Bài giảng Thực hành cung cấp điện và giải tích mạng - ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Nam Định

Chia sẻ: Mucnang222 Mucnang222 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:151

Thêm vào BST

Báo xấu

43
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Môn học hành Cung cấp điện và giải tích mạng sẽ trang bị cho sinh viên những kiến thức cơ bản và trau dồi những kỹ năng cần thiết về lắp đặt, kiểm tra sửa chữa, vận hành và tính toán, thiết kế mô phỏng hệ thống cung cấp mạng điện. Học tốt môn học, sinh viên có thể tự mình giải quyết các vấn đề thực tiễn luôn gắn với một công nhân hoặc cán bộ kỹ thuật điều khiển – tự động hóa, đó là việc tính toán, thiết kế mô phỏng và lắp đặt hệ thống cung cấp mạng điện.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Thực hành cung cấp điện và giải tích mạng - ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Nam Định

LỜI NÓI ĐẦU Tập bài giảng Thực hành Cung cấp điện và giải tích mạng là tài liệu chính của môn học “Thực hành Cung cấp điện và giải tích mạng”. Môn học hành Cung cấp điện và giải tích mạng sẽ trang bị cho sinh viên những kiến thức cơ bản và trau dồi những kỹ năng cần thiết về lắp đặt, kiểm tra sửa chữa, vận hành và tính toán, thiết kế mô phỏng hệ thống cung cấp mạng điện. Học tốt môn học, sinh viên có thể tự mình giải quyết các vấn đề thực tiễn luôn gắn với một công nhân hoặc cán bộ kỹ thuật điều khiển – tự động hóa, đó là việc tính toán, thiết kế mô phỏng và lắp đặt hệ thống cung cấp mạng điện. Sinh viên sẽ hoàn toàn tự tin khi tiếp cận với thực tiễn. Với mục tiêu là cung cấp một cách đầy đủ nhất các kiến thức cần thiết cho các sinh viên khi thực hành, tâ ̣p bài giảng được trình bày một cách cô đọng, dễ hiểu, cố gắng chắt lọc các kiến thức cần thiết. Sinh viên muốn tìm hiểu thêm có thể tìm đọc trong các tài liệu liên quan. Với mong muốn các sinh viên phải cố gắng, nghiêm túc trong khi thực hành, các bài thực hành có những yêu cầu rất cao. Để thực hiện và hoàn thành tốt trong thời gian giới hạn, ngoài những nỗ lực cá nhân, các sinh viên phải có tinh thần làm việc tập thể, phân công công việc từng cá nhân trong nhóm hợp lý. Đó chính là tác phong công nghiệp của những sinh viên ngành điện. Tập bài giảng có thể được chỉnh sửa bổ sung cho phù hợp với thực tế và cập nhật các kiến thức mới phù hợp với sự phát triển của khoa học kỹ thuật và công nghệ. Mặc dù đã có nhiều cố gắng song với thời lượng biên soạn ngắn nên khó thể tránh được những thiếu sót. Mọi góp ý xin vui lòng gửi về Bộ môn Kỹ thuật Điều khiển-khoa Điện- Điện tử, trường Đại học SPKT Nam Định. Các tác giả i
Mục lục LỜI NÓI ĐẦU ......................................................................................................... I BÀI 1: TRẠM BIẾN ÁP PHÂN XƯỞNG ............................................................... 3 BÀI 2: LẮP ĐẶT TỦ PHÂN PHỐI, TỦ ĐỘNG LỰC, TỦ ĐO LƯỜNG ............... 29 BÀI 3: LẮP ĐẶT HỆ THỐNG BÙ VÀ ĐIỀU CHỈNH DUNG LƯỢNG BÙ ......... 43 BÀI 4: LẮP ĐẶT HỆ THỐNG ĐIỆN PHÂN XƯỞNG ......................................... 60 BÀI 5: KHẢO SÁT MẠCH ĐIỆN BẰNG PHẦN MỀM MATLAB ...................... 73 BÀI 6: KHẢO SÁT MẠCH ĐIỆN BẰNG PHẦN MỀM POWERWORLD ........... 99 BÀI 7: KHẢO SÁT MẠCH ĐIỆN BẰNG PHẦN MỀM KHÁC .......................... 125 BÀI 8: THAM QUAN THỰC TẾ ..................... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED . ii
