Báo cáo Thực tập tại Công Ty TNHH Sản xuất- Thương mại- Dịch vụ Thiết Bảo

đt.v Như vậy, công suấtđiện từ Pđ = u.i đưa vào động cơđã biến thành công suất cơ Pcơ = Fđt.v trên trụcđộng cơ. Điện năng cũngđã biến thành cơ năng. Vậy: một thiết bịđiện từ tuỳ năng lượngđưa vào mà máyđiện có thể làm việcở chếđộđộng cơ hay máy phát: Nếuđưa vào phần quay của máyđiện là cơ năng thì nó làm việcở chếđộ máy phát. Nếuđưa vào phần quay của máy phát làđiện năng thì nó sẽ làm việcở chếđộđộng cơ. Mọi loại máyđiệnđều có tính chất thuận nghịch. III. Phát nóng và làm mát máy điện Trong máyđiện xảy ra quá trình biếnđổi hoặc truyền tải năng lượng và có sự tổn hao năng lượng. Trong máy phátđiện tổn hao chủ yếu là trong lõi thép( do hiện tượng từ trễ và dòng xoáy), trong điện trở dây quấn máyđiện và do ma sátở cácổ trục, lực cản của quạt làm mát máy phátđiện ... tổn hao này làm nóng máy vàảnh hưởngđến chất lượng của vật liệu cáchđiện. Để làm mát máyđiện, nhiệt lượng sinh ra phải được tản ra môi trường xung quanh bằng cách tăng diện tích tiếp xúc của máyđiện với không khí làm mát, tăng tốcđộđối lưu của không khí xung quanh hoặc của môi trường làm mát. Thường vỏ máyđiện, được chếtạo có cánh tải nhiệt vàđối với máyđiện có công suất lớn thường có hệ thống quạt gió hoặc bơm nước làm mát. Kích thước của máy, phương pháp làm mát phảiđược tính toán và lựa chọn, để cho độ tăng nhiệt của vật liệu cáchđiện máy không vượt quáđộ tăng nhiệt cho phép, đảm bảo cho vật liệu cáchđiện làm việc lâu dài khoảng 20 năm. Khi máyđiện làm việcở chếđộ định mức, độ tăng nhiệt của các phần tử không vượt quáđộ tăng nhiệt của các phần tử cho phép. Khi máy quá tải, độ tăng nhiệt sẽ vượt qúa nhiệtđộ cho phép, vì thế không cho phép quá tải lâu dài. §2. MÁY BIẾN ÁP I. Khái Niệm Chung Để biếnđổiđiệnápcủa dòngđiện xoay chiều từđiệnáp cao xuốngđiệnáp thấp, hoặc lại từđiệnáp thấp lên điệnáp cao, ta dùng máy biếnáp. Ngày nay do việc sử dụngđiện năng phát triển rất rộng rãi, nên có những loại máy biếnáp khác nhau: máy biếnáp một pha, ba pha, hai dây quấn, ba dây... nhưng chúng dựa trên cùng một nguyên lý, đó là nguyên lý cảmứngđiện từ. 1. Định nghĩa Máy biếnáp là một thiết bịđiện từ tĩnh, làm việc theo nguyên lý cảm ứngđiện từ, dùngđể biếnđổiđiệnáp của hệ thống dòng điện xoay chiều nhưng vẫn giữ nguyên tần số. Hệ thốngđiệnđầu vào máy biếnáp( trước lúc biếnđổi) có: điệnáp U1, dòngđiện I1, tần số f. Hệ thốngđiệnđầu ra của máy biếnáp( sau khi biếnđổi) có: điệnáp U2, dòngđiện I2, tần số f. Trong các bản vẽ máy biến ápđược kí hiệu: Đầu vào của máy biếnápđược nối vào nguồnđiện, được coi là sơ cấp. Đầu ra nối với tải gọi là thứ cấp. Cácđại lượng, các thông số sơ cấp trong ký hiệu có ghi chỉ số 1: số vòng dây sơ cấpw1, điệnáp sơ cấp U1, dòngđiện sơ cấp I1, công suất sơ cấp P1. Cácđại lượng và thông số thứ cấp có chỉ số 2: cuộn dây thứ cấpw2, điện áp thứ cấp U2, dòngđiện thứ cấp I2, công suất thứ cấp P2. Nếuđiệnáp thứ cấp lớn hơn sơ cấp thì máy biếnáp là tăng áp, nếuđiệnáp thứ cấp nhỏ hơn điệnáp sơ cấp gọi là giảm áp. 2. Các đại lượng định mức Cácđại lượng định mức của máy biếnáp do nhà chế tạo máy biếnáp quy địnhđể cho máy có khả năng làm việc tốiưu. Có 3 đại lượngđịnh mức cơ bản: Điệnápđịnh mức: Điệnáp sơ cấpđịnh mức U1đm làđiệnáp quy định dây quấn sơ cấp Điệnáp thứ cấpđịnh mức U2đm làđiệnáp giữa các cực của dây quấn thứ cấp, khi dây quấn thứ cấp hở mạch vàđiệnápđặt vào dây quấn sơ cấp làđịnh mức. Người ta quy ước, với máy biếnáp 1 pha điệnápđịnh mức làđiệnáp pha, với máy biếnáp3 pha thìđiệnápđịnh mức làđiệnáp dây. Đơn vịđiệnáp ghi trên máy thường là V hoặc kV. Dòngđiệnđịnh mức: Là dòngđã quy định cho mỗi dây quấn của máy biếnáp, ứng với công suấtvàđiệnápđịnh mức. Đối với máy biếnáp 1 pha, dòngđiệnđịnh mức là dòng 1 pha. Đối với máy biếnáp 3 pha, dòngđịnh mức là dòng điện dây. Đơn vị ghi trên máy thường là A. Dòngđiện sơ cấpđịnh mức I1đm, dòngđiện thứ cấpđịnh mức I2đm. Công suấtđịnh mức. Công suấtđịnh mức của máy biếnáp là công suất biểu kiếnđịnh mức. Công suấtđịnh mức ký hiệu Sđm, đơn vị: VA, kVA. Đối với máy biến áp 1 pha, công suấtđịnh mức là: Sđm = U2đm.I2đm = U1đm.I1đm Đối với máy biến áp 3 pha, công suấtđịnh mức là: Sđm = .U2đm.I2đm = .U1đm.I1đm Ngoài ra, trên máy còn ghi tần sốđịnh mức fđm, số pha, sơđồ nối dây, điệnáp ngắn mạch, chếđộ làm việc... 3. Công dụng của máy biến áp Máy biếnáp có vai trò quan trọng trong hệ thốngđiện, dùngđể truyền tải và phân phốiđiện năng. Các nhà máyđiện công suất lớn, các máyđiện công suất lớn... thườngở xa các trung tâm tiêu thụđiện( khu công nhiệp, đô thị...) vì thế cần xây dựng cácđường dây truyền tảiđiện năng.Điệnáp máy phát thường là 6,3; 10,5; 15,75; 38,5(kV). Để nâng cao khả năng truyền tải và giảm tổn hao công suất trên đường dây, phải giảm dòngđiện chạy trên đường dây bằng cách nâng cao điệnáp. Vì vậyởđầuđường dây phải đặt máy biếnáp tăng áp. Mặt khácđiệnápđiệnáp thường3 hoặc 6 kV, vì vậyở cuốiđường dây cầnđặt trạm giảm áp. Ngoài ra, máy biến áp cònđược sử dụng trong các thiết bị lò nung( máy biếnáp lò), trong hànđiện ( máy biếnáp hàn), làm nguồn cho các thiết bịđiện... II. Cấu Tạo Của Máy Biến Áp Máy biếnáp gồm các bộ phận chính sau: lõi thép, dây quấn và vỏ máy. 1. Lõi thép: Lõi thép máy biến ápđể dẫn từ thông chính của máy, đồng thời làm khung để quấn dây quấn, được chế tạo từ những vật liệu dẫn từ tốt, thường là thép kỹ thuậtđiện. Lõi thép gồm hai bộ phận: Trụ: ký hiệu bằng chữ T, là phần lõi thép có quấn dây quấn Gông: ký hiệu G, là phần lõi thép nối các trụ lại với nhau thành mạch từ kín và không có dây quấn. Trụ và gông tạo thành mạch từ khép kín. Để giảm tổn hao do dòngđiện xoáy gây nên, lõi thépđược ghép từ những lá thép kỹ thuậtđiện, là các lá thépđược chia mỏng và cáchđiện với nhau. Trụ và gông có thể ghép nối tiếp hoặc xen kẽ. Ghép nối thì trụ và gông ghép riêng, sau đó dùng xàép vít chặt lại. Ghép xen kẽ thì toàn bộ lõi thép phải ghépđồng thời và lớp lá thépđược ghép xen kẽ với nhau. Sau khi ghép thì lá thép cũngđược vít chặt xàép và bulông. H1:ghép rời lõi thép MBA a) b) H2:a,b:ghép xen kẽ lõi MBA Phương pháp sau tuy phức tạp, nhưng giảm được tổn thất do dòngđiện xoáy gây nên và rất bền về phương phápđiện cơ học, vì thế hầu hết các máy biếnáp hiện nay đều