Giáo trình Khí cụ điện (Cao đẳng) - Trường CĐ Điện lực Miền Bắc

(NB) Khí cụ điện là thiết bị điện dùng để điều khiển, kiểm tra, tự động điều chỉnh, khống chế các đối tượng điện cũng như không điện và bảo vệ chung trong trường hợp sự cố. Nội dung gồm 3 chương: Chương 1: Khái niệm chung về khí cụ điện; Chương 2: Khí cụ điện đóng cắt; Chương 3: Khí cụ điện bảo vệ và điều khiển.

TỔNG CÔNG TY ĐIỆN LỰC MIỀN BẮC TRƯỜNG CAO ĐẲNG ĐIỆN LỰC MIỀN BẮC ============== GIÁO TRÌNH KHÍ CỤ ĐIỆN NGÀNH/NGHỀ: QUẢN LÝ VẬN HÀNH, SỬA CHỮA ĐƯỜNG DÂY VÀ TRẠM BIẾN ÁP CĨ ĐIỆN ÁP 110KV TRỞ XUỐNG TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết định số /QĐ-NEPC ngày / /2020 Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Điện lực miền Bắc) Hà Nội, năm 2020 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN: Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên 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 NĨI ĐẦU Khí cụ điện thiết bị điện dùng để điều khiển, kiểm tra, tự động điều chỉnh, khống chế đối tượng điện không điện bảo vệ chung trường hợp cố Khí cụ điện có nhiều chủng loại với chức năng, nguyên lý làm việc kích cỡ khác dùng rộng rãi lĩnh vực sống Trong phạm vi giáo trình này, vấn đề đề cập đến sở lý thuyết, kết cấu, nguyên lý làm việc đặc điểm loại khí cụ điện dùng ngành điện với nội dung sau: - Chương 1: Khái niệm chung khí cụ điện - Chương 2: Khí cụ điện đóng cắt - Chương 3: Khí cụ điện bảo vệ điều khiển Giáo trình Khí cụ điện biên soạn phục vụ cho công tác giảng dạy giáo viên tài liệu học tập học sinh – sinh viên Do chuyên môn thời gian có hạn nên khơng tránh khỏi thiếu sót, mong nhận ý kiến đóng góp đồng nghiệp bạn đọc để sách đạt chất lượng cao Tập thể giảng viên KHOA ĐIỆN MỤC LỤC Lời nói đầu Chương 1: Khái niệm chung khí cụ điện Công dụng, phân loại- yêu cầu khí cụ điện 10 Các trạng thái làm việc khí cụ điện 11 Q trình phát nóng khí cụ điện 12 Hồ quang điện 13 Lực điện động 15 Chương 2: Khí cụ điện đóng cắt 19 Cầu dao 20 Áp tô mát 25 Máy cắt 29 Recloser 39 Chương 3: Khí cụ điện bảo điều khiển 44 Cầu chì 45 Rơ le 50 Công tắc tơ 66 Khởi động từ 68 Kháng điện 72 Tài liệu tham khảo 75 MƠN HỌC KHÍ CỤ ĐIỆN Mã mơn học: MH 14 I VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT Ý NGHĨA VÀ VAI TRỊ CỦA MƠN HỌC - Vị trí: Mơn học bố trí học sau mơn học chung, sau môn học chung môn học như: Vẽ kỹ thuật, Cơ kỹ thuật, Kỹ thuật điện, Vật liệu điện, trước môn học/ mô đun đào tạo chun mơn nghề - Tính chất: Là mơn học kỹ thuật sở, thuộc môn học đào tạo nghề bắt buộc - Ý ngĩa vai trò mơn học: Mơn học bố trí giảng dạy sau môn học chung trước môn học/ mơ đun chun mơn nghề II MỤC TIÊU MƠN HỌC - Về kiến thức: Học xong môn học người học có khả năng: + Trình bày cơng dụng cấu tạo, nguyên lý làm việc, thông số kỹ thuật nguyên tắc chọn khí cụ điện bảo vệ, khí cụ đóng cắt điện mạch điện hệ thống điện + Trình bày nguyên tắc dập hồ quang khí cụ đóng cắt điện - Về kỹ năng: + Vận dụng thực tế quản lý vận hành, sửa chữa khí cụ điện hệ thống