Đang tải... (xem toàn văn)
68 Chương 3 THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN 3 1 Phân loại và các yêu cầu đối với các thiết bị điều khiển Thiết bị điều khiển được sử dụng để điều khiển các thiết bị điện, máy móc dùng điện theo các chế độ làm việ[.]
Chương THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN 3.1 Phân loại yêu cầu thiết bị điều khiển Thiết bị điều khiển sử dụng để điều khiển thiết bị điện, máy móc dùng điện theo chế độ làm việc cần thiết chúng Các thiết bị điều khiển phân loại theo dấu hiệu khác như: - Theo cấp điện áp, gồm: Thiết bị điều khiển hạ áp (điện áp ≤ 1000 V), thiết bị điều khiển trung áp (1000 V < điện áp ≤ 35 kV), thiết bị điều khiển cao áp (35 kV < điện áp ≤ 220 kV) siêu cáp áp (220 kV < điện áp), - Theo phương thức điều khiển, gồm: Thiết bị điều khiển tay thiết bị điều khiển từ xa tự động - Theo hình thức chế tạo, gồm: Thiết bị điện kiểu hở, kiểu kín kiểu phịng nổ Do điều kiện đặc biệt mỏ nên thiết bị điều khiển cần phải thỏa mãn số yêu cầu sau: - Được chế tạo theo kiểu kín để bụi nước khơng lọt vào vỏ - Có độ bền học cao để tránh tác động phá hoại học - Có khóa liên động để loại trừ khả chạm vào phần mang điện thiết bị - Đảm bảo kiểm tra tự động mạch tiếp đất dùng thiết bị để điều khiển cho máy móc di động - Các thiết bị điều khiển sử dụng mỏ có khí bụi nổ phải chế tạo theo hình thức đặc biệt để bảo vệ khỏi nổ bầu khơng khí mỏ Ở mỏ khơng có khí bụi nổ, máy móc di động hầm lò, sử dụng thiết bị điều khiển chế tạo theo hình thức phịng nổ; cịn máy móc đặt cố định đường lị sân giếng, phép sử dụng thiết bị thơng thường kiểu kín kiểu chống ẩm Ở mỏ lộ thiên, thiết bị điều khiển sử dụng thiết bị điện dùng cho công nghiệp nói chung, loại chế tạo để làm việc ngồi trời loại chế tạo để phục vụ cho mỏ lộ thiên Đối với mạch tự động điều khiển cần đảm bảo số yêu cầu sau: - 68 - - Đáp ứng chế độ làm việc thiết bị điện: Đối với sơ đồ điện cần thiết kế theo toán kỹ thuật cụ thể Một toán kỹ thuật xác định theo chức mà đảm nhiệm - Đảm bảo sai số phạm vi cho phép: Khi thiết lập hệ thống tự động điều chỉnh có liên quan đến số lượng, dạng, công suất thiết bị động lực Chúng lựa chọn theo tiêu kỹ thuật thiết bị Bài toán kỹ thuật cho biết chế độ làm việc đối tượng điều chỉnh, chế độ làm việc thiết bị động lực mà hệ thống tự động cần thực Nó cho biết sai số tĩnh động cho phép đại lượng điều chỉnh Từ thơng số mà chọn thông số thiết bị điều chỉnh cho hợp lý, đáp ứng yêu cầu sai số - Đảm bảo độ nhanh, điều chỉnh phù hợp: Các máy móc cơng nghiệp ngày có u cầu cao suất lao động Muốn đạt yêu cầu đó, mạch điều khiển phải xác Tuy nhiên, thường gặp hệ thống tự động điều khiển, hệ thống tác động nhanh kéo theo lượng điều chỉnh lớn, thường phải lựa chọn cho tối ưu theo yêu cầu thực tế đối tượng - Có tiêu lượng cao: Các hệ thống điều khiển cần có tiêu kinh tế cao Trong tiêu kinh tế tổn thất lượng biến đổi điều chỉnh đóng vai trị quan trọng Ngồi hệ số cơng suất hệ thống góp phần ảnh hưởng không nhỏ đến tiêu lượng 3.2 Thiết bị điều khiển tay Với thiết bị điều khiển loại này, việc đóng thiết bị thực tay thơng qua cấu khí, cịn cắt tiếp điểm tay tự động Các thiết bị điều khiển tay chủ yếu gồm: Cầu dao đảo mạch; hộp khống chế; máy ngắt tự động 3.2.1 Cầu