1.Kiến thức
- Phân tích được sơ đồ nối dây hệ thống điện phân xưởng
- Hiểu được quy trình lắp ráp các phần tử hệ thống bù điện phân xưởng 2. Kỹ năng
- Thao tác lắp ráp, hiê ̣u chỉnh và vâ ̣n hành các phần tử thuộc hệ thống điện phân xưởng đúng trình tự đạt yêu cầu về kỹ thuật, mỹ thuật, kinh tế, thời gian.
3. Thái độ
- Nghiêm túc học tập, tích cực luyện tập. - Đảm bảoan toàn cho người và thiết bị.
II. Lý thuyết liên quan.
Hệ thống điện trong phân xưởng gồm có hai mạng điện : Mạng điện động lực và mạng điện chiếu sáng. Cấp điện áp mạng động lực hoặc mạng chiếu sáng trong phân xưởng thường là 380/220 V hoặc 220/127 V.
1. Sơ đồ mạng điện động lực.
Sơ đồ nối dây của mạng điện động lực có hai dạng cơ bản. Đó là sơ đồ mạng hình tia và sơ đồ mạng phân nhánh.
a. Sơ đồ hình tia:
Ưu điểm là sơ đồ nối dây rõ ràng, mỗi phụ tải được cung cấp từ một đường dây riêng biệt nên ít ảnh hưởng lẫn nhau, độ tin cậy cung cấp điện tương đối cao, khi sự cố đường dây nào thì chỉ cần cắt bảo vệ của đường dây đó ra để sửa chữa, không làm mất điện các phụ tải khác. Dễ thực hiện các biện pháp tự động hoá, dễ bảo quản bảo dưỡng.
Hình 4.1. Sơđồhình tia dùng để cung cấp điện cho các phụ tải phân tán.
Từ thanh cái của trạm biến áp phân xưởng có các đường dây dẫn đến các tủ phân phối động lực. Từ tủ phân phối động lực có các đường dây dẫn đến phụ tải. Loại sơ đồ này có độ tin cậy tương đối cao, thường được dùng trong phân xưởng có thiết bị phân tán trên diện tích rộng như phân xưởng gia công cơ khí, lắp ráp, dệt, sợi...
Sơ đồ hình tia (Hình 4.1.b) cung cấp cho các phụ tải tập trung có công suất tương đối lớn như các trạm bơm, lò nung, trạm khí nén... các đường dây đi thẳng từ thanh cái các trạm biến áp cung cấp cho các phụ tải.
b. Sơđồ phân nhánh c
- Sơ đồ phân nhánh (Hình 4.2.a) thường được dùng trong các phân xưởng có phụ tải không quan trọng.
Hình 4.2. Sơ đồ mạng điện áp thấp kiểu phân nhánh.
- Sơ đồ phân nhánh (Hình 4.2.b) là sơ đồ phân nhánh nhưng có nét đặc biệt: Từ thanh cái của máy biến áp phân xưởng có những đường dây cung cấp cho các thanh cái đặt
1 2 2 2 2 1 ĐC ĐC ĐC ĐC
1: Thanh TBA phân xưởng 2: Thanh cái tủ động lực
Hình 4.1.a Hình 4.1.b
a) Sơ đồ phân nhánh.
b) Sơ đồ máy biến áp - thanh cái. c) Sơ đồ máy biến áp và đường trục.
(a) (b)
dọc trong phân xưởng. Từ các thanh cái đó có các đường dây dẫn đến các tủ phân phối động lực hoặc đến các phụ tải tập chung khác.
- Sơ đồ này thường được dùng trong các phân xưởng có phụ tải tương đối lớn và phân bố đều trên diện tích rộng. Nhờ có các thanh cái chạy dọc theo phân xưởng, mạng có thể tải được công suất lớn đồng thời giảm được các tổn thất điện áp, công suất.
