Bài giảng: Khí cụ điện

BÀI GIẢNG MƠN HỌC : KHÍ CỤ ĐIỆN CHUN NGHÀNH : ĐIỆN TÀU THUỶ - ĐIỆN TỰ ĐỘNG CN Mở đầu I.Giới thiệu mơn học: 1.Mục đích, u cầu: Trình bày sở lý thuyết khí cụ điện, giới thiệu cấu tạo, nguyên lý làm việc, đặc tính khí cụ điện thơng dụng sử dụng hệ thống điện tàu thủy nói riêng cơng nghiệp nói chung Học sinh sau kết thúc mơn học nắm kiến thức khí cụ điện, có khả tính tốn lựa chọn, sử dụng, bảo dưỡng sửa chữa khí cụ điện Nội dung chương trình: Tồn chương trình chia làm phần lớn: + Phần I: Trình bày sở lý thuyết khí cụ điện Đây phần quan trọng chương trình Tồn lý thuyết sở để xây dựng, tính tốn thiết kế khí cụ điện đề cập đến phần sau + Phần II: Trình bày nguyên lý cấu tạo, hoạt động khí cụ điện hạ áp – khí cụ thường gặp tàu thuỷ nghành cơng nghiệp Trình bày sơ lược kết cấu nguyên lý hoạt động khí cụ cao áp; Mặc dù tàu thuỷ gặp khí cụ loại này, xong với mong muốn trang bị cho kỹ sư điện kiến thức tổng thể loại thiết bị điện phổ biến hệ thống điện lý thuyết loại khí cụ cần thiết Trình bày nguyên lý lắp đặt, kiểm tra bảo dưỡng, sửa chữa hiệu chỉnh khí cụ điện II.Tài liệu tham khảo: 1.Khí cụ điện NXBKHKT 2004 Phạm văn Chới – Bùi tín Hữu – Nguyễn tiến Tơn Khí cụ điện – Lý thuyết kết cấu, tính tốn lựa chọn sử dụng NXB KHKT 2001 Tô Đằng – Nguyễn Xuân Phú Các tài liệu hãng sưu tầm http://www.ebook.edu.vn CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Phần I: LÝ THUYẾT CƠ SỞ KHÍ CỤ ĐIỆN Chương 1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ KHÍ CỤ ĐIỆN 1.1 Khái niệm, phân loại 1.1.1.Khái niệm: Khí cụ điện (KCĐ ) thiết bị dùng để đóng ngắt, điều khiển, kiểm tra, tự động điều chỉnh, khống chế đối tượng điện không điện bảo vệ chúng trường hợp cố Khí cụ điện có nhiều chủng loại với chức năng, nguyên lý làm việc kích thước khác nhau, dùng rộng rãi lĩnh vực sống 1.1.2.Phân loại: Khí cụ điện thường phân loại theo chức năng, theo nguyên lý môi trường làm việc, theo điện áp a Theo chức KCĐ chia thành nhóm sau: 1) Nhóm khí cụ đóng cắt: Chức nhóm KC đóng cắt tay tự động mạch điện Thuộc nhóm có: Cầu dao , áptơmát, máy cắt, dao cách ly, chuyển đổi nguồn … 2) Nhóm KC hạn chế dịng điện, điện áp: Chức nhóm hạn chế dịng điện, điện áp mạch khơng cao Thuộc nhóm gồm có: Kháng điện, van chống sét … 3) Nhóm KC khởi động, điều khiển: Nhóm gồm khởi động, khống chế, cơng tắc tơ, khởi động từ … 4) Nhóm KC kiểm tra theo dõi: Nhóm có chức kiểm tra, theo dõi làm việc đối tượng biến đổi tín hiệu khơng điện thành tín hiệu điện Thuộc nhóm : Các rơle, cảm biến … 5) Nhóm KC tự động Đ/C , khống chế trì chế độ làm việc, tham số đối tượng : Các ổn định điện áp, ổn định tốc độ, ổn định nhiệt độ … 6) Nhóm KC biến đổi dịng điện , điện áp cho dụng cụ đo: Các máy biến áp đo lường, biến dòng đo lường … b.Theo nguyên lý làm việc KCĐ chia thành: 1) KCĐ làm việc theo nguyên lý điện từ 2) KCĐ làm việc theo nguyên lý cảm ứng nhiệt 3) KCĐ có tiếp điểm 4) KCĐ khơng có tiếp điểm c.Theo nguồn điện KCĐ chia thành : 1) KCĐ chiều 2) KCĐ xoay chiều 3) KCĐ hạ áp (Có điện áp 1000 V) d Theo điều kiện môi trường, điều kiện bảo vệ KCĐ chia thành: 1) KCĐ làm việc nhà, KCĐ làm việc trời 2) KCĐ làm việc môi trường dễ cháy, dễ nổ 3) KCĐ có vỏ kín, vỏ hở, vỏ bảo vệ … http://www.ebook.edu.vn CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 1.2 Yêu cầu khí cụ điện 1.2.1.Những yêu cầu KCĐ: Các KCĐ cần thoả mãn yêu cầu sau: Phải đảm bảo làm việc lâu dài với thơng số kỹ thuật định mức Nói cách khác dịng điện qua phần dẫn điện khơng vượt giá trị cho phép thời gian lâu mà không gây hư hỏng cho KC KCĐ phải có khả ổn định nhiệt ổn định điện động Vật liệu phải có khả chịu nóng tốt cường độ khí cao xảy ngắn mạch q tải dịng điện lớn gây hư hỏng cho khí cụ - Vật liệu cách điện phải tốt để xảy áp phạm vi cho phép cách điện không bị chọc thủng - KCĐ phải đảm bảo làm việc xác an tồn, xong phải gọn nhẹ, rẻ tiền, dễ gia công lắp đặt, kiểm tra sửa chữa - Ngoài KCĐ phải làm việc ổn định điều kiện khí hậu, mơi trường khác 1.2.2.Những yêu cầu KCĐ tàu thuỷ: Trên tàu thuỷ điều kiện làm việc khác so với bờ, KCĐ phải có khả làm việc ổn định điều kiện khắc nghiệt cần phải thoả mãn yêu cầu sau: - Chịu rung lắc với biên độ cực đại lên tới 0, mm tần số tới 35 Hz - Điện áp dao động khoảng 80% - 110% Uđm - Môi trường có nước, độ ẩm cao, có dầu, muối - Dải nhiệt độ thay đổi phạm vi rộng từ – 50 oC đến + 50 oC - Số lần đóng cắt lớn lên đến 300lần / Chương 2: CƠ CẤU ĐIỆN TỪ VÀ NAM CHÂM ĐIỆN 2.1 Khái niệm chung 2.1.1 Khái niệm : Nam châm điện loại cấu điện từ biến đổi điện thành khí cụ điện, sử dụng rộng rãi rơle điện từ, cơngtắctơ, thiết bị đóng cắt, thiết bị bảo vệ … Hình dáng kết cấu nam châm điện đa dạng, tuỳ thuộc vào chức mục đích sử dụng NCĐ có hai phận mạch từ (phần từ ) cuộn dây (phần điện ) Nếu cuộn dây mắc nối tiếp với phụ tải ta có cuộn dòng điện, cuộn dây mắc song song với phụ tải ta có cuộn điện áp Hình 2-1 http://www.ebook.edu.vn CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 2.1.2.Mạch từ định luật mạch từ: Tuỳ thuộc vào dòng điện chạy cuộn dây ta có nam châm điện xoay chiều hay chiều Nam châm điện xoay chiều có mạch từ ghép từ thép KTĐ mỏng, cách điện lẫn để giảm tổn hao Nam châm điện chiều , mạch từ có cấu tạo dạng khối Các tham số mạch từ bao gồm: - Sức từ động (S.T.