Giáo trình Trang bị điện 1 (Nghề: Điện công nghiệp - Trình độ: Trung cấp) - Trường Cao đẳng Cơ giới và Thủy lợi (Năm 2017)

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CƠ GIỚI VÀ THỦY LỢI KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ GIÁO TRÌNH TRANG BỊ ĐIỆN NGHỀ: ĐIỆN CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP (Ban hành kèm theo định số 742 ngày 01 tháng 12 năm 2017) NĂM 2017 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 GIỚI THIỆU Để thực biên soạn giáo trình đào tạo nghề Điện cơng nghiệp trình độ Cao Đẳng Nghề, giáo trình Trang Bị Điện mộ giáo trình mơn học đào tạo chuyên ngành biên soạn theo nội dung chương trình khung Bộ Lao động Thương binh Xã hội Tổng cục Dạy Nghề phê duyệt Nội dung biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, tích hợp kiến thức kỹ chặt chẽ với nhau, logíc Khi biên soạn, nhóm biên soạn cố gắng cập nhật kiến thức có liên quan đến nội dung chương trình đào tạo phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung lý thuyết thực hành biên soạn gắn với nhu cầu thực tế sản xuất đồng thời có tính thực tiển cao Nội dung giáo trình biên soạn với dung lượng thời gian đào tạo 150 Trong trình sử dụng giáo trình, tuỳ theo yêu cầu khoa học cơng nghệ phát triển điều chỉnh thời gian bổ sung kiên thức cho phù hợp Trong giáo trình, chúng tơi có đề nội dung thực tập để người học cố áp dụng kiến thức phù hợp với kỹ Tuy nhiên, tùy theo điều kiện sở vật chất trang thiết bị, trường có thề sử dụng cho phù hợp Mặc dù cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng mục tiêu đào tạo không tránh khiếm khuyết Rất mong nhận đóng góp ý kiến thầy, giáo, bạn đọc để nhóm biên soạn hiệu chỉnh hồn thiện Các ý kiến đóng góp xin gửi Trường Cao đẳng nghề giới thủy lợi, Trảng bom, Đồng Nai Néi dung Trang TT Môc lục Giới thiệu môđun/môn học Các hình thức học tập Yêu cầu đánh giá hòan thành môđun/môn học 5 Bài 1: Khái quát chung hệ thống trang bị điện – điện tử Bµi 2: Các phần tử điều khiển hệ thống trang bị điện - điện tử 11 Bµi 3: Tự động khống chế truyền động điện 33 11 Các từ viết tắt 134 12 Tài liệu tham khảo 136 Mc Lc Bi m đầu: Khái quát chung hệ thống trang bị điện – điện tử 1.1 Đặc điểm hệ thống trang bị điện 1.2 Yêu cầu hệ thống trang bị điện công nghiệp .9 Bài :Các phần tử điều khiển hệ thống trang bị điện - điện tử 12 2.1 Các phần tử bảo vệ 12 2.2 Các phần tử điều khiển 13 2.3 Rơ le 22 2.4 Các thiết bị đóng cắt khơng tiếp điểm 28 2.5 Các phần tử điện từ 28 Bài 3: Tự động khống chế truyền động điện 33 3.1 Khái niệm tự động khống chế (TĐKC) 33 3.2 Các yêu cầu TĐKC 34 3.3 Phương pháp thể sơ đồ điện TĐKC 35 3.4 Các nguyên tắc điều khiển 35 3.5 Các mạch điện điều khiển điển hình 37 3.6 Các khâu bảo vệ TĐKC - TĐĐ 89 MÔN HỌC TRANG BỊ ĐIỆN Mã số mô đun: MĐ 21 Thời gian mô đun: 150 giờ; (Lý thuyết: 30 giờ; Thực hành: 114 giờ, kiểm tra giờ) I VỊ TRÍ TÍNH CHẤT CỦA MƠ ĐUN: - Vị trí: Mơ đun cần phải học sau học xong môn học/mô-đun Máy điện, Cung cấp điện, Truyền động điện - Tính chất: Là mơ đun chun mơn nghề thuộc mơ đun đào tạo nghề bắt buộc II MỤC TIÊU MÔ ĐUN: - Đọc, vẽ phân tích sơ đồ mạch điều khiển dùng rơle công tắc tơ dùng khống chế động pha, động chiều - Phân tích qui trình làm việc yêu cầu trang bị điện cho máy cắt gọt kim loại (máy khoan, tiện, phay, bào, mài ); cho máy sản suất (băng tải, cầu trục, thang máy, lò điện ) - Lắp đặt, sửa chữa mạch mở máy, dừng máy cho động pha, pha, động chiều - Phân tích nguyên lý sơ đồ làm sở cho việc phát hư hỏng chọn phương án cải tiến - Lắp ráp sửa chữa mạch điện máy cắt gọt kim loại như: mạch điện máy khoan, máy tiện, phay, bào, mài - Vận hành sửa chữa hư hỏng máy sản suất băng tải, cầu trục, thang máy, lò điện - Vận hành mạch theo nguyên tắc, theo qui trình định Từ vạch kế hoạch bảo trì hợp lý, đảm bảo an tồn vệ sinh cơng nghiệp - Rèn luyện đức tính cẩn thận, tỉ mỉ, xác, tư sáng tạo khoa học III NỘI DUNG MÔ ĐUN: Nội dung tổng quát phân bố thời gian: Số TT Tên mô đun Tổng số Bài mở đầu: Khái quát chung Thời gian Lý Thực thuyết hành Kiểm tra* hệ thống trang bị điện – điện tử Các phần tử điều khiển hệ thống trang bị điện - điện tử Tự động khống chế truyền động điện Cộng: 13 135 20 110 150 30 114 Bài mở đầu: Khái quát chung hệ thống trang bị điện – điện tử Mục tiêu: - Phân tích đặc điểm hệ thống trang bị điện - Vận dụng yêu cầu hệ thống trang bị điện thiết kế, lắp đặt - Rèn luyện tính cẩn thận, nghiêm túc học tập thực công việc Nội dung: 1.1 Đặc điểm hệ thống trang bị điện 1.2 Yêu cầu hệ thống trang bị điện công nghiệp 1.1 Đặc điểm hệ thống trang bị điện Hoạt động hệ thống truyền động điện thực tế phụ thuộc vào q trình điều khiển Hệ điều khiển yếu tố quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động hệ thống truyền động điện với mức độ khác tuỳ thuộc yêu cầu cụ thể hệ thống.Mặt khác để thiết lập hệ thống điều khiển tự động phù hợp với hệ thống truyền động điện phải vào đặc điểm cơng nghệ, đặc tính làm việc mà hệ thống truyền động điện đảm nhiệm.Điều cho thấy thiết lập hệ thống điều khiển tự động xem xét đến quy luật điều khiển mà phải xem sét đến mối quan hệ thông số hệ thống động lực hệ thống truyền động điện Một hệ thống điều khiển bao gồm yếu tố sau: hiệu điện để tác động đến nguồn lượng cung cấp tới thành nguồn lượng có thơng số phù hợp đưa đến khâu chấp hành động điện, sau qua khâu truyền lực khí để cung cấp cho cấu sản xuất.Như sơ đồ khối hệ thống điều khiển tự động truyền động điện mơ gồm khối chức sau: Bộ điều khiển hay khối điều khiển, đặc trưng cho điều khiển nhận biến đổi lệnh điều khiển từ bên ngoài, phối hợp với tín hiệu phát từ nội hệ thống truyền động điện để tạo thành tín hiệu điều khiển đưa đến khối biếnđổi lượng Khối Bộ biến đổi, đặc trưng cho biến đổi chế biến lượng cung cấp từ nguồn phù hợp với tín hiệu điều khiển đưa tới từ khối điều khiển có phối hợp với tín hiệu phát từ nội hệ thống truyền động điện để tạo thông số phù hợp cung cấp cho khâu chấp hành (thường động điện) Khối 2: Khâu chấp hành, đặc trưng cho khâu chấp hành thường động điện, có chức tạo thơng số truyền động học moment, lực, tốc độ để đưa đến máy sản xuất thông qua cấu truyền lực Trường hợp đơn giản hệ thống truyền