LÝ THUYẾT CƠ SỞ KHÍ CỤ ĐIỆN

I KHÁI NIỆM CHƯƠNG LÝ THUYẾT CƠ SỞ Bài 1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ KHÍ CỤ ĐIỆN Lý thuyết sở khí cụ điện I KHÁI NIỆM Lý thuyết sở khí cụ điện II PHÂN LOẠI KHÍ CỤ ĐIỆN Trong phạm vi mơn học khí cụ điện này, đề cập đến vấn đề sau: sở lý thuyết, ngun lý làm việc, kết cấu đặc điểm loại KCĐ dùng ngành điện cơng nghiệp Lý thuyết sở khí cụ điện Khí cụ điện (KCĐ) thiết bị điện dùng để: đóng cắt, điều khiển, kiểm tra, tự động điều khiển, khống chế đối tượng điện khơng điện bảo vệ chung trường hợp cố Khí cụ điện có nhiều chủng loại với chức năng, ngun lý làm việc kích cỡ khác nhau, dùng rộng rải lĩnh vực sống Phân loại theo cơng dụng: a Nhóm KCĐ khống chế: dùng để đóng cắt, điều chỉnh tốc độ chiều quay máy phát điện, động điện (như cầu dao, áp tơ mát, contắctơ) b Nhóm KCĐ bảo vệ: làm nhiệm vụ bảo vệ động cơ, máy phát điện, lưới điện có q tải, ngắn mạch, sụt áp, …( rơle, cầu chì, máy cắt, …) Lý thuyết sở khí cụ điện II PHÂN LOẠI KHÍ CỤ ĐIỆN II PHÂN LOẠI KHÍ CỤ ĐIỆN c Nhóm KCĐ tự động điều khiển: làm nhiệm vụ thu nhận phân tích khống chế hoạt động mạch điện khởi động từ, mạch điều khiển rơle – cơng tắc tơ … d Nhóm KCĐ hạn chế dòng điện ngắn mạch (như điện trở phụ, cuộn kháng,…) e Nhóm KCĐ làm nhiệm vụ trì ổn định tham số điện (như ổn áp, tự động điều chỉnh điện áp máy phát …) f Nhóm KCĐ làm nhiệm vụ đo lường (như máy biến dòng điện, biến áp đo lường,…) Lý thuyết sở khí cụ điện II PHÂN LOẠI KHÍ CỤ ĐIỆN Nhóm KCĐ dùng mạch điện chiều Nhóm KCĐ dùng mạch điện xoay chiều Lý thuyết sở khí cụ điện II PHÂN LOẠI KHÍ CỤ ĐIỆN Phân loại theo ngun lý làm việc : Khí cụ điện chia nhóm với ngun lý điện cơ, điện từ, từ điện, điện động, nhiệt, có tiếp xúc khơng có tiếp xúc Phân loại theo điều kiện làm việc Loại làm việc vùng nhiệt đới khí hậu nómg ẩm, loại làm việc vùng ơn đới, có loại chống khí cháy nổ, loại chịu rung động … Lý thuyết sở khí cụ điện Phân loại theo tính chất dòng điện : Phân loại theo cấp điện áp: ) Khí cụ điện hạ áp có điện áp kV, ) Khí cụ điện trung áp có điện áp từ kV đến 36 kV, ) Khí cụ điện cao áp có điện áp từ 36 kV đến nhỏ 400 kV, ) Khí cụ điện siêu cao áp có điện áp từ 400 kV trở lên Lý thuyết sở khí cụ điện III CÁC U CẦU KHÍ CỤ ĐIỆN III CÁC U CẦU KHÍ CỤ ĐIỆN a Phải đảm bảo sử dụng lâu dài tuổi thọ thiết kế làm việc với thơng số kỹ thuật định mức b Thiết bị điện phải đảm bảo ổn định lực điện động ổn định nhiệt làm việc bình thường, đặc biệt cố giới hạn cho phép dòng điện điện áp Lý thuyết sở khí cụ điện c Vật liệu cách điện chịu q áp cho phép d Thiết bị điện phải đảm bảo làm việc tin cậy, xác, an tồn, gọn nhẹ, dễ lắp ráp, dễ kiểm tra sửa chữa e Ngồi u cầu phải làm việc ổn định điều kiện khí hậu mơi trường mà thiết kế cho phép Lý thuyết sở khí cụ điện 10 I KHÁI NIỆM CHUNG Bản chất hồ quang điện tượng phóng điện chất khí với mật độ dòng điện lớn (tới khoảng 102 đến 103 A/mm2) có nhiệt độ cao (tới khoảng 5000 đến 60000C) thường kèm theo tượng phát sáng Bài 2: