LỜI GIỚI THIỆU Điện cơ bản là một trong những mô đun cơ sở được biên soạn dựa trên chương trình khung, chương trình dạy nghề do Bộ Lao động Thương binh và Xã hội và Tổng cục dạy nghề ban hành dành cho hệ Cao đẳng nghề và Trung cấp nghề Điện tử công nghiệp. Giáo trình được biên soạn làm tài liệu học tập, giảng dạy nên giáo trình đã được xây dựng ở mức độ đơn giản và dễ hiểu nhất, trong mỗi bài đều có hướng dẫn thực hành để rèn luyện kỹ năng và sáng tỏ lý thuyết. Khi biên soạn, nhóm biên soạn đã dựa trên kinh nghiệm giảng dạy, tham khảo đồng nghiệp và tham khảo ở nhiều giáo trình hiện có để phù hợp với nội dung chương trình đào tạo và phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung được biên soạn gắn với nhu cầu thực tế. Nội dung của môn học gồm có 5 bài: Bài 1: Vật liệu điện Bài 2: Khí cụ điện Bài 3: Thiết bị điện gia dụng Bài 4: Rơ le điện tử Bài 5: Rơ le số Giáo trình cũng là tài liệu giảng dạy và tham khảo tốt cho các ngành thuộc lĩnh vực điện dân dụng, điện cộng nghiệp, điện tử, cơ điện tử, cơ khí. Mặc dù đã cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng được mục tiêu đào tạo nhưng không tránh được những khiếm khuyết. Rất mong nhận được đóng góp ý kiến của các thầy, cô giáo, bạn đọc để nhóm biên soạn sẽ hiệu chỉnh hoàn thiện hơn. Các ý kiến đóng góp xin gửi về Trường Cao đẳng nghề Lilama 2, Long Thành Đồng Nai Hà Nội, ngày 10 tháng 06 năm 2013 Tham gia biên soạn 1. Chủ biên: TS. Lê Văn Hiền 2. Ths. Nguyễn Thị Hiên 3. KS.Bùi Thị Sương Mai MỤC LỤC ĐỀ MỤC TRANG Tuyên bố bản quyền 1 Lời giới thiệu 2 BÀI 1: VẬT LIỆU ĐIỆN 9 1 Khái niệm về vật liệu điện 9 1.1 Cấu tạo của vật liệu điện 9 1.2. Phân loại vật liệu 14 2 Vật liệu dẫn điện 15 2.1 Khái niệm về vật liệu dẫn điện 15 2.2. Tính chất của vật liệu dẫn điện 16 2.3 Đặc điểm và tính chất chọn lựa 18 2.4. Phân loại và phạm vi ứng dụng 18 2.5. Một số vật liệu thông dụng 19 3 Vật liệu cách điện 25 3.1 Khái niệm về vật liệu cách điện 26 3.2. Tính chất của vật liệu cách điện 26 3.3 Tiêu chuẩn chọn lựa 35 3.4. Một số vật liệu cách điện thông dụng 35 4 Vật liệu dẫn từ 45 4.1 Khái niệm về vật liệu dẫn từ 45 4.2. Tính chất của vật liệu từ 46 4.3 Các loại vật liệu sắt từ 51 BÀI 2: KHÍ CỤ ĐIỆN 51 1 Khái niệm 51 1.1 Khái niệm về khí cụ điện 51 1.2. Sự phát nóng của khí cụ điện 52 1.3 Tiếp xúc điện 54 1.4 Hồ quang và các phương pháp dập tắt hồ quang 55 2 Phân loại 57 2.1 Phân loại theo công dụng 57 2.2. Phân loại theo điện áp 57 2.3 Phân loại theo nguyên lý làm việc 57 3 Yêu cầu chung đối với khí cụ điện 58 4 Khí cụ điện đóng cắt 60 4.1 Cầu dao 60 4.2 Công tắc 64 4.3 Áptômát 69 4.4 Công tắc tơ Khởi động từ 76 4.5 Tính toán, chọn lựa và mắc khí cụ đóng cắt trên hệ thống điện 85 4.6 Kiểm tra, thay thế, sửa chữa khí cụ đóng cắt 96 5 Khí cụ điện bảo vệ 106 5.1 Cầu chì 106 5.2 Rơ le nhiệt 115 5.3 Rơ le điện áp 120 5.4 Thiết bị chống dòng điện rò 121 5.5 Tính toán, chọn lựa và mắc khí cụ điện bảo vệ trên hệ thống điện 125 5.6 Kiểm tra, thay thế, sửa chữa khí cụ điện bảo vệ 130 6 Khí cụ điện điều khiển 136 6.1 Nút nhấn 136 6.2 Bộ khống chế 139 6.3 Rơ le trung gian 141 6.4 Rơ le thời gian 145 6.5 Rơ le tốc độ 152 6.6 Chọn lựa, mắc khí cụ điện điều khiển trên hệ thống điện 153 6.7 Kiểm tra, thay thế, sửa chữa khí cụ điện điều khiển 154 BÀI 3: THIẾT BỊ GIA DỤNG 163 1 Thiết bị cấp nhiệt 163 1.1 Nguyên lý chung 163 1.2 Giới thiệu một số thiết bị thông dụng 166 1.3 Kiểm tra, sửa chữa các thiết bị cấp nhiệt thông dụng 187 2 Máy biến áp một pha 195 2.1 Khái niệm chung 195 2.2 Cấu tạo máy biến áp một pha 197 2.3 Nguyên lý máy biến áp một