Mạch điều khiển và bảo vệ động cơ hạ thế 400VAC

Mạch điều khiển và bảo vệ động cơ hạ thế 400VAC

ĐỘNG CƠ HẠ THẾ 400VAC

•Nhóm 2

•

Các lo

ại bả

n vẽ liê

n qu an

3

•

Thu yết m inh m ạch

ạch

và đ ộn

ết bị tr ong mạch

i th ườ

ng gặp

7

•

Bảo dư ỡng m ạch đi

ều khi

10

3

1

4

Mạch điều khiển và bảo vệ động cơ hạ thế có 2 chức năng chính:

- Điều khiển đóng, cắt nguồn điện cho động cơ.

- Bảo vệ ngắn mạch

- Bảo vệ quá tải

- Bảo vệ chạm đất

2

5

Bản vẽ 1 sợi MCC & PC thể hiện các điểm chính sau:

6

- Vị trí của khay tủ cấp nguồn cho động cơ

- Loại mạch điều khiển

- Tên động cơ

- Công suất động cơ

- Các bảo vệ của động cơ

2.1.Gồm có 3 loại bản vẽ chính thường gặp

www.dpm.vn 7

Bản vẽ Typical

- Thể hiện các thiết bị điều khiển và bảo vệ trong mạch

- Thể hiện các terminal kết nối với thiết bị, hệ thống bên ngoài

- Thể hiện kết nối giữa các thiết bị trong mạch

2.2.Phân loại bản vẽ

8

Có nhiều cách phân loại bản vẽ, ở đây ta nêu 2 cách phân loại bản vẽ sau:

2) Dựa vào những thiết bị trong mạch

• Động cơ có công suất 0.18÷2,2 (kW) thường sử dụng bản vẽ typical A-1, A-2

• Động cơ có công suất 3÷28,5( kW) thường sử dụng bản vẽ typical B-1, B-2, B-3

• Động cơ có công suất 30÷75 (kW) thường sử dụng bản vẽ typical C-1, C-2, C-3, C-4, H, H-1

• Động cơ có công suất 90÷150 (kW) thường sử dụng bản vẽ typical M, M-1, M-2, M-3, M-4

9

Typical type A-1

10

Typical type A-2 so với A-1

11

Sự khác nhau cơ bản giữa typical A và B là: - Biến dòng & các đồng hồ

- Các Tranducer

12

Typical type B-2 so với B-1

13

Typical type B-2-1 so với B-2

15

Sự khác nhau cơ bản giữa typical B và C là:

- Có CB cấp nguồn sấy cho động cơ

- Có bảo vệ quá dòng chạm đất 51G

16

Typical type C-2 so với C-1

17

Typical type C-3 so với C-2

không đưa tín hiệu contactor 88x về ECS

18

Typical type C-4 so với C-2

19

Sự khác nhau cơ bản giữa typical C và M là:

- Kết nối gắn liền nên không đưa ra/vô

- Có rơ le lock out 86x và nút reset

- Không có vị trí test

20

Typical type M-1 so với M thì M-1 đưa ra / vô được và có vị trí test

21

Typical type M-2 so với M-1

không có nguồn sấy và 51G

22

Typical type M-3 so với M-1

23

Type H và H-1 khác hẳn với các type còn lại là mạch khởi động qua MBA tự ngẫu

Type H-1 và H khác nhau ở điểm có thêm 1 Tranducer

25

•M∼: Động cơ không đồng bộ 3 pha

•49: Rơ le nhiệt bảo vệ quá tải

•52: CB 3 pha bảo vệ ngắn mạch

•LS1,LS2: Công tắc hành trình

•CTR: Máy biến áp điều khiển

•CT, TI: máy biến dòng

•ZCT: máy biến dòng thứ tự không

•PF, SF: Cầu chì điều khiển

•88: Contactor chính

•88SX, 88S, 88MX, 88M, 88RX, 88R: Rơle trung gian

•FX: Rơle trung gian báo lỗi

•51G: Rơle bảo vệ chạm đất

•S43: Rơle trung gian báo tín hiệu Remote

•Control Bus Bar1: Thanh cái cấp nguồn điều khiển

•Control Bus Bar2: thanh cái báo lỗi

•CSS: Hộp nút nhấn ngoài site

•DCS: Distributed Control System: Hêê thống điều khiển phân tán

•ECS: Electric Control System: Hêê thống điều khiển điêên

26

•ON: Đóng

•OFF: Ngắt

•X1: Terminal nguồn động lực phía đầu vào

•X2: Terminal nguồn động lực phía đầu ra động cơ

•X3: Terminal điều khiển ở trong khay điều khiển

•X4: Terminal điều khiển bên ngoài khay điều khiển ( bên hông tủ)

