Giáo trình vận hành máy điện (nghề vận hành thủy điện) trường cao đẳng lào cai

1 ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH LÀO CAI TRƯỜNG CAO ĐẲNG LÀO CAI GIÁO TRÌNH NỘI BỘ MÔN HỌC/MÔ ĐUN VẬN HÀNH MÁY ĐIỆN 90H NGÀNH/NGHỀ VẬN HÀNH THỦY ĐIỆN (Áp dụng cho trình độ Trung cấp) LƯU HÀNH NỘI BỘ Lào cai, nă[.]

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH LÀO CAI TRƯỜNG CAO ĐẲNG LÀO CAI GIÁO TRÌNH NỘI BỘ MƠN HỌC/MƠ ĐUN: VẬN HÀNH MÁY ĐIỆN - 90H NGÀNH/NGHỀ: VẬN HÀNH THỦY ĐIỆN (Áp dụng cho trình độ: Trung cấp) LƯU HÀNH NỘI BỘ Lào cai, năm 2019 -1- TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng ngun trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI NÓI ĐẦU Giáo trình Vận hành máy điện biên soạn sở chương trình khung nghề Vận hành thủy điện, giáo trình viết cho đối tượng đào tạo hệ Cao đẳng nghề trung cấp nghề sơ cấp nghề sử dụng Vận hành máy điện tập giảng chuyên môn nghề quan trọng chương trình đào tạo hệ Cao đẳng trung cấp nghề vận hành thủy điện.Vì tập giảng bám sát chương trình khung nghề nhằm đạt mục tiêu đào tạo nghề đồng thời tạo điều kiện cho người sử dụng tài liệu tốt hiệu Nội dung giáo trình vận hành máy điện biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu bổ xung nhiều kiến thức, đề cập nội dung bản, cốt yếu, nhằm đáp ứng yêu cầu nâng cao chất lượng đào tạo phục vụ nghiệp công nghiệp hóa – Hiện đại hóa đất nước Giáo trình dùng làm tài liệu giảng dạy học tập cho giáo viên học sinh hệ cao đẳng trung cấp, nghề Vận hành thủy điện Đồng thời tài liệu tham khảo cho giaó viên học sinh ngành điện giảng dạy học tập hệ đào tạo ngắn hạn dài hạn khác trường Tuy tác giả có nhiều cố gắng biên soạn, giáo trình khơng tránh khỏi thiếu sót mong nhận đóng góp ý kiến q báu độc giả -2- CHƯƠNG TRÌNH MƠ ĐUN Tên môn học: Vận hành Máy điện Mã số môn học: MĐ 19 Thời gian môn học: 90 giờ; (Lý thuyết: 32 giờ; Thực hành: 57 giờ; Kiểm tra: giờ) I Vị trí, tính chất mơ đun: - Vị trí: Mơn học bố trí sau học xong môn học sở mô đun Đo lường điện - Tính chất: Là mơ học thực hành chuyên môn bắt buộc II Mục tiêu mô đun: Kiến thức: - Trình bày cấu tạo nguyên lý làm việc loại máy biến áp, máy điện chiều xoay chiều; - Giải thích tính kỹ thuật loại máy điện; - Xác định phạm vi ứng dụng loại máy điện sản xuất, truyền tải sử dụng điện năng; Kỹ năng: - Lựa chọn khí cụ khống chế dụng cụ đo thích hợp; - Vận hành loại máy biến áp, máy phát điện, động điện; - Phán đoán xử lý tượng khơng bình thường xảy vận hành máy điện Năng lực tự chủ trách nhiệm - Vận dụng kiến thức học vào công việc thực tế - Bảo đảm an toàn, tiết kiệm nguyên vật liệu bảo dưỡng sửa chữa III Nội dung môn học: Thời gian (giờ) TT Tên mô đun Tổng số Lý thuyết Thực hành Bài 1: Nhận biết máy điện 2 Bài 2: Vận hành máy biến áp 24 16 Cấu tạo công dụng máy biến áp 2 Các đại lượng định mức 1 Nguyên lý làm việc máy biến