ghép theo phương pháp này. Do dây quấn thường quấn thànhhình tròn, nên tiết diện ngang của trụ thép thường làm thành hình bậc thanh gần tròn. Gông vì không quấn dây, do đóđể thuận tiện cho việc chế tạo, tiết diện ngang của gông có thể làm đơn giản: hình vuông, hình chữ thập và hình T. Vì lý do an toàn, toàn bộ lõi thépđược nốiđất với vỏ máy và vỏ máy phải được nốiđất. Tuỳ theo hình dáng, người ta chia ra: Máy biếnáp kiểu lõi( hay kiểu trụ): Dây quấn bao quanh trụ thép. Loại này hiện nay rất thông dụng cho các máy biếnáp một pha và ba pha có dung lượng nhỏ và trung bình. Máy biến áp kiểu bọc: Loại này mạch từđược phân nhánh ra 2 bên và bọc lấy một phần dây quấn. Loại này chỉđược dùng cho một vài nghành có chuyên môn đặc biệt như máy biếnáp dùng trong lòđiện luyện kim… Ở các máy biến áp hiệnđại, dung lượng lớn và cực lớn(80-100MVA trên 1 pha), điệnáp thật cao (220 – 400 kV), để giảm chiều cao của trụ thép, tiện lợi cho việc vận chuyển trên đường, mạch từ của máy biếnáp kiểu trụ phân nhánh sang hai bên nên máy biếnáp mang hình dáng vừa kiểu trụ, vừa kiểu bọc, gọi là máy biếnáp kiểu trụbọc. a, b, H3:máy biếnáp kiểu trụ bọc: a. một pha ; b. ba pha 2. Dây quấn Dây quấn là bộ phận dẫnđiện của máy biếnáp, làm nhiệm vụ thu năng lượng vào và nhả năng lượng ra. Kim loại làm dây quấn thường bằngđồng, cũng có trường hợp dùng nhôm. Theo cách sắp xếp dây quấn CA và HA người ta chia ra 2 loại chính: dây quấnđồng tâm và dây quấn xen kẽ. Dây quấnđồng tâm Ở dây quấnđồng tâm, tiết diện ngang là những vòng trònđồng tâm. Dây quấn hạáp thường là quấn phía trong gần trụ thép, còn dây quấn CA quấn phía ngoài bọc lấy dây quấn HA. Với cáchđiện này có thể giảm bớt đượcđiều kiện cáchđiện của dây quấn CA( kích thước rãnh dầu cáchđiện, vật liệu cáchđiện dây quấn CA) bởi vì giữa dây quấn CA và trụđã có cách điện bản thân của dây quấn HA. Những kiểu dây quấnđồng tâm chính bao gồm: *) Dây quấn hình trụ: Nếu tiết diện nhỏ thì dùng dây tròn, quấn thành nhiều lớp, nếu tiết diện lớn thì dùng dây bẹt và thường quấn thành 2 lớp. Dây quấn hình trụdày tròn lớn thì dùng làm dây quấn HA vớiđiệnáp từ 6kV trở xuống. Nói chung, dây quấn hình trụ thường dùng cho các máy biếnáp dung lượng 560kVA trở xuống. *) Dây quấn hình xoắn: Gồm nhiều dây bẹt chập lại quấn theo đường xoắnốc, giữa các vòng dây có rãnh hở, kiểu này thường dùng cho dây quấn hạáp của các máy biến áp có dung lượng trung bình và lớn. *) Dây quấn xoắnốc liên tục: Làm bằng dây bẹt và khác với dây quấn hình xoắn là dây quấn nàyđược quấn thành những bánh dây phẳng cách nhau bằng những rãnh hở. Bằng cách hoán vịđặc biệt trong khi quấn, các bánh dây được nối tiếp một cách liên tục mà không cần mối hàn giữa chúng, cũng vì thế mà dây quấn gọi là xoắnốc liên tục. Dây quấn này chủ yếu dùng làm cuộn dây cao áp, điệnáp 35kV trở lên và dung lượng lớn. b) Dây quấn xen kẽ Các bánh dây cao áp và hạáp lần lượt xen kẽ nhau dọc theo trụ thép. Chúý rằng, để cáchđiệnđược dễ dàng, các bánh dây sát gông thuộc dây quấn hạáp. Kiểu dây quấn này hay dùng trong các máy biếnáp kiểu bọc. Vì chế tạo và cách điện khó khăn kém vững chắc về cơ khí nên các máy biếnáp kiểu trụ hầu như không dùng dây quấn xen kẽ( hình 6). Lưu ý, dây quấnđược quấn theo kiểu nào cũng thành nhiều vòng và lồng vào trụ lõi thép. Và giữa các vòng dây, giữa các dây quấn ( CA và HA) có cáchđiện với nhau và cáchđiện với lõi thép. 3. Vỏ máy: Gồm hai bộ phận là thùng và nắp thùng. a) Thùng máy biếnáp: thường làm bằng thép, thường là hình bầu dục. Lúc máy biếnáp làm việc, một phần năng lượng bị tiêu hao và toả ra dưới dạng nhiệt năng làm nóng dây quấn, lõi thép và các bộ phận khác. Do đó, giữa máy biếnáp và môi trường xung quanh có một hiệu số nhiệtđộ và gọi làđộ chênh nhiệt. Nếuđộ chênh nhiệtđó vượt quá mức quy định sẽ làm giảm tuổi thọ cáchđiện và gây sự cố với máy biếnáp. Đểđảm bảo cho máy biếnáp vận hành với tải liên tục trong thời gian quy định và không bị sự cố phải tăng cường làm lạnh bằng cách ngâm biếnáp trong thùng dầu. Ngoài ra, dầu máy biếnáp còn làm nhiệm vụ tăng cường cáchđiện. Nắp thùng: Dùngđểđậy thùng và trên đóđặt các chi tiết máy quan trọng như: Các cửa ra của dây quấn CA và HA: làm nhiệm vụ cáchđiện giữa dây dẫn với vỏ máy. Bình giãn dầu: là một thùng hình trụ, bằng thépđặt trên nắp và nối với thùng bằng mộtống dẫn dầu. Ống bảo hiểm: làm bằng thép, thường là hình trụ nghiêng. Một đầu nối với thùng, một đầu bịt bằngđĩa thuỷ tinh. PHẦN B : KỸ THUẬT QUẤN DÂY VÀ SỐ LIỆU KỸ THUẬT TÍNH TOÁN SỐ LIỆU DÂY QUẤN MBA I-Các thông số Q: tiết diện lõi sắt S: công suất của máy biến áp Wo: số vòng dùng cho 1 volt ∆i: mật độ dòng điện máy biến áp 2,5÷4 A/mm2 D: đường kính dây B: tiết diện dây II-Các bước tính số liệu dây quấn MBA một pha 1.Bước 1 : Xácđịnh tiết diện Q của lõi thép Q=ab ( cm2) Q= (đối với lõi chữ O ) Q= 0,7 (đối với lõi chữ E ) 2.Bước 2 : Tính số vòng dây của các cuộn dây ( phụ thuộc hàm lượng silic có trong thép) Số vòng dây cuộn sơ cấp : w1=wo.U1 ( vòng) Số vòng dây cuộn thứ cấp : khi tính số vòng dây cuộn thứ cấp phải dự trữ thêm một số vòng dây để bù dự trữ sự sụtáp do trở kháng W2=wo(U2+ ∆U2) ( vòng ) Độ dự trữ điện áp ∆U2 đươc chọn theo bảng sau : S(VA) 100 200 300 500 750 1000 1200 1500 >1500 ∆U2 4,5 4 3,9 3 2,5 2,5 2,5 2,5 2,0 3.Bước 3 : Tiết diện dây, đường kính dây sơ cấp và thứ cấp khi tính tiết diện dây dẫn nên căn cứ vàođiều kiện làm mát của máy biếnáp, công suất, … mà chọn mật độ dòng biếnáp cho phù hợp để khi máy biến áp vận hành định mức, dây dẫn không phát nhiệt quá 80ºC Bảng sau cho phép chọn mậtđộ dòngđiện ∆I khi máy biếnáp làm việc liên tục 24/24 S(VA) 0÷50 50÷100 100÷200 200÷250 500÷1000 ∆i(A/mm2) 4 3,5 3 2,5 2 Nếu máy biếnáp làm việc ngắn hạn 3÷5h thông gió tốt thì có thể chọn ∆i= 5(A/mm2) để tiết kiệm dây đồng. Thông thường ta chọn ∆i=2,5÷3 ( A/mm2) ▪Tiết diện dây sơ cấpđược chọn theo các công thức: Η: hiệu suất máy biến áp( khoảng 0,85÷0,90) U1 : nguồnđiệnáp ▪Tiết diện dây thứ cấp 4.Bước 4: Kiểm tra khoảng trống chứa dây Trước hết, xácđịnh cách bố trí dây quấn sơ cấp, thứ cấp, quấn chồng lên nhau hay quấn 2 cuộn rời ra, từđó chọn chiều dài L của cuộn sơ cấp, thứ cấp quấn dây trên khuôn cách điện a)Bề dày cuộn sơ cấp : -Số vòng dây sơ cấp cho một lớp dây