- Nghiệm thu lắp ráp:
+ Nghiệm thu về vật tư, sơn cách điện, dây quấn,….
+ Kiểm tra, xem xét các phần tử, thiết bị đã được lắp đầy đủ hay chưa; Chất lượng lắp ráp, công nghệ lắp ráp đã đạt yêu cầu chưa như sự đồng tâm, điều kiện làm mát, các bộ phận quay về cơ khí, quan sát bên ngồi ...
+ Kiểm tra tĩnh một số thông số như đo điện trở cách điện, điện trở cuộn dây,…. - Nghiệm thu không tải:
+ Cho động cơ chạy không tải, kiểm tra các bộ phận cơ khí, phần quay, vịng bi, các ốc vít và các bộ phận truyền động khác bằng các giác quan của con người như nghe, ngửi, nhìn.
+ Kiểm tra sự phát nhiệt bằng cách sờ tay vào vỏ máy điện, khu vực vòng bi ... + Kiểm tra vòng quay. Với máy điện 1 chiều kiểm tra tia lửa điện trên chổi than và cổ góp. Với máy điện đồng bộ kiểm tra q trình tự kích, điện áp khơng tải.
+ Kiểm tra dịng điện khơng tải với động cơ khơng đồng bộ 3 pha: Máy có 2p = 2 , dịng khơng tải khoảng (25 ÷ 30) %.
Máy có 2p = 4 , dịng khơng tải khoảng (30 ÷ 35) %. Máy có 2p = 6 , 8 , dịng khơng tải khoảng (40 ÷ 60) %. Máy có 2p = 10, 12 , dịng khơng tải khoảng (60 ÷ 80) %.
+ Dịng khơng tải cịn phụ thuộc vào cơng suất của động cơ, với các động cơ có cơng suất trên 20 kW dịng điện không tải giảm so với các trị số trên khoảng 5%. Thời gian kiểm tra và nghiệm thu chế độ không tải tốt nhất là từ 30 giây đến 1 phút.
- Nghiệm thu có tải:
+ Trong trường hợp cho phép chúng ta có thể cho nhận tải từ từ, sau khoảng thời gian
nhất định cho thử tồn tải, kiểm tra dịng tải có đều nhau khơng, tình trạng phát nhiệt của động cơ, tốc độ quay, điện áp, tần số,….
43
Chương III – THỰC TẬP PHẦN KHÍ CỤ ĐIỆN
3.1. Giới thiệu về các khí cụ điện quan trọng 3.1.1. Khái quát về khí cụ điện
- Khí cụ điện là những thiết bị dùng để đóng, cắt, điều khiển, điều chỉnh và bảo vệ các
lưới điện, mạch điện, máy điện, … Ngồi ra nó cịn được dùng để kiểm tra và điều chỉnh các q trình khơng điện khác.
3.1.2. Một số khí cụ điện thường dùng
3.1.2.1. Cầu chì
Khái niệm:
- Cầu chì là loại khí cụ điện dùng để bảo vệ ngắn mạch và bảo vệ quá tải, thường dùng bảo vệ cho đường dây, máy biến áp, động cơ điện, thiết bị điện, mạch điện điều khiển, mạch điện chiếu sáng, …
Hình 3.1: Cầu chì hình ống
Phân loại: Gồm 2 loại:
+ Cầu chì loại a: cầu chì bảo vệ ngắn mạch
+ Cầu chì loại g: cầu chì bảo vệ ngắn mạch, quá tải. Cấu tạo: cầu chì gồm các thành phần sau:
+ Phần tử ngắt mạch: là thành phần chính cầu chì, có điện trở suất rất bé (thường bằng Ag, Cu)
+ Thân cầu chì thường làm bằng gốm sứ, thủy tinh.
+ Vật liệu lấp đầy (bao bọc phần tử ngắt mạch trong thân cầu chì): thường làm bằng vật liệu silicat dạng hạt.
+ Các đầu nối.