- Sơ đồ máy biến áp - đường trục (Hình 4.2.c). Loại sơ đồ này thường dùng để cung cấp điện cho các phụ tải phân bố rải theo chiều dài.
2. Sơ đồ mạng điện chiếu sáng.
Mạng điện chiếu sáng trong xí nghiệp có thể chia làm hai loại: Mạng chiếu sáng làm việc và mạng chiếu sáng sự cố.
- Mạng chiếu sáng làm việc là mạng cung cấp ánh sáng lúc làm việc bình thường gồm chiếu sáng chung và chiếu sáng cục bộ.
- Mạng chiếu sáng sự cố là mạng cung cấp ánh sáng lúc xảy ra sự cố, khi mạng chiếu sáng bị sự cố.
Hệ thống chiếu sáng sự cố phải đảm bảo đủ ánh sáng cho công nhân sơ tán ra khái nơi nguy hiểm hoặc tiến hành thao tác sử lý sự cố. Nguồn cung cấp cho mạng chiếu sáng sự cố phải lấy từ nguồn dự phòng, là nguồn lấy từ trạm biến áp khác đưa tới, hoặc từ máy phát điện dự phòng hoặc trong trường hợp đặc biệt cần thiết thì phải lấy từ tổ ắc quy đặt sẵn.
Hệ thống chiếu sáng làm việc bình thường được chia thành hệ thống chiếu sáng chung và hệ thống chiếu sáng cục bộ.
- Hệ thống chiếu sáng chung là hệ thống chiếu sáng đảm bảo cho phân xưởng có độ rọi như nhau. Chiếu sáng chung dùng để phục vụ việc đi lại, vận chuyển trong phân xưởng. Nó cũng được dùng ở các phân xưởng mà máy móc phân bố đều và khắp mặt bằng sản xuất đòi hái phải có độ rọi như nhau, như phân xưởng sợi, dệt ...
Hệ thống chiếu sáng cục bộ là hệ thống chiếu sáng riêng cho những nơi cần có độ rọi cao, chẳng hạn như chiếu sáng các chi tiết gia công trên máy công cụ, chiếu sáng nơi lắp ráp ...
Điện áp của mạng chiếu sáng chung thường dùng 220 V. Như vậy mạng chiếu sáng và mạng động lực của phân xưởng có thể dùng chung một cấp điện áp 380/220 V, mà không cần đặt thêm máy biến áp riêng cho mạng chiếu sáng.
- Mạng động lực có động cơ công suất lớn khởi động thường xuyên, gây sụt áp làm ảnh hưởng tới chế độ làm việc bình thường của các thiết bị chiếu sáng.
- Phụ tải chiếu sáng tương đối lớn, yêu cầu độ rọi cao như phân xưởng dệt,may. 3. Kết cấu của mạng điện.
a. Đường dây cáp.
Bộ phận chủ yếu của mạng điện là dây dẫn. Yêu cầu cơ bản đối với dùng dây dẫn là:
- Điện trở nhỏtức là điện trở xuất phải nhỏ(dẫn điện tốt). - Sức bền cơ học tốt.
Nguyên liệu được dùng để chế tạo dây dẫn là đồng, nhôm, thép.
Dây đồng là loại dây dẫn dẫn điện tốt nhất nhưng đồng là kim loại quí, hiếm nên dây đồng chỉ được dùng ở nơi quan trọng hoặc những nơi môi trường có chất ăn mòn kim loại như trong nhà máy hoá chất, vùng ven biển... Hiện nay phổ biến nhất là dùng dây nhôm, tuy độ dẫn điện của nhôm chỉ bằng khoảng 70% độ dẫn điện của đồng nhưng nhôm nhẹ và rẻ hơn đồng nhiều.
Dây thép dẫn điện kém hơn, nhưng rẻ và bền, thường dùng ở những nơi không quan trọng hoặc ở mạng điện nông thôn, hiện nay không dùng loại dây này vì tổn thất điện áp quá lớn.
