Giáo trình lý thuyết Khí cụ điện

pdf

107 trang ngocly 1320

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình lý thuyết Khí cụ điện", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

giao_trinh_ly_thuyet_khi_cu_dien.pdf

Nội dung text: Giáo trình lý thuyết Khí cụ điện

TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN BOÄ COÂNG NGHIEÄP TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC COÂNG NGHIEÄP TP. HOÀ CHÍ MINH TTTN – TH ÑIEÄN Boä moân : THIEÁT BÒ ÑIEÄN GIAÙO TRÌNH LYÙ THUYEÁT Bieânsoaïn: BAÏCHTHANHQUYÙ–VAÊNTHÒKIEÀUNHI–NINHVAÊN TIEÁN Löuhaønhnoäiboä THAÙNG 09/ 2004 Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 111/1/ 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN LÔØI NOÙI ÑAÀU Ñaát nöôùc Vieät Nam trong coâng cuoäc coâng nghieäp hoùa - hieän ñaïi hoùa, neàn kinh teá ñang treân ñaø phaùt trieån, vieäc söû duïng caùc thieát bò ñieän, khí cuï ñieän vaøo trong xaây laép caùc khu coâng nghieäp, khu cheá xuaát - lieân doanh, khu nhaø cao taàng ngaøy caøng nhieàu. Vì vaäy vieäc tìm hieåu ñaëc tính, keát caáu, tính toaùn löïa choïn söû duïng raát caàn thieát cho sinh vieân - hoïc sinh ngaønh Ñieän. Ngoaøi ra caàn phaûi caäp nhaät theâm nhöõng coâng ngheä môùi ñang khoâng ngöøng caûi tieán vaø naâng cao caùc thieát bò ñieän, khí cuï ñieän ñöôïc caùc haõng saûn xuaát lôùn nhö: Merlin Gerin, Teùleùmeùcanique, General Electric, Siemens . Quyeån giaùo trình naøy ñöôïc bieân soaïn goàm boán phaàn: Phaàn 1 : Lyù thuyeát cô baûn cuûa khí cuï ñieän. Phaàn 2 : Tìm hieåu ñaëc tính, keát caáu, tính toaùn löïa choïn söû duïng khí cuï ñieän haï aùp. Phaàn 3 : Giôùi thieäu ñaëc tính, keát caáu khí cuï ñieän cao aùp. Phaàn 4 : Moät soá sô ñoà caên baûn veà nguyeân lyù ñieàu khieån, vaän haønh. Trong moãi phaàn ñöôïc trình baøy cuï theå hình daïng thöïc teá vaø ví duï tính toaùn choïn löïa cuï theå cho caùc khí cuï ñieän nhaèm giuùp cho sinh vieân - hoïc sinh coù theå öùng duïng vaøo thöïc teá. Trong quaù trình bieân soaïn chaéc chaén coù sai soùt, kính mong ñöôïc uûng hoä vaø goùp yù chaân thaønh töø quyù ñoäc giaû. BIEÂN SOAÏN Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 222/2/ 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN PHAÀN 1 : LYÙ THUYEÁT CÔ BAÛN CUÛA KHÍ CUÏ ÑIEÄN Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 333/3/ 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN CHÖÔNG 1: LÖÏC ÑIEÄN ÑOÄNG TRONG KHÍ CUÏ ÑIEÄN Khi löôùi ñieän xaûy ra söï coá ngaén maïch, doøng ñieän söï coá gaáp chuïc laàn doøng ñieän ñònh möùc. Döôùi taùc duïng cuûa töø tröôøng, caùc doøng ñieän naøy gaây ra löïc ñieän ñoäng laøm bieán daïng daây daãn vaø caùch ñieän naâng ñôõ chuùng. Nhö vaäy khí cuï ñieän coù khaû naêng chòu löïc taùc ñoäng phaùt sinh khi