện cho động Đồng thời đóng tiếp điểm K4 để tự khoá nút M (bỏ tay ấn nút M mạch điện trì qua tiếp điểm K4) - Muốn cắt động (dừng máy) ta ấn nút D, cuộn dây công tắc tơ K điện, Các tiếp điểm K1, K2, K3, K4 hở ra, động cắt khỏi nguồn điện - Bảo vệ động cơ: cầu chì CC bảo vệ ngắn mạch, hai rơle nhiệt bảo vệ tải 5.4.2 Sơ đồ mạch khởi động từ kép 5.4.2.1 Sơ đồ (hình 5.16) Các phận tương tự loại khởi động từ đơn KT,KN: tiếp điểm thường đóng 73 RN1, RN2: rơ le nhiệt 5.4.2.2 Hoạt động Quay thuận: Ấn nút cơng tắc KT có điện đóng động vào lưới quay ngược, ấn nút MN, cơng tắc tơ KN có điện đóng động vào lưới đảo thứ tự hai ba pha điện áp đặt vào stator Các tiếp điểm thường đóng KT KN Hình 5.16 Đầu liền đầu để bảo vệ ngắn mạch hai pha, bảo đảm muốn đảo chiều quay động phải ấn nút dừng D, bảo vệ tải dùng rơ le nhiệt, ngắn mạch dùng cầu chì CC1, CC2 NỘI DUNG, YÊU CẦU VỀ ĐÁNH GIÁ - Về kiến thức: + Kiến thức mạch điện + Yêu cầu, nhiệm vụ, cấu tạo nguyên lý hoạt động loại máy điện dùng phạm vi nghề Cơng nghệ Ơ tơ + Cơng dụng phân loại loại khí cụ điện - Về kỹ năng: + Vẽ sơ đồ dấu dây, sơ đồ lắp đặt mạch điện phạm vi nghề ô tô 74 Câu hỏi ôn tập môn học Nêu khái niệm mạch điện chiều? Nguyên lý sản sinh dòng điện chiều? Trình bày nội dung nội dung định luật đại lượng đặc trưng dòng điện chiều? Trình bày ngun lý sinh dịng điện xoay chiều? đại lượng đặc trưng dòng điện xoay chiều? biểu diễn đại lương xoay chiều đồ thị véc tơ? Nêu ý nghĩa hệ số công suất? cách nâng cao hệ số cơng suất/ Trình bày nguyên lý sinh dòng điện xoay chiều ba pha? Trình bày cách đấu dây mạch điện xoay chiều ba pha nguồn phụ tải theo sơ đồ hình sao? quan hệ dòng điện dây dòng điện pha đối xứng? Trình bày cách đấu dây mạch điện xoay chiều ba pha nguồn phụ tải theo sơ đồ hình tam giác? quan hệ dòng điện dây dòng điện pha? Nêu nhiệm vụ, yêu cầu phân loại máy phát điện? Trình bày cấu tạo nguyên lý làm việc máy phát điện chiều, máy phát điện xoay chiều? sơ đồ lắp máy phát điện xoay chiều ba pha? 10 Nêu nhiệm vụ, yêu cầu phân loại động điện? 11 Trình bày cấu tạo nguyên lý làm việc động điện chiều? nêu trị số định mức động điện chiều? 12 Trình bày cấu tạo nguyên lý làm việc động điện không đồng pha, ba pha? sơ đồ lắp động ba pha hệ thống điện? 13 Nêu nhiệm vụ, yêu cầu phân loại máy biến áp? 14 Trình bày cấu tạo nguyên lý làm việc máy biến áp pha? ký hiệu máy biến áp pha? 15 Trình bày cấu tạo nguyên lý làm việc máy biến áp ba pha? cách dây máy biến áp ba pha? nêu tỷ số biến áp cách đấu dây? 16 Trình bày sơ đồ lắp đặt máy biến áp pha, máy biến áp ba pha? 17 Nêu công dụng, phân loại, cấu tạo nguyên lý hoạt động cầu dao, áp tômát, công tắc điện, nút ấn, cơng tăc tơ? 18 Trình bày ngun lý hoạt động ứng dụng rơ le điện từ rơ le nhiệt? 19 Trình bày nguyên lý hoạt động mạch điều khiển máy phát động cơ? 20.Trình bày nguyên lý hoạt động mạch điều khiển động điện? 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tổng cục dạy nghề (2012), Giáo trình Kỹ thuật điện, Tổng cục dạy nghề Lê Thị Thanh Hồng (2008), Giáo trình kỹ thuật điện, nhà xuất Đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh PGS.TS Đặng Văn Hào, PGS-TS Lê Văn Doanh (2010), Giáo trình kỹ thuật điện, nhà XB Giáo dục Hồng Ngọc Văn (1999), Giáo trình điện tử, đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh trường Đại học sư phạm kỹ thuật Lê Thị Hồng Thắm (2009), Giáo trình Kỹ thuật Điện tử, thành phố Hồ Chí Minh 76 ... (20 12) , Giáo trình Kỹ thuật điện, Tổng cục dạy nghề Lê Thị Thanh Hồng (20 08), Giáo trình kỹ thuật điện, nhà xuất Đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh PGS.TS Đặng Văn Hào, PGS-TS Lê Văn Doanh (20 10),... (20 10), Giáo trình kỹ thuật điện, nhà XB Giáo dục Hồng Ngọc Văn (1999), Giáo trình điện tử, đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh trường Đại học sư phạm kỹ thuật Lê Thị Hồng Thắm (20 09), Giáo trình. .. Ud1/Ud2 = Up1/Up2 = W1/W2 ( 4-5 ) 56 - Khi MBA nối /: ad = Ud1/Ud2 = Up1/Up2 = W1/W2 ( 4-6 ) - Khi MBA nối /: ad = Ud1/Ud2 = Up1/ Up2 = W1/ W2 ( 4-7 ) 4.3 Sơ đồ lắp máy biến áp hệ thơng điện Hình