ĐS) F = i.w [ampe-vòng] , tính theo trị biên độ trị hiệu dụng - Từ thông φm [ Wb] - Trị biên độ - Từ cảm (Mật độ từ thông ) Bm = Φm [ T = Wb/m2 ] ; Trong đó: S [ m2] tiết S diện ống từ - Cường độ từ trường H = F [ A/m ] ; Trong l [m] chiều dài mạch từ l μ= - Hệ số từ thẩm vật liệu từ: B [ H/m ] ; H Với khơng khí (Chân khơng) μ = μ0 = 4.π 10-7 [ H/ m] - Từ trở mạch từ: Rμ = l μ S [ H-1 ] - Từ dẫn mạch từ (Nghịch đảo với từ trở ) : G = Rμ = μ S l [ H ] Các định luật mạch từ bao gồm: Định luật Ôm, định luật kiếc khốp I, II định luật tồn dịng điện Định luật Ơm: Trong phân đoạn mạch từ, từ áp rơi tích từ thơng từ trở thương từ thông từ dẫn U μ = Φ.Rμ = Φ G (2- 1) Định luật kiếc khốp 1: Trên điểm mạch từ, tổng từ thông vào tổng từ thông ra: n ∑Φ i =0 (2 – ) Định luật kiếc khốp 2: Trong đoạn mạch từ khép kín, tổng từ áp đoạn mạch tổng sức từ động: n n ∑ Φ Rμ = ∑ F i i i (2 – ) Định luật tồn dịng điện: Tích phân đường cường từ trường theo vịng từ khép kín tổng S.T.Đ vịng từ đó: ∫ H.dl = ∑ F (2–4) i l Định luật tồn dịng điện biến đổi sau: http://www.ebook.edu.vn CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt hoặc: ∫ H dl = ∫ Φ.dRμ = ∑ F (2–5) i l l Đây định luật kiếc khốp với mạch từ khép kín Hình 2-2 Đặc tính vật liệu từ đường cong từ hóa ( Hình 2-2) Đây quan hệ phi tuyến phức tạp, biểu diễn dạng hàm giải tích Mặt khác từ thơng khép kín qua khơng khí có nhiều thành phần, nên việc xác định xác từ dẫn khe hở khơng khí khơng đơn giản Vì việc tính tốn mạch từ trở nên phức tạp 2.1.3 Từ dẫn khe hở không khí : Với mạch từ có từ cảm nằm vùng tuyến tính đường cong từ hố , độ từ thẩm μ lớn nên từ trở mạch từ bé, bỏ qua Do độ xác tốn phụ thuộc vào tính từ dẫn khe hở khơng khí Cơng thức tổng qt để tính từ dẫn khe hở khơng khí dựa vào định luật Ơm cho mạch từ sau: Gδ = Φδ U μδ (2-6 ) : Uμδ - từ áp rơi khe hở khơng khí δ ; Φδ - từ thơng qua khe hở khơng khí Nếu khe hở khơng khí hai cực từ tương đối bé so với kích thước cực từ (hình 2-3 ) Hình 2-3 http://www.ebook.edu.vn CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt coi tiết diện từ thơng tiết diện cực từ thì: Gδ = Φδ B.S S = = μ0 U μδ H δ δ [H] ( 2-7 ) Trong trường hợp ta bỏ qua từ dẫn từ thông tản, từ thông bao bọc xung quanh khe hở khơng khí δ Sai số từ dẫn G δ lớn khe hở δ lớn Công thức (2-7) sử dụng để tính từ dẫn khe hở khơng khí từ trường khi: Cực từ hình trụ: S = πd2 / ; δ/d ≤ 0.2 ; Cực từ hình chữ nhật: S = a.b ; a/δ , b/δ ≤ ; Trong thực tế khe hở khơng khí thường có trị số lớn hình dạng cực từ tương đối phức tạp, việc tính tốn từ dẫn khe hở khơng khí phức tạp Có ba phương pháp để tính từ dẫn khe hở khơng khí sau: Phương pháp phân chia từ trường (còn gọi phương pháp Roster) ; Phương pháp dùng công thức kinh nghiệm; Phương pháp đồ thị a) Phương pháp phân chia từ trường: Trong phương pháp từ trường khe hở khơng khí chia thành từ trường thành phần có dạng hình học đơn giản, sau tính từ dẫn từ trường thành phần cuối tổng hợp kết lại để tìm từ dẫn tổng khe hở khơng khí Cơng thức sở để tính từ dẫn hình đơn giản dựa vào phép biến đổi sau: S S δ V ( 2-8 ) Gδ = μ tb = μ tb tb = μ δ tb δ tb δ tb t: Stb - mặt cắt trung bình hình, vng góc với đường sức từ δtb - độ dài trung bình đường sức từ hình V - thể tích hình b) Phương pháp tính từ dẫn biểu thức kinh nghiệm: Dựa vào số liệu thực nghiệm mơ hình hóa lý thuyết tương tự, tác giả đưa cơng thức giải tích, tính tốn từ dẫn dạng khe khí mạch từ thường gặp cho thành bảng (Bảng 1-3 ) TT Từ dẫn Cực từ G = μo ( π d π d ) x1 + 0,96d + δ 4δ 0,69 + 0,63 c với : Ro Δ = 6,0 ≥ 0; x1 = 1,0 d δ http://www.ebook.edu.vn CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ⎡ ab ⎤ G = μ o ⎢ x + 0,58(a + b)⎥ ⎣δ ⎦ Ro Δ ≥ 0; x2 = 1,0 với : = 6,0 d δ G = μ o ( G = μ o ( x.d π d 1,51.d + 0,48d δ + + 4δ 2,4d + δ 0,22δ + 0,4 x với : x = (1 ÷ 2)δ a2 δ + 0,58a + với : c δ (a + kδ π )(b + δ < 1,0; k = 1,0 với : G = μ o ( δ + ln(105 + ) a với : x = (1 ÷ 2)δ G = μo 0,14a kδ π x.a ) 0,17δ + 0,4 x ) c ≥ 1,0; k = 0,307 d π d 0,157 d − + 0,75d ) 4δ sin α sin α c)Phương pháp tính từ dẫn cách vẽ từ trường: Phương pháp dùng để xác định từ dẫn khe khí mà cực từ có dạng phức tạp khó xác định phương pháp khác Trước tiên ta dựng mặt đẳng mà mặt mặt cuối mặt bao bề mặt cực từ, đường sức cắt đường đẳng góc vng Từ trường hai cực từ chia thành Hình 2-10 http://www.ebook.edu.vn CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ống từ thơng nhau: Δφ = Δφ1 = Δφ2 = …= Δφn (Hình 2-10) Nếu từ áp mặt đẳng nhau: Uμ1 – Uμ2 = Uμ2 -Uμ3 = … = Uμn-1 - Uμn = ΔUμ Thì từ dẫn phần tử tính cơng thức: g1 = g = = g n = a.Δh ΔΦ = μ0 =g ΔU μ b ( 2-9 ) Nếu chiều dài trung bình tứ giác a = b bề dày từ trường Δh đủ nhỏ, đơn vị chiều dài từ dẫn: g = μ0 a.