coù doøng ñieän ngaén maïch chaïy qua laø moät tieâu chuaån khoâng theå thieáu cuûa khí cuï ñieän. ñöôïc goïi laø tính oån ñònh ñieän ñoäng. I .I . PHÖÔNG PHAÙP TÍNH TOAÙN LÖÏC ÑIEÄN ÑOÄNG Coù theå söû duïng moät trong hai phöông phaùp sau ñeå tính löïc ñieän ñoäng: 1.1.1. Phöông phaùp döïa treân söï taùc duïng giöõa doøng ñieän ñaët trong töø tröôøng vaø caûm öùng töø cuûa töø tröôøng ñoù. Goïi : i laø doøng ñieän chaïy qua daây daãn (A). l laø chieàu daøi daây daãn ñieän. dl laø moät nguyeân toá cuûa chieàu daøi daây daãn ñieän. B laø caûm öùng töø (do doøng ñieän khaùc taïo ra). laø goùc giöõa daây daãn 1 vaø caûm öùng töø B. F laø löïc ñieän ñoäng. . Khi coù doøng ñieän i chaïy qua moät nguyeân toá daây daãn dl ñaët trong töø tröôøng coù caûm öùng töø B thì seõ sinh ra löïc ñieän ñoäng taùc duïng leân nguyeân toá naøy: dF = i.B.dl.sin . Khi xeùt löïc treân caû ñoaïn daây l: l l F . .dF . .i.B.sin .dl . i.Bl sin 0 0 o PP . Khi daây daãn ñaët vuoâng goùc vôùi caûm öùng töø thì = 90 PP : F = i.B.l 2. Phöông phaùp döïa treân söï caân baèng naêng löôïng cuûa heä thoáng daây daãn. Goïi : W laø naêng löôïng ñieän töø. x laø ñoaïn ñöôøng dòch chuyeån theo höôùng taùc duïng cuûa löïc. Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 444/4/ 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN F laø löïc ñieän ñoäng caàn tính. Nhö vaäy löïc ñieän ñoäng ñöôïc tính qua naêng löôïng ñieän töø: W F . x . Heä thoáng goàm hai maïch voøng: Naêng löôïng ñieän töø cuûa heä thoáng laø: 1 1 W . .L .i 2 . .L .i 2 . M .i .i 2 1 1 2 2 2 1 2 Trong ñoù: LBB 1BB , L BB 2BB laø ñieän caûm cuûa caùc maïch voøng. iBB 1BB , i BB 2 BB laø doøng ñieän chaïy trong caùc maïch voøng. M laø ñieän caûm töông hoã. . Heä thoáng laø maïch voøng ñoäc laäp: 1 1 . 1 1 W . A . .L.i 2 . . .i 2 . .i . .n i 2 2 i 2 2 Trong ñoù: L laø ñieän caûm cuûa maïch voøng ñoäc laäp iBB BB laø doøng ñieän chaïy trong maïch voøng. laø töø thoâng moùc voøng. . laø töø thoâng. n laø soá voøng daây trong maïch voøng. Löïc taùc duïng trong maïch voøng seõ höôùng theo chieàu sao cho ñieän caûm, töø thoâng moùc voøng vaø töø thoâng khi bieán daïng maïch voøng döôùi taùc duïng cuûa löïc naøy taêng leân IIIIII TÍNH TOAÙN LÖÏC ÑIEÄN ÑOÄNG GIÖÕA CAÙC DAÂY DAÃN SONG SONG Khi hai daây daãn ñaët song song, löïc ñieän töø sinh ra ñöôïc tính theo coâng thöùc: l2 . . . o l1 . x x F . .i1 .i2 . . .dx 4.a . 2 2 2 2 0 . 1( . x) . a x . a . Trong ñoù: lBB 1BB , l BB 2BB laø chieàu daøi cuûa hai daây daãn song song. iBB 1BB , i BB 2BB laø doøng ñieän qua hai daây daãn song song. Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 555/5/ 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN -7 PP .BB oBB laø ñoä daãn töø cuûa khoâng khí, .BB oBB =4.10 PP H/m. a laø khoaûng caùch giöõa hai daây daãn. x laø ñoaïn ñöôøng dòch chuyeån theo höôùng taùc duïng cuûa löïc. Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 666/6/ 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN 1. Hai daây daãn song song coù cuøng chieàu daøi l BBBBBBBB 111BBBBBBBB = l BBBBBBBB 222BBBBBBBB = l iii BBBBBBBB iii BBBBBBBB Löïc ñieän sinh ra: lll BBBBBBBB 111 222 . 2 . . 2l .a . a F . o .i .i . . 1 . . . . . 4. 1 2 a . l l . . . . . aaaBBBBBBBB Khi khoaûng caùch giöõa daây daãn beù ñaùng keå so vôùi chieàu daøi cuûa chuùng: . 2l F . o .i .i . 4. 1 2 a 2. Hai daây daãn song song khoâng cuøng chieàu daøi BBB BBBBBBBB 111 CCC BBBBBBBB 111 Trong ñoù: CBB 1BB , C BB 2BB laø khoaûng caùch ñöôøng cheùo iii BBBBBBBB iii BBBBBBBB cuøa hai daây daãn. lll BBBBBBBB lll BBBBBBBB 111 222 BBB 1BB , B BB 2BB laø khoaûng caùch ñöôøng cheùo 111 CCC BBBBBBBB 222 222 cuøa hai daây daãn. BBB BBBBBBBB 222 Löïc ñieän ñoäng sinh ra: aaaBBBBBBBB . 2l C . C .B . B F . o .i .i . . 1 2 1 2 4. 1 2 a . a . Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 777/7/ 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN III . TÍNH TOAÙN LÖÏC ÑIEÄN ÑOÄNG LEÂN VOØNG DAÂY, GIÖÕA CAÙC CUOÄN DAÂY 1. Tính toaùn löïc trong voøng daây: R laø baùn kính cuûa voøng daây daãn. 2r laø ñöôøng kính cuûa daây daãn. I laø doøng ñieän chaûy trong daây daãn. RRR Löïc taùc ñoäng: . 2 . 8R . FFF F . o .i .ln . ,0 75. 2 . r . 2r2r2r iii 2. Tính toaùn löïc trong voøng daây: FFF FFF 22RR2R BBBBBBBB 111 cccBBBBBBBB hhhBBBBBBBB FFF FFF 22RR2R BBBBBBBB 222 RRR BBBBBBBB 222BBBBBBBB > R BBBBBBBB 111BBBBBBBB Löïc taùc ñoäng: R1.h F . .o 1 ii 2 h2 . c2 Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 888/8/ 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN IV . LÖÏC ÑIEÄN ÑOÄNG TRONG DOØNG ÑIEÄN XOAY CHIEÀU- COÄNG HÖÔÛNG CÔ KHÍ. 1. Löïc ñieän ñoäng trong doøng ñieän xoay chieàu moät pha: Doøng ñieän xoay chieàu moät pha bieán ñoåi theo quy luaät: i = I BB mBB .sin .t trong ñoù: I BB mBB laø bieân ñoä cuûa doøng ñieän, . laø taàn soá goùc. Neáu caùc doøng ñieän trong caùc daây daãn coù cuøng chieàu thì caùc daây daãn bò huùt vaøo nhau vôùi löïc: 1.cos2.t F F F . c.I 2 .sin2 .t . c.I 2 . m . m .cos2.t m m 2 2 2 . 2l c laø haèng soá = o . 4. a FBB mBB laø trò soá löïc cöïc ñaïi. 2. Löïc ñieän ñoäng trong doøng ñieän xoay chieàu ba pha: Doøng ñieän xoay chieàu ba pha bieán ñoåi theo quy luaät: iBB 1BB = I BB mBB .sin .t . 2 . i . I .sin t . . . 2 m . 3 . . 4 . i . I .sin t . . . 3 m . 3 . Löïc taùc duïng leân daây daãn cuûa pha 1: FBB 1BB = F BB 12 BB + F BB 13 BB FBB 12 BB laø löïc ñieän ñoäng giöõa caùc daây daãn cuûa pha 1 vaø 2. FBB 13 BB laø löïc ñieän ñoäng giöõa caùc daây daãn cuûa pha 1 vaø 3. . 