TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU
Đặt vấn đề
Trong quản lý và bảo vệ hệ thống điện công nghiệp, tủ điện là yếu tố quan trọng Công ty ABB nổi bật là một trong những nhà cung cấp hàng đầu về tủ điện, cung cấp sản phẩm với tính năng và hiệu suất cao Đồ án này tập trung vào nghiên cứu và vận hành tủ điện Demo hạ thế của ABB, sử dụng thiết bị hiện đại Để đảm bảo an toàn cho người vận hành và thiết bị, việc lắp đặt tủ điện cần tuân thủ các tiêu chuẩn nhà nước.
Để đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các thiết bị trong nhà máy, việc nghiên cứu các thiết bị chính như máy cắt hạ thế ACB, thiết bị chuyển đổi nguồn tự động ATS, và thiết bị truyền dữ liệu là rất cần thiết Biến tần và bộ khởi động mềm cũng đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh tốc độ động cơ và giảm dòng khởi động, giúp tăng tuổi thọ cho động cơ Đồ án này sẽ xem xét các tính năng, hiệu suất và khả năng ứng dụng của các thiết bị điện tử như ACB và ATS trong môi trường thực tế, đồng thời đánh giá khả năng ứng dụng của chúng trong các dự án công nghiệp Nghiên cứu trước đây đã góp phần vào sự phát triển công nghệ, nhưng vẫn còn nhiều khía cạnh cần được khám phá thêm, đặc biệt là trong quy trình vận hành của các thiết bị điện tử trong ngành công nghiệp.
Lí do chọn đề tài
Tủ điện đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ, điều khiển và phân phối điện năng trong các hệ thống điện công nghiệp Với sự phát triển liên tục của công nghệ và nhu cầu sử dụng năng lượng ngày càng tăng trong lĩnh vực điện công nghiệp, việc nghiên cứu về tủ điện đóng cắt hạ thế và các thiết bị liên quan trở nên cần thiết hơn bao giờ hết.
Nghiên cứu và vận hành tủ điện Demo hạ thế của hãng ABB sẽ mở ra nhiều cơ hội phát triển trong tương lai Việc này không chỉ cung cấp kiến thức mà còn mang lại kinh nghiệm thực tế quý báu cho việc triển khai và vận hành tủ hạ thế trong các môi trường công nghiệp Do đó, nhóm đã quyết định chọn đề tài này để nâng cao năng lực và kỹ năng trong lĩnh vực điện công nghiệp.
Mục tiêu của đồ án
- Phân tích quy trình vận hành các thiết bị chính như:
+ Máy cắt hạ thế ACB SACE Emax 2, màn hình thao tác máy cắt HMI
+ Thiết bị chuyển đổi nguồn tự động ATS021
Trong tủ điện, có nhiều chế độ khởi động khác nhau, bao gồm khởi động trực tiếp, khởi động sao – tam giác, khởi động bằng bộ khởi động mềm và khởi động bằng biến tần Mỗi chế độ khởi động này mang lại những lợi ích riêng, phù hợp với từng ứng dụng cụ thể trong hệ thống điện.
- Vận hành và đánh giá hiệu suất của các thiết bị có trong tủ
- Điều khiển và giám sát các thông số trên biến tần bằng thiết bị DDC-C46 và phần mềm hỗ trợ DDC-Configurator của hãng PNTech.
Phương pháp nghiên cứu
Tiến hành nghiên cứu chi tiết bao gồm kiểm tra sơ đồ đấu nối dây điều khiển, động lực và vận hành của tủ điện hạ thế Ngoài ra, cần thực hiện quan sát trực tiếp, đo lường và ghi nhận dữ liệu để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả trong quá trình kiểm tra.
Nội dung đồ án
Để thực hiện nghiên cứu và xây dựng một cách rõ ràng, trực quan và hiệu quả về đề tài “Nghiên cứu và vận hành tủ điện Demo hạ thế của hãng ABB”, các nội dung sẽ được trình bày như trong Hình 1.1.
Hình 1.1 Nội dung nghiên cứu
Từ nội dung ở Hình 1.1, nội dung của đồ án sẽ gồm 6 chương như sau:
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU
Bài viết này sẽ trình bày về việc đặt vấn đề, lý do chọn đề tài, mục tiêu nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu, giới hạn của đồ án và sơ lược nội dung đồ án Việc xác định rõ ràng những yếu tố này không chỉ giúp định hướng nghiên cứu mà còn tạo cơ sở vững chắc cho việc phát triển nội dung chi tiết trong đồ án.
GIỚI THIỆU VỀ TỦ ĐIỆN DEMO HẠ THẾ
Cấu tạo của tủ điện Demo hạ thế
Tủ điện Demo hạ thế sử dụng toàn bộ thiết bị từ công ty của ABB và được cấu tạo từ những thiết bị như Hình 2.1
Hình 2.1 Cấu tạo của tủ điện
Bảng 2.1 Mô tả cấu tạo tủ điện Demo
1 Các Đèn báo pha ngõ vào (INCOMING) từ nguồn lưới (TRANSFORMER) và nguồn của máy phát dự phòng (GENERATOR)
2 Thiết bị đo áp Voltage Meter (bên trái) và Ekip Multi Meter (bên phải)
Máy cắt không khí 2000A được thiết kế để lấy nguồn điện từ lưới điện, đi kèm với các nút thao tác như ON, OFF, và nút gạt chuyển mạch LOC/REM (màu đen) Thiết bị cũng có các đèn báo chỉ thị trạng thái hoạt động, bao gồm ON, OFF và FAULT.
4 Thiết bị chuyển nguồn tự động (ATS), các nút gạt chuyển mạch (màu đen), nút nhấn dừng khẩn cấp (màu đỏ) và các đèn báo pha ngõ ra (OUTGOING)
Máy cắt không khí 1600A được sử dụng để cung cấp nguồn điện từ máy phát dự phòng Thiết bị này bao gồm các nút nhấn thao tác ON, OFF, nút gạt chuyển mạch LOC/REM (màu đen) và các đèn báo chỉ thị trạng thái ON, OFF và FAULT.
6 Màn hình cảm ứng (HMI) điều khiển đóng cắt và giám sát các thông số của ACB-1 và ACB-2
7 Thiết bị chuyển đổi nguồn bằng tay OTM
8 Các chức năng khởi động và điều khiển động cơ như khởi động trực tiếp, khởi động sao tam giác, bộ khởi động mềm và điều khiển biến tần.
PHÂN TÍCH QUY TRÌNH VẬN HÀNH MÁY CẮT
Giới thiệu về máy cắt SACE Emax 2
SACE Emax 2 là máy cắt không khí thế hệ mới, lý tưởng cho mạng điện hạ thế với dòng danh định lên tới 6300 Ampe Thiết bị này được thiết kế để tối ưu hóa quản lý hệ thống lắp đặt điện hạ thế, bao gồm ứng dụng trong công nghiệp, hàng hải, phát điện truyền thống, năng lượng tái tạo, cũng như trong các tòa nhà, trung tâm thương mại, trung tâm dữ liệu và mạng truyền thông.
Thiết bị đóng cắt điện đang phát triển nhanh chóng theo xu hướng hiệu quả năng lượng và kết nối thông minh, dẫn đến nhu cầu ngày càng cao về tính năng của máy cắt điện hạ thế Máy cắt không khí ABB SACE Emax 2 đáp ứng đầy đủ các yêu cầu này và thiết lập tiêu chuẩn ngắt mạch mới cho tương lai, phù hợp với mọi yêu cầu của lưới điện Với các chức năng tiên tiến như giảm tải, bộ điều khiển nguồn, ATS, bảo vệ giao diện, đồng bộ hóa logic kiểm tra và bảo vệ thích ứng, sản phẩm này mang lại giải pháp tối ưu cho hệ thống điện hiện đại.