Δh = μ0 b ( 2-10 ) Gọi m số ống từ thông hai cực từ; n số tứ giác cong ống; h chiều cao cực từ Từ dẫn tính cơng thức sau: Gδ = μ m h n ( 2-11 ) Độ xác kết hồn tồn phụ thuộc vào tranh từ trường 2.2 Tính tốn mạh từ 2.2.1 Tính tốn mạch từ chiều : Ở tốn mạch từ chiều, dòng điện cuộn dây dòng chiều, nên s.t.đ từ thông không biến đổi theo thời gian, khơng có tổn hao từ trễ dịng xốy mạch từ Vật liệu làm mạch từ chiều thường thép cácbon thể khối, có đường cong từ hóa tương đối cao Những toán mạch từ thường quy hai dạng: - Bài tốn thuận: Biết từ thơng φ , cần tìm s.t.đ ( i.w) Đây tốn thiết kế, nghĩa phải tính tốn kích thước mạch từ tham số để lực điện từ cần thiết - Bài toán ngược: Biết s.t.đ mạch từ, cần tìm từ thơng φ Đây tốn kiểm nghiệm, có nghĩa với mạch từ cuộn dây cho trước, cần tính lực điện từ Việc tính tốn mạch từ tương đối phức tạp lý sau: - Quan hệ phi tuyến đường cong từ hoá độ từ thẩm vật liệu mạch từ; - Từ thơng rị lõi thép mạch từ phân bố rải thay đổi khe hở khơng klhí thay đổi a) Mạch từ chiều khơng tính đến từ thơng rị : Từ thơng rị phần từ thơng khép kín mạch từ khơng qua khe hở khơng khí làmviệc Từ thơng rị bỏ qua bé so với từ thông làm việc; tức từ thông qua khe hở khơng khí làm việc Xét mạch từ hình xuyến, với tiết diện S , chiều dài trung bình l, độ lớn khe hở khơng khí δ đường cong từ hoá vật liệu mạch từ B(H) cho hình vẽ 2-11 http://www.ebook.edu.vn CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Hình 2-11 Với mạch từ này, xét hai toán thuận ngược: *) Bài tốn thuận: Biết từ thơng khe hở khơng khí φδ , tìm s.t.đ (I.w) mạch từ φr = → φδ = φ → B = Bδ = Vì: Φδ S Từ đường B (H) ta tìm H Từ trở mạch từ biểu thức: H l S ; Gδ = μ Vậy s.t.đ mạch từ xác định theo Φ δ (2-13 ( I w) = Φ.Rμ = Φ δ / Gδ = Φ δ ( Rμ + ) Gδ Rμ = ) *) Bài toán ngược: Biết ( I.w) tìm φ Từ phương trình ( 1-9 ), ta có: ( I w) = Φ.( Rμ + B.S ) = H l + Gδ Gδ ( 2-14 ) Chia hai vế phương trình cho l ta : I w B.S =H+ l Gδ l ( 2-15 ) Đây phương trình có hai ẩn số B H Vì để giải phương pháp kinh điển phương pháp rị Với trường hợp dùng phương pháp dựng hình( Hình 2-12) Trên đường cong B(H) từ O lấy đoạn OA = I.w/l trục OH Tại A dựng góc α với tag α = S/Gδ.l cắt đường cong M Từ M chiếu sang trục tung ta Bδ chiếu xuống trục hồnh (Điểm N ) ta được: Hình 2-12 http://www.ebook.edu.vn CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ON = H ; NA = OA − ON = I w B.S −H = l Gδ l Vậy từ thơng cần tìm là: φ = Bδ.S b) Mạch từ chiều có tính đến từ thơng rị: *) Trường hợp thứ nhất: Bỏ qua từ trở sắt từ R μ , từ trở sắt từ bỏ qua mạch từ làm việc đoạn tuyến tính đường cong từ hóa Xét mạch từ hình (2-13 ) : có cuộn dây phân bố chiều dài l Gọi f = I w s.t.đ l đơn vị chiều dài trụ; gr suất từ dẫn rò trụ; U μò = f x = I w x l từ áp điểm x Từ thơng rị phân đoạn dx cách gốc đoạn x x dΦ rx = U μx dGrx = I w .g r dx l là: (2-16) Hình 2-13 Tích phân hai vế phương trình ta được: Φ rx = I w x2 g r l (2-17) Từ thơng rị tồn chiều cao trụ l mạch từ tính bằng: I w l2 l g r = I w.g r = I w.Gr l 2 Từ dẫn rò mạch từ quy đổi theo từ thông T: Gr = g r l Φr = ) Từ thông tổng ( 2-18) ( 2-19 φ0 = φδ + φr = I.w( Gδ + Gr ) = I.w.G∑ hoặc: Φ = I w.Gδ (1 + Gr ) Gδ (2-20) Hệ số từ rị σr tỷ số từ thơng tổng Φ0 từ thơng qua khe hở khơng khí Φδ *) Trường hợp thứ hai: Mạch từ chiều có xét đến từ thơng rị từ trở sắt từ Trong trường hợp điểm làm việc mạch từ nằm đoạn phi tuyến đường cong từ hố vật liệu từ nên cịn gọi mạch từ bão hoà Nếu từ áp rơi phần sắt từ vượt 10% s.t.đ cuộn dây bỏ qua từ trở sắt từ Phương pháp thường gặp để tính tốn mạch từ bão hồ có tính đến từ thơng rị phương pháp phân đoạn mạch từ phương pháp sử dụng hệ số từ rò + Phương pháp phân đoạn mạch từ: Xét mạch từ có dạng hình chữ U hút thẳng ( Hình 2-14) http://www.ebook.edu.vn CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt điện áp khác , loại pha ba pha , loại dùng nhà ngồi trời 10.2.Cầu chì cao áp 10.2.1 Khái niệm : Cầu chì loại khí cụ dùng để bảo vệ mạch điện khỏi bị tải hay ngắn mạch Thời gian cắt cầu chì phụ thuộc nhiều vào vật liệu làm dây chảy Dây chảy cầu chì cao áp làm hợp kim chì với đồng bạc v.v…Cầu chì khí cụ đơn giản rẻ tiền độ nhạy Nó tác động dòng điện lớn dòng định mức nhiều lần chủ yếu xuất dòng ngắn mạch Cầu chì cao áp thường dùng để bảo vệ mạng hình tia , biến áp động lực cơng suất nhỏ Để tăng cường khả dập hồ quang dây chảy bị chảy đứt để an toàn cho người vận hành thiết bị khác xung quang cầu chì thường chèn đầy cát thạch anh có vỏ làm xenluylơ 10.2.2.Các thơng số kỹ thuật : - Điện áp định mức cầu chì UđmCC [ KV] - Dịng điện định mức cầu chì IđmCC [ KA] - Cơng suất cắt định mức cầu chì Sđmcắt CC [ MVA] 10.3.Sứ cao áp 10.3.1.Khái niệm : Sứ có tác dụng vừa làm giá đỡ phận mang điện vừa làm vật cách điện phận với đất Do sứ phải có đủ độ bền chịu lực điện động dòng ngắn mạch gây , đồng thời chịu điện áp mạng kể điện áp Theo chức sứ chia làm hai loại : - Sứ đỡ hay sứ treo dùng để đỡ hay treo , dây dẫn phận mang điện thiết bị điện - Sứ xuyên : Dùng để dẫn nhánh dây dẫn xuyên qua tường vách Theo vị trí sử dụng phân sứ dùng cho trạm , dùng cho đường dây cho thiết bị Theo điều kiện làm việc có sứ dùng nhà ngồi trời Tùy thuộc vào chất lượng vật liệu làm sứ sứ chịu lực phá hỏng F ph khác ; Lực cho phép tác dụng lên sứ qui định sau : Fcp = 0,6 Fph 10.3.2.Các thông số kỹ thuật : - Điện áp định mức : Uđm [ KV] - Dòng điện định mức sứ xuyên sứ đầu Iđm [ KA] - Lực cho phép tác dụng lên sứ Fcp - Dịng điện ổn định nhiệt Iơđn http://www.ebook.edu.vn CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương 11 : LẮP ĐẶT,VẬN HÀNH, KIỂM TRA, BẢO DƯỠNG HIỆU CHỈNH, SỬA CHỮA CÁC KHÍ CỤ ĐIỆN 11.1.Đo điện trở cách điện , tiêu chuẩn kiểm tra điện trở cách điện Sự làm việc an toàn , liên tục đảm bảo thiết bị điện , máy điện , khí cụ điện v.v trước tiên phụ thuộc vào trạng thái tốt xấu điện trở cách điện Do , việc đo điện trở cách điện bắt buộc phải thực với khí cụ điện Người ta quy định tiêu chuẩn giới hạn cho phép điện trở cách điện , giới hạn , khơng dùng phải có biện pháp sử lý Điện trở cách điện mạch điện động lực , mạch nhánh theo tiêu chuẩn điện áp 1000 V phải thoả mãn : Rcđ ≥ 0.5 MΩ Đối với khí cụ điện dùng sinh hoạt , yêu cầu cách điện bối dây vỏ không nhỏ 1MΩ Điện trở cách điện cuộn dây thiết bị đóng cắt điện áp thấp ( Các cơng tắc tơ , khởi động từ ) đo megaôm mét 1000V cần phải có giá trị lớn MΩ Thực tế điện trở cách điện nhà khô không bé MΩ Điện trở dãn mêgaôm mét 500V – 1000V cần có giá trị lớn MΩ Điện trở cách điện tất khí cụ điện mạch điều khiển nói chung phải lớn MΩ ( Đo mêgaôm mét 500V – 1000V ) Đo điện trở cách điện tiến hành trước đưa vào vận hành thiết bị , khí cụ sau tiến hành sửa chữa định kỳ năm lần Để đo điện trở cách điện người ta tiến hành sau : - Đo điện trở cách điện mạch vỏ - Đo điện trở cách điện mạch điện Để kiểm tra điện trở cách điện cụm khí cụ lắp đặt so với vỏ Ví dụ hình vẽ , phải tháo cầu chì để đảm bảo khí cụ , thiết bị đo khơng cịn điện áp Sau đóng tất cầu dao để đưa vào mạch tất khí cụ có mạch , kể đèn điện , toàn khí cụ thiết bị tạo thành mạch thống cần kiểm tra trạng thái cách điện Để đo điện trở đầu khí cụ nối với đầu E mêgaôm mét ,đầu mêgaôm mét nối với vỏ máy Quay tay ấn nút P sau độc số đồng hồ đo , số ≥ 0.5 MΩ nói chung cách điện cụm so với đất tốt Trong trường hợp điện trở cách điện nhỏ giá trị nêu , ta phải đo điện trở cách điện khí cụ điện , mạch riêng lẻ , khơng cho gịá trị tồn cụm ; Lúc làm sau : 11.2 Lắp đặt , vận hành , kiểm tra , bảo quản , bảo dưỡng khí cụ điện 11.2.1 Lắp đặt , kiểm tra khí cụ bảng điện : http://www.ebook.edu.vn CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt a)Lắp đặt : Các bảng điện kiểu hở có kích thước khơng lớn , trọng lượng nhỏ , treo tường cách bốn góc khoan bốn lỗ trịn để bắt bulơng vít qua lỗ vào tường Các bảng điện nặng phải bắt vào khung thép chôn vào tường hay cột Các bảng điện mạng chiếu sáng khu nhà dân dụng thường đặt tường cách mặt đất từ 1.6m đến 2.0m Ở nơi sản xuất bảng điện mạch thắp sáng đặt cao mặt đất từ 1.5m đến 1.8m Các bảng điện động lực có cầu dao , đặt cách mặt đất từ 1.5m đến 1.8m Ở nơi sản xuất trường hợp bảng điện phải đặt tủ kim loại hộp kín kim loại Các bảng điện phải đặt theo dọi thước thăng để chúng có vị trí thẳng đứng Muốn đặt bảng điện đá vật liệu khác vào tường đá , bêtông , phải đục lỗ vào tường trát vữa ximăng chân giá đỡ đặt lỗ Đặt bảng điện tường gỗ thường thực giá đỡ có hình dáng chữ Π bắt vào tường vít gỗ hay bulơng bắt gỗ Muốn giám sát kiểm tra thuận lợi tham khảo khoảng cách bảng sau : Kích thước bảng,mm 250x40 400x50 500x60 600x80 800x1000 1000x1800 Khoảng cách bảng 100 150 250 350 600 800 tường,mm Khi đặt thiết bị phân phối điện cho nơi tiêu thụ nhiều , phân xưởng , nhà gác v.v ta dùng tủ phân phối Các tủ có xương thép định hình tơn uốn , phía trước tơn dày 2mm Các tủ có kích thước tuỳ thuộc u cầu Nếu hai tủ đối diện phải có khoảng cách bé chúng từ 1m đến 1,6m để người phục vụ lại dễ dàng Khoảng cách dẫn bé 100mm , từ mép tủ phân phối đến dẫn gần 100mm Thanh dẫn làm đồng hay nhôm Ba pha sơn ba màu khác , đỏ , vàng , xanh Những khí cụ đo lắp cho trục ngang nằm 1.5m đến 2m kể từ mặt Công tơ máy ghi đặt thấp chiều cao từ mặt 0.8m Khí cụ điện đóng mở hạ áp lắp chiều cao thích hợp để thao tác nhẹ nhàng thường tính từ mặt từ 1.4m dến 1.8m Cầu chì nên lắp phía trước bảng để thay dễ dàng cầu chì hở không nên dùng Khi lắp thiết bị điều chỉnh , biến trở , khởi động từ v.v phải kiểm tra xem xét cuộn dây bên có bị đứt , chập mạch hay khơng Nếu cách điện không đảm bảo , phải đem sấy tủ sấy Yêu cầu việc lắp đặt thiết bị khởi động bắt chặt thẳng Cần ý lắp thiết bị đo , áptômát rơle bảo vệ chúng làm việc tin cậy đặt thẳng đứng b)Kiểm tra : http://www.ebook.edu.vn CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Sau lắp đặt bảng điện , tủ điện , thiết bị tự động , thiết bị điều khiển cần tiến hành kiểm tra Việc kiểm tra dùng đồng hồ vạn , chuông hay thiét bị gọi dò mạch Trước kiểm tra cần tháo tách cáp liên hệ với bên để hở mạch liên hệ bên bảng tạo thành mạch vòng đèn thử Sơ đồ lắp phải xác , việc lắp kí hiệu thực tế phải phù hợp Khi kiểm tra cần ý đến cụm tiếp điểm