Thiết kế chế tạo bộ thí nghiệm kiểm tra dòng dò và dòng quá tải của các thiết bị khí cụ điện 2

Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Hồng Hà-Lê Thanh Tùng Thái Hồng Phong-Huỳnh Anh Đức CHƯƠNG 2: CÁC BÀI THÍ NGHIỆM KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ NHỮNG TỒN TẠI 2.1 Thí nghiệm Contactor CB Mục Tiêu Sinh viên cần nắm rõ đặc tính, thơng số kỹ thuật khí cụ điện điều khiển, đóng cắt Sinh viên thao tác, xác định thông số, vào xây dựng đặc tuyến cần thiết khí cụ So sánh thực nghiệm lý thuyết Ứng dụng đặc tuyến tính tốn, chọn lựa bảo dưỡng khí cụ Tóm Lược Lý Thuyết Trong phần này, tham khảo vấn đề liên quan đến khí cụ điện: Contactor ( tham khảo mục II, TN1) CB ( Circuit Breaker ) Phân loại cách lựa chọn CB Theo kết cấu, người ta chia CB ba loại: cực, hai cực ba cực Theo thời gian thao tác, người ta chia CB loại tác động không tức thời loại tác động tức thời (nhanh) Sau dạng đặc tuyến A -s CB.( hình 2.2) 17 Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Hồng Hà-Lê Thanh Tùng Thái Hồng Phong-Huỳnh Anh Đức Hình 2.1 Đặc tuyến A-s CB Với số loại MCCB, giá trị Ir Im điều chỉnh Theo đặc tuyến A -s, Im = nIđm người ta phân loại B,C,D,Z MA tuỳ theo giá trị n sau : loại B ( n = 3.2 -4.8); loại C ( n = -7); loại D (n = 7- 10 ); loại Z ( n = 2.5 -3.8) loại MA (n =10) Hình 2.2 Một số hình ảnh CB hãng Merlin Gerin 18 Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Hồng Hà-Lê Thanh Tùng Thái Hoàng Phong-Huỳnh Anh Đức 2.1.1 Thực Nghiệm Chuẩn bị vật tư, thiết bị : Xe thí nghiệm Contactor, xe thí nghiệm MCCB Bộ đồ nghề, VOM, Ampere kế kẹp, dây nối Giáo trình hướng dẫn thí nghiệm Xây dựng đặc tuyến A- s MCCB MCB T imer C F P M N Variac A CT 1KVA Hình 2.3 Sơ đồ thí nghiệm MCB 1/100 Các bước tiến hành : Ampe øre keàm Chỉnh Variac mức 0V Lắp mạch điện hình vẽ ( Hình 2.3) Đóng CB cấp nguồn cho mạch điện ( Timer hiển thị thời gian, nhiên thời gian khơng tính) Điều chỉnh nhanh Variac để giá trị dòng điện qua MCCB hiển thị Ampere kềm (Isc), Cắt nguồn cung cấp cho mạch điện, không chỉnh variac, timer trở trạng thái Đóng nguồn lại cho dịng điện qua MCCB, lúc MCCB ngắt Tháo mạch, ngắt nguồn điện, kết thúc thí nghiệm 19 Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Hoàng Hà-Lê Thanh Tùng Thái Hoàng Phong-Huỳnh Anh Đức Đo điện áp hút nhả contactor: Sơ đồ thí nghiệm hình vẽ: Volmeter C F P Co ntactor N Varia Hình 2.4 Thí nghiệm đo điện áp hút nhả contactor Các bước tiến hành : Chỉnh variac mức 0V Lắp mạch sơ đồ hình vẽ ( hình 2.4) Cấp nguồn điện cho mạch thí nghiệm Chỉnh variac để thay đổi điện áp đặt lên hai đầu cuộn dây contactor Chỉnh Variac lên đến giá trị định mức contactor, hạ dần variac để giảm điện áp hai đầu cuộn dây contactor Ngắt nguồn cung cấp cho mạch điện, tháo mạch, kết thúc thí nghiệm 20 Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Hoàng Hà-Lê Thanh Tùng Thái Hoàng Phong-Huỳnh Anh Đức Khả cắt contactor: Sơ đồ thí nghiệm: Contac tor P C F C N Varia A Amp CT ère kềm Hình 2.5 Thí nghiệm khả cắt contactor Tiến hành thí nghiệm: Chỉnh variac múc 0V Lắp mạch điện sơ đồ hình vẽ (hình 2.5 ) Cấp nguồn điện cho