HỒ QUANG ĐIỆN Hồ quang điện có ích: Hồ quang điện thực có ích sử dụng lĩnh vực hàn điện, luyện thép, lúc hồ quang cần trì cháy ổn định Lý thuyết sở khí cụ điện 11 Lý thuyết sở khí cụ điện 12 I KHÁI NIỆM CHUNG Hồ quang điện có hại: Khi đóng cắt thiết bị điện contắctơ, cầu dao, máy cắt, hồ quang xuất cặp tiếp điểm Hồ quang cháy lâu, sau thiết bị điện đóng cắt làm hư hại tiếp điểm thân thiết bị điện Trong trường hợp để đảm bảo độ làm việc tin cậy thiết bị điện u cầu phải tiến hành dập tắt hồ quang nhanh tốt Lý thuyết sở khí cụ điện 13 Lý thuyết sở khí cụ điện 14 II Q TRÌNH PHÁT SINH HỒ QUANG Hồ quang điện phát sinh mơi trường điện cực (hoặc cặp tiếp điểm) bị ion hóa (xuất hạt dẫn điện) ) Ion hóa xảy đường khác duới tác dụng ánh sáng, nhiệt độ, điện trường mạnh, )Trong thực tế q trình phát sinh hồ quang điện có dạng ion hóa sau: Lý thuyết sở khí cụ điện 15 Lý thuyết sở khí cụ điện 16 SỰ PHÁT XẠ ĐIỆN TỬ NHIỆT II Q TRÌNH PHÁT SINH HỒ QUANG Trong thực tế q trình phát sinh hồ quang điện có dạng ion hóa sau: ) Q trình phát xạ điện tử nhiệt ) Q trình tự phát xạ điện tử ) Q trình ion hóa va chạm ) Q trình ion hóa nhiệt Lý thuyết sở khí cụ điện 17 SỰ PHÁT XẠ ĐIỆN TỬ NHIỆT Lý thuyết sở khí cụ điện 18 SỰ TỰ PHÁT XẠ ĐIỆN TỬ Khi bị đốt nóng, động điện tử tăng nhanh đến lượng nhận (Wđn) lớn cơng At (liên kết hạt nhân) điện tử khỏi bề mặt cực âm trở thành điện tử tự Q trình phụ thuộc vào nhiệt độ điện cực, vật liệu làm điện cực Lý thuyết sở khí cụ điện Điện cực tiếp điểm chế tạo từ kim loại, mà cấu trúc kim loại ln ln tồn điện tử tự chuyển động hướng quỹ đạo cấu trúc hạt nhân ngun tử Khi tiếp điểm bắt đầu mở lực nén vào tiếp điểm giảm dần khiến điện trở tiếp xúc tăng lên Chỗ tiếp xúc, dòng điện bị thắt lại dẫn đến mật độ dòng điện tăng lớn làm nóng điện cực (nhất cực âm có nhiều electron) 19 Khi tiếp điểm hay điện cực vừa mở lúc đầu khoảng cách bé Nếu có điện trường đủ lớn đặt lên điện cực (nhất vùng cực âm có khoảng cách nhỏ tới hàng triệu V/cm), với cường độ điện trường lớn cực âm điện tử cung cấp thêm lượng bị kéo bật khỏi bề mặt catốt để trở thành điện tử tự Q trình phụ thuộc vào cường độ điện trường E vật liệu làm điện cực Lý thuyết sở khí cụ điện 20 ION HĨA DO VA CHẠM ION HĨA DO VA CHẠM Sau tiếp điểm mở ra, tác dụng nhiệt độ cao điện trường lớn (mà thơng thường hai) điện tử tự phát sinh chuyển động từ cực âm sang cực dương Do điện trường lớn nên điện tử chuyển động với tốc độ cao Trên đường điện tử va chạm với ngun tử phân tử khí làm bật điện tử ion dương Lý thuyết sở khí cụ điện 21 ION HĨA DO NHIỆT Lý thuyết sở khí cụ điện 22 III Q TRÌNH DẬP TẮT HỒ QUANG Do có qúa trình phát xạ điện tử ion hóa va chạm, lượng lớn lượng giải phóng làm nhiệt độ vùng hồ quang tăng cao thường kèm theo tượng phát sáng Nhiệt độ khí tăng tốc độ chuyển động phần tử khí tăng số lần va chạm tăng lên Do va chạm, số phân tử khí phân li thành ngun tử Còn lượng ion hóa tăng lên va chạm nhiệt độ tăng gọi lượng ion hóa nhiệt Lý thuyết sở khí cụ điện