pha 198 2.4 Các thông số kỹ thuật định mức của máy biến áp 199 2.5 Các dạng máy biến áp một pha đặc biệt 199 2.6 Các biến áp một pha thông dụng 204 3 Động cơ điện một pha 212 3.1 Cấu tạo động cơ điện một pha 212 3.2 Nguyên lý làm việc của động cơ điện một pha kiểu điện dung 212 3.3 Nguyên lý làm việc của động cơ điện một pha kiểu vòng ngắn mạch 215 3.4 Quạt điện 217 4 Thiết bị điện một chiều 224 4.1 Khái niệm chung 224 4.2 Các phương pháp tạo ra điện một chiều 225 4.3 Kiểm tra, sửa chữa thiết bị điện một chiều 226 BÀI 4: RƠ LE ĐIỆN TỬ 228 1 Khái niệm chung 228 2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của rơ le điện tử 228 2.1 Cấu tạo 228 2.2 Nguyên lý làm việc 229 3 Mạch điện ứng dụng 230 3.1 Mạch điện tự động đóng ngắt máy bơm nước 230 3.2 Mạch hẹn giờ cho quạt bàn 234 3.3 Mạch đảo chiều quay động cơ điện một chiều 235 3.4 Mạch điều khiển đèn bằng cách sờ tay 236 Bài 5: RƠ LE SỐ 238 1 Cấu tạo 238 2 Phân loại 245 3 Các mạch điện ứng dụng 245 3.1 Bảo vệ quá dòng điện 245 3.2 Bảo vệ dòng điện có hướng 249 3.3 Bảo vệ dòng điện chống chạm đất 251 3.4 Bảo vệ khoảng cách 255 3.5 Bảo vệ so lệch 258 3.6 Giới thiệu Rơle số SEL311L 261 TÀI LIỆU THAM KHẢO 272 TÊN MÔ ĐUN: ĐIỆN CƠ BẢN Mã mô đun: MĐ 14 Vị trí, tính chất, ý nghĩa, vai trò của mô đun: Vị trí của mô đun: Mô đun được bố trí dạy ngay đầu chương trình sau khi học xong các môn cơ bản: toán, lý, chính trị... Tính chất: Là mô đun bắt buộc Ý nghĩa: Mô đun chứa đựng các kiến thức cơ bản, thông dụng về: khí cụ điện, máy biến áp, động cơ điện xoay chiều... là thiết bị ngõ ra chủ yếu thường gặp trong lĩnh vực điện tử công nghiệp. Vai trò của mô đun: Cung cấp cho học sinh những kiến thức cơ bản về vật liệu điện, thiết bị điện trong dân dụng và các khí cụ điện trong công nghiệp. Mục tiêu của mô đun: Sau khi học xong mô đun này học viên có năng lực Về kiến thức: Nhận dạng, lựa chọn và sử dụng đúng tiêu chuẩn kỹ thuật các nhóm vật liệu điện thông dụng theo Tiêu chuẩn Việt Nam. Về kỹ năng: Tháo lắp và sửa chữa được các khí cụ điện đúng theo thông số của nhà sản xuất. Phán đoán hư hỏng và sửa chữa được các thiết bị điện gia dụng theo tiêu chuẩn của nhà sản xuất. Lắp đặt được hệ thống chiếu sáng cho hộ gia đình theo bản vẽ thiết kế. Về thái độ: Rèn luyện tính tỷ mỉ, đảm bảo an toàn và vệ sinh công nghiệp Mã bài Tên các bài trong mô đun Thời gian (giờ) T.Số LT TH KT MĐ 141 Vật liệu điện 10 8 1 1 1 Khái niệm về vật liệu điện 1 1 0 2 Vật liệu dẫn điện 5 4,5 0.5 3 Vật liệu cách điện 2 1,5 0,5 4 Vật liệu dẫn từ 1 1 0 MĐ 142 Khí cụ điện 70 28 40 1 1 Khái niệm 2 2 0 2 Phân loại 3 3 0 3 Yêu cầu chung đối với khí cụ điện 1 1 0 4 Khí cụ điện đóng cắt 18 7 11 5 Khí cụ điện bảo vệ 18 8 10 6 Khí cụ điện điều khiển 27 7 20 MĐ143 Thiết bị điện gia dụng 30 8 21 1
BỘ LAO ĐỘNG THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI TỔNG CỤC DẠY NGHỀ GIÁO TRÌNH Mơ đun : ĐIỆN CƠ BẢN NGHỀ : ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ : TRUNG CẤP Ban hành kèm theo Quyết định số:120/QĐ-TCDN ngày 25 tháng 02 năm 2013 Tổng cục trưởng Tổng cục Dạy nghề Năm 2013 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng ngun trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Điện mô đun sở biên soạn dựa chương trình khung, chương trình dạy nghề Bộ Lao động- Thương binh Xã hội Tổng cục dạy nghề ban hành dành cho hệ Cao đẳng nghề Trung cấp nghề Điện tử cơng nghiệp Giáo trình biên soạn làm tài liệu học tập, giảng dạy nên giáo trình xây dựng mức độ đơn giản dễ hiểu nhất, có hướng dẫn thực hành để rèn luyện kỹ sáng tỏ lý thuyết Khi biên soạn, nhóm