thiết bị : Tiếp điểm thường đóng thường mở rơle Vị trí tiếp điểm phải tương ứng với sơ đồ tình trạng khơng có điện thiết bị rơle Cần ý thiết bị làm việc tiếp điểm chuyển mạch Sau kiểm tra việc lắp cần đo điện trở cách điện phần dẫn điện với vỏ , mạch điều khiển , tín hiệu , đo lường bảo vệ mêga ôm mét nêu Cần lưu ý cách điện mạch điện áp dịng điện thiết bị không chịu điện áp cao thiết bị đo cần tách trước đo đầu tụ điện dụng cụ bán dẫn cần đấu tắt trước đo Sau kiểm tra việc lắp đặt bảng thiết bị ,ta chuyển sang kiểm tra hệ thống cáp phần khác Khi kiểm tra lắp ráp thấy chỗ chưa thật phạm vi cho phép với sơ đồ thiết kế cần ghi vào sơ đồ Cần trao cho người sử dụng số liệu , tài liệu , văn thử nghiệm 11.2.2.Bảo quản , bảo dưỡng , kiểm tra , hiệu chỉnh sửa chữa khí cụ điện : a)Áp tơmát khí cụ điện khác tủ điện : *)Đối với áptômát hoạt động thiết bị vận hành liên tục , hàng tháng nên tiến hành bảo dưỡng với nội dung sau : - Kiểm tra làm tiếp điểm , hộp dập hồ quang - Kiểm tra làm chi tiết cách điện giẻ tẩm xăng dầu rửa giẻ khô Không nên dùng vật cứng để làm - Kiểm tra làm tiếp điểm phụ , tiếp điểm điều khiển có - Kiểm tra làm mạch điều khiển , mạch tín hiệu mạch tự động - Kiểm tra làm , siết chặt bulông đai ốc đường dây dẫn điện đến sứ cơlê thích hợp , tránh dùng kìm vặn - Thử đóng áptơmát hệ thống mạch tự động hay nút bấm điều khiển từ xa - Kiểm tra làm cấu đóng nắp tự động (nếu có ), đồng thời kiểm tra khoảng thời gian lúc mở đóng lặp lại - Kiểm tra hành trình tiếp điểm động - Kiểm tra phận truyền động kiểm tra áp lực lịxo - Ngồi cần làm thêm yêu cầu riêng cho loại *)Bảo dưỡng sửa chữa định kỳ hàng năm : Thực nội dung bảo dưỡng hàng tháng đồng thời tiến hành thêm nội dung sau : - Thay chi tiết hư hỏng http://www.ebook.edu.vn CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt - Tháo làm dập tắt hồ quang Đo kiểm tra điện trở cuộn dây trì , cuộn dây đóng cuộn dây cắt ( có ) - Thực kiểm tra cách điện cầu dao - Lắp phận tháo để kiểm tra theo thứ tự ngược lại - Kiểm tra hành trình tiếp điểm động - Điều chỉnh điện khí - Xem xét kiểm tra lực lo xo theo ca ta lô ( lực kế ) - Ngoài yêu cầu phải làm thêm yêu cầu riêng cho loại *) Tủ đặt khí cụ tủ điều khiển gồm khí cụ điện định kỳ tháng nên tiến hành với nội dung sau : - Làm phận thiết bị khí cụ bảng - Tất phận cách điện khí cụ phải lau giẻ tẩm xăng ( Hoặc dầu rửa ), sau lau giẻ khơ, khơng dùng vật cứng để lau - Xiết bulông cờlê đồng thời xem xét bulơng có bị phát nóng q mức cho phép hay không - Làm , kiểm tra tất cầu dao , cầu chì , khí cụ điều khiển , khí cụ đo lường khí cụ bảo vệ , dây dẫn điện - Kiểm tra vành đai tiếp đất , dây nối đến vành đai , làm xiết chặt dây nối tiếp đất - Những phần tiếp xúc cầu dao phải làm , phải kiẻm tra cấu thao tác , hình dạng lưỡi , lị xo - Kiểm tra trạng thái mở cửa tủ có số khí cụ nằm tủ có hệ thống liên động cho phép làm việc cửa đóng Cần ý việc thực thao tác tiến hành cắt điện kiểm tra trạng thái cắt cách chắn b)Rơle điều khiển bảo vệ : *) Kiểm tra chung : Để rơle phát huy nhiệm vụ có cố bất thường u cầu phải bảo dưỡng kiểm tra thường xuyên rơle Để tìm nguyên nhân loại trừ khả hư hỏng rơle , đồng thời trì thơng số theo quy định thiết phải bảo dưỡng tốt , tăng cường kiểm tra thử tác động rơ le vận hành Tuỳ thuộc loại rơle mà kiểm tra có tính chất phức tạp khác Bảo dưỡng rơle thực phòng thí nghiệm chỗ làm việc ; Việc thử , kiểm tra phịng thí nghiệm thực trước đưa vào vận hành sau thời gian vận hành định Kiểm nghiệm rơle phịng thí nghiệm có ưu điểm cho phép xác định tất đặc tính nhờ sử dụng số thiết bị kiểm tra có độ xác cao Thử nghiệm chỗ thực nhờ số thiết bị đo lường xách tay có độ xác thấp thiết bị phịng thí nghiệm Tuy việc thử có ưu điểm thử với sơ đồ cụ thể , thử cần loại http://www.ebook.edu.vn CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt khỏi vòng làm việc sơ cấp cần theo dõi hoạt động khí cụ có tín hiệu bảo vệ Khi đưa vào làm việc hay sau thời gian cải tạo sửa chữa , ngừng làm việc cần tiến hành kiểm tra trạng thái cách diện cách đo điện trở cách điện thử với diện áp xoay chiều tăng cao Việc kiểm tra điều chỉnh rơle cần tiến hành theo ba bước sau : - Bắt đầu xem xét rơle việc quan sát bên , vỏ , kính , cặp chì cịn ngun vẹn hay không Khi mở nắp cần ý chất lượng đệm ngăn bụi vào rơle Tiến hành quan sát bên lau bụi , phoi , mạt kim loại bút lông nhỏ hay khăn lau sạch, tiến hành kiểm tra độ tiếp điểm ( làm tiếp điểm cần ) , sơn cách điện chống ăn mòn tốt Kiểm tra chất lượng mối hàn nhìn thấy , kiểm tra bắt chặt vít êcu tuốcnơvít cờlê Chú ý quan sát lòxo , sửa chữa chỗ bị cong vênh lò xo Hệ thống động rơle phải chuyển dịch tự , không sát , không vênh Khi quay xê dịch hệ thống phải cảm thấy có mơmen lị xo chống lại Lò xo phải làm cho hệ thống quay vị trí ban đầu sau dùng tay xê dịch khỏi vị trí cân Kiểm tra việc đặt vị trí vít tì giới hạn hệ thống động rơle Kiểm tra làm việc phận hiệu chỉnh đồng hồ đo lường , đếm thời gian rơle thời gian phải lam cho rơle tác động tất vị trí đặt Tiến hành điều chỉnh tiếp điểm