Các phần tử mang điện lại tiếp tục tham gia chuyển động va chạm để làm xuất phần tử mang điện khác Do mà số lượng phần tử mang điện tăng lên khơng ngừng, làm mật độ điện tích khoảng khơng gian tiếp điểm lớn Q trình phụ thuộc vào cường độ điện trường, mật độ phần tử vùng điện cực, lực liên kết phân tử, khối lượng phân tử 23 Hồ quang điện bị dập tắt mơi trường điện cực khơng dẫn điện hay nói cách khác hồ quang điện tắt có q trình phản ion hóa xảy mạnh q trình ion hóa Ngồi q trình phân li nói trên, song song với q trình ion hóa có q trình phản ion gồm hai tượng sau: ) Hiện tượng tái hợp ) Hiện tượng khuếch tán Lý thuyết sở khí cụ điện 24 HIỆN TƯỢNG KHUẾCH TÁN HIỆN TƯỢNG TÁI HỢP Trong q trình chuyển động hạt mang điện trái dấu va chạm nhau, tạo thành hạt trung hòa Trong lí thuyết chứng minh tốc độ tái hợp: ) Tỉ lệ nghịch với bình phương đường kính HQ ) Hồ quang tiếp xúc với mơi trường điện mơi tượng tái hợp tăng lên ) Nhiệt độ hồ quang thấp tốc độ tái hợp tăng Lý thuyết sở khí cụ điện 25 HIỆN TƯỢNG KHUẾCH TÁN Q trình khuếch tán đặc trưng tốc độ khuếch tán Sự khuếch tán nhanh hồ quang nhanh bị tắt Để tăng q trình khuếch tán người ta thường tìm cách kéo dài lửa hồ quang Hiện tượng hạt tích điện di chuyển từ vùng có mật độ điện tích cao (vùng hồ quang) vùng xung quanh có mật độ điện tích thấp, làm giảm số lượng ion vùng hồ qung gọi tượng khuếch tán Các điện tử ion dương khuếch tán dọc theo thân hồ quang, điện tử khuếch tán nhanh ion dương Lý thuyết sở khí cụ điện 26 IV BIỆN PHÁP VÀ TRANG BỊ DẬP HỒ QUANG TRONG THIẾT BỊ ĐIỆN CÁC U CẦU DẬP HQ u cáưu cå bn ca trang bë dáûp häư quang åí cạc thiãút bë âọng càõt: Trong thåìi gian ngàõn phi dáûp tàõt âỉåüc häư quang, hản chãú phảm vi chạy häư quang l nh nháút Täúc âäü âọng måí tiãúp âiãøm phi låïn Nàng lỉåüng häư quang sinh phi bẹ, âiãûn tråí häư quang phi tàng nhanh Lý thuyết sở khí cụ điện 27 Trạnh hiãûn tỉåüng quạ âiãûn ạp dáûp häư quang Lý thuyết sở khí cụ điện 28 DẬP HQ TRONG THIẾT BỊ HẠ ÁP CÁC NGUN TẮC DẬP HQ 9 9 )Kéo dài hồ quang khí: Đây biện pháp đơn giản thường dùng cầu dao cơng suất nhỏ rơle Kéo dài hồ quang làm cho đường kính hồ quang giảm, điện trở hồ quang tăng dẫn đến tăng q trình phản ion để dập hồ quang Tuy nhiên biện pháp thường dùng mạng hạ áp có điện áp nhỏ 220V dòng điện tới 150 A Kẹo di ngn lỉía häư quang Dng nàng lỉåüng häư quang sinh âãø tỉû dáûp Dng nàng lỉåüng ngưn ngoi âãø dáûp Chia häư quang thnh nhiãưu pháưn ngàõn âãø dáûp Lý thuyết sở khí cụ điện 29 DẬP HQ TRONG THIẾT BỊ HẠ ÁP Lý thuyết sở khí cụ điện 30 DẬP HQ TRONG THIẾT BỊ HẠ ÁP )Tàng täúc âäü chuøn âäüng ca tiãúp âiãøm âäüng: )Tàng täúc âäü chuøn âäüng ca tiãúp âiãøm âäüng: Người ta bố trí dao động, có phụ (thường cầu dao) hai nối với lò xo, dao phụ cắt nhanh lò xo đàn hồi(lò xo làm tăng tốc độ cắt dao phụ) kéo dao trước Lưỡi dao Đầu tiếp xúc tĩnh Lưỡi dao phụ Lò xo cắt nhanh Lý thuyết sở khí cụ điện 31 Lý thuyết sở khí cụ điện 32 DẬP HQ TRONG THIẾT BỊ HẠ ÁP DẬP HQ TRONG THIẾT BỊ HẠ ÁP ) Dng cün dáy thäøi tỉì kãút håüp bưng dáûp häư quang: Dùng cuộn dây chổi từ đặt cạnh khe hở đầu tiếp xúc Cuộn dây thổi từ cuộn dây dồng có vòng quấn mạch từ hở Cuộn dây mắc nối tiếp với tiếp điểm chính, dòng điện qua cuộn dây tạo nên lực điện từ nên hồ quang xuất lực điện từ từ trường tác dụng lên hồ quang thổi hồ quang lên phía làm cho kéo dài dễ dập tắt Lý thuyết sở khí cụ điện 33 DẬP HQ TRONG THIẾT BỊ HẠ ÁP ) Dng cün dáy thäøi tỉì kãút håüp bưng dáûp häư quang: Tác dụng dập hồ quang cuộn dây thổi từ tiếp điểm tĩnh ; tiếp điểm động ; cuộn dây thổi từ ; buồng dập hồ quang ; vách ngăn Lý thuyết sở khí cụ điện 34 DẬP HQ TRONG THIẾT BỊ HẠ ÁP ) Phán chia häư quang lm nhiãưu âoản ngàõn: ) Phán chia häư quang lm nhiãưu âoản ngàõn: Trong buồng hồ quang phía người ta người ta đặt thêm nhiều thép non Khi hồ quang xuất hiện, lực điện động hồ quang bị đẩy vào thép bị chia làm nhiều đoạn ngắn Loại thường dùng lưới chiều 220V xoay chiều 500V Lý thuyết sở khí cụ điện 35 Lý thuyết sở khí cụ điện 36 DẬP HQ TRONG THIẾT BỊ CAO ÁP DẬP HQ TRONG THIẾT BỊ HẠ ÁP ) Kãút cáúu tiãúp âiãøm kiãøu bàõc cáưu: Một điểm cắt chia làm hai tiếp điểm song song nhau, cắt mạch hồ quang phân chia làm hai đoạn đồng thời lực điện động lửa hồ quang bị kéo dài làm tăng hiệu dập Dáûp häư quang dáưu biãún ạp kãút håüp phán chia häư quang Dáûp häư quang bàòng khê nẹn Dáûp häư quang bàòng cạch dng váût liãûu tỉû sinh khê Dáûp häư quang chán khäng Dáûp häư quang khê ạp sút cao Lý thuyết sở khí cụ điện 37 Bài TIẾP XÚC ĐIỆN 38 PHÂN LOẠI TIẾP XÚC ĐIỆN KHÁI NIỆM VỀ TIẾP XÚC ĐIỆN Chỗ tiếp giáp hai hay nhiều vật dẫn điện dòng điện chạy từ vật dẫn sang vật dẫn gọi tiếp xúc điện Bề mặt chỗ tiếp giáp vật dẫn điện gọi bề mặt tiếp xúc điện Lý thuyết sở khí cụ điện Lý thuyết sở khí cụ điện 39 Dựa vào mối liên kết tiếp xúc, ta chia tiếp xúc điện dạng sau: ) Tiếp xúc cố định: loại tiếp xúc khơng tháo lắp vật dẫn, liên kết bulơng, đinh vit, đinh rivê, hàn, … ) Tiếp xúc đóng mở: tiếp xúc mà làm cho dòng điện chạy ngừng chạy từ vật sang vật khác (như tiếp điểm thiết bị đóng cắt) ) Tiếp xúc trượt: vật dẫn điện trượt bề mặt vật dẫn điện (ví dụ chổi than trượt vành góp máy điện) Lý thuyết sở khí cụ điện 40 10 PHÂN LOẠI TIẾP XÚC ĐIỆN CÁC U VỀ TIẾP XÚC ĐIỆN Dựa vào hình dạng chỗ tiếp xúc, ta chia tiếp xúc điện dạng sau : ) Tiếp xúc điểm: hai vật tiếp xúc với điểm bề mặt diện tích với đường kính nhỏ (như tiếp xúc hai hình cầu với nhau, hình cầu với mặt phẳng, hình nón với mặt phẳng, ) ) Tiếp xúc đường: hai vật dẫn tiếp xúc với theo đường thẳng bề mặt hẹp (như tiếp xúc hình trụ với mặt phẳng, hình trụ với trụ, ) ) Tiếp xúc mặt: hai vật dẫn điện tiếp xúc với bề mặt rộng(ví dụ tiếp xúc mặt phẳng với mặt phẳng, ) Lý thuyết sở khí cụ điện 41 ĐẠI CƯƠNG VỀ TIẾP XÚC ĐIỆN a l 42 Nhưng thực tế diện tích bề mặt tiếp xúc thực nhỏ nhiều a.l hai bề mặt tiếp xúc dù gia cơng có độ nhấp nhơ, cho tiếp xúc hai vật với có số điểm tiếp giáp tiếp xúc Do diện tích tiếp xúc thực nhỏ nhiều diện