BÀI 1: TRẠM BIẾN ÁP PHÂN XƯỞNG I. Mục tiêu học tập 1.Kiến thức - Phân tích được sơ đồ nối dây mạng điện trạm biến áp phân xưởng. - Hiểu được quy trình lắp ráp các phần tử thuộc tủ hạ thế của trạm biến áp phân xưởng 2. Kỹ năng - Thao tác lắp ráp, hiê ̣u chỉnh và vâ ̣n hành các phần tử thuộc tụ hạ thế của trạm biến áp 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 bảo an toàn cho người và thiết bị. II. Lý thuyết liên quan. 1. Đặc điểm trạm biến áp phân xưởng Trong lưới điện quốc gia có nhiều cấp điện áp khác nhau để truyền tải điện năng đi xa từ nhà máy điện đến nơi tiêu thụ thì phải thông qua trạm biến áp. Trạm biến áp là một công trình để chuyển đổi điện áp từ cấp này sang cấp điện áp khác, trạm biến áp được phân loại theo điện áp, theo địa dư. Theo điện áp, trạm biến áp có thể là trạm tăng áp, cũng có thể là trạm hạ áp hay là trạm trung gian. Trạm tăng áp thường đặt ở nhà máy điện, làm nhiệm vụ tăng điện áp từ máy phát lên điện áp cao hơn để truyền tải điện năng đi xa. Trạm hạ áp thường đặt ở các hộ tiêu thụ, để biến đổi điện áp cao xuống điện áp thấp hơn thích hợp với các hộ tiêu thụ, để biến đổi điện áp cao xuống điện áp thấp hơn thích hợp với các hộ tiêu thụ điện. Trạm biến áp trung gian chỉ làm nhiệm vụ liên lạc giữa hai lưới điện có cấp điện áp khác nhau. - Trạm biến áp trung gian: Làm nhiệm vụ biến đổi điện áp (35÷220) kV của hệ thống điện thành điện áp phân phối (6÷10) kV của mạng điện xí nghiệp. Thông thường các xí nghiệp lớn mới có trạm biến áp trung gian riêng còn các xí nghiệp trung bình thì lấy điện từ mạng điện thành phố (6÷10) kV hoặc từ trạm biến áp khu vực hoặc từ trạm điện áp khu vực. trạm biến áp khu vực cũng làm nhiệm vụ như trạm trung gian tức là 3
biến đổi điện áp (35÷220) kV thành điện áp (6÷10) kV để cung cấp cho một khu vực kinh tế. - Trạm biến áp phân xưởng làm nhiệm vụ biến đổi điện áp (6÷10) kV của mạng phân phối trong xí nghiệp thành điện áp 380/220 V hoặc 220/127 V của mạng phân xưởng. Trạm phân phối: Trạm phân phối không làm nhiệm vụ biến đổi điện áp mà chỉ làm nhiệm vụ phân phối điện năng ở một cấp điện áp (thường 6÷35 kV). Trạm ngoài phân xưởng có thể đặt cách các phân xưởng (10÷30) m. Kiểu trạm này thường được dùng trong trường hợp các phân xưởng có chất dễ nổ, dễ cháy, diện tích phân xưởng quá bé, phụ tải phân tán hoặc khi nhiều phân xưởng dùng chung một trạm biến áp.Trạm kề phân xưởng là trạm có một hoặc hai mặt tường chung với tường của phân xưởng loại trạm này do thuận tiện và kinh tế nên được sử dụng rộng rãi. Trạm trong phân xưởng là trạm biến áp nằm hẳn trong phân xưởng. Loại trạm này được dùng khi phụ tải phân xưởng lớn, cần đưa MBA vào gần trung tâm phụ tải cho kinh tế. Nhược điểm của nó là việc phòng nổ, phòng cháy gặp khó khăn. Ngoài ra còn có các hình thức xây