2 . F . c.I 2 .sin .t.sin t . . . 12 m . 3 . 1 . 4 . F . c.I 2 .sin .t.sin t . . . 13 2 m . 3 . 2 . . 2 . 1 . 4 . F1 . c.I m .sin .t sin t . . sin t . . . . 3 . 2 . 3 Töông töï, ta coù: Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 999/9/ 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN 2 . 2 1 . 4 FBB 2BB = F BB 21 BB + F BB 23 BB = c.Im.sin t . . sin.t . sin t . . . 3 2 . 3 . . 2 . 1 . 4 . .Ic 2.sin.t. sin t . sin t . FBB BB = - F BB BB = m . . 3 1 . . 3 . 2 . 3 3. Coäng höôûng cô khí: Trong tröôøng hôïp khi taàn soá cuûa thaønh phaàn bieán thieân cuûa löïc gaàn vôùi taàn soá rieâng cuûa dao ñoäng cô khí seõ sinh ra hieän töôïng coäng höôûng. Hieän töôïng naøy coù khaû naêng phaù hoûng khí cuï ñieän . Thoâng thöôøng, ngöôøi ta choïn taàn soá rieâng cuûa caùc dao ñoäng cô khí lôùn hôn gaáp ñoâi taàn soá cuûa löïc. VVV OÅN ÑÒNH LÖÏC ÑIEÄN ÑOÄNG. Ñoä beàn cô khí cuûa vaät lieäu phuï thuoäc khoâng chæ vaøo ñoä lôùn cuûa löïc maø coøn phuï thuoäc vaøo chieàu, ñoä daøi thôøi gian taùc ñoäng vaø ñoä doác taêng leân. Khí cuï ñieän oån ñònh löïc ñieän ñoäng phaûi thoûa maõn: Vieäc tính toaùn löïc ñieän ñoäng: tính theo doøng ñieän xung cuûa hieän töôïng ngaén maïch. Vieäc tính toaùn ñoä beàn ñoäng hoïc khi coù hieän töôïng coâng höôûng. Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 110010/10 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN CHÖÔNG 2: PHAÙT NOÙNG KHÍ CUÏ ÑIEÄN I .I . KHAÙI NIEÄM Khi khí cuï ñieän laøm vieäc laâu daøi trong caùc maïch daãn ñieän, nhieät ñoä cuûa khí cuï ñieän taêng leân gaây toån thaát ñieän naêng döôùi daïng nhieät naêng vaø ñoát noùng caùc boä phaän daãn ñieän vaø caùch ñieän cuûa khí cuï. Vì vaäy, khí cuï ñieän laøm vieäc ñöôïc trong moïi cheá ñoä khi nhieät ñoä cuûa caùc boä phaän phaûi khoâng quaù nhöõng giaù trò cho pheùp laøm vieäc an toaøn laâu daøi. IIIIII TÍNH TOAÙN TOÅN THAÁT ÑIEÄN NAÊNG TRONG KHÍ CUÏ ÑIEÄN Toån thaát ñieän naêng trong khí cuï ñieän ñöôïc tính theo: t Q . .i2.R.t 0 Q : ñieän naêng toån thaát. i : doøng ñieän trong maïch. R : ñieän trôû cuûa khí cuï. t : thôøi gian coù doøng ñieän chaïy qua. Ñoái vôùi daây daãn ñoàng chaát: . 1( . ).l R . o ñm s o PP .BB oBB : ñieän trôû suaát cuûa vaät lieäu ôû 0 PP C. l : chieàu daøi daây daãn. : heä soá nhieät ñoä cuûa ñieän trôû. .BB ñm BB : nhieät ñoä cho pheùp ôû cheá ñoä ñònh möùc. s : tieát dieän coù doøng ñieän chaïy qua. Tuøy theo khí cuï ñieän taïo neân töø caùc vaät lieäu khaùc nhau, kích thöôùc khaùc nhau, hình daïng khaùc nhau seõ phaùt sinh toån thaát khaùc nhau. Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 111111/11 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN III . CAÙC CHEÁ ÑOÄ PHAÙT NOÙNG CUÛA KHÍ CUÏ ÑIEÄN Sau ñaây laø BAÛNG NHIEÄT ÑOÄ CHO PHEÙP CUÛA MOÄT SOÁ VAÄT LIEÄU: o PP Vaät lieäu laøm khí cuï ñieän Nhieät ñoä cho pheùp (PP C) Vaät lieäu khoâng boïc caùch ñieän hoaëc ñeå xa chaát 110 caùch ñieän. Daây noái ôû daïng tieáp xuùc coá ñònh. 75 Vaät lieäu coù tieáp xuùc daïng hình ngoùn. 75 Tieáp xuùc tröôït cuûa Cu vaø hôïp kim Cu. 110 Tieáp xuùc maù baïc. 120 Vaät khoâng daãn ñieän vaø khoâng boïc caùch ñieän. 110 Nhieät ñoä cho pheùp Vaät lieäu caùch ñieän Caáp caùch nhieät o PP (PP C) Vaûi sôïi, giaáy khoâng taåm caùch ñieän. Y 90 Vaûi sôïi, giaáy coù taåm caùch ñieän. A 105 Hôïp chaát toång hôïp. E 120 Mica, sôïi thuûy tinh. B 130 Mica, sôïi thuûy tinh coù taåm caùch ñieän. F 155 Chaát toång hôïp Silic. H 180 Söù caùch ñieän. C > 180 Tuøy theo cheá ñoä laøm vieäc khaùc nhau, moãi khí cuï ñieän seõ coù söï phaùt noùng khaùc nhau. 1.1.1. Cheá ñoä laøm vieäc laâu daøi cuûa khí cuï ñieän: Khi khí cuï ñieän laøm vieäc laâu daøi, nhieät ñoä trong khí cuï cuï baét ñaàu taêng vaø ñeán nhieät ñoä oån ñònh thì khoâng taêng nöõa, luùc naøy seõ toûa nhieät ra moâi tröôøng xung quanh. BBBBBBBB oån ñònh BBBBBBBB t(s) BBBBBBBB Lyù Thuyeát BBBBBBBB ban ñaàu KhíBBBBBBBB Cuï Ñieän Trang 112212/12 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN 2.2.2. Cheá ñoä laøm vieäc ngaén haïn cuûa khí cuï ñieän: Cheá ñoä laøm vieäc ngaén haïn cuûa khí cuï laø cheá ñoä khi ñoùng ñieän nhieät ñoä cuûa noù khoâng ñaït tôùi nhieät ñoä oån ñònh, sau khi phaùt noùng ngaén haïn, khí cuï ñöôïc ngaét, nhieät ñoä cuûa noù suït xuoáng tôùi möùc khoâng so saùnh ñöôïc vôùi moâi tröôøng xung quanh. BBBBBBBB oån ñònh BBBBBBBB BBBBBBBB phaùt noùng BBBBBBBB t(s) BBBBBBBB BBBBBBBB ban ñaàu BBBBBBBB 3.3.3. Cheá ñoä laøm vieäc ngaén haïn laëp laïi cuûa khí cuï ñieän: Nhieät ñoä cuûa khí cuï ñieän taêng leân trong khoaûng thôøi gian khí cuï laøm vieäc, nhieät ñoä giaûm xuoáng trong khoaûng thôøi gian khí cuï nghæ, nhieät ñoä giaûm chöa ñaït ñeán giaù trò ban ñaàu thì khí cuï ñieän laøm vieäc laëp laïi. Sau khoaûng thôøi gian, nhieät ñoä taêng leân lôùn nhaát gaàn baèng nhieät ñoä giaûm nhoû nhaát thì khí cuï ñieän ñaït ñöôïc cheá ñoä döøng. BBBBBBBB oån ñònh BBBBBBBB BBBBBBBB max BBBBBBBB BBBBBBBB min BBBBBBBB BBBBBBBB phaùt noùng BBBBBBBB t(s) BBBBBBBB BBBBBBBB ban ñaàu BBBBBBBB tttBBBBBBBB laøm vieäc BBBBBBBB tttBBBBBBBB nghæ BBBBBBBB Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 113313/13 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN CHÖÔNG 3: TIEÁP XUÙC ÑIEÄN – HOÀ QUANG ÑIEÄN I .I . TIEÁP XUÙC ÑIEÄN 1. Khaùi nieäm: Tieáp xuùc ñieän laø nôi maø doøng ñieän ñi töø vaät daãn naøy sang vaät daãn khaùc. Beà maët tieáp xuùc cuûa hai vaät daãn ñöôïc goïi laø tieáp xuùc ñieän. Caùc yeâu caàu cô baûn cuûa tieáp xuùc ñieän: + Nôi tieáp xuùc ñieän phaûi