(Chương 1) khí cụ điện

Trang bị cho sinh viên những kiến thức cơ sở, cơ bản về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của một số loại khí cụ điện thông dụng: Cầu dao, cầu chì, aptômát, các loại rơle, máy cắt…trong hệ thống điện. + Cấu tạo, nguyên lý làm việc của các loại khí cụ điện + Phạm vi sử dụng của từng loại trong khí cụ điện

MễN HC KH C IN GV: Phm Vn Minh Khoa: in I MC CH, YấU CU MễN HC Mc ớch Trang b cho sinh viờn nhng kin thc c s, c bn v cu to v nguyờn lý hot ng ca mt s loi khớ c in thụng dng: Cu dao, cu chỡ, aptụmỏt, cỏc loi rle, mỏy cttrong h thng in Yờu cu Sau hc xong mụn hc khớ c in sinh viờn phi nm c: + Cu to, nguyờn lý lm vic ca cỏc loi khớ c in + Phm vi s dng ca tng loi khớ c in + Mt s bi tớnh chn dũng, ỏpca tng loi khớ c in May 8, 2016 Trang II NI DUNG MễN HC GM: CHNG Chng 1: Khỏi nim chung v khớ c in Chng 2: Mch t v nam chõm in Chng 3: Cỏc khớ c in iu khin úng ct v bo v h ỏp Chng 4: Rle Chng 5: Cỏc khớ c in khụng tip im Chng 6: Tớnh chn cỏc khớ c in h ỏp Chng 7: Cỏc khớ c in cao ỏp May 8, 2016 Trang III TI LIU THAM KHO [1] Bi ging Khớ c in Trng i hc kinh t k thut cụng nghip [2] Giỏo trỡnh Khớ c in Tỏc gi Phm Vn Chi, Bựi Tin Hu, Nguyn Tin Tụn Nh xut Khoa Hc K Thut - 2004 [3] Giỏo trỡnh Khớ c in Tỏc gi Nguyn Xuõn Phỳ Tụ ng, Nh xut Khoa Hc K Thut - 1998 [4] Giỏo trỡnh Thit b in Tỏc gi Lờ Thnh Bc, Nh xut bn Khoa Hc K Thut - 2001 May 8, 2016 Trang Chng 1: Khỏi nim chung v khớ c in Trong chng chỳng ta i nghiờn cu ni dung chớnh nh sau: 1.1 Khỏi nim, nhim v, phõn loi, cỏc yờu cu c bn 1.2 S phỏt núng ca khớ c in 1.3 Tip xỳc in v tip im ca thit b in 1.4 H quang in v phng phỏp dp tt h quang in 1.5 Lc in ng khớ c in May 8, 2016 Trang Chng 1: Khỏi nim chung v khớ c in 1.1 Khỏi nim, nhim v, phõn loi, cỏc yờu cu c bn 1.1.1 Khỏi nim Khớ c in (KC) l thit b in dựng : úng ct, iu khin, kim tra, t ng iu khin, khng ch cỏc i tng in cng nh khụng in v bo v chung trng hp s c Khớ c in cú rt nhiu chng loi vi chc nng, nguyờn lý lm vic v kớch c khỏc nhau, c dựng rng rói mi lnh vc ca cuc sng May 8, 2016 Trang Chng 1: Khỏi nim chung v khớ c in Trong phm vi ca mụn hc khớ c in ny, chỳng ta cp n cỏc nh sau: c s lý thuyt, nguyờn lý lm vic, kt cu v c im ca cỏc loi KC dựng ngnh in v cụng nghip May 8, 2016 Trang Chng 1: Khỏi nim chung v khớ c in 1.1.2 Nhim v ca khớ c in + Khi thiết kế vận hành hệ thống điện cần phải xét đến khả phát sinh đến h hỏng tình trạng làm việc không bình thờng hệ thống (HT) + Các loại h hỏng thờng xảy nguy hiểm ngắn mạch, hậu là: Gây sụt áp phần h thng, phá huỷ tình trạng làm việc bình thờng cuả hộ tiêu thụ điện Phá huỷ phần tử bị h hỏng tia lửa điện Phá hỏng tính ổn định hệ thống May 8, 2016 Trang Chng 1: Khỏi nim chung v khớ c in 1.1.3 Phõn loi khớ c in 1.1.3.1 Phõn loi theo cụng dng a, Nhúm KC khng ch: dựng úng ct, iu chnh tc chiu quay ca cỏc mỏy phỏt in, ng c in (nh cu dao, dao cỏch ly, dao ph ti, ỏptụmỏt,) b, Nhúm KC bo v : lm nhim v bo v