Xoay chiều Khái niệm : Bản chất của hồ quang điện là hiện tượng phóng điện trong chất khí với mật độ dòng điện rất lớn tới khoảng 102 đến 103 A/mm2 có nhiệt độ rất cao tới khoảng 5000 đ
Trang 1Câu 1 Trình bày nguyên lí cấu tạo và nguyên lí làm việc của NCĐ? Hiện tượng rung ở nam châm điện? biện pháp khắc phục
Cấu tạo: NCĐ gòm hai bộ phận chính: mạch từ và cuộn dây; phụ thuộc dạng dòng chạy trong cuộn dây; NCĐ một chiều và NCĐ xoay chiều; phụ thuộc vào cách mắc cuộn dây với tải: mắc nối tiếp tải- cuộn dòng; mắc song song tải: cuộn áp;
LV:
*Cấu tạo: ( hình 1a )
Cuộn dây 1với số vòng dây w , quấn trên một nhánh thân từ;
*Mạch từ: Gòm thân từ 2,có nhiều nhánh từ dạng chữ U, I hay E bằng thép lá kỉ thuật ghép lại (NCĐ xoay chiều) hay trụ đặt (NCĐ một chiều);
Nắp từ 3- phần động NCĐ, cách cực từ thân từ khe hở không khí δ;
Lò xo 4- duy trì khe hở ban đầu δ; tạo lực trở về cho nắp từ
*Nguyên lí làm việc: Khi đặt điện áp U vào hai cực cuộn dây, sẽ có dòng I chạy trong 1, tạo nên sức từ động Ftđ =*Nguyên lí là i.w, nguồn phát sinh từ thông Φ0, khép mạch trong mạch từ, khi đi qua δ, tạo nên từ thông Φδ –từ thông có ích, tạotừ thông có ích, tạo nên lực điện từ làm nắp di chuyển; một phần từ thông khép mạch sang các trụ từ
-từ thông rò Φr; khi mất dòng nắp 3 trở về vị trí ban đầu nhờ lò xo 4
hiện tượng rung : lực hút điện từ biến đổi theo tần số gấp đôi tần số của nguồn
điện (2w).Ở thời điểm B = 0 thì Fdt = 0 lực lò xo Flx > Fdt thì nắp bị kéo nhả ra Ở những thời điểm Flx < Fdt thì nắp được hút về phía lõi.Như vậy trong một chu kỳ nắp bị hút nhả ra hai lần nghĩa là nắp bị rung với tần số 100Hz nếu tần số nguồn điện là 50Hz Để chống hiện tượng rung này, ta phải làm sao cho lực hút điện từ Fdt ở mọi thời điểm phải lớn hơn lực Flx Muốn Fdt> Flx người ta tạo ra 2 từ thông lệch pha trong mạch từ, bằng cách đặt vòng chống rung thường bằng đồng và có một vòng
Câu 2 :khái niệm, Nguyên nhân phát sinh HQĐ? Đặc điểm của HQĐ một chiều? Xoay chiều
Khái niệm : Bản chất của hồ quang điện là hiện tượng phóng điện trong chất khí với mật độ dòng điện rất lớn ( tới khoảng 102 đến 103 A/mm2) có nhiệt độ rất cao (tới khoảng 5000 đến 60000C ) và thưường kèm theo hiện tượng phát sáng
Nguyên nhân phát sinh : Hồ quang điện phát sinh là do môi trường giữa các điện
cực (hoặc giữa các cặp tiếp điểm) bị ion hóa (xuất hiện các hạt dẫn điện)
Ion hóa có thể xảy ra bằng các con đường khác nhau duới tác dụng của ánh sáng, nhiệt độ, điện trường mạnh,
Trong thực tế quá trình phát sinh hồ quang điện có những dạng ion hóa sau
Quá trình phát xạ điện tử nhiệt ;
Quá trình tự phát xạ điện tử ;
Quá trình ion hóa do va chạm;
Quá trình ion hóa do nhiệt
Đặc điểm hqd 1 chiều : hình vẽ ( R nt L nt 2 tiếp điểm và điểm cháy hồ quang , sử
dụng nguồn 1 chiều U0 dòng điện đi từ + sang - ) Với U0 là điện áp nguồn , mạch
4
3
Trang 2có điện trở R, mạch có điện cảm mạch L và rhq đặc trưng cho điện trở hồ quang với điện áp hồ quang là uhq trên các cặp tiếp điểm khi ta đóng hoặc ngắt
Theo định luật Kiếchốp II, ta có phưương trình cân bằng điện áp trong mạch khi mở tiếp điểm và hồ quang bắt đầu cháy như sau :
Uo=i.R + i.Rhq + L.di/dt
Uo=Ur + Uhq + L.di/dt
Với UR : là điện áp rơi trên điện trở
Với Uhq : là điện áp trên hồ quang
Khi hồ quang cháy ổn định thì dòng điện không đổi i=I=const = >L.di/dt=0
Do đó phương trình cân bằng điện áp sẽ là Uo=Ur + Uhq =I.R+I.rhq
HQD xoay chiều : *Dòng xoay chiều i(t) = Imsinωt, biến thiên với ω = 2πf, trong t, biến thiên với ωt, biến thiên với ω = 2πf, trong = 2πf, trong f, trong một chu kì T, khi cắt mạch dòng hồ quang phát sinh có 100 lần cháy và tắt;
*Tại thời điểm trước và sau khi dòng đi qua trị số o tự nhiên, dòng ở ½ T đầu và cuối không còn dang hình sin, i ≈0, trong khoảng thời gian tk khá nhỏ, hồ quang mất tính dẫn điện, →điều kiện tốt để tắt
*Điện trở tác dụng rhq có dạng phi tuyến nên uhq và ihq trùng pha;
*cắt mạch hồ quang có thể xảy ra đầu hay cuối ½ T hay giữa ½ T
Dập hq xc Quá trình dập tắt hồ quang điện xoay chiều không những tùy thuộc vào tương quan giữa độ lớn của điện áp chọc thủng với độ lớn của điện áp hồ quang mà còn phụ thuộc tương quan giữa tốc độ tăng của chúng
Câu 3 Điều kiện dập tắt HQĐ? Và các biện pháp dập tắt HQĐ?