Cấu tạo của máy cắt
Trong tủ điện đóng cắt hạ thế thì sử dụng 2 máy cắt là SACE E1.2 N và SACE E2.2
N Vì đều là thế hệ mới của SACE Emax 2 nên chúng có cấu tạo và cách vận hành giống nhau nên ở đây sẽ nói về một máy cắt SACE E2.2 N
Về cấu tạo thì sẽ được chia làm 2 loại:
+ Loại cố định: có các đầu nối riêng để nối với mạch nguồn (Hình 3.1)
+ Loại có ngăn kéo: bao gồm 1 phần di động (Hình 3.2a) và một phần cố định (Hình 3.2b nếu theo tiêu chuẩn IEC hoặc Hình 3.2c nếu theo tiêu chuẩn UL)
3.2.1 Mô tả mặt trước của ACB
Các thành phần phía trước của ACB sẽ được mô tả theo Hình 3.3 dưới đây:
Bảng 3.1 Mô tả mặt trước của ACB
1 Cần gạt để nạp lò xo bằng tay
2 Thiết bị ngắt bảo vệ cho CB
4 Chỉ ra trạng thái của CB, đóng (I)/mở (O)
6 Tín hiệu cơ học dùng để reset CB sau khi Trip
8 Chỉ ra trạng thái nạp/xả của lò xo
9 Thông số kỹ thuật điện
Hình 3.2 Loại có ngăn kéo
Hình 3.3 Mặt trước của ACB a b c
Bảng 3.2 Mô tả thông số kỹ thuật
5 Tần số hoạt động định mức
6 Điện áp định mức của các phụ kiện
7 Dòng điện ngắn mạch cho phép trong 1s
8 Dòng điện ngắn mạch định mức
9 Dòng điện ngắn mạch tối đa
10 Điện áp định mức của các phụ kiện
12 Số se-ri của CB
Vận hành máy cắt
3.3.1 Thao tác đóng và mở máy cắt a Đóng CB
Để bắt đầu, hãy kiểm tra trạng thái của CB xem có đang mở hay không, cụ thể là trạng thái CB “O-Open” Tiếp theo, xác nhận xem lò xo có được xả hay không, với trạng thái lò xo được biểu thị bằng màu trắng, tức là “DISCHARGED SPRING”, như hình 3.5a.
Hình 3.4 Thông số kỹ thuật theo tiêu chuẩn IEC
- Bước 2: Nạp lò xo Kéo cần A xuống vài lần cho đến khi tín hiệu lò xo hiển thị “màu vàng – CHARGED SPRING” như Hình 3.5b
- Bước 3: Xem lại CB có ở vị trí mở “O-OPEN” và lò xo đã được nạp “CHARGED
SPRING – màu vàng” như Hình 3.6a
- Bước 4: Nhấn nút đóng CB “I - Push ON” như Hình 3.6b b Mở CB
- Bước 1: Kiểm tra CB đã đóng (hiển thị trạng thái “I – CLOSED”) và xem lò xo đã xả chưa (tín hiệu lò xo “DISCHARGED SPRING màu trắng”) như Hình 3.7a
- Bước 2: Nhấn nút mở CB “O – Push OFF” như Hình 3.7b
- Bước 3: Kiểm tra CB đã mở chưa (hiển thị trạng thái “O – OPEN” và xem lò xo đã xả chưa (tín hiệu lò xo “DISCHARGED SPRING màu trắng”) như Hình 3.5a
Hình 3.5 Thao tác đóng mắt cắt a b
Hình 3.6 Thao tác đóng máy cắt a b
3.3.2 Các chỉ thị trạng thái cơ học của ACB
Sau đây là các trạng thái có thể xảy ra mà ACB có thể cho ta thấy: a b
Hình 3.7 Thao tác mở máy cắt
Hình 3.8 Máy cắt ở trạng thái mở và chưa nạp lò xo
Hình 3.10 Máy cắt ở trạng thái đóng và chưa nạp lò xo
Hình 3.9 Máy cắt ở trạng thái mở và đã nạp lò xo
Hình 3.11 Máy cắt ở trạng thái đóng và đã nạp lò xo Hình 3.12 Máy cắt ở trạng thái mở đã nạp lò xo và không đóng lại
14 Ở trạng thái như Hình 3.12 rất đặc biệt và nó xảy ra trong những trường hợp sau:
Máy cắt có thể bị mở do kích tripping từ các thiết bị bảo vệ, và nếu tín hiệu Reset chưa được thiết lập lại, máy cắt sẽ không hoạt động Để khôi phục hoạt động của máy cắt, hãy nhấn nút TU Reset trên mặt trước của thiết bị.
- Khóa phím hoặc ổ khóa đang hoạt động ở vị trí mở
- Cuộn thấp áp không được cấp điện
- Cuộn mở được cấp điện vĩnh viễn
- Cuộn đóng được cấp điện vĩnh viễn
- Nút nhấn để kích hoạt cần gắn/tháo cơ khí của máy cắt rời được nhấn.
Tiêu chuẩn môi trường
Máy cắt không khí này được thiết kế để vận hành dưới những điều kiện môi trường khắc nghiệt Các tiêu chuẩn môi trường được liệt kê dưới đây:
- IEC 60068-2-1: Độ bền ở nhiệt độ thấp
- IEC 60068-2-2: Khí hậu nóng khô
- IEC 60068-2-30: Khí hậu nóng ẩm
- IEC 60068-2-52 mức độ 2: Môi trường sương mù
3.4.1 Tiêu chuẩn về bụi Được đề xuất lắp đặt máy cắt trong tủ điện có thông gió phù hợp để giảm thiểu sự xâm nhập của bụi
Trong trường hợp môi trường có nhiều bụi (bụi > 1 mg/m3) thì phải tuân thủ các bảo dưỡng cấp độ hai
3.4.2 Tiêu chuẩn về độ rung lắc
Máy cắt không đáp ứng được rung động cơ học hoặc điện từ cần tuân thủ các tiêu chuẩn IEC 60068-2-6, cụ thể là: a) từ 1 đến 13 Hz với biên độ rung 1 mm - 0,04 in; b) từ 13 Hz trở lên.
100 Hz Với gia tốc không đổi bằng nhau từ 0,7 g - 0,025 lbs
3.4.3 Tiêu chuẩn về độ cao
Máy cắt duy trì các đặc tính hoạt động được đánh giá cao đến 2000 m so với mực nước biển
Khi vượt qua độ cao này, bạn cần phải xem xét việc giảm độ bền điện môi và làm giảm khả năng làm mát của không khí
Việc sử dụng các thiết bị cụ thể trong các cơ sở công nghiệp có thể gây nhiễu điện từ trong hệ thống điện
Emax 2 bộ phận máy cắt đã được phát triển và thử nghiệm trong một môi trường EMC phù hợp với IEC 60947-2, Annex J và F.
Bộ ngắt bảo vệ Ekip
SACE Emax 2 có năm loại bảo vệ khác nhau, được phân biệt bởi giao diện và chức năng Một loại bảo vệ sử dụng công tắc chuyển (Ekip Dip), trong khi các loại khác được trang bị màn hình cảm ứng (Ekip Touch).
Hình 3.13 Các loại Ekip bảo vệ
Thiết bị bảo vệ Ekip Touch có khả năng mở rộng chức năng thông qua mô đun Đo lường, cho phép thực hiện các phép đo điện áp, công suất và năng lượng Ngoài ra, với mô đun Đo lường Pro Ekip, thiết bị còn cung cấp các chức năng bảo vệ và đo lường nâng cao.
3.5.1 Bộ ngắt bảo vệ Ekip Dip
Giới thiệu giao diện điều khiển của thiết bị bảo vệ Ekip Dip cho phép:
- Thiết lập các tham số liên quan đến các chức năng bảo vệ có sẵn
- Xem trạng thái của thiết bị bảo vệ và các cảnh báo
- Kết nối với đầu nối phía trước để giao tiếp và thực hiện kiểm tra mở contactor
Xem Hình 3.14 để biết hiểu rõ hơn
Hình 3.14 Giao diện của bộ Ekip Dip
Bảng 3.3 Chú thích các thành phần của giao diện
Vị trí Chú thích Chức năng
Led bảo vệ L (alarm and trip)
C Led bảo vệ S (alarm and trip)
E Led bảo vệ G (alarm and trip)
D Đèn led nguồn (trip unit powered and on)
Nút gạt bảo vệ L (ngưỡng I1)
H Nút gạt bảo vệ S (ngưỡng I2)
I Nút gạt bảo vệ I (ngưỡng I3)
L Nút gạt bảo vệ G (ngưỡng I4)
Nút gạt bảo vệ L (thời gian t1)
N Nút gạt bảo vệ S (thời gian t2 và loại đặc tuyến)
O Nút gạt bảo vệ G (thời gian t4 và loại đặc tuyến)
P Các cài đặt Nút gạt trung tính và tần số
Q Kiểm tra Nút nhấn kiểm tra
Đèn LED trên Ekip Dip rất hữu ích trong việc phân biệt và xác định các loại thông tin liên quan đến thiết bị ngắt bảo vệ, máy cắt và trạng thái dòng điện Đèn LED bật nguồn cung cấp thông tin rõ ràng về trạng thái nguồn của bộ ngắt bảo vệ.