biên soạn dựa kinh nghiệm giảng dạy, tham khảo đồng nghiệp tham khảo nhiều giáo trình có để phù hợp với nội dung chương trình đào tạo phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung biên soạn gắn với nhu cầu thực tế Nội dung môn học gồm có bài: Bài 1: Vật liệu điện Bài 2: Khí cụ điện Bài 3: Thiết bị điện gia dụng Bài 4: Rơ le điện tử Bài 5: Rơ le số Giáo trình tài liệu giảng dạy tham khảo tốt cho ngành thuộc lĩnh vực điện dân dụng, điện cộng nghiệp, điện tử, điện tử, khí Mặc dù cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng mục tiêu đào tạo không tránh khiếm khuyết Rất mong nhận đóng góp ý kiến thầy, giáo, bạn đọc để nhóm biên soạn hiệu chỉnh hồn thiện Các ý kiến đóng góp xin gửi Trường Cao đẳng nghề Lilama 2, Long Thành Đồng Nai Hà Nội, ngày 10 tháng 06 năm 2013 Tham gia biên soạn Chủ biên: TS Lê Văn Hiền Ths Nguyễn Thị Hiên KS.Bùi Thị Sương Mai MỤC LỤC ĐỀ MỤC TRANG TÊN MÔ ĐUN: ĐIỆN CƠ BẢN Mã mơ đun: MĐ 14 Vị trí, tính chất, ý nghĩa, vai trị mơ đun: * Vị trí mơ đun: Mơ đun bố trí dạy đầu chương trình sau học xong mơn bản: tốn, lý, trị * Tính chất: Là mô đun bắt buộc * Ý nghĩa: Mô đun chứa đựng kiến thức bản, thơng dụng về: khí cụ điện, máy biến áp, động điện xoay chiều thiết bị ngõ chủ yếu thường gặp lĩnh vực điện tử cơng nghiệp * Vai trị mô đun: Cung cấp cho học sinh kiến thức vật liệu điện, thiết bị điện dân dụng khí cụ điện cơng nghiệp Mục tiêu mô đun: Sau học xong mơ đun học viên có lực * Về kiến thức: - Nhận dạng, lựa chọn sử dụng tiêu chuẩn kỹ thuật nhóm vật liệu điện thông dụng theo Tiêu chuẩn Việt Nam * Về kỹ năng: - Tháo lắp sửa chữa khí cụ điện theo thông số nhà sản xuất - Phán đoán hư hỏng sửa chữa thiết bị điện gia dụng theo tiêu chuẩn nhà sản xuất - Lắp đặt hệ thống chiếu sáng cho hộ gia đình theo vẽ thiết kế * Về thái độ: - Rèn luyện tính tỷ mỉ, đảm bảo an tồn vệ sinh cơng nghiệp Mã Tên mô đun Thời gian (giờ) T.Số LT TH KT MĐ 14-1 MĐ 14-2 MĐ14-3 MĐ 14-4 MĐ 14-5 Vật liệu điện Khái niệm vật liệu điện Vật liệu dẫn điện Vật liệu cách điện Vật liệu dẫn từ Khí cụ điện Khái niệm Phân loại Yêu cầu chung khí cụ điện Khí cụ điện đóng cắt Khí cụ điện bảo vệ Khí cụ điện điều khiển Thiết bị điện gia dụng Thiết bị cấp nhiệt Máy biến áp pha Động điện pha Thiết bị điện chiều Rơ le điện tử Cấu tạo Phân loại Các mạch điện ứng dụng Rơ le điện tử Cấu tạo Phân loại Các mạch điện ứng dụng 10 1 4,5 0.5 1,5 0,5 1 70 28 40 2 3 1 18 11 18 10 27 20 30 21 10 30 24 1 1 27 24 40 31 1,25 1,25 0,25 0,25 37,5 6,5 31 1 1 BÀI VẬT LIỆU ĐIỆN Mã bài: 14-01 Giới thiệu Trong chương trình đào tạo cơng nhân kỹ thuật vật liệu điện mơn học sở thiếu Việc hiểu đặc điểm, tính chất để ứng dụng vật liệu theo tiêu chuẩn kỹ thuật việc quan trọng, cần thiết Vì vậy, nội dung cung cấp cho sinh viên kiến thức vật liệu điện thơng dụng để từ ứng dụng vật liệu điện trongcác môn học chuyên ngành thực tế Mục tiêu: - Phân biệt, nhận dạng vật liệu điện thông dụng - Phân tích tính chất vật liệu điện thơng dụng - Sử dụng vật liệu theo tiêu chuẩn kỹ thuật điều kiện xác định - Rèn luyện tính cẩn thận, an tồn cho người thiết bị Nội dung bài: Khái niệm vật liệu điện Mục tiêu: - Hiểu cấu tạo chung phân loại vật liệu 1.1 Khái niệm vật liệu điện 1.1.1 Khái niệm Vật liệu điện tất chất liệu dùng để sản xuất thiết bị sử dụng lĩnh vực ngành điện Thường người ta phân loại vật liệu điện theo đặc điểm, tính chất cơng dụng 1.1.2 Cấu tạo nguyên tử Mọi vật liệu (vật chất) cấu tạo từ nguyên tử phân tử Nguyên tử phần tử vật chất Theo mơ hình ngun tử Bor, ngun tử cấu tạo từ hạt nhân mang điện tích dương điện tử (electron