Điều kiện dập tắt HQĐ : Hồ quang điện sẽ bị dập tắt khi môi trường giữa các điện cực không còn dẫn điện hay nói cách khác hồ quang điện sẽ tắt khi có quá trình phản ion hóa xảy ra mạnh hơn quá trình ion hóa Ngoài quá trình phân li đã nói trên, song song với quá trình ion hóa còn có các quá trình phản ion gồm hai hiện tượng sau: 1 ,Hiện tượng tái hợp 2 ,Hiện tượng khuếch tán các yêu cầu khi dập hồ
quang :dập trong tg ngắn ,hạn chế phạm vi cháy hq,tốc độ đóng mở tiếp điểm lớn,năng lượng hq sinh ra bé Rhp tăng nhanh,tránh hiện tượng quá điện áp
các biện pháp dập tắt HQĐ
kéo dài ngọn lửa hq, dung nl hq sinh ra để tự dập,dùng năng lượng nguồn ngoài để dập, chia hq thành nhiều phần ngắn để dập,mắc them r ss ,kéo dài hq bằng cơ khí,dùng cuộn dây thổi từ kết hợp buồng dập hq,dùng buồng hq có khe hở quanh co,phân chia hp thành nhiều đoạn ngắn,tăng tốc độ đóng cắt của tiếp điểm,kết cấu tiếp điểm kiểu bắc cầu,dập trong dầu biến áp kết hợp phân chia hq, dùng khí nén,vật liệu sinh khí,dùng chân không,trong khí áp suất cao
I[A]
U[V]
U0
1
2 3
UR
Uhq
Ldi/dt>0
Ldi/dt< 0 Ldi/dt< 0
B A
Trang 33.1.Kéo dài hồ quang bằng cơ khí.
*Mục đích:- làm cho thân nhỏ lại, dài ra, tăng bề mặt tiếp xúc với môi trường, dễ
tỏa nhiệt, khuyếch tán nhanh, tăng quá trình khử ion
*Biện pháp:- tăng khoảng cách giữa các tiếp điểm chỉ dùng cho thiết bị đóng cắt
dòng nhỏ, điện áp ≤ 250 V, trong các rơle, thiết bị điều khiển;
-Thiết bị đóng cắt dòng trên vài chục ampe , điện áp thấp hồ quang thường dài không tăng khoảng cách các tiếp điểm do kích thước bị giới hạn;
-Thiết bị đóng cắt > 1000V, dòng nhỏ như dao cách ly dùng biện pháp này
3.2.Phân đoạn hồ quang.
*Mục đích:-Chia hồ quang ra nhiều đoạn nhỏ, khi dòng xoay chiều đi qua không
điện áp uct= 150÷250V, hồ quang tắt dễ dàng;
-Khi phân đoạn hồ quang dòng một chiều, chiều dài tổng hồ quang lớn do tác dụng lực điện động nên dẽ tắt hơn;
*Nguyên lí thực hiện:- Dùng tiếp điểm bắt cầu( hình 4-9a);
-Dùng buồng hồ quang kiểu dàn dập( hình 4-9b), các tấm dàn dập làm bằng sắt non,
mạ ,tác dụng phân đoạn , kéo dài và làm nguội hồ quang
*Ứng dụng:- trong các thiết bị điều khiển hạ áp ( công tắc tơ, khởi động từ);
- Máy cắt cao áp ≥ 110 kV, phân từ 2 đến 4 đoạn (MC siêu cao áp)
3.3.Thổi hồ quang bằng từ.(hình 4-9c).
*Nguyên lí thực hiện:-thổi, kéo hồ quang bằng lực điện động do tác động tương hỗ
giữa ihq và môi trường sắt từ vào buồng dập có cấu tạo đặc biệt dạng khe hẹp kiểu ziczắc, hồ quang bị kéo dài, tiếp xúc nhiều với thành buồng, quá trình khử ion xảy
ra mạnh, dễ tắt
*Ứng dụng:-Rộng rãi ở khí cụ đóng cắt hạ áp với mọi trị số dòng điện;riêng hồ
quang dòng một chiều khó dập tắt nên phải dùng cuộn thổi từ riêng nối tiếp với ihq
để thổi hồ quang
3.4.Dùng môi trường dập hồ quang đặc biệt.