dựng khác như trạm treo trên cột dùng cho các MBA có công suất nhỏ, trạm ngoài trời... 2. Sơ đồ nối dây trạm biến áp phân xưởng Sơ đồ nối dây của trạm hợp lý hay không có ảnh hưởng trực tiếp đến độ tin cậy cung cấp điện. Sơ đồ nối dây cần phải đảm bảo các yêu cầu sau: - Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện theo từng loại phụ tải. - Nối dây rõ ràng, thuận tiện trong vận hành và sử lý sự cố. - Đảm bảo an toàn cho nhân viên vận hành. - Đảm bảo các điều kiện an toàn khi sửa chữa. - Có khả năng phát triển. - Hợp lý về mặt kinh tế, trên cơ sở đảm bảo các yêu cầu trên. 4
®¦êng d©y 10kv(TC 22) 3AC - 50 chèng sÐt van 10kv r 4  r  4 kwh bi1 a a a bi2 tñ ph©n phèi chuyÓn m¹ch ®o ®iÖn ¸p v at ®iÖn h¹ thÕ t®-0,4kv/100a a1 a2 gz-0,6kv Lé No1 chèng sÐt h¹ thÕ Lé No2 (§ãng më dµn van) r 4 (CÊp ®iÖn nhµ qu¶n lý) r  4 Hình 1.1: Sơ đồ nối dây của trạm biến áp phân xưởng 5
Giới thiệu các thiết bị trên sơ đồ Phía cao áp có đặt: dao cách ly, cầu chì tự rơi và chống sét van (lưu ý vị trí đặt chống sét van) Phía hạ áp đặt tủ phân phối hạ thế tổng Chức năng nhiệm vụ các thiết bị: Dao cách ly: làm nhiệm vụ cách ly giữa đường dây trung áp và trạm biến áp phục vụ cho việc kiểm tra, bảo dưỡng, sửa chữa thay thế các thiết bị trong trạm biến áp như máy biến áp, chống sét van, cầu chì, cáp tổng, hệ thống tiếp địa. Tủ hạ thế có nhiệm vụ điều phối, giám sát và cung cấp điện cho hộ tiêu thụ * Bắt đầu cung cấp điện. - Đóng dao cách ly của thiết bị chống sét. - Đóng hoặc cắt dao cách ly của đường dây vào trạm ở phía cao áp tùy theo phương thức vận hành là trạm lấy điện từ cả 2 nguồn hoặc một nguồn. Đóng dao cách ly ở 2 phía của cả 2 máy cắt liên lạc ở phía cao áp và hạ thế của MBA. Đóng hoặc cắt các dao cách ly, nối với hệ thống thanh cái kép ở phía hạ thế của MBA tùy theo phương thức vận hành. -Đóng hoặc không đóng cadcs máy cắt liên lạc ở phía cao thế, phía hạ thế của MBA, tùy theo phương thức vận hành. -Đóng dao cách ly, máy cắt cao thế của MBA. -Đóng máy cắt hạ thế của MBA (Trong trường hợp này có thể đóng đồng thời cả hai máy cắt cao và hạ thế MBA ). -Đóng các máy cắt của đường dây đi qua. * Khi ngừng cung cấp điện -Cắt các máy cắt của các đường dây dẫn điện đến các phụ tải ở phía thứ cấp MBA. -Cắt máy cắt hạ thế, máy cắt cao thế (hoặc cắt đòng thời ) của MBA. -Cắt dao cách ly của đường dây vào trạm. * Đóng MBA vào vận hành. Việc đóng MBA vào vận hành được tiến hành như sau: Đầu tiên phải đóng dao cách ly phía đầu vào và đầu ra của MBA rồi mới đóng máy cắt. * Cắt máy biến áp. Cắt MBA trình tự thao tác ngược lại so với trường hợp đóng MBA vào làm việc, nhưng trong trường hợp này phải lưu ý. Vì đây là trạm cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ điện loại I và loại II, có yêu cầu cung cấp điện liên tục nên nếu trước đó 1 máy ở 6