cỏc ng c, mỏy phỏt in, li in cú quỏ ti, ngn mch, st ỏp, ( nh rle, cu chỡ, mỏy ct t ng, ) May 8, 2016 Trang Chng 1: Khỏi nim chung v khớ c in c, Nhúm KC t ng iu khin t xa: lm nhim v thu nhn phõn tớch v khng ch s hot ng ca cỏc mch in nh ng t d, Nhúm KC hn ch dũng in ngn mch (nh in tr ph, cun khỏng in,) e, Nhúm KC lm nhim v trỡ n nh cỏc tham s in (nh n ỏp, b t ng iu chnh in ỏp mỏy phỏt in) f, Nhúm KC lm nhim v o lng (nh mỏy bin dũng in, bin ỏp o lng,) May 8, 2016 Trang 10 Chng 1: Khỏi nim chung v khớ c in 1.4.4.4 Dp h quang in thit b cao ỏp Dp h quang du bin ỏp kt hp phõn chia h quang Dp h quang bng khớ nộn Dp h quang bng cỏch dựng vt liu t sinh khớ Dp h quang chõn khụng Dp h quang khớ ỏp sut cao May 8, 2016 Trang 47 Chng 1: Khỏi nim chung v khớ c in 1.5 Lc in ng khớ c in 1.5.1 Khỏi nim chung Mt vt dn t t trng, cú dũng in I chy qua s chu tỏc ng ca mt lc Lc ny cú xu hng lm bin dng hoc chuyn di vt dn t thụng xuyờn qua nú l ln nht Lc ú gi l lc in ng, chiu ca lc in ng c xỏc nh theo quy tc bn tay trỏi May 8, 2016 Trang 48 Chng 1: Khỏi nim chung v khớ c in - trng thỏi lm vic bỡnh thng, tr s ca dũng in khụng ln nờn L sinh khụng ln cú th lm nh hng n bn vng kt cu ca thit b - Nhng ch ngn mch, dũng tng lờn rt ln (cú lỳc ti hng chc ln Im), lc in ng t tr s ln nht tr s tc thi ca dũng in t ln nht v c gi l dũng xung kớch May 8, 2016 Trang 49 Chng 1: Khỏi nim chung v khớ c in Vi dũng in xoay chiu, dũng in xung kớch c tớnh theo cụng thc sau: I XK = K XK I nm Trong ú : KXK l h s xung kớch ca dũng in, tớnh n nh hng ca thnh phn khụng chu k v thng ly K XK = 1.8; I nm l tr hiu dng ca dũng ngn mch xỏc lp Do vy chỳng ta phi tớnh toỏn L tỏc ng lờn thit b trng hp ny tớnh chn thit b phi m bo bn in ng bn in ng ca thit b l kh nng chu c L dũng ngn mch sinh May 8, 2016 Trang 50 Chng 1: Khỏi nim chung v khớ c in 1.5.2 Cỏc phng phỏp tớnh toỏn lc in ng Vióỷc tờnh toaùn L thổồỡng õổồỹc tióỳn haỡnh theo phổồng phaùp : Theo õởnh luỏỷt Bio - Xava - Laplace Theo phổồng phaùp cỏn bũng nng lổồỹng May 8, 2016 Trang 51 Chng 1: Khỏi nim chung v khớ c in 1.5.2.1 Phng phỏp tớnh lc in ng theo nh lut Bio Xava Laplace y dl2 B z x i2 dF dl1 Hỡnh 3a May 8, 2016 i1 M r dH Hỡnh 3b Trang 52 Chng 1: Khỏi nim chung v khớ c in Xột mt on mch vũng dl1(m) cú dũng in i1 (A) i qua (hỡnh 3a), c t t trng vi t cm B (T) nh hỡnh v, thỡ s cú mt lc dF (N) tỏc ng lờn dl1: dF = i1 B.dl1 sin Trong ú: l gúc gia B v dl1, hng i ca dl1 theo chiu ca dũng in i1 Lc in ng tỏc dng lờn on mch vũng vi chiu di l1 (m) bng tng cỏc lc thnh phn F = l1 dF = i B sin dl May 8, 2016 l1 (1) Trang 53 Chng 1: Khỏi nim chung v khớ c in Nu mch vũng nm mụi trng cú t thm c nh = const, nh chõn khụng hoc khụng khớ, vic xỏc nh t cm B tng i thun tin s dng nh lut Bio - Xava - Laplace Theo nh lut ny cng t trng dH ti im M bt k cỏch dõy dn dl2 cú dũng in i2 chy qua (hỡnh 3b) mt khong r, c xỏc nh theo cụng thc : dH = i2 dl2 sin r (2) Trong ú l gúc gia vect dl2 v bỏn kớnh r