3. KHỞI ĐỘNG TỪ
3.3.2.2. Khởi động từ đảo chiều và ba nút nhấn
Khi nhấn nút nhấn MT cuộn dây contactor T có điện hút lỏi thép di động và mạch từ khép kín lại; làm đóng các tiếp điểm chính T để khởi động động cơ quay theo chiều thuận và đóng tiếp điểm phụ thường hở T để duy trì mạch điều khiển khi buông tay khỏi nút nhấn khởi động MT.
Để đảo chiều quay động cơ, ta nhấn nút nhấn MN cuộn dây contactor T mất điện, cuộn dây contactor N có điện hút lỏi thép di động và mạch từ khép kín lại; Làm đóng các tiếp điểm chính N, lúc này trên mạch động lực đảo hai dây trong ba pha điện làm cho động cơ đảo chiều quay ngược lại và tiếp điểm phụ thường hở N để duy trì mạch điều khiển khi buông tay khỏi nút nhấn khởi động MN.
Quá trình đảo chiều quay được lặp lại như trên
Khi nhấn nút dừng D, khởi động từ N (hoặc T) bị ngắt điện, động cơ dừng hoạy động
Khi có sự cố quá tải động cơ, rơle nhiệt sẽ thao tác làm ngắt mạch điện cuộn dây, do đó cũng ngắt khởi động từ và dừng động cơ điện.
SVTH: Lý Ngọc Hà - 82 - Khí Cụ Điện 3.3.3. Lựa chọn và lắp ráp khởi động từ:
Khởi động từ được lựa chọn theo điều kiện định mức các tiếp điểm chính của contactơ, điện áp định mức của cuộn dây hút và chế độ bảo vệ của rơle nhiệt lắp trên khởi động từ.
Iđm KĐT Iđm UKĐT = Ulưới
Để khởi động từ làm việc tin cậy, khi lắp đặt cần phải bắt chặt cứng khởi động từ trên một mặt phẳng đứng (độ nghiêng cho phép so với trục thẳng đứng 5o), không cho phép bôi mỡ vào các tiếp điểm và các bộ phận động. Sau khi lắp đặt khởi động từ và trước khi vận hành phải kiểm tra:
- Cho các bộ phận chuyển động bằng tay không bị kẹt, vướng.
- Điện áp điều khiển phải phù hợp với điện áp định mức của cuộn dây. - Các tiếp điểm phải tiếp xúc đều và tốt.
SVTH: Lý Ngọc Hà - 83 - Khí Cụ Điện
- Các dây đấu điện phải theo đúng sơ đồ điều khiển.
- Rơle nhiệt phải đặt khởi động từ cần đặt kèm theo cầu chì bảo vệ.
4. KHUẾCH ĐẠI TỪ. 4.1 Khái quát và công dụng. 4.1 Khái quát và công dụng.
Khuếch đại từ (KĐT) được dùng rộng rãi trong kỹ thuật để làm bộ điều chỉnh dòng điện và điện áp. Nó được dung trong các hệ thống điều khiển, điều chỉnh và kiểm tra tự động.
Trong các máy nâng cấp vận chuyển, KĐT thường được dung làm máy kích thích cho máy phát trong hệ thống F-Đ.
Trong các máy cắt gọt kim loại, KĐT thường kết hợp với chỉnh lưu Điôt bán dẫn để cung cấp cho phần cứng của động cơ. Ngoài ra, nó còn được dung làm máy khuếch đại trung gian, bộ tổng hợp tín hiệu trong các hệ thống truyền động phức tạp.
Đặc điểm của khuếch đại từ:
- Không có bộ phận chuyển dộng do đó làm việc bền và đáng tin cậy. - Thời gian làm việc lâu.
- Có thể tổng hợp được nhiều tín hiệu điều khiển độc lập.
- Có thể dùng dòng một chiều công suất nhỏ ở mạch điều khiển để điều khiển được dòng điện xoay chiều công suất lớn ở mạch làm việc.
- Quán tính lớn.