dao Cầu dao thiết bị điều khiển đơn giản dùng để đóng cắt mạch điện chiều xoay chiều Cầu dao sản xuất với loại cực, cực cực Để làm tắt nhanh hồ quang cắt mạch, số loại cầu dao ngồi dao cịn có thêm dao phụ Khi cắt dao chính, dao phụ nằm má kẹp tiếp điểm - 69 - cố định thời gian, sau nhờ lị xo mà dao phụ cần cắt nhanh mạch Bộ đảo mạch chế tạo giống cầu dao có hai hệ tiếp điểm cố định để đổi chiều vị trí pha mạch điện Khi sử dụng cầu dao đóng cắt mạch điện, để bảo vệ cực đại người ta thường sử dụng cầu chì Hình vẽ cầu dao đơn giản biểu diễn hình 3.1 Hình 3.1 Cầu dao 1- Dao – Dao phụ 3- Má cố định 4- Lò xo 3.2.2 Hộp khống chế Hộp khống chế dùng để thực số thao tác sơ đồ truyền động điện như: Mở máy, dừng máy, đổi chiều quay, hãm điều chỉnh tốc độ động điện chiều không đồng rôto dây quấn Tùy theo cấu khí đóng mở tiếp điểm mà hộp khống chế chế tạo với kiểu quay kiểu cam Trên hình 3.2 biểu diễn sơ đồ điều khiển động khống chế kiểu tang quay Hình 3.2 Sơ đồ đấu động qua hộp khống chế kiểu tang quay Đ- Động không đồng rôto dây quấn 3.2.3 Máy ngắt tự động Máy ngắt tự động thiết bị điều khiển, đóng tay cịn cắt tay tự động, dùng để đóng cắt điện cho đường dây Trong thực tế - 70 - máy ngắt tự động dùng để điều khiển tay động công suất đến 300 kW, điện áp 1000V Trong máy ngắt tự động trang bị hình thức bảo vệ sau: Bảo vệ khỏi ngắn mạch nhờ cấu cắt (cơ cấu nhả khớp) kiểu điện từ, bảo vệ tải nhờ cấu nhiệt phối hợp điện từ - nhiệt bảo vệ điện nhờ rơ le cực tiểu Theo kiểu chế tạo mà phân ra: máy ngắt tự động kiểu thường máy ngắt tự động kiểu phòng nổ Máy ngắt tự động kiểu thường: Cịn gọi Atomat có sơ đồ cấu tạo hình vẽ 3.3 Hình 3.3 Sơ đồ nguyên lý Atomat 1, 6- Lị so; 2- Móc 2; 3- Móc 3; 4- Phần ứng; 5- Nam châm điện Ở trạng thái bình thường sau đóng điện, Aptomat giữ trạng thái đóng tiếp điểm nhờ móc khớp với móc cụm tiếp điểm động Bật Aptomat trạng thái ON, với dòng điện định mức nam châm điện phần ứng không hút Khi mạch điện tải hay ngắn mạch, lực hút điện từ nam châm điện hút phần ứng xuống làm bật nhả móc 3, móc thả tự do, lò xo thả lỏng, kết tiếp điểm Aptomat mở ra, mạch điện bị ngắt Về cấu tạo: Aptomat (MCB hay MCCB) thường chế tạo có hai cấp tiếp điểm (tiếp điểm hồ quang) ba tiếp điểm (chính, phụ, hồ quang) - 71 - Khi đóng mạch, tiếp điểm hồ quang đóng trước, tiếp điểm phụ, sau tiếp điểm Khi cắt mạch ngược lại, tiếp điểm mở trước, sau đến tiếp điểm phụ, cuối tiếp điểm hồ quang Như hồ quang cháy tiếp điểm hồ quang, bảo vệ tiếp điểm để dẫn điện Dùng thêm tiếp điểm phụ để tránh hồ quang cháy lan vào làm hư hại tiếp điểm Hình ảnh Atomat MCB Schneider biểu diễn hình 3.4 Hình 3.4 Atomat MCB Schneider 1- Thanh lưỡng kim 2- Tiếp điểm động 3- Thanh gạt – Buồng dập hồ quang 5- Cuộn hút – Tiếp điểm tĩnh Các tham số kỹ thuật Atomat: - In: Dịng điện định mức Ví dụ: MCCB 3P 250A 36kA, In = 250A - Ir: dòng hoạt động chỉnh phạm vi cho phép Aptomat Ví dụ aptomat chỉnh dịng 250A điều chỉnh từ 125A đến 250A - Ue: Điện áp làm việc định mức - Icu: Dòng cắt ngắn mạch khả chịu đựng dòng điện lớn tiếp điểm giây - Icw: Khả chịu dòng ngắn mạch đơn vị thời gian - 72 - - Ics: khả cắt thực tế xảy cố thiết bị Khả phụ thuộc vào nhà sản xuất công nghệ chế tạo khác Ví dụ hãng sản xuất có loại MCCB Ics = 