Nguyên lý hoạt động: Cầu chì hoạt động theo nguyên lý tự chảy để ngắt mạch điện
44
Đặc tính Ampe – giây (A-s) của cầu chì: là đồ thị hay đường biểu diễn mơ tả mối quan hệ giữa dịng điện sự cố qua cầu chì và giá trị trung bình của thời gian ngắt mạch.
Hình 3.2: Đặc tính A-s của các loại cầu chì
Thơng số kĩ thuật:
Hình 3.3: Cầu chì và thơng số cầu chì
- Các thơng số quan trọng của cầu chì: + Dịng điện định mức
+ Điện áp định mức (là điện áp đặt lên 2 cực của cầu chì) + Giá trị dịng điện tối thiểu để ngắt mạch
+ Khả năng cắt định mức là giá trị dòng điện cực đại của dòng điện ngắn mạch mà cầu chì có thể cắt.
45
3.1.2.2. CB (Circuit Breaker)
Khái niệm: CB là một khí cụ điện dùng để đóng bằng tay hay đóng từ xa và khi
ngắt có thể bằng tay hoặc tự động, dùng để bảo vệ quá tải, thấp áp, ngắn mạch,…
Hình 3.4: Hình ảnh bên ngồi CB
Cấu tạo:
as
Hình 3.5: Cấu tạo bên trong CB
Buồng dập hồ quang
Cơ cấu cơ khí đóng ngắt CB nối với cần gạt
Cơ cấu cơ khí truyền động CB
Hệ thống đầu nối Phần tử bảo vệ
46
- Hình trên biểu thị các thành phần bên trong CB. CB gồm:
+ Buồng dập hồ quang: gồm những hộp bằng gạch chịu lửa hoặc nhựa, trong từng hộp có các vách ngăn bằng thép dùng để chia nhỏ hồ quang và nhanh chóng dập tắt hồ quang. Đối với CB điện một chiều, hồ quang điện một chiều mạnh nên phải dùng buồng dập có khe hẹp hoặc khe rộng kết hợp với cuộn dây tạo ra từ trường thổi hồ quang. Đối với CB điện xoay chiều, hồ quang điện xoay chiều yếu nên chỉ cần thiết kế buồng dập có vách ngăn.
+ Cơ cấu cơ khí đóng ngắt và truyền động CB
+ Phần tử bảo vệ: tùy theo loại mà CB có thể có các phần tử bảo vệ sau: phần tử bảo vệ quá tải (rơ le nhiệt), cuộn bảo vệ thấp áp (cuộn giữ), phần tử bảo vệ ngắn mạch + Hệ thống tiếp điểm: gồm tiếp điểm chính, tiếp điểm hồ quang và tiếp điểm phụ. Khi đóng CB, tiếp điểm hồ quang đóng trước, tới tiếp điểm phụ rồi tới tiếp điểm chính. Hồ quang sẽ cháy trên tiếp điểm hồ quang và bảo vệ tiếp điểm chính. Khi ngắt mạch thì ngược lại.
Đặc tính bảo vệ CB:
47
Hình 3.7: Đặc tính A-s tổng hợp của CB
Thơng số kĩ thuật
Hình 3.8: Thơng số CB và CB
- Các thông số quan trọng:
+ 𝐼𝑐𝑠 : CS (CAPACITY SERVICE), là giá trị dòng điện ngắn mạch mà CB có thể ngắt được và sau đó CB có thể đóng kín mạch trở lại để hệ thống hoạt động bình thường trở lại.
+ 𝐼𝑐𝑢 : CU ( CAPACITY UNTIMATE), là giá trị dòng điện tối đa mà CB có thể ngắt mạch bảo vệ.
+ Ngồi ra cịn có các thơng số như điện áp định mức, dịng điện định mức, dòng điện tác động.
48
3.1.2.3. Máy cắt khơng khí ACB (Air Circurt Breaker)
Khái niệm: ACB là thiết bị điện dùng để:
- Đóng cắt mạch điện tại chỗ bằng tay hoặc từ xa trong điều kiện vận hành bình thường.
- Tự động ngắt mạch khi xảy ra lỗi (q dịng, thấp áp, ngắn mạch, cơng suất ngược,…)
- Đóng cắt tại chổ bằng tay hoặc từ xa thông qua nút nhấn, hệ thống điều khiển bằng PC.