với d1cđ=d1+ecđ w1lớp=L/d1cđ -1 với ecđ=0,03÷0,08 (mm) ( dây emay) ecđ=0,15÷ 0,4 (mm) ( dây bọc cotton) -Số lớp dây ở cuộn sơ cấp : N1lớp=w1/w1lớp -Bề dày cuộn sơ cấp : ε1=(d2cđ.N2lớp) + ecđ(N1lớp-1) b)Bề dày cuộn thứ cấp: ε2=(d2cđ.N2lớp) + ecđ(N2lớp-1) c)Bề dày toàn bộ của cả cuộn dây quấn Tuỳ theo sự bố trí dây quấn sơ cấp và thứ cấp mà tính bề dày cuộn dây. Nếu bề dày cuộn dây nhỏ hơn bề rộng cửa sổ thì có thể tiến hành quấn dây. kü thuËt quÊn d©y i.Kỹ thuật quấn dây máy biến áp 1.Khuôn cách điện Nhằm mụđích cáchđiện giữa cuộn dây và mạch từm, đồng thời làm sườn cứngđểđịnh hình cuôn dây Khuôn được làm bằng vật liệu cotton cứng như guấy cáhđiện hoặc bằng chất dẻo chịu nhiệt Khuôn không vách chặnđược sử dụng với máy biếnáp lớn Khuôn có vách chặn thườngđược dùng trong máy biếnáp nhỏ Kích thước của khuôn được chọn sao cho không hẹp hoặc rộng quá, thuận tiện choviệc lắp vào mạch từ, không bị cấn, dễ chạm mát Sauk hi lấy mẫu khuôncuộn dây , thực hiện khuôn lồng cho khít với khuôn cáchđiện 2.Kỹ thuật quấn dây Trước khi quấn dây phải vẽ sơđồ bố trí các dây ra ở vị trí thực tếđể sau khi nối mạch không bị vướng và dễ phân biệt Khi quấn dây, cốđịnhđầu dây khởiđầu, lúc quấn dây cố gắng vuốt dây cho thẳng và song song với nhau.Cứ hết mỗi lớp dây phải lót giấy cáchđiện. Đối với dây quá bé ( d< 0,15) có thể quấn hết mà không cần giấy cáchđiện giữa các lớp, chỉ cần lót cáchđiện kỹ giữa 2 cuộn dây sơ cấp và thứ cấp. Khi cuốn nửa chừng, muốnđưa dây ra ngoài phải thực hiện trên hình vẽ dạng bên.Đưa dây ra ngoài phảiđược cáchđiện bằngống gaine cáchđiện. Việc nối dây giữa chừng cũng phảiđưa mối nối ra ngoài cuộn dây. Đối với loại khuôn không có vách chặn dây, để giữ các lớp dây không bị chạy ra ngoài khuôn, phải dùng băng vảiở cả 2 phíađầu cuộn dây; khi xếp hoàn tất việc quấn dây, phảiđặtđai vải hoặc giấy sau đó quấn dây đè chồng lên băng vải, giấyđể cuối cùng lồng dây qua và rút chặt băng vải cho chắc. 3.Cách lắp ráp lại lá sắt mạch từ Tuỳ theo khuôn dạng lá sắt ghép thành mạch từ là dạng EI hoặc các thanh chữ I mà ghép theo trật tự có tính trước a)Cách ghép mạch từ với lá sắt EI b)Cách ghép mạch từ lá sắt chữ I Phần III: Khí cụ điện I/ Cầu dao : 1/ Ký hiệu cầu dao : 2/ Cấu tạo chính : Cầu dao gồm : Tiếp xúc động và tiếp xúc tĩnh, cốt bắt dây từ nguồn vào cầu dao và từ cầu dao ra tải, tiếp xúc động thường là lưỡi dao, ngoài ra cầu dao còn có tay đóng cắt bằng vật liệu cách điện là gỗ, sứ, nhựa... để đảm bảo an toàn cho người thao tác, cầu dao còn đợc bao bọc bằng vỏ nhựa cách điện. Cầu dao sử dụng trong mạch điện hạ áp thường lắp kèm theo cầu chì để bảo vệ quá tải hoặc ngắn mạch. Ưu điểm cầu dao là đơn giản, dễ lắp đặt và dễ thao tác, dễ kiểm tra và sửa chữa, giá thành rẻ nên được sử dụng rộng rãi. 3/ Các hư hỏng thường gặp : Hồ quang điện thường xuất hiện trong quá trình đóng cắt cầu dao làm già hóa các vật liệu cách điện và làm hư các bề mặt tiếp xúc . Do đó đòi hỏi phải có hộp dập hồ quang Tiếp xúc không tốt giữa phần động và phần tĩnh làm xuất hiện hồ quang . II/ Cầu chì : 1/Ký hiệu : 2/ Cấu tạo cầu chì gồm các bộ phận chính như sau : - Thân cầu chì đợc chế tạo từ gốm sứ hoặc nhựa tổng hợp có thể có nắp hoặc không có nắp. - ốc, đinh vít bắt dây chảy còn đợc gọi là cốt bắt dây đợc chế tạo từ kim loại dẫn điện như : đồng, bạc, nhôm ... - Dây chảy cầu chì đợc chế tạo từ hợp kim chì hoặc đồng và còn đươc chia ra dây chảy nhanh, dây chảy chậm . - Cầu chì tác động theo nguyên tắc dựa vào hiệu ứng nhiệt của dòng điện. Khi thiết bị điện hoặc mạng điện phía sau cầu chì bị ngắn mạch hoặc quá tải lớn, dòng điện chạy qua dây chảy cầu chì sẽ lớn hơn dòng điện định mức làm cho dây chảy bị đốt nóng chảy, do đó dây chảy bị đứt, cho nên phần lưới điện bị ngắn mạch đợc tách ra khỏi hệ thống . 3/ Đặc tính bảo vệ và yêu cầu kỹ thuật của cầu chì: A là vùng bảo vệ của cầu chì. Khi xảy ra ngắn mạch hoặc quá tải ở vùng A thì cầu chì tác động cắt mạch theo hiệu ứng nhiệt Q = RI2t. Yêu cầu kỹ thuật cơ bản khi lắp đặt cầu chì: Cầu chì phải được lắp đặt nối tiếp ở dây pha, không lắp đặt ở dây trung tính. Đặc tính A-s của dây chảy cầu chì phải thấp hơn đặc tính A-s của đối tượng được lắp đặt cầu chì đợc bảo vệ và phải ổn định. Khi lắp đặt cầu chì bảo vệ phải bảo đảm tính chọn lọc theo thứ tự từ tải về nguồn tức là phần tử nào bị sự cố ngắn mạch hoặc quá tải lớn thì cầu chì bảo vệ nó phải tác động. Cầu chì làm việc bảo đảm tin cậy tức là khi phần tử được cầu chì bảo vệ bị quá tải lớn hoặc Ngắn mạch, thì cầu chì phải tác động cắt phần tử bị quá tải hoặc ngắn mạch ra khỏi hệ thống điện. Không được từ chối tác động. Khi cần thay thế sữa chữa cầu chì phải đảm bảo an toàn tiện lợi. III/ APTOMAT : 1/ Khái niệm : Áptomát là một loại khí cụ điện đóng cắt và bảo vệ chính trongmạch điện hạ áp. Nó được sử dụng để đóng cắt từ xa và tự động cắt mạch khi thiết bị điện hoặc đường dây phía sau nó bị ngắn mạch hoặc quá tải, quá áp, kém áp, chạm đất ... 2. Phân loại : Áptomát bảo vệ quá dòng (ngắn mạch hoặc quá tải) Áptomát bảo vệ quá điện áp. Áptomát bảo vệ kém áp. Áptomát bảo vệ chống dật (Aptomát vi sai) Áptomát bảo vệ vạn năng. 3/ Cấu tạo chính của áptômat : a/ Loại bảo vệ quá dòng 1 pha : Khi aptomát đang ở vị tri đóng, tiếp xúc động 2 đóng chặt lên tiếp xúc tĩnh 1, dòng điện từ nguồn chạy qua tiếp xúc tĩnh , qua tiếp xúc động, qua Rơle dòng điện 10, qua Rơle nhiệt 7, đi về tải. ở chế độ làm việc bình thường thì lực điện từ Rơle dòng điện sinh ra nhỏ hơn lực căng lò xo 8 nên áptomát luôn giữ ở trạng thái đóng. Nếu đường dây hoặc thiết bị điện sau áptomát bị ngắn mạch thì dòng điện chạy qua áptomát sẽ lớn hơn rất nhiều so với dòng điện định mức. Vì vậy dòng điện ở rơle 10 sinh ra sẽ lớn hơn lực căng lò xo 8, cho nên thanh truyền động 6 bị lực điện từ kéo tụt xuống làm cho móc hãm 5 mở ra, khi đó lò xo 13 sẽ kéo thanh truyền động 4 sang trái đa tiếp xúc động 2 rời khỏi tiếp xúc tĩnh 1, mạch điện được cắt, hồ quang điện phát sinh giữa hai đầu tiếp xúc động và tĩnh được cách tử 14 dập tắt. Sau khi kiểm tra khắc phục xong sự cố ngắn mạch ta đóng lại áptomát qua tay thao tác đóng cắt 12. Trường hợp đường dây hoặc thiết bị điện sau khi áptomát bị quá tải sau thời gian t (khoảng 1-2 phút) rơle nhiệt sẽ tác