rơle thời gian xem xét phải tuân theo hướng dẫn đặc biệt - Giai đoạn hiệu chỉnh thứ hai kiểm tra phần tử riêng biệt thiết bị rơle Kiểm tra nguyên vẹn đo điện trở cách điện cuộn dây Đối với rơle nhiều cuộn dây , cần xác định đầu cực tính cuộn dây , hệ số biến đổi điện áp biến áp phụ v.v - Giai đoạn thứ ba điều chỉnh rơle để đảm bảo điều kiện chuyển mạch tiếp điểm 11.3 Một vài tượng hư hỏng thông thường cách khắc phục 11.3.1 Những nguyên nhân chung : Các khí cụ điện nói chung thường bị hư hỏng nguyên nhân sau : - Việc điều khiển tự động truyền động điện hầu hết máy công cụ thực theo hàm thời gian hay hàm hành trình , làm cho khí cụ phải đóng ngắt nhiều điều kiện nặng nề thường xuyên xuất trình độ - Tần số đóng ngắt khí cụ lớn làm chấn động mau hỏng cấu điện từ mối ghép - Môi trường xung quanh có bụi , nhiều chất ăn mịn làm ảnh hưởng tới tuổi thọ khí cụ Kinh nghiệm thực tế cho thấy dạng cố hay xảy cháy hỏng tiếp điểm , hư hỏng cuộn dây , thường gặp công tắc tơ khởi động từ , rơle trung gian 11.3.2 Hư hỏng tiếp điểm : *) Nguyên nhân : http://www.ebook.edu.vn CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt - Lựa chọn khơng cơng suất khí cụ điện : Về dòng điện định mức , tần số thao tác cho phép khí cụ khơng với thực tế - Lực ép lên tiếp điểm không đủ - Giá đỡ tiếp điểm không phẳng , cong vênh v.v lắp ghép lệch - Bề mặt tiếp điểm bị xy hố xâm thực mơi trường làm việc ( Có hố chất , ẩm ướt ) - Do hậu việc xuất dòng ngắn mạch pha với đất hai pha với phía sau cơng tắc tơ hay khởi động từ *) Biện pháp sửa chữa : - Lựa chọn khí cụ cho cơng suất , dịng điện , điện áp ché độ làm việc tương ứng - Kiểm tra , nắn thẳng độ phẳng giá đỡ tiếp điểm , điều chỉnh độ trùng khít tiếp điểm động tiếp điểm tĩnh - Kiểm tra lại lị xo tiếp điểm động có bị méo , biến dạng hay bị lệch khỏi cốt giữ hay không Phải điều chỉnh lực ép lên tiếp điểm kiểm tra lực kế - Thay tiếp điểm dự phòng ttiếp điểm bị mòn , cháy hỏng Trong điều kiện làm việc có đảo chiều hãm ngược , tiếp điểm nhanh chóng bị mài mịn , hư hỏng nên 2,3 tháng phải thay ,tiếp điểm động hay hỏng tiếp điểm tĩnh 11.3.3.Hư hỏng cuộn dây : *) Nguyên nhân : - Ngắn mạch cục vòng dây cách điện xấu ; - Ngắn mạch dây dẫn cách điện xấu ngắn mạch dây dẫn vịng dây quấn cn dây đặt giao khơng có lớp lót cách điện - Đứt dây quấn - Điện áp tăng cao so với điện áp định mức cuộn dây - Cách điện cuộn dây bị phá hỏng va đập khí - Cách điện cuộn dây bị phá huỷ cuộn dây bị q nóng tính tốn sai thơng số quấn lại cuộn dây , lõi thép không hút hồn tồn , điều chỉnh khơng hành trình lõi thép - Do nước , dầu ,hơi muối , hoá chất v.v moi trường xâm thực làm thủng cách điện vòng dây *) Biện pháp sửa chữa : - Kiểm tra loại trừ ngun nhân bên ngồi gây hư hỏng cuộn dây quấn lại cuộn theo mẫu , tính tốn lại cuộn dây theo điện áp , công suất tiêu thụ yêu cầu - Khi quấn lại cuộn dây , cần dảm bảo công nghệ sửa chữa kỹ thuật yếu tố quan trọng để đảm bảo độ bền tuổi thọ cuộn dây http://www.ebook.edu.vn CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 11.3.4.Về tượng hư hỏng cầu chì ống cầu dao đóng ngắt tay : Nguyên nhân hư hỏng thường dây chảy sai quy cách , cháy đứt , khơng khí bên ống tăng nhanh chóng gây áp lực đẩy hồ quang thành ống làm cháy ống phíp , làm hỏng cách điện đế nhựa cách điện đế đá cầu dao Việc sử dụng kỹ thuật cần thiết , chẳng hạn phải vặn chặt nắp cầu chì ống , đóng mở dứt khốt cầu dao v.v 11.4 Tính tốn sửa chữa khí cụ điện 11.4.1.Tính tốn cuộn dây khí cụ điện : a)Tính tốn cuộn dây chiều : Những số liệu dây quấn cuộn dây với chế độ làm việc dài hạn phải tính tốn cho phát nóng phần cách điện khơng vượt q giá trị cho phép Khi làm việc dài hạn , công suất cho phép lớn cuộn dây Nmax xác định diện tích bề mặt điều kiện truyền nhiệt Sự phụ thuộc biểu diễn phương trình sau : Nmax = k’.Skk.τkk + k’’.Skl.τkl : Skk - Diện tích bề mặt ngồi khơng khí Skl - Diện tích bề mặt tiếp xúc với kim loại τkk ,τkl - Độ tăng nhiệt độ bề mặt Skk , Skl k’ , k’’- Hệ số toả nhiệt ứng với 1oC Các cuộn dây quấn dây dẫn cách điện êmay dây bọc sợi , vinyl có nhiệt độ phát nóng cho phép gần giống ( 105 – 110oC ) Từ công thức viết : N = k1.Skk + k2.Skl ’ ’’ Ở : k1 = k τkk k2 = k τk l – hệ số toả nhiệt cực đại ứng với τkk vàτkl đơn vị diện tích Nhiệt độ cuộn dây có trị số lớn lớp cuộn dây giảm dần đến bề mặt hay Bề dày cuộn dây lớn chênh lệch nhiệt độ lớn Để tính tốn ta dùng bảng để xác định k1 k2 với ba loại sau : Loại I : Những cuộn dây đặt tự lõi , sơn tẩm cách điện quấn ống lót cactơng cách điện loại khơng có cốt ( sườn) Loại II : Cuộn dây quấn sát lõi , sơn tẩm cách điện Loại III : Các cuộn dây quấn xếp chồng ống lót cáctơng cách diện khơng nhúng tẩm , sơn bề mặt Chiều dầy cuộn dây : a= Loại Hệ số II k1 k2 Dng − Dtr Chiều dày cuộn dây a (mm) 10 -17 17- 25 25 -35 0,125 0.115 0,10 0,075 0.065 0,06 http://www.ebook.edu.vn CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt k1 k2 k1 k2 II III 0,135 0,190 0,114 0,068 0,125 0,77 0,104 0,059 0,105 0,145 0,091 0,054 Biết cơng suất cuộn dây tính sức từ động số liệu cuộn dây : FM = N S ϕ l tb ρ [ Ampe vòng ] với : S – diện tích cửa sổ [mm2] ltb – chiều dài trung bình vịng dây [mm] ϕ - hệ số lấp đầy ρ - điện trở suất vật liệu làm dây [ Ωcm ] Biết s.t.