động điện có khối khớp kết nối cứng liên hệ khối 2, khối Khối 3: Phải thông qua nam châm điện để điều khiển hệ thống thuỷ lực, khí nén, khí để liên hệ với khối sản xuất.Trong hệ thống điều khiển tự độngtruyền động điện khối thường liên hệ với theo chiều thuận từ khối đến khối Những hệ thống có chiều liên hệ gọi hệ thống điều khiển theo chiều hay hệ thống hở.Trong hệ thống thực tế thường có thêm mối liên hệ ngược, hệ thống có u cầu cơng nghệ phức tạp, yêu cầu độ xác cao Những hệ thống gọi hệ thống điều khiển có hồi tiếp hệ thống kín.Trong hệ thống này, tín hiệu ngược tín hiệu kiểm tra nhằm tăng cường chất lượng cho hệ thống điều khiển, có nhiều trường hợp tín hiệu trở thành tín hiệu có tính định đến tính chất điều khiển hệ.Những hệ thống đại, có yêu cầu chất lượng cao theo yêu cầu công nghệ mối liên hệ ngược phức tạp lúc hệ thống điều khiển tự động truyền động điện phức tạp 1.2 Yêu cầu hệ thống trang bị điện công nghiệp Truyền động cho máy, dây chuyền sản xuất mà dùng lượng điện gọi truyền động điện (TĐĐ).Hệ truyền động điện tập hợp thiết bị như: thiết bị điện, thiết bị điện từ, thiết bị điện tử, cơ, thủy lực phục vụ cho việc biến đổi điện thành cung cấp cho cấu chấp hành máy sản xuất,đồng thời điều khiển dịng lượng theo yêu cầu công nghệ máy sản xuất Về cấu trúc, hệ thống TĐĐ nói chung bao gồm khâu: BBĐ: Bộ biến đổi, dùng để biến đổi loại dòng điện (xoay chiều thành chiều ngược lại), biến đổi loại nguồn (nguồn áp thành nguồn dòng ngược lại), biến đổi mức điện áp (hoặc dòng điện), biến đổi số pha, biến đổi tần số Các BBĐ thường dùng máy phát điện, hệ máy phát -động (hệ F-Đ), chỉnh lưu không điều khiển có điều khiển, biến tần Đ: Động điện, dùng để biến đổi điện thành hay thành điện (khi hãm điện).Các động điện thường dùng là: động xoay chiều KĐB bapha rơto dây quấn hay lồng sóc; động điện chiều kích từ song song, nối tiếp hay kích từ nam châm vĩnh cữu; động xoay chiều đồng TL: Khâu truyền lực, dùng để truyền lực từ động điện đến cấu sản xuất dùng để biến đổi dạng chuyển động (quay thành tịnh tiến hay lắc) làm phù hợp tốc độ, mơmen, lực.Để truyền lực, dùng bánh răng, răng, trục vít, xích, đai truyền, ly hợp cơhoặc điện từ CCSX: Cơ cấu sản xuất hay cấu làm việc, thực thao tác sản xuất công nghệ (gia công chi tiết,nâng -hạ tải trọng, dịch chuyển ).ĐK: Khối điều khiển, thiết bị dùng để điều khiển biến đổi BBĐ, động điện Đ, cấu truyền lực Khối điều khiển bao gồm cấu đo lường, điều chỉnh tham số cơng nghệ, khí cụ, thiết bị điều khiển đóng cắt có tiếp điểm (các rơle, cơng tắc tơ) hay khơng có tiếp điểm (điện tử, bán dẫn) Một số hệ TĐĐ TĐ khác có mạch ghép nối với thiết bị tự động khác nhà máy tính điều khiển, vi xử lý, PLC Các thiết bị đo lường, cảm biến (sensor) dùng để lấy tín hiệu phản hồi loại đồng hồ đo, cảm biến từ, cơ, quang Một hệ thống TĐĐ không thiết phải có đầy đủ khâu nêu Tuy nhiên, hệ thốngTĐĐ ln bao gồm hai phần chính: -Phần lực: Bao gồm biến đổi động điện 10 1CD; 3CD 2CD; CÇu dao nguồn, đóng cắt không tải mạch động lực,mạch kích từ, mạch điều khiển 1CC Cầu chì bảo vệ ngắn mạch mạch động lực 2CC