e) mang điện tích âm chuyển động xung quanh hạt nhân theo quỹ đạo định Hạt nhân nguyên tử cấu tạo từ hạt proton nơtron Nơtron hạt khơng mang điện tích, cịn proton có điện tích dương với số lượng Z.q Trong đó: Z – số lượng điện tử nguyên tử đồng thời số thứ tự ngun tố ngun tử bảng tuần hồn Menđêlêep q – điện tích điện tử e (q = 1,6.10 -19 culơng) Proton có khối lượng 1,6.10 -27 kg, electron (e) có khối lượng 9,1.10 -31 kg Ở trạng thái bình thường ngun tử trung hồ điện, tức nguyên tử có tổng điện tích dương hạt nhân tổng số điện tích âm điện tử Nếu lý ngun tử hay nhiều điện tích trở thành điện tích dương, ta gọi ion dương Ngược lại nguyên tử trung hoà nhận thêm điện tử trở thành ion âm Để có khái niệm lượng điện tử ta xét nguyên tử Hiđrô, nguyên tử cấu tạo tử proton điện tử Khi điện tử chuyển động quỹ đạo trịn bán kính r xung quanh hạt nhân điện tử chịu lực hút hạt nhân f xác định công thức sau: q2 f1 = r ( 1.1 ) Lực hút f cân với lực ly tâm chuyển động f 2: f2 = mv r ( 1.2 ) Trong đó: m – khối lượng điện tử v – tốc độ chuyển động điện tử Từ (1.1) (1.2) ta có: f = f2 hay mv2 = q2 r ( 1.3 ) mv Trong trình chuyển động điện tử có động T = q2 U = - , nên lượng điện tử bằng: r We = T + U Thay T = mv q2 q2 q2 q2 = Vậy W e = T + U = =2 2r 2r r 2r ( 1.4 ) Biểu thức (1.4) chứng tỏ điện tử nguyên tử có mức lượng định, lượng tỷ lệ nghịch với bán kính quỹ đạo chuyển động điện tử Để di chuyển điện tử từ quỹ đạo chuyển động bán kính xa vơ cần phải cung cấp cho lượng lớn q2 r2 Năng lượng tối thiểu cung cấp cho điện tử để điện tử tách rời khỏi nguyên tử trở thành điện tử tự người ta gọi lượng ion hoá (Wi) Khi bị ion hoá (bị điện tử), nguyên tử trở thành ion dương Q trình biến ngun tử trung hồ thành ion dương điện tử tự gọi trình ion hố Trong ngun tử, lượng bị ion hoá lớp điện tử khác khác nhau, điện tử hố trị ngồi có mức lượng ion hố thấp chúng cách xa hạt nhân Khi điện tử nhận lượng nhỏ lượng ion hố chúng bị kích thích di chuyển từ mức lượng sang mức lượng khác, song chúng ln có xu trở vị trí trạng thái ban đầu Phần lượng cung cấp để kích thích nguyên tử trả lại dạng lượng quang học (quang năng) Trong thực tế, lượng ion hoá lượng kích thích ngun tử nhận từ nhiều nguồn lượng khác nhiệt năng, quang năng, điện năng; lượng tia sóng ngắn tia α , β , γ hay tia Rơnghen… 1.1.3 Cấu tạo phân tử 1.1.3.1 Liên kết đồng hoá trị Liên kết đồng hoá trị đặc trưng dùng chung điện tử nguyên tử phân tử có mật độ đám mây điện tử hạt nhân trở thành bão hồ, liên kết phân tử bền vững Hình 1.1 Cấu tạo phân tử Clo Lấy cấu trúc phân tử clo làm ví dụ Phân tử clo (Cl 2) gồm nguyên tử clo, nguyên tử clo có 17 điện tử, điện tử lớp hố trị ngồi Hai ngun tử liên kết bền vững với cách sử dụng chung hai điện tử, lớp vỏ nguyên tử bổ sung thêm điện tử nguyên tử Tùy thuộc vào cấu trúc đối xứng hay khơng đối xứng mà phân tử liên kết đồng hố trị trung tính hay cực tính (lưỡng cực) - Phân tử có trọng tâm điện tích dương điện tích âm trùng gọi phân tử trung tính Các chất tạo nên phân tử trung tính gọi chất trung tính - Phân tử có trọng tâm điện tích dương điện tích âm khơng trùng cách khoảng “a” gọi phân tử cực tính phân tử lưỡng cực Phân tử lưỡng cực đặc trưng mômen lưỡng cực m = q.a Dựa vào trị số mômen lưỡng cực phân tử người ta chia thành chất cực tính yếu cực tính mạnh Những chất cấu tạo phân tử cực tính gọi chất cực tính 1.1.3.2 Liên kết ion Liên kết ion xác lập lực hút ion dương ion âm phân tử Liên kết ion liên kết liên kết bền vững Do vậy, vật rắn có cấu tạo ion đặc trưng độ bền học nhiệt độ nóng chảy cao Ví dụ điển hình tinh