*Dầu biến áp:-Cường độ bền cách điện cao, dẫn nhiệt tốt;
-Khi hồ quang cháy trong môi trường dầu, do nhiệt lượng hồ quang, dầu xung quanh bị phân tách ra hỗn hợp chất khí và hơi có có độ bền cách điện cao, áp suất lớn;
-Trong môi trường dầu hồ quang có bị dập tắt đơn giản nhờ lớp hỗn hợp khí bao bọc xung quang (hình 4-9d) hay kết hợp các phương pháp thổi hồ quang theo hướng dọc ( hình 4-9e), ngang ( hình 4-9g) vào buồng dập hồ quang, tại đây hồ quang bị kéo dài, dễ làm mát, mất năng và tắt
*Dùng khí nén: - Không khí khô và sạch được nén với áp suất cao 10÷15 atm, độ
bền cách điện tăng lên 30÷40kV/mm, kết hợp vận tốc thổi ≥ 200m/s ,tạo độ bền điện cở 1,6÷2,4kV/μs, làm tăng hiệu ứng tắt hồ quang
- Nhược điểm thêm hệ thống nén khi, cồng kềnh , dễ nỗ, hiện không sử dụng
*Khí đặc biệt SF 6 ( sun fua xeflo): - Khí trơ,độ bền cách điện cao hơn không khí
2,5÷3 lần ở áp suất bình thường, không độc, có tốc độ hồi phục dộ bền điện nhanh,
hồ hồ nhanh chóng bị tắt;
- Hiện nay tất cả máy cắt thế hệ mới đều dung khí này
*Môi trường chân không: - Môi trường áp suất thấp cở 10-6mmHg, điện áp chọc thủng 100kV/mm;
- Độ bền cách điện khá cao, không có hiện tượng ion hóa , nên hồ quang cháy
trong môi trường này dễ bị tắt;
- Máy cắt ≤ 40kV dùng môi trường này có kích thước nhỏ gọn, ít phải bảo dưởng
*Dùng điện trở phụ nối song song hồ quang:
-Máy cắt cao áp có hai lần cắt một pha thường dùng Rs nối song song với một tiếp điểm ( tiếp điểm 1, hình 4-9h).Khi 1 cắt trước dòng hồ quang còn lại đi qua Rs có trị
số nhỏ hơn nên 2 cát mạch nhẹ nhàn hơn; ngoài ra nhờ Rs mà tốc độ phục hồi điện
áp xảy ra chậm hơn nên hạn chế được hiện tựng dao động điện áp hồi phục từ lưới
Câu 4 Quá điện áp trong mạch 1 chiều?
Trang 4Khi cắt mạch điện một chiều thường xảy ra quá điện áp, khi ở mạch có điện cảm lớn nếu tốc độ cắt càng nhanh thì quá điện áp càng lớn Nếu tại thời điểm cắt có I= 0 thì Uo=L.di/dt + Uhq => Uhq-Uo=-Ldi/dt=đenta U ( nếu L lớn và di/dt lớn thì đenta U
sẽ rât lớn => xảy ra quá điện áp )Đen ta U là trị số quá điện áp xoay chiều.rong mạch một chiều làm việc với công suất lớn lại có nhiều vòng dây khi dập hồ quang điện quá điện áp sẽ xảy ra rất lớn có thể gây đánh thủng cách điện và hư hỏng thiết bị Vì vậyĐể hạn chế hiện tượng quá điện áp người ta phải tiêu tán nhanh cóng năng lượng
từ L.i2/2 ở các tải thường dùng thêm một mạch điện phụ mắc song song với phụ tải Mạch này có thể là điện trở, điện trở và tụ nối tiếp hoặc một chỉnh lưu mắc ngược
1 mắc r ss với tải với trị số r=( 5 - 7 )R nhược :tổn hao trên điện trở phụ lớn 2 mắc
ss với tải 1 tụ điệnc và r , ở chế độ xác lập không có tổn hao r nhưng có thể xuất hiện cộng hưởng => tránh cộng hưởng L/C<((R+r)/2)² 3, dùng điốt mắc ss ngược với tải
ưu năng lượng từ sẽ tiêu tán rất nhanh trên R chú ý :dòng xung kích qua van rất lớn cần chọn van thích hợp và mắc đúng chiều điốt
Câu 5 Trình bày khái niệm chung về role, đặc tính của role, các tham số của role? Khái niệm :Rơle là một loại thiết bị điện tự động mà tín hiệu đầu ra thay đổi theo