chế độ dự phòng nguội (Không đóng điện) thì phải kiểm tra và đóng máy đó vào trước rồi mới được cắt MBA đang làm việc ra. Nếu cả hai MBA trước đó đều mang tải thì cần phải xem xét, thao tác sao cho khi cắt một máy ra thì máy còn lại không bị quá tải quá mức cho phép. Nếu cắt MBA ra để tiến hành bảo dưỡng, sửa chữa phải tháo điện áp tàn dư trên cuộn dây của MBA trước khi tiến hành bảo dưỡng sửa chữa. Chống sét van: làm nhiệm vụ chống sét đánh từ ngoài đường dây trên không truyền vào trạm. Cầu chì tự rơi: bảo vệ ngắn mạch cho mạng điện Cáp tổng: Làm nhiệm vụ dẫn điện từ máy biến áp vào tủ phân phối hạ áp (cũng có thể dùng thanh cái thay cho cáp tổng). Tủ phân phối hạ thế lấy điện từ trạm biến áp và cấp điện trực tiếp cho phụ tải hạ áp Hệ thống nối đất: làm 3 chức năng nối đất an toàn, nối đất làm việc, nối đất chống sét. 3. Các phần tử cao áp 3.1 Cầu chì tự rơi Cầu chì tự rơi có hai chức năng chính vừa làm nhiệm vụ bảo vệ vừa làm nhiệm vụ cách ly (khi dây chảy đứt cầu chì tự bật ra và làm nhiệm vụ của dao cách ly). Thao tác đóng cắt cầu chì tự rơi được thực hiện theo từng pha bằng sào cách điện thao tác bằng tay. Việc lắp đặt cầu chì tự rơi thực hiện tương tự như lắp đặt dao cách ly với kích thước lắp đặt cho trên bảng thông số và hình vẽ. Hình 1.2 : Ký hiệu và hình dáng cầu chì tự rơi 3.2. Máy cắt. Máy cắt điện là một loại khí cụ điện cao áp, dùng để đóng cắt mạch điện cao áp tại chỗ hoặc từ xa, khi lưới điện đang vận hành bình thường, không bình thường, hoặc khi bị sự cố ngắn mạch trong hệ thống điện. 7
Hình 1.3 : Ký hiệu và hình dáng máy cắt * Phân loại máy cắt điện: + Phân loại theo cấu tạo: Máy cắt một buồng dập hồ quang và máy cắt nhiều buồng dập hồ quang trên cùng một pha. Máy cắt có lò xo tích năng và máy cắt không có lò xo tích năng. + Phân loại theo vị trí lắp đặt: Máy cắt lắp đặt trong nhà. Máy cắt lắp đặt ngoài trời, phải chịu khí hậu khắc nghiệt, chống được ăn mòn hoá học. + Phân loại theo phương pháp dập tắt hồ quang: - Máy cắt điện nhiều dầu không có buồng dập tắt hồ quang. Máy cắt điện nhiều dầu có buồng dập tắt hồ quang. - Máy cắt điện ít dầu - Máy cắt điện không khí - Máy cắt điện khí SF6 - Máy cắt điện tự sinh khí - Máy cắt điện chân không - Máy cắt điện từ (dập tắt hồ quang bằng từ trường). * Các yêu cầu kỹ thuật cơ bản của máy cắt điện: Máy cắt điện phải có khả năng cắt lớn, thời gian cắt bé (cắt nhanh) tránh được hồ quang cháy phục hồi. Độ tin cậy cao: khi đóng cắt không được gây cháy nổ và các hư hỏng khác. Tuổi thọ cao, số lần đóng cắt nhiều 8
Kích thước gọn, trọng lượng nhẹ, kết cấu đơn giản, dễ lắp đặt, dễ vận hành, giá thành hợp 3.3. Dao cách ly * Công dụng : Dao cách ly là một loại khí cụ điện cao áp, được sử dụng để đóng cắt mạch điện cao áp khi không có điện, tạo ra khoảng cắt an toàn trông thấy được giữa các bộ phận mang điện và bộ phận đã cắt điện. Khi cần kiểm tra sữa chữa, bảo dưỡng bộ phận không mang điện. Trong điều kiện nhất định có thể dùng dao cách ly đóng cắt đường dây hoặc máy biến áp không mang tải công suất nhỏ, hoặc đóng cắt mạch điện đẳng thế để đổi nối phương thức kết dây của sơ đồ. Vì dao cách ly không có bộ phận dập tắt hồ quang cho nên nghiêm cấm dùng dao cách ly đóng cắt mạch điện mang tải. DCL Hình 1.4 : Ký hiệu và hình dáng daao cách ly * Yêu cầu kỹ thuật đối với dao cách ly: Dao cách ly phải làm việc tin cậy, tiếp xúc phải đảm bảo chắc