áp 1 Các chế độ làm việc máy biến áp 1 Kiểm Tra -3- 5 Máy biến áp pha 1 Đấu máy biến áp làm việc song song Đấu nối, vận hành máy biến áp Bài 3: Vận hành máy điện không đồng 24 18 1 Khái niệm phân loại 1 Động không đồng xoay chiều pha 10 Động không đồng xoay chiều pha 12 10 Bài 4: vận hành máy điện đồng 20 11 Định nghĩa công dụng 1 Cấu tạo nguyên lý làm việc máy phát điện đồng bộ: 3 Máy phát điện đồng làm việc song song: Động máy bù đồng bộ: 4 Bài 5: vận hành máy điện chiều 18 10 Đại cương máy điện chiều 2 Cấu tạo động điện chiều 2 Nguyên lý làm việc máy phát động điện chiều 2 Đấu nối, vận hành máy điện chiều 10 Tổng cộng: 90 32 57 1 BÀI 1: NHẬN BIẾT CÁC MÁY ĐIỆN -4- 1.Định nghĩa phân loại máy điện 1.1 Định nghĩa Máy điện thiết bị điện từ, nguyên lí làm việc dựa tượng cảm ứng điện từ Các phận máy điện gồm mạch từ (lõi thép) mạch điện (dây quấn) dùng để biến đổi dạng lượng thành điện (máy phát điện) ngược lại biến đổi điện thành (động điện) dùng để biến đổi thơng số điện như: biến đổi điện áp, dịng điện, tần số, số pha… Ngồi cịn số phận khác vỏ máy, tản nhiệt, giá đỡ…v.v… Máy điện thường sử dụng nhiều nghành kinh tế công nghiệp, giao thông vận tải, dụng cụ sinh hoạt gia đình… 1.2 Phân loại máy điện Máy điện có nhiều loại phân loại theo nhiều cách khác nhau: theo công suất; theo cấu tạo; theo chức năng; theo nguyên lý làm việc …Tuy nhiên dựa theo nguyên lý biến đổi lượng ta có loại máy điện sau: *Máy điện tĩnh: Là loại máy điện khơng có phận thực cơng chuyển động học thường gặp máy biến áp Máy điện tĩnh làm việc dựa tượng cảm ứng điện từ biến thiên từ thông cuộn dây khơng có chuyển động tương Máy điện tĩnh thường dùng để biến đổi thơng số điện Do tính chất thuận nghịch quy luật cảm ứng điện từ, trình biến đổi lượng điện có tính chất thuận nghịch Ví dụ: máy biến áp biến đổi điện có thông số : U 1,I1,f thành hệ thống điện U2 ,I2 ,f ~ U1,I1,f ~ U2,I2,f * Máy điện quay: Là loại máy điện ln có phận chuyển động quay gọi phần quay (Rơ tor), phần cịn lại phần tĩnh (Stator) Giữa phần tĩnh phần quay có khoảng cách nhỏ gọi khe hở khơng khí Nguyên lý làm việc dựa vào tượng cảm ứng điện từ Máy điện quay thường dùng để biến đổi điện thành năng( động điện) ngược lại biến đổi thành điện năng(máy phát điện) Q trình biến đổi có tính thuận nghịch tức máy điện làm việc chế độ máy phát điện động điện -5- My pht U,f ~ Pđiện Động Pcơ -Sơ đồ phân loại máy điện thông dụng thường gặp Máy diện Máy biến áp Máy diện có phần quay Máy diện xoay chiều Máy diện Không đồng Máy biến áp Động không đồng Máy diện chiều Máy diện đồng Máy phát không đồng Động đồng Máy phát đồng Động đồng Máy phát đồng Các định luật điện từ dùng máy điện 2.1 Lực từ Khi dẫn có dịng điện chuyển động từ trường dẫn chi tác dụng lực điện từ có trị số: Fdt = BlI +Trong đó: B cường độ tự cảm đo T(tesla) I chiều dòng điện chạy dẫn tính A v vận