May 8, 2016 Trang 54 Chng 1: Khỏi nim chung v khớ c in T cm im M s l : dB = dH = à0i2 sin dl2 r (3) Thay à0 = 4..10-7 (H/m) v tớch phõn hai v ca (3) ta cú : l2 i2 sin B = 10 dl2 r (4) Thay t cm B t (4) vo (1) ta cú : l1 l F = 10 i1.i2 0 sin sin dl1 dl2 r2 (5) l1 l2 sin sin dl1.dl2 t K c = r 0 May 8, 2016 H s kt cu ca mch vũng (6) Trang 55 Chng 1: Khỏi nim chung v khớ c in F = 10 i1 i2 K C Thay (6) vo (5) ta cú : Vy hng ca lc F c xỏc nh theo tớch vect ca i v B Trong trng hp n gin, hng ca vect t cm xỏc nh theo quy tc nm bn tay phi, cũn hng lc in ng xỏc nh theo quy tc bn tay trỏi Lc in ng s c tớnh bng phng phỏp ny nu d dng tớnh c h s kt cu KC May 8, 2016 Trang 56 Chng 1: Khỏi nim chung v khớ c in 1.5.2.2 Tớnh lc in ng theo phng phỏp cõn bng nng lng Nng lng in t ca mt h mch vũng gm dõy dn cú dũng in i qua c mụ t bng phng trỡnh W = 1 L1i12 + L2i22 + M i1i2 2 Trong ú : L1, L2 l in cm ca mch vũng (H) i1,i2 l dũng in mch vũng (A) M l h cm ca mch vũng (H) May 8, 2016 Trang 57 Chng 1: Khỏi nim chung v khớ c in Nu ch cú mch vũng vi in cm L v dũng in i thỡ L tỏc dng lờn mch vũng (do dũng in chy nú sinh ra) c tớnh theo cụng thc : F = W L = i2 x x Thay Li = = W. vo (7) ta cú : (7) F= W = iW x x Trong ú : l t thụng múc vũng, t thụng, w s vũng dõy Vi h s h cm M, lc in ng tng tỏc gia hai mch vũng s l : W M F = = i1i2 x x May 8, 2016 Trang 58 Chng 1: Khỏi nim chung v khớ c in 1.5.3 Hng ca lc in ng i1 F i1 F i2 i1 F i2 i2 F F F F i1 F i2 F F May 8, 2016 i1 i1 F i2 F F i2 Trang 59 Chng 1: Khỏi nim chung v khớ c in 1.5.4 Tớnh lc in ng cỏc trng hp thng gp Lc in ng cỏc dn song song Lc in ng dn vuụng gúc Lc in ng vũng dõy v bi dõy Lc in ng ch tit din mch vũng thay i Lc in ng gia dũng in v mụi trng st t May 8, 2016 Trang 60 Chng 1: Khỏi nim chung v khớ c in 1.5.5 Lc in ng xoay chiu Lc in ng mch in mt pha Lc in ng mch in ba pha bn in ng ca thit b in Cng hng c khớ May 8, 2016 Trang 61 [...]... nổ… May 8, 2016 Trang 11 Chương 1: Khái niệm chung về khí cụ điện 1.1.3.5 Phân loại theo cấp điện áp - Khí cụ điện hạ áp có điện áp dưới 3 kV - Khí cụ điện trung áp có điện áp từ 3 kV đến dưới 36 kV - Khí cụ điện cao áp có điện áp từ 36 kV đến nhỏ hơn 400 kV - Khí cụ điện siêu cao áp có điện áp từ 400 kV trở lên 1.1.4 Các yêu cầu cơ bản về khí cụ điện a, Phải đảm bảo sử dụng được lâu dài đúng tuổi thọ... Khái niệm chung về khí cụ điện 1.1.3.2 Phân loại theo tính chất dòng điện  Nhóm KCĐ dùng trong mạch điện một chiều  Nhóm KCĐ dùng trong mạch điện xoay chiều 1.1.3.3 Phân loại theo nguyên lý làm việc Khí cụ điện được chia các nhóm với nguyên lý điện cơ, điện từ, từ điện, điện động, nhiệt, có tiếp xúc và không có tiếp xúc 1.1.3.4 Phân loại theo điều kiện môi trường Có các loại khí cụ điện lắp đặt trong... dòng điện khi ngắn mạch A θnm, A θ0 là trị số của tích phân vế phải của (3) May 8, 2016 Trang 24 Chương 1: Khái niệm chung về khí cụ điện 1.3 Tiếp xúc điện và tiếp điểm của thiết bị điện 1.3.1 Khái niệm chung về tiếp xúc điện Tiếp xúc điện là chỗ tiếp giáp giữa hai vật dẫn điện để cho dòng điện chạy từ vật dẫn này sang vật dẫn kia Bề mặt chỗ tiếp giáp của các vật dẫn điện gọi là bề mặt tiếp xúc điện. .. 