Dây dẫn mắc trên không phải vượt khoảng cách từ cột này đến cột khác, do đó dây dẫn phải có độ bền cơ học cần thiết. Để tăng độ bền cơ học người ta chế tạo các loại dây có nhiều sợi bện lại với nhau hoặc có cấu tạo phần ngoài là nhôm, phần trong là lõi thép.
Để bảo đảm an toàn, người ta quy định tiết diện dây nhỏ nhất cho phép tuỳ theo loại dây và cấp đường dây (số liệu này có thể tra trong các sổ tay).
* Cấu tạo của dây trần.
Tuỳ theo yêu cầu và điều kiện làm việc của các đường dây dẫn điện, người ta chế tạo nhiều loại dây khác nhau.
- Dây đơn: Là dây do một sợi cấu tạo nên, loại dây này dễ chế tạo, nhưng độ bền cơ học không cao, khó uốn cong nên không chế tạo được tiết diện lớn. Thường người ta chỉ chế tạo dây đơn có tiết diện bé hơn 10 mm2.
- Dây vặn xoắn hay còn gọi là dây bện (Hình 2.3.): Dây vặn xoắn gồm nhiều sợi dây đơn vặn chéo với nhau theo nhiều lớp, thông thường lớp ngoài nhiều hơn lớp trong 6 sợi (ví dụ lớp ở giữa có 1 sợi, lớp thứ nhất có 6 sợi, lớp thứ 2 có 12 sợi ...) và mỗi lớp lại xoắn theo chiều ngược lại mục đích để dây không bị bung ra.
Dây vặn xoắn bền hơn dây đơn, khó bị đứt, uốn cong dễ dàng, với tiết diện lớn hơn 10 mm2 đều dùng loại dây này.
- Dây rỗng: Một số đường dây điện áp cao, công suất truyền tải quá lớn, yêu cầu đường kính của dây phải khá lớn, vì nếu đường kính của dây bé quá sẽ phát sinh vầng quang điện và gây ra tổn thất điện năng. Nhưng đường kính của dây dẫn lớn quá thì sẽ thừa về dẫn điện, để khái lãng phí người ta chế tạo dây rỗng. Dây rỗng được cấu tạo bằng các sợi dây bằng đồng vặn xoắn từng lớp theo chiều ngược nhau và rỗng ở giữa (Hình 4.4.), loại này tốt hơn nhưng chế tạo phức tạp hơn.
- Dây phức hợp: Dây phức hợp là loại dây bện bằng hai kim loại. Dây phức hợp được dùng nhiều nhất là dây nhôm lõi thép. Cấu tạo gồm: Bên trong có lõi thép bằng một hay nhiều sợi thép nhằm tăng cường độ bền cơ học. Bên ngoài là những lớp dây nhôm vặn xoắn để dẫn điện. Có ba loại dây nhôm lõi thép.
+) AC là tỷ số tiết diện nhôm và thép là (5,5-6).
+) ACO là dây nhôm lõi thép có kết cấu giảm nhẹ, tỷ số tiết diện nhôm và thép là (7,5- 8).
+) ACY là dây nhôm lõi thép tăng cường, tỷ số tiết diện nhôm và thép là 4,5. ACY là loại dây nhôm lõi thép tăng cường chỉ dùng trong những trường hợp đặc biệt. Đường dây có tiết diện lớn hơn 150 mm2 thì nên dùng dây ACY.
Hình 4.4. Dây rỗng
Dùng dây AC kinh tế hơn dùng dây đồng M. Nhưng ở những vùng ven biển và ở gần nhà máy hoá chất thì dây nhôm lõi thép thông thường không được dùng vì nhôm chóng bị ăn mòn.
Cáp được chế tạo chắc chắn, cách điện tốt, lại được chôn dưới đất không bị sét đánh nên làm việc với độ tin cậy cao hơn đường dây trên không. Điện kháng của cáp rất nhỏnên tổn thất công suất và điện năng cũng như tổn thất điện áp trên cáp nhỏhơn nhiều so với đường dây trên không cùng loại. Cáp được chôn dưới đất nên ít cản trở giao thông và đảm bảo mỹ quan hơn đường dây trên không.
Tuy vậy mạng cáp cũng có nhược điểm là giá thành đắt, thi công khó khăn. Thông thường giá thành của đường cáp gấp 2,5 lần giá thành của đường dây trên không cùng loại. Việc rẽ nhánh đường cáp thực hiện rất khó khăn và chính tại nơi rẽ nhánh thường hay xẩy ra sự cố. Vì vậy chỉ những đường cáp có U 10 kV và khi cần thiết người ta mới rẽ nhánh. Cáp được bọc kín, lại chôn dưới đất, nên khi xẩy ra hư hỏng, khó phát hiện chỗ chính xác xẩy ra hư hỏng
Vì vậyviệc dùng đường dây trên không hay đường dây cáp phải thông qua so sánh kinh tế kỹ thuật. Ngày nay người ta đã chế tạo được rất nhiều loại cáp.
- Đối với cáp điện lực có điện áp từ 35 kV trở xuống có ruột bằng đồng hoặc nhôm cách điện bằng giấy tẩm dầu, nhựa hoặc cao su. Bên ngoài lớp cáp điện có vỏ chì hay nhôm không có mối hàn để tránh nhiễu ẩm.
- Đối với cáp có Udm 1 kV thì có vỏ bằng nhựa nhân tạo hoặc bằng cao su. - Cáp (2035) kV có ruột tròn, mỗi ruột có một vỏ chì riêng (Hình 4.5).
Ngoài ra còn có loại cáp chứa khí hoặc chứa dầu dùng cho cấp điện áp từ 35 kV trở lên.
- Cáp có Uđm 1 kV thường được chế tạo thành loại một pha, ba pha, ba pha bốn lõi. - Cáp có Uđm > 1 kV thường là loại cáp ba pha.
Trong các thành phố lớn, đường phố được rải nhựa hoặc trong các xí nghiệp lớn, cáp được đặt trong khối bê tông các đầu cáp nối vào giếng cáp đặc biệt, làm như vậy để khi cần sửa chữa không phải đào đường lên.Trong nhà, cáp được đặt trong rãnh cáp có giá đì hoặc không có giá đì hoặc đặt trong ống thép.
b. Dây trần, dây bọc cách điện.
Dây trần, dây bọc cách điện đi trong phân xưởng đều được đặt trên sứ cách điện. Sứ được bắt chặt vào tường hay xà trong nhà xưởng. Để đảm bảo an toàn thì chiều cao lắp đặt dây dẫn phải lớn hơn 3,5 m so với nền nhà nếu là dây dẫn trần. 2,5 m nếu là dây bọc cáp điện. 2,2 m nếu dây dẫn đặt trong ống cách điện. Nếu dùng dây dẫn trần thì khoảng cách từ dây dẫn tới các thiết bị nối đất không nhỏ hơn 0,5 m, tới các đường ống không phải lau chùi bảo quản, không nhỏ hơn 0,3 m, tới các đường ống thường xuyên phải lau chùi là 1 m, tới các thiết bị làm việc là 1,5 m. Tiết diện dây dẫn, khoảng cách giữa dây dẫn các pha tra cứu trong sổ tay hoặc quy phạm lắp đặt thiết bị điện, hoặc tham khảo (bảng 2-4 và 2-5). Dây bọc cách điện, ngoài cách mắc trên sứ còn được lắp đặt theo hai cách sau:
- Treo trên dây thép: Dây dẫn được treo dọc theo dây thép căng giữa hai tường nhà xưởng. Cách lắp đặt này rất thuận tiện vì không cần mắc sứ vào tường và dây có thể treo ở độ cao tuỳ ý.