cấp khi tín hiệu đầu vào đạt những giá trị xác định Rơle là thiết bị điện dùng để đóng cắt mạch điện điều khiển, bảo vệ và điều khiển sự làm việc của mạch điện
động lực đặc tính rơle : Đường biểu diễn quan hệ giữa đại lượng vào x và đầu ra y của rơle gọi là đặc tính “ vào - ra “ và còn được coi là đặc tính cơ bản của rơle Nên đặc tính này còn gọi là đặc tính rơle
Khi đại
lượng đầu vào x thay đổi từ 0 ® xtđ, thì đại lượng đầu ra y luôn bằng ymin Khi x đạt đến giá trị tác động x = xtđ, đại lượng đầu ra tăng đột ngột đến giá trị ymax Sau đó dù x tiếp tục tăng đến xlv thì y vẫn giữ nguyên giá trị ymax , tương ứng với quá trình này ta nói rơle đã tác động hay rơle đóng Ngược lại, khi đại lượng đầu vào giảm từ giá trị xlv đến trị số nhả xnh đại lượng y = ymax vẫn không đổi.Khi x = xnh thì y giảm đột ngột từ ymax về ymin và không đổi mặc dù x tiếp tục giảm về 0 Quá trình này ta nói rơle nhả
Các tham số của rơle : Hệ số nhả : Tỷ số Knh = xnh/xtđ gọi là hệ số nhả của rơle (đôi khi còn gọi là hệ số trở về) Hệ số Knh luôn nhỏ hơn 1 Khi Knh lớn, bề mặt rộng của đặc tính rơle Dx = xtđ-xnh nhỏ, đặc tính rơle dạng này phù hợp với bảo vệ
có tính chọn lọc cao sử dụng trong bảo vệ HTĐ Khi Knh nhỏ, bề rộng đặc tính Dx
= xtđ-xnh lớn, đặc tính này thích hợp với rơle điều khiển và tự động trong truyền động điện và tự động hóa Hệ số dự trữ :Tỷ số Kdt = xlv/xtđ gọi là hệ số dự trữ của rơle Kdt > 1 khi Kdt lớn càng đảm bảo rơle làm việc tin cậy Hệ số điều khiển :Tỷ
số Kđk = Pđk/Ptđ gọi là hệ số điều khiển của rơle
y
x
xtđ
xnh 0
ymin
ymax
Trang 5Câu 6 Trình bày cấu tạo, nguyên lí làm việc của role nhiệt và role thời gian? của role điện từ
trì cho thời gian đóng hay mở chậm của hệ thống tiếp điểm từ lúc có tín hiệu tác động đưa vào Rơle, thời gian chậm của Rơle từ vài giây đến vài giờThời gian chậm phải ổn định, ít phụ thuộc vào các tham số khác, ví dụ như dòng điện, nhiệt độ môi trường.Có nhiều loại Rơle thời gian với những nguyên lý làm việc khác nhau
Rơle nhiệt : Rơle nhiệt là một thiết bị điện dùng để bảo vệ động cơ và mạch điện
khỏi bị quá tải, thường dùng kèm với khởi động từ, công tắc tơ Rơle nhiệt không tác động tức thời theo trị dòng điện vì có quán tính nhiệt lớn phải cần thời gian để phát nóng Thời gian làm việc từ khoảng vài giây[s] đến vài phút, nên không dùng để bảo
vệ ngắn mạch được Muốn bảo vệ ngắn mạch thường dùng kèm cầu chảy
1 phần tử đót nóng,2 tiếp điêmt
thường đóng,3 băng kép kim loại,4 đòn xoay,5 lò xo đòn xoay,nút ấn phục hồi
rơle điện từ : 1lõi thép, 2 cuộn dây , 3 nắp mạch từ , 4 lò
xo,5 tiếp điểm động Khi cung cấp điện cho cuộn dây, sẽ tạo từ trường chạy trong mạch từ chính Lực hút điện từ sinh ra thắng được lực hút lò xo nắp mạch từ được về phía lõi thép Ứng với mạch từ 1 chiều - xoay chiều có các rơle 1 chiều - xoay chiều
Mạch từCuộn dây Nắp mạch từ
Lò xo nhã Tiếp điểm Ống ngắn mạch
2 1
6
Hình : Cấu trúc chung của rõle điện từ
4
1 2
iđk
Trang 6Câu 7 Máy cắt dầu( nhiều dầu , ít dầu )? Đặc điểm phương pháp dập hồ quang điện bằng dầu?