tốc chuyển động dẫn m/s α góc hợp (I ,B)Fđt=BI l sin α Chiều sức lực điện từ xác định theo qui tắc bàn tay trái 2.2 Hiện tượng cảm ứng điện từ: -6- 1.2.1 Thí nghiệm tượng : * Thí nghiệm: S S N N - Một ống dây (có nhiều vịng dây) - Một nam châm - Một điện kế nhạy * Tiến hành thí nghiệm : a, b, H×nh 20-2 Nối hai đầu ống dây với điện kế , sau Cho nam châm di chuyển vào lòng ống dây, trình nam châm di chuyển kim điện kế bị lệch chứng tỏ có s.đ.đ dịng điện ống dây Khi nam châm đứng yên kim điện kế lại Rút nam châm khỏi ống dâykim điện kế lại lệch phía ngược lại (Hình 20-2) đổi cực nam châm lại làm thí nghiệm tương tự kim điện kế lại lệch với ngược với phía lệch cực nam châm cũ 1.2.2 Kết luận : - Hiện tượng tượng cảm ứng điện từ s.đ.đ dịng điện sinh trường hợp gọi s.đ.đ dòng điện cảm ứng Bằng nhiều thí nghiệm khác kết luận sau: - Dòng điện cảm ứng (s.đ.đ cảm ứng) xuất thời gian nam châm chuyển động tương ống dây,nghĩa từ thông qua ống dây biến thiên (biến đổi) - Dù nam châm chuyển dịch hay ống dây chuyển dịch xuất s.đ.đ cảm ứng - Khi ống dây đặt từ trường dịng điện biến đổi ống dây xuất dòng điện cảm ứng (s.đ.đ cảm ứng) 1.2.3 Định luật cảm ứng điện từ- Giải thích: * Định luật : Khi từ thông qua cuộn dây biến thiên trongcuộn dây xuất s.đ.đ cảm ứng S.đ.đ cảm ứng xuất từ thông biến thiên -7- * Giải thích: Xét dây dẫn thẳng chuyển l động từ trường B với tốc độ E khơng đổi v theo phương vng góc với đường sức từ F (hình 21-2) Trong dây dẫn i F 0 v on dương Khi dây dẫn chuyển động điện tử tự ion dương H ×n h -2 chuyển động theo Sự chuyển động điện tích chuyển động điện tích dương tạo thành dòng điện chiều với phương chuyển động điện tử tạo thành dịng điện có chiều ngược lại, kết điện tích dương tương đương với dịng điện có chiều v Dịng điện nằm từ trường B nên điện tích chịu tác động mộtlực F có chiều xác định quy tắc bàn tay trái nên chuyển dịch phía phải dây dẫn Các điện tử chịu tác dụng Fo dịch chuyển đầu trái dây dẫn Lực tác dụng lên điện tử ion dương dây dẫn làm dây dẫn tích điện trái dấu hai đầu tạo nên s.đ.đ cảm ứng 2.3 Sức điện động cảm ứng dây dẫn chuyển động cắt từ trường 1.3.1 Sức điện động cảm ứng dây dẫn thẳng chuyển động cắt từ trường: a Dây dẫn chuyển động vng góc với véc tơ B: * Trường hợp dây dẫn chuyển động vuông góc với véc tơ B: Khi dây dẫn chuyển động nhanh, dịng điện tương ứng với điện tích dây dẫn lớn , lực Fo lớn,do điện tích di chuyển hai đầu nhanh nhiều, nên s.đ.đ lớn Nếu cường độ từ cảm B lớn lực Fo lớn, dây dẫn nằm từ trường (đoạn l) lớn nhiều điện tích tác dụng lực , nên s.đ.đ lớn Vậy dây dẫn thẳng chuyển động từ trường với vận tốc (v) vng góc với đường sức từ từ trường S.đ.đ cảm ứng dây dẫn tỷ lệ với cường độ từ cảm, tốc độ chuyển động chiều dài tác dụng dây dẫn E=B.v.l -8- Trong : E : sức điện động cảm ứng(V) B : Cảm ứng từ (T) v : Vận tốc chuyển động dây dẫn (m/s) l : chiều dài tác dụng dây dẫn (m) b.Trường hợp dây dẫn chuyển động không vuông góc với dây dẫn : E = B v l sin c Quy tắc bàn tay phải: Để tìm chiều s.