4.2.Nguyên lý làm việc của KĐT đơn giản
4.2.1 Cấu tạo
Chiều làm việc của cuộn dây làm việc để tạo ra từ thông đối với cuộn điều khiển là có chiều ngược nhau và do đó không gây ra cho cuộn dây điều khiển một sức điện động xoay chiều. Nếu trong cuộn đây điều khiển WY không có dòng điện một chiều thì bộ khuếch đại từ thực chất là một cuộn cảm có điện kháng lớn được mắc trong mạch dòng xoay chiều nối tiếp với phụ tải, khi đó dòng điện xoay chiều cấp cho phụ tải nhỏ.
SVTH: Lý Ngọc Hà - 84 - Khí Cụ Điện
4.2.2 Nguyên lý làm việc
Khi cung cấp cho cuộn dây điều khiển WY dòng một chiều công suất nhỏ, lõi thép được từ hóa, khi ấy điện kháng của cuộn dây làm việc W giảm xuống và dòng điện xoay chiều tăng lên tương ứng trong mạch phụ tải.
Dòng điện trong cuộn xoay chiều là: 2 2 ( L) R U Z U I Trong đó: R=Rt+Rw L= l s W2.10-8 L: Điện cảm cuộn làm việc.
μ: Hệ số từ thẩm ( phụ thuộc mức độ bão hòa từ lõi từ). S: Tiết diện lõi sắt từ.
l: chiều dài lõi sắt từ. W: Số vòng cuộn sơ cấp.
Khi dòng điện điều khiển Iy tăng ( bằng cách giảm Ry) thì μ giảm do đó L giảm làm I tăng.
Do cuộn Wy nhiều vòng nên chỉ cần một công suất điều khiển nhỏ trên Ry điều khiển đươc sự thay đổi công suất trên tải. Tỷ số thay đổi công suất đó gọi là hệ số khuếch đại công suất.
y y t p R I R I I K 2 2 0 2 ). (
I0: dòng điện cuộn dây W khi Iy=0 Hệ số khuếch đại dòng điện: W W I I I K y y l 0
Wy, W: số vòng cuộn dây điều khiển làm việc.
4.3.Khuếch đại từ dùng trong máy công cụ
Mạch từ của khuếch đại từ làm bằng thép đặt biệt (tôn silic mỏng cán nguội) có đường cong từ hóa dốc để đạt được hệ số khuếch đại lớn. Mạch từ có các
SVTH: Lý Ngọc Hà - 85 - Khí Cụ Điện
hình dạng khác nhau. Trên thực tế ở máy công cụ KĐT còn có thêm các cuộn phản hồi ( lấy từ tín hiệu ra của cuộn làm việc qua chỉnh lưu đưa trở về cuộn điều khiển) để tăng hệ số khuếch đại này hay tăng tín trung thực của KĐT.
Có hai loại phản hồi:
- Phản hồi dương, nếu từ thông phản hồi cùng chiều với từ thông điều khiển. - Phản hồi âm, nếu từ thông phản hồi ngược chiều với từ thông điều khiển.
5.THIẾT BỊ CẤP NGUỒN DỰ PHÒNG 5.1 Khái niệm
Thiết bị cấp nguồn dự phòng là thiết bị dùng để tự động chuyển tải từ nguồn chính sang nguồn dự phòng khi nguồn chính bị sự cố.
Có hai thiết bị cấp nguồn dự phòng: thiết bị cấp nguồn liên tục và thiết bị tự chuyển động nguồn.
5.2 Thiết bị cấp nguồn liên tục UPS ( bộ lưu điện)
Dùng cho các hộ tiêu thụ đặc biệt cần nguồn liên tục, ví dụ: các thiết bị cấp cứu ngành y tế, laptop, máy tính cá nhân, trung tâm điện toán, …
Công suất từ vài trăm đến vài trăm ngàn volt, đáp ứng được cho các phụ tải công suất khác nhau.
Công suất UPS do dung lượng của nguồn
dự phòng (thường là acqui ) và công suất của các bộ biến đổi quyết định. Thời gian cấp điện không dài.