thể ion muối halogen kim loại kiềm Cấu trúc tinh thể ion clorua natri clorua xeri: chất thứ ion ràng buộc chặt chẽ, cịn chất thứ hai khơng chặt chẽ Khả tạo nên chắt hợp chất mạng khơng gian phụ thuộc chủ yếu vào kích thước ngun tử hình dạng lớp điện tử hố trị 1.1.3.3 Liên kết kim loại Dạng liên kết tạo nên tinh thể vật rắn Kim loại xem hệ thống cấu tạo từ ion dương nằm môi trường điện tử tự Lực hút ion dương điện tử tạo nên tính nguyên khối kim loại Chính liên kết kim loại loại liên kết bền vững, kim loại có độ bền học nhiệt độ nóng chảy cao Lực hút ion dương điện tử tạo nên tính nguyên khối kim loại E Hinh 1.2 Liên kết kim loại + + + + + + + + + + Sự tồn điện tử tự làm cho kim loại có Utính ánh kim tính dẫn điện, dẫn nhiệt cao Tính dẻo kim loại giải thích + + + + + dịch chuyển trượt lên lớp ion, kim loại dễ cán, kéo thành lớp mỏng 1.1.3.4 Liên kết VandecVan Liên kết dạng liên kết yếu, cấu trúc mạng tinh thể phân tử vững Do liên kết phân tử liên kết Vandec – Vanx có nhiệt độ nóng chảy độ bền thấp parafin 1.1.4 Khuyết tật cấu tạo vật rắn Các tinh thể vật rắn có kết cấu đồng Sự phá huỷ kết cấu đồng tạo nên khuyết tật vật rắn thường gặp nhiều thực tế Những khuyết tật tạo nên ngẫu nhiên hay cố ý trình công nghệ chế tạo vật liệu Khuyết tật vật rắn tượng phá vỡ tính chất chu kỳ trường tĩnh điện mạng tinh thể như: phá vỡ thành phần hợp thức; có mặt tạp chất lạ; áp lực học; lượng tử dao động đàn hồi – phônôn; mặt tinh thể phụ – đoạn tầng; khe rãnh, lỗ xốp… Khuyết tật làm thay đổi đặc tính – lý – hố tính chất điện vật liệu Khuyết tật tạo nên tính đặc biệt tốt (ví dụ: vi mạch IC…) làm cho tính chất vật liệu (ví dụ: vật liệu cách điện có lẫn kim loại) 1.1.5 Lý thuyết vùng lượng 259 Sơ đồ nguyên lí pha bảo vệ hình 5.20 Các máy biến dịng đặt đường dây có tỷ số biến đổi nI nhau, cuộn thứ chúng nối với để nhận hiệu dòng pha tên Rơle dòng 5RI làm nhiệm vụ phận khởi động, rơle 6RW tác động phía phận định hướng cơng suất Khi chiều dịng điện quy ước hình 5.20, ta có dịng đưa vào rơle I R = IIT - IIIT Áp đưa vào 6RW lấy từ BU nối vào góp trạm Rơle 6RW tác động cắt đường dây có cơng suất ngắn mạch hướng từ góp vào đường dây đường dây có cơng suất ngắn mạch hướng từ góp vào đường dây 6RW tác động phía đường dây có cơng suất lớn Trong chế độ làm việc bình thường ngắn mạch ngồi, dịng IIT , IIIT trùng pha Dòng vào rơle I R = IIT - IIIT gần (I R = IKCB), nhỏ dòng khởi động I KĐR phận khởi động 5RI bảo vệ không tác động Khi ngắn mạch đường dây I điểm N’ (hình 5.20), dịng I I > III Về phía trạm A có I R = IIT - IIIT ; cịn phía trạm B có I R = 2IIIT Rơle 5RI phía khởi động Cơng suất ngắn mạch đường dây I phía A lớn đường dây II; 6’RW khởi động phía đường dây I bảo vệ cắt máy cắt 1’MC Về phía trạm B, cơng suất ngắn mạch đường dây I có dấu dương (hướng từ góp vào đường dây), cịn đường dây II - âm Do 6”RW khởi động phía đường dây I cắt máy cắt 1”MC Như bảo vệ đảm bảo cắt phía đường dây hư hỏng I Khi ngắn mạch đường dây gần góp (điểm N”), dịng vào rơle phía trạm B I R ≈ lúc đầu khơng khởi động Tuy nhiên bảo vệ phía trạm A tác động dòng vào rơle lớn Sau cắt máy cắt 2’MC, phân bố dòng đường dây có thay đổi đến lúc bảo vệ phía trạm B tác động cắt 2”MC Hiện tượng khởi động không đồng thời vừa nêu không mong muốn làm tăng thời gian loại trừ hư hỏng khỏi mạng điện Nguồn thao tác đưa vào bảo vệ qua tiếp điểm phụ 1MC 2MC Khi cắt máy cắt tiếp điểm phụ mở tách bảo vệ Cần lí sau: 260 - Sau cắt đường dây bảo vệ trở thành bảo vệ dịng cực đại khơng thời gian Nếu khơng tách bảo vệ ra, cắt khơng đường dây lại xảy ngắn mạch