50% Icu Ics = 100% Icu - AT: Ampe Trip (dòng điện tác động) - AF: Ampe Frame (dòng điện khung) Ví dụ NF250A 3P 200A NF250A 3P 250A có AF = 250A tác động dòng vượt AT = 200A, tác động dịng vượt q AT = 250A Thơng số AT/AF cho biết độ bền tiếp điểm đóng cắt Ví dụ Aptomat 250AT/400AF có độ bền cao Aptomat 250AT/250AF, kích thước aptomat 400AF lớn hơn, giá thành cao - Characteritic cuver: đường cong đặc tính bảo vệ CB (đường cong chọn lọc CB) Đây thông số quan trọng, định cho việc chọn CB vị trí hệ thống điện - Mechanical/electrical endurace: Số lần đóng cắt khí cho phép/ số lần đóng cắt điện cho phép Phân loại Aptomat: - Phân loại theo cấu tạo: + Aptomat dạng tép MCB (Miniature Circuit Breaker): bảo vệ tải ngắn mạch (Hình 3.5) Hình 3.5 Aptomat dạng tép MCB hãng LS + Aptomat dạng khối MCCB (Moulded Case Circuit Breaker): bảo vệ tải ngắn mạch (Hình 3.6) - 73 - Hình 3.6 Aptomat dạng khối MCCB hãng Mitsubishi - Phân loại theo chức năng: + Aptomat thường (bảo vệ tải, ngắn mạch): MCB, MCCB + Aptomat chống rò: RCCB (Residual Current Circuit Breaker – aptomat chống dòng rò dạng tép), RCBO (Residual Current Circuit Breaker with Overcurrent Protection – aptomat chống dòng rò bảo vệ tải dạng tép), ELCB (Earth Leakage Circuit Breaker – aptomat chống dòng rò bảo vệ tải dạng khối) - Phân loại theo số pha / số cực: + Aptomat pha: cực + Aptomat pha + trung tính (1P+N): cực + Aptomat pha: cực + Aptomat pha: cực + Aptomat pha + trung tính (3P+N): cực +Aptomat pha: cực - Phân loại theo dòng cắt ngắn mạch: + Dòng cắt thấp: thường dùng dân dụng Ví dụ MCCB NF125-CV 3P 100A Mitsubishi có dịng cắt 10kA - Dịng cắt tiêu chuẩn: thường dùng cơng nghiệp Ví dụ MCCB NF125SV 3P 100A Mitsubishi có dịng cắt 30kA - Dịng cắt cao: thường dùng cơng nghiệp ứng dụng đặc biệt Ví dụ MCCB NF125-HV 3P 100A Mitsubishi có dịng cắt 50kA - Phân loại theo khả chỉnh dịng: - Aptomat có dịng định mức khơng đổi Ví dụ MCCB NF400-SW 3P 400A Mitsubishi có dịng định mức 400A khơng thay đổi - 74 - - Aptomat chỉnh dịng định mức Ví dụ MCCB NF400-SEW 3P 400A Mitsubishi có dịng định mức điều chỉnh từ 200A - 400A * Máy ngắt tự động kiểu phòng nổ: Máy ngắt tự động kiểu phịng nổ có vỏ phịng nổ riêng có sơ đồ điện biểu diễn hình 3.7 Phần máy ngắt hộp đấu cáp cho phép đấu vào cáp mềm, cáp bọc thép Để bảo vệ khỏi ngắn mạch dùng rơ le cực đại PM1 PM2 đặt pha Móc cầu dao độc lập thực dạng cuộn cắt OK, tác động lên cấu cắt để cắt máy cắt cuộn cung cấp điện, ví dụ rơ le rị đóng tiếp điểm Để ngăn khơng cho đóng máy ngắt sau cắt tự động có ngắn mạch, rơ le cực đại trang bị móc cài để khóa máy ngắt sau bảo vệ tác động Việc tháo móc thực sau mở nắp máy ngắt Việc trang bị móc cài nhắc nhở người vận hành phải khắc phục chỗ ngắn mạch trước đóng điện, khơng tia lửa, hồ quang phát sinh chỗ ngắn mạch làm nổ bầu khơng khí mỏ Từ mạng đến Đến khởi động từ Ngăn cho mạng Ngăn Đến máy ngắt sau Đến rơ le rò Hình 3.6 Sơ đồ máy cắt tự động AΦB Để kiểm tra khả làm việc rơ le cực đại, máy ngắt có trang bị cuộn dây phụ OП1 OП2 quấn mạch từ rơ le cực đại Khi ấn nút kiểm tra KПM1 KПM2, cuộn dây OП đấu điện nhờ cấu nhả khớp rơ le cực đại mà máy ngắt cắt - 75 - Ngoài mỏ hầm lò người ta chế tạo loại máy ngắt điều khiển đóng cắt điện từ xa Trong máy ngắt loại