Máy cắt nhiều dầu Quá trình đóng cắt được thực hiện như sau : Mômen quay từ cấu đóng (có thể bằng tay, bằng động cơ hay bằng nam châm điện) quay trục truyền động 6, quay cơ cấu đòn khớp nâng tiếp điểm động lên tiếp xúc với tiếp điểm tĩnh, đồng thời tích năng cho lò xo cắt 5 Khi có tín hiệu cắt (bằng tay hay tự động), chốt giữ lò xo 5 nhả, năng lượng tích ở lò xo được giải phóng, đẩy hệ thống tiếp điểm động xuống dưới, hồ quang điện trong dầu và bị dập tắt
máy cắt ít dầu Máy cắt này là đời sau của MC dầu, với mục đích giảm kích thước
và trọng lượng, cách điện dầu được thay thế bằng cách điện rắn.Dầu chỉ làm việc dập
hồ quang nên số lượng ít, loại này gọn, nhẹ, nhất thiết phải có buồng dập thổi ngang Thân máy kiểu treo gắn trên sứ cách điện cả ba pha trên cùng một khung dỡ, mỗi pha (cực) có một chỗ cắt với buồng dập tắt hồ quang riêng Có loại có thêm dầu tiếp xúc
làm việc ở ngoài dùng cho máy có dòng định mức lớn Nhưng loại máy cắt này có
nhược điểm là công suất cắt bé hơn loại nhiều dầu Mặt khác vi lượng dầu ít nên dầu mau bẩn, chất lượng giam nhanh, phải thay dầu
Câu 8 BI, BU là gì? Trình bày sơ đồ nguyên lí của chúng
BI : Máy biến dòng điện (BI) hay biến dòng là thiết điện dùng để biến đổi
dòng điện có trị số lớn và điện áp cao xuống dòng điện có trị số tiêu chuẩn 5A hoặc 1A, điện áp an toàn cung cấp cho mạch đo lường, điều khiển và bảo vệ Cuộn dây sơ cấp của biến dòng có số vòng rất nhỏ, có khi chỉ một vài vòng, còn cuộn thứ cấp có số vòng nhiều hơn và luôn được nối đất đề phòng khi cách điện giữa sơ và thứ cấp bị chọc thủng thì không nguy hiểm cho dụng cụ phía thứ cấp và người phục vụ Phụ tải thứ cấp của biến dòng điện rất nhỏ vì vậy có thể coi biến dòng luôn làm việc
ở trạng thái ngắn mạch Trong trường hợp không có tải phải nối đất cuộn thứ cấp để tránh quá điện áp cho nó Sơ đồ : Sơ đồ đấu dây của biến dòng trong mạch điện được trình bày như hình Tải của biến dòng được đấu vào cuộn thứ cấp w2 của nó và một đầu được nối đất, thứ tự đầu và cuối của các cuộn dây máy biến dòng thường được phân biệt , đầu cuộn
dây đánh dấu “sao” BU : Biến điện áp đo lường dùng để biến
đổi điện áp từ trị số lớn xuống trị số thích hợp (100V hay 100/ V) để cung cấp cho các dụng cụ đo lường, rơle và tự động hóa.Như vậy các dụng cụ thứ cấp được tách khỏi mạch điện cao áp nên rất an toàn cho người.Cũng vì an toàn, một trong những đầu ra của cuộn dây thứ cấp phải được nối đất Các dụng cụ phía thứ cấp của BU có điện trở rất lớn nên có thể coi BU làm việc ở chế độ không tải.
Câu 9 Máy cắt điện cao áp là gì? Có những loại máy cắt nào? Ưu nhược điểm của từng loại máy cắt này
Trang 7Máy cắt điện cao áp (còn gọi là máy cắt cao áp) là thiết bị dùng để đóng cắt mạch điện có điện áp từ 1000 V trở lên ở mọi chế độ vận hành : chế độ tải định mức, chế độ
sự cố, trong đó chế độ đóng cắt dòng điện ngắn mạch là chế độ nặng nề nhất
phân loại máy cắt : Phân loại theo môi trường dập hồ quang : Máy cắt dầu ( nhiều dầu, ít dầu) Máy cắt khí nén, Máy cắt chân không,Máy cắt tự sinh khí,Máy cắt khí SF6 ; Phân loại theo môi trường làm việc : Máy cắt lắp đặt trong nhà ,Máy cắt lắp đặt ngoài trời ;Phân loại theo kết cấu : Máy cắt hợp bộ (thường được ghép tổ hợp với các thiết bị khác như DCL, các thiết bị điều khiển, đo lường, bảo vệ hay còn gọi là
Máy cắt không khí: Không khí khô, sạch được nén với áp suất cao (từ 20 đến 40 at) dùng để thổi hồ quang và để thao tác máy cắt, vì vậy máy cắt loại này được gọi là máy cắt không khí nén hay máy cắt không khí Ưu điểm chính của MC khí nén là khả năng cắt lớn, có thể đạt đến dòng cắt 100 kA, thời gian cắt bé nên tiếp có tuổi thọ cao.Nhược điểm chính của loại máy cắt này là hiết bị khí nén đi kèm Vì vậy chỉ nên dùng cho những trạm có số lượng MC lớnĐến nay thì các loại MC đã được thay thế
máy cắt sf6 Ra đời từ những năm 1970 đến nay , sử dụng rộng rải trong HTĐ;
*Chế tạo theo mọi cấp điện áp từ 3÷800kV, dòng định mức đến 4000kA;
*Trong MC dùng khí SF6 áp suất từ 3 đến 7 bar;
*Nguyên lý dập hồ quang trong MC SF6 theo nguyên lý tự thổi và đẩy kiểu pitông;
ưu điểm :ở áp suất thường độ bền của sf6 cao gấp 2.5 lần không khí còn ở áp suất
2at độ bền của khí này tương đương với dầu máy biến áp Hệ số dân nhiệt của sf6 cao gấp 4 lần không khí vì vậy có thể tăng mật độ dòng điện trong mạch vòng dẫn điện giảm khối lượng đồng khả năng dập hồ quang của buồn dập kiểu thổi dọc khí sf6 cao gấp 5 lần không khí vì vậy giảm được thời gian cháy của hồ quang tăng khả năng cắt
tăng tuổi thọ tiếp điểm đặc điểm sf6 : là loại khí trơ , không phản ứng oxy
hóa,hydro ít bị phân tích thành các thành phần
Câu 10 bày nguyên lý của máy cắt chân không
Đặc điểm khi cắt dòng:+Với dòng ≤ 10kA, hồ quang khuyếch tán,
10kA, hồ quang co lại, bị nén do từ trường của nó →bề mặt đầu tiếp xúc phát nóng quá mức, phải dùng biện pháp hạn chế: làm cho hồ quang quay và khuyếch
tán ,Trong quá trình dập hồ quang năng lượng sinh ra nhỏ do thời gian tồn tại ngắn, tuổi thọ các đầu tiếp xúc cao hơn các nguyên lý dập hồ quang khác→MC chân không
ít và lâu mới phải bảo dưởng, chi phí thấp, thấp hơn 3-4 lần so với MC SF6 cùng dòng điện cắt định mức
Câu 11 Các yêu cầu và nhiệm vụ chủ yếu của chống sét? Cấu tạo và nguyên lí làm việc của chống sét van? chống sét ống?