Cầu chì bảo vệ ngắn mạch mạch kích từ 3CC Cầu chì bảo vệ ngắn mạch mạch ®iỊu khiĨn M; D Nót bÊm th-êng më; th-ờng đóng điều khiển mở máy dừng động K Công tắc tơ đóng cắt nguồn RN Rơ le nhiệt, bảo vệ tải cho động (DC) G Công tắc tơ để loại RP trình mở máy H Công tắc tơ thực hÃm động 10 1RTh Rơle thời gian; tác động loại điện trở phụ 11 2RTh Rơle thời gian; định hÃm động 12 RF Bộ điện trở phụ mở máy có giá trị phù hợp 13 RH Bộ điện trở hÃm động có giá trị phù hợp 14 1Đ; 2Đ; 3Đ; 4Đ Đèn tín hiệu trạng thái làm việc, khởi động; trạng thái hÃm tải động d Qui trình lắp ráp - kiểm tra - vận hành Lắp ráp Chọn chủng loại, số l-ợng thiết bị khí cụ cần thiết Định vị thiết bị lên bảng (giá) thực hành Đọc, phân tích sơ đồ nguyên lý, sơ đồ nối dây Lắp mạch điều khiển theo sơ đồ: 87 - Liên kết nút bấm, đánh số đầu dây (có đầu dây từ nút bấm) - Đấu đ-ờng dây vào cuộn hút công tắc tơ K, đấu tiếp điểm trì, tiếp điểm khóa chéo - Đấu mạch RTh: ý kỹ cực đấu dây đế RTh (cực cấp nguồn, điểm chung tiếp điểm ) - Đấu đ-ờng dây vào cuộn hút công tắc tơ G, Chú ý liên kết cặp tiếp điểm - RTh tiếp điểm trình tự G(5,9) - Đấu đ-ờng dây vào cuộn hút công tắc tơ H, đấu tiếp điểm trì, tiếp điểm khóa chéo Chú ý liên kết cặp tiếp điểm - RTh - Đấu mạch đèn tín hiệu 1Đ, 2Đ Lắp mạch động lực theo sơ đồ: - Đấu dây động DC vào tiếp điểm công tắc tơ K theo sơ đồ - Nối tiếp RP vào mạch phần ứng ngắn mạch qua tiếp điểm công tắc tơ G - Mạch hÃm động năng, mắc RH song song với mạch phần ứng qua tiếp điểm công tắc tơ H Kiểm tra Mạch điều khiển: - Kiểm tra mạch cuộn hút K, H, G - KiĨm tra m¹ch tÝn hiƯu  KiĨm tra mạch động lực: Đối với mạch động lực cần l-u ý vị trí tr-ờng hợp chổi than tiếp xúc Có thể kết hợp đo kiểm quan sát mắt Vận hành mạch - Cô lập mạch động lực mạch kích từ - Ch-a gắn RTh vào mạch - Cấp nguồn vận hành mạch điều khiển: ấn nút M(3,5) cuộn K hút, đèn 1Đ sáng; Dùng dây dẫn chấm nối tắt tiếp điểm 1RTh(5,9) (2 điểm - đế RTh) cuộn G hút, đèn 2Đ tắt - Cắt nguồn, liên kết lại dây nối mạch động lực, gắn RTh vào ®Õ - ChØnh 1RTh  (5 – 8) gi©y; 2RTh (3 5)giây 88 - Sau cấp nguồn cho mạch, ấn nút M(3,5) để khởi động Quan sát trạng thái khởi động, thay đổi tốc độ động giải thích? - Khi ấn D(1,3) để dừng máy: Quan sát trạng thái hÃm động năng: cự làm việc cuộn H; 2Rth; đèn 3Đ ; so sánh với ĐKB rotor lồng sóc nhận xét giải thích? Viết báo cáo trình thực hành - L-ợc thuật lại trình lắp ráp, sai lỗi mắc phải (nếu có) - Giải thích t-ợng vận hành mạch, nguyên nhân gây h- hỏng mô e Bài tập tự giải 3.5 Mạch điện điều khiển ĐC - DC theo yêu cầu sau đây: - Động mở máy qua cấp điện trở phụ theo nguyên tắc thời gian; - Động đảo chiều quay; - Dừng máy ph-ơng pháp hÃm động - Mạch có đầy đủ khâu bảo vệ tín hiệu a Học sinh vẽ hoàn chỉnh sơ đồ lăp ráp mạch b Vận hành, quan sát ghi nhận t-ợng c Mô cố, quan sát ghi nhận t-ợng d Làm báo cáo thực hành, giải thích t-ợng 3.6 Cỏc khâu bảo vệ TĐKC - TĐĐ 3.6.1 Bảo vệ q dịng Có thể nói Relay bảo vệ q dịng thuật ngữ bạn dân chuyên ‘làng kĩ thuật’, số người thắc mắc gì, dùng để làm gì? Để giải đáp tị mị bạn, giúp bạn hiểu