này, để truyền động cho cấu đóng cắt mạch dùng động pha có vành góp Động điều khiển từ xa nhờ hộp nút điều khiển Những máy ngắt tự động dùng để điều khiển đóng cắt điện cho tồn mạng đấu vào đầu phía thứ cấp máy biến áp bố trí kèm theo rơ le rị để bảo vệ khỏi rò điện cho mạng Để tiện lợi cho vận hành, loại máy ngắt máy ngắt rơ le rò lắp đặt vỏ phòng nổ chung Ở mạng hạ áp mỏ hầm lò số trường hợp cần phải trang bị hệ thống tự động đóng lặp lại Hệ thống thiết bị tự động đóng lặp lại lắp đặt vỏ riêng, với mục đích tiện lợi vận hành, chúng thường lắp đặt chung với máy ngắt tự động vỏ phòng nổ Trong điều kiện mỏ hầm lò, đoạn đường lò từ trạm biến áp khu vực đến trạm phân phối xa theo đường lị khó lại, để tiện cho vận hành cuối đường cáp đặt thêm máy ngắt tự động Máy ngắt tự động chọn thỏa mãn điều kiện: 𝑈đ.𝐴 ≥ 𝑈đ.𝑚 ; 𝐼đ.𝐴 ≥ 𝐼𝑙𝑣.𝑚 ; 𝐼𝑐ắ𝑡 ≥ 𝐼𝑛𝑚.𝑚𝑎𝑥 đó: Uđ.A, Uđ.m – điện áp định mức máy ngắt mạng; Iđ.A – dòng điện dịnh mức máy ngắt; Ilv.m – dịng điện làm việc bình thường mạng; Icắt – dịng cắt cho phép để khơng làm hỏng tiếp điểm máy cắt; Inm.max – dòng ngắn mạch lớn xảy mạng, dịng ngắn mạch ba pha ngắn mạch xả cực máy ngắt, có kể đến tăng điện áp mạng lên 10% 3.3 Thiết bị điều khiển từ xa tự động 3.3.1 Khái quát chung Thiết bị điều khiển từ xa tự động dùng để điều khiển phần toàn truyền động điện máy móc Trong hệ thống thiết bị điều khiển từ xa tự động, tùy theo công dụng cách tác động chúng mà phân thành nhóm: - Các thiết bị dùng để đóng cắt dịng điện mạch bản: Cơng tắc tơ - Các thiết bị dùng tác động lên mạch điều khiển nhóm 1: Các loại rơ le điều khiển - 76 - - Thiết bị huy dùng để truyền tín hiệu điều khiển đến thiết bị thuộc nhóm 1, nhằm đưa truyền động điện đến chế độ làm việc khác nhau: hộp nút điều khiển, hộp khống chế huy, loại rơ le cảm biến khác Bộ phận chủ yếu thiết bị điều khiển từ xa tự động công tắc tơ Tập hợp công tắc tơ, rơ le điều khiển, loại rơ le bảo vệ thành thiết bị chung có tên gọi bảng công tắc tơ, khởi động từ trạm từ Ở hệ truyền động điện đòi hỏi phải thực nhiều thao tác truyền động điện dùng động chiều, động đồng bộ, động không đồng roto dây quấn thường sử dụng bảng công tắc tơ Để điều khiển máy móc trang bị nhiều động thường sử dụng trạm từ Khởi động từ thiết bị điều khiển từ xa phổ biến nhất, dùng để điều khiển từ xa tự động động khơng đồng roto lồng sóc Với động không đảo chiều quay sử dụng khởi động từ khơng thuận nghịch, cịn với động có đảo chiều quay sử dụng khởi động từ thuận nghịch 3.3.2 Công tắc tơ Contactor (Công tắc tơ) khí cụ điện hạ áp, thực việc đóng cắt thường xuyên mạch điện động lực Thường sử dụng contactor để điều khiển thiết bị động cơ, tụ bù, hệ thống chiếu sáng thông qua nút nhấn, chế độ tự động điều khiển từ xa Hình ảnh công tắc tơ ba pha S-T50 Mitsubishi biểu diễn hình 3.7 Hình 3.7 Contactor S-T50 Mitsubishi - 77 - Thao tác đóng ngắt contactor thực nhờ cấu điện từ, cấu khí động cấu thủy lực Nhưng thông dụng loại contactor điện từ Ở đề cập đến contactor đóng ngắt theo chế điện từ Cấu tạo nguyên lý hoạt động Contactor: Contactor bao gồm phận chính: - Nam châm điện: gồm có chi tiết: Cuộn dây dùng tạo lực hút nam châm; Lõi sắt; Lò xo tác dụng đẩy phần nắp trở vị trí ban đầu - Hệ thống dập hồ quang: Khi chuyển mạch, hồ quang