điện - Về lực tự chủ trách nhiệm: + Có khả tự học tập, tích lũy kiến thức, kinh nghiệm để nâng cao trình độ chun mơn III NỘI DUNG MƠN HỌC Nội dung tổng quát phân bổ thời gian: Thời gian (giờ) Thực hành, Tổng Lý thực tập, thí Kiểm số thuyết nghiệm, tra tập STT Tên môn học Chương Khái niệm chung khí cụ điện 13 11 Khái niệm, phân loại yêu cầu khí cụ điện 02 02 Các trạng thái làm việc khí cụ điện 01 01 Q trình phát nóng khí cụ điện 03 03 Hồ quang điện 03 03 Lực điện động 04 Chương Khí cụ điện đóng cắt 01 01 02 01 01 17 12 04 Cầu dao 04 03 01 Áp tô mát 03 02 01 Máy cắt 05 03 01 Recloser 05 04 01 01 Chương Khí cụ điện bảo vệ điều khiển 17 11 05 01 Cầu chì 04 03 01 Công tắc tơ 02 01 01 Khởi động từ 02 01 01 Rơle 06 04 02 Kháng điện 03 02 Cộng 45 32 01 01 10 03 * Ghi chú: Thời gian kiểm tra lý thuyết tính vào lý thuyết, kiểm tra thực hành tính thực hành IV YÊU CẦU VỀ ĐÁNH GIÁ HỒN THÀNH MƠN HỌC Nội dung đánh giá: * Kiến thức: + Cấu tạo, nguyên lý làm việc, thơng số kỹ thuật, ngun tắc đóng cắt điện khí cụ điện + Nguyên nhân trình phát nóng, phát sinh hồ quang phương pháp dập hồ quang khí cụ điện * Kỹ năng: + Đọc phân tích ký hiệu, thông số nhãn máy + Nhận biết loại máy cắt điện, loại dao cách ly, dao nối đất sử dụng hệ thống điện trung áp, cao áp + Kiểm tra thông số kỹ thuật, chủng loại loại khí cụ điện lắp đặt quản lý * Về thái độ: Cẩn thận, tự giác Công cụ đánh giá: - Hệ thống ngân hàng câu hỏi về: Cơng dụng, cấu tạo khí cụ điện dùng hệ thống điện, phương pháp dập tắt hồ quang điện; - Hệ thống tập giải mạch điện chiều, xoay chiều pha, pha Phương pháp đánh giá: - Trắc nghiệm - Tự luận CHƯƠNG I KHÁI NIỆM CHUNG VỀ KHÍ CỤ ĐIỆN Giới thiệu Chương trình bày công dụng, phân loại yêu cầu khí cụ điện Kiến thức hồ quang điện, trạng thái làm việc, q trình phát nóng khí cụ điện lực điện động Những kiến thức giúp sinh viên hiểu chức khí cụ điện thực tế Từ sinh viên tiếp tục tìm hiểu sâu loại khí cụ điện thực tế Mục tiêu Học xong chương này, người học có khả năng: - Trình bày công dụng, phân loại yêu cầu khí cụ điện - Nêu trạng thái làm việc trình phát nóng khí cụ điện - Trình bày khái niệm, trình hình thành, tác hại phương pháp dập hồ quang điện - Trình bày khái niệm phương pháp tính lực điện động Nội dung Công dụng, phân loại – yêu cầu khí cụ điện 1.1 Cơng dụng phân loại 1.1.1 Cơng dụng Khí cụ điện thiết bị điện dùng để đóng cắt, điều khiển, điều chỉnh bảo vệ lưới điện, mạch điện, máy điện máy móc sản xuất Ngồi cịn dùng để kiểm tra điều chỉnh trình không điện khác 1.1.2 Phân loại Để thuận tiện cho nghiên cứu, sử dụng sửa chữa khí cụ điện, người ta phân loại sau: - Phân loại theo cơng dụng + Khí cụ điện dùng để đóng cắt lưới điện mạch điện: cầu dao, áptơmát, máy ngắt, + Khí cụ điện dùng để mở máy, điều chỉnh tốc độ, điều chỉnh điện áp, dịng điện: cơng tắc tơ, khởi động từ, khống chế, biến trở, điện trở, + Khí cụ điện dùng để trì tham số điện có giá trị khơng đổi: thiết bị tự động điều chỉnh điện áp, dòng điện, tần số, tốc độ, + Khí cụ điện dùng