ngồi - Bảo vệ cắt đường dây bị hư hỏng không đồng thời Khi ngắn mạch điểm N”, máy cắt 2’MC cắt trước, sau tồn dòng hư hỏng đến chỗ ngắn mạch qua đường dây I Nếu khơng tách bảo vệ phía trạm A ra, cắt khơng 1’MC đường dây I không hư hỏng 3.6 Giới thiệu Rơle số SEL 311L 3.6.1 Giới thiệu tổng quát - Chức Relay SEL 311L loại Relay bảo vệ có chức sau : Bảo vệ so lệch (87L) Bảo vệ khoảng cách (21) Bảo vệ dòng dòng chạm đất tức thời (50/50N) Bảo vệ dịng q dịng chạm đất có thời gian (51/51N) Bảo vệ q dịng q dịng chạm đất có hướng (67/67N) Bảo vệ sa thải phụ tải theo tần số (81) Hịa đồng (25) Tự động đóng lại (79) Quá điện áp (59) Kém áp (27) Chức giám sát mạch Trip (74) Chức bậc vượt cấp 50BF - Đặc điểm : Bao gồm relay so lệch như: so lệch pha A, B, C, thứ tự nghịch chạm đất Bảo vệ thứ tự nghịch chạm đất dùng để bảo vệ không cân Bảo vệ khoảng cách với vùng (Zone) Bảo vệ dòng pha với đặc tuyến thời gian xác định phụ thuộc Bảo vệ dòng pha với chức tức thời có thời gian xác định Bảo vệ dòng chạm đất với đặc tuyến thời gian xác định phụ thuộc Bảo vệ dòng chạm pha với chức tức thời có thời gian xác định 261 Chức bảo vệ vượt cấp 50BF Có thể đọc hình thông số vận hành, thông số cài đặt, thông số cố Bộ nhớ lưu 23 cố Dễ dàng lực chọn sơ đồ bảo vệ cho ứng dụng khác Relay Có thể kiểm tra lỗi bên Relay như: nguồn 5V, 12V, nhớ ROM, RAM … Có thể đọc sữa giá trị cài đặt Relay nút nhấn phía trước mặt relay máy vi tính (tại cổng PORT Relay phịng điều khiển thơng qua máy ENGINEERS ) Có thể cài đặt mức tần số cho chức 81 Bao gồm có Gourp tùy theo người sử dụng - Cấu tạo: Hình 5.21 Mặt trước Rơle số SEL 311L Mặt trước Relay bao gồm nút nhấn dùng để RESET tín hiệu xem thơng số vận hành, xem giá trị cài đặt, giá trị cố … Các đèn LED dùng để hiển thị chức cố Mặt sau Relay bao gồm hàng kẹp đấu dây PORT giao tiếp với máy vi tính - Thơng số kỹ thuật : Dòng định mức đặt vào Relay: I n = 1A (hoặc I n = 5A) Điện áp cấp cho Relay: U = 85 – 350 Vdc 85 – 264 Vac Công suất: < 25W Tần số : 50/60Hz Nhiệt độ làm việc cho phép : -40oF ÷ 185 oF -40oC ÷ 85oC 262 Hình 5.22 Mặt sau Rơle số SEL 311L 263 Bảng 5.1 Bảng ký hiệu chân đấu nối Rơle số SEL 311L Ký hiệu Hàng kẹp Diễn giải OUT 101 – 107 A01 – A14 Các tín hiệu ngõ Relay IN 101 – 106 A17 – A28 Các tín hiệu ngõ vào Relay OUT 201 – 206 B01 – B16 Các tín hiệu ngõ Relay ALARM A15 – A16 Tín hiệu báo động IA Z01 – Z02 Dòng điện nhị thứ đặt vào pha A IB Z03 – Z04 Dòng điện nhị thứ đặt vào pha B IC Z05 – Z06 Dòng điện nhị thứ đặt vào pha C IP Z07 – Z08 Dòng điện trung tính đặt vào Relay VA Z09 Điện áp nhị thứ đặt vào pha A VB Z10 Điện áp nhị thứ đặt vào pha B VC Z11 Điện áp nhị thứ đặt vào pha C VN Z12 Điện áp trung tính đặt vào Relay VS Z13 Điện áp nhị thứ phía đường dây đặt vào Relay ( pha B ) NS Z14 Điện áp nhị thứ trung tính phía đường dây đặt vào Relay POWER Z25 – Z26 Nguồn DC cấp cho Relay TX Kênh truyền cáp quang ( truyền tín hiệu ) RX Kênh truyền cáp quang ( nhận tín hiệu ) IRIG-B Đồng thời gian PORT 1,2,3 Các cổng giao tiếp 3.6.2 Hướng dẫn sử dụng - Ý nghĩa LED phía trước mặt Relay Bảng 5.2 Ý nghĩa LED phía trước mặt Relay Số LED Nhãn LED EN TRIP TIME COMM 87 Giải thích Relay sẵn sàng làm việc Tín hiệu MC bật Thời gian ( chức 51 ) Thông tin Bảo vệ so lệch tác động 264 50/51 Chức bảo vệ dòng tức thời / có thời gian RS Tự đóng lại ( 79 ) sẵn sàng làm việc LO Khóa chức tự đóng lại ( 79 ) A Sự cố pha A 10 B Sự cố pha B 11 C Sự cố pha C 12 G Sự cố chạm đất ( I G = IA + IB + IC ) 13 Zone Khoảng cách vùng 14 Zone Khoảng cách vùng 15 Zone Khoảng cách vùng 16 74-1 Mạch Trip