mạch Chỉnh nhanh variac để dòng điện qua tiếp điểm contactor ( contactor hút lại) theo mức như: 2I đm, 3I đm, 4I đm, 5I đm, 6I đm, 7I đm, 8I đm, 9I đm, B B B B B B B B 10I đm B 2.2 Thí nghiệm relay nhiệt – cầu chì 2.2.1 Mục Tiêu Trong thí nghiệm này, sinh viên xây dựng đặc tính A - s hai loại khí cụ bảo vệ rờ le nhiệt cầu chì Tóm Lược Lý Thuyết 21 Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Hồng Hà-Lê Thanh Tùng Thái Hoàng Phong-Huỳnh Anh Đức Trong phần này, sinh viên tham khảo vấn đề liên quan đến khí cụ điện: Rờ le nhiệt ( Over load) 2.2.2 Cơng dụng Rơ-le nhiệt loại khí cụ để bảo vệ động mạch điện có cố tải Rờ le nhiệt không tác động tức thời theo trị số dịng điện có qn tính nhiệt lớn, phải có thời gian phát nóng, làm việc có thời gian từ vài giây đến vài phút Đầu vào tiếp điểm Chỉnh dòng rờ le nhiệt Nút reset hai chế độ A/H Bộ tiếp điểm phụ NO NC Đầu tiếp điểm Ký hiệu Ký hiệu Phiến lưỡng kim nhiệt OL OL Hoặc OL OL Tiếp điểm phụ Tiếp điểm Hình 2.6 Đây dạng rờ le nhiệt hãng Merlin Gerin 22 NC NO N Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Hồng Hà-Lê Thanh Tùng Thái Hoàng Phong-Huỳnh Anh Đức 2.2.3 Nguyên lý hoạt động Nguyên lý chung rờ le nhiệt dựa sở tác dụng nhiệt dòng điện làm giãn nở phiến lưỡng kim Phiến lưỡng kim gồm hai kim loại có hệ số giãn nở khác (hệ số giãn nở 20 lần) ghép chặt với thành phiến phương pháp cán nóng hàn Khi có dịng điện q tải qua, phiến lưỡng kim đốt nóng, uốn cong phía kim loại có hệ số giãn nở bé, đẩy cần gạt làm lò xo co lại chuyển đổi hệ thống tiếp điểm phụ Để rờ le nhiệt làm việc trở lại, phải đợi phiến kim loại nguội kéo cần reset rờ le nhiệt 2.2.4 Phân loại rờ le nhiệt Phân loại rờ le nhiệt theo phương thức đốt nóng: + Đốt nóng trực tiếp: dịng điện qua trực tiếp kim loại kép Loại có cấu tạo đơn giản, thay đổi dòng điện định mức phải thay đổi kim loại kép, loại khơng tiện dụng + Đốt nóng gián tiếp: dịng điện qua phần tử đốt nóng độc lập, nhiệt lượng toả gián tiếp đốt nóng kim loại Loại có ưu điểm muốn thay đổi dịng điện định mức ta cần thay đổi phần tử đốt nóng Khuyết điểm loại có tải lớn, phần tử đốt nóng đạt đến nhiệt độ cao khơng khí truyền nhiệt kém, nên kim loại chưa kịp tác động mà phần tử đốt nóng bị cháy đứt + Đốt nóng hỗn hợp: loại tương đối tốt vừa đốt nóng trực tiếp vừa đốt nóng gián tiếp Có tính ổn định nhiệt tương đối cao làm việc bội số tải lớn 2.2.5 Chọn lựa rơ-le nhiệt Đặc tính rờ le nhiệt quan hệ dòng điện phụ tải chạy qua thời gian tác động (gọi đặc tính thời gian - dịng điện, A-s) Mặt khác, để đảm bảo yêu cầu giữ tuổi thọ lâu dài thiết bị theo số liệu kỹ thuật cho nhà sản xuất, đối tượng bảo vệ cần đặc tính thời gian - dịng điện Lựa chọn rờ le nhiệt cho đường đặc tính A-s rờ le gần sát đường đặc tính A-s đối tượng cần bảo vệ Nếu chọn thấp q khơng tận dụng 23 Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Hoàng Hà-Lê Thanh Tùng Thái Hoàng Phong-Huỳnh Anh Đức công suất động điện, chọn cao làm giảm tuổi thọ thiết bị cần bảo vệ Trong thực tế, cách lựa chọn phù hợp chọn dòng điện định mức rờ le nhiệt dòng điện định mức động điện cần bảo vệ, rờ le nhiệt tác động giá