SVTH: Lý Ngọc Hà - 86 - Khí Cụ Điện
Loại có chuyển mạch: Acqui được nạp qua chỉnh lưu và ở trạng thái chờ. Khi mất điện lưới, chuyển mạch chuyển tải về phía acqui. Đặc điểm của loại UPS có chuyển mạch là cấu tạo đơn giản. Loại này dùng ở công suất thấp, đến vài ngàn Volt
Loại USP không có chuyển mạch: Điện lưới được chỉnh lưu thành DC, vừa nạp cho acqui vừa cấp cho phụ tải qua bộ nghịch lưu và bộ lọc, khi mất điện acqui sẽ tiếp tục cấp điện cho tải. Loại USP này có cấu trúc phức tạp hơn, nhưng có nhiều ưu điểm hơn so với loại có bộ chuyển mạch.
5.3 ATS ( bộ chuyển nguồn tự động)
ATS: là thiết bị tự động chuyển tải từ nguồn chính sang nguồn dự phòng khi nguồn chính có sự cố và tự động chuyển tải theo chiều ngược lại khi nguồn chính phục hồi.
Các bộ so sánh tín hiệu sẽ so sánh tín hiệu nguồn cung cấp với trị số đặt, nếu chất lượng điện không đạt bộ so sánh sẽ phát tín hiệu cho bộ điều khiển, bộ điều khiển tác động lên bộ chuyển mạch chuyển nguồn hoặc khởi động máy phát so sánh tín hiệu điện máy phát rồi chuyển mạch
Chuyển từ nguồn này sang nguồn kia theo tín hiệu điều khiển của mạch hoặc bằng tay.
Yêu cầu ATS phải có công suất chuyển mạch lớn. Khối chuyển mạch thường theo 3 nguyên lý chính:
2 contactor: đấu liên động : đến 800 A
Kiểu aptomat: 2 aptomat đấu liên động qua cơ cấu cơ, việc chuyển mạch thực hiện bằng động cơ : đến 1600 A.
Kiểu “bập bênh”:
- ATS lưới - lưới: chuyển mạch theo 3 cực, trung tính dùng chung cho 2 nguồn. - ATS lưới – máy phát: chuyển mạch 4 cực, chuyển cả trung tính.
TÓM LẠI:
Hiện nay ngành công nghiệp ở Việt nam đang phát triển rất nhanh, nhu cầu sử dụng các loại khí cụ điện điều khiển ngày càng nhiều về số lượng và chủng loại. Các nhà sản xuất đã không ngừng cải tiến và nâng cao chất lượng, chủng loại nhằm
SVTH: Lý Ngọc Hà - 87 - Khí Cụ Điện
đáp ứng những yêu cầu của thị trường. Do vậy từ việc tìm hiểu về lý thuyết cũng như thực hành tìm hiểu kết cấu, tính toán chọn lựa đến việc sử dụng, vận hành nhóm khí cụ này là cần thiết nhằm điều khiển tốt nhất cho mạch điện và hệ thống điện.
Nội dung chương này nhằm trang bị những kiến thức cơ bản về cấu tạo, nguyên lý hoạt động của nhóm khí cụ điện điều khiển ứng dụng điều khiển tự động thường được sử dụng trong mạng hạ thế, trung thế và trong các doanh nghiệp công nghiệp, trang bị cho chúng ta về kỹ năng lựa chọn được các khí cụ điện để sử dụng cho từng trường hợp cụ thể theo tiêu chuẩn Việt Nam, biết cách kiểm tra, phát hiện và sửa chữa lỗi các khí cụ điện trên theo các thông số kỹ thuật của nhà chế tạo.