điện xuất làm tiếp điểm bị cháy mịn dần, cần hệ thống dập hồ quang - Hệ thống tiếp điểm: gồm có tiếp điểm tiếp điểm phụ + Tiếp điểm chính: Có khả cho dịng điện lớn qua Tiếp điểm tiếp điểm thường mở đóng lại cấp nguồn vào mạch từ contactor tủ điện làm mạch từ hút lại + Tiếp điểm phụ: Có khả cho dịng điện qua tiếp điểm nhỏ 5A Tiếp điểm phụ có hai trạng thái: Thường đóng thường mở Tiếp điểm thường đóng loại tiếp điểm trạng thái đóng (có liên lạc với hai tiếp điểm) cuộn dây nam châm contactor trạng thái nghỉ (không cung cấp điện) Tiếp điểm mở contactor trạng thái hoạt động Ngược lại tiếp điểm thường mở Như vậy, hệ thống tiếp điểm thường lắp mạch điện động lực, tiếp điểm phụ lắp hệ thống mạch điều khiển Contactor Sơ đồ nguyên lý cấu tạo công tắc tơ biểu diễn hình 3.8 Nguyên lý hoạt động contactor sau: Khi cấp nguồn mạch điện điều khiển với giá trị điện áp định mức Contactor vào hai đầu cuộn dây quấn phần lõi từ cố định trước lực từ sinh hút phần lõi từ di động hình thành mạch từ kín (lúc lực từ lớn phản lực lò xo) Contactor bắt đầu trạng thái hoạt động Nhờ phận liên động lõi từ di động hệ thống tiếp điểm làm cho tiếp điểm đóng lại tiếp điểm phụ chuyển đổi trạng thái (khi thường đóng mở thường hở đóng lại), trạng thái trì Khi nguồn điện - 78 - ngưng cấp cho cuộn dây contactor trạng thái nghỉ tiếp điểm lại trở trạng thái ban đầu Hình 3.8 Cấu tạo Contactor - Khởi động từ Thông số Contactor: - Dòng điện định mức: Là dòng điện chảy qua hệ thống tiếp điểm contactor đóng mạch điện phụ tải Với giá trị dịng điện, mạch dẫn điện contactor khơng bị phát nóng giới hạn cho phép - Điện áp định mức: Là điện áp đặt hai cực mạch dẫn điện contactor - Khả đóng contactor: Được đánh giá giá trị dòng điện mà contactor đóng thành cơng Thường giá trị từ đến lần giá trị dòng điện định mức - Khả ngắt contactor: Được đánh giá giá trị dòng điện ngắt, mà giá trị đó, contactor tác động ngắt thành công khỏi mạch điện Thường giá trị từ đến 10 lần dòng điện định mức - Độ bền cơ: Là số lần đóng ngắt khơng có dịng điện chảy qua hệ thống tiếp điểm contactor Vượt số lần đóng ngắt đó, tiếp điểm xem bị hư hỏng, khơng cịn sử dụng Các loại contactor thường có độ bền từ triệu đến 10 triệu lần đóng ngắt - Độ bền điện: Là số lần đóng ngắt dịng điện định mức Contactor loại thường có độ bền điện vào khoảng 200.000 đến triệu lần đóng ngắt - 79 - Phân loại Contactor: Có nhiều cách phân loại contactor: - Theo nguyên lý truyền động: Ta có contactor kiểu điện từ, kiểu ép, kiểu thủy lực Thường gặp contactor kiểu điện từ - Theo dạng dòng điện: Contactor điện chiều contactor điện xoay chiều - Theo kết cấu: Người ta phân contactor dùng nơi hạn chế chiều cao (như bảng điện gầm xe) nơi hạn chế chiều rộng (ví dụ buồng tàu điện) - Theo dòng điện định mức: Contactor 9A, 12A, 18A, , 800A lớn - Theo số cực: Contactor pha, pha, pha, pha Phổ biến contactor pha - Theo cấp điện áp: Contactor trung thế, contactor hạ - Theo điện áp cuộn hút: Cuộn hút xoay chiều 220VAC, 380VAC, cuộn hút chiều 24VDC, 48VDC - Theo chức chuyên dụng: Một số hãng chế tạo contactor chuyên dụng cho ứng dụng đặc thù ví dụ contactor chuyên dùng cho tụ bù hãng Schneider Cách chọn contactor: - Lựa chọn contactor cho động cơ: Để lựa chọn contactor phù hợp cho động