- Đặt trong ống: Dây dẫn cách điện được luồn vào trong các ống thép hoặc ống chất dẻo. Cách lắp đặt này gọn, đẹp, chống khí ăn mòn, chống va đập. Các ống dẫn có thể đặt sát tường, khi đi ra các máy sản xuất thì được chôn ngầm dưới đất.
c. Thanh cái.
Ở các phân xưởng có mật độ phụ tải tương đối lớn và phân bố đều dọc theo phân xưởng thì có thể dùng các sơ đồ cung cấp điện kiểu "Máy biến áp - Thanh cái trục chính".
Thanh cái trục chính được đặt dọc theo nhà, từ thanh cái có các đường dây có vỏ bọc cách điện hoặc cáp đặt trong ống thép tới các tủ phân phối động lực, từ tủ phân phối lại có các đường dây hoặc cáp đặt trong ống tới các thiết bị sản xuất. Cách lắp đặt này thường được dùng cho các phân xưởng cơ khí có mật độ phụ tải lớn và ít bụi.
Thanh cái kiểu hộp : Đây là loại thanh cái có hộp bảo vệ, có các hộp cắm để dẫn đường dây ra các máy sản xuất. Mỗi đoạn thanh cái dài khoảng 3 mét, cách 0,8 m lại có một hộp nối dây.
Thanh cái kiểu hộp thường được lắp đặt trên giá cách mặt đất (2,53,5) m.
Do thanh cái được chế tạo sẵn nên việc lắp đặt nhanh, gọn đẹp, an toàn, dễ dùng thay đổi vị trí.
III. Thiết bị, dụng cụ, vậttư thực hành
1. Bảng kê dụng cụ thực hành(cho một nhóm thực tập)
TT Tên dụng cụ Số lượng Đv tính Ghi
chú
1 Hộp dụng cụ lắp đặt và sửa chữa hệ thống điện : Đồng hồ vạn năng, bút thử điện, tuốc nơ vít , kìm vắt, bìm mỏ quạ, kìm bấm đầu cốt, kìm tuốt dây, cờ lê .
01 bộ
2 Máy khoan cầm tay 01 Cái
3 Máy bắn vít cầm tay 01 Cái
4 Máy cắt cầm tay 01 Cái
5 Thước lá 01 Cái
2.Bảng kê vật tư thựchành(cho một nhóm thực tập)
TT Tên thiết bị Số lượng Đv tính Ghi
chú 1 Tủ điện 01 bộ 2 TI 01 bộ 3 TU 01 bộ 4 Volt mét 01 bộ 5 Ampe mét 03 bộ
6 Công tơ 1 pha 01 bộ
7 Công tơ 3 pha 01 bộ
8 Các thiết bị nối đất 01 m
9 Cáp điện 3x2,5+1x1,5 20 m
10 Dây dẫn điê ̣n 1x1,5 50 m
11 Dây dẫn điê ̣n 2x1,5 50 m
12 Thanh gài 3 Cái
13 Công tắc tơ 10 Cái
14 Nút ấn 10 cái
15 Đèn báo 10 Cái
16 Ap tô mát 3 pha 1 Cái
17 Ap tô mát 1pha 1 cái
18 Đầu cốt 3, 5,10 50 cái
IV. Thực hành
1. Nội dung thực hành
Hình 4.6 Sơ đồ cung cấp mạng điện xí nghiệp 2. Trình tự thao tác
Bước 1 : Lắp đặt ống, máng đi dây
Chú ý khi thi công ngầm :
Khi thi công ta phải đào rãnh cáp có độ sâu từ 0,7m đến 1m sau đó đổ một lớp cát đen 0,1m và tiến hành rải cáp điện theo chiều dài thiết kế. Sau khi rải cáp xong ta đổ một lớp cát đen 0,2m để lấp cáp . Trên lớp cát ta đặt một lớp gạch đỏ để bảo vệ và