Giáo trình khí cụ điện - Chương 2 ppt

Chơng II Khí cụ điện đóng cắt Điện áp thấp ¤1 cÇu dao Ký hiƯu cÇu dao pha, pha cầu chì có cầu chì cực cực cực 1.1 Công dụng: Cầu dao loại khí cụ điện hạ áp đợc sử dụng để đóng cắt đổi nối sơ đồ kết dây mạch điện thao tác trực tiếp tay 1.2 Phân loại: - Cầu dao pha, cầu dao ba pha - CÇu dao mét chiỊu, cÇu dao hai chiều - Cầu dao có cầu chì, cầu dao cầu chì - Cầu dao có lỡi dao phụ cầu dao lỡi dao phụ 1.3 Cấu tạo số loại cầu dao thờng gặp: Cấu tạo cầu dao gồm : Tiếp xúc động tiễp xúc tĩnh, cốt bắt dây từ nguồn vào cầu dao từ cầu dao tải, tiếp xúc động thờng lỡi dao, cầu dao có tay đóng cắt vật liệu cách điện gỗ, sứ, nhựa để đảm bảo an toàn cho ngời thao tác, cầu dao đợc bao bọc võ nhựa cách điện Cầu dao sử dụng mạch điện hạ áp thờng lắp kèm theo cầu chì để bảo vệ tải ngắn mạch Ưu điểm cầu dao đơn giản, dễ lắp đặt dễ thao tác, dễ kiểm tra sữa chữa, giá thành rẻ nên đợc sử dụng rộng rÃi Ô2 cầu chì Ký hiệu sơ đồ mạch điện 2.1 Công dụng: Cầu chì loại khí cụ điện đợc sử dụng để bảo vệ tải ngắn mạch cho thiết bị lới điện 2.2 Nguyên tắc tác động cắt mạch: Cầu chì tác động theo nguyên tắc dựa vào hiệu ứng nhiệt dòng điện Khi thiết bị điện mạng điện phía sau cầu chì bị ngắn mạch tải lớn, dòng điện chạy qua dây chảy cầu chì lớn dòng điện định mức làm cho dây chảy bị đốt nóng chảy, dây chảy bị đứt, phần lới điện bị ngắn mạch đợc tách khỏi hệ thống 2.3 Cấu tạo: Cấu tạo cầu chì gồm phận nh sau : - Thân cầu chì đợc chế tạo từ gốm sứ nhựa tổng hợp có nắp nắp - ốc, đinh vít bắt dây chảy đợc gọi cốt bắt dây đợc chế tạo từ kim loại dẫn điện nh đồng, bạc, nhôm - Dây chảy cầu chì đợc chế tạo từ hợp kim chì đồng đợc chia dây chảy nhanh, dây chảy chậm 2.4 Đặc tính bảo vệ yêu cầu kỹ thuật cầu chì: a Đặc tính bảo vệ: Đờng đặc tính A-s dây chảy cầu chì Đờng đặc tính A-s đối tợng đợc đặt cầu chì bảo vệ A vùng bảo vệ cầu chì Khi xảy ngắn mạch tải vùng A cầu chì tác động cắt mạch theo hiệu ứng nhiệt Q = RI2t I Khi nhiệt độ dây chảy cầu chì > ôđ B vùng cầu chì không tác động dòng điện chạy A dây chảy dòng định mứ qua I dòng tải nhỏ, nhiệt độ dây chảy < ôđ nên dây chảy cầu chì khôn N bị đứt (khi nhỏ nhiệt độ dây chảy ôđ) B Igh Iđm t1 t2 t b Yêu cầu kỹ thuật lắp đặt cầu chì: Cầu chì phải đợc lắp đặt nối tiếp dây pha, không lắp đặt dây trung tính Đặctính A-s dây chảy cầu chì phải thấp đặc tính A-s đối tợng đợc lắp đặt cầu chì đợc bảo vệ phải ổn định Khi lắp đặt cầu chì bảo vệ phải bảo đảm tính chọn lọc theo thứ tự từ tải nguồn tức