chắn. Phải đảm bảo ổn định động và ổn định nhiệt khi có dòng điện ngắn mạch cực đại chạy qua. Kết cấu dao cách ly phải gọn nhẹ, đơn giản, dễ lắp đặt, dễ thao tác, phải liên động với máy cắt để dao cách ly đã cắt điện và chỉ đóng được cách ly trước khi đóng điện cho máy cắt. Khoảng cách giữa các lưỡi dao sau khi cắt hết hành trình phải đủ lớn, để đảm bảo không bị phóng điện khi có xung điện áp. * Phân loại: Phân loại theo vị trí lắp đặt có dao cách ly lắp đặt trong nhà và dao cách ly lắp đặt ngoài trời. ở cùng cấp điện áp vận hành thì yêu cầu kỹ thuật của dao cách ly ngoài trời cao hơn, vì dao cách ly ngoài trời phải chịu được tác động của môi trường khắc nghiệt như mưa, nắng, bức xạ, tác nhân hoá học, bụi bẩn ... Phân loại theo cấu tạo: 9
- Loại dao cách ly có lưỡi dao tiếp đất và dao cách ly không có lưỡi dao tiếp đất. - Loại dao cách ly có lưỡi dao động quay trên mặt phẳng ngang và loại dao cách ly có lưỡĩ dao động quay trên mặt phẳng thẳng đứng. - Loại dao cách ly có bộ liên động lắp kèm với máy cắt và cách ly không có bộ liên động (cách ly phân đoạn). 3.3. Chống sét van Chống sét van là một loại thiết bị điện cao áp được sử dụng để bảo vệ chống sét xâm nhập từ đường dây vào trạm biến áp hoặc nhà máy điện, chống quá điện áp cho trạm biến áp và nhà máy điện. Hình 1.5 : Ký hiệu và hình dáng chống xét van Cấu tạo chính của loại chống sét van này là điện trở vilit và khe dập hồ quang. Hai bộ phận này đặt nối tiếp nhau, dòng sét qua khe dập tia lửa qua điện trở vilit xuống đất. Khi đặt điện áp vào điện trở là điện áp lới (Uvh ≈ Uđm) thì điện trở vilit có điện trở rất lớn (Rvl ≈ ∞ ) ngăn không cho dòng tải trên đường dây tháo xuống đất. Khi đặt lên điện trở là điện áp sét, có trị số rất lớn thì điện trở vilit tự động giảm về gần bằng không. Mỗi khe hở dập hồ quang gồm hai đĩa đồng mỏng dập định hình ép vào tấm mica dày từ (0.5-1)mm dạng hình vàng khăn nh hình vẽ, chính tấm mica này tạo nên khe dập tia lửa hồ quang. 4. Tủ phân phối hạ thế 4.1 Sơ đồ nguyên lý tủ phân phối hạ thế Tủ phân phối hạ thế trạm biến áp phân xưởng làm nhiệm vụ nhận điện từ thứ cấp máy biến áp và phân phối đi các phụ tải. Trong tủ có đặt các thiết bị đo đếm để theo dõi dòng điện, điện áp, tần số, hệ số công suất, điện năng tiêu thụ và công suất phản kháng của hộ tiêu thụ. 10
Sơ đồ nguyên lý tủ phân phối hạ thế (hình 4.1). kwh bi1 a a a bi2 tñ ph©n phèi chuyÓn m¹ch ®o ®iÖn ¸p v at ®iÖn h¹ thÕ t®-0,4kv/100a a1 a2 gz-0,6kv Lé No1 chèng sÐt h¹ thÕ Lé No2 (§ãng më dµn van) r  4 (CÊp ®iÖn nhµ qu¶n lý) r 4  Hình 1.6 : Sơ đồ nguyên lý tủ phân phối hạ thế Chức năng các thiết bị: - Cáp tổng: nhận điện từ máy biến áp và cấp điện cho aptomat tổng - Đồng hồ Volt: đo điện áp dây, điện áp pha - Đồng hồ Ampe: đo dòng điện các pha - Đồng hồ hữu công: đo điện năng tiêu thụ - Đồng hồ vô công: đo điện năng phản kháng - Biến dòng điện: cung cấp nguồn dòng điện cho các đồng hồ đo (đồng hồ đo dòng và đồng hồ đo đếm điện năng tác dụng, phản kháng). - Thanh cái: nhận điện từ Aptomat tổng và phân phối điện cho các aptomat nhánh - Aptomat tổng: đóng cắt, bảo vệ toàn mạng điện - Aptomat nhánh: đóng cắt bảo vệ từng phụ tải. 4.2 Áp tô mát: * Công dụng: - Aptomat là một thiết bị bảo vệ đa năng, tùy theo cấu tạo của Aptomat có thể bảo vệ sự cố ngắn mạch, sự cố quá tải, sự cố dòng điện dò, sự cố quá áp... 11