+ Đèn LED bật (cấu hình mặc định) cố định hoặc nhấp nháy, báo hiệu bộ ngắt được cấp điện
+ Đèn LED tắt báo hiệu bộ ngắt không có điện
Các ngưỡng bảo vệ của các chức năng có thể điều chỉnh thông qua các nút gạc chuyển, được hiển thị trên giao diện Giá trị của các chức năng bảo vệ liên quan đến dòng điện In, được xác định bởi ổ cắm và là giá trị định danh của thiết bị bảo vệ.
Thời gian và đường cong đặc tuyến của các biện pháp bảo vệ có thể được điều chỉnh thông qua các nút gạc khác nhau, như đã được chỉ định trên giao diện.
3.5.1.1 Bảo vệ quá tải loại L
Là loại bảo vệ chống tình trạng quá tải Xem Hình 3.15
Giá trị I1 được cài đặt tại các nút gạt tương ứng, và khi giá trị này vượt quá ngưỡng I1, bộ ngắt sẽ tự động bảo vệ máy cắt Giá trị I1 thay đổi song song với trục t.
Thời gian t1 Thay đổi thời gian ngắt bằng các nút gạt
3.5.1.2 Bảo vệ ngắn mạch chọn lọc loại S
Giá trị I2 được thiết lập tương tự I1 Khi vượt ngưỡng đặt ra sẽ tác động mở máy cắt Có thể tắt bằng các điều chỉnh các nút gạt
Ngoài ra đặc tuyến bảo vệ còn có 2 loại là cố định và thay đổi được
Thời gian t2 Giá trị được thiết lập bằng các nút gạt Có 2 lựa chọn:
- Thời gian cố định: khi dòng điện I lớn hơn I2 (thường là 0.4s)
- Thời gian thay đổi được: khi dòng điện IxIn
3.5.1.3 Bảo vệ ngắn mạch tức thời loại I
Khi vượt quá ngưỡng I3 (được thiết lập bằng các nút gạt), hệ thống bảo vệ sẽ tự động ngắt trong một khoảng thời gian cố định và không thể điều chỉnh Ngưỡng I3 cần phải lớn hơn I2, nếu cấu hình sai sẽ phát tín hiệu cảnh báo.
3.5.1.4 Bảo vệ chạm đất loại G
Khi vượt quá ngưỡng I4 được thiết lập bằng các nút gạt, hệ thống bảo vệ sẽ tự động ngắt trong khoảng thời gian cố định hoặc có thể điều chỉnh, với thời gian giảm xuống khi giá trị dòng điện tăng lên.
Thông số Sự miêu tả
Cho phép kích hoạt bảo vệ
Bằng cách thiết lập nút gạt ngắt của ngưỡng G một trong các kết hợp có sẵn khác với OFF, tính năng bảo vệ sẽ được kích hoạt
Nếu được kích hoạt, bảo vệ sẽ tự động chặn bởi bộ ngắt trong hai điều kiện:
- Ngắt kết nối một hoặc nhiều cảm biến dòng điện
- Dòng điện đo được trên một trong các pha cao hơn giá trị cực đại
Giá trị được xác định bởi các nút gạt phù hợp Với đặc tuyến đường bảo vệ có 2 chế độ là cố định và thay đổi được
Giá trị dòng tối đa khiến chức năng bảo vệ G bị vô hiệu hóa thay đổi tùy theo ngưỡng được thiết lập:
- 2 In (với I4 < 0.2 In) Thời gian t4 t4 là thời gian trễ khi dòng I vượt ngưỡng I4 sẽ mở máy cắt Có 2 chế độ đặc tuyến thời gian:
- Thời gian có thể thay đổi
3.5.1.5 Tần số Điều chỉnh cài đặt trung tính được sử dụng để tùy chỉnh các bảo vệ L, S và I trên cực Trung tính với hệ số điều khiển khác với các pha khác
Việc điều chỉnh tần số được thiết lập bằng nút gạt (từ 50 đến 60 Hz) Xem hình 3.19
Hình 3.19 Lựa chọn tần số của bộ Ekip Dip
Khi không cần sử dụng bảo vệ trung tính thì gạt nút sang vị trí OFF
Giá trị của ngưỡng InN được biểu thị bằng phần trăm, xác định hệ số nhân cho các ngưỡng ngắt của biện pháp bảo vệ.
+ 50%: Ngưỡng tác động của dòng trung tính thấp hơn các pha khác
+ 100%: cùng ngưỡng ngắt cho tất cả các pha
+ 200%: ngưỡng tác động của dòng trung tính cao hơn các pha khác
Việc điều chỉnh ngưỡng trung tính thành giá trị 200% phải phù hợp theo công thức sau: (I1 * InN) ≤ Iu
Ngưỡng bảo vệ L được xác định bằng Ampe, với nút gạt ở vị trí 0.4 tương ứng với I1 = 640 InN là ngưỡng trung tính, được thể hiện dưới dạng hệ số nhân, chẳng hạn như 2 Kích thước của máy cắt được biểu thị qua Iu, ví dụ như 1600 A.
Các mô-đun Ekip TT, Ekip T&P và Ekip Bluetooth được kết nối với thiết bị ngắt Ekip Dip cho phép thực hiện các thử nghiệm khác nhau:
- Kiểm tra đèn LED của bộ ngắt
- Kiểm tra pin bên trong bộ ngắt
- Kiểm tra mở máy cắt (kiểm tra ngắt)
Việc kiểm đèn LED có thể thực hiện trực tiếp trên Ekip Dip với các bước sau đây:
+ Bước 1: Kết nối một mô-đun với đầu nối thử nghiệm phía trước của mặt trước
+ Bước 2: Nhấn nút iTest trong 6 đến 9 giây
+ Bước 3: Khi đèn LED bảo vệ sáng lên, nhả nút nhấn iTest
+ Bước 4: Kiểm tra trình tự chuyển đổi sau:
- Các đèn LED của S, I, G cố định
- Led tiền cảnh báo L và cảnh báo L thay phiên nhau ba lần
- Tắt tất cả các đèn LED bảo vệ
Việc kiểm tra pin được tích hợp trong quy trình kiểm tra đèn LED, trừ việc tín hiệu báo lỗi pin:
- Nếu không có pin hoặc không hoạt động, sau khi nhấn iTest, lỗi sẽ được báo hiệu bằng 5 lần nhấp nháy của đèn LED báo trước L
- Nếu có pin và đang hoạt động, quá trình kiểm tra đèn LED sẽ diễn ra như quy trình bình thường
Kiểm tra mở máy cắt :
Việc kiểm tra mở máy cắt có thể thực hiện trực tiếp trên thiết bị hoặc thông qua Ekip Connect Để kiểm tra từ thiết bị ngắt, cần tuân theo quy trình đã được quy định.
+ Bước 1: Đảm bảo rằng máy cắt đã đóng và không có dòng điện sơ cấp
+ Bước 2: Kết nối mô-đun với đầu nối thử nghiệm phía trước của mặt trước thiết bị + Bước 3: Nhấn nút iTest trong ít nhất 9 giây
+ Bước 4: Kiểm tra xem máy cắt có mở không và nút TU Reset xem có bật ra không
Kiểm tra bảo vệ : Để thực hiện kiểm tra bảo vệ, làm theo quy trình bên dưới:
+ Bước 1: Đảm bảo rằng cầu dao đã đóng và không có dòng điện sơ cấp
+ Bước 2: Kết nối Ekip T&P hoặc Ekip Bluetooth với đầu nối thử nghiệm phía trước + Bước 3: Bắt đầu giao tiếp với Ekip Connect
+ Bước 4: Mở trang Thông tin và chọn lệnh Kiểm tra, lệnh này sẽ mở trang kiểm tra khả năng bảo vệ
+ Bước 5: Thiết lập kiểm tra theo yêu cầu và xác minh rằng thiết bị ngắt hoạt động bình thường
Khi chọn thiết bị bảo vệ và dây dẫn cho máy biến áp 1000 kVA, cần chú ý đến khoảng cách 100m từ khu B đến khu C của trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM Việc lựa chọn đúng thiết bị và dây dẫn sẽ đảm bảo an toàn và hiệu quả trong quá trình vận hành máy biến áp.