để bảo vệ lưới điện, máy điện: rơle, áptômát, cầu chì, + Khí cụ điện đo lường: máy biến dòng điện, máy biến điện áp - Phân loại theo điện áp + Khí cụ điện hạ áp: Được chế tạo để dùng điện áp 1000V (thông thường đến 600V) + Khí cụ điện cao áp: Được chế tạo để dùng điện áp định mức từ 1000V trở lên - Phân loại theo dòng điện: Khí cụ điện dùng mạch điện chiều mạch điện xoay chiều - Phân loại theo nguyên lý làm việc: cảm ứng, điện từ, nhiệt, có tiếp điểm khơng có tiếp điểm, - Phân loại theo điều kiện làm việc dạng bảo vệ: Khí cụ điện làm việc vùng nhiệt đới, vùng có nhiều rung động, vùng mỏ có khí nổ, mơi trường có chất ăn mịn, loại để hở, loại để kín, 10 Nguyên lý biến đổi tín hiệu phải qua mạng lấy mẫu giữ cho tín hiệu điện áp tức thời không thay đổi chu kỳ biến đổi Hình - 15:Sơ đồ khối bảo vệ vi xử lý Đầu biến đổi AD tín hiệu số tương ứng với tín hiệu tương tự đầu vào đưa vào vi xử lý Tác động liên thông vi xử lý trung tâm với nhớ (chương trình phần mềm) cho phép đo trị số đặt, xác định đặc tuyến khởi động bảo vệ theo chương trình định trước, xác định thời gian làm việc, logic tác động, tự động thay đổi quan hệ phần logic phụ thuộc vào tín hiệu từ đối tượng bảo vệ, sau cho định điều khiển máy cắt, thông qua xuất nhập, DAC, tiếp điểm rơle ngõ rơle cần xác định hướng cơng suất, dịch pha phát tín hiệu qua điểm zero dùng 1- Bộ vi xử lý Bộ vi xử lý thiết bị số lập trình được, thực tất chức CPU máy tính chế tạo thành khối IC kỹ thuật VLSI Nó phát triển lãnh vực kỹ thuật máy tính Nó tìm kiếm thị nhớ, giải mã thi hành thị đó, thực phép tốn số học luận lý, nhận liệu từ thiết bị nhập gởi kết cho thiết bị xuất Phần vi xử lý giống CPU thông thường, nghĩa bao gồm: số học luận lý (Arithmetic and Logic Unit - ALU), định thì điều khiển (Timing and Control Unit - TCU), ghi Bộ vi xử lý liên kết với nhớ thiết bị nhập xuất có dạng máy tính 61 Với ưu điểm như: giá thành hạ, kích thước nhỏ, lập trình vi xử lýthích hợp với nhiều ứng dụng Bộ vi xử lý sản phẩm khác ứng dụng kỹ thuật LSI VLSI làm thay đổi mạnh mẽ phần lớn hệ thống số Kích thước từ (word size) vi xử lý số bit (số nhị phân) mà xử lý nối tiếp song song lúc Ngày nay, vi xử lý với kích thước từ khác 4, 8, 16, 32 64 bit sử dụng rộng rãi thị trường 2- Các thiết bị nhập xuất Bộ vi xử lý liên lạc với giới bên ngồi thơng qua thiết bị nhập xuất Nó nhận liệu nhị phân thị từ thiết bị nhập gởi kết xử lý đến thiết bị xuất Các thiết bị nhập xuất gọi thiết bị ngoại vi: Thiết bị nhập: bàn phím, biến đổi tương tự số Bộ cảm biến: dùng để nhận biết thông số vật lý thay đổi biến đổi chúng thành dạngđiện tử để đưa vào xử lý Màn hình: dùng để biến đổi tín hiệu thành dạng mà người đọc Thiết bị xuất: dùng để dịch tín hiệu ngõ dạng logic sang tín hiệu điện ởdạng tương tự (đèn bảy đoạn, LEDS, máy in, biến đổi số tương tự ) Các thiết bị địi hỏi có khơng, phụ thuộc vào ứng dụng mà vi xử lý sử dụng đòi hỏi Sự truyền liệu thiết bị nhập xuất vi xử lý thông qua cổng xuất nhập Các thiết bị xuất nhập giao tiếp với vi xử