Hình 3.9: Máy cắt khơng khí ACB
Phân loại: Có 2 loại:
- Loại lắp cố định: loại này được lắp và bắt cố định vào trong bảng điện chính. Có thể tháo rời sửa chữa.
49
- Loại withdrawable:
Hình 3.11: ACB loại withdrawable
Cấu tạo
Hình 3.12: Cấu trúc mặt trước bên ngồi ACB
- ACB gồm các thành phần chính như sau:
+ Các nút điều khiển (ON, OFF, nút hoàn nguyên RESET) + Đèn báo, màn hình chỉ thị
+ Hệ thống tiếp điểm: tiếp điểm chính, tiếp điểm phụ, tiếp điểm hồ quang
+ Buồng dập hồ quang: được chế tạo theo kiểu khí nén kết hợp với các tấm ngăn bằng thủy tinh, các tấm thép hình chữ V và có cuộn dây để tạo ra từ trường thổi hồ quang. + Các cơ cấu chấp hành cơ khí
+ Các thiết bị phụ trợ (relay dòng bảo vệ quá dòng OCR, cuộn bảo vệ thấp áp UVT, thiết bị khóa cơ khí MI, cuộn đóng CC, cuộn Shunt Trip SHT).
50
Nguyên lý hoạt động
- ACB hoạt động trong khoảng 0,6-1kV và có 2 cấp tiếp điểm: Cặp tiếp điểm chính và thanh dẫn tiếp điểm làm bằng đồng. Các tiếp điểm hồ quang được làm bằng carbon. Khi máy cắt mở, tiếp điểm chính mở trước, tới tiếp điểm hồ quang và tiếp điểm phụ. Khi máy cắt đóng thì ngược lại. Từ đó hồ quang sinh ra và chỉ cháy trên tiếp điểm hồ quang, khơng ảnh hưởng đến tiếp điểm chính.
- ACB bảo vệ được thấp áp nhờ vào cuộn bảo vệ thấp áp UVT (Under Voltage Trip). Khi điện áp máy phát cấp lên cho ACB mà khơng đủ 80%Udm thì khơng bao giờ đóng được ACB.
- Cuộn đóng CC (Closing Coil) của máy cắt dùng để đóng máy cắt bằng điều khiển từ xa. Dùng nút nhấn để đóng ACB.
- Cuộn Shunt Trip SHT của máy cắt là cuộn cắt nhanh.
- Thiết bị khóa cơ khí MI (Mechanical Interlock) của máy cắt dùng để ngăn cản khởi động cùng một lúc nhiều ACB.
Thơng số kĩ thuật:
Hình 3.13: Thơng số ACB
- Giải thích các thơng số trên: + 𝐼𝑟 : giá trị dòng định mức + Pole: số cực
+ 𝑈𝑖 : giá trị điện áp chịu được
+ 𝑈𝑖𝑚𝑝 : giá trị điện áp thử nghiệm xung + 𝑈𝑒 : giá trị điện áp vận hành định mức + 𝐼𝑐𝑢 : giá trị dòng cắt ngắn mạch
51
+ 𝐼𝑖𝑛𝑠𝑡 : giá trị dòng ngắt mạch tức thời
+ 𝐼𝑐𝑠 : giá trị dịng điện ngắn mạch mà CB có thể ngắt được và sau đó CB có thể đóng kín mạch trở lại để hệ thống hoạt động bình thường.
3.1.2.4. Contactor
Khái niệm: Contactor là khí cụ điện dùng để đóng cắt thường xun trong mạch
động lực từ xa, bằng tay hay tự động, với điện áp lên đến 500V và dòng điện lên đến 600A.