Tính toán dòng định mức: I nMBA = S
Tính toán chọn dây dẫn:
- Chọn dây của hãng Cadivi đi trong ống đặt trong đất sử dụng ruột đồng cách điện XLPE/PVC Các hệ số suy giảm sẽ là:
+ Cách điện XLPE ở nhiệt độ đất 30°C: K2 = 0.93 (Bảng B.52.15 TCVN 9207:2012)
+ Hệ số hiệu chỉnh đối với cáp ngầm đi trong ống: K3 = 1 (Bảng B.52.16 TCVN
+ Sử dụng 2 mạch cáp 3 pha đi trong 2 ống đặt cách nhau 0.125m: K4 = 0.85 (Bảng
Vậy dòng điện của 1 dây pha Cadivi là I = I z
4 = 456 (A) => Chọn dây của Cadivi có tiết diện 185mm 2 với dòng dịnh mức là 485A
Chọn 3P với mỗi pha 4 dây với tổng tiết diện là 4x(4x1Cx185mm 2 )-(P+N) 95mm 2 -(PE)
Tra catalog của dây Cadivi dây 185mm 2 có độ sụt áp 0.45mV/m Vậy độ sụt áp của dây là: => ΔV = 0.45 × 100 = 45mV < 5% Un (Phù hợp)
Vì MBA 1000kVA nên có Usc% = 6% => I scMBA = I n
- Tính ngắn mạch cho máy cắt:
+Với ruột lõi đồng có X = 0.08×100 = 8mΩ, và R= ρ
=> Chọn ACB của hãng ABB có dòng In = 1600A và dòng cắt 42 kA
Cài đặt về các loại bảo vệ của bộ Ekip DIP LSI dành cho bộ ACB có dòng In = 1600A như Hình 3.20:
- Bảo vệ quá tải L có dòng I1 = (0.4+0) x 1600 = 640A với thời gian tác động là 3s (Xem
Hình 3.15 để biết giá trị tham số cài đặt)
Bảo vệ ngắn mạch chọn lọc S có dòng I2 được tính bằng 0.6 x 1600, tương đương 960A, và thời gian cắt có thể điều chỉnh thông qua nút cuối của t2 Thời gian tác động bảo vệ được thiết lập là 0.2 giây.
3.16 để biết giá trị tham số cài đặt)
- Bảo vệ ngắn mạch tức thời I có dòng I3 = 10 x 1600 = 16kA với thời gian tác động là cố định (Xem Hình 3.17 để biết giá trị tham số cài đặt)
- Bảo vệ dòng trung tính để trạng thái OFF, lựa chọn tần số hoạt động 50Hz (Xem Hình 3.19 để biết giá trị tham số cài đặt)
Hình 3.20 Cài đặt giá trị cho các loại bảo vệ của Ekip DIP LSI
3.5.2 Bộ ngắt bảo vệ Ekip Hi-Toch
Giao diện điều hành thiết bị ngắt Ekip Hi-Touch cho phép:
- Hiển thị các tín hiệu và phép đo liên quan đến các chức năng đang thực hiện hoặc các sự kiện đã ghi
- Cấu hình máy cắt và cài đặt các thông số
- Đặt các tham số cho các biện pháp bảo vệ khả dụng và cho các chức năng khác của bộ phận ngắt
- Đặt thông số cho các mô-đun phụ kiện được kết nối
- Thực hiện các thử nghiệm
- Hiển thị thông tin về máy cắt, bộ ngắt và các mô-đun phụ kiện được kết nối
Hình 3.21 Giao diện của bộ ngắt Ekip Hi-Touch
Bảng 3.7 Các thành phần của bộ ngắt Ekip Hi-Touch
B Đèn LED báo nguồn, màu xanh lá
C Đèn LED cảnh báo, màu vàng
D Đèn LED báo động, màu đỏ
E Phím HOME truy cập trang chính hoặc trở về trang ban đầu
Khi bạn nhấn nút iTEST, nếu trang chính hoặc trang cấp 2 hiển thị, các trang tiếp theo sẽ được hiển thị liên tiếp mỗi khi bạn nhấn vào trang đó.
- Danh sách Cảnh báo, nếu có bất kỳ thông báo nào
- Thiết bị bảo vệ, có thông tin Mainboard và trip unit
- Máy cắt, có thông tin về máy cắt
- Lần mở cuối cùng, với thông tin về lần mở cuối cùng
Nếu đã chọn mục Trip Test trong menu Test thì sẽ thực hiện lệnh mở khi nhấn và giữ ít nhất 7 giây
Các phụ kiện điện
3.6.1 Cuộn đóng và cuộn mở (YO-YC-YO2-YC2)
Các cuộn dây mở YO và YO2, cuộn dây đóng YC và YC2 (máy cắt loại E1.2 không có
YC2) cho phép điều khiển máy cắt từ xa, giúp người dùng có thể mở máy cắt ngay cả khi nó đang đóng Đồng thời, việc đóng máy cắt cũng có thể thực hiện khi máy cắt đang mở và lò xo đã được nạp điện Xem Hình 3.25.
Các cuộn dây mở và đóng có thể hoạt động ở hai chế độ khác nhau:
- Tức thời (thời gian tối thiểu của xung lệnh phải là 100 ms)
Các điện áp có sẵn và các đặc tính điện được thể hiện trong Bảng 3.8:
Bảng 3.8 Đặc tính chung của YO-YO2 / YC-YC2 Đặc điểm chung YO-YO2 YC-YC2
Giới hạn vận hành 70 110 %Un 85 110 %Un
Công suất ngõ vào (Ps) 300 VA/W
Công suất liên tục (Pc) 3,5 VA/W
Thời gian mở tối đa 35 ms -
Thời gian đóng tối đa - 50 ms
Cuộn dây thấp áp YU điều khiển điện áp trong mạch kết nối, mở máy cắt khi điện áp giảm xuống 35 70%Un Máy cắt có thể được đóng lại khi điện áp đạt 85 110%Un.
Ngoài ra, cuộn dây hạ áp YU có thể được sử dụng cho các mục đích sau:
- Bộ phận ngắt máy cắt từ xa sử dụng các nút nhấn loại thường đóng
- Kích hoạt khóa khi đóng máy cắt (chỉ cho phép đóng máy cắt khi cuộn dây thấp áp được cấp điện)
Cuộn dây thấp áp YU không tương thích với thiết bị Fail Safe (máy cắt UL) và được sử dụng như một thiết bị ngắt khẩn cấp Điều này đặc biệt quan trọng trong các hoạt động yêu cầu sử dụng cuộn dây mở.
Khi sử dụng cuộn dây, cần lưu ý rằng nguồn điện phải được lấy từ phía nguồn của máy cắt hoặc từ một nguồn độc lập Nếu cuộn dây thấp áp bị ngắt, sau khi đặt lại, cần đợi ít nhất 100 ms trước khi sử dụng cuộn dây đóng.
Hình 3.25 Cuộc dây đóng và cuộn dây mở
Hình 3.26 Cuộn dây thấp áp YU
3.6.3 Cuộn dây Reset từ xa (YR)
Cuộn Reset từ xa có chức năng vô hiệu hóa khóa khi máy cắt đóng, được kích hoạt khi máy cắt được mở do thiết bị ngắt bảo vệ Ekip Cuộn YR hoạt động hiệu quả trong dải điện áp từ 90% đến 110% của giá trị định mức Un Xem Hình 3.27.
Một số lỗi thường gặp và cách khắc phục
Trong quá trình vận hành, có thể xuất hiện một số lỗi thường gặp, được chỉ ra qua các đèn LED chỉ thị Bảng 3.9 liệt kê các tình huống cụ thể liên quan đến những lỗi này.
Hình 3.27 Cuộn dây Reset từ xa
Bảng 3.9 Một số lỗi thường gặp và cách khắc phục
Lỗi Nguyên nhân Cách khắc phục
Nhấn nút đóng nhưng máy cắt không thực hiện
Chưa reset nút ngắt TU Nhấn nút TU Reset
Cuộn dây thấp áp không được nạp Cung điện cho cuộn dây
Cuộn dây mở đang hoạt động có điện, hãy thực hiện việc reset cuộn dây mở và thử lại Ngoài ra, cần kiểm tra xem điểm kết nối giữa máy cắt và khung vỏ (đối với loại có ngăn kéo) có khớp hay không.
Dùng cần quay điều chỉnh máy cắt vào vị trí Connect Điện áp cấp nguồn quá thấp Đo điện áp: không được thấp hơn
85% điện áp định mức máy cắt
Nhấn nút mở nhưng máy cắt không thực hiện
Cuộn dây đóng đang có điện Reset cuộn dây đóng rồi thử lại Điểm kết nối của cuộn dây mở chưa chính xác
Kiểm tra lại điểm kết nối của cuộn dây mở
Dòng chạm đất cao nhưng máy cắt không ngắt có thể do cảm biến đo dòng không chính xác Để khắc phục, cần thay cảm biến mới và đảm bảo đọc các giá trị như dòng, điện áp, công suất,… một cách chính xác.