tích tiếp xúc biểu kiến Sbk= a.l Diện tích tiếp xúc phụ thuộc vào lực ép lên tiếp điểm vật liệu làm tiếp điểm, lực ép lớn diện tích tiếp xúc lớn Lý thuyết sở khí cụ điện Lý thuyết sở khí cụ điện ĐẠI CƯƠNG VỀ TIẾP XÚC ĐIỆN Xét đặt hai vật dẫn tiếp xúc nhau, ta có diện tích bề mặt tiếp xúc : Sbk= a l Các u cầu tiếp xúc điện tùy thuộc cơng dụng, điều kiện làm việc, tuổi thọ u cầu thiết bị yếu tố khác Một yếu tố chủ yếu ảnh hưởng tới độ tin cậy làm việc nhiệt độ phát nóng tiếp xúc điện điện trở tiếp xúc Rtx 43 Lý thuyết sở khí cụ điện 44 11 ĐẠI CƯƠNG VỀ TIẾP XÚC ĐIỆN ĐẠI CƯƠNG VỀ TIẾP XÚC ĐIỆN Nếu tiếp xúc n điểm diện tích lớn lên n lần Dòng điện chạy từ vật sang vật khác qua điểm tiếp xúc, dòng điện chỗ tiếp xúc bị thắt hẹp lại, dẫn tới điện trở chỗ tăng lên Lý thuyết sở khí cụ điện 45 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐIỆN TRỞ TIẾP XÚC Lý thuyết sở khí cụ điện 46 VẬT LIỆU LÀM TIẾP ĐIỂM Để thỏa mãn tốt điều kiện làm việc khác tiếp điểm thiết bị điện vật liệu làm tiếp điểm phải có u cầu sau: Có độ dẫn điện cao (giảm Rtx điện trở tiếp điểm) Dẫn nhiệt tốt (giảm phát nóng cục điểm tiếp xúc) Khơng bị oxy hóa (giảm Rtx để tăng độ ổn định tiếp điểm) Vật liệu làm tiếp điểm Lực ép tiếp điểm Hình dạng tiếp điểm Nhiệt độ tiếp điểm Tình trạng bề mặt tiếp xúc Mật độ dòng điện Lý thuyết sở khí cụ điện Do rõ ràng điện trở tiếp xúc tiếp điểm ảnh hưởng đến chất lượng thiết bị điện, điện trở tiếp xúc lớn làm cho tiếp điểm phát nóng Nếu phát nóng q mức cho phép tiếp điểm bị nóng chảy, chí bị hàn dính Trong tiếp điểm thiết bị điện mong muốn điện trở tiếp xúc có giá trị nhỏ tốt, thực tế có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến Rtx nên khơng thể giảm Rtx cực nhỏ mong muốn 47 Lý thuyết sở khí cụ điện 48 12 VẬT LIỆU LÀM TIẾP ĐIỂM VẬT LIỆU LÀM TIẾP ĐIỂM Có độ kết tinh nóng chảy cao (giảm độ mài mòn điện giảm nóng chảy hàn dính tiếp điểm đồng thời tăng tuổi thọ tiếp điểm) Có độ bền cao (giảm độ mài mòn khí giữ ngun dạng bề mặt tiếp xúc tăng tuổi thọ tiếp điểm) Có đủ độ dẻo (để giảm điện trở tiếp xúc) Dễ gia cơng chế tạo giá thành rẻ Lý thuyết sở khí cụ điện 49 MỘT SỐ VẬT LIỆU DÙNG LÀM TIẾP ĐIỂM Lý thuyết sở khí cụ điện 50 MỘT SỐ VẬT LIỆU DÙNG LÀM TIẾP ĐIỂM Âäưng kiỵ thût âiãûn: âäưng ngun cháút thu âỉåüc bàòng âiãûn phán Nọ âạp ỉïng háưu hãút cạc u cáưu trãn Nhỉåüc âiãøm chênh ca âäưng kiỵ thût âiãûn l ráút dãù bë oxit họa Âäưng thau: håüp kim âäưng våïi km âỉåüc sỉí dủng lm tiãúp âiãøm dáûp häư quang Lý thuyết sở khí cụ điện Thỉûc tãú êt váût liãûu no âạp ỉïng âỉåüc âáưy â cạc u cáưu trãn Trong thiãút kãú sỉí dủng ty tỉìng âiãưu kiãûn củ thãø m trng nhiãưu âãún u cáưu ny hay u cáưu khạc 51 Bảc: l váût liãûu lm tiãúp âiãøm ráút täút cọ âäü dáùn âiãûn cao v cọ âiãûn tråí tiãúp xục äøn âënh Nhỉåüc âiãøm ch úu l chëu häư quang kẹm nãn sỉí dủng bë hản chãú Cạc håüp kim âäưng khạc: håüp kim âäưng våïi nhäm, âäưng våïi mangan, âäưng våïi niken, âäưng våïi silic v cạc håüp kim âäưng khạc âỉåüc sỉí dủng lm