SVTH: Lý Ngọc Hà - 88 - Khí Cụ Điện
PHẦN III : GIỚI THIỆU ĐẶC TÍNH, KẾT CẤU
KHÍ CỤ ĐIỆN CAO ÁP
Chương 6 :KHÍ CỤ ĐIỆN CAO ÁP
1. MÁY CẮT ĐIỆN CAO ÁP: 1.1. Khái niệm chung: 1.1. Khái niệm chung:
Máy cắt điện cao áp (còn gọi máy cắt cao áp) là thiết bị dùng để đóng cắt mạch điện ở điện áp từ 1000V trở lên ở mọi chế độ vận hành chế độ tải định mức, trong đó chế độ đóng ngắt dòng điện ngắn mạch là chế độ nặng nề nhất.
1.2. Phân loại máy cắt:
Máy cắt phân lọai dựa theo: môi trường dập hồ quang, theo môi trường làm việc, theo kết cấu.
- Phân lọai dựa theo môi trường dập hồ quang:
Máy cắt dầu (nhiều dầu, ít dầu).
Máy cắt khí nén.
Máy cắt chân không.
Máy cắt tự sinh khí.
Máy cắt khí SF6.
Máy cắt lắp đặt trong nhà.
Máy cắt lắp đặt ngoài trời. - Phân loại theo kết cấu:
Máy cắt hợp bộ( thường được ghép tổ hợp với các thiết bị khác các thiết bị điều khiển, đo lường, bảo vệ hay còn gọi trạm đóng cắt hợp bộ).
Máy cắt rời.
1.2.1. Máy cắt nhiều dầu:
Nguyên tắc hoạt động của máy cắt điện nhiều dầu là dập tắt hồ quang trong môi trường chất lỏng. Dầu thường dùng là dầu biến áp. Khi hồ quang sinh ra, do nhiệt độ cao nên dầu ở đó bị bốc hơi và sôi nên mạnh, tạo ra áp suất lớn. Áp lực khí
SVTH: Lý Ngọc Hà - 89 - Khí Cụ Điện
dầu lớn, làm cho dầu bị xáo trộn mạnh do đó hồ quang bị làm nguội và dập tắt. Thùng 17 có nắp đậy kín, trong thùng đổ dầu khoáng. Tiếp điểm tĩnh 3 được nối với dây dẫn điện. Tiếp điểm động 1 được điều khiển bởi thanh truyền động 20. Khi tiếp điểm động di chuyển lên, sẽ đóng mạch điện, khi tiếp điểm động di chuyển xuống sẽ cắt mạch điện.
Dập hồ quang: Khi cắt mạch điện hồ quang sinh ra đốt nóng dầu, dầu bốc hơi và sinh ra khí, hồ quang bị làm nguội và tắt.
1 6 1 3 1 0 9 6 7 8 2 3 2 2 1 8 1 9 2 1 2 0 1 2 3 2 1 1 7 1 5 1 4 1 2 1 1 5 4
Hình 6.1: Cấu tạo máy cắt điện nhiều dầu loại đơn giản. 1. Thanh ngang tiếp điểm động; 13. ống chỉ mức dầu; 2. Hơi dầu; 14. Tấm lót cách điện; 3. Đầu tiếp xúc tỉnh; 15. Dầu;
4. ống tháo dầu; 16. Van tháo dầu; 5. ống thông khí; 17. Vỏ thùng; 6. Khoang chưa khí; 18. Lò xo; 7. Thanh truyền của bộ phận truyền động; 19. ổ đỡ;
8. Trục quay; 20. Thanh truyền;
9. Sứ ra; 21. Thanh truyền động;
10. Nắp gang; 22. Thanh ngang;
11. Mũ ốc; 23. Thanh cách điện. 12. Vòng đệm;
SVTH: Lý Ngọc Hà - 90 - Khí Cụ Điện
1.2.2. Máy cắt ít dầu:
Trong máy cắt ít dầu, dầu khoáng chỉ dùng để dập hồ quang, không làm nhiệm vụ cách điện như ở máy cắt nhiều dầu.
1. Buồng dập hồ quang. 2. Tiếp điểm tĩnh. 3. Tiếp điểm động. 4. Thanh truyền động. 5. Dây dẫn mềm.
Dập hồ quang: khi cắt mạch điện, hồ quang đốt nóng dầu, sinh ra khí áp suất lớn vì buồng dập hồ quang bị bít kín. Khi tiếp điểm động di chuyển lên sẽ mở khe ngang và buồng hơi áp suất cao sẽ phụt ra, hồ quang bị kéo dài và tắt.