trị (1,2 1,3)Iđm Ngồi ra, chế độ làm việc phụ tải nhiệt độ môi trường xung quanh cần xem xét sau Đặc tính A-s đối tượng cần bảo vệ 0000 Đặc tính A-s tác động relay ((1,21,3)Iđm Đặc tính A-s Relay nhiệt 000 00 ,2 Hình 2.7 Mơ tả đặc tính A - s rờ le nhiệt 2.3 Cầu chì 2.3.1 Cơng dụng Cầu chì loại khí cụ điện dùng để bảo vệ thiết bị lưới điện tránh cố ngắn mạch, tải (không thông dụng), thường dùng để bảo vệ cho đường dây dẫn, máy biến áp, động điện, thiết bị điện, mạch điện điều khiển, mạch điện thắp sáng Người ta phân thành hai giai đọan xảy phá hủy cầu chì (hình 3.4) Quá trình tiền hồ quang (tp) 24 Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Hồng Hà-Lê Thanh Tùng Thái Hồng Phong-Huỳnh Anh Đức Q trình sinh hồ quang (ta) Hình 2.8 Q trinh thực đóng cắt cầu chì Quá trình tiền hồ quang: giả sử thời điểm phát sinh dòng, khoảng thời gian tt làm nóng chảy cầu chì phát sinh hồ quang điện Khoảng thời gian phụ thuộc vào giá trị dòng điện tạo nên cố cảm biến cầu chì Quá trình phát sinh hồ quang: thời điểm hồ quang sinh thời điểm tt dập tắt tồn hồ quang Trong suốt q trình này, lượng sinh hồ quang làm nóng chảy chất làm đầy môi trường hồ quang sinh ra, điện áp hai đầu cầu chì hồi phục lại, mạch điện ngắt 25 Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Hoàng Hà-Lê Thanh Tùng Thái Hoàng Phong-Huỳnh Anh Đức Cầu chì trạng Cầu chì Thay cầu chì cầu thái ON trạng thái OFF chì trạng thái Cầu chì Cầu chì trạng thái ON trạng thái OFF Thay cầu chì Đế gắn loại cầu chì xoay 26 Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Hoàng Hà-Lê Thanh Tùng Thái Hoàng Phong-Huỳnh Anh Đức 3.2 Sơ đồ thiết kế (1) Thí nghiệm dịng rị Hình 3.2 Sơ đồ ngun lý thí nghiệm dịng rị 36 Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Hồng Hà-Lê Thanh Tùng Thái Hồng Phong-Huỳnh Anh Đức (2) Thí nghiệm thời gian cắt q tải Hình 3.3 Sơ đồ ngun lí thí nghiệm q tải 37 Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Hồng Hà-Lê Thanh Tùng Thái Hoàng Phong-Huỳnh Anh Đức 3.3 Danh mục thiết bị Stt Đơn vị Tên Số lượng Dây cáp điện PVC 95 mm2 Mét 2 Cosse 95 - Φ12 Cái Bộ Bulong + Tán + Long đền thau 12x100mm Ốc dù inox 4x10mm Con 10 Ốc dù inox 5x15mm Con 10 Đèn báo Φ22 Cái Đèn báo Φ16 Cái Đèn báo Φ10 Cái Biến trở + nút xoay Cái 10 Thanh nhôm Φ10 đặc Mét 0.75 11 CB pha Cái 12 Tay vặn Variac Cái 13 Dây nguồn Cái 14 Co nhiệt + ống gen Bộ 15 Jack cắm âm Cái 16 Selec CBCT 35-1 Cái 17 Cắt khắc Mika 5ly trắng Bộ 18 Relay bảo vệ Selec 900ELR Cái 19 Ampere Selec MA 12 Cái 20 Biến dòng 400/5A Cái 21 Cầu chì ống 10x38 15A Cái 22 Biến trở 22k Cái 23 Biến trở 4k7 Cái 24 Ốc 5x25mm Con 10 25 Ốc 4ly 15mm Cái 10 26 Button + Domino 10P Bộ 38 Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Hoàng Hà-Lê Thanh Tùng Thái Hoàng Phong-Huỳnh Anh Đức 3.4 Hình ảnh thực tế thiết bị lắp đặt mơ hình Hình 3.4 CB nguồn Điện áp cấp 220V AC/ 50 Hz Hình 3.5 Cầu ống 39 Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Hồng Hà-Lê Thanh Tùng Thái Hồng Phong-Huỳnh Anh Đức Hình 3.6 Đèn báo pha Điện áp cấp: 220V AC / 50Hz Đo dòng điện pha Kích thước: 96 x 96 mm Hiển thị số, LED đoạn Sai số 0.5% giá trị thực Tỉ số CT đến 4000/5 Hình 3.7 Đồng hồ đo dịng MA12 Nguồn cấp 220V AC Màn hình hiển thị LCD, số hiển thị Giải đo lường 4mA-30A, 45-65 Hz Sử dụng cho mạng điện pha dây Thời gian tác động trễ: 0- 0.99 giây Hình 3.8 Relay bảo vệ q dịng 900 ELR Có đường kính: 30 mm Hệ số CT: 1200:1 40 Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Hồng Hà-Lê Thanh Tùng Thái Hồng Phong-Huỳnh Anh Đức Hình 3.9 CBCT dùng cho RELAY 900 ELR Dòng điện định mức 400/5 A Kích thước 40x10 mm Điện áp định mức 600 A Hình 3.10 Biến dịng Nguồn cấp 24-240 V, có pin tuổi thọ năm Kích thước 24 x 48 (mm) Sai số: ± 0.01% Hiển thị LED đoạn, số hiển thị 41 Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Hồng Hà-Lê Thanh Tùng Thái Hồng Phong-Huỳnh Anh Đức Hình 3.11 Timer đếm thời gian hanyoung LT1-F 3.5 Bản thiết kế Auto cad 42 Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Hồng Hà-Lê Thanh Tùng Thái Hồng Phong-Huỳnh Anh Đức Hình 3.12 Bản vẽ tổng thể thiết kế thí nghiệm Hình 3.13 Bản vẽ mặt cắt Mika 43 Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Hoàng Hà-Lê Thanh Tùng Thái Hoàng Phong-Huỳnh Anh Đức CHƯƠNG HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG Thí nghiệm1 dịng rị (Residual Current Test) H ình 4.1 Thí nghiệm B ộ thí nghiệ m cung cấp thang đo 30mA 100A: + Với thang đo 30mA sử dụng để thử nghiệm thiết bị có giá trị dịng rị khoảng 10mA đến 35mA + Với thang đo 100mA sử dụng để thử nghiệm thiết bị có giá trị dịng rị nằm khoảng 35mA đến 105mA Trình tự thí nghiệm 44 Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Hồng Hà-Lê Thanh Tùng Thái Hoàng Phong-Huỳnh Anh Đức B1: Lắp đặt thiết bị cần thử nghiệm vào vị trí Kết nối sơ đồ hình vẽ: (Các bạn cần kết nối dây dẫn hình) B2: Cắm dây nguồn cấp điện 220V AC cho thí nghiệm B3: Bật CB nguồn B4: Bật công tắc lựa chọn chức lên vị trí “Residual Current Test” Đèn báo phía sáng Đồng hồ Miliampe hiển thị mA B5: Bật RCBO hay RCCB cần thí nghiệm lên Lúc đèn Load Phase sáng Đồng hồ Miliampe hiển thị 9mA, giá trị kết nối vỏ thiết bị đến tạo dòng rò B6: Điều chỉnh núm xoay “Adjustment Residual Current” tăng lên từ từ lúc giá trị dòng rò tăng lên (giá trị hiển thị đồng hồ Miliampe meter) dòng rò đạt đến giá trị bảo vệ thiết bị thiết bị tác động cắt điện tải Sau hồn tất thí nghiệm điều chỉnh núm xoay Adjustment Residual Curent gạt công tắc chọn chức vị trí để dừng thí nghiệm Đối với thử nghiệm với thiết bị có dịng tò định mức lớn 30mA đến 100mA bạn kết nối vỏ tải pha đến đầu thang đo 100mA làm tương tự theo thứ tự thang đo 30mA 45 Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Hồng Hà-Lê Thanh Tùng Thái Hoàng Phong-Huỳnh Anh Đức Thí nghiệm2 Thời gian cắt dịng q tải (Over Load Current) Hình 4.2 Thí nghiệm Thiết lập dịng điện thí nghiệm B1: Cắm dây nguồn cấp điện 220V AC cho thí nghiệm B2: Bật CB nguồn B3: Bật công tắc lựa chọn chức xuống vị trí “Overload Test” Đèn báo phía sáng Đồng hồ Load Current hiển thị 0.0 A B4: Bật RCBO hay thiết bị cần thí nghiệm tải lên B5: Điều chỉnh núm xoay “ Adjustment Load Current” tăng lên đến đồng hồ Ampe hiển thị lớn gần với giá trị cần thiết để thử nghiệm dừng lại B6: Tắt CB nguồn