Sai sót kết nối giữa bộ đo đa năng Ekip và máy cắt Điều chỉnh lại phần kết nối giữa 2 thiết bị
Các thông số cài đặt không đúng với thông số định mức của máy cắt
Xem lại thông số máy cắt và cài đặt chính xác.
BỘ CHUYỂN ĐỔI NGUỒN TỰ ĐỘNG ATS021
Tổng quan về bộ ATS
Bộ chuyển đổi nguồn tự động ATS021 là thiết bị thiết yếu cho các công trình lắp đặt, giúp chuyển đổi giữa hai đường dây nguồn nhằm đảm bảo cung cấp điện liên tục cho phụ tải khi xảy ra sự cố trên một đường dây Để hiểu rõ hơn về giao diện của bộ ATS021, vui lòng tham khảo Hình 4.1.
ATS021 là thiết bị lựa chọn đường dây cấp điện, hoạt động trực tiếp với các cầu chì (CB) trên các đường dây Nó tương thích với các CB tự động và bộ ngắt kết nối công tắc ABB SACE Thiết bị này còn có khả năng giám sát điện áp của đường dây chính và đường dây khẩn cấp, đồng thời ghi nhận các lỗi xảy ra.
- Điện áp lớn nhất và nhỏ nhất nằm trong phạm vi ± 30%
- Tần số lớn nhất và nhỏ nhất trong phạm vi 0.9fn > f > 1.1fn
Mất cân bằng tần số xảy ra khi có sự chênh lệch giữa hai giá trị tần số của các pha Trong tình huống này, ngưỡng cố định +/- 10% được áp dụng để đánh giá mức độ mất cân bằng.
Mất cân bằng điện áp xảy ra khi có sự khác biệt giữa các giá trị điện áp của các pha Trong trường hợp này, ngưỡng được thiết lập bằng bộ chọn Lim cũng sẽ được áp dụng để kiểm soát sự chênh lệch này.
ATS021 hoạt động mà không cần nguồn điện an toàn phụ, vì nó được cấp nguồn trực tiếp từ điện áp đường dây Thiết bị này có thể sử dụng trong các hệ thống với tần số định mức 50Hz và 60Hz, có khả năng điều chỉnh thông qua công tắc nhúng.
Máy cắt ATS021 có hai chế độ hoạt động: thủ công và tự động Ở chế độ thủ công, người dùng có thể điều khiển máy thông qua các nút bấm trên mặt trước, trong khi ở chế độ tự động, thiết bị sẽ tự động điều khiển logic chuyển mạch.
Khi sử dụng ATS021 trong các hệ thống không có trung tính, cần phải sử dụng máy biến điện áp bên ngoài Đối với các hệ thống một pha, việc kết nối dây trung tính là bắt buộc.
Với công tắc xoay Lim ở vị trí SETUP, phím RESET có thể được sử dụng để thiết lập logic chuyển đổi sau:
- Không có ưu tiên tuyến
- Chế độ tự động không có nghịch đảo
Các kết hợp khác nhau của đèn LED chỉ ra thiết lập của các logic chuyển đổi khác nhau
Thời gian trễ của thiết bị ATS
Thiết bị ATS021 kiểm soát tất cả các trình tự chuyển đổi bằng cách áp dụng độ trễ thời gian có thể được đặt như Bảng 4.1:
Bảng 4.1 Thời gian trễ của ATS021
Thời gian trễ Mô tả Giá trị
Khoảng thời gian mở máy cắt của đường dây chính CB1 sau khi phát hiện lỗi trong nguồn điện (trong trường hợp máy phát điện không được sử dụng)
0…30s Khoảng thời gian khởi động máy phát điện sau khi phát hiện lỗi trong nguồn điện (Trong trường hợp sử dụng máy phát điện)
TBS Delay Thời gian mở máy cắt của đường dây khẩn cấp CB2 sau khi phát hiện có nguồn điện trở lại trên đường dây chính
Thời gian đóng máy cắt của đường dây khẩn cấp CB2 sau khi phát hiện nguồn điện trên đường dây khẩn cấp
Cố định 3.5s Thời gian trì hoãn đóng máy cắt đường dây khẩn cấp CB1 sau khi phát hiện nguồn điện trên đường dây chính
TGOFF Delay Thời gian trì hoãn tắt máy phát điện sau khi đóng máy cắt đường dây chính CB1
Vận hành thiết bị ATS021
Giao điện của thiết bị được mô tả như Hình 4.1:
Hình 4.1 Mặt trước của thiết bị ATS021
Bảng 4.2 Mô tả mặt trước của bộ ATS021
1 CB1: nút ấn đóng/mở máy cắt CB1
2 CB2: nút nhấn đóng/mở máy cắt CB2
3 RESET: nút đặt lại cảnh báo
4 KIỂM TRA: nút chọn chế độ kiểm tra
5 LED LN1: báo trạng thái nguồn 1
6 LED LN2: báo trạng thái nguồn 2
7 LED CB1: Đèn báo trạng thái của máy cắt CB1
8 LED CB2: Đèn báo trạng thái của máy cắt CB2
9 LED POWER: cho biết thiết bị đang được cấp nguồn điện
10 LED AUTO: cho biết chế độ tự động hoặc thủ công
11 LED ALARM: chỉ ra đang có lỗi, báo động
12 Ts: Núm xoay thay đổi thời gian trễ chuyển mạch
13 Lim: Núm xoay lựa chọn chế độ tự động/thủ công, ngưỡng giới hạn điện áp và cài đặt thiết bị
4.3.1 Vận hành ở chế động thủ công
Chế độ vận hành thủ công của thiết bị ATS021 được chọn thông qua công tắc xoay Lim trên bảng điều khiển phía trước Cả chế độ vận hành và điện áp ngưỡng đều được thiết lập cùng lúc bằng cách điều chỉnh công tắc xoay đến vị trí mong muốn Các cài đặt khả dụng trong chế độ MANUAL bao gồm ±5, ±10, ±20, và ±30%.
Ví dụ: nếu công tắc Lim ở vị trí 20% MAN, thiết bị sẽ ở chế độ thủ công và điện áp ngưỡng là ±20%
Hình 4.2 Chọn chế độ vận hành thủ công của ATS021
4.3.2 Vận hành ở chế động tự động
Để chuyển thiết bị ATS021 sang chế độ tự động, chỉ cần xoay công tắc Lim đến vị trí Auto trên bảng điều khiển Khi đó, thiết bị sẽ hoạt động một cách tự động.
38 khả dụng ở chế độ Tự động tương tự như thủ công đều là: ±5, ±10, ±15, ±20, ±30% Xem
Ví dụ: nếu công tắc Lim được đặt thành 20% AUTO nghĩa là thiết bị ở chế độ Tự động và điện áp ngưỡng là ±20%
Hình 4.3 Chọn chế độ vận hành tự động của ATS021
Các chỉ thị đèn LED được liệt kê trong Bảng 4.3:
Bảng 4.3 Chỉ thị đèn Led của các vị trí
Vị trí LED Trạng thái hoạt động Chỉ thị LED
Xảy ra một trong 2 trường hợp:
- Ngõ vào DI3 bị vô hiệu hóa logic
Logic chuyển đổi được bật và không có cảnh báo nào
Chế độ thủ công Tắt
Chế độ tự động Sáng ổn định màu xanh
Chế độ kiểm tra/thử nghiệm Nhấp nháy đèn xanh
Power LED Đang được cấp nguồn Sáng ổn định màu xanh
Không được cấp nguồn ở cả 2 đường dây và chế độ tiết kiệm năng lượng đã tắt
Tắt Đang ở chế độ tiết kiệm năng lượng (tối đa 1 phút)
Led nhấp nháy màu xanh
LED Đang được cấp nguồn Sáng ổn định
Không được cấp nguồn Tắt
Quá áp Nhấp nháy nhanh (5Hz)
Thấp áp Nhấp nháy (1Hz, 50% Sáng /
Giá trị tần số không hợp lệ (ngoài vùng cho phép
Nhấp nháy (1Hz, 90% Sáng / 10% Tắt)
Mất cân bằng Nhấp nháy (1Hz, 10% Sáng /
Máy cắt CB1/CB2 mở Đèn Led của CB1/CB2 tắt
Máy cắt CB1/CB2 đóng Đèn Led của CB1/CB2 sáng Đang diễn ra quá trình mở máy cắt CB1/CB2 Đèn Led nhấp nháy (1Hz, 50%
Sáng / 50% Tắt) Đang diễn ra quá trình đóng máy cắt CB1/CB2 Đèn Led nhấp nháy (1Hz, 50%
Quá trình mở máy cắt CB1/CB2 không thành công khi đèn LED của CB1/CB2 sáng lên cùng lúc với đèn LED báo động Tương tự, quá trình đóng máy cắt CB1/CB2 cũng thất bại khi đèn LED của CB1/CB2 nhấp nháy đồng thời với đèn LED báo động.