17 Chương 1: Khái niệm chung về khí cụ điện Nếu dây dẫn đồng chất, tiết diện S không đổi, chiều dài l và điện trở suất ρ, nằm độc lập và có dòng điện một chiều đi qua thì điện trở của nó được tính theo công thức: l R− = ρ S Khi dòng điện xoay chiều đi qua sẽ gây ra hiệu ứng mặt ngoài làm điện trở dây dẫn tăng: Rl : = K m R− Trong đó : R- là điện trở một chiều; Rl~ là điện trở xoay chiều khi dây dẫn... thước dây dẫn, điện trở suất của vật lệu và tần số của dòng điện May 8, 2016 Trang 18 Chương 1: Khái niệm chung về khí cụ điện 1.2.2.2 Tổn hao trong phần tử sắt từ và điện môi - Nếu các phần tử sắt từ nằm trong vùng từ trường biến thiên thì trong chúng sẽ có tổn hao do từ trễ và dòng điện xoáy tạo ra - Dưới tác dụng của điện trường biến thiên, trong vật liệu cách điện sẽ sinh ra tổn hao điện môi May... chung về khí cụ điện b, Thiết bị điện phải đảm bảo ổn định lực điện động và ổn định động khi làm việc bình thường, đặc biệt khi sự cố trong giới hạn cho phép của dòng điện và điện áp c, Vật liệu cách điện chịu được quá áp cho phép d, Thiết bị điện phải đảm bảo làm việc tin cậy, chính xác an toàn, gọn nhẹ, dễ lắp ráp, dễ kiểm tra sửa chữa e, Ngoài ra còn yêu cầu phải làm việc ổn định ở điều kiện khí hậu... nhiệt độ phát nóng của tiếp xúc điện là điện trở tiếp xúc Rtx May 8, 2016 Trang 27 Chương 1: Khái niệm chung về khí cụ điện 1.3.4 Điện trở tiếp xúc 1.3.4.1 Đại cương về tiếp xúc điện Xét khi đặt hai vật dẫn tiếp xúc nhau, ta sẽ có diện tích bề mặt tiếp xúc : Sbk= a l 1 2 a 2 1 l Hình 1 Tiếp xúc của hai vật dẫn May 8, 2016 Trang 28 Chương 1: Khái niệm chung về khí cụ điện Nhưng trên thực tế diện tích... Khái niệm chung về khí cụ điện 1.2.2.1 Tổn hao trong các chi tiết dẫn điện Năng lượng tổn hao trong dây dẫn do dòng điện i đi qua trong thời gian t được tính theo công thức sau : t W = 2 i ∫ Rdt 0 Điện trở dây dẫn R phụ thuộc vào điện trở suất vật liệu, kích thước dây dẫn, ngoài ra còn phụ thuộc vào tần số dòng điện, vị trí của dây dẫn : nằm đơn độc hay gần dây dẫn khác có dòng điện đi qua May 8, 2016... Chương 1: Khái niệm chung về khí cụ điện Ngoài công thức (5) là công thức kinh nghiệm, người ta còn dùng phương pháp giải tích để dẫn giải rút ra công thức tính điện trở tiếp xúc điểm: Trong đó : Rtx = ρ F n δ d π ( 6) ρ : điện trở suất của vật dẫn [Ω.cm] n: số điểm tiếp xúc F: lực nén [kg] May 8, 2016 Trang 32 Chương 1: Khái niệm chung về khí cụ điện + Do vậy rõ ràng điện trở tiếp xúc của tiếp điểm... định ở điều kiện khí hậu môi trường mà khi thiết kế cho phép May 8, 2016 Trang 13 Chương 1: Khái niệm chung về khí cụ điện 1.2 Sự phát nóng của khí cụ điện 1.2.1 Khái niệm chung Ở trạng thái làm việc, trong các bộ phận 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