lý qua cổng xuất nhập hình - 16 3- Bộ nhớ Bộ vi xử lý cần có nhớ để lưu trữ chương trình liệu Bộ nhớ tập hợp ghi, ghi lưu trữ từ có số bit khác Bộ nhớ bán dẫn có hai loại: ROM RAM 62 Hình - 16 RAM: nhớ chủ yếu máy tính gọi loại thay đổi được, liệu lưu trữtrong RAM bị bị nguồn Có hai loại RAM tĩnh RAM động RAM tĩnh sử dụng dễ dàng giá thành đắt loại động RAM động cần chu kỳ làm tươi nhớ để bảo quản thông tin lưu trữ RAM dùng chương trình liệu đòi hỏi phải lưu trữ thay đổi cần thiết RAM dùng để lưu trữ tín hiệu đo lường dịng áp khoảng thời gian cho mục đích ghi nhận dạng cố Từ vị trí truy xuất mà không cần quan tâm đến vị trí khác Nó gọi nhớ truy xuất trực tiếp ROM: dùng lưu trữ chương trình cố định Nó gọi nhớ không thay đổivà liệu không bị mất nguồn ROM rẻ nhanh RAM Có loại ROM sau: - Loại lập trình sẵn, liệu chương trình viết vào ROM sản xuất - Loại cho phép người dùng lập trình Programmable ROM (PROM) loại lập trình xóa EPROM EEPROM: dùng để chứa trị số đặt rơle 4- Các chuyển đổi tương tự–số số–tương tự a Bộ chuyển đổi tương tự–số ( Hình – 17 ) Để phối ghép nguồn tín hiệu tương tự với hệ thống xử lý số, người ta dùng mạch chuyển đổi tương tự (ADC) nhằm biến đổi tín hiệu tương tự sang số, dùng mạch chuyển đổi số–tương tự (DAC) trường hợp cần biến đổi tín hiệu số sang dạng tương tự 63 Hình – 17: Đặc tuyến truyền đạt mạch biến đổi tương tự số Tín hiệu tương tự UA chuyển thành tín hiệu có dạng bậc thang Với đặc tính truyền đạt vậy, phạm vi giá trị UA biểu diễn giá trị đại diện số thích hợp Các giá trị đại diện số giá trị rời rạc Có nhiều cách biểu diễn giá trị rời rạc Trong trường hợp sau, mạch biến đổi AD thiết bị số thì thường dùng hệ số (mã nhị phân) để biểu diễn tín hiệu số hình - 17 SD= bn–1.2n–1+ bn–2.2n–2+ + bo2o đó: hệ số bk = (với k = 0, , n-1) gọi bit bn-1- gọi bit có nghĩa lớn (MSB), tương ứng với cột đứng đầu bên trái dãy mãsố Mỗi biến đổi giá trị MSB ứng với biến đổi tín hiệu nửa dãy làm việc bo- gọi bit có nghĩa nhỏ (LSB), tương ứng với cột đứng đầu bên phải mã số Mỗi biếnđổi tín hiệu mức lượng tử (một nấc hình bậc thang) Với mạch biến đổi có N bit, tức N số hạng dãy nhị phân, (trong ví dụ hình 16n = 3) nấc hình bậc thang chiếm giá trị Q = ULSB=UAM 2N −1 UAM giá trị cực đại cho phép điện áp tương tự đầu vào ADC Giá trị ULSB hay Q gọi mức lượng tử 64 b Bộ chuyển đổi số–tương tự Các phương pháp chuyển đổi số tương tự (DA) Chuyển đổi số–tương tự q trình tìm lại tín hiệu tương tự từ n số hạng (N bit) biết tín hiệu số với độ xác mức lượng tử, tức LSB Chuyển đổi số–tương tự phép nghịch đảo chuyển đổi tương tự–số, khơng thể thực phép nghịch đảo trình lượng tử hóa Q trình chuyển đổi số–tương tự đơn giản trình chuyển đổi tương tự– số nhiều Vì chuyển đổi số–tương tự ứng dụng nhiều mạch chuyển đổi tương tự–số Để lấy tín hiệu tương tự từ tín hiệu số, dùng sơ đồ nguyên tắc hình 3.21 Theo sơ đồ trình chuyển đổi số–tương tự trình tìm lại tín hiệu tương tự lấy mẫu Tín hiệu đầu tín hiệu rời rạc theo thời gian 3.21 Tín hiệu đưa