bật cơng tắc Timer lên vị trí Start 46 Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Hồng Hà-Lê Thanh Tùng Thái Hoàng Phong-Huỳnh Anh Đức Tiến hành thí nghiệm Bật CB nguồn lại Lúc Timer bắt đầu đếm Sau thời gian CB thử nghiệm tác động chức bảo vệ Khi CB thử nghiệm cắt thời gian Timer dừng lại Đây thời gian tác động CB ứng với dòng điện thiết lập Sau ghi lại thời gian ta xoay núm vặn “Adjustment Load current” vị trí nhỏ chuyển cơng tắc Timer vị trí Stop nhấn Reset trả giá trị Timer để chuẩn bị cho lần thí nghiệm Để thực thử nghiệm CB với giá trị dòng điện khác ta làm tương tự bước nêu Sau thí nghiệm xong ta tắt hết công tắc, CB nguồn Timer Để tắt Timer ta nhấn giữ phím Off nhấn giữ phím màu vàng cam mặt Timer 7s 47 Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Hoàng Hà-Lê Thanh Tùng Thái Hoàng Phong-Huỳnh Anh Đức TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bạch Thanh Quý,Văn Thị Kiều Nhi ,Ninh Văn Tiến Giáo trình lý thuyết khí cụ điện Trường Đại Học Cơng Nghiệp TP.HCM [2] Nguyễn Xn Phú, Tơ Đằng Khí cụ điện, NXB KHKT, 2001 [3] Trần Văn Thịnh, Hà Xuân Hòa, Nguyễn Vũ Thanh Tự động hóa điều khiển thiết bị điện ,NXB GD [4] PGS.TS ĐÀO HOA VIỆT, ThS VŨ HỮU THÍCH,ThS VŨ ĐỨC THOAN,KS-ĐỖ DUY HỢP, Giáo trình Khí Cụ Điện NHÀ XUẤT BẢN GIÁO DỤC VIỆT NAM 48 Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Hồng Hà-Lê Thanh Tùng Thái Hoàng Phong-Huỳnh Anh Đức LỜI CÁM ƠN Sau hoàn thành đồ án tốt nghiệp nhóm chúng em rút nhiều kinh nghiệm bổ ích cho cơng việc sau này: Tiếp xúc nhiều tìm hiểu sâu hơn, chi tiết khí cụ điện hạ áp Nắm nội dung, quy trình để thiết kế, lựa chọn để tạo mơ hình hồn thiện Biết cách triển khai cơng việc, làm việc nhóm đạt suất cao Biết hạn chế, thiếu sót thân, bổ sung thêm kiến thức để hoàn thiện thân, có thêm kiến thức mẻ từ bên ngồi Tìm hiểu sâu chức năng, ngun lý làm việc, ứng dụng vai trò MCB RCD dân dụng công nghiệp Để đồ án hồn thành, nhóm em nhận hỗ trợ, giúp đỡ thầy cô môn Thiết bị điện tạo điều kiện trình học tập nghiên cứu đồ án giảng dạy năm vừa qua Đặc biệt nhóm em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Thầy Bạch Thanh Quý quan tâm hướng dẫn tận tình để nhóm em hồn thành đồ án Với điều kiện thời gian hạn chế kiến thức thực tế nên đồ án tránh khỏi thiếu sót Nhóm em mong nhận bảo, đóng góp ý kiến thầy để nhóm em có điều kiện bổ sung, nâng cao kiến thức thân, phục vụ tốt cho việc học tập 49 Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Hồng Hà-Lê Thanh Tùng Thái Hoàng Phong-Huỳnh Anh Đức 50 ... cầu thiết kế  Bộ thí nghiệm tạo dịng điện 0-400 A để dùng cho thí nghiệm cần dịng điện lớn như: MCB, MCCB, Relay nhiệt, cầu chì…  Bộ thí nghiệm phải tạo dòng rò 0-100mA, 0-30mA dùng để thí nghiệm. .. Phong-Huỳnh Anh Đức Thí nghiệm2 Thời gian cắt dòng tải (Over Load Current) Hình 4 .2 Thí nghiệm Thiết lập dịng điện thí nghiệm B1: Cắm dây nguồn cấp điện 22 0V AC cho thí nghiệm B2: Bật CB nguồn B3:... quan đến khí cụ điện: RCD - Residual Current Device Thiết bị bảo vệ dịng điện rị Cơng Dụng RCD khí cụ điện bảo vệ có cố rò điện xãy thiết bị tiêu thụ điện trường hợp cách điện thiết bị hư hỏng