Hinh 6.3: Dập tắt hồ quang 2 1 4 3 5 Hình 6.2: Máy cắt ít dầu.
SVTH: Lý Ngọc Hà - 91 - Khí Cụ Điện 1.2.3. MÁY CẮT KHÔNG KHÍ NÉN.
1.2.3.1. Khái niệm chung.
Không khí khô, sạch được nén với áp suất cao( từ 20 đến thổi hồ quang 40 at) dùng để thổi hồ quang và để thao tác máy cắt, vì vậy máy cắt loại này được gọi là máy cắt không khí.
Cách điện và buồng dập hồ quang ở đây là cách điện rắn hoặc sứ. Buồng dập hồ quang có 2 loại: thổi ngang và thổi dọc.
Ưu điểm chính của máy cắt khí nén là khả năng cắt lớn, có thể đạt đến dòng cắt 100kA, thời gian cắt bé nên có tuổi thọ cao.
Nhược điểm chính của máy cắt này là thiết bị khí nén đi kèm. Vì vậy chỉ nên dùng cho những trạm có số lượng MC lớn.
Đến nay thì các loại MC đã được thay thế dần bằng máy cắt khí SF6 và máy cắt chân không.
CẤU TẠO MÁY CẮT BB6-110 1. Tủ điều khiển 2. Sứ đỡ 3. Bình cắt 4. Sứ xuyên 5. Tụ phân áp 6. Tiếp điểm chính 7. Tiếp điểm dao cách ly 8. Điện trở xung 5 4 3 2 1 7 8 6
SVTH: Lý Ngọc Hà - 92 - Khí Cụ Điện 1.2.4 . MÁY CẮT TỰ SINH KHÍ
1.2.4.1.Khái niệm chung
Ở máy cắt tự sinh khí, hồ quang được dập tắt bằng hổn hợp khí do vật liệu rắn của buồng dập hồ quang sinh ra dưới tác động của nhiệt độ cao.
1.2.4.2.Cấu tạo
1. Tiếp điểm làm việc tĩnh 2. Trục quay
3. Tiếp điểm hồ quang động 4. Buồng dập hồ quang cố định 5. Lò xo
6. Tiếp điểm hồ quang tĩnh 7. Cách điện tự sinh khí
1.3. Các thông số của máy cắt:
- Điện áp định mức: Là điện áp dây dặt lên thiết bị với thời gian làm việc dài hạn mà cách điện MC không bị hỏng hóc, tính theo trị hiệu dụng.
- Dòng điện định mức: Là trị số hiệu dụng của dòng điện chạy qua máy cắt trong thời gian dài hạn mà máy cắt không bị hỏng.
- Dòng điện ổn định nhiệt với thời gian tương ứng: Là trị số hiệu dụng của dòng điện ngắn mạch, chạy trong thiết bị với thời gian cho trước mà nhiệt độ của vòng mạch dẫn điện không vượt quá nhiệt độ cho phép ở chế độ làm việc ngắn mạch. - Dòng điện ổn định điện động (còn gọi là dòng xung kích): Là trị số lớn nhất của dòng điện mà lực điện động do nó sinh ra không làm hỏng thiết bị.
1 7 2 5 4 3 6 5 7 5
SVTH: Lý Ngọc Hà - 93 - Khí Cụ Điện
- Công suất định mức của máy cắt 3 pha (còn gọi là dung lượng cắt): được tính
theo công thức: Scđn 3Uđm.Icđm (6.1)
Trong đó Uđm là điện áp định mức lưới điện (V) Icđm là dòng điện cắt định mức (A)
- Thời gian đóng: Là quãng thời gian từ khi có tín hiệu “đóng” đưa vào máy cắt đến khi máy cắt đóng hoàn toàn. Thời gian này phụ thuộc vào đặc tính của cơ cấu