qua lọc thông thấp lý tưởng Trên đầu lọc có tín hiệu UA biến thiên liên tục theo thời gian tín hiệu nội suy UM Ở lọc thơng thấp đóng vai trò lọc ngoại suy 5- Bộ lấy mẫu giữ Khi ADC thực chuyển đổi tín hiệu tương tự sang dạng số phải thời gian biến đổi Nếu tín hiệu tương tự đầu vào khơng số chu kỳ biến đổi, tín hiệu số ADC không tương ứng với giá trị tín hiệu tương tự khởi đầu Một mạch lấy mẫu giữ (S/H) dùng để giữ giá trị tức thời thay đổi tín hiệu tương tự số chu kỳ biến đổi Mạch có hai chức năng, lấy mẫu giữ 2.6.2 Nguyên lý làm việc Rơle số làm việc dựa nguyên tắc đo lường số - Những biến đầu vào rơle tín hiệu tương tự dịng điện điện áp nhận từ phía thứ cấp máy biến dòng máy biến điện áp - Sau qua lọc tương tự, lấy mẫu, tín hiệu dịng điện điện áp chuyển thành tín hiệu số Tuỳ theo nguyên tắc bảo vệ, tần số lấy mẫu thay đổi từ 12 đến 20 mẫu chu kỳ dịng điện cơng nghiệp Ngun lý làm việc dựa giải thuật tốn theo chu trình đại lượng điện từ trị số dòng điện điện áp lấy mẫu Trong q trình tính tốn liên tục phát chế độ cố sau vài phép tính nối tiếp Khi bảo vệ tác động, vi xử lý gửi tín hiệu đến rơle đầu để điều khiển cắt máy cắt 65 2.6.3 Một số đặc điểm rơle kỹ thuật số - Rơle thực việc tự kiểm tra cảnh báo trạng thái từng khối chức rơle: Từ trị số đại lượng tương tự đầu vào đến chuyển đổi A/D (so sánh trị số chuyển đổi chuẩn), vi xử lý, rơle đầu mạch điều khiển đóng cắt máy cắt điện - Các đại lượng chỉnh định nạp vào nhớ EEPROM cho phép không số liệu chỉnh định nguồn điện thao tác cho rơle - Rơle có khả ghi chép lưu trữ số liệu cố theo trình tự diễn biến thời gian với độ xác đến ms Bộ nhớ rơle số lưu lại từ lần trở lên, cho phép theo dõi xác định cố xảy - Mọi thông tin vận hành thao tác cố lưu lại nhớ không rơle bị nguồn nuôi - Mặt trước rơle có đèn LED để cảnh báo trạng thái rơle thao tác mà rơle tiến hành - Các rơle số chỉnh định, theo dõi hoạt động trao đổi thông tin vào rơle thông qua ghép nối với máy tính phần mềm chuyên dùng cho phép nhân viên vận hành phân tích cố từ số liệu lưu lại q trình cố - Rơle số có cổng vào cho phép dễ dàng ghép nối với thiết bị thông tin, đo lường, điều khiển bảo vệ khác hệ thống Công tắc tơ 3.1.Cơng dụng Cơng tắc tơ loại khí cụ điện dùng để đóng cắt, điều khiển thiết bị điện chiều xoay chiều điện áp đến 500V, dòng điện đến 600A 3.2.Cấu tạo - Khi cuộn dây có điện, mạch từ hút nắp phần động 3, cần động bị kéo đóng tiếp điểm 6, tiếp điểm phụ thường đóng mở ra, tiếp điểm phụ thường mở đóng lại - Khi điện áp đặt vào cuộn nhỏ, cuộn dây điện lị xo kéo nắp phần động ra, tiếp điểm thường mở mở ra, tiếp điểm đóng thì đóng đóng lại 66 Hình - 18 3.3 Tính chọn cơng tắc tơ Dựa vào dòng điện định mức tải vào tính chất phụ tải làm việc gián đoạn hay liên tục vào dãy dòng điện, điện áp định mức Contactor từ ta lựa chọn cơng tắc tơ cho thích hợp UCTT = Ulưới ; ICTT Iđm 3.4 Hư hỏng và các nguyên nhân gây hư hỏng 3.4.1 Hiện tượng hư hỏng tiếp điểm Ngun nhân: - Chọn khơng đúng cơng suất khí cụ điện: chẳng hạn dòng điện