động lên thanh truyền 6 làm cho móc hãm 5 mở ra. Khi đó lò xo 13 sẽ kéo thanh truyền động 4 sang trái đa tiếp xúc động rời khỏi tiếp xúc tĩnh, nên mạch điện được cắt ra. Muốn đóng, cắt mạch thì tác động vào tay thao tác 12 (đẩy lên đóng, đẩy xuống cắtnhư hình vẽ). b/ Loại bảo vệ kém áp và mất điện : Nếu áptomát đang ở vị trí đóng như hình vẽ: tiếp xúc động 7 đóng chặt lên tiếp xúc tĩnh 6, mạch điện nối liền, tải có điện. ở trạng thái làm việc bình thờng Uvh = Uđm thì lựcđiện từ của rơle điện áp sinh ra lớn hơn lực kéo của lò xo 1 cho nên áptomát được giữ ở vị tríđóng. Khi mạch điện bị kém áp Uvh< Uđm (khoảng 0,8 Uđm) thì lực điện từ rơle điện áp sinh ra nhỏ hơn lực kéo của lò xo 1. Khi đó lò xo 1 sẽ kéo thanh truyền động 8 sang trái, đa tiếp xúc động 7 rời khỏi tiếp xúc tĩnh 6, mạch điện được cắt ra, hồ quang phát sinh giữa hai đầu tiếp xúc động và tĩnh được buồng dập hồ quang 3 dập tắt. c/ Loại bảo vệ quá áp: 1. Tay thao tác đóng cắt 2. Chốt quay 3. Tiếp xúc tĩnh 4. Tiếp xúc động 5. Rơle điện áp 6. Lõi thép non 7. Cách tử dập hồ quang 8. Gối đỡ trợt 9. Thanh truyền động cách điện Nếu áptomát đang ở vị trí đóng như hình vẽ, tiếp xúc động 4 đóng chặt vào tiếp xúc tĩnh 3, mạch điện nối liền, tải có điện. ở trạng thái làm việc bình thờng Uvh = Uđm lực điện từ của cuộn dây điện áp sinh ra nhỏ hơn lực kéo của lò xo 10. Vì vậy áptomát được giữ ở vị trí đóng.Khi mạch điện bị quá áp Uvh> Uđm (khoảng 1,2 Uđm) thì lực điện từ của cuộn dây điện áp lớn hơn lực kéo của lò xo 10. Khi đó lõi thép 6 bị hút chập vào mạch từ rơle điện áp, kéo theo tiếp động 4 rời khỏi tiếp xúc tĩnh 3 mạch điện được cắt ra, hồ quang phát sinh giữa hai đầu tiếp xúc động và tĩnh được buồng cách tử 7 dập tắt. Muốn đóng hoặc cắt điện khỏi tải thì tác động vào tay thao tác1 ở vị đóng, cắt như hình vẽ: tay thao tác quay quanh chốt 2 đẩy lên đóng mạch, kéo xuống cắt điện khỏi tải. IV / CÔNG TẮC TƠ : 1/ Khái niệm: Công tắc tơ là một loại khí cụ điện hạ áp được sử dụng để điều khiển đóng cắt mạch từ xa tự động hoặc bằng nút ấn các mạch điện lực có phụ tải điện áp đến 500V, dòng điện đến 600A. Công tắc tơ có hai vị trí đóng- cắt. Tần số có thể đến 1500 lần/giờ. 2/ Phân loại : a. Phân loại theo nguyên lý truyền động: - Công tắc tơ điện từ. - Công tắc tơ kiểu hơi ép. - Công tắc tơ kiểu thuỷ lực. b. Phân loại theo dạng dòng điện: - Loại công tắc tơ điều khiển điện áp một chiều. - Loại công tắc tơ điều khiển điện áp xoay chiều. c. Phân loại theo kiểu kết cấu: - Công tắc tơ hạn chế chiều cao. - Công tắc tơ hạn chế chiều rộng 3/ Cấu tạo : - Cuộn dây điện áp điều khiển số 7. - Mạch từ chế tạo từ thép kỹ thuật điện. - Vỏ thường chế tạo từ nhựa cứng. - Bộ phận truyền động gồm lò xo và thanh truyền động. - Hệ thống tiếp điểm thường mở và thường đóng Gồm các tiếp điểm công tác (tiếp điểm chính) và các tiếp điểm phụ. Tiếp điểm công tác gồm các đầu tiếp xúc tĩnh 6 và đầu tiếp xúc động 2 gắn trên trục quay 1 bằng nhựa cách điện. Tiếp điểm phụ gồm các đầu tiếp xúc tĩnh 5 và tiếp xúc động 4 cũng gắn trên trục quay1. Tiếp điểm phụ gồm hai loại tiếp điểm thường mở và tiếp điểm thường đóng. Công dụng của tiếp điểm phụ thường được thực hiện chức năng trong mạch điều khiển tự động. Công tắc tơ đóng mở bằng lực điện từ nhờ cuộn hút 8 cùng lõi thép tĩnh 7 và lõi thép động 3 gắn trên trục quay 1. Cuộn dây được mắc vào điện áp nguồn thông qua các nút bấm điều khiển M và D. Khi cuộn dây có điện lực điện từ sẽ hút lõi thép 3 chập vào lõi thép tĩnh 7. làm trục một quay một góc theo chiều đóng tiếp điểm chính. Khi điện vào cuộn hút bị cắt, lực lò xo và trọng lực phần động sẽ làm lõi 3 rời khỏi lõi 7 phần động trở về trạng thái cũ, công tắc tơ bị cắt. Muốn đóng điện cho tải thì đóng khoá K trên mạch điều khiển, cuộn dây công tắctơ sẽ sinh ra lực điện từ hút chập hai nửa mạch từ lại với nhau, vì Ftđ> Flx nên lò xo bị nén lại đồng thời thanh truyền động 1 kéo tiếp xúc động đóng chặt vào tiếp xúc tĩnh, khi đó tiếpđiểm thường đóng mở ra, còn tiếp điểm thường mở đóng lại, mạch điện được nối liền. Muốn cắt điện khỏi tải, ngắt khoá K cuộn dây điện áp mất điện, lực điện từ bị triệt tiêu, lò xo 6 đẩy 2 nửa mạch từ ra xa nhau đa tiếp xúc động rời khỏi tiếp xúc tĩnh, mạch điện được cắt. 4/ Các tham số chủ yếu của công tắc tơ: Điện áp định mức: Là điện áp của mạch điện tương ứng mà tiếp điểm chính phải đóng cắt, có các cấp : + 110V, 220V, 440 V một chiều. + 127V, 220V, 380V, 500V xoay chiều. Cuộn hút có thể làm việc bình thường ở điện áp trong giới hạn từ 85% tới 105%. Dòng điện định mức: Là dòng điện đi qua tiếp điểm chính trong chế độ làm việc gián đoạn lâu dài, nghĩa là ở chế độ này thời gian công tắc tơ đóng không lâu quá 8 giờ. Công tắc tơ hạ áp có các cấp dòng thông dụng: 10, 25, 40, 60, 75, 100, 150, 250, 300, 600A. Nếu đặt công tắc tơ trong tủ điện thì dòng điện định mức phải lấy thấp hơn 10% vì làm mát kém, khi làm việc dài hạn thì chọn dòng điện định mức nhỏ hơn nữa. Khả năng đóng cắt: Là dòng điện cho phép đi qua tiếp điểm chính khi cắt và khi đóng mạch. Ví dụ như công tắc tơ xoay chiều dùng để điều khiểnđộng cơ không đồng bộ ba pha lồng sóc cần có khả năng đóng yêu cầu (3 - 7)Iđm. Tuổi thọ công tắc tơ: Tính bằng số lần đóng cắt, sau số lần đóng cắt ấy công tắc tơ sẽ không dùng được tiếp tục. Hư hỏng có thể do mất độ bền cơ học hoặc bền điện. Tần số thao tác: Số lần đóng cắt trong thời gian 1 giờ, bị hạn chế bởi sự phát nóngcủa tiếp điểm chính do hồ quang. Có các cấp : 30, 100, 120, 150, 300, 600, 1200, 1500 lầntrên một giờ, tuỳ chế độ công tác của máy sản xuất mà chọn công tắc tơ có tần số thao tác khác nhau. V/ RƠLE : 1/ Khái niệm : Rơle điện là một loại thiết bị điện tự động, thường được lắp đặt ở mạch điện nhị thứ, dùng để điều khiển đóng cắt hoặc báo tín hiệu, bảo vệ an toàn trong quá trình vận hành của thiết bị điện mạch nhất thứ trong hệ thống điện. 2/ Các bộ phận chính của rơle : a. Cơ cấu tiếp nhận tín hiệu (khối tiếp nhận tín hiệu vào) : có nhiệm vụ tiếp nhận tín hiệu làm việc không bình thờng hoặc sự cố trong hệ thống điện từ BU, BI hoặc các bộ cảm biến điện, để biến đổi thành đại lợng cần thiết cung cấp tín hiệu cho khối trung gian. b. Cơ cấu trung gian (khối trung gian) : làm nhiệm vụ tiếp nhận tín hiệu đa