chọn cho Relay phù hợp, an toàn tiết kiệm Huỳnh Lai gợi ý cho bạn số thông tin bổ ích Relay bảo vệ q dịng  Relay bảo vệ q dịng gì? “Q dịng” tượng dòng điện chạy qua phần hệ thống điện vượt qua giá trị số dòng điện tải cài đặt Quá dòng điện xảy mạch tải, ngắn đoạn cố điện Để tránh khỏi tai nạn điện bảo vệ phận quan trọng cần lắp đặt Relay 89 Nguyên lý hoạt động Relay (Rơ-le) bảo vệ q dịng  Khi có dịng điện chạy qua rơ le, dòng điện chạy qua cuộn dây bên Relay tạo thành từ trường hút Từ trường hút tác dụng lên địn bẩy bên rơ le làm đóng mở tiếp điểm điện làm thay đổi trạng thái rơ le Nói đơn giản Relay giống cánh cửa trung gian cho phép dòng điện chuyển đổi qua lại phần tử Giống “cơng tắc gián tiếp” đóng mở dịng điện, không gây hư hại cho phần tử sau relay chịu dịng điện cực lớn Hoặc xác địn bẩy trung gian, cho dịng điện nhỏ xíu để đóng tắt dịng điện lớn nhiều mà khơng cần nối tiếp dịng điện cơng tắc Cấu tạo relay bảo vệ dòng  Relay có nhiều loại nhiều loại có cấu tạo khác nhau, từ loại chân hàng chục chân, để sử dụng tốt nên cần chân, gồm chân để cung cấp điện cho rơ le chân để dẫn điện phần tử Rơ le có nhiều chức cách áp dụng hữu ích vào thực tế khác Nhưng có phần:  Nam châm có tác dụng hút tiếp điểm lại nhằm đảo trạng thái rơ le từ NO (mở) sang NC (đóng) ngược lại Ký hiệu NO NC relay bảo vệ dòng điện tiếng anh có nghĩa Nature open Nature close  Phần mạch tiếp điểm, có nhiệm vụ nam châm tác dụng lên tiếp điểm chạm vào nhau, cho phép dòng điện truyền qua tất nhiên cách ly với cuộn hút 90 Cấu tạo đơn giản cách biệt cho phép rơ le đóng mở dịng điện khơng bị ảnh hưởng cố phần tử Dễ thay lắp đặt Một vật bé tí chuyển hướng dịng điện cực lớn, vơ an tồn  Cơng dụng Relay bảo vệ q dịng Một cơng cụ bảo vệ nguồn điện bạn cách bảo vệ q dịng thấp dịng thơng qua chuyển đổi trạng thái dòng điện Relay bảo vệ dòng loại giám sát dòng điện ngắn mạch lỗi pha, chạm đất winding Không nên bảo vệ hoạt động cho dòng bắt đầu, dòng cho phép, dòng điện dâng cao… Để đạt điều này, thời gian trễ cần cung cấp (trong trường hợp rơle nghịch đảo) Việc bảo vệ dòng điện nên phối hợp với relay bảo vệ dòng lân cận Rơle dòng yếu tố bảo vệ dòngKhi phát điều kiện bất thường relay bảo vệ dòng sẽ: + Cô lập phần bị lỗi hệ thống + Tốc độ hoạt động nhanh để giảm thiểu thiệt hại nguy hiểm + Phân biệt, cô lập phần bị lỗi + Độc lập / đáng tin cậy + An toàn / ổn định + Giảm Chi phí bảo vệ / chống lại mối nguy hiểm tiềm tàng  Một số loại relay bảo vệ dòng Rơle bảo vệ dòng xác định dòng điện hoạt động dòng điện đạt đến giá trị cài đặt trước – Hoạt động thời gian định dòng tải vượt giá trị Pick-up – Khơng có thời gian trễ) – Thời gian hoạt động không đổi 91 – Thời gian trễ cố ý không đổi – Rơ le nằm xa từ nguồn hoạt động với giá trị dòng điện thấp – Dòng tải hoạt động tăng dần cho rơle khác dòng điện di chuyển phía nguồn – Hoạt động 0.1s – Define Time Overcurrent Relay Với loại này, hai điều kiện phải thỏa mãn cho hoạt động trip, dòng điện phải vượt giá trị cài đặt lỗi phải xảy liên tục khoảng thời gian cài đặt sẵn rơ le Relay đại chứa nhiều giai đoạn bảo