4.3.4 Thao tác với nút nhấn Để thao tác với các nút nhấn phải đảm bảo thiết bị ATS021 đang trong chế độ thủ công, các máy cắt có thể được điều khiển bằng các nút nhấn CB1 và CB2 Trong trường hợp xảy ra sự cố và cảnh báo được kích hoạt, nhấn RESET để đặt lại cảnh báo
Bảng 4.4 Thao tác với các nút nhấn
Nút nhấn Mô tả thao tác
Nếu CB1 đã đóng, lệnh mở được gửi đến CB1
Nếu CB1 và CB2 cùng đang mở, lệnh đóng được gửi đến CB1
Nếu CB1 đang mở và CB2 đã đóng, không xảy ra hoạt động nào
Nếu CB2 đã đóng, lệnh mở được gửi đến CB2
Nếu CB2 và CB1 cùng đang mở, lệnh đóng được gửi đến CB2
Nếu CB2 đang mở và CB1 đã đóng, không xảy ra hoạt động nào
Nhấn giữ RESET và nhấn CB1 Khởi động máy phát điện
Nhấn giữ RESET nhấn và nhấn CB2 Dừng máy phát điện
Ngoài ra nút nhấn TEST được dùng để kiểm tra quá trình vận hành của bộ ATS021
Chế độ kiểm tra
Thiết bị ATS021 cho phép lựa chọn hai chế độ kiểm tra khác nhau:
Kiểm tra toàn bộ quy trình chuyển đổi bằng cách đảm bảo bộ ATS021 ở chế độ thủ công Nhấn nút TEST để tất cả các đèn LED nhấp nháy hai lần đồng thời, sau đó đèn LED Auto sẽ nhấp nháy mỗi 0.5 giây Quá trình kiểm tra này giúp xác nhận tính năng hoạt động của thiết bị.
+ Bước 1: Nhấn TEST; khởi động máy phát (không thực hiện nếu máy phát KHÔNG được sử dụng)
+ Bước 2: Nhấn TEST; Máy cắt CB1 thực hiện lệnh mở
+ Bước 3: Nhấn TEST; Máy cắt CB2 thực hiện lệnh đóng
+ Bước 4: Nhấn TEST; Máy cắt CB2 thực hiện lệnh mở
+ Bước 5: Nhấn TEST; Máy cắt CB1 thực hiện lệnh đóng
+ Bước 6: Nhấn TEST; Dừng máy phát (không thực hiện nếu máy phát KHÔNG được sử dụng)
+ Sau khi kết thúc quy trình, nhấn TEST một lần nữa để tiếp tục chuỗi chuyển đổi Người dùng có thể dừng chuỗi kiểm tra bằng cách nhấn RESET
Kiểm tra khởi động và dừng máy phát là quá trình quan trọng khi nhà máy đang hoạt động mà không cần tắt máy cắt trên đường dây Để thực hiện, hãy đảm bảo bộ ATS021 ở chế độ thủ công và giữ nút TEST trong ít nhất 3 giây Khi nhả nút TEST, tất cả đèn LED sẽ nhấp nháy đồng thời hai lần, sau đó đèn LED Auto sẽ nhấp nháy trong 0.5 giây sau mỗi 2 giây Quy trình này giúp đảm bảo máy phát hoạt động hiệu quả và an toàn.
+ Bước 1: Nhấn TEST; khởi động máy phát
+ Bước 2: Nhấn TEST; dừng máy phát
Lưu ý: Khi quy trình kiểm tra kết thúc, người dùng phải đảm bảo thiết bị không được để quên trong chế độ TEST.
Cài đặt các thông số
Các tham số có thể điều chỉnh thông qua nút gạt công tắc ở phần dưới của ATS021 bao gồm điện áp định mức (Un), có thể được thiết lập bằng các công tắc DIP S23-1 đến S23-3.
+ Tần số định mức (fn): có thể được đặt bằng công tắc DIP S23-4
+ Sử dụng trung tính (N), có thể cài đặt bằng công tắc DIP S24-1
+ Số pha (Ph): có thể cài đặt bằng công tắc DIP S24-2
+ Sử dụng máy phát (Gen): có thể được cài đặt bằng nút gạt DIP S24-3
+ Độ trễ khi tắt máy phát (Tgoff): có thể được đặt bằng nút gạt DIP S24-4
Hình 4.4 Cài đặt thông số điện áp chính và điện áp pha
Hình 4.5 Cài đặt tần số
Hình 4.6 Cài đặt sử dụng trung tính
Hình 4.7 Cài đăt hệ thống pha
Hình 4.8 Cài đặt sử dụng máy phát
Hình 4.9 Cài đặt thời gian trễ
CÁC CHẾ ĐỘ KHỞI ĐỘNG CỦA TỦ ĐIỆN DEMO
Chế độ khởi động trực tiếp
Cách khởi động đơn giản nhất cho các động cơ nhỏ không yêu cầu điều khiển tốc độ có thể tạo ra dòng khởi động rất cao, khoảng 5-7 lần dòng định mức, điều này có thể gây tổn hại cho động cơ.
Xem Hình 5.2 để có thể hiểu được động cơ được khởi động trực tiếp diễn ra như thế nào
Hình 5.2 Sơ đồ mạch khởi động trực tiếp
Theo Hình 5.2 có thể biết rằng sơ đồ mạch được chia làm 2 phần:
Mạch động lực sẽ nhận nguồn từ lưới 3 pha 400V, trong đó một pha được trang bị cảm biến dòng CT để theo dõi hoạt động tải của động cơ Sau đó, nguồn điện sẽ được dẫn tiếp đến các thiết bị liên quan.
MCCB 3P (Q3) cho phép cấp nguồn cho động cơ và bảo vệ khỏi quá tải cũng như ngắn mạch Nguồn điện sẽ tiếp tục đi qua Contactor KM2, được điều khiển bằng nút nhấn.
Bắt đầu S9 bên mạch điều khiển, thiết bị này có khả năng bảo vệ quá tải và quá nhiệt Dòng điện hoạt động được điều chỉnh qua Rơlay nhiệt OL1 trong khoảng 10-14A Nguồn sẽ được cấp đến động cơ để hoạt động, và để đảo chiều động cơ, chỉ cần đổi chỗ hai trong ba pha của động cơ.
Mạch điều khiển sử dụng nguồn lưới 1 pha 220V, trong đó điện năng được cung cấp từ D1 qua các tiếp điểm thường đóng 95-96 của OL1 đến nút nhấn Stop.
Trong hệ thống điều khiển, tiếp điểm thường đóng 11-12 của KA5 kết nối với đèn báo dừng H19 và về D2 Ở trạng thái bình thường, khi chưa nhấn nút khởi động, đèn báo dừng H19 sẽ sáng đỏ Khi nhấn nút Start S9, nguồn điện sẽ được cung cấp cho cuộn dây điều khiển A1-A2 của Contactor.
KM2 cung cấp điện cho cuộn dây, khiến tiếp điểm thường hở 13-14 của KM2 đóng lại, duy trì trạng thái có điện cho KM2 Đồng thời, cuộn dây của Run Reley cũng nhận điện, làm mở tiếp điểm thường đóng 11-12 và đóng tiếp điểm thường hở 11-14 Dòng điện đi qua đèn báo H18, làm đèn sáng màu xanh lá, và động cơ bắt đầu chạy với dòng điện định mức Để dừng động cơ, chỉ cần nhấn nút Stop S10, làm hở mạch và mất điện cho cuộn dây, dẫn đến động cơ dừng hoạt động Trong trường hợp động cơ quá nhiệt hoặc quá tải, Rơlay OL1 sẽ hoạt động, làm cho tiếp điểm 95-96 hở ra và dừng động cơ đang chạy.
98 đóng lại để sáng đèn báo lỗi H20 màu vàng, từ đó sẽ bảo vệ được cho động cơ tránh hư tại về mặt cơ cũng như về điện
Chế độ khởi động sao - tam giác
Chế độ khởi động sao - tam giác là lựa chọn phổ biến cho động cơ công suất lớn khi không cần điều khiển tốc độ linh hoạt Phương pháp này giúp giảm dòng khởi động ban đầu, tiết kiệm chi phí và giảm tác động lên hệ thống cơ và điện của động cơ Mạch đấu nối sao và tam giác được minh họa trong Hình 5.3.