Trong thực tế người ta dùng phổ biến là Aptomat bảo vệ sự cố ngắn mạch, trong công nghiệp để bảo vệ sự cố ngắn mạch và sự cố quá tải cho các động cơ điện ngưởi ta còn tích hợp thêm Rơ le nhiệt vào Áp tô mát. - Trong dân dụng, để tránh sự cố điện giật nguy hiểm cho tính mạng con người, người ta thường trang bị cho hệ thống điện trong nhà Aptomat bảo vệ sự cố dòng điện dò ( Aptomat chống giật). * Ký hiệu Hình 1.7: Ký hiệu Aptomat 1 pha và 3 pha * Cấu tạo: Hình 1.8: Cấu tạo và hình dáng thực tế của Aptomat 1 pha 1.móc răng 2.tay thao tác đóng cắt 3.Gối đỡ 4.phần ứng 5.Móc hãm 6. Lo xo kéo 7. Tiếp điểm dập hồ quang 8. Rơ le dòng điện * Nguyên lý hoạt động Ở trạng thái thường sau khi đóng điện, Aptomat được giữ ở trạng thái đóng tiếp điểm nhờ móc răng (1) khớp với cần răng (5) cùng một cụm với tiếp điểm động trên hình vẽ : khi có hiện tượng quá tải hay ngắn mạch, nam châm (10) (cuộn dây, lõi từ) sẽ hút phần ứng (4) xống làm nhả móc (1) cầu (5) được tự do, kết quả là các tiếp điểm của Aptomat được mở ra dưới tác dụng của lực lò xo (6), mạch điện bị ngắt * Phân loại - Theo kết cấu chia làm ba loại : Aptomat 1 cực, 2 cực, 3 cực 12
- Theo thời gian tác động - Tác động tức thời ( nhanh ) - Tác động không đồng thời - Theo công dụng bảo vệ: Aptomat cực đại theo dòng điện, Aptomat cực tiểu theo điện áp, Aptomat dòng điện ngược... - Trong một vài trường hợp có yêu cầu bảo vệ tổng hợp ( cực đại theo dòng điện và cực tiểu theo điện áp ) người ta có loại Aptomat vạn năng. * Thông số kỹ thuật - Điện áp định mức của tiếp điểm chính Uđmtđchính - Dòng điện định mức tiếp điểm chính Iđmtđchính - Tần số lưới điện tiếp điểm chính f - Điện áp định mức của tiếp điểm phụ Uđmtđphụ - Dòng điện định mức của tiếp điểm phụ Iđmtđphụ Tùy theo từng loại Aptomat có các thông số kỹ thuật cụ thể khác nhau (chọn loại nào thì tra trong sổ tay các thông số của loại đó). 4.3 Cầu chì: * Công dụng: -. Cầu chì là loại khí cụ điện bảo vệ phổ biến và đơn giản nhất được dùng để bảo vệ cho thiết bị và mạng điện - Trường hợp mạch điện bị quá tải lớn và dài hạn cầu chì cũng có tác động, nhưng không nên phát huy tính năng của cầu chì vì khi đó thiết bị sẽ giảm tuổi thọ, ảnh hưởng nghiêm trọng đến đường dây. * Phân loại: - Loại hở - Loại vặn - Loại hộp - Loại kín không có chất nhồi - Loại kín có chất nhồi 13
* Ký hiệu: Hình 1.9: Ký hiệu cầu chì * Cấu tạo: Vị trí đấu dây Chất nhồi Thông số Vị trí tiếp xúc Vỏ bảo vệ a) Dây chì b) Giá lắp dây chì Hình 1.10: Hình ảnh thực tế của cầu chì * Nguyên lý làm việc: - Dòng điện trong mạch đi qua dây chảy sẽ làm dây chảy nóng lên theo định luật Joule – Lenz. Nếu dòng qua mạch bình thường, nhiệt lượng sin ra còn trong phạm vi chịu đựng của dây chảy thì mạch hoạt động bình thường. -Khi ngắn mạch(hoặc bị quá tải lớn) dòng điện tăng rất cao, nhiệt lượng sinh ra sẽ .làm dây chảy bị đứt và mạch