Rơle nhiệt

Tiếp điểmRơle nhiệt

27

29

Thuyết minh mạch điều khiển typical type B-1

- Biến dòng để đo lường

- Các tiếp điểm chính của các contactor 88

- Rơ le nhiệt bảo vệ quá tải 49

- Động cơ

A) Mạch động lực:

31

-Nguồn 1 pha 230V, 50Hz lấy từ control busbar 400V 50Hz thông qua biến áp CTR 400/230V và các cầu chì PF1, PF2, SF3

- Các rơle trung gian 88X, S43, FX

32

- Để kiểm tra tình trạng báo lỗi ta nhấn nút test ở CB52 tiếp điểm 52AL(53-54) đóng lại hoặc nhấn nút test ở rơle nhiệt 49 tiếp điểm 49(97-98) đóng lại

→rơle FX có điện đóng tiếp điểm FX(13-14) lại → đèn vàng sáng Sau khi ta reset lại CB52 hoặc rơle nhiệt 49 → rơle FX mất điện → đèn vàng tắt

- Kiểm tra nguồn điều khiển đã sẵn sàng, mạch không báo lỗi.

- Nhấn nút start ở CSS khi ta đặt công tắc lựa chọn ở vị trí Local, hoặc nhấn nút start ở DCS khi ta đặt nút công tắc lựa chọn ở vị trí Remote Rơle 88x

có điện, tiếp điểm 88x(13-14) đóng lại cấp nguồn cho contactor 88, các tiếp điểm chính của contactor 88 ở mạch động lực đóng lại Đồng thời tiếp điểm phụ của contactor 88(13-14) đóng lại để duy trì mạch điều khiển và tiếp điểm phụ thường đóng của contactor 88 mở ra → đèn đỏ tắt, tiếp điểm phụ thường mở của contactor 88 đóng lại → đèn xanh sáng

- Khi dừng ta nhấn nút stop ở CSS hoặc DCS, rơle 88x mất điện Tiếp điểm 88x(13-14) mở ra → contactor 88 mất điện → mạch trở về trạng thái như ban đầu

33

A) Vận hành ở CSS

B) Vận hành ở DCS

- Chuyển công tắc lựa chọn Local - Remote về vị trí Local

- Nhấn nút start→ rơle 88x có điện, tiếp điểm 88x(13-14) đóng lại cấp nguồn cho contactor 88, các tiếp điểm chính của contactor 88 ở mạch động lực đóng lại cấp nguồn cho động cơ hoạt động Đồng thời tiếp điểm phụ của contactor 88(13-14) đóng lại để duy trì mạch điều khiển, tiếp điểm phụ thường đóng của contactor 88(31-32) mở ra → đèn đỏ tắt và tiếp điểm phụ thường mở của contactor 88(43-44) đóng lại → đèn xanh sáng

- Khi dừng ta nhấn nút stop → rơle 88x mất điện Tiếp điểm 88x(13-14) mở ra → contactor 88 mất điện → các tiếp điểm chính của contactor 88 ở mạch động lực mở ra → động cơ dừng hoạt động Đồng thời tiếp điểm phụ thường mở của contactor 88(43-44) mở ra→ đèn xanh tắt và tiếp điểm phụ thường đóng của contactor 88(31-32) đóng lại → đèn đỏ sáng → mạch trở về trạng thái như ban đầu

- Chuyển công tắc lựa chọn Local - Remote về vị trí Remote

- Nhấn nút start ở DCS (mạch làm việc như vận hành ở CSS )

sự cố xong ta reset lại để mạch có thể vận hành lại bình thường.

• Bảo vệ quá tải bằng rơle nhiệt 49

37

• Icu: Dòng điện ngắt mạch cực đại của CB là giá trị dòng điện cao nhất (tiềm năng) CB có khả năng ngắt mạch thành công mà không bị hư hỏng.

Ý nghĩa các thông số kỹ thuật cơ bản của CB

cao hơn so với điện áp trong mạch điện, nhưng không bao giờ được thấp hơn

thường kèm theo điều kiện nhiệt độ môi trường hoạt động

CB là giá trị dòng điện tối đa mà CB có thể dẫn dài hạn ở điều kiện nhiệt độ quy định mà không tác động ngắt Một số CB, dòng Ir (hay Irth) có thể điều chỉnh từ 0.4xIn đến 1.0xIn Một số CB không cho phép cài đặt dòng điện ngắt do quá tải thì mặc định Ir=In

38

- Dòng điện ngắt mạch cực đại thực tế của CB là giá trị dòng điện cao nhất CB có khả năng ngắt mạch thành công mà không bị hư hỏng

• Ui: Điện áp cách điện định mức.