Yêu cầu : Đặc tính bảo vệ V-s của thiết bị chống sét phải nằm dưới đặc tính bảo vệ của cách điện Thiết bị chống sét không được tác động nhầm khi có quá điện áp nội bộ.Điện áp dư sau khi chống sét tác động phải thấp, không gây nguy hiểm cho cách điện của thiết bị được bảo vệ Udư = Is.RXK, Nhanh chóng hạn chế và dập tắt hồ quang điện do dòng điện ngắn mạch chạm đất tạo ra Có tuổi thọ (số lần đóng cắt) cao
chống sét van : cấu tạo : Bộ phận chủ yếu của chống sét ống là cột chuỗi các khe hở
phóng điện ghép nối tiếp với cột chuỗi các điện trở phi tuyến được đặt trong vỏ cách điện kín Điện cực trên là mũ của cách điện nối với dây dẫn, còn điện cực dưới đáy
được nối với đất nguyên lý làm việc : Khi có quá điện áp cao, khe hở trong van
chống sét bị phóng điện qua chồng điện trở vilít, được chế tạo từ các hạt cacbuasilic,
có phủ lớp SiO2 Khi có điện áp lớn đặt lên chồng điện trở phi tuyến thì điện trở sẽ giảm nhiều nhanh chóng dẫn dòng điện xung xuống đất.Khi dòng điện xung hết, dòng xoay chiều với tần số công nghiệp chạy theo, song điện áp thấp so điện áp xung, điện
trở phục hồiở giá trị lớn, giảm dòng điện xoay chiều chống sét ống : cấu tạo :
Trang 81 vỏ ống chống sét 2 điện cực , s1, s2 khe hở phóng
điện ;nguyên lý : Chống sét ống gồm 2 khe hở phống điện S1và S2 Trong đó khe
hở S1 được đặt trong ống làm bằng vật liệu sinh khí như fibrôbakêlit vinipơlát Khi
có sóng quá điện áp S1và S2 đều phóng điện Dưới tác dụng của hồ quang, chất sinh khí phát nóng và sản sinh ra nhiều khí làm cho áp suất trong ống tăng lên đến hàng chục ata và thổi tắt hồ quang Khả năng dập hồ quang của CSO rất hạn chế Ứng với một số dòng điện giới hạn nhất định, nếu dòng điện lớn hồ quang không bị tắt gây ngắn mạch tạm thời làm cho bảo vệ rơle có thể cắt mạch điện.Chống sét ống chủ yếu dùng để bảo vệ chống sét cho các dường dây có truyền tải công suất thấp và không treo dây chống sét
Câu 12 Khái niệm chung về lực điện động? LĐĐ tính theo phương pháp cân bằng năng lượng? tính theo định luật Bio-xava-laplace?
khái niệm : Một vật dẫn đặt trong từ trường, khi có dòng điện I chạy qua sẽ chịu tác
động của một lực.Lực này có xu hướng làm biến dạng hoặc chuyển dời vật dẫn để từ thông xuyên qua nó là lớn nhất Lực đó gọi là lực điện động, chiều của lực điện động được xác định theo quy tắc bàn tay trái
BIO-XAVA-LAPLACE : Xét một đoạn mạch vòng dl1(m) có dòng điện i1 (A) đi
qua, được đặt trong từ trường với từ cảm B (T) như hình , thì sẽ có một lực dF (N) tác
động lên dl1: dF =i1B.dL1sinß Trong đó : b là góc giữa B và dl1, hướng đi của dl1
theo chiều của dòng điện i1 Lực điện động tác dụng lên đoạn mạch vòng với chiều dài l1 (m) bằng tổng các lực thành phần
CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG Năng lượng điện từ của một hệ mạch vòng gồm 2 dây
dẫn có dòng điện đi qua được mô tả bằng phương trình
Trong đó : L1, L2 là điện cảm của 2 mạch vòng (H) ; i1,i2 là dòng điện trong 2 mạch vòng (A) ; M là hỗ cảm của 2 mạch vòng (H)
Câu 13 Đặc điểm chung của dao cách ly? Sự giống và khác nhau giữa dao cách ly và máy cắt phụ tải?