Hình 5.3 Mạch đấu sao và tam giác
Nguyên lí giảm dòng điện của phương pháp khởi động sao – tam giác được giải thích như sau:
+ Khi động cơ đấu sao: U d = √3U p và I d = I p
(1) + Khi động cơ đấu tam giác: U d = U p và I d = √3I p
Từ (1) và (2) ta có thể tính được tỉ số chêch lệch dòng điện giữa đấu sao và đấu tam giác: I dΥ
Tỉ số trên cho thấy rằng việc khởi động động cơ bằng phương pháp sao – tam giác sẽ giảm dòng khởi động xuống 3 lần so với cách khởi động thông thường Để hiểu rõ hơn về ứng dụng của mạch khởi động sao – tam giác, hãy tham khảo Hình 5.4.
Hình 5.4 Sơ đồ mạch khởi động sao – tam giác
Theo Hình 5.4 mạch điện bao gồm 2 phần:
Mạch động lực được cấp nguồn từ lưới 3 pha 400V, trong đó một pha được gắn CT để giám sát dòng điện khi động cơ hoạt động Dòng điện được điều khiển bởi MCCB 3P (Q3) và đi qua các Contactor, với KM3 là Contactor chính và KM5 là Contactor phụ khi động cơ ổn định (đấu hình tam giác) KM4 là Contactor phụ trong giai đoạn khởi động (đấu hình sao), và Rơlay nhiệt OL2 được lắp sau KM3 để bảo vệ động cơ khỏi quá tải và quá nhiệt Để đảo chiều quay của động cơ, cần đảo 2 trong 3 pha.
Mạch điều khiển được cấp nguồn từ lưới 1 pha 220V Khi động cơ chưa hoạt động, dòng điện đi qua tiếp điểm thường đóng 21-22 của KM3, làm đèn báo Stop sáng đỏ, cho biết động cơ đang dừng Khi nhấn nút nhấn thường hở Start S11, dòng điện sẽ đi qua tiếp điểm thường đóng 95-96 của OL2 đến nút nhấn S12 và S11, cùng với đầu nối 15 của Rơlay thời gian, khiến cuộn dây A1-A2 của Rơlay thời gian có điện Lúc này, đầu nối 16 có điện, làm cho cuộn dây A1-A2 của KM4 hoạt động, đóng tiếp điểm thường hở 13-14 của KM4, cung cấp điện cho cuộn dây A1-A2 của KM3, đồng thời mở các tiếp điểm thường đóng 21-22 của KM3.
KM3 sẽ đóng lại để duy trì điện áp cho Rơlay thời gian, trong khi KM3 và đèn báo H21 sáng màu xanh, cho biết động cơ đang hoạt động Trong 5 giây đầu tiên (theo cài đặt của Rơlay thời gian) từ khi nhấn nút S11, đầu nối 16 sẽ luôn có điện và động cơ sẽ chạy ở chế độ sao Sau 5 giây, đầu nối 16 sẽ mất điện và đầu nối 18 sẽ có điện, dẫn đến KM4 mất điện và KM5 có điện, giúp động cơ chuyển sang mạch tam giác Hai tiếp điểm thường đóng của KM5 và KM4 hoạt động như khóa chéo để tránh sai sót khi cấp điện cho động cơ.
Bộ Khởi Động Mềm PSTX30-690-70
5.3.1 Tổng quan về bộ khởi động mềm PSTX30-690-70
Bộ khởi động mềm PSTX sử dụng công nghệ tiên tiến, cho phép khởi động và dừng động cơ lồng sóc một cách nhẹ nhàng Sản phẩm được trang bị các tính năng bảo vệ động cơ hiện đại, đảm bảo hoạt động an toàn và hiệu quả.
Giải thích tên của thiết bị:
+ PSTX30: Loại khởi động mềm dòng PSTX với dòng điện định mức là 30A
+ 690: Điện áp chính từ 208-690V tần số 50/60 Hz
+ 70: Nguồn điều khiển từ 100-250V tần số 50/60 Hz
Hình 5.5 Mặt trước của bộ khởi động mềm PSTX
Bảng 5.1 Một số thông số cơ bản của bộ khởi động mềm PSTX
Điện áp ngõ ra của thiết bị là 24 V với sai số ± 5% và tối đa 250 mA Điện áp cách điện định mức đạt 690 V, trong khi điện áp hoạt động định mức là 690 V với tần số 50/60 Hz Ngoài ra, điện áp nguồn định mức nằm trong khoảng 100-250 V, cũng với tần số 50/60 Hz.
Sai số điện áp +10% đến -15%
Tần số định mức 50 / 60 Hz
5.3.2 Các chức năng của bộ khởi động mềm PSTX
Bộ khởi động mềm PSTX được trang bị nhiều chức năng bảo vệ nhằm bảo vệ bộ khởi động, động cơ và các thiết bị liên quan Người dùng có thể tùy chọn thiết lập chế độ đặt lại tự động hoặc thủ công cho các biện pháp bảo vệ này Ngoài ra, người dùng cũng có khả năng kích hoạt hoặc vô hiệu hóa các chức năng bảo vệ theo nhu cầu Chi tiết về các chức năng của bộ khởi động mềm sẽ được trình bày trong Bảng 5.2.
Bảng 5.2 Các chức năng của PSTX
Phân loại Cụ thể Phân loại Cụ thể
Dốc điện áp khởi động
Cảnh báo mất cân bằng dòng điện
Dốc điện áp dừng Cảnh báo quá áp
Dốc khởi động mô-men xoắn Cảnh báo thấp áp Dốc dừng mô-men xoắn Cảnh báo thời gian ngắt EOL
Khởi động đầy điện áp Cảnh báo EOL
Không có ramp Cảnh báo méo sóng hài toàn phần
Phanh tĩnh Cảnh báo mất cân bằng điện áp
Giới hạn dòng điện Cảnh báo hệ số công suất quá tải
Kích khởi động Cảnh báo dòng điện quá tải
Giảm tốc độ Cảnh báo quạt bị lỗi
Quá nhiệt động cơ Cảnh báo cánh quạt bị khóa Khởi động tuần tự Cảnh báo quá tải Thyristor
Tự động khởi động lại Cảnh báo ngắn mạch
Chức năng phát hiện lỗi
Bảo vệ khóa rotor Lỗi ngắn mạch
Bảo vệ đảo pha Lỗi hở mạch thyristor
Bảo vệ mất cân bằng dòng điện Lỗi quá tải thyristor
Bảo vệ quá áp Lỗi tản nhiệt quá nhiệt
Bảo vệ thấp áp Lỗi không xác định
Bảo vệ lỗi tiếp đất Lỗi điện tử
Bảo vệ mất cân bằng điện áp Id không hợp lệ
Bảo vệ đầu ra điện áp Lỗi mất pha
Bảo vệ lỗi màn hình HMI Lỗi mạng
Giới hạn số lần khởi động Lỗi điện áp nguồn thấp Bảo vệ mở khóa mạch bypass Lỗi dòng điện cao Bảo vệ lỗi truyền thông
5.3.3 Cấu hình nhanh cho bộ khởi động mềm PSTX Để cấu hình nhanh Bộ khởi động mềm, sử dụng menu Assistants:
Các menu Assistants được chia thành 2 thiết lập:
- Thiết lập cơ bản (Basic set-up) gồm 4 bước sau:
+ Bước 2: Ngày giờ (Date and time)
+ Bước 3: Thông số của động cơ (Motor data)
+ Bước 4: Cấu hình cho hệ thống (System configuration)
- Thiết lập cho ứng dụng (Application set-up) gồm 3 bước sau:
+ Bước 1: Truy cập thiết lập ứng dụng (Application set-up)
+ Bước 2: Giữ hoặc thay đổi giá trị (Keep/Change values)
+ Bước 3: Điều chỉnh các cài đặt (Tune settings)
5.3.4.1 Thiết lập cơ bản (Basic set-up)
Khi khởi động Softstarter, bạn sẽ thấy một quy trình thiết lập với tổng cộng 7 bước, trong đó có 5 bước chính cần thực hiện Nếu bạn cảm thấy không cần thiết phải tiếp tục thiết lập này, hãy tham khảo bước 6 dưới đây để tắt nó.