Hình 3.14: Hình dạng bên ngoài contactor một chiều và contactor xoay chiều
52 Cấu trúc: Hình 3.16: Cấu trúc contactor 1- Cuộn hút 2- Mạch từ tĩnh 3- Mạch từ động 4- Tiếp điểm động 5- Tiếp điểm tĩnh 6- Lò xo
Hình trên thể hiện cấu trúc của contactor. Contactor gồm:
- Cuộn hút: được chế tạo từ dây đồng kĩ thuật điện. Dây đồng quấn trên khung dây bằng vật liệu cách điện (khung nhựa hoặc giấy cách điện), sau đó lồng vào mạch từ. Đối với contactor xoay chiều, cịn có vịng đồng ngắn mạch trên bề mặt lõi thép phần tĩnh mạch từ nhằm để ổn định lực hút.
53
Hình 3.18: Hình dạng thực tế mạch từ và vịng đồng ngắn mạch
Hình 3.19: Hình dạng cuộn hút
- Cơ cấu truyền động: gồm tay đòn, tấm động, tấm tĩnh.
54
- Hệ thống tiếp điểm: gồm các tiếp điểm chính và tiếp điểm phụ
+ Các tiếp điểm chính dùng trong mạch động lực và thông thường là tiếp điểm thường mở.
+ Các tiếp điểm phụ dùng trong mạch điều khiển, mạch chỉ báo. - Buồng dập hồ quang:
+ Buồng dập hồ quang của contactor được thiết kế theo kiểu gồm những vách ngăn đồng thời có các lá thơng hơi ra mơi trường bên ngồi.
+ Khi tiếp điểm đóng hoặc mở thì hồ quang xuất hiện và được đẩy vào hộp dập. Các vách ngăn có tác dụng chia nhỏ hồ quang để nhanh chóng dập hồ quang.
Hình 3.21: Hộp dập hồ quang
- Vỏ: thường làm bằng nhựa hay vật liệu tồng hợp
Nguyên lý hoạt động: Khi cấp điện áp vào cuộn hút có giá trị bằng chính giá trị điện
áp cuộn hút của contactor, sẽ có dịng điện cuộn dây, dòng điện tương tác với từ trường tạo ra từ mạch từ, sinh ra lực hút F > lực của lị xo, hút phần mạch từ động về phía mạch từ tĩnh. Nhờ cơ cấu truyền động các tiếp điểm sẽ chuyển đổi trang thái (tiếp điểm thường mở thành thường đóng và ngược lại).
Hình 3.22: Ngun lí hoạt động của contactor (a): Khi chưa có điện
(b): Khi cấp điện vào cuộn hút (c): Khi hút song
55
Thông số kĩ thuật:
Hình 3.23: Thơng số contactor và contactor - Các thông số quan trọng:
+ 𝐼𝑒 : giá trị dòng điện vận hành
+ 𝐼𝑡ℎ : giá trị dòng điện lớn nhất của contactor khi sử dụng với tải có hệ số cơng suất
0.85 đến 0.95 trở lên (tải thuần trở AC1) + 𝑈𝑖 : giá trị điện áp chịu được
+ 𝑈𝑖𝑚𝑝 : giá trị điện áp thử nghiệm xung + Tần số định mức: 50Hz
+ Điện áp cuộn hút: 220V/50Hz
3.1.2.5. Relay nhiệt
Khái niệm:
- Relay nhiệt (OVL) là một loại khí cụ điện dùng để bảo vệ động cơ và mạch điện khi
có sự cố quá tải.
56
Cấu tạo:
Hình 3.25: Cấu tạo rơ le nhiệt
Nguyên lý hoạt động: Nguyên lý chung của rơ le nhiệt là dựa trên cơ sở tác dụng
nhiệt của dòng điện làm dãn nở thanh lưỡng kim. Thanh lưỡng kim gồm 2 lá kim loại có hệ số dãn nở vì nhiêt khác nhau (hệ số giãn nở hơn kém nhau 20 lần) ghép chặt vào nhau. Khi có dịng điện q tải chạy qua, thanh lưỡng kim sẽ được đốt nóng và bị uốn cong về phía miếng kim loại có hệ số giản nỡ bé, đẩy cần gạt làm lò xo co lại và chuyển đổi hệ thống tiếp điểm phụ. Để rơ le nhiệt làm việc lại, phải đợi phiến kim loại nguội và kéo cần reset của rơ le nhiệt.