đ tìm tiết diện dây dẫn số vòng cuộn dây ứng với điện áp U : FM = U q U U W = W = ρ ltb W ρ ltb R q với : q – tiết diện dây dẫn không kể lớp cách điện Vậy : FM ρ l tb q= U Đường kính dây dẫn số vịng : d= q ≈ 1,13 q ; W = S ϕ cd q cd π với : ϕcd – hệ số lấp đầy dây dẫn có cách điện qcd – tiết diện dây dẫn có cách điện ϕ= nên ta lấy : ϕ cd W q ϕ cd = S q = ϕ cd = 0,5 ÷ 0,6 q W q cd S b)Tính tốn gần cuộn dây xoay chiều xác định hệ số lấp đầy : Để tính tốn cơng suất số liệu quấn dây cuộn dây xoay chiều , ngồi kích thước cịn cần phải biết đặc điểm mạch từ Độ bão hòa , tổn hao thép , độ cảm ứng dòng điện cuộn dây phụ thuộc vào tiết diện cấu trúc mạch từ Ta tính tốn gần cuộn dây sử dụng cực đại thể tích : Từ cơng thức : U ≈ E = 4,44.W.f.Bm.Qm : B –là cường độ từ cảm [ T = Wb/m2] Q – tiết diện lõi thép [m2] B tính Gauxơ ; Q tính cm2 : E = 4,44.W.f.Bm.Qm.10-8 http://www.ebook.edu.vn CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Nếu sử dụng tốt mạch từ khí cụ điện xoay chiều với cuộn dây điện áp cường độ từ cảm Bm = ( ÷ 11).103 [ Gauxơ] cuộn dây với tần số lưới 50Hz viết : E = 4,44.50.W ( ÷ 11).103.Qm 10-8 = ( 1,6 ÷ 2,5 ).10-2.W.Qm W' = gọi : W 10 (40 ÷ 60) = = E (1,6 ÷ 2,5).Qm Qm cách gần ta lấy : W' = 50 Qm Cuộn dây làm việc điện áp U cần có số vịng : W = W’.U ( vịng ) Sau q trình tính tốn giống cuộn dây chiều : Diện tích cửa sổ : ⎛ Dng − Dtr S = ⎜⎜ ⎝ đường kính dây tiết diện dây : q= ϕ S W ⎞ ⎟⎟.h ⎠ ; d = 1.13 q Căn vào bảng kích thước dây dẫn để lựa chọn dây dãn cho phù hợp Hệ số lấp đầy ϕ định nghĩa : ϕ= W q S Trong trường hợp có vịng dây diện tích cửa sổ : S1vg = d cd2 với dcd đường kính dây dẫn cách điện Như hệ số lấp đầy lý thuyết : ⎛ d ⎞ π d ⎟⎟ ϕ lt = = 0,785.⎜⎜ 4.d cd ⎝ d cd ⎠ Trên thực tế dây dẫn trường hợp quấn thực sát vịng tồn khe hở diện tích sử dụng cửa sổ thực tế đạt 80 % ÷ 90% nên : ⎛ d ϕ th = 0,785.⎜⎜ ⎝ d cd ⎛ d ⎞ ⎟⎟ (0,8 ÷ 0,9) = (0,63 ÷ 0,74).⎜⎜ ⎝ d cd ⎠ ⎞ ⎟⎟ ⎠ Phụ thuộc vào lớp cách điện mà giá trị ϕlt ϕth khác Trên hình vẽ cho ta quan hệ d với ϕlt ϕth 11.4.2.Tính tốn lại cuộn dây khí cụ điện : Khi tính tốn lại cuộn dây khí cụ điện phải đảm bảo giữ nguyên thể tích cuộn dây đồng thời vào điều kiện ban đầu : - Từ thơng giữ ngun s.t.đ FM = I.W không đổi - Các ống dây có hình dạng khơng đổi có diện tích cửa sổ không đổi - Tổn hao nhiệt cuộn dây không đổi : R1I12t1 = R2I22t2 = const http://www.ebook.edu.vn CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt - Hệ số lấp đầy ϕcđ cửa sổ không đổi : ϕ cd = w1 q1 cd w2 q cd = S S a)Tính tốn lại cuộn dây theo giá trị điện áp khác dòng điện khác : *)Theo điện áp khác : Đối với cuộn dây chiều ta có : U = R1 I ⎫ U I R = ⎬ U = R2 I ⎭ U1 I R1 R w q w w R1 = ρ ltb R2 = ρ ltb = R2 w2 q1 q1 q2 mà Vậy : mà : U I w2 q1 từ điều kiện ban đầu ta có : I1.w1 = I2.w2 nên : = U I w1 q U q1 U hay q = q1 = U q2 U2 q= π d d = d1 nên : w2 = w1 từ điều kiện ta có : U1 U2 q1cd U ≈ w1 q 2cd U1 Đối với cuộn dây dùng nguồn xoay chiều sđđ ứng với vịng dây tính biểu thức : Ew = 4,44.f.φmax Khi tính tốn lại cuộn dây đại lượng Ew không thay đổi nên ta có : U = E w w1 ⎫ ⎬ U = E w w2 ⎭ U w1 U = ⇒ w2 = w1 U w2 U1 từ điều kiện ta có : w1.q1cđ = w2.q2cđ w1 q cd w d 2cd = d1cd = w2 q1cd w2 cách gần ta có : d cd = d1cd *) Theo dòng điện khác : Từ điều kiện ta có : Do : U w1 ≈ d1 U2 w2 I1.w1 = I2.w2 w2 I = w1 I Thay vào công thức : q 2cd w I = = q1cd w2 I http://www.ebook.edu.vn CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Vậy : q cd = q1cd I1 I2 d cd = d1cd I2 I1 b) Tính tốn lại cuộn dây với hệ số thơng điện khác (TĐ%): Một số cuộn dây cho phép làm việc với TĐ% định ; song cần tính tốn lại cuộn dây để làm việc với hệ số thơng điện TĐ% khác trước Viẹc tính tốn phải dựa sở điều kiện tổn hao nhiệt lượng hai trường hợp phải không thay đổi tức : R1.I12t1 = R2I22t2 Từ ta có : R1 I 12 t1 t = R2 I 22 t ck t ck Do : R1I12TĐ1 = R2I22TĐ2 t1,t2 thời gian làm việc ứng với TĐ1, TĐ2 chu kỳ tck *) Đối với cuộn dây chiều : Từ biểu thức ta có : R1 I 22 TD2 = R2 I 12 TD1 (*) mặt khác điện áp đưa vào cuộn dây không đổi nên U1 = U2 : I R1 = I R2 ; R1 I = R2 I Thay vào giản ước ta có : R2 TD2 = R1 TD1 từ ta có : R1 w1 q TD1 w1 q = nên = R2 w2 q1 TD2 w2 q1 Từ điều kiện cuối ta có : w1 q cd = w2 q1cd Nên viết : TD1 q cd q d 22cd d 22 = = TD2 q1cd q1 d12cd d1 TD1 TD1 d 24 cách gần : = hay d = d1 TD2 TD2 d1 *)Đối với cuộn dây xoay chiều : Khi điện áp vào cuộn dây khơng đổi ta có stđ ứng với vịng dây cuộn dây khơng đổi : Ew = 4,44.