+ Bước 1: Tìm menu Assistants bằng cách nhấn “Menu” Sử dụng các phím điều hướng để cuộn (lên hoặc xuống) đến Assistants Nhấn “Select” để vào menu Assistants
+ Bước 2: Di chuyển đến menu Basic set-up bằng các phím điều hướng Nhấn
+ Bước 3: Thiết lập Basic set-up với bước 1/5 , Language Nhấn “Edit” để thay đổi ngôn ngữ Sử dụng các phím điều hướng để chọn ngôn ngữ và nhấn “Save”
+ Bước 4: Nhấn để vào bước 2/5 , Date and time Nhấn “Edit” và sử dụng các phím điều hướng để chỉnh sửa ngày giờ, sau đó nhấn “Save”
Nhấn vào bước 3/5, Motor data, và chọn "Edit" để điều chỉnh dòng điện định mức của Động cơ Ie Sử dụng các phím điều hướng để thay đổi giá trị, sau đó nhấn Enter để xác nhận.
+ Bước 6: Nhấn để vào bước 4/5 , System configuration Tại đây, có thể đặt xem
Bộ khởi động mềm có vào Basic set-up khi bật nguồn hay không Sử dụng các phím Điều hướng để chọn Có hoặc Không rồi nhấn “Save”
+ Bước 7: Nhấn để vào bước 5/5 và sau đó nhấn “Done” để hoàn tất Basic set- up Để biết thêm cài đặt, vào Application set-up
5.3.4.2 Thiết lập ứng dụng (Application set-up)
Thiết lập này sẽ bao gồm 6 bước sau:
+ Bước1: Tìm menu Assistants từ giao diện trang chủ (Home view) bằng cách nhấn “Menu” Cuộn đến Assistants bằng các phím điều hướng Nhấn “Select” để vào menu Assistants
+ Bước 2: Di chuyển đến menu Application set-up bằng các phím điều hướng rồi vào menu bằng cách nhấn “Select”
Bước 3: Quá trình thiết lập ứng dụng bắt đầu với bước 1/4, chọn loại ứng dụng phù hợp và nhấn “Chọn” Để xem danh sách đầy đủ các ứng dụng, vui lòng tham khảo chương Tham số đầy đủ.
Bước 4: Nhấn vào bước 2/4, Values (Giá trị) Tại đây, người dùng có thể chọn giữa “Keep actual values” (giữ các giá trị thực tế) hoặc “Change to recommended values” (thay đổi thành các giá trị được đề xuất) Hãy cuộn đến lựa chọn mong muốn và nhấn “Select” để áp dụng.
Bước 5: Nhấn vào bước 3/4, điều chỉnh cài đặt (Tune settings) Thông thường, các giá trị đề xuất là đủ, nhưng trong một số trường hợp, bạn cần tinh chỉnh Để thực hiện điều này, hãy nhấn “Edit” và sử dụng các phím điều hướng để điều chỉnh.
-Thời gian tăng tốc khởi động: 1 - 120 giây
-Thời gian giảm tốc dừng: 1 - 120 giây
-Mức ban đầu tăng tốc khởi động: 10 - 99%
-Mức kết thúc giảm tốc: 10 - 99%
-Mức giới hạn dòng điện: 1.5 – 7.5 x Ie
-Chế độ khởi động: Tăng tốc điện áp, tăng tốc mô-men xoắn hoặc khởi động toàn áp
-Chế độ dừng: Không tăng tốc, tăng tốc điện áp, tăng tốc mô-men xoắn, phanh động
+ Bước 6: Nhấn và sau đó nhấn “Done” để hoàn tất Thiết lập ứng dụng bước
4/4 Nếu cần, tinh chỉnh cũng có thể được thực hiện trong menu Parameter
5.3.4 Màn hình giao tiếp với người dùng
Giao diện Human-machine interface (HMI) cho phép người dùng thay đổi cài đặt của Bộ khởi động mềm, bao gồm ngõ vào, ngõ ra, bảo vệ, cảnh báo và giao tiếp truyền thông Hơn nữa, HMI còn hỗ trợ theo dõi, điều khiển và đọc thông tin trạng thái của Bộ khởi động mềm.
- Các phím chọn và điều hướng
- Đèn LED báo trạng thái
Hình 5.6 Màn hình giao tiếp với người dùng
Hình 5.7 Đèn LED chỉ thị trạng thái
Có 4 đèn LED chỉ thị trạng thái xem Hình 5.7 sẽ được mô tả ở bảng 5.3 ở dưới:
Bảng 5.3 Mô tả đèn LED chỉ thị
Vị trí LED Màu Mô tả
(1) Ready Xanh - Tắt: khi điện áp cấp nguồn điều khiển Us không kết nối
- Nhấp nháy: khi điện áp nguồn điều khiển Us được cấp nguồn và điện áp hoạt động Ue đang ngắt
- Sáng ổn định: khi cả 2 điện áp Us và Ue đang được cấp nguồn
(2) Run Xanh - Tắt: khi động cơ không chạy
- Nhấp nháy: Khi bộ khởi động mềm đang kiểm soát điện áp hoạt động
Ue trong thời gian khởi động hoặc dừng
- Sáng ổn định: Khi điện áp hoạt động đầy đủ Ue được cấp ở đỉnh của Ramp (quá trình tăng tốc)
(3) Protection Vàng - Tắt: Khi bộ khởi động mềm không bị kích hoạt bởi bảo vệ
- Đèn nhấp nháy: Bảo vệ đã kích hoạt và có thể đặt lại
- Đèn ổn định: Bảo vệ đã kích hoạt và không thể đặt lại
(4) Fault Đỏ - Tắt: Khi bộ khởi động mềm không phát hiện lỗi
- Đèn nhấp nháy: Lỗi đã xảy ra và có thể đặt lại
- Đèn ổn định: Lỗi đã xảy ra và không thể đặt lại
Bộ khởi động mềm có 10 phím (xem Hình 5.8) trên bàn phím sẽ được liệt kê dưới đây:
Hình 5.8 Bàn phìm thao tác
Các phím lựa chọn (Selection soft keys) bao gồm hai phím chính là Options và Menu, với chức năng được chỉ định cho từng hộp thoại thiết lập, cho phép người dùng thực hiện các thao tác như chọn (Select), thoát (Exit), thay đổi (Change) hoặc lưu (Save) Màn hình phía trên các phím này hiển thị chức năng hiện tại đang được truy cập, như thể hiện ở vị trí (1) trên Hình 5.8.
Các phím điều hướng cho phép người dùng dễ dàng điều hướng trong menu và thay đổi các giá trị tham số Các danh sách và giá trị được đánh dấu màu đen trên màn hình có thể được cuộn để chọn tham số khác Người dùng có thể thực hiện cuộn trong một vòng khép kín để chọn các tham số từ danh sách Vị trí được chỉ ra trong Hình 5.8.
Phím “R/L” là viết tắt của Remote hoặc Local, cho phép người dùng chuyển đổi giữa điều khiển khởi động mềm từ HMI (giao diện người dùng) và điều khiển từ xa thông qua đầu vào dây cứng hoặc fieldbus Vị trí của phím này được chỉ rõ trong Hình 5.8.
Phím “i” trên HMI cho phép người dùng truy cập thông tin về trạng thái và cài đặt khởi động mềm Khi nhấn phím này, bạn sẽ nhận được trợ giúp và thông tin tổng quát về các cài đặt hiện tại trong hệ thống HMI.
Phím "Stop" là nút dừng cho bộ khởi động mềm, cho phép ngừng động cơ với các thông số đã thiết lập Người dùng có thể nhấn phím dừng trong quá trình khởi động nếu cần, nhưng chức năng này chỉ hoạt động trong chế độ điều khiển cục bộ Vị trí của phím "Stop" được chỉ rõ trong Hình 5.8.
Phím “Start” khởi động động cơ với các thông số đã thiết lập, chỉ hoạt động trong chế độ điều khiển cục bộ (vị trí 6 trên Hình 5.8) Để đảm bảo an toàn và tránh thay đổi nhầm lẫn các thông số, bộ khởi động mềm có phím khóa Để sử dụng phím khóa, nhấn và giữ đồng thời phím Options, phím Menu (màn hình chính) và phím “i” trong 2 giây để mở hoặc khóa bàn phím, hiển thị ổ khóa ở góc phải Màn hình sẽ hiển thị giao diện chính, cho phép sử dụng phím trái và phải để chuyển qua các giao diện chính.
Hình 5.9 Khóa/mở bàn phím thao tác
5.3.5 Thiết lập thông số cài đặt cho bộ khởi động mềm
Danh sách tham số được chia làm 3 menu con:
- Danh sách đầy đủ (Complete list): Hiển thị tất cả các thông số cho thiết lập nâng cao
- Yêu thích (Favorites): Lựa chọn các chức năng, thông số yêu thích để thuận tiện thay đổi
- Sửa đổi (Modified): Hiển thị các thông số đã thay đổi