chaéc chaén, ñaûm baûo. + Moái noái tieáp xuùc phaûi coù ñoä beàn cô khí cao. + Moái noái khoâng ñöôïc phaùt noùng quaù giaù trò cho pheùp. + OÅn ñònh nhieät vaø oån ñònh ñoäng khi coù doøng ñieän cöïc ñaïi ñi qua. + Chòu ñöôïc taùc ñoäng cuûa moäi tröôøng (nhieät ñoä, chaát hoùa hoïc .) Ñeå ñaûm baûo caùc yeâu caàu treân, vaät lieäu duøng laøm tieáp ñieåm coù caùc yeâu caàu: + Ñieän daãn vaø nhieät daãn cao. + Ñoä beàn choáng ræ trong khoâng khí vaø trong caùc khí khaùc. + Ñoä beàn choáng taïo lôùp maøng coù ñieän trôû suaát cao. + Ñoä cöùng beù ñeå giaûm löïc neùn. + Ñoä cöùng cao ñeå giaûm hao moøn ôû caùc boä phaän ñoùng ngaét. + Ñoä beàn chòu hoà quang cao ( nhieät ñoä noùng chaûy). + Ñôn giaûn gia coâng, giaù thaønh haï. Moät soá vaät lieäu duøng laøm tieáp ñieåm: ñoàng, baïc, nhoâm, Von-fram 2. Phaân loaïi tieáp xuùc ñieän: Döïa vaøo keát caáu tieáp ñieåm, coù caùc loaïi tieáp xuùc ñieän sau: a) Tieáp xuùc coá ñònh: Caùc tieáp ñieåm ñöôïc noái coá ñònh vôùi caùc chi tieát daãn doøng ñieän nhö laø: thanh caùi, caùp ñieän, choã noái khí cuï vaøo maïch. Trong quaù trình söû duïng, caû hai tieáp ñieåm ñöôïc gaén chaët vaøo nhau nhôø caùc bu-loâng, haøn noùng hay haøn nguoäi. b) Tieáp xuùc ñoùng môû : Laø tieáp xuùc ñeå ñoùng ngaét maïch ñieän. Trong tröôøng hôïp naøy phaùt sinh hoà quang ñieän, caàn xaùc ñònh khoaûng caùch giöõa tieáp ñieåm tónh vaø ñoäng döïa vaøo doøng ñieän ñònh möùc, ñieän aùp ñònh möùc vaø cheá ñoä laøm vieäc cuûa khí cuï ñieän. Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 114414/14 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN c) Tieáp xuùc tröôït : Laø tieáp xuùc ôû coå goùp vaø vaønh tröôït, tieáp xuùc naøy cuõng deã sinh ra hoà quang ñieän. 3. Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán ñieän trôû tieáp xuùc: Vaät lieäu laøm tieáp ñieåm: vaät lieäu meàm tieáp xuùc toát. Kim loaïi laøm tieáp ñieåm khoâng bò oâxy hoùa. Löïc eùp tieáp ñieåm caøng lôùn thì seõ taïo neân nhieàu tieáp ñieåm tieáp xuùc. Nhieät ñoä tieáp ñieåm caøng cao thì ñieän trôû tieáp xuùc caøng lôùn. Dieän tích tieáp xuùc. Thoâng thöôøng duøng hôïp kim ñeå laøm tieáp ñieåm. IIIIII HOÀ QUANG ÑIEÄN 1. Khaùi nieäm: Trong caùc khí cuï ñieän duøng ñeå ñoùng ngaét maïch ñieän( caàu dao, contactor, rôle ) khi chuyeån maïch seõ phaùt sinh hieän töôïng phoùng ñieän. Neáu doøng ñieän ngaét döôùi 0,1A vaø ñieän aùp taïi caùc tieáp ñieåm khoaûng 250V-300V thì caùc tieáp ñieåm seõ phoùng ñieän aâm æ. Tröôøng hôïp doøng ñieän vaø ñieän aùp cao hôn trò soá trong baûng sau seõ sinh ra hoà quang ñieän. Vaät lieäu laøm tieáp ñieåm U (V) I(A) Platin 17 0,9 Vaøng 15 0,38 Baïc 12 0,4 Von-fram 17 0,9 Ñoàng 12,3 0,43 Than 18-22 0,03 ZZZ IIIBBBBBBBB hqhqhq BBBBBBBB UUU UUUBBBBBBBB hhh