ta phải dựa vào thông số Uđm, Pđm , Cosφ để tính dịng điện định mức động Iđm Căn giá trị dòng định mức động để chọn giá trị dòng định mức contactor: Ict = (1,2 – 1,4).Iđm Lựa chọn contactor cho tụ bù: Để lựa chọn contactor phù hợp cho tụ bù ta phải dựa vào dòng điện định mức tụ bù Căn giá trị dòng định mức tụ bù để chọn giá trị dòng định mức contactor: Ict = 1,2.Iđm Trong hai trường hợp trên: - Nên chọn contactor có dịng lớn dịng tính tốn - Khi chọn contactor cho động phải lưu ý đến điện áp cuộn hút tiếp điểm phụ - 80 - 3.3.3 Khởi động từ Trong mạch điện thơng thường (khơng phịng nổ) khởi động từ gồm contactor có kèm theo rơ le nhiệt để bảo vệ tải nhỏ lâu dài Trong khởi động từ phịng nổ ngồi contactor cịn kèm theo thiết bị bảo vệ khác tạo thành khởi động từ trọn Yêu cầu chúng khởi động từ bao gồm: tính chắn tiện lợi vận hành, tính chống mịn tiếp điểm, tính chống rung contactor Ngồi khởi động từ mỏ hầm lị (khởi động từ phòng nổ) phải thỏa mãn số yêu cầu đặc biệt khác - Bảo vệ điện: Khi điều khiển từ xa, việc bảo vệ điện thực chất ngăn chặn không cho công tắc tơ tự đóng sau điện đột ngột có điện trở lại Nếu tượng không ngăn chặn gây nguy hiểm cho người máy móc máy đột ngột chạy mà khơng báo trước Do vậy, bảo vệ điện yêu cầu quan trọng khởi động từ Thông thường chức thực cách mắc sun nút “chạy” với loại sun khác nhau: + Sun tiếp điểm tự khóa: Sơ đồ biểu diễn hình 3.9 sơ đồ để mắc sun nút chạy dùng tiếp điểm thưởng mở công tắc tơ K Sau cho khởi động từ làm việc, nút “chạy” ấn nên trở lại trạng thái cắt mạch rơ le PП tiếp tục cấp điện nhờ tiếp điểm trì K Nếu điện công tắc tơ K rơ le PП làm việc, sơ đồ trở trạng thái ban đầu có điện trở lại, cơng tắc tơ khơng tự đóng khơng có người điều khiển ấn lên nút “chạy” Ưu điểm sơ đồ đơn giản, chắn phải thêm lõi cáp phụ cho mạch mắc sun Hình 3.9 Sơ đồ nguyên lý bảo vệ điện tiếp điểm liên động - 81 - + Sun điện trở: Sơ đồ biểu diễn hình 3.10 Phương pháp dựa nguyên lý làm việc rơ le điện từ (ở rơ le trung gian PП): Dòng điện cần để hút mỏ thép từ trạng thái nghỉ sang trạng thái làm việc lớn dòng điện cần thiết để trì mỏ thép trạng thái làm việc Trong sơ đồ muốn đưa rơ le PП vào trạng thái làm việc để đóng đóng mạch cuộn dây cơng tắc tơ K, cần phải ấn lên nút “chạy” nhằm mắc sun điện trở R Khi rơ le PП làm việc, nút “chạy” khơng cịn ấn, điện trở R đưa vào mạch rơle PП, rơle làm việc nên dù dịng qua có giảm trì làm việc Sau điện có trở lại, khởi động từ khơng thể tự đóng trở lại khơng có người điều khiển khởi động Hình 3.10 Sơ đồ nguyên lý bảo vệ điện điện trở mắc song song với nút “chạy” Ưu điểm sơ đồ cần lõi cáp dùng cho mạch điều khiển Nhược điểm khởi động từ tự đóng, tự cắt điện áp dao động mạnh Tuy nhiên, nhược điểm khắc phục cách cung cấp cho mạch điều khiển qua máy biến áp ổn áp điện trở R chọn cho rơ le PП không tự đóng điện áp mạng đạt tới giá trị 1,5Ud Phương pháp tạo điều kiện để dễ dàng thực yêu cầu bảo vệ khỏi chập mạch điều khiển - Bảo vệ khỏi chập mạch điều khiển: Khi chập mạch điều khiển thao tác người điều khiển khơng cịn ý nghĩa Từ sơ đồ điều khiển hình 3.11 cho thấy dây mạch điều khiển chập đất, cơng tắc tơ tự đóng Điều xảy dây chập với dây Nếu chập mạch điều khiển máy làm việc khơng thể dừng máy nút “dừng” bị