bị hỏng 17 87CH Lỗi kênh truyền Khi cấp nguồn cho Relay đèn xanh EN sáng liên tục dùng để báo Relay sẵng sàn làm việc Khi Relay tác động: Đèn LED TRIP sáng tùy theo cố mà đèn LED sáng lên để chức bảo vệ tác động báo pha cố - Ý nghĩa nút nhấn mặt trước Relay: Bảng 5.3 Ý nghĩa nút nhấn mặt trước Relay Nút nhấn TARGET RESET/LAMP TEST METER EVENTS STATUS OTHER SET CNTRL GROUP Chức Reset tín hiệu thử đèn Đo lường Xem giá trị cố Xem trạng thái thông số kỹ thuật Relay Xem Reset liệu hình Xem thay đổi ngày – Xem giá trị Logic Relay Xem số lần hoạt động tự đóng lại (79) Xem Reset dịng Trip độ hao mòn tiếp điểm Cài đặt giá trị Điều khiển đóng/mở MC Relay Xem thay đổi Group hoạt động 265 Mỗi nút nhấn bao gồm có chức năng: chức (hiển thị phía trên) chức phụ (hiển thị phía dưới) Chức TARGET RESET METER LAMP TEST CANCEL EVENTS STATUS OTHER SET CNTRL GROUP SELECT EXIT Chức phụ Hình 5.23 Các phím chức Rơ le số SEL311L Chức có tác dụng nhấn nút lần đầu tiên, sau nút nhấn trở chức phụ (Vd : ta nhấn nút METER lần chức đo lường chọn, sau ta nhấn nút / (left/right) / (up/down) để di chuyển để chọn thông số cần xem) Chức hoạt động trở lại chức khỏi Menu METER cách nhấn nút EXIT/CANCEL - Ý nghĩa thông số : Thông số I AL IBL ICL 3I0L 3I2L I 1L I AX IBX ICX 3I0X 3I2X I 1X ΣIA ΣIB ΣIC Σ3I0 Ý nghĩa Dòng điện line pha A Dòng điện line pha B Dòng điện line pha C Dịng điện thứ tự khơng line Dịng điện thứ tự ngược line Dòng điện thứ tự thuận line Dòng điện pha A kênh truyền tín hiệu X Dịng điện pha B kênh truyền tín hiệu X Dịng điện pha C kênh truyền tín hiệu X Dịng điện thứ tự khơng kênh truyền tín hiệu X Dịng điện thứ tự ngược kênh truyền tín hiệu X Dịng điện thứ tự thuận kênh truyền tín hiệu X Tổng dịng điện pha A Tổng dòng điện pha B Tổng dòng điện pha C Tổng dịng điện thứ tự khơng 266 Σ3I2 ΣI1 αIA αIB αIC α3I0 α3I2 αI1 IA IB IC IP IG I1 3I2 3I0 VA VB VC V1 V2 3V0 MW A MW B MW C MW 3P MVAR A MVAR B MVAR C MVAR 3P PF A PF B PF C PF 3P Tổng dòng điện thứ tự ngược Tổng dịng điện thứ tự thuận Góc pha dịng điện pha A Góc pha dịng điện pha B Góc pha dịng điện pha C Góc pha dịng điện thứ tự khơng Góc pha dịng điện thứ tự ngược Góc pha dịng điện thứ tự thuận Dòng điện pha A Dòng điện pha B Dịng điện pha C Dịng điện trung tính Dịng điện trung tính ( I G = IA + IB + IC ) Dòng điện thứ tự thuận Dòng điện thứ tự nghịch Dịng điện thứ tự khơng Điện áp pha A Điện áp pha B Điện áp pha C Điện áp thứ tự thuận Điện áp thứ tự nghịch Điện áp thứ tự không Công suất tác dụng pha A Công suất tác dụng pha B Công suất tác dụng pha C Tổng công suất tác dụng pha Công suất phản kháng pha A Công suất phản kháng pha B Công suất phản kháng pha C Tổng công suất phản kháng pha Hệ số công suất pha A Hệ số công suất pha B Hệ số công suất pha C Hệ số công suất pha 267 3.6.3 Hướng dẫn truy suất Relay : Truy suất thông số đo lường : Bước : Nhấn nút METER mặt trước Relay Nhấn nút METER TARGET RESET METER LAMP TEST CANCEL EVENTS STATUS OTHER SET CNTRL GROUP SELECT EXIT ⇒ Trên hình Relay xuất : INST ENERGY MAX/MIN DEMAND Bước : Di chuyển điểm nháy đến thơng số cần xem phím mũi tên / / Bước : Nhấn nút chọn SELECT Bước : Nhấn phím mũi tên / / để xem Bước : Nếu muốn thoát khỏi ta nhấn nút CANCEL EXIT Truy suất cố : Bước : Nhấn nút EVENTS mặt trước Relay ⇒ Trên hình Relay xuất : Ngày xảy cố Số lần cố DATE : mm/dd/yy TIME : hh/mm/ss Giờ xảy cố Bước : Nhấn nút / để chọn cố muốn xem Bước : Nhấn nút / để xem giá trị cố 268 Bước : Nếu muốn thoát khỏi ta nhấn nút CANCEL EXIT - Ý nghĩa thơng số cố : Tín hiệu EVENT LOCATION A B C N G 3I2 FREQ GROUP SHOT