điện bị cắt, thiết bị được bảo vệ. Trị số dòng điện chảy bị đứt được gọi dòng điện giới hạn, dòng điện giới hạn phải lớn hơn dòng điện định mức để dây chảy không bị đứt khi làm việc ở chế độ định mức. Thông thường có thể chọn dòng điện của dây chảy như sau: Đối với dây chảy cầu chì Igh= (1,25 – 1,45)Iđm Đối với dây chảy hợp kim thiếc: Igh= 1,25Iđm Đối với dây chảy đồng Igh=(1,6 – 2,0)Iđm 4.4 Máy biến dòng TI * Chức năng, đặc điểm: - Máy biến dòng điện cũng giống như một máy biến áp cách ly thông thường gồm có lõi thép được ghép từ các lá thép kỹ thuật điện, hai cuộn dây quấn sơ cấp và thứ cấp đặt trên lõi thép. 14
Hình 1.11: Biến dòng BI - Cuộn dây sơ cấp được quấn rất ít vòng thường chỉ được quấn một vòng dây. Dây quấn sơ cấp có tiết diện rất lớn do máy phải làm việc ở điều kiện gần như ngắn mạch. - Điểm đặc biệt của máy biến dòng nằm ở tiết diện và số vòng dây quấn cuộn sơ cấp và thứ cấp. - Đường kính dây quấn sơ cấp phụ thuộc vào cấp công suất của máy biến dòng; máy biến dòng có công suất càng lớn thì đường kính dây quấn sơ cấp càng lớn.Dây quấn thứ cấp của máy biến dòng có tiết diện nhỏ và có rất nhiều vòng . - Hình dạng bên ngoài của máy biến dòng điện thường là hình tròn . Vì có dạng hình tròn kín nên thông thường máy biến dòng được lắp trong lúc lắp đặt mạng điện. * Nguyên lý hoạt động - Máy biến dòng thường xuyên hoạt động ở tình trạng gần như ngắn mạch. Do đó, một điều rất quan trọng khi sử dụng máy là không được phép để máy hoạt động ở chế độ không tải vì điện áp không tải phía thứ cấp của máy biến dòng điện rất lớn có thể gây hỏng lớp cách điện dẩn đến phá huỷ máy. - Trạng thái làm việc của máy biến dòng ở trạng thái ngắn mạch vì chúng làm việc với các thiết bị có tổng trở rất nhỏ (Ampre kế, cuộn dòng Wat kế, cuộn dòng rơle bảo vệ . . .). * Thông số của biến dòng BI - Số lõi. - Dòng thứ cấp danh định. - Loại cách điện, vị trí lắp - Số tỷ số biến dòng - Cấp chính xác cho bảo vệ 15
- Cuộn dây sơ cấp (số pha) 4.5 Ampe kế: * Chức năng, đặc điểm Ampe kế là dụng cụ đo cường độ dòng điện được mắc nối tiếp trong mạch. Ampe kế dùng để đo dòng rất nhỏ cỡ miliampe gọi là miliampe kế. Tên của dụng cụ đo lường này được đặt theo đơn vị đo cường độ dòng điện là ampe. Hình 1.12: Cấu tạo đồng hồ Ampe kế từ điện 1: nam châm. 2: lò xo xoắn. 3: chốt giữ lò xo. 4: thước hình cung. 5: cuộn dây dẫn điện. 6: kim. * Nguyên lý làm việc: - Khi dòng điện một chiều chạy qua cuộn dây, dòng điện chịu lực tác động của từ trường (do các điện tích chuyển động bên trong dây dẫn chịu lực Lorentz) và bị kéo quay về một phía, xoắn lò xo, và quay kim. Vị trí của đầu kim trên thước đo tương ứng với cường độ dòng điện qua cuộn dây. Các ampe kế thực tế có thêm cơ chế để làm tắt nhanh dao động của kim khi cường độ dòng điện thay đổi, để cho kim quay nhẹ nhàng theo sự thay đổi của dòng điện mà không bị rung. Một cơ chế giảm dao động được dùng là ứng dụng sự chuyển hóa năng lượng dao động sang nhiệt năng nhờ dòng điện Foucault. Cuộn dây được gắn cùng một đĩa kim loại nằm trong từ trường của nam châm. Mọi dao động của cuộn dây và đĩa sinh ra dòng Foucault trong đĩa. Dòng này làm nóng đĩa lên, tiêu hao năng lượng dao động và dập tắt dao động. - Để giảm điện trở của ampe kế, cuộn dây trong nó được làm rất nhỏ. Cuộn dây đó chỉ chịu được dòng điện yếu, nếu không cuộn dây sẽ bị cháy. Để đo dòng điện lớn, 16