- Đây là giá trị của điện áp mà điện áp kiểm tra cách điện (thường lớn hơn 2Ui) và khoảng cách rò điện đề cập đến

- Giá trị lớn nhất của điện áp định mức trong quá trình hoạt động của CB không được vượt quá điện áp cách điện định mức này, tức là Ue ≤ Ui

Giá trị điện áp này thường có đơn vị kVvà là giá trị đỉnh của dạng sóng điện áp, đây là giá trị điện áp mà CB có khả năng chịu đựng mà không hư hỏng, trong điều kiện thử nghiệm

• Icm: Dòng điện ngắn mạch chịu được

- Icm là giá trị dòng điện đỉnh tức thời cao nhất mà các CB có thể thiết lập ở giá trị điện áp định mức trong điều kiện quy định Trong hệ thống AC, giá trị đỉnh tức thời này có liên quan đến Icu theo một hệ số k, và phụ thuộc vào hệ số công suất (cos φ) khi ngắn mạch

www.dpm.vn 40

Các thông số kỹ thuật của contactor

-Us: Điện áp định mức cuộn dây.

-Ie: Dòng điện định mức của các tiếp điểm chính.

-Ue: Điện áp định mức của các tiếp điểm chính.

-Ui: điện áp cách điện.

-Ith: dòng điện phát nhiệt ở điều kiện bình thường.

-Pm: công suất định mức của tiếp điểm chính khi điều khiển ĐC 3pha roto lồng sóc.

-AC1: sử dụng cho các phụ tải tiêu thụ điện AC có cosφ >0.95

-AC2,AC4: sử dụng cho tải khởi động phanh nhấp nhả, phanh ngược, hãm động năng ĐC KĐB roto dây quấn.

-AC3: sử dụng cho ĐC KĐB roto lồng sóc( dòng khởi động cao hơn dòng định mức 5-7 lần)…

42

5.4.MBA điều khiển

Thông số cơ bản của rơ le nhiệt

• Dòng điện định mức Iđm

Đây là dòng điện lớn nhất mà relay nhiệt có thể làm việc lâu dài

• Dòng tác động ngắt mạch

Đây là dòng điện lớn nhất trước khi relay tác động để các tiếp điểm chuyển trạng thái

( tiếp điểm đang đóng sẽ chuyển sang trạng thái ngắt hoặc ngược lại)

Để bảo vệ động cơ thì dòng tác động ngắt mạch được điều chỉnh như sau:

-gG: cầu chì bảo vệ quá tải và ngắn mạch đường dây.

Dùng để bảo vệ quá tải và ngắn mạch cho mạch điều khiển

5.6 Máy biến dòng CT

•Điện áp định mức tối đa

Các thông số trên máy biến dòng

45

5.7 Các rơle trung gian

-Cách nhận diện rơle trung gian:

- Điện áp định mức của cuộn dây

- Dòng điện định mức của các tiếp điểm

- Mã của nhà sản xuất(VD:HMX, HMC, HAC….)

- Ký hiệu của hai chữ số(22, 31, 40):

+ Chữ số thứ nhất chỉ số cặp tiếp điểm thường mở

+ Chữ số thứ hai chỉ số cặp tiếp điểm thường đóng

Dùng để điều khiển trong mạch điều khiển

46

5.8 Máy biến dòng thứ tự không ZCT

•Các thông số trên máy biến dòng ZCT

www.dpm.vn 47

5.9 Rơle bảo vệ chạm đất 51G

Thông số cơ bản của rơ le 51G loại DGF-P11

• Điện áp hoạt động: 110/220VAC

• Dòng điện hoạt động (A):0.1 – 0.3 –0.5 –1 –3 – 5 – 7 – 10 –Lock

• Thời gian hoạt động (s): INST – 0.1 – 0.3 – 0.5 – 0.7 – 1 – 3 –Lock

• Đèn Power màu xanh: Đèn chỉ thị relay đã có nguồn cung cấp sẳn sàn hoạt động

• Đèn Trip màu đỏ: Đèn chỉ thị có sự cố chạm đất và tác động cắt máy cắt

• Nút Test: Khi nhấn vào thì relay sẽ tác động và đèn Tríp màu đỏ sẽ sáng lên

• Nút Reset: Chế độ Manual (nhấn nút Reset thì tiếp điểm mới mở ra)