Thơng số kĩ thuật:
Hình 3.26: Thơng số relay nhiệt
1-Địn bẩy
2- Tiếp điểm thường đóng 3- Tiếp điểm thường mở
4- Vít chỉnh dịng điện tác động 5- Thanh lưỡng kim
6- Dây đốt nóng 7- Cần gạt 8- nút reset
57
3.1.2.6. Relay điện từ
Cấu tạo
- Relay điện từ gồm mạch từ, cuộn dây, tiếp điểm và vỏ. Mạch từ được chế tạo từ vật liệu sắt gồm 2 phần là phần động (là tấm thép hình chữ I) và phần tĩnh hình chữ U. Phần động liên kết cơ khí với tiếp điểm động.
Hình 3.27: Cấu tạo của relay điện từ
(1)– Cuộn hút, (2) – mạch từ, (3) – tấm động, (4) – lò xo, (5) – tiếp điểm động, (6) – tiếp điểm tĩnh thường đóng, (7) – tiếp điểm tĩnh thường mở.
Hình 3.28: Hình dạng relay điện từ
Nguyên lý hoạt động
- Khi cấp nguồn vào cuộn dây của relay điện từ, trong cuộn dây có dịng điện, dịng điện tương tác với từ trường tạo ra lực điện từ hút tấm động về phía lõi. Nếu dịng điện trong cuộn dây nhỏ hơn dịng tác động, thì lực điện từ sẽ nhỏ lơn lực kéo của lò xo, tấm động đứng yên. Khi dòng điện trong cuộn dây lớn hơn dịng tác động thì lực điện từ sẽ lớn hơn lực lị xo, tấm động bị hút về phía tấm tĩnh. Từ đó chuyển đổi được trạng thái các tiếp điểm.
58
3.1.2.7. Relay thời gian
Khái niệm:
- Relay thời gian (hay còn gọi là timer) là một khí cụ điện dùng để tạo ra thời gian duy trì cần thiết khi truyền tín hiệu từ một thiết bị này sang một thiết bị khác.
Hình 3.29: Hình dạng relay thời gian
Cấu tạo:
- Relay thời gian gồm mạch từ của nam châm điện, bộ định thời gian bằng linh kiện điện tử, hệ thống tiếp điểm chịu dòng điện nhỏ (≤ 5A), vỏ bảo vệ và chân ra tiếp điểm.
Phân loại:
- Tùy theo yêu cầu sử dụng lắp ráp mạch điều khiển truyền động, ta có 2 loại relay
thời gian:
+ Relay thời gian ON DELAY + Relay thời gian OFF DELAY
Nguyên lý hoạt động:
- Đối với relay thời gian ON DELAY: Khi cấp nguồn vào cuộn dây của relay thời gian ON DELAY, các tiếp điểm khơng tính thời gian sẽ chuyển đổi trạng thái tức thời, các tiếp điểm tác động cớ tính thời gian sẽ khơng chuyển đổi, sau một thời gian định trước, các tiếp điểm này sẽ chuyển đổi và duy trì trạng thái này. Khi ngưng cấp nguồn vào cuộn dây, các tiếp điểm sẽ quay về trạng thái ban đầu.
- Đối với relay thời gian OFF DELAY: Khi cấp nguồn vào cuộn dây của relay thời gian OFF DELAY, các tiếp điểm tác động tức thời sẽ chuyển đổi trạng thái và duy trì trạng thái này. Khi ngưng cấp nguồn vào cuộn dây, tất cả các tiếp điểm tác động khơng tính thời gian sẽ quay về trạng thái ban đầu, sau một khoảng thời gian định trước, các tiếp điểm có tính thời gian sẽ chuyển đổi về trạng thái ban đầu.
59
Sơ đồ chân của relay thời gian: - Relay thời gian ON DELAY:
Hình 3.30: Sơ đồ chân của relay thời gian ON DELAY
(1) - (3): Tiếp điểm thường mở (1) - (4): Tiếp điểm thường đóng
(5) - (8): Tiếp điểm thường đóng, đóng nhanh, mở chậm