phần tử bị cố ngắn mạch tải lớn cầu chì bảo vệ phải tác động Cầu chì làm việc bảo đảm tin cậy tức phần tử đợc cầu chì bảo vệ bị tải lớn ngắn mạch, cầu chì phải tác động cắt phần tử bị tải ngắn mạch khỏi hệ thống điện Không đợc từ chối tác động Khi cần thay sữa chữa cầu chì phải đảm bảo an toàn tiện lợi 2.5 Phân loại cầu chì: Cầu chì hộp Cầu chì cá Cầu chì kiểu nắp vặn Cầu chì kiểu ống sứ Ô3 khái niệm chung áptomát 3.1 Công dụng: áptomát loại khí cụ điện đóng cắt bảo vệ mạch điện hạ áp Nó đợc sử dụng để đóng cắt từ xa tự động cắt mạch thiết bị điện đờng dây phía sau bị ngắn mạch tải, áp, áp, chạm đất 3.2 Phân loại : áptomát bảo vệ dòng (ngắn mạch tải) áptomát bảo vệ điện áp áptomát bảo vệ áp áptomát bảo vệ chống dật (Aptomát vi sai) áptomát bảo vệ vạn Ô4 phận áptomát bảo vệ dòng điện 4.1.Sơ đồ nguyên lý cấu tạo pha: Khi aptomát vị tri đóng, tiếp xúc động đóng chặt lên tiếp xúc tĩnh 1, dòng ®iƯn tõ ngn ch¹y qua tiÕp xóc tÜnh , qua tiếp xúc động, qua Rơle dòng điện 10, qua Rơle nhiệt 7, tải chế độ làm việc bình thờng lực điện từ Rơle dòng điện sinh nhỏ lực căng lò xo nên áptomát giữ trạng thái đóng 13 tải 12 11 10 Cấu tạo nguyên lý mét pha ¸ptom¸t TiÕp xóc tÜnh TiÕp xóc ®éng Gèi híng dÉn 6.Thanh trun ®éng Móc hÃm Rơle nhiệt 8, 13 Lò xo kéo Gối đỡ 10 Rơle dòng điện 11 Chốt quay 12 Tay thao tác đóng cắt 14 Cách tử dập hồ quang Nếu đờng dây thiết bị điện sau áptomát bị ngắn mạch dòng điện chạy qua áptomát lớn nhiều so với dòng điện định mức Vì dòng điện rơle 10 sinh lớn lực căng lò xo 8, truyền động bị lực điện từ kéo tơt xng lµm cho mãc h·m më ra, ®ã lß xo 13 sÏ kÐo trun ®éng sang trái đa tiếp xúc động rời khỏi tiếp xúc tĩnh 1, mạch điện đợc cắt, hồ quang điện phát sinh hai đầu tiếp xúc động tĩnh đợc cách tử 14 dập tắt Sau kiểm tra khắc phục xong cố ngắn mạch ta đóng lại áptomát qua tay thao tác đóng cắt 12 Trờng hợp đờng dây thiết bị điện sau áptomát bị tải sau thời gian t (khoảng 1-2 phút) rơle nhiệt tác động lên truyênf làm cho móc hÃm mở Khi lò xo 13 kéo truyền động sang trái đa tiếp xúc động rời khỏi tiếp xúc tĩnh, nên mạch điện đợc cắt Muốn đóng, cắt mạch tác động vào tay thao tác 12 (đẩy lên đóng, đẩy xuống cắtnh hình vẽ) Ô5 áptomát bảo vệ áp điện 5.1 Nhiệm vụ: Đóng, cắt tự động bảo vệ áp cho mạch điện hạ áp 5.2 Sơ đồ cấu tạo nguyên lý làm việc: a.Cấu tạo: nguồn 13 Fđt 10 tải áptomát bảo vệ áp điện Lò xo kéo Gối đỡ trợt C¸ch tư dËp hå quang Lâi thÐp non Rơle điện áp Tiếp xúc tĩnh Tiếp xúc ®éng Thanh truyÒn déng Chèt quay 10 Tay thao tác