đến từ khối tiếp nhận tín hiệu, để biến đổi nó thành đại lợng cần thiết cho rơle tác động. c. Cơ cấu chấp hành (khối chấp hành) : Làm nhiệm vụ phát tín hiệu cho mạch điều khiển. Ví dụ : các khối trong cấu tạo rơle điện từ. A :Khối tiếp nhận tín hiệu vào là cuộn dây điện từ. B : Khối trung gian là mạch từ. C :Khối chấp hành là hệ thống tiếp điểm. 3/ Phân loại : Có nhiều loại rơle điện với nguyên lý và chức năng làm việc rất khác nhau đợc phân thành các nhóm sau : a. Phân loại theo nguyên lý làm việc : Gồm Rơle điện cơ (rơle điện từ, rơle cảm ứng, rơle từ điện, rơle phân cực ...) Rơle từ Rơle nhiệt Rơle điện tử, bán dẫn, vi mạch. Rơle số b. Phân loại theo nguyên tắc tác động của cơ cấu chấp hành : Rơle có tiếp điểm : đóng ngắt mạch bằng tiếp điểm. Rơle không có tiếp điểm (rơle tĩnh) tác động đóng cắt mạch bằng cách thay đổi tham số điện trở, điện cảm hoặc điện dung. c. Phân loại theo tín hiệu đầu vào : Rơle dòng điện Rơle điện áp Rơle công suất Rơle tổng trở d. Phân loại theo vị trí lăp đặt : Rơle nhất thứ lắp đặt trực tiếp ở mạch động lực Rơle nhị thứ lắp đặt ở mạch nhị thứ thông qua BU, BI, cảm biến. e. Phân loại theo trị số và chiều của tín hiệu đầu vào : Rơle cực đại Rơle cực tiểu Rơle cực đại, cực tiểu Rơle so lệch Rơle định hớng chiều tiếp nhận tín hiệu đầu vào. 4/ Cấu tạo và nguyên lý hoạt động : ( của một số loại Rơle thông dụng trên tàu thủy ) 4.1/ Rơle dòng điện : Rơle dòng điện có chức năng bảo vệ quá dòng trong hệ thống điện. gồm các loại sau : Phân loại theo nguyên tắc tác động : ♦ Rơle dòng điện kiểu điện từ ♦ Rơle dòng điện kiểu cảm ứng ♦ Rơle dòng điện kiểu không tiếp điểm. Phân loại theo chức năng bảo vệ : ♦ Rơle dòng điện cực đại ♦ Rơle dòng điện thứ tự không ♦ Rơle dòng điện thứ tự nghịch ♦ Rơle dòng điện so lệch ♦ Rơle dòng điện xung ♦ Rơle dòng điện tần số cao ♦ Rơle dòng điện định hớng. a/ Đặc điểm cấu tạo và nguyên lý làm việcrơle kiểu điện từ : Cấu tạo : như hình vẽ - Phần tĩnh gồm : mạch từ số 10. Trên hai nửa mạch từ được quấn hai nửa cuộn dây dòng điện số 1, tiếp xúc tĩnh 3, bảng chỉnh định số 6 và giá đỡ trục quay 7. - Phần động gồm : trục quay 9 trên đó có gắn tiếp điểm động 4, lá thép động số 2 và lò xo phản kháng số 8. 1. Cuộn dây dòng điện. 2. Lá thép động 3. Tiếp xúc tĩnh 4. Tiếp xúc động 5. Cần chỉnh định 6. Bảng chỉnh định 7. Giá đỡ trục quay 8. Lò xo phản kháng 9. Trục quay 10. Mạch từ. Nguyên lý làm việc : Khi bộ phận nào đó trong hệ thống điện bị quá dòng, thì dòng điện thứ cấp của biến dòng điện BI chạy qua cuộn dây rơle tăng lên lớn hơn trị số dòng khởi động của bảo vệ đã được chỉnh định sẵn IR> Ikđbv làm cho lực điện từ rơle sinh ra lớn hơn lực cản lò xo phản kháng số 8, kéo lá thép động số 2 quay đi một góc, làm cho trục 9 đa tiếp xúc động 4 đóng chặt vào tiếp xúc tĩnh 3 nối liền mạch cho rơle thời gian hoặc trung gian khởi động. Cách chỉnh định : gạt cần chỉnh định số 5 để thay đổi sức căng lò xo 8 nhằm thay đổi moment cảm, tức là thay đổi được trị số dòng khởi động của rơle. Khi Mq> Mc thì rơle sẽ tác động. Hoặc cũng có thể thay đổi cách đấu nối hai nửa cuộn dây dòng điện (đấu song song hoặc nối tiếp). b/Đặc điểm cấu tạo và nguyên lý làm việc của rơle dòng kiểu so lệch : Ở các máy biến áp công suất từ 1000 KVA trở lên thường được lắp đặt nhiều hình thức bảo vệ trong đó có 3 hình thức bảo vệ chính là : bảo vệ dòng điện cực đại, bảo vệ bằng rơle hơi, bảo vệ so lệch. Mỗi loại bảo vệ có chức năng và nhiệm vụ riêng. Hình thức bảo vệ so lệch máy biến áp, có chức năng chủ yếu bảo vệ khi xảy ra ngắn mạch ở đầu ra của máy biên áp và hình thức bảo vệ dự trữ cho bảo vệ rơle hơi. Trong hình thức bảo vệ so lệch, người ta thường sử dụng trong hai sơ đồ : tuần hoàn và sơ đồ cân bằng áp. Loại rơle dòng điện kiểu so lệch đặt trong sơ đồ bảo vệ so lệch tuần hoàn có cấu tạo như hình vẽ : rơle dòng điện được chế tạo gắn liền với biến dòng bảo hoà từ trung gian tạo thành rơle dòng điện kiểu so lệch. Biến dòng bão hoà từ trung gian thực chất là máy biến áp tỷ số 1:1, lõi từ là loại bão hoà từ nhanh. Bởi vì dòng điện ngắn mạch quá độ gồm hai thành phần chu kỳ và tự do, biên độ dao động lớn. Biến dòng bão hoà từ trung gian thì có tác dụng lọc bỏ thành phần tự do vì vậy tăng được độ nhạy và độ tin cậy cho bảo vệ. Vì IR = IBI1 - IBI2. Nếu không có biến dòng bão hoà từ trung gian thì khi xảy ra ngắn mạch ngoài vùng bảo vệ, rơle vẫn có thể tác động nhầm do tổng trở trong và ngoài vùng bảo vệ chênh lệch nhau không nhiều. Khi lắp đặt phải chọn sao cho tỷ số BI2 phù hợp với tỷ số của biến áp để đảm bảo cho IR = IBI1 - IBI2ở chế độ làm việc bình thường có trị số càng nhỏ càng tốt. Khi xảy ra ngắn mạch trong vùng bảo vệ thì IR>=IKĐBV do đó rơle sẽ tác động điều khiển máy cắt MC1 và MC2. Trong hình thức bảo vệ so lệch, nếu không dùng biến dòng bão hoà từ trung gian thì phải sử dụng loại rơle có cuộn hãm, mới đảm bảo tính chọn lọc cho bảo vệ. 4.2/ Rơle nhiệt : a/ Khái niệm : Rơle nhiệt là một loại thiết bị điện dùng để bảo vệ động cơ và mạch điện khỏi bị quá tải. Thường dùng kèm với khởi động từ, công tắc tơ. Dùng ở điện áp xoay chiều đến 500V, tần số 50 Hz, loại mới Iđm đến 150A , điện áp một chiều tới 400V. Rơle không tác động tức thời theo trị dòng điện vì có quán tính nhiệt lớn phải có thời gian để phát nóng. Thời gian làm việc khoảng vài giây đến vài phút, nên không dùng để bảo vệ ngắn mạch được. Muốn bảo vệ ngắn mạch thường dùng kèm cầu chì. b/ Cấu tạo : c/ . Nguyên lý làm việc : Dựa trên tác dụng nhiệt của dòng điện, ngày nay sử dụng phổ biến rơle nhiệt có phiến kim loại kép, nguyên lý làm việc dựa trên sự giãn nở dài của hai kim loại khi bị đốt nóng. Phần tử cơ bản của rơle nhiệt là phiến kim loại kép cấu tạo từ hai tấm kim loại, một tấm hệ số giãn nở bé, một tấm có hệ số giãn nở lớn hơn. Hai tấm kim loại đợc ghép lại với nhau thành một tấm bằng phương pháp cán nóng hoặc hàn. Khi đốt nóng do dòng điện phiến kim loại cong về phía kim loại có hệ số giãn nở nhỏ hơn, có thể dùng trực tiếp cho dòng điện qua hay dây điện trở bao quanh. Để độ uốn cong lớn yêu cầu phiến kim loại phải có chiều dài lớn và mỏng. Nếu cần lực đẩy mạnh thì chế tạo tấm phiến rộng, dày và ngắn. 4.3/ Rơle thời gian : a/ Khái niệm : Rơle thời gian có chức năng định