tiãúp âiãøm, âäưng thåìi lm l xo ẹp (vê dủ tiãúp âiãøm ténh ca cáưu chç) Nhỉỵng tiãúp âiãøm váûy bë âäút nọng dãù bë máú t ân häưi Lý thuyết sở khí cụ điện 52 13 MỘT SỐ VẬT LIỆU DÙNG LÀM TIẾP ĐIỂM MỘT SỐ VẬT LIỆU DÙNG LÀM TIẾP ĐIỂM Thẹp cọ âiãûn tråí sút låïn: thẹp thỉåìng bë oxy họa cao nhỉng l váût liãûu r nãn váùn âỉåüc sỉí dủng lm tiãúp xục cäú âënh âãø dáùn dng âiãûn låïn, cạc thiãút bë thẹp thỉåìng âỉåüc mả Nhäm: cọ âäü dáùn âiãûn cao, r nhỉng ráút dãù bë oxy họa lm tàng âiãûn tråí sút Nhỉåüc âiãøm nỉỵa l hn nhäm ráút phỉïc tảp, âäü bãưn cå lải kẹm Lý thuyết sở khí cụ điện 53 Vonfram v håüp kim vonfram: cọ âäü mi mn vãư âiãûn täút v chëu âỉåüc häư quang täút nhỉng cọ âiãûn tråí tiãúp xục ráút låïn Håüp kim vonfram våïi vng sỉí dủng cho tiãúp âiãøm cọ dng nh Håüp kim våïi molipâen dng lm tiãúp âiãøm cho nhỉỵng thiãút bë âiãûn thỉåìng xun âọng måí, dng âiãûn låïn thç vonfram v håüp kim vonfram sỉí dủng âãø lm tiãúp âiãøm dáûp häư quang Lý thuyết sở khí cụ điện 54 MỘT SỐ VẬT LIỆU DÙNG LÀM TIẾP ĐIỂM MỘT SỐ VẬT LIỆU DÙNG LÀM TIẾP ĐIỂM Vng v platin: khäng bë oxy họa âọ cọ âiãûn tråí tiãúp xục nh v äøn âënh, âỉåüc sỉí dủng lm tiãúp âiãøm thiãút bëû âiãûn ạp cọ dng âiãûn bẹ v quan trng Vng ngun cháút v platin ngun cháút cọ âäü bãưn cå tháúp nãn thỉåìng âỉåüc sỉí dủng dảng håüp kim våïi mälipâen hồûc våïi iriâi âãø tàng âäü bãưn cå Than v graphit: cọ âiãûn tråí tiãúp xục v âiãûn tråí sút låïn nhỉng chëu âỉåüc häư quang ráút täút Thỉåìng dng lm cạc tiãúp âiãøm m lm viãûc phi chëu tia lỉía âiãûn, âäi lm tiãúp âiãøm dáûp häư quamg Håüp kim gäúm: häùn håüp vãư màût cå hc ca hai váût liãûu khäng náúu chy m thu âỉåüc bàòng phỉång phạp thiãu kãút häùn håüp bäüt hồûc bàòng cạch táøm váût liãûu ny lãn váût liãûu Thỉåìng váût liãûu thỉï nháúït cọ cháút k thût âiãûn täút, âiãûn tråí sút v âiãûn tråí tiãúp xục nh, êt bë oxy họa.Váût liãûu thỉï hai cọ cháút cå cao v chëu âỉåüc häư quang Nhỉ váûy, cháút lỉåüng kim loải gäúm l cháút ca häùn håüp quút âënh Lý thuyết sở khí cụ điện 55 Lý thuyết sở khí cụ điện 56 14 MỘT SỐ KẾT CẤU TIẾP ĐIỂM TIẾP ĐIỂM KIỂU NGĨN TIẾP ĐIỂM KIỂU CẦU Lý thuyết sở khí cụ điện 57 58 TIẾP ĐIỂM KIỂU NÊM TIẾP ĐIỂM KIỂU DAO Lý thuyết sở khí cụ điện Lý thuyết sở khí cụ điện 59 Lý thuyết sở khí cụ điện 60 15 Bài 4: SỰ PHÁT NĨNG CỦA KHÍ CỤ ĐIỆN KHÁI NIỆM CHUNG Ở trạng thái làm việc, pận TBĐ như: mạch vòng dẫn điện, mạch từ, chi tiết kim loại cách điện có tổn hao lượng tác dụng biến thành nhiệt Một phần nhiệt làm tăng nhiệt độ TBĐ, phần khác tỏa mơi trường xung quanh Ở chế độ xác lập nhiệt, nhiệt độ thiết bị khơng tăng lên mà đạt trị số ổn định, tồn nhiệt tỏa mơi trường xung quanh Lý thuyết sở khí cụ điện 61 Chế độ làm việc ngắn hạn chế độ làm việc thiết bị điện với thời gian đủ ngắn để nhiệt độ phát nóng chưa đạt tới giá trị ổn định, sau ngưng làm việc thời gian đủ lớn để nhiệt độ hạ xuống tới nhiệt độ mơi trường τ T τäâ τ0 B A 0.632τäâ t[s] Hçnh : Phạt nọng di hản Lý thuyết sở khí cụ điện Lý thuyết sở