• Chế độ Auto (tiếp điểm tự động mở ra)

Dùng để bảo vệ chạm đất hoặc 3 pha dòng lệch nhau của động cơ

ZCT sẽ cảm ứng lên ZCT 1 sức điện động cảm ứng tương ứng với đầu vào của rơ le 51G ở giá trị

quy đổi cài đặt đồng thời đến đủ thời gian cài đặt thì rơ le sẽ tác động và tiếp điểm sẽ đóng lại đi cắt

máy cắt

49

5.10.Terminal nguồn động lực phía đầu vào X1

5.11.Terminal nguồn động lực phía đầu ra động cơ X2

Dùng để cấp nguồn động lực vào khay điều khiển phía trước CB 52

Dùng để cấp nguồn động lực từ khay điều khiển ra cho động cơ

50

5.12.Terminal điều khiển ở trong khay điều khiển X3

Dùng để kết nối giữa mạch điều khiển ra X3 và X3 kết nối với terminal X4

51

5.13.Terminal điều khiển bên ngoài khay X4

Dùng để kết nối các thiết bị bên ngoài vào khay điều khiển thông qua X3

• Dòng điện đưa vào AC 1A

Dùng để biến đổi tín hiệu đầu vào sang dòng điện

chuẩn

4 ->20 mA Để đưa đi điều khiển, bảo vệ, hoặc

hiển thị.v.v…

55

5.17 Ảnh thực tế của các mạch

5.17.1 Type A-1

565.17.2 Type B-1

575.17.3 Type C-1

585.17.4 Type M

595.17.5 Type H

www.dpm.vn 60

62

•Kiểm tra, vệ sinh hộp nút nhấn ở CSS

•Đo điện trở cách điện cáp động lực và cáp điều khiển

BẢO DƯỠNG MẠCH ĐIỀU KHIỂN:

• Định kỳ 1 năm /1 lần ta thực hiện những công việc sau:

• Kiểm tra cuộn dây và vệ sinh các tiếp điểm của Contactor

• Kiểm tra cuộn dây và vệ sinh các tiếp điểm của các rơle trung gian

• Kiểm tra ,vệ sinh và siết lại các đầu cáp ở CB, terminal nguồn động lực phía đầu vào, terminal nguồn động lực phía đầu ra động cơ, terminal điều khiển ở trong khay điều khiển, terminal điều khiển bên ngoài khay điều khiển

• Vệ sinh và thay mỡ tiếp xúc ở terminal nguồn động lực phía đầu vào, terminal nguồn động lực phía đầu ra động cơ

• Kiểm tra và thí nghiệm rơle nhiệt.(theo hướng dẫn TN rơle nhiệt)

• Kiểm tra và thí nghiệm đồng hồ ampe.(theo hướng dẫn TN đồng hồ đo dòng điện)

• Kiểm tra và thí nghiệm CT

• Kiểm tra và thí nghiệm rơle 51G

8

63

64

• Kiểm tra nguồn điều khiển: nguồn cấp, cầu chì

• Kiểm tra Limit Switch LS1(nếu ở vị trí Test) và LS2 (ở vị trí làm viêêc)

• Kiểm tra rơle nhiêêt hoăêc CB có tác đôêng không nếu có thì cần tìm hiểu và xác định các nguyên nhân sau đó mới được Reset

• Kiểm tra tín hiêêu từ DCS bằng cách đo thông mạch chân số 3-12 trên terminal X4

• Kiểm tra nút nhấn Start, Stop và Local/Remote

• Kiểm tra Contactor và dây dẫn trong mạch điều khiển

• Kiểm tra tiếp điểm duy trì 13-14 của Contactor 88

• Kiểm tra tình trạng đấu dây điều khiển trong mạch

• Mạch làm viêêc nhưng có tiếng kêu lớn

• Kiểm tra điêên áp mạch điều khiển

• Kiểm tra và vêê sinh mạch từ của Rơle trung gian và Contactor chính

• Kiểm tra tình trạng các tiếp điểm của Contactor

65

•Kiểm tra test lại rơle nhiệt

•Kiểm tra giá trị cài đặt của rơle nhiệt xem có đúng với dòng điện định mức của động cơ không

• Động cơ bị quay ngược

• Kiểm tra các đầu dây ở mạch động lực xem có đấu đúng không

• Rơle nhiệt tác động sớm

www.dpm.vn 67