thời gian hoạt động của sơ đồ rơle bảo vệ, để chống tác động nhầm, đảm bảo yêu cầu chọn lọc cho các loại sơ đồ bảo vệ. b/ Cấu tạo : Phần tĩnh gồm : tiếp xúc tĩnh số 1, mạch từ và cuộn dây điện từ, bảng chỉnh định số 12. Cơ cấu thời gian gồm hệ thống trục và bánh răng truyền động, thanh hãm 4, lò xo 10, tiếp xúc động 11. Cơ cấu con lắc gồm bánh răng cóc hãm và quả rung số 3 có tác dụng làm cho tiếp xúc động 11 quay từ từ và đều. Tiếp điểm 6 và 7 để điều khiển đóng cắt không cần thời gian trễ. 1. Tiếp xúc tĩnh 2. Bánh răng truyền động 3. Cơ cấu con lắc 4. Thanh hãm 5. Con đội 6. Tiếp điểm thường đóng 7. Tiếp điểm thường mở 8. Lõi thép non 9. Cuộn dây điện từ 10. Lò xo 11. Tiếp xúc động 12. Bảng chỉnh định thời gian c/Nguyên lý làm việc : Khi cuộn dây điện từ số 9 có điện sẽ sinh ra lực điện hút lõi thép động số 8 tụt xuống, đa con đội 5 đè lên tiếp xúc động làm mở tiếp điểm thường đóng số 6 và đóng tiếp điểm thường mở số 7 (tiếp điểm đóng cắt không cần thời gian) đồng thời thanh hãm 4 được giải phóng tự do, cho nên khi lò xo 10 kéo bánh răng truyền động số 2 quay, làm cho toàn bộ cơ cấu thời gian và tiếp xúc động quay theo. Do có cơ cấu con lắc cho nên cơ cấu thời gian và tiếp xúc động 11 quay đều từ từ, cho đến khi tiếp xúc động 11 đóng vào tiếp xúc tĩnh số 1 thì mạch điều khiển được nối liền, làm cho cuộn dây rơle trung gian có điện, khởi động đóng tiếp điểm của nó, đa điện đi điều khiển cắt máy cắt và báo hiệu sự cố cho nhân viên vận hành biết. Chỉnh định thời gian tác động rơle bằng cách chỉnh định vị trí tiếp xúc tĩnh số 1 trên thang trị số 12. 4.4. Rơle bảo vệ công suất ngược . a/ Nguyên nhân gây ra hiện tượng công suất ngược. - Gián đoạn việc cung cấp dầu cho diezel, hỏng khớp nối giữa máy phát và động cơ truyền động hay hơi vào tuốc bin. - Đối với máy phát một chiều chuyển sang chế độ công tác động cơ còn do điện áp kích từ hay điện áp máy phát bị giảm, tức là sức điện động của máy phát nhỏ hơn điện áp trên thanh cái. b/ Hậu quả . - Làm cho các máy phát còn lại bị quá tải dẫn đến cắt toàn bộ các máy phát ra khỏi mạng. - Mức dầu bị gián đoạn (hoặc hỏng khớp nối), khi dầu có trở lại dẫn đến quá tốc của động cơ diezel. c/ Cách bảo vệ. - Bảo vệ công suất ngược cho máy phát đồng bộ phải có cảm biến chiều của công suất, phần tử đó gọi là bộ nhạy pha. - Trên tàu thuỷ thường được ứng dụng 2 loại rơle công suất ngược đó là rơle công suất ngược cảm ứng và rơle công suất ngược bán dẫn. 4.4.1 Rơle công suất ngược cảm ứng kí hiệu UM- 149. Cấu tạo rơle UM - 149 bao gồm các phần tử như sau. + Khung từ 1 và 2, trên khung từ 1 được quấn cuộn dòng 4 và lấy tín hiệu từ biên dòng của máy phát. Hình 5.5 Trên khung từ 2 được quấn cuộn áp 5 và lấy tín hiệu từ biến áp đo lường. Đĩa 3 bằng nhôm được cố định trên trụ quay có các gối đỡ. Tiếp điểm 8 được cố định cùng với trụ quay của đĩa nhôm 3, tiếp điểm 9 đặt cố định, khi đĩa nhôm 3 được quay theo một chiều nhất định tiếp điểm 8 và 9 được tiếp xúc. Đĩa nhôm 3 chỉ được quay theo hướng nhất định, hướng ngược lại bị hãm bằng chốt, nếu có hiện tượng công suất ngược I ngược pha 180o gọi là I' và FIÞFI' . + Muốn có từ trường quay ta phải tạo ra 2 từ thông FI và FU lệch pha nhau về không gian và thời gian. Hình 5.6. Sơ đồ vectơ của rơle UM – 149 + Từ sơ đồ vectơ ta có: Vectơ điện áp đưa vào cuộn áp 5, vectơ dòng đưa vào cuộn 4. Góc lệch pha giữa U và I, IU dòng chạy trong cuộn áp 5 . Do đó sự tổn hao nên vectơ F và I lệch nhau một góc nhỏ. Như vậy hai từ thông FI và FU lệch nhau một góc F. Sự lệch pha đó tạo ra từ trường quay và gây ra mômen quay trên đĩa nhôm 3 như sau: M1 = K.FI. FU.sinj + Khi từ chế độ máy phát chuyển sang chế độ động cơ thì vectơ dòng quay đi một góc 180o. Góc tạo thành giữa I' và vectơ U sẽ là 180o - j và góc tạo bởi FI và FU là 180o + j, lúc này mômen quay trên đĩa 3 như sau. M2 = K.FI'. FU.sin( 180o + j ) = - K.FI'. FU.sin j + Từ biểu thức trên ta rút ra kết luận: khi vectơ dòng quay đi một góc 180o (tương ứng với chế độ động cơ của máy phát) thì mômen quay gây ra trên đĩa nhôm 3 sẽ đổi dấu. + Đối với rơle UM- 149 muốn điều chỉnh mức công suất ngược hoạt động ta thay đổi số vòng dây của cuộn dòng. Còn muốn điều chỉnh thời gian hoạt động ta thay đổi khoảng cách giữa hai tiếp điểm 8 và 9. - Ưu nhược điểm: + Loại UM - 149 đơn giản dễ chế tạo, tuy nhiên nó làm việc không tốt ở môi trường tàu thuỷ vì rung lắc chấn động, hệ số phục hồi nhỏ. Hình 5.7 : Sơ đồ đấu rơle công suất ngược UM - 149. 4.4.2 Rơle bảo vệ công suất kiểu ngược điện tử: + Hiện nay trên các tàu đóng mới hầu hết được trang bị rơle công suất ngược điện tử. Phần tử quan trọng nhất của thiết bị này là bộ nhạy pha. Bộ nhạy pha Khuếch đại Trigơ Ura U ~ I ~ Us Us Hình 5.8 Phần tử nhạy pha cảm biến được chiều công suất và đưa tín hiệu đến bộ khuyếch đại sau đó tín hiệu được đưa đến trigơ Þ Ura. Giới thiệu rơle mRPz - 10 . + Tín hiệu từ bộ nhạy pha đưa đến khuyếch đại, sau khuyếch đại được đưa đến trigơ (trigơ chỉ công tác với xung âm hoặc xung dương). Nếu công tác với xung dương, khi có xung dương nó sẽ đóng mạch cấp điện áp cho cuộn hút của rơle thời gian và sau một thời gian trễ rơle thời gian sẽ đưa tín hiệu đến để cắt aptomat. Còn nếu nó công tác với xung âm, khi đó xung âm nó cũng thực hiện Hình 5.9 + Khi biến áp có điện trên cực ab và bc có Uab và Ubc bằng nhau về độ lớn và có chiều ngược nhau tại mọi thời điểm. Uab Ubc b Hình 5.10 + Đo tại thời điểm 1, 2 thì điện áp bằng không (f, g) nên tín hiệu ra trên h , i cũng bằng không. Từ cuộn thứ cấp của biến dòng ta đưa tín hiệu xuống R1, trên R1 sẽ có điện áp do dòng điện gây ra gọi là UR1, UR1 tạo với điện áp Uab và Ubc các góc khác nhau Ubc b Uab UT2 UT1 UR1 j Uab b Ubc UT1 UT2 UR1 j Hình 5.11 + Khi đó trên f và g xuất hiện điện áp f(+) và g(-) Þ rơle không hoạt động (trigơ không hoạt động). PHẦN 3: LẮP RÁP VÀ BẢO DƯỠNG KHÍ CỤ ĐIỆN I.ĐO ĐIỆN TRỞ CÁCH ĐIỆN VÀ TIÊU CHUẨN KIỂM TRA CÁCH ĐIỆN : - Người ta quy định tiêu chuẩn về giới hạn cho phép của điện trở cách điện, dưới giới hạn đó, không được dùng và phải có biện pháp xử lí. Đo điện trở cách điện của các mạch điện (mạch động lực, mạch nhị thứ) theo tiêu chuẩn đối với điện áp dưới 1000v phải thỏa mãn yêu cầu : Rcd≥ 0.5MΩ Đối với các khí cụ điện dùng trong sinh họat, yêu cầu điện trở cách điện của bối dây với vỏ kim loại không được bé hơn 1MΩ. - Điện trở của cuộn dây các thiết bị đóng cắt điện áp thấp (công tắc tơ, khởi động từ..v..v) được đo bằng mêgaom met 1000V cần phải có giá trị lớn hơn 2MΩ.Thực tế,điện trở cách điện đặt trong nhà khô ráo khong được bé hơn 5MΩ.