khí cụ điện 62 CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC NGẮN HẠN CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC DÀI HẠN Chế độ làm việc dài hạn chế độ làm việc thiết bị điện với thời gian dài tùy ý khơng ngắn thời gian để nhiệt độ phát nóng đạt tới giá trị ổn định KHÁI NIỆM CHUNG Nếu nhiệt độ TBĐ tăng cao cách điện bị già hóa độ bền chi tiết bị suy giảm Khi tăng nhiệt độ vật liệu cách điện lên 80C so với nhiệt độ cho phép chế độ dài hạn tuổi thọ cách điện giảm 50% Với vật liệu dẫn điện thơng dụng Cu, tăng nhiệt độ từ 1000C đến 2500C độ bền giảm 40%, độ bền chúng giảm nên lực điện động trường hợp ngắn mạch làm hư hỏng thiết bị Do độ tin cậy thiết bị phụ thuộc vào nhiệt độ phát nóng chúng 63 τ τmax τf τ1 M Lý thuyết sở khí cụ điện t[s] tlv Hçnh : Phạt nọng ngàõn hản 64 16 CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC NGẮN HẠN LẶP LẠI Chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại chế độ làm việc thiết bị điện thời gian tlv mà nhiệt độ phát nóng chưa đạt tới bão hòa sau nghỉ thời gian tng mà nhiệt độ chưa giảm nhiệt độ ban đầu tiếp tục làm việc nghỉ xen kẽ Q trình làm việc nghỉ lặp lại tuần hồn theo chu kỳ với thời gian tck = tlv + tng Sau thời gian đủ lớn, thiết bị đạt chế độ tựa xác lập, thời gian làm việc nhiệt độ đạt tới giá trị θmax = const thời gian nghỉ, nhiệt độ hạ xuống giá trị θmin = const Lý thuyết sở khí cụ điện 65 CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC NGẮN HẠN LẶP LẠI τ τmax τf τ’max τmin t[s] tlv tng tcK Lý thuyết sở hạn khí cụlặp điệnlại Hình :Phát nóng ngắn 66 Bài 5: CƠ CẤU ĐIỆN TỪ VÀ NAM CHÂM ĐIỆN KHÁI NIỆM CHUNG CƠ CẤU ĐIỆN TỪ Cạc thiãút bë råle, cäng tàõc tå, khåíi âäüng tỉì, ạptämạt, âãưu cọ bäü pháûn lm nhiãûm vủ biãún âäøi tỉì âiãûn nàng cå nàng Bäü pháûn ny gäưm cọ: cün dáy v mảch tỉì gi chung l cå cáúu âiãûn tỉì Mảch tỉì chia lm cạc pháưn chênh sau âáy: ¾ Thán mảch tỉì ¾ Nàõp mảch tỉì ¾ Khe håí khäng khê chênh δ Lý thuyết sở khí cụ điện 67 KHÁI NIỆM CHUNG CƠ CẤU ĐIỆN TỪ Φt Φδ Φr Hçnh : Kãút cáúu mảch tỉì 1.Thán mảch tỉì ; Nàõp mảch tỉì ;3 Cün dáy Lý thuyết sở khí cụ điện 68 17 PHÂN LOẠI CƠ CẤU ĐIỆN TỪ KHÁI NIỆM CHUNG CƠ CẤU ĐIỆN TỪ Khi cho dng âiãûn chảy qua cün dáy thç cün dáy cọ tỉì thäng φ âi qua, tỉì thäng ny cng chia lm thnh pháưn : Tỉì thäng chênh φδ: l tỉì thäng âi qua khe håí khäng khê chênh, âọ cng l tỉì thäng lm viãûc ca cå cáúu âiãûn tỉì Tỉì thäng tn φt: l tỉì thäng âi ngoi khe håí khäng khê chênh Tỉì thäng r φr: l tỉì thäng khẹp vng qua cün dáy l thnh pháưn khäng âi qua khe håí khäng khê chênh m khẹp kên khäng gian giỉỵa li v thán mảch tỉì Lý thuyết sở khí cụ điện 69 NAM CHÂM ĐIỆN Φ N S N i Lý thuyết sở khí cụ điện 70 a KHÁI NIỆM VỀ NAM CHÂM ĐIỆN a KHÁI NIỆM VỀ NAM CHÂM ĐIỆN i Phán theo cháút ca ngưn âiãûn ¾ Cå cáúu âiãûn mäüt chiãưu ¾ Cå cáúu âiãûn tỉì xoay chiãưu Theo cạch näúi cün dáy vo ngưn âiãûn ¾ Näúi näúi tiãúp ¾ Näúi song song Theo hçnh dảng mảch tỉì: ¾ Mảch tỉì hụt cháûp (thàóng) ¾ Mảch tỉì hụt xoay (quanh mäüt trủc hay mäüt cảnh), mảch tỉì hụt kiãøu pittäng Khi cọ dng âiãûn chảy cün dáy s sinh tỉì trỉåìng Lục âọ váût liãûu sàõt tỉì âàût tỉì trỉåìng ny s bë tỉì họa v cọ cỉûc ngỉåüc våïi cỉûc ca cün dáy, cho nãn s bë hụt vãư phêa cün dáy Nãúu âäøi chiãưu dng âiãûn cün dáy thç tỉì trỉåìng cün dáy cng âäøi chiãưu v váût liãûu sàõt tỉì bë tỉì họa cọ cỉûc ngỉåüc våïi cỉûc cün dáy, cho nãn chiãưu lỉûc hụt khäng âäøi S N S Nam chám âiãûn Lý thuyết sở khí cụ điện 71 Lý thuyết sở khí cụ điện 72 18 b NAM CHÁM ÂIÃÛN XOAY CHIÃƯU V VNG CHÄÚNG RUNG a KHÁI NIỆM VỀ NAM CHÂM ĐIỆN Gi nam chám âiãûn l cå cáúu âiãûn tỉì, l bäü pháûn ráút quan trng cạc thiãút bë âiãûn, âỉåüc dng âãø biãún âäøi âiãûn nàng thnh cå nàng cạc khê củ âiãûn Nam chám âiãûn âỉåüc sỉí dủng räüng ri nhiãưu lénh vỉûc khạc nhỉ: tỉû âäüng họa, cạc loải rå le, cäng tàõc tå Trong sinh hoảt hàòng ngy âỉåüc ỉïng dủng räüng ri chng âiãûn, loa âiãûn Nam chám âiãûn xoay chiãưu Lý thuyết sở khí cụ điện 73 b NAM CHÁM ÂIÃÛN XOAY CHIÃƯU V VNG CHÄÚNG RUNG Trong mäüt chu k, dng âiãûn xoay chiãưu bàòng khäng láưn Khi dng âiãûn bàòng khäng thç B = ÅÍ thåìi âiãøm B = thç Fdt = lỉûc l xo Flx > Fdt thç nàõp bë kẹo nh ÅÍ nhỉỵng thåìi âiãøm Flx < Fdt thç nàõp âỉåüc hụt vãư phêa li Nhỉ váûy mäüt chu k nàõp bë hụt nh hai láưn nghéa l nàõp bë rung våïi táưn säú 100Hz nãúu táưn säú ngưn âiãûn l 50Hz Lý thuyết sở khí cụ điện 75 Lý thuyết sở khí cụ điện 74 b NAM CHÁM ÂIÃÛN XOAY CHIÃƯU V VNG CHÄÚNG RUNG Âãø chäúng hiãûn tỉåüng rung ny, ta phi lm cho lỉûc hụt âiãûn tỉì Fdt åí mi thåìi âiãøm phi låïn hån lỉûc Flx Mún Fdt> Flx ngỉåìi ta tảo tỉì thäng lãûch pha mảch tỉì, bàòng cạch âàût vng chäúng rung bàòng âäưng v cọ mäüt vng Nam chám âiãûn xoay chiãưu Lý thuyết sở khí cụ điện 76 19 b NAM CHÁM ÂIÃÛN XOAY CHIÃƯU V VNG CHÄÚNG RUNG Ngun lê lm viãûc ca vng chäúng rung : Khi tỉì thäng φ âi qua cỉûc tỉì s chia lm hai thnh pháưn φ1 v φ2 φ1 l thnh pháưn khäng âi qua pháưn cỉûc tỉì cọ vng chäúng rung, φ2 âi qua pháưn cọ vng chäúng rung Khi cọ tỉì thäng φ2 biãún thiãn âi qua, vng chäúng rung s xút hiãûn dng âiãûn cm ỉïng icỉï chảy khẹp mảch vng Dng icỉï s sinh mäüt tỉì trỉåìng cọ tạc dủng chäúng lải sỉû biãún thiãn ca φ2 nãn lm φ2 cháûm pha so våïi φ1 mäüt gọc α Lý thuyết sở khí cụ điện b NAM CHÁM ÂIÃÛN XOAY CHIÃƯU V VNG CHÄÚNG RUNG Âiãưu kiãûn chäúng rung: Fât >Flx Φ2 Φ1 Φ 77 Lý thuyết sở khí cụ điện 78 20 ... DAO Lý thuyết sở khí cụ điện Lý thuyết sở khí cụ điện 59 Lý thuyết sở khí cụ điện 60 15 Bài 4: SỰ PHÁT NĨNG CỦA KHÍ CỤ ĐIỆN KHÁI NIỆM CHUNG Ở trạng thái làm việc, pận TBĐ như: mạch vòng dẫn điện, ... dòng điện, biến áp đo lường,…) Lý thuyết sở khí cụ điện II PHÂN LOẠI KHÍ CỤ ĐIỆN Nhóm KCĐ dùng mạch điện chiều Nhóm KCĐ dùng mạch điện xoay chiều Lý thuyết sở khí cụ điện II PHÂN LOẠI KHÍ CỤ ĐIỆN... kV, ) Khí cụ điện cao áp có điện áp từ 36 kV đến nhỏ 400 kV, ) Khí cụ điện siêu cao áp có điện áp từ 400 kV trở lên Lý thuyết sở khí cụ điện III CÁC U CẦU KHÍ CỤ ĐIỆN III CÁC U CẦU KHÍ CỤ ĐIỆN