TARGETS Ý nghĩa Chỉ pha cố ( Nếu khơng có chữ T phía sau giá trị khởi động ) Vd: AGT ( Sự cố pha A chạm đất ) Khoảng cách cố Giá trị dòng cố pha A Giá trị dòng cố pha B Giá trị dòng cố pha C Giá trị dòng cố trung tính Giá trị dịng cố trung tính ( I G = IA + IB + IC ) Giá trị dòng thứ tự nghịch Giá trị tần số Nhóm tác động Chức F79 làm việc Chức bảo vệ tác động Xem trạng thái Relay: Bước : Nhấn nút STATUS mặt trước Relay Bước : Nhấn phím mũi tên / / để xem Bước : Nếu muốn khỏi ta nhấn nút CANCEL EXIT Xem cài đặt giá trị : Bước : Nhấn nút SET mặt trước Relay ⇒ Trên hình Relay xuất : GROUP GLOBAL PORT PASS Bước : Di chuyển điểm nháy đến GROUP phím mũi tên / / Bước : Nhấn nút chọn SELECT ⇒ Trên hình Relay xuất : 269 GROUP Bước : Di chuyển điểm nháy đến nhóm muốn xem/cài đặt phím mũi tên / Bước : Nhấn nút chọn SELECT ⇒ Trên hình Relay xuất : GROUP SET SHOW Bước : Di chuyển điểm nháy đến SET ( cài đặt ) SHOW ( xem ) phím mũi tên / Bước : Nhấn nút chọn SELECT Bước : Nhấn phím mũi tên / / để xem/cài đặt giá trị Bước : Nếu muốn khỏi ta nhấn nút CANCEL EXIT Lưu ý : Nếu muốn thay đổi giá trị cài đặt ta phải nhập Password Xem thay đổi nhóm vận hành: Bước : Nhấn nút GROUP mặt trước Relay ⇒ Trên hình Relay xuất : Active Group CHANG EXIT E Bước : Di chuyển điểm nháy đến CHANGE (thay đổi) EXIT (thoát ngồi mà khơng thay đổi) phím mũi tên / Bước : Nhấn nút chọn SELECT Lưu ý: Nếu muốn thay đổi nhóm vận hành ta phải nhập Password 270 Câu hỏi 5: Nêu cấu trúc Rơ le số? Hãy nêu chức bảo vệ Rơ le số? Yêu cầu đánh giá kết học tập Nội dung + Kiến thức: - Trình bày cấu tạo, nguyên lý làm việc rơ le số + Kỹ năng: - Lắp đặt mạch bảo vệ dùng rơ le số - Sử dụng thành thạo loại máy đo thông dụng để đo kiểm, xác định lỗi sửa chữa loại rơ le số + Thái độ: - Rèn luyện tính cẩn thận, an tồn cho người thiết bị Phương pháp đánh giá + Kiến thức: Đánh giá kiểm tra viết trắc nghiệm + Kỹ năng: - Lắp đặt mạch điện dùng rơ le số SEL311L: bảo vệ dòng điện, bảo vệ dòng điện có hướng, bảo vệ dịng điện chống chạm đất, bảo vệ khoảng cách, bảo vệ khoảng cách 271 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Xuân Phú – Tô Đằng Khí cụ điện - Lý thuyết - Kết cấu - Tính tốn, lựa chọn, sử dụng NXB Khoa học kỹ thuật – 2001 Nguyễn Xuân Phú – Tô Đằng Khí cụ điện - Kết cấu - Sử dụng - Sửa chữa NXB Khoa học kỹ thuật – 2007 PGS TS Đào Hoa Việt (chủ biên) – ThS Vũ Hữu Thích – ThS Vũ Đức Thoan – KS Đỗ Duy Hợp Giáo trình điện cơng nghiệp NXB Bộ Xây dựng Giáo trình thực hành điện công nghiệp NXB Bộ Xây dựng Bảo vệ Rơ le tự động hóa hệ thống điện – PGS.TS Nguyễn Hoàng Việt Nhà xuất đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh- 2007 Sử dụng sửa chữa điện gia dụng – Nguyễn Bá Đông Nhà xuất đại học Quốc gia Hà Nội Giáo trình vật liêu điện – TS Nguyễn Đình Thắng Nhà xuất giáo dục- 2004 Lắp đặt điện công nghiệp- Trần Duy Phụng Nhà xuất Đà Nẵng2007 10 Giáo trình vật liệu điện – ThS Vũ Hữu Thích – ThS Ninh Văn Nam Nhà xuất giáo dục - 2009 ... cực H: khoảng cách hai điểm cực Điện môi đặt điện trường xảy hai tượng l? ?: dẫn điện điện môi phân cực điện môi Điện dẫn điện môi xác định chuyển động có hướng điện tích tự tồn điện mơi (các điện. .. THIỆU Điện mô đun sở biên soạn dựa chương trình khung, chương trình dạy nghề Bộ Lao động- Thương binh Xã hội Tổng cục dạy nghề ban hành dành cho hệ Cao đẳng nghề Trung cấp nghề Điện tử cơng nghiệp. .. phần mang điện điện tử, loại điện dẫn có tất điện môi - Điện dẫn ion: thành phần hạt điện dẫn ion dương âm Các ion chuyển động đến điện cực có điện trường tác động, điện cực ion trung hịa điện tích