vệ, giai đoạn gồm cài đặt dòng điện thời gian riêng Đặc điểm + Thời gian hoạt động có giá trị khơng đổi (giá trị số) + Hoạt động độc lập mà khơng ảnh hưởng với cường độ dịng điện lớn + Có Cơ chế cho phép trì hỗn thời gian cố ý + Dễ điều phối + Thời gian đóng, mở liên tục không phụ thuộc vào biến thể nguồn cấp liệu vị trí lỗi dịng tải  Inverse Time Overcurrent Relay (IDMT Relay) Relay bảo vệ dòng cài đặt thời gian nghịch đảo Các relay bảo vệ thời gian tối thiểu gọi tắt (IDMT) phát triển để khắc phục hạn chế rơ le bảo vệ dòng với thời gian xác định + Moderately Inverse + Very Inverse Time + Extremely Inverse 3.6.2 Bảo vệ điện áp 92 Dòng rơ le bảo vệ lỗi pha thứ tự pha sử dụng để bảo vệ cho trường hợp áp, thấp áp lỗi pha bảo vệ thứ tự pha cho mạch điện pha điện áp AC Với dải tùy chỉnh điện áp lưới 208, 220, 380 ,400 ,415 , 440 , 480 vac Hình ảnh bảo vệ cao áp thấp áp dùng cho hệ thống pha Cài đặt bảo vệ cao áp thấp áp lệch pha pha RV: Dải điện áp hoạt động lưới điện, mức tùy chỉnh 208, 220, 380 ,400 ,415 , 440 , 480 vac UV: Cài đặt mức điện áp xảy cố điện áp thấp từ 5~25 % so với RV OV: Cài đặt bảo vệ trước cố điện áp vượt 5~25 % so với RV AS: Cài đặt bảo vệ trước cố điện áp pha bất cân Ứng dụng bảo vệ cao áp, thấp áp (sụt áp) 93 - Dùng để bảo vệ giá sát lỗi điện áp mạch pha, bao gồm: Mất pha, đảo pha, áp, thấp áp… - Dùng bảo vệ điện áp hệ thông điện công nghiệp, xây dựng dân dụng - Dùng bảo vệ động khơng quay ngược chiều định - Đề phịng thiết bị bị cháy, hư hỏng điện áp cao thấp (tivi , máy lạnh , tủ điện , ) Thông số kỹ thuật Rơle bảo vệ điện MG21DF - Bảo vệ pha - Bảo vệ lệch pha - Bảo vệ đảo pha - Nguồn: Pha (50Hz/60hz) 380VAC - Bảo vệ áp: 208~480VAC, (219~600VAC) 5~25 % - Bảo vệ thấp áp: 5~25 % điện áp chọn - Công suất tiếp điểm: AC240V, 5A - Công suất tiêu thụ: ≤ 1W - Độ bền điện: 10⁵ ( không lớn tải định mức) - Dải Nhiệt độ hoạt động: -5°C~+40° 94 I Sơ đồ đấu dây bảo vệ cao áp thấp áp Relay bảo vệ cao áp thấp áp pha - Thiết bị hoạt động pha đầu vào bị gián đoạn , điện áp cao thấp phạm vi cho phép, pha bị lỗi, điều khiển cao áp thấp áp tác động thơng qua việc ngắt cặp tín hiệu cấp nguồn điều khiển cho mạch điện tồn mạch điều khiển ngừng hoạt động, đảm bảo cho thiết bị phần phụ tải không bị hư hỏng hoạt động trường hợp nguồn cấp không đảm bảo yêu cầu - Khi ba pha cấp nguồn bị tác động thay đổi thứ tự pha hiệu chỉnh lúc đầu , bảo vệ cao áp thấp áp MG21DF tác động ngắt nguồn điều khiển 3.6.3 Bảo vệ thiếu từ trường 95 Trong trình vận hành máy phát điện xảy kích từ hư hỏng mạch kích thích (do ngắn mạch hở mạch), hư hỏng hệ thống tự động điều chỉnh điện áp, thao tác sai nhân viên vận hành Khi máy phát bị kích từ thường dẫn đến đồng stator rotor Nếu hở mạch kích thích gây q điện áp cuộn rotor nguy hiểm cho cách điện cuộn dây Ở chế độ vận hành bình thường, máy phát điện đồng làm việc với sức điện động E cao điện áp đầu cực máy phát UF (chế độ q kích thích, đưa cơng suất phản kháng Q vào hệ thống, Q > 0) Khi máy phát làm việc chế độ thiếu kích thích kích thích, sức điện động E thấp điện áp UF, máy phát nhận công