- Điện trở cách điện của thanh dẫn được đo bằng mêgo met trên 500V÷1000V cần phải có giá trị lớn hơn 2MΩ.- Điện trở cách điện của tất cả các khí cụ điện của mạch nhị thứ nói chung phải lớn hơn 2MΩ,(đo bằng mêgom met 500÷1000V)- Đo điện trở cách điện được tiến hành trước khi đưa vào vận hành các thiết bị và khí cụ điện,sau khi sửa chữa và định kì sau 2 năm 1 lần. - Để đo điện trở cách điện ta tiến hành như sau : + Trước tiên xác định điện trở cách điện của mạch điện đối với vỏ,sau đó xác định điện trở cách điện của mạch này đối với mạch điện khác…v..v Để kiểm tra điện trở cách điện của cụm gồm các khí cụ điện đã được lắp đặt so với mass. Hình 1 : đầu tiên ta tháo cầu chì để đảm bảo khí cụ,thiết bị được đo không còn điện áp. Sau đó đóng tất cả các cầu dao điện, đưa vào mạch tất cả những khí cụ điện còn lại. Và để đo được 1 đầu của khí cụ điện nối với cực E của Mêgom met, còn đầu kia của thiết bi đo nối với masse. Quay tay ấn nút P (nếu máy có nút P) sau đó, ta đọc chỉ số ghi trên đồng hồ, nếu trị số này lớn hơn Rcd≥0.5MΩ thì nói chung cụm được cách điện tốt so với đất. Trong trường hợp điện trở cách điện nhỏ hơn giá trị nêu trên,ta phải đo điện trở cách điện của từng khí cụ điện riêng lẻ của từng mạch riêng lẻ, lúc đó ta sẽ tiến hành như hình 2và hình 3 II.LẮP ĐẶT,KIỂM TRA,VẬN HÀNH,BẢO QUẢN,BẢO DƯỠNG CÁC KHÍ CỤ ĐIỆN : 1.Lắp đặt kiểm tra khí cụ điện trong bảng điện : 1.1 Lắp đặt : - Các bảng điện kiểu hở có kích thước không lớn nên trọng lượng cũng nhẹ, bốn góc của bảng khoan bốn lỗ tròn để bắt bulông hoặc vít qua các lỗ vào tường hoặc cột nhà.Những bảng điện nặng hơn phải bắt vào khung thép chôn vào tường hay cột. - Các bảng điện của mạch thắp sáng đặt ở khu nhà dân dụng thường đặt trên tường cách mặt nền1,6m-2m.Ở những nơi sản xuất, các bảng điện thắp sáng đặt cao hơn mặt đất 1,5m-1,8m. - Ở những nơi sản xuất các bảng điện đều phải đặt trong tủ kim loại hoặc trong hộp kín bằng kim loại. - Các bảng điện phải được đặt sao cho có vị trí thằng đứng. Đặt các bảng điện trên tường gỗ thường được thực hiện trên các giá đỡ được bắt vào tường. - Khi đặt các thiết bị phân phối điện năng cho những nơi tiêu thụ nhiều ta dùng tủ phân phối. Các tủ thường có khung bằng thép định hình hoặc tôn uốn,còn phía trước bằng tôn dày 2mm. Các tủ điện có kích thước tùy theo yêu cầu. Khoảng cách giữa các thanh dẫn điện bé nhất là 100mm,từ mép trong tủ đến thanh dẫn điện bé nhất là 100mm. Thanh dẫn điện bằng đồng hay nhôm. Ba pha thường được sơn các màu khác nhau là : đỏ-vàng-xanh (A-B-C). Khí cụ điện đóng mở mạch hạ áp được lắp ở chiều cao thích hợp để thao tác nhẹ nhàng và thường tính từ mặt đất lên 1,4m-1,8m. Cầu chì nên lắp phía trước bảng để thay dễ dàng. Lưu ‎ý cầu chì hở không nên dùng. Khi lắp đặt các thiết bị điều chỉnh, biến trở, khởi động từ..vv.. phải kiểm tra xem xét các cuộn dây bên trong có bị đứt hay chập mạch hay không. Nếu cách điện không đạt phải đem sấy bằng dòng điện hay trong tủ sấy. Yêu cầu chính đối với việc lắp các thiết bị khởi động là làm sao bắt chặt và thẳng . Cần chú ý lắp thiết bị có máy đo, aptomat và các role bảo vệ vì chúng chỉ làm việc chắc chắn khi đặt thẳng đứng. 1.2.Kiểm tra :- Việc kiểm tra lắp bảng điện, tủ điện, từng thiết bị tự động và nhờ điều khiển nhờ cái "dò mạch" hay chuông theo sơ đồ lắp đã được kiểm tra trước. Trước khi kiểm tra cần phải tháo cáp liên hệ với bên ngòai và để hở mạch những liên hệ bên trong bảng mà có thể tạo thành mạch vòng với đèn thử. Sơ đồ lắp phải chính xác, việc lắp và kí hiệu thực tế phải phù hợp nhau. Khi kiểm tra lắp phải chú ý đến khối tiếp điểm của thiết bị : tiếp điểm thường đóng và thường mở của role. Vị trí các tiếp điểm phải tương ứng với sơ đồ ở tình trạng không có điện của thiết bị hoặc role. Khi thiết bị làm việc tương ứng các tiếp điểm phải chuyển mạch. Sau khi kiểm tra việc lắp phải đo điện trở cách điện các phần dẫn điện với masse,và giữa các mạch điều khiển, tín hiệu, đo lường và bảo vệ (dòng 1 chiều và xoay chiều) bằng megaom met như đã nêu. Cần lưu ý cách điện giữa các mạch điện áp và dòng điện trong công tơ, Walt met, không chịu được điện áp cao vì vậy trước khi đo mạch cần phải nối tắt. Các đầu ra của tụ điện và các dụng cụ bán dẫn cần đấu tắt trước khi đo. 2.Bảo quản, bảo dưỡng, kiểm tra, hiệu chỉnh và sửa chữa các khí cụ điện hạ áp : 2.1.Aptomat và khí cụ điện đặt trong tủ điện hạ áp : - Đối với các aptomat họat động trong các thiết bị điện được vận hành liên tục,hàng tháng nên tiến hành bảo dưỡng như sau : Kiểm tra làm sạch tiếp điểm chính, hộp dập tắt hồ quang. Kiểm tra làm sạch các chi tiết cách điện bằng giẻ tẩm xăng và giẻ khô.Không dùng các vật cứng để làm sạch. Kiểm tra làm sạch tiếp điểm phụ và tiếp điểm điều khiển Kiểm tra làm sạch mạch điều khiển,mạch tín hiệu và mạch tự động. Kiểm tra làm sạch, siết các bulông của đường dây dẫn điện đến các sứ bằng cờlê thích hợp tránh dùng kìm vặn. Thử đóng Aptomat bằng mạch tự động,hay bằng nút bấm điều khiển ở khỏang cách. Kiểm tra làm sạch cơ cấu đóng lắp lại tự động (nếu có),đồng thời kiểm tra khỏang thời gian mở và đóng lắp lại. Kiểm tra hành trình tiếp điểm động Kiểm tra bộ phận truyền động và áp lực lò xo. Ngoài ra phải làm thêm các yêu cầu khác tùy lọai. Bảo dưỡng và sửa chữa định kì hàng năm : thực hiện nội dung bảo dưỡng hàng tháng đồng thời tiến hành như sau : Thay thế những chi tiết bị hư hỏng. Tháo và làm sạch bộ dập tắt hồ quang. Đo và kiểm tra điện trở các cuộn dây duy trì,cuộn dây đóng và mở (nếu có) Thực hiện kiểm tra cách điện cầu dao. Lắp các bộ phận đã tháo ra để kiểm tra theo thứ tự ngược lại. Kiểm tra hành trình của tiếp điểm động. Xem xét và kiểm tra áp lực lò xo bằng lực kế. Điều chỉnh điện và cơ khí. Và làm theo yêu cầu riêng từng lọai.