φmax = const Do : U1 = Ew w1 U2 = Ew.w2 Suy : w1 = w2 Từ điều kiện : FM = I1w1 = I2w2 I1 = I2 thay vào biểu thức (*) ta : http://www.ebook.edu.vn CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt R1 TD2 = R2 TD1 R1 q1 d12 TD1 = = = R2 q d 22 TD2 hay : d = d1 TD2 TD1 Như dòng xoay chiều , giảm TD% cho phép quấn lại cuộn dây với đường kính nhỏ 11.5 Tính tốn bảo vệ cầu chì , áptơmát Để bảo vệ thiết bị điện không bị phá hỏng tải hay ngắn mạch ta dùng cầu chì áptơmát Muốn phát huy vai trị nhiệm vụ khí cụ điện bảo vệ tốt cần phải tính tốn cho phù hợp thơng số cầu chì áptơmát Dịng điện định mức cầu chì dịng điện tác động áptơmát tính sau : 1.Xác định dịng điện tính tốn Itt tương ứng với công suất Ptt tất trang thiết bị điện tiêu thụ điện nhóm ( dịng điện pha ) : I tt = Ptt 3U cos ϕ với : Ptt - Là tổng công suất thiết bị điện tiêu thụ dòng ba pha có nhóm U – Điện áp lưới ( điện áp dây ) cosϕ - Hệ số công suất nhóm Xác định dịng điện lớn ( Dòng điện khởi động lớn ) Đối với động : Ikđ =Knm.Iđm : Iđm – dòng điện định mức động điện Knm – Bội số dòng điện khởi động ( Thường lấy với động KĐB rotor lồng sóc = ÷8 động KĐB rotor dây quấn = với động chiều = 1,7) Đối với nhiều động nhóm khơng đồng thời khởi động : Ikđ =ΣIđm + (Knm -1)Iđmmax : ΣIđm – tổng dòng điện định mức tất động Iđmmax – dòng điện định mức động có cơng suất lớn đồng thời có hệ số khởi động lớn 3.Xác định dịng điện tác động áptơmát : - Rơle nhiệt điều chỉnh với dịng điện dịng tính toán ; - Rơ le điện từ tác động nhanh tức thời điều chỉnh dòng tác động : Itđ ≥ 1,2 Ikđ Hoặc Itđ ≥ 1,2 Ikđ Itt = Ikđ Xác định dòng điện định mức cầu chì : Dịng điện định mức cầu chì thỏa mãn điều kiện sau : http://www.ebook.edu.vn CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Icc ≥ Itt Icc ≥ Ikđ/c Trong c = 2,5 động có thời gian khởi động ngắn ( từ đến 10 giây ) khởi động nhẹ nhàng sau thời gian dài khởi động trở lại C = 1,6 đến động khởi động thời gian dài ( đến 40 giây ) sau thời gian ngắn lại khởi động trở lại Chương 12 : CÁC KHÍ CỤ HẠ ÁP KHÁC 10.1.Thiết bị ổn áp xoay chiều 12.1.1.Khái niệm chung : Các ổn áp xoay chiều thiết bị điện tự động trì đại lượng điện áp xoay chiều đầu không đổi đầu vào thay đổi phạm vi định Mỗi thiết bị điện chế tạo để làm việc với giá trị điện áp định gọi điện áp định mức Trong thực tế lưới điện cung cấp bị biến động tron phạm vi cho phép ( từ 0,85 đến 1,1Uđm) Nếu thiết bị điện làm việc điện áp khơng ổn định , đặc tính thiết bị không ổn định theo , tuổi thọ bị giảm , ổn áp xoay chiều đảm bảo cung cấp điện áp ổn định cho thiết bị hoạt động Chất lượng ổn áp đánh giá hệ số ổn định độ méo dạng sóng đầu Hệ số ổn định ổn áp : K od = ΔU R ΔU V U V ΔU R : = UR UV U R ΔU V : UV , UR điện áp định mức đầu vào , đầu ∆UV ,∆UR độ dao động điện áp đù vào , đầu Nếu điện áp đm đầu vào , đầu hệ số ổn định : K od = ΔU R ΔU V kođ nhỏ độ ổn định tốt Chất lượng ổn áp đánh giá độ méo điện áp đầu so với điện áp đầu vào hình sin , điện áp bị méo ( không sin) ngồi thành phần sóng c ( bậc1) , cịn có sóng hài bậc cao , ảnh hưởng đến chế độ làm việc thiết bị gây nhiễu cho lưới điện Có nhiều kiểu ổn áp xoay chiều với nguyên lý làm việc khác Chúng thường phân làm hai nhóm : Nhóm ổn áp thơng số ( khơng có điều khiển ) nhóm ổn áp bù ( có điều khiển ) 12.1.2.Ổn áp sắt từ : Nguyên lý làm việc loại ổn áp sau : Gồm hai cuộn kháng nối tiếp , cuộn tuyến tính , cuộn phi tuyến Điện áp đặt vào hai cuộn điện áp lấy cuộn phi tuyến nên ổn định ( hình 12 – 1TL1) Nhược điểm sơ đồ điện áp lấy thấp điện áp vào dòng từ hóa lớn cuộn kháng làm việc trạng thái bão hòa để khắc phục , cuộn kháng bão hịa quấn kiểu biến áp tự ngẫu , có tụ nối song song có thêm cuộn bù , quấn ngược cực tính chung lõi với cuộn tuyến tính ( hình 12 – 2TL1) trị số tụ điện http://www.ebook.edu.vn CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt chọn cho tạo thành mạch cộng hưởng LC với sóng bậc để lọc độ méo sóng nên gọi ổn áp sắt từ cộng hưởng Tải ổn áp tải trở ,nếu tải có tính kháng lớn , điểm làm việc khơng thiết kế khơng cịn đảm bảo điều kiện bão hòa ban đầu L2 12.1.3.Ổn áp kiểu supvolter( Biến áp tự ngẫu ): a) Ổn áp kiểu Supvolter nhảy cấp : Nguyên lý làm việc loại trình bày hình 12 -3TL1 Nó gồm chuyển mạch đấu với biến áp tự ngẫu , có nhiều nấc đầu vào Khi điện áp thay đổi cấu so sánh lấy tín hiệu từ điện áp so sánh với điện áp mẫu ( chuẩn ) cấp tín hiệu cho điều khiển Bộ điều khiển có nhiệm vụ khuyếch đại tín hiệu so sánh điều khiển chuyển mạch để chọn nấc điện áp thích hợp cho điện áp gần điện áp định mức Đặc điểm loại ổn áp kiểu điện áp nhảy cấp cỡ 2% Uđm , dạng sóng hình sin Bộ chuyển mạch làm việc tải nên chế độ làm việc nặng nề ( Hồ quang lớn ) Ổn áp kiểu tự ngẫu kết hợp với bán dẫn : http://www.ebook.edu.vn CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ... đó: γ - khối lượng riêng vật liệu làm dẫn; kg/m3 g = 9,81 [ m/s2 ]- gia tốc trọng trường E - môdun đàn hồi dẫn; [ Pa ] J - mômen quán tính tiết diện dẫn; [ m4 ] q - tiết diện dẫn; [ m2 ] l - chiều... dạng khối Các tham số mạch từ bao gồm: - Sức từ động (S.T.ĐS) F = i.w [ampe-vịng] , tính theo trị biên độ trị hiệu dụng - Từ thông φm [ Wb] - Trị biên độ - Từ cảm (Mật độ từ thông ) Bm = Φm [... = Φδ U μδ ( 2-6 ) : Uμδ - từ áp rơi khe hở khơng khí δ ; Φδ - từ thơng qua khe hở khơng khí Nếu khe hở khơng khí hai cực từ tương đối bé so với kích thước cực từ (hình 2-3 ) Hình 2-3 http://www.ebook.edu.vn