Sự khác nhau :
DAO CÁCH LY
Dùng đóng mở mạch dòng không tải
tuyệt đối không sử dụng bảo vệ ngắn
mạch
đặt trước thiết bị bảo vệ như máy cắt,
cầu chì
Sử dụng đóng cắt bằng tay tạo nên
khoảng cách an toàn có thể nhìn thấy
được
MÁY CẮT PHỤ TẢI
thông thường-có khả năng đóng cắt dòng bất kỳ theo dòng định mức; có trang bị buồng dập hồ quang đơn giản
có Môi trường dập hồ quang
Bảo vệ ngắn mạch
Có thể đóng cắt bằng tay hoặc tự động
Giống nhau : ngăn cản sự truyền điện giữa các đối tượng cần đóng cắt
Câu 14 ATM , công tắc tơ , khởi động từ
S 1
S 2 1
2
1 1
0
1 1
0
sin
l l
dl B
i dF
2 1
2 2 2
2 1
2
1 2
1
i i M i L i
L
Trang 9ATM :là TBĐ tự động cắt mạch điện khi có sự cố , dùng để bảo vệ cho mạch điện
khi có sự cố quá tải, ngắn mạch, sụt áp, truyền công suất ngược Ngoài ra còn còn dùng để đóng mở cho mạch điện không thường xuyên đóng mở
công tắc tơ:Công tắc tơ là khí cụ điện dùng để đóng, cắt thường xuyên các mạch điện
động lực, từ xa, bằng tay hay tự động,thực hiện bằng thủy lực khí nen hoặc NCD, Các công tắc tơ không tiếp điểm, việc đóng cắt công tắc tơ loại này được thực hiện bằng cách cho các xung điện để khóa hoặc mở các van bán dẫn ( thyristor, triac)Công tắc tơ có hai vị trí : đóng - cắt, được chế tạo có số lần đóng cắt lớn, tần số đóng cắt có thể tới 1500 lần trong một giờ
khởi động từ : Khởi động từ là khí cụ điện dùng để điều khiển từ xa việc đóng, cắt, đảo chiều quay và bảo vệ quá tải động cơ điện xoay chiều ba pha rôto lồng sóc.Cấu tạo của khởi động từ gồm công tắc tơ điện xoay chiều và rơle nhiệt , lắp trong cùng một hộpKhởi động từ có một công tắc tơ gọi là khởi động từ đơn, thường dùng để điều khiển đóng, cắt động cơ điện Khởi động từ có 2 công tắc tơ gọi là khởi động từ kép, dùng để khởi động, điều khiển đảo chiều quay động cơ điện Muốn khởi động từ bảo vệ được ngắn mạch phải mắc thêm cầu chảy
phục
các yếu tố ảnh hưởng tới tiếp xúc điểm : vật liệu làm tiếp điểm ,lực ép tiếp
điểm ,hình dạng của tiếp điểm ,nhiệt độ của tiếp điểm , tình trạng bề mặt của tiếp điểm ,mật độ dòng điện
biện pháp khắc phục : Đối với những tiếp xúc cố định : nên bôi một lớp mỡ chống rỉ
hoặc quét sơn chống ẩm.Khi thiết kế ta nên chọn những vật liệu : có điện thế hóa học giống nhau hoặc gần bằng nhau cho từng cặp Nên sử dụng các vật liệu không bị oxy hóa làm tiếp điểm.Mạ điện các tiếp điểm: với tiếp điểm đồng, đồng thau thường được
mạ thiếc, mạ bạc, mạ kẽm còn tiếp điểm thép thường được mạ cađini, kẽm, Thay lò
xo tiếp điểm: những lò xo đã rỉ, đã yếu làm giảm lực ép sẽ làm tăng điện trở tiếp xúc, cần lau sạch tiếp điểm bằng vải mềm và thay thế lò xo nén khi lực nén còn quá yếu.Kiểm tra sửa chữa cải tiến: cải tiến thiết bị dập hồ quang để rút ngắn thời gian dập hồ quang nếu điều kiện cho phép
Câu 16 Hãy nêu các chế độ làm việc của tiếp điểm? các loại kết cấu tiếp điểm thường gặp trong khí cụ điện? Các dạng tiếp xúc tiếp điểm ,
Những yêu cầu cơ bản về tiếp xúc điện của các tiếp điểm?