định mức, điện áp tần số thao tác khí cụ điện khơng đúng với thực tế v v… - Lực ép tiếp điểm không đủ - Giá đỡ tiếp điểm không phẳng, cong, vêng (nhất loại tiếp điểm bắc cầu) lắp ghép lệch - Bề mặt tiếp điểm bị ơxy hóa xâm thực mơI trường làm việc (có hóa chất, ẩm ướt vv… - Do hậu việc xuất dòng điện ngắn mạch pha với ‘’đất’’ dòng ngắn mạch hai pha phía sau cơng tắc tơ, khởi động từ vv… 67 3.4.2 Hiện tượng hư hỏng cuộn dây (cuộn hút) Nguyên nhân: - Ngắn mạch cục vòng dây cách điện xấu - Ngắn mạch dây dẫn chất lượng cách điện xấu ngắn mạch dây dẫn vòng dây quấn đặt giao mà khơng có lót cách điện - Đứt dây quấn - Điện áp tăng cao điện áp định mức cuộn dây - Cách điện cuộn dây bị phá hỏng bị va đập khí - Cách điện cuộn dây bị phá hủy cuộn dây bị nóng tính tốn thơng số quấn lại sai điện áp cuộn dây bị nâng cao quá, lỏi thép hút khơng hồn tồn, điều chỉnh khơng đúng hành trình lõi thép - Do nước êmunxi, muối, dầu, khí hóa chất…của mơI trưỡng âm thực làm chọc thủng cách điện vòng dây Khởi động từ 4.1 Khái niệm - Khởi động từ thiết bị điện dùng để điều khiển từ xa việc đóng /cắt mạch điện, dùng đảo chiều quay bảo vệ tải, ngắn mạch cho động điện xoay chiều pha - Khởi động từ thực chất công tắc tơ kết hợp với rơ le nhiệt + Khởi động từ sử dụng công tắc tơ gọi khởi động từ đơn, thường dùng để đóng cắt mạch điện, điều khiển động điện quay chiều + Khởi động từ sử dụng hai công tắc tơ gọi khởi động từ kép, dùng để khởi động đảo chiều động điện 68 - Một số ký hiệu khởi động từ Tên gọi Ký hiệu Cuộn dây công tắc tơ o Phần tử công tác rơ le nhiệt Nút ấn thường mở o o o o o o Nút ấn thường đóng o o o Hc Hc o o o o o o Tiếp điểm thường mở o o Tiếp điểm thường đóng o o Tiếp điểm thường đóng RN o o 4.2.Sơ đờ điều khiển động khởi động từ đơn Hình - 19 - Mạch động lực: Tiếp điểm thường mở mắc nối tiếp với phần tử đốt nóng rơ le nhiệt Động bảo vệ ngắn mạch cầu chì - Mạch điều khiển: Cuộn dây công tắc tơ mắc nối tiếp với nút ấn thường mở, nút ấn thường đóng tiếp điểm thường đóng có phục hồi rơ le nhiệt Hình - 19 69 - Khởi động động cơ: Đóng cầu dao CD; ấn nút mở M  Cuộn dây công tắc tơ có điện đóng tiếp điểm thường mở (K6)  động có điện làm việc Đồng thời đóng tiếp điểm thường mở phụ (K8) để trì nguồn điện cho cuộn dây K - Dừng động cơ: ấn nút dừng D  cuộn dây K điện mở hệ thống tiếp điểm thường mở  động điện, ngừng làm việc - Khi động bị q tải  dịng điện qua phần tử đốt nóng RN vượt trị số cho phép  RN tác động; mở tiếp điểm thường đóng có phục hồi rơ le nhiệt mạch điều khiển  cuộn dây K điện; mở tiếp hệ thống điểm thường mở  động ngừng làm việc, bảo vệ an toàn cho động 4.3 Sơ đồ điều khiển động khởi động từ kép Hình - 20 - Trong sơ đồ Hình - 20 thực đảo chiều quay động điện cách đổi thứ tự pha đặt vào động cơ, khởi động từ kép gồm hai công tắc tơ nối liên động điện liên động khí Liên động điện thực cách dùng tiếp điểm phụ thường đóng K7, K8 công tắc tơ vào mạch điều khiển công tắc tơ 1, đồng thời nút ấn mở máy theo chiều thuận MT liên động với