suất phản kháng từ hệ thống (Q < 0) (hình 1.33a,c) Như kích từ, tổng trở đo đầu cực máy phát thay đổi từ Zpt (tổng trở phụ tải nhìn từ phía máy phát) nằm góc phần tư thứ mặt phẳng tổng trở phức sang ZF (tổng trở máy phát nhìn từ đầu cực chế độ Q < 0) nằm góc phần tư thứ tư mặt phẳng tổng trở phức Khi xảy kích từ, điện kháng máy phát thay đổi từ trị số Xd (điện kháng đồng bộ) đến trị số X’d (điện kháng q độ) có tính chất dung kháng Vì để phát kích từ máy phát điện, sử dụng rơle điện kháng cực tiểu có X’d < Xkđ < Xd với đặc tính vịng trịn có tâm nằm trục -jX mặt phẳng tổng trở phưõc Đặc tính khởi động rơle điện kháng cực tiểu hình 1.33b nhận từ sơ đồ ngun lý hình 1.34a Tín hiệu đầu vào rơle điện áp dây Ubc lấy đầu cực máy phát dòng điện pha Ib, Ic lấy pha tương ứng Điện áp sơ cấp UBC đưa qua biến áp trung gian BUG cho điện thứ cấp lấy đại lượng a.UBC b.UBC (với b > a) tương ứng với điểm A B đặc tính điện kháng khởi động Khi kích từ, dịng điện chạy vào máy phát mang tính chất dung vượt trước điện áp pha tương ứng góc 900 Hiệu dịng điện pha B C thơng qua biến dịng cảm kháng BIG tạo nên điện áp phía thứ cấp UD vượt trước dịng điện IBC góc 900 Như góc lệch pha hai véctơ điện áp UD UBC 1800 96 Điện áp đưa vào biến đổi dạng sóng (hình sin sang hình chữ nhật) S1 S2 tương ứng bằng: Góc lệch pha alpha kiểm tra Ở chế độ bình thường alpha = 00, rơle khơng làm việc Khi bị kích từ alpha = 1800, rơle tác động Góc khởi động chọn khoảng 900 Các hệ số a, b chọn (bằng cách thay đổi đầu phân áp BUG) cho điểm A B hình 1.34b thoả mãn điều kiện: Khi kích thích, góc pha dịng điện thay đổi, góc lệch pha alpha kiểm tra thơng qua độ dài tín hiệu S3 = - S1.S2 Nếu alpha > alphakđ (hình 1.34c) bảo vệ tác động cắt máy phát khoảng thời gian từ (1 - 2) sec Bảo vệ chống đồng đơi cịn có tên gọi bảo vệ chống trượt cực từ Khi máy phát điện đồng bị kích từ, rotor máy phát bị đồng với từ trường quay Việc mát đồng xảy có dao động công suất trông hệ thống điện cố kéo dài cắt số đường dây hệ thống Hậu việc đồng gây nên dao động cơng suất hệ thống làm ổn định kéo theo tan rã hệ thống điện, ngồi cịn tạo ứng suất nguy hiểm số phần tử máy phát Để phát cố sử dụng nguyên lý đo tổng trở đầu cực máy phát Trình bày đặc tính biến thiên mút véctơ tổng trở đo đầu cực máy phát trình cố xảy dao động điện hệ thống Ơí chế độ vận hành bình thường, mút véctơ tổng trở nằm vị trí điểm A xảy ngắn mạch mút véctơ dịch chuyển từ A đến B, sau bảo vệ cắt ngắn mạch véctơ tổng trở nhảy từ B sang C xảy dao động, mút véctơ chu kì dịch chuyển theo quĩ đạo Hành vi véctơ tổng trở có dao động điện phát rơle với đặc tính khởi động hình 1.36 Đặc tính khởi động có dạng hình elíp thấu kính dạng điện kháng kết hợp với theo nguyên lý “và” Khi có dao động quỹ đạo mút véctơ Z vào miền khởi đoọng điểm M khỏi miền khởi động điểm N đặc tuyến 97 có nghĩa tâm dao động (tâm điện) nằm miền tổng trở MF-MBA, bảo vệ tác động cắt máy phát chu kì dao động Nếu tâm dao động nằm phía hệ thống quỹ đạo mút véctơ Z nằm cao đặc tuyến 2, bảo vệ tác động cắt sau số chu kì định trước Trên hình 1.37 trình