các loại kết cấu tiếp điểm thường gặp : kiểu cầu , kiểu ngón, kiểu dao ,kiểu
nêm ,kiểu đối
các các dạng tiếp xúc tiếp điểm : tiếp xúc cố định , tiếp xúc đóng mở , tiếp xúc
trượt,tiếp xúc điểm , tiếp xúc đường , tiếp xúc mặt
Dựa vào mối liên kết tiếp xúc, ta chia tiếp xúc điện ra các dạng sau :
Tiếp xúc cố định : là loại tiếp xúc không tháo lắp giữa 2 vật dẫn, được liên kết bằng bulông, đinh vit, đinh rivê,
Tiếp xúc đóng mở : là tiếp xúc mà có thể làm cho dòng điện chạy hoặc ngừng chạy từ vật này sang vật khác (như các tiếp điểm trong thiết bị đóng cắt)
Tiếp xúc trượt : là vật dẫn điện này có thể trượt trên bề mặt của vật dẫn điện kia (ví dụ như chổi than trượt trên vành góp máy điện)
Dựa vào hình dạng chỗ tiếp xúc, ta chia tiếp xúc điện ra các dạng sau :
Tiếp xúc điểm: là hai vật tiếp xúc với nhau chỉ ở một điểm hoặc trên bề mặt diện tích với đường kính rất nhỏ (như tiếp xúc hai hình cầu với nhau, hình cầu với mặt phẳng, hình nón với mặt phẳng, )
Tiếp xúc đường: là hai vật dẫn tiếp xúc với nhau theo một đường thẳng hoặc trên
bề mặt rất hẹp (như tiếp xúc hình trụ với mặt phẳng, hình trụ với trụ, )
xúc mặt phẳng với mặt phẳng, )
Trang 10Những yêu cầu cơ bản : Các yêu cầu đối với tiếp xúc điện tùy thuộc ở công dụng,
điều kiện làm việc, tuổi thọ yêu cầu của thiết bị và các yếu tố khác Một yếu tố chủ yếu ảnh hưởng tới độ tin cậy làm việc và nhiệt độ phát nóng của tiếp xúc điện là điện trở tiếp xúc Rtx
Câu 17 các dạng tổn hao trong tbd, hiện tượng phát nóng trong kcd , các chế độ làm việc khi nghiên cứu về độ phát nóng
Hiện tượng phát nóng trong kcd : Ở trạng thái làm việc, trong các bộ pận của TBĐ như : mạch vòng dẫn điện, mạch từ, các chi tiết bằng kim loại và cách điện đều có tổn hao năng lượng tác dụng và biến thành nhiệt năng Một phần của nhiệt năng này làm tăng nhiệt đọ của TBĐ, còn 1 phần khác tỏa ra môi trường xung quanh Ở chế độ xác lập nhiệt, nhiệt độ của thiết bị không tăng lên nữa mà đạt trị số ổn định, còn toàn bộ nhiệt năng tỏa ra môi trường xung quanh
Các dạng tổn hao trong tdb : tổn hao trong các chi tiết dẫn điện, trong các vệt liệu
sắt từ , tổn hao điện môi
Các chế độ làm việc : 1 chế độ làm việc dài hạn là chế độ làm việc của thiết bị điện
với thời gian dài tùy ý nhưng không ngắn hơn thời gian để nhiệt độ phát nóng đạt tới
giá trị ổn định ;2 chế độ làm việc ngắn hạn là chế độ làm việc của thiết bị điện với
thời gian đủ ngắn để nhiệt độ phát nóng của nó chưa đạt tới giá trị ổn định, sau đó ngưng làm việc trong thời gian đủ lớn để nhiệt độ của nó hạ xuống tới nhiệt độ môi
trường ; 3 chế độ ngắn hạn lặp lại chế độ làm việc của thiết bị điện trong một thời
gian tlv mà nhiệt độ phát nóng chưa đạt tới bão hòa và sau đó nghỉ một thời gian tng
mà nhiệt độ chưa giảm về nhiệt độ ban đầu rồi tiếp tục làm việc và nghỉ xen kẽ Quá trình làm việc và nghỉ cứ lặp lại tuần hoàn như vậy theo chu kỳ với thời gian tck = tlv + tng Sau thời gian đủ lớn, thiết bị đạt được chế độ tựa xác lập, ở đó trong thời gian làm việc nhiệt độ đạt tới giá trị qmax = const và trong thời gian nghỉ, nhiệt độ hạ xuống giá trị qmin
Câu 18 Độ bền điện động của thiết bị điện? điều kiện chọn TBĐ đóng cắt đảm bảo độ bền điện động của TBĐ?
Khi bị ngắn mạch, LĐĐ do dòng ngắn mạch sinh ra khá lớn, có thể gây ra hỏng hóc các thiết bị điện Khả năng chịu LĐĐ lớn nhất của thiết bị điện chính là độ bền điện động của thiết bị điện : Ftbd >Fldd max trong đó Ftbd : khả năng chịu lực (độ bền) của thiết bị điện Flddmax : là trị số lớn nhất của LĐĐ do dòng điện ngắn, mạch sinh ra khi đi qua thiết bị điện
Câu 20 Hãy nêu các tham số cơ bản của mạch từ và các định luật cơ bản dung để tính toán mạch từ
Các tham số cơ bản : Khi cho dòng điện chạy qua cuộn dây thì trong cuộn dây có từ
thông f đi qua, từ thông này cũng chia làm 3 thành phần :Từ thông chính fd : là từ
thông đi qua khe hở không khí chính, đó cũng là từ thông làm việc của cơ cấu điện
từ Từ thông tản ft : là từ thông đi ra ngoài khe hở không khí chính.Từ thông rò fr :
là từ thông khép vòng qua cuộn dây là thành phần không đi qua khe hở không khí chính mà khép kín trong không gian giữa lõi và thân mạch từ
các định luật cơ bản : Định luật Ôm : Trong một phân đoạn của mạch từ, từ áp rơi trên nó bằng tích giữa từ
thông và từ trở hoặc thương giữa từ thông và từ dẫn :
Định luật Kiếckhốp I : Trên mọi điểm của mạch từ, tổng từ thông vào bằng tổng từ
thông ra :
Định luật Kiếckhốp II : Trong một mạch từ khép kín, tổng từ áp của các đoạn
mạch bằng tổng sức từ động :
G R
0 1
n i
f
n i i
n
1
1
f