nút dừng chiều ngược DN - Liên động khí thực cách nối liên động khí hai phần động hai công tắc tơ với cho công tắc tơ hút thì công tắc tơ nhả - Hoạt động sơ đồ sau: + Khi ấn nút MT, cuộn dây công tắc tơ KT có điện, tiếp điểm K1, K3, K01 đóng lại, động cấp điện quay theo chiều thuận, đồng thời K7 mở đảm bảo cuộn dây công tắc tơ KN khơng có điện Q trình quay ngược tương tự ấn nút MN, cuộn dây KN có điện đóng tiếp điểm K4, K5, K6,K02, động cấp điện quay theo chiều ngược lại, đồng thời tiếp điểm K8 mở ra, đảm bảo cơng tắc tơ khơng có điện + Dừng động cho hai chiều quay thực cách ấn nút dừng D Bảo vệ tải rơle nhiệt, bảo vệ ngắn mạch cầu chì 70 Hình -20 4.4 Lựa chọn lắp đặt Hiện động điện không đồng pha rôto lồng sóc có cơng suất từ (0,6  100)KW sử dụng rộng rãi nước ta;để vận hành chúng người ta dùng khởi động từ Do để việc lựa chọn khởi động từ thuận tiện nhà sản xuất cho biết dòng điện định mức khởi động từ cho công suất động điện mà khởi động từ điều khiển ứng với cấp điện áp khác Cũng theo trị số dịng điện định mức động điện chế độ làm việc mà chọn khởi động từ Khởi động từ lựa chọn theo điều kiện định mức tiếp điểm cơng tắc tơ, điện áp định mức cuộn dây hút chế độ bảo vệ rơle nhiệt lắp khởi động từ Iđm KĐT  Iđm UKĐT = Ulưới Do yêu cầu giảm chấn động đảm bảo độ tin cậy làm việc khởi động từ cần chú ý điều kiện lắp đặt: - Lắp đúng chiều qui định tư làm việc khởi động từ - Gá lắp cứng vững, khơng gây rung động đóng cắt - Đảm bảo hoạt động linh hoạt cấu khí, khởi động từ kép có khóa chéo địn gánh khí - Đảm bảo độ tiếp điểm, rãnh trượt nắp tự động để chống tiếp xúc hở mạch từ (cuộn hút tải bị nóng cháy) - Trước sử dụng Contactor khởi động từ, cần thiết phải kiềm tra thông số điều kiện phụ tải phải phù hợp với yêu cầu nêu 71 Kháng điện 5.1.Khái niệm: Kháng điện cuộn dây điện cảm khơng có lõi thép có điện kháng lớn so với điện trở Dùng để hạn chế dòng ngắn mạch dòng khởi động động có cơng suất lớn nhằm chọn khí cụ điện hạng nhẹ Ngoài kháng điện đường dây cịn có tác dụng nâng cao điện áp dư gps có ngắn mạch đường dây 5.2 Cấu tạo, công dụng phân loại kháng điện 5.2.1 Cấu tạo Là cuộn dây có khơng có lõi thép, vòng dây cố định cứng - Giá trị điện kháng: XK >> RK Hình – 21: Cấu tạo kí hiệu kháng điện 5.2.2 Phân loại : Theo số cuộn dây: - Kháng điện đơn: Cuộn kháng có đầu - Kháng điện kép: Cuộn kháng có đầu, thực tế gồm cuộn kháng đơn ghép lại Theo cách điện: - Kháng điện khô 72 - Kháng điện dầu 5.2.3 Công dụng - Hạn chế dòng điện ngắn mạch hệ thống lưới điện có cơng suất lớn dịng ngắn mạch q lớn - Duy trì điện áp góp giá trị định NM phía sau cuộn kháng Sơ đồ kháng điện Hình - 22 - Nối đất điểm trung tính máy biến áp lực >> tăng tổng trở thứ tự khơng >> hạn chế dịng ngắn mạch pha pha chạm đất - Bù công suất phản kháng đường dây siêu cao áp sinh - Giảm vốn đầu tư chi phí vận hành dùng kháng điện so với thiết bị khác 5.3 Các thông số kháng điện - Điện áp định mức UđmK - Dòng điện định mức IđmK - Dòng điện ổn định động định mức Iđ.