bày sơ đồ nguyên lý bảo vệ chống trượt cực từ, bảo vệ gồm phận đo khoảng cách với đặc tuyến thấu kính1 kết hợp với phậnhạn chế theo điện kháng để giới hạn miền tác động từ phía hệ thống, phận đếm chu kì dao động để cắt máy phát sô chu kì đạt trị số đặt trước Ở phía cao áp MBA tăng có đặt thêm phận định hướng công suất thực chức giống phận làm nhiệm vụ dự phòng cho phận Thay đặc tuyến tổng trở kết hợp và2 hình 1.36 người ta sử dụng đặc tuyến hình chữ nhật để phát dao động điện Công suất đổi chiều từ hệ thống vào máy phát việc cung cấp lượng cho Turbine (dầu, khí, nước dịng nước ) bị gián đoạn Khi máy phát điện làm việc động tiêu thụ công suất từ hệ thống Nguy hiểm chế độ máy phát nhiệt điện Turbine làm việc chế độ máy nén, nén lượng thừa Turbine làm cho cánh Turbine phát nóng mức cho phép Đối với máy phát diezen chế độ làm nổ máy Để bảo vệ chống chế độ công suất ngược, người ta kiểm tra hướng công suất tác dụng máy phát Yêu cầu rơle hướng cơng suất phải có độ nhạy cao để phát luồng công suất ngược với trị số bé (thường bù đắp lại tổn thất máy phát chế độ này) Với máy phát điện Turbine hơi, công suất khởi động deltaPkđ bằng: deltaPkđ = (0,01 - 0,03)Pđm Với máy phát thuỷ điện Turbine khí: deltaPkđ = (0,03 - 0,05)Pđm 98 Để đảm bảo độ nhạy bảo vệ cho máy phát cơng suất lớn, mạch dịng điện bảo vệ thường đấu vào lõi đo lường máy biến dòng (thay cho lõi bảo vệ thường dùng cho thiết bị khác) Bảo vệ chống công suất ngược thường có hai cấp tác động: cấp với thời gian khoảng (2 - 5) sec sau van STOP khẩn cấp làm việc cấp thứ với thời gian cắt máy khoảng vài chục giây không qua tip im ca van STOP Các từ viết tắt ĐC Động nói chung ĐKB động không đồng ĐC - DC Động đIện chiều ĐC - DC KTĐL Động chiều kích từ độc lập §C - DC KTNT §éng c¬ mét chiỊu kÝch tõ nối tiếp ĐC - DC KT// Động chiều kÝch tõ song song rpm round per minute (sè vßng phút) var Variable (thay đổi, không ổn định) const Constane (không đổi, cố định) FK máy phát kích CCSX cấu sản xuất (máy công tác) TĐKC tự động khống chế CD cầu dao đIện CC Cầu chì CB Aptomat D Nút dừng máy M Nút mở máy KH Công tắc hành trình KC Bộ khống chế (tay gạt khí) A, B, C Các dây pha A, B, C N, O Dây trung tính 99 CTT Công tắc tơ RN R¬-le nhiƯt RTh R¬ le thêi gian RU R¬ le điện áp RI Rơ le dòng điện RTr Rơ le trung gian RTĐ Rơ le tốc độ RTT Rơ le thiÕu tõ tr-êng RG R¬le gia tèc FH Phanh hÃm điện từ TĐKC tự động khống chế ĐChTĐ Điều chỉnh tốc độ 100 Tài liệu tham khảo Vũ Quang Hồi Trang bị điện - điện tử cho máy công nghiệp dùng chung, NXB Giáo dục, Hà Nội, 1996 Trịnh Đình Đề Điều khiển tự động truyền động điện, NXB Đại học Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội, 1983 Bùi Đình Tiếu Các đặc tính động truyền động điện, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 1979 (ng-ời dịch) Bùi Đình Tiếu, Đặng Duy Nhi Võ Hồng Căn Phạm Thế Hựu Truyền động điện tự ®éng, NXB Khoa häc vµ Kü thuËt, Hµ Néi, 1982 Phân tích mạch điện máy cắt gọt kim loại, NXB Công nhân kỹ thuật, Hà Nội, 1982 Trung Tâm Việt Tài liệu h-ớng dẫn thực hành PLC S7-200 Đức - §H SPh¹m Kü ThuËt TPHCM 101