đ.đ cảm ứng dây dẫn thẳng chuyển động vng góc với véc tơ cảm ứng từ B dùng quy tắc bàn tay phải: Quy tắc : Để cho đường sức từ (hay véc tơ cảm ứng từ B) xun vào lịng bàn tay phải, ngón tay choãi theo chiều chuyển động dây dẫn chiều từ cổ tay tới ngón tay chiều sức điện động cảm ứng 1.3.2 S.đ.đ cảm ứng vịng dây: * Cơng thức tính s.đ.đ cảm ứng: Giả sử có vịng dây từ thơng qua diện tích vịng dây ( (hình vẽ 22-2).Quy ước chiều d?ơng S cho vòng dây sau: vặn cho mở nút chai theo chiều đường sức, chiều quay cán mở nút chai chiều dương vòng Nếu s.đ.đ Ch du iỊ u ¬n N g  vịng chiều chọn có giá trị dương, ngược lại có giá trị âm - Lần lựơt đưa nam châm lại gần dịch xa vịng để làm thay đổi từ thơng qua vòng dây làm xuất s.đ.đ cảm ứng vịng dây Nếu từ thơng biến thiên nhanh, trị số s.đ.đ lớn Như s.đ.đ cảm ứng tỷ lệ với tốc độ biến thiên từ thông - Nếu thời gian (t từ thơng qua vịng biến thiên lượng (t trị số s.đ.đ :Ġ; e tính vơn(v); Ġ số gia từ thơng qua vịng (Wb); (t số gia thời gian (s) * Định luật Len xơ: “Khi từ thơng xun qua vịng dây biến thiên làm xuất sức điện động gọi sức điện động cảm ứng vòng dây, sức điện động có chiều cho dịng -9- điện sinh tạo thành từ thơng có tác dụng chống lại biến thiên từ thông sinh nó" * Khi từ thơng biến thiên tăng tức Ġ sức điện động cảm ứng sinh dịng điện chiều tạo thành từ thơng (chống lại tăng từ thông ) * Khi từ thơng biến thiên giảm nghĩa Ġ sức điện động cảm ứng e dương, tức chiều dương ,dịng điện sinh chiều, tạo ( chiều với ( Nghĩa ( có tác dụng chống lại giảm từ thơng (.Đúng định luật chiều sức điện động cảm ứng nêu *Trị số sức điện động cảm ứng: e = ĭ dó: Dấu (-) thể định luật Len - xơ chiều sức điện động cảm ứng  t tốc độ biến thiên từ thông theo thời gian t S N N  '   S e ,i  '     e ,i H ×n h -2 C h iề u s đ đ tă n g ( a ) v g iả m ( b ) 1.3.3 S.đ.đ cảm ứng cuộn dây : Xét cuộn dây đứng n có W vịng cho nam châm chuyển động S N dọc theo trục cuộn dây từ thơng qua vịng dây biến thiên làm xuất s.đ.đ H×nh 24 -2 cảm ứng Sđđ vòng dây nối tiếp nên sđđ tổng cuộn dây : e=e1+e2+…+ew=-( 1      w ) t t t - 10 - ... ĐẦU Giáo trình Vận hành máy điện biên soạn sở chương trình khung nghề Vận hành thủy điện, giáo trình viết cho đối tượng đào tạo hệ Cao đẳng nghề trung cấp nghề sơ cấp nghề sử dụng Vận hành máy điện. .. tượng cảm ứng điện từ Máy điện quay thường dùng để biến đổi điện thành năng( động điện) ngược lại biến đổi thành điện năng (máy phát điện) Q trình biến đổi có tính thuận nghịch tức máy điện làm việc... 4: vận hành máy điện đồng 20 11 Định nghĩa công dụng 1 Cấu tạo nguyên lý làm việc máy phát điện đồng bộ: 3 Máy phát điện đồng làm việc song song: Động máy bù đồng bộ: 4 Bài 5: vận hành máy điện