đm - Điện kháng tương đối định mức tính theo % kháng điện: 5.4 Yêu cầu kháng điện 73 - Để dẩm bảo kháng điện không đổi ( khơng phụ thuộc vào dịng điện qua nó) kháng điện thường chế tạo khơng lõi thép kim loại mầu chủ yếu tập trung cuộn dây - Ở chế độ định mức sụt áp kháng điện không đáng kể nhiệt độ phát nngs cuộn dây khong vượt trị số cho phép cấp cách điện - Ở chế độ ngắn mạch kháng điện phải có đủ độ bền nhiệt, độ bền điện động phải hạn chế ượ dòng ngắn mạch đên mức cần thiêt - Tổn hao công suât kháng điện phải Tổn hao khơng gây phát nóng kháng điện mức cho phép - Khi điện áp không phát sinh đánh thủng vịng dây cách điên tuyệt đât Khơng phat sinh phóng điện cục bề mặt kháng điện 5.5 Lựa chọn kháng điện Lựa chọn kháng điện theo bước – Bước 1: Chọn nhà cung cấp Cuộn kháng: Hiện thị trường có nhiều hãng sản xuất kháng cho tụ bù như: Cuộn kháng Nuintek, Cuộn kháng Mikro, Cuộn kháng Epcos, Estel, Đang lên hãng sản xuất kháng có chất lượng tốt giá cạnh tranh Nuintek với dòng sản phẩm đa dạng bao gồm Kháng hạ thế, kháng trung Giá cạnh tranh So sánh để có lựa chọn hãng cấp hợp lý - Bước Lựa chọn kháng điện theo điện áp Dịng điện giá trị điện kháng cần tìm cần phối hợp với máy cắt đặt mạch Có nghĩa xuât phát từ điều kiện ngắn mạch sau kháng điện Dòng điện siêu độ khơng vượt q dịng định mức máy cắt điện - Bước Chọn bậc sóng hài, Dựa vào khảo sát để đưa chọn kháng 6%, 12% - Bước :Chọn dung lượng Cuộn kháng cho phù hợp với dung lượng tụ bù ( 20kVAR, 25kVAR, 50kVAR, 100kVAR 500kvAR ) 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Xuân Phú - Khí cụ Điện - Kết cấu, sử dụng sửa chữa, NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 1998 [2] Ngô Hồng Quang - Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0.4-500 KV, NXB KHKT, 2003 [3] Nguyễn Hoàng Việt - Thiết kế hệ thống điện, NXB Đại học Quốc gia TPHCM [4] Các trang web: WWW.CADIVI.COM WWW.DIENQUANG.COM WWW.VIHEM.COM.VN [5] Nguyễn Xuân Phú - Vật liệu điện - NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 1998 [6] Đặng Văn Đào, Lê Văn Doanh - Kỹ Thuật Điện -.NXB Giáo Dục, 1999 [7] Nguyễn Xuân Phú - Cung cấp điện, NXB Khoa học Kỹ thuật, 1998 [8] K.B Raina, s.k.bhattcharya (Phạm Văn Niên dịch) - Thiết kế điện dự toán giá thành, NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 1996 [9] Đỗ Xn Khơi - Tính tốn phân tích hệ thống điện, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2001 75 ... niệm chung khí cụ điện 13 11 Khái niệm, phân loại yêu cầu khí cụ điện 02 02 Các trạng thái làm việc khí cụ điện 01 01 Q trình phát nóng khí cụ điện 03 03 Hồ quang điện 03 03 Lực điện động 04... khiển, bảo vệ kiểm tra gọi chung khí cụ điện 1.3 Các yêu cầu Khí cụ điện cần phải thỏa mãn yêu cầu sau: - Khí cụ điện phải ổn định nhiệt ổn định điện động - Khí cụ điện phải đảm bảo sử dụng lâu... điện - Các thiết bị truyền tải điện đường dây, cáp, góp, sứ cách điện, máy biến áp, kháng điện xem khí cụ điện nhóm - Dụng cụ đo lường - Các khí cụ điện cịn lại khí cụ đóng cắt, chuyển đổi, khống