- Tủ đặt các khí cụ điện và tủ điều khiển gồm thì địng kì 3 tháng nên tiến hành các nội dung sau : Lau sạch các bộ phận của thiết bị khí cụ điện ở trong và ngòai tủ. Tất cả các chi tiết cách điện phải lau bằng giẻ tẩm xăng sau đó bằng giẻ khô,không dùng vật cứng để lau. Siết bulông lỏng bằng cờlê và quan sát xem bulông có bị nóng qua trong khi làm việc làm cho mau sac bị biến đổi.Làm sạch và kiểm tra tất cả cầu dao, cầu chi, khí cụ điều khiển, đo lường, bảo vệ, dây dẫn nối điện. Kiểm tra vành đai tiếp đất, dây dẫn nhánh đến vành đai này, làm sạch và siết lại bulông tiếp đất. Những phần tiếp xúc của cầu dao thao tác bằng tay phải làm sạch, phải kiểm tra các cơ cấu thao tác,hình dạng lưỡi, lò xo…. Kiểm tra trạng thái mở cửa tủ vì có một số khí cụ điện nằm trong những tủ có hệ thống liên động an tòan (khi đóng tủ là đưa mạch điện vào tủ, còn mở tủ là cắt mạch điện). Để thực hiện công tác an tòan trên chúng ta phải cắt các mạch điện đưa dến tủ. 2.2.Role điều khiển và bảo vệ :- Việc kiểm tra, hiệu chỉnh khí cụ điện đặc biệt là rơle có các bước : Bắt đầu xem xét rơle bằng việc quan sát bên ngòai,vỏ,kính,cặp chì nguyên vẹn.Có cặp chì của nhà chế tạo chứng tỏ việc hiệu chỉnh của nhà chế tạo không bị sai lệch.Khi mở nắp phải chú í chất lượng cũa đệm bảo vệ ngăn bụi vào rơle Tiến hành quan sát bên trong,lau sạch bụi,mạt kim lọai bằng bút lông bé hay kăn lau sạch, kiểm tra độ sạch của tiếp điểm sơn cách điện và chống ăn mòn tốt. Kiểm tra chất lượng mối hàn nhìn thấy được,kiểm tra sự bắt chặt của các vít và êcu bằng tuốc nơ vit và cờ lê. Quan sát momen lò xo, sửa chữa các chỗ vênh của lò xo. Hệ thống động của role phải xê dịch được tự do, không sát và vênh. Khi quay hoặc xê dịch hệ thống động phải cảm thấy chỉ có momen lò xo chống lại. Lò xo phải làm cho hệ thống động quay về vị trí ban đầu ngay sau khi dùng tay xê dịch nó đi 1 chút. Kiểm tra sự làm việc của các bộ phân hiệu chính trong đồng hồ đo lường. Bộ máy đồng hồ của role thời gian phải làm cho role tác động (đóng hay mở tiếp điểm)ở tất cả các trị số đã đặt.Giai đọan hiệu chỉnh thứ 2 là kiểm tra từng phần tử riêng biệt của thiết bị và role. Kiểm tra sự nguyên vẹn hoặc đo điện trở 1 chiều của cuộn dây. Đối với role nhiều cuộn dây, cần xác định đầu ra cùng cực tính của các cuộn dây, hệ số biến đổi của các biến áp phụ..v.v. Đo điện trở cách điện các phần dẫn điện so với vỏ và giữa các mạch riêng biệt bằng mêgomet kế. Giai đoạn cuối cùng là điều chỉnh.Điều chỉnh role để dảm bảo điều kiện chuyển mạch chính của các tiếp điểm.Điều kiện làm việc đúng là : Role tac động khi cho vào cuộn dây hay điện áp có trị số xác định(role,dòng điện, điện áp, trung gian, thời gian, tín hiệu….). III.MỘT VÀI HIỆN TƯỢNG HƯ HỎNG THÔNG THƯỜNG VÀ CÁCH SỬA CHỮA : Từ thực tế cho thấy dạng sự cố chủ yếu là cháy hỏng các tiếp điểm chính tĩnh, động và hư hỏng cuộn dây, trong đó hay hỏng nhất là các khởi động từ,rơle trung gian. Do điều kiện làm việc nặng nề ở các nhà máy chế tạo các khí cụ điện thường bị hư hỏng do các nguyên nhân sau : Việc điều khiển tự động truyền động điện trong hầu hết các máy công cụ được thực hiện theo hàm thời gian hay hàm hành trình,làm cho các khí cụ điện phải đóng ngắt trong điều kiện nặng nề và thường xuyên xuất hiện các quá trình quá độ trong chúng. Tần số đóng ngắt các khí cụ điện lớn làm chấn động và mau hỏng các cơ cấu cơ điện và lắp ghép. Môi trường xung quanh thường có bụi gang,bụi than, dầu mỡ, hơi nước, hơi axit, muối kiềm…..ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng làm việc và tuổi thọ của khí cụ điện. 1.Hiện tượng hư hỏng tiếp điểm :Nguyên nhân có thể : + Lựa chọn không đúng công suất khí cụ điện : chẳng hạn dòng điện định mức và tần số thao tác cho phép của khí cụ điện không đúng với thực tế..vv. + Lực ép trên các tiếp điểm không đủ. + Giá đỡ tiếp điểm không bằng phẳng, cong, vênh (nhất là đối với lọai tiếp điểm bắc cầu )..hoặc lắp ghép lệch. + Bề mặt tiếp điểm bị oxi hóa do xâm thực của môi trường làm việc. + Do hậu qua của việc xuất hiện dòng ngắn mạch một pha với đất,hoặc dòng ngắn mạch 2 pha phía sau công tắc tơ, khởi động từ…. Biện pháp sửa chữa :+ Lựa chọn khí cụ điệncho đúng công suất, dòng điện, điện áp và chế độ làm việc tương ứng. + Kiểm tra sửa chữa nắn thẳng độ bằng phẳng của giá đỡ tiếp điểm,điều chỉnh để khép trùng khít hòan tòan các tiếp điểm động và tĩnh của các bộ khống chế,công tắc tơ, khởi động từ, role….. + Kiểm tra lai lò xo của tiếp điểm động xem có bị méo, biến dạng hay đặt lệch khỏi cốt giữ không. Phải điều chỉnh đúng lực ép tiếp điểm (có thể kiểm tra bằng lực kế). + Thay thế bằng tiếp điểm dự phòng khi kiểm tra thấy tiếp điểm bị mòn gần hết hoặc cháy hỏng nặng.Đặc biệt trong trường hợp làm việc có đảo chiều hay hãm ngược các tiếp điểm thương nhanh chóng bị hư mòn. Thông thường tiếp điểm động mau mòn hơn tiếp điểm tĩnh. 2.Hư hỏng cuộn dây :Nguyên nhân có thể + Ngắn mạch cục bộ giữa các vòng dây do cách điện xấu. + Ngắn mạch giữa các dây dẫn do chất lượng cách điện xấu hoặc ngắn mạch giữa dây dẫn và các vòng dây quấn của cuộn dây do đặt giao nhau không có lót cách điện. +Đứt dây quấn. + Điệm áp tăng cao qua điện áp định mức của cuộn dây.  + Cách điện của cuộn dây bi hỏng do va đập cơ khí. + Các điện của cuộn dây bị phá hủy do cuộn dây quá nóng hoặc vì tính toán thông số quấn lại cuộn dây không đúng,hoặc điện áp cuộn dây bi nâng cao quá, hoặc lõi thép hút không hòan tòan, hoặc điều chỉnh không đúng hành trình lõi thép. + Do muối dầu,khí hóa chất…xâm thực của môi trường bên ngòai làm thủng cách điện của vòng dây. Biện pháp sửa chữa :+ Kiểm tra và lọai trừ các nguyên nhân bên ngòai gây hư hỏng cuộn dây và quấn lại cuộn dây theo mẫu hoặc tính tóan lại cuộn dây đúng với điện áp và công suất tiêu thụ yêu cầu. + Khi quấn lại cuộn dây cần đảm bảo công nghệ sửa chữa đúng kỹ thuật vì đó là 1 yếu tố quan trọng để đảm bảo độ bền và tuổi thọ cuộn dây. 3.Hiện tượng hư hỏng cầu chì ống và cầu dao đóng ngắt bằng tay : Nguyên nhân hư hỏng thường là do đặt dây chảy sai quy cách (lớn quá),khi bị cháy đứt, không khí bên trong ống tăng nhanh chóng gây áp lực đấy hồ quang ra thành ống làm cháy ống phíp, hoặc làm hỏng cách điện đế nhựa hoặc đế bằng đá của cầu dao.Ngòai ra cũng còn do chất lượng chế tạo của nhà chế tạo.Việc sử dụng đúng kỹ thuật cũng rất cần thiết,chẳng hạn phải vặn chặt nắp của cầu chì ống,đóng mở dứt khóat cầu dao….