mắc sun qua mạch chập Để ngăn chặn hậu chập mạch điều khiển, cần có hình thức bảo vệ nhằm không cho máy tự hoạt động khơng có can thiệp người điều khiển - 82 - Hình 3.11 Sơ đồ họa hậu chập mạch điều khiển Có thể thực nhiều phương pháp khác nhau: + Mắc cầu chì mạch điều khiển: Sơ đồ hình 3.12 Trong sơ đồ điện trở R1 để bảo vệ khỏi điện, cịn có điện trở R2 để hạn chế dòng điện mạch điều khiển làm việc bình thường Khi có chập mạch điều khiển, hai điện trở R1 R2 mắc sun mạch chập, dịng mạch điều khiển tăng đủ để chảy cầu chì Hình 3.12 Sơ đồ bảo vệ khỏi chập mạch điều khiển sử dụng cầu chì Phương pháp đơn giản có nhược điểm không chắn, đặc biệt điện áp mạng dao động lớn mạch điều khiển bị chập khơng hồn tồn (chập qua điện trở q độ) + Sử dụng rơ le dòng điện: Sơ đồ minh họa hình 3.13 Trong sơ đồ này, rơ le trung gian PП rơ le dòng điện chiều đặc biệt, qua dịng xoay chiều từ lực khơng mỏ thép nhả Bình thường qua rơ le có dịng chỉnh lưu ½ chu kỳ, chập mạch điều khiển chỉnh lưu B bị mắc sun, qua rơ le có dịng xoay chiều khơng có dịng (hình 3.14) nên nhả mỏ thép cắt mạch cuộn dây công tắc tơ - 83 - Hình 3.13 Sơ đồ bảo vệ khỏi chập mạch điều khiển nhờ rơ le dòng điện chiều mắc nối tiếp Các sơ đồ loại làm việc chắn nên sử dụng rộng rãi khởi động từ đại mỏ Hình 3.14 Sơ đồ bảo vệ khỏi chập mạch điều khiển nhờ rơ le dòng điện chiều song song - Ngăn ngừa nguy điện giật: Để giảm nguy điện giật thường sử dụng biện pháp sau: + Giảm điện áp mạch điều khiển: Luật an toàn qui định điện áp mạch điều khiển có đưa điện vỏ máy không vượt 36 V Với qui định để điều khiển cơng tắc tơ có cuộn điều khiển 380V 660 V phải dùng rơ le trung gian + Sử dụng khóa liên động: Sử dụng khóa liên động điện có nghĩa khơng cho phép mở nắp khởi động từ chưa cắt điện để người không chạm vào phận có điện bên + Kiểm tra thường xuyên tình trạng mạch tiếp đất: Đối với máy di động, việc tiếp đất vỏ máy thực lõi tiếp đất cáp mềm cung cấp điện cho máy Nếu lõi tiếp đất đứt điện trở mạch tiếp đất tăng cao người bị điện giật có rị điện vỏ máy Để kiểm tra thường xuyên, thường sử dụng mạch tiếp đất làm mạch điều khiển Nếu mạch tiếp đất đứt điện trở tăng cao máy bị cắt điện khơng thể đóng điện cho Việc kiểm tra thường xuyên mạch tiếp đất cách thực chất đưa điện vỏ máy, mỏ có khí bụi nổ cho phép sử dụng mạch điều khiển an toàn tia lửa + Sử dụng rơ le liên động rò điện: Nhằm không cho khởi động từ làm việc đường cáp cung cấp điện cho động thân động có rị điện điện trở - 84 - cách điện giảm thấp Ngoài rơ le liên động rị điện đóng vai trị làm giảm số lần cắt điện, cho khả phát nhanh chỗ rị Trên hình 3.15 trình bày rơ le liên động rò điện sử dụng rộng rãi khởi động từ Hình 3.15 Sơ đồ nguyên lý rơ le liên động rò điện Rơ le liên động rò điện PY đầu đấu vào mạch điện lực qua tiếp điểm thường đóng cơng tắc tơ K, đầu đấu với cầu chỉnh lưu Nếu đường cáp cung cấp điện cho động dây quấn động có rị điện, điện trở cách điện chúng giảm thấp, mạch rò có dịng đủ lớn để rơ le PY tác động mở tiếp điểm thường đóng PY mạch rơ le trung gian PП, khả điều khiển cơng tắc tơ K để đóng điện cho động Trong trường hợp bình thường (khơng có rị) rơ le PY cắt ra, động đóng điện, lúc bảo vệ rị điện thực rơ le rị lắp mạng - Đảm bảo tính an toàn tia lửa: Việc sử dụng khởi động từ mỏ có khí bụi nổ, cần phải ngăn chặn tia lửa phát sinh do: + Dòng rò từ mạch điều khiển đứt ngắn mạch + Dòng rò từ mạch điện lực rơ le rò khơng tác động + Dịng rị mạch tiếp đất bố trí khơng hợp lý lõi tiếp đất cáp mềm Khi đưa điện vỏ máy với mục đích kiểm tra thường xuyên mạch tiếp đất, vỏ máy di động làm việc lị chợ chạm vào phát sinh tia lửa chỗ chạm Tia lửa nguy hiểm gây nổ bầu khơng khí mỏ Bởi vậy, khởi động từ muốn đưa điện vỏ máy mạch điều khiển phải mạch an toàn tia lửa - 85 - Dòng rò từ mạch điện lực phát sinh theo mạch tương tự hình 3.16, mạch tiếp đất vỏ máy bị đứt điện trở tăng lên cao Các nghiên cứu cho thấy tính an tồn tia lửa đảm bảo mạng 380 V điện trở mạch tiếp đất nối vỏ máy di động với khởi động từ không vượt 300 Ω, mạng 660 V 100 Ω Như việc kiểm tra thường xuyên mạch tiếp đất khơng nhằm đảm bảo an tồn điện giật mà cịn nhằm đảm bảo an tồn tia lửa rị Đối với mạch tiếp đất nguyên nhân gây tia lửa nguy hiểm nổ khí Khi bố trí lõi tiếp đất vị trí khơng đối xứng so với lõi điện lực, lõi tiếp đất xuất sức điện động cảm ứng Giá trị sức điện động (0,25-0,5).10-4 V/Am Khi động mở máy dòng lớn nên gây cảm ứng lõi tiếp đất với điện áp đủ lớn gây tia lửa theo mạch rị khác nhau, ví dụ vỏ máy chạm Để ngăn ngừa tia lửa trường hợp bố trí lõi tiếp đất vị trí đối xứng so với lõi điện lực, nghĩa bố trí tâm, hốn vị lõi điện lực hình 3.17 Hình 3.16 Rị mạch điều khiển khởi động từ Hình 3.17 Sơ đồ nguyên lý hoán vị lõi điện lực cáp điện - 86 - * Các loại khởi động từ phịng nổ: - Khởi động từ khơng thuận nghịch: Khác với khởi động từ thông thường dùng ngành cơng nghiệp nói chung, khởi động từ dùng mỏ hầm lò chế tạo theo hình thức phịng nổ Vỏ phịng nổ khởi động từ làm thép hàn có dạng hình trụ, nắp dạng bán cầu, mặt ghép nắp vỏ dạng gờ Nắp khóa liên động với tay cầu dao cách ly vít mở nắp cầu dao cách ly trạng thái cắt Phần vỏ hộp đấu cáp có nắp đậy Hộp đấu cáp phân hai ngăn: Mạng động Trong ngăn mạng có cực để đấu cáp vào khởi động từ tiếp, ngăn động có đầu cực để đấu đến động cáp, ngồi cịn hai đầu đấu phụ Bảo vệ ngắn mạch khối bảo vệ cực đại vạn có chốt liên động có tín hiệu thơng báo bảo vệ tác động Để tăng tính an tồn tia lửa mạch điều khiển, điện áp mạch 18 V, rơ le trung gian đấu song song với cuộn thứ cấp máy biến áp điều khiển Để ngăn cản đóng điện vào đường cáp có rị điện điện trở cách điện thấp sử dụng rơ le liên động rò điện (khối БPY) Để hạn chế số lần tần số đóng cắt contactor sử dụng rơ le thởi gian PB Trên hình 3.18 biểu diễn sơ đồ mạch điều khiển khởi động từ phịng nổ loại ПMBИ Hình 3.18 Sơ đồ mạch điều khiển khởi động từ ПMBИ - 87 - ... AT: Ampe Trip (dòng điện tác động) - AF: Ampe Frame (dịng điện khung) Ví dụ NF250A 3P 20 0A NF250A 3P 25 0A có AF = 25 0A tác động dòng vượt AT = 20 0A, tác động dịng vượt q AT = 25 0A Thơng số AT/AF... đồ hình 3. 12 Trong sơ đồ điện trở R1 để bảo vệ khỏi điện, cịn có điện trở R2 để hạn chế dịng điện mạch điều khiển làm việc bình thường Khi có chập mạch điều khiển, hai điện trở R1 R2 mắc sun mạch... động Bật Aptomat trạng thái ON, với dòng điện định mức nam châm điện phần ứng không hút Khi mạch điện tải hay ngắn mạch, lực hút điện từ nam châm điện hút phần ứng xuống làm bật nhả móc 3, móc thả