người ta mắc song song với cuộn dây này một điện trở nhỏ hơn, gọi là shunt, để chia sẻ bớt dòng điện. Các thang đo cường độ dòng điện khác nhau ứng với các điện trở shunt khác nhau. Trong các ampe kế truyền thống, các điện trở shunt được thiết kế để cường độ dòng điện tối đa qua cuộn dây không quá 50mA. - Việc đọc kết quả do kim chỉ trên thước có thể sai sót nếu nhìn lệch. Một số ampe kế lắp thêm gương tạo ra ảnh của kim nằm sau thước đo. Với ampe kế loại này, kết quả đo chính xác được đọc khi nhìn thấy ảnh của kim nằm trùng với kim. 4.6 Vôn kế: * Chức năng, đặc điểm Vôn kế là dụng cụ đo điện dùng để đo hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch (hoặc các dụng cụ điện như đèn...). Các Vôn kế có thể được cấu tạo từ một gavanô kế, hiển thị số liệu trên một dải liên tục thông qua một kim chỉ trên thang đo; hoặc ở dạng số không liên tục trên màn hiển thị, thông qua bộ biến đổi tương tự sang số hóa. 6 1 4 2 3 5 Hình13: Hình dáng vôn kế 1: Đơn vị đo V 4: Vỏ vôn kế 2: Thang đo 0 – 500 5: Núm chỉnh 0 3: Kim chỉ thang đo 6: Gương bảo vệ * Nguyên lý làm việc: Tương tự như Ampe kế khi dòng điện chạy qua cuộn dây, dòng điện chịu lực tác động của từ trường (do các điện tích chuyển động bên trong dây dẫn chịu lực Lorentz) và bị kéo quay về một phía, xoắn lò xo, và quay kim. Vị trí của đầu kim trên thước đo tương ứng với dòng điện qua cuộn dây. 17
4.7 Chuyển mạch Volt * Đặc điểm, chức năng Chân đấu dây Tắt chuyển mạch volt Chuyển pha Chuyển pha với mát với pha Núm xoay chuyển chế độ đo volt Hình 1.14: Sơ đồ cấu tạo chuyển mạch volt Dùng để chuyển đổi đo điện áp giữa pha với pha (RS, ST, TR) và pha với mát (RN, SN, TN) khi kết nối với đồng hộ đo volt. * Sơ đồ đấu nối chuyển mạch volt: A B C N VOLTMETER A B C V V V N 1 2 V 1 2 Hình 1.15: Sơ đồ đấu nối đồng hồ đo điện áp qua chuyển mạch volt * Nguyên lý làm việc: Khi có điện áp từ các pha L1, L2, L3, N được đưa vào chuyển mạch Volt meter chuyển chế độ đo để đo giữa pha với pha, pha với mát từ các đầu ra V1, V2 vào volt kế và hiển thị kết quả đo. 4.8 Công tơ điện 3 pha 4 dây hữu công EMIC: * Chức năng, đặc điểm 18
Vỏ bảo vệ Loại công tơ Số KWh Đơn vị đo Đĩa quay Thông số Hình 1.8: Hình dáng công tơ điện Vỏ bảo vệ chân đấu dây Hình 1.16: Hình dạng công tơ điện hữu công * Sơ đồ nối dây công tơ điện 3 pha 4 dây hữu công: MV3E4/3CT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 A B C N Hình 1.17 :Sơ đồ nối dây đồng hồ vạn năng 19
4.9 Công tơ điện 3 pha 4 dây vô công EMIC: * Chức năng, đặc điểm Vỏ bảo vệ Loại công tơ Số KVAR/h Đơn vị đo Đĩa quay Thông số Vỏ bảo vệ chân đấu dây Hình 1.18: Hình dáng công tơ điện 3 pha 4 dây vô công * Sơ đồ nối dây công tơ điện 3 pha 4 dây vô công: MV3E4/3CT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B . C Hình 1.19: Sơ đồ nối dây công tơ điện 3 pha 4 dây vô công 20