đóng cắt b Nguyên lý: Nếu áptomát vị trí đóng nh hình vẽ: tiếp xúc động đóng chặt lên tiếp xúc tĩnh 6, mạch điện nối liền, tải có điện trạng thái làm việc bình thờng Uvh = Uđm lực điện từ rơle điện áp sinh lớn lực kéo lò xo áptomát đợc giữ vị trí đóng Khi mạch điện bị áp Uvh < Uđm (khoảng 0,8 Uđm) lực điện từ rơle điện áp sinh nhỏ lực kéo lò xo Khi lò xo kéo truyền ®éng sang tr¸i, ®a tiÕp xóc ®éng rêi khỏi tiếp xúc tĩnh 6, mạch điện đợc cắt ra, hồ quang phát sinh hai đầu tiếp xúc động tĩnh đợc buồng dập hồ quang dập tắt Ô6 áptomát bảo vệ áp 6.1 Nhiệm vụ: Đóng, cắt tự động bảo vệ điện áp cho mạch điện hạ áp Uvh > Uđm 6.2 Sơ đồ cấu tạo nguyên lý làm việc: a Cấu tạo: nguồn 10 Fđt tải áptomát bảo vệ áp Tay thao tác đóng cắt Chốt quay Tiếp xúc tĩnh Tiếp xúc động Rơle điện áp Lâi thÐp non C¸ch tư dËp hå quang Gối đỡ trợt Thanh truyền động cách điện 10 Lò xo kéo b Nguyên lý làm việc: Nếu áptomát vị trí đóng nh hình vẽ, tiếp xúc động đóng chặt vào tiếp xúc tĩnh 3, mạch điện nối liền, tải có điện trạng thái làm việc bình thờng Uvh = Uđm lực điện từ cuộn dây điện áp sinh nhỏ lực kéo lò xo 10 Vì áptomát đợc giữ vị trí đóng Khi mạch điện bị áp Uvh > Uđm (khoảng 1,2 Uđm) lực điện từ cuộn dây điện áp áp lớn lực kéo lò xo 10 Khi lõi thép bị hút chập vào mạch từ rơle điện áp, kéo theo tiếp động rời khỏi tiếp xúc tĩnh mạch điện đợc cắt ra, hồ quang phát sinh hai đầu tiếp xúc động tĩnh đợc buồng cách rử dập tắt Muốn đóng cắt điện khỏi tải tác động vào tay thao tác1 vị đóng, cắt nh hình vẽ: tay thao tác quay quanh chốt đẩy lên đóng mạch, kéo xuống cắt điện khỏi tải Ô7 áptomát vạn 7.1 Nhiệm vụ: Là loại áptomát đa chức năng, sử dụng để đóng cắt mạch điện hạ áp chỗ từ xa, tự đóng cắt mạch đờng dây thiết bị điện sau : ngắn mạch, tải, áp, áp 7.2 Cấu tạo: áptomát tổ hợp loại áptomát : bảo vệ dòng, áp, áp, điều khiển đóng căt từ xa nhờ hệ thống nam châm điện điều khiển đóng cắt mạch Do tính chất đặc thù, cấu tạo phức tạp, giá thành cao nên phạm vi sử dụng loại áptomát hạn chế Thờng đợc sử dụng lắp đặt nhà máy công nghiệp có yêu cầu cao chất lợng điện an toàn Ô8 công tắc tơ 8.1 Công dụng: Công tắc tơ loại khí cụ điện hạ áp đợc sử dụng để điều khiển đóng cắt mạch từ xa tự động nút ấn mạch điện lực có phụ tải điện áp đến 500V, dòng điện đến 600A Công tắc tơ có hai vị trí đóng- cắt Tần số đến 1500 lần/giờ Nhiệm vụ Công tắc tơ thiết bị điện đóng cắt điện áp thấp dùng để khống chế tự động điều khiển xa thiết bị điện chiều xoay chiều có điện áp tới 500 v Công tắc tơ đợc tính với tần số đóng cắt lớn tới 1500 lần 8.2 Phân loại: a Phân loại theo nguyên lý truyền động: - Công tắc tơ điện từ - Công tắc tơ kiểu ép - Công tắc tơ kiểu thuỷ lực b Phân loại theo dạng dòng điện: - Loại công tắc tơ điều khiển điện áp chiều - Loại công tắc tơ điều khiển điện áp xoay chiều c Phân loại theo kiểu kết cấu: - Công tắc tơ hạn chế chiều cao - Công tắc tơ hạn chế chiều rộng k 8.3 Đặc điểm cấu tạo: Cấu tạo nguyên lý mh hình vẽ: gồm phận sau: - Cuộn dây điện áp điều khiển số - Mạch từ chế tạo từ thép kỹ thuật điện - Vỏ thờng chế tạo từ nhựa cứng - Bộ phận truyền động gồm lò xo truyền động - Hệ thống tiếp điểm thờng mở thờng đóng Gồm tiếp điểm công tác (tiếp điểm chính) tiếp điểm phụ Tiếp điểm công tác gồm đầu tiếp xúc tĩnh đầu tiếp xúc động gắn trục quay nhựa cách điện Tiếp điểm phụ gồm đầu tiếp xúc tĩnh tiếp xúc động gắn trục quay Tiếp điểm phụ gồm hai loại tiếp điểm thờng mở tiếp ®iĨm thêng ®ãng C«ng dơng cđa tiÕp ®iĨm phơ thêngg đợc thực chức mạch điều khiển tự động Ký hiệu công tắc tơ sơ đồ hình vẽ Công tắc tơ đóng mở lực điện từ nhê cn hót cïng lâi thÐp tÜnh vµ lõi thép động gắn trục quay Cuộn dây đợc mắc vào điện áp nguồn thông qua nút bấm điều khiển M D Khi cuộn dây cã ®iƯn lùc ®iƯn tõ sÏ hót lâi thÐp chËp vµo lâi thÐp tÜnh lµm trơc mét quay mét gãc theo chiỊu ®ãng tiÕp ®iĨm chÝnh Khi ®iƯn vào cuộn hút bị cắt, lực lò xo trọng lực phần động làm lõi rời khỏi lõi phần động trở trạng thái cũ, công tắc tơ bị cắt 8.4 Nguyên lý làm việc: Muốn đóng điện cho tải đóng khoá K mạch điều khiển, cuộn dây công tắctơ sinh lực điện tõ hót chËp hai nưa m¹ch tõ l¹i víi nhau, Ftđ > Flò xo nên lò xo bị nén lại đồng thời truyền động kéo tiếp xúc động đóng chặt vào tiếp xúc tĩnh, tiếp ®iĨm thêng ®ãng më ra, cßn tiÕp ®iĨm thêng më đóng lại, mạch điện đợc nối liền Muốn cắt điện khỏi tải, ngắt khoá K cuộn dây điện áp điện, lực điện từ bị triệt tiêu, lò xo ®Èy nưa m¹ch tõ xa ®a tiÕp xúc động rời khỏi tiếp xúc tĩnh, mạch điện đợc cắt 8.5 Các tham số chủ yếu công tắc tơ: a Điện áp định mức: điện áp mạch điện tơng ứng mà tiếp điểm phải đóng cắt, có cấp : + 110V, 220V, 440 V mét chiÒu + 127V, 220V, 380V, 500V xoay chiÒu Cuén hút làm việc bình thờng điện áp giới hạn từ 85% tới 105% b Dòng điện định mức: dòng điện qua tiếp điểm chế độ làm việc gián đoạn lâu dài, nghĩa chế độ thời gian công tắc tơ đóng không lâu Công tắc tơ hạ áp có cấp dòng thông dụng: 10, 25, 40, 60, 75, 100, 150, 250, 300, 600A Nếu đặt công tắc tơ tủ điện dòng điện định mức phải lấy thấp 10% làm mát kém, làm việc dài hạn chọn dòng điện định mức nhỏ c Khả đóng cắt: dòng ®iƯn cho phÐp ®i qua tiÕp ®iĨm chÝnh c¾t đóng mạch Ví dụ nh công tắc tơ xoay chiều dùng để điều khiểnđộng không đồng ba pha lồng sóc cần có khả đóng yêu cầu (3ữ7)Iđm d Tuổi thọ công tắc tơ: Tính số lần đóng cắt, sau số lần đóng cắt công tắc tơ không dùng đợc tiếp tục H hỏng độ bền học bền điện e Tần số thao tác: số lần đóng cắt thời gian giờ, bị hạn chế phát nóng tiếp điểm hồ quang Cã c¸c cÊp : 30, 100, 120, 150, 300, 600, 1200, 1500 lần giờ, tuỳ chế độ công tác máy sản xuất mà chọn công tắc tơ có tần số thao tác khác 8.6 u nhợc ®iĨm : KÝch thít gän nhá cã thĨ tËn dơng khoảng không gian hẹp để lắp đặt thao tác mà cầu dao không thực đợc Điều khiển đóng cắt từ xa, có vỏ ngăn hồ quang phóng bên nên an toàn tuyệt đối cho ngời thao tác, thời gian đóng cắt nhanh, u điểm công tắc tơ đợc sử dụng rộng rÃi điều khiển đóng cắt mạch điện hạ áp đặc biệt sử dụng nhiều nhà máy công nghiệp Câu hỏi: Trình bày nhiệm vụ công tắc tơ Nêu nguyên lý làm việc công tắc tơ Ô9 khởi động từ 9.1 Khái niệm công dụng: Khởi động từ loại thiết bị điện dùng để điều khiển từ xa việc đóng cắt đảo chiều bảo vệ tải (nếu có mắc thêm rơle nhiệt) cho động rôto dây lồng sóc Khởi động từ có công tắc tơ gọi khởi động từ đơn, thờng dùng để đóng cắt động điện Khởi động từ có hai công tắc tơ gọi khởi động từ kép, thờng dùng khởi động điều khiển đảo chiều động điện Muốn khởi động từ bảo vệ đợc ngắn mạch phải mắc thêm cầu chì 9.2 Điều khiển động khởi động từ đơn: a Công dụng: Khởi động từ đơn loại khí cụ điện hạ áp đợc sử dụng để điều khiển đóng cắt từ xa bảo vệ tải cho động điện b Cấu tạo: Khởi động từ đơn gồm công tắc tơ rơle nhiệt ghép lại với nhau(bộ rơle nhiệt có từ 2-3 rơle) c Sơ đồ điều khiển động điện: - Mạch động lực gồm : cầu dao, cầu chì, tiếp điểm công tắc tơ K2, cuộn dây dòng điện cđa r¬le nhiƯt a b c M D k rn rn k 1kn 2kn m - Mạch điều khiển gồm : nót Ên dõng D (stop) thêng ®ãng, nót Ên më m¸y M thêng më (start) NÕu hép nót bÊm ®iỊu khiĨn kÐp sÏ cã nót Ên : dõng D (stop) điều khiển động quay thuận MT (For), Điều khiển động quay ngợc MN (REV) Cuộn dây công tắc tơ K, tiếp điểm tự trì công tắc tơ K1 tiếp điểm 1RN, 2RN Rơle nhiệt Muốn đóng điện cho động điện trớc hết đóng cầu dao, nhng động cha có ®iƯn v× K2 ®ang më Mn khëi ®éng nhÊn nót đóng M công tắc tơ K có điện, đóng tiếp điểm K1 để tự trì đồng thời đóng tiếp điểm K2 đa điện vào cho động khởi động Khi khởi động làm việc bị tải rơle nhiệt RN tác động mở tiếp điểm thờng đóng 1RN 2RN làm cho công tắc tơ K bị điện K1 K2 đợc mở cắt điện khỏi động Muốn cắt điện động nhấn nút cắt C công tắc tơ K điện K1 K2 mở Nếu động hay mạch động lực mạch điện điều khiển bị ngắn mạch cầu chì tác động cắt mạch d u nhợc điểm phạm vi ứng dụng: Khởi động từ u điểm cầu dao chỗ điều khiển đóng cắt từ xa nên an toàn cho ngời thao tác đóng cắt nhanh, bảo vệ đợc tải cho động cơ, khoảng không gian lắp đặt thao tác gọn (một tủ điện lắp đặt nhiều động cơ) Vì đựoc sử dụng rộng rÃi cho mạch điện hạ áp 9.3 Điều khiển động khởi động từ kép: a Công dụng: Khởi động từ kép loại khí cụ điện hạ áp đợc sử dụng để điều khiển đóng cắt, bảo vệ tải đảo chiều quay cho động điện b Cấu tạo: Khởi động từ kép gồm công tắc tơ rơle nhiệt ghép lại với c Sơ đồ mạch điện nguyên tắc điều khiển: Khi đóng cầu dao động cha có điện tiếp điểm KT2 KN2 mở Muốn động quay theo chiều thuận ta nhấn nút điều khiển MT công tắc tơ KT có điện, đóng tiêp điểm KT1 để tự trì, đóng tiếp điểm KT2 mạch động lực, đa điện vào cho động khởi động đồng thời mở tiếp điểm KT3 khoá không cho điện vào công tắc tơ điều khiển quay ngợc KN Để tránh trờng hợp động quay thuận nhấn tiếp nút điều khiển MN gây ngắn mạch Muốn đảo chiều quay động phải nhấn nút dừng D công tắc tơ KT điện làm tiếp điểm KT1 KT2 mở ra, tiếp điểm KT3 đóng lại, chờ cho động dừng hẳn, nhấn nút điều khiển ĐN công tắc tơ điều khiển quay ngợc KN có điện, đóng tiếp điểm KN1 KN2 đa điện vào cho động khởi động theo chiều quay ngợc lại, đồng thời mở tiếp điểm KN3 khoá không cho điện vào công tắc tơ ®iỊu khiĨn quay thn Mn c¾t ®iƯn nhÊn nót dõng D, công tắc tơ điện tiếp điểm KT2 KN2 mở cắt điện khỏi động Nếu động bị tải rơle nhiệt tác động mở tiếp điểm 1RN 2RN công tắc tơ điện KT2 KN2 mở Nếu động bị ngắn mạch cầu chì tác động cắt mạch a b c D Mt kt kt kn Mn kn kn kt 1rn kn 2rn a kt a a rn rn m c c bc b b ... rẻ nên đợc sử dụng rộng rÃi ? ?2 cầu chì Ký hiệu sơ đồ mạch điện 2. 1 Công dụng: Cầu chì loại khí cụ điện đợc sử dụng để bảo vệ tải ngắn mạch cho thiết bị lới điện 2. 2 Nguyên tắc tác động cắt mạch:... tơ: a Điện áp định mức: điện áp mạch điện tơng ứng mà tiếp điểm phải đóng cắt, có cÊp : + 110V, 22 0V, 440 V mét chiÒu + 127 V, 22 0V, 380V, 500V xoay chiỊu Cn hót cã thĨ làm việc bình thờng điện. .. 8 .2 Phân loại: a Phân loại theo nguyên lý truyền động: - Công tắc tơ điện từ - Công tắc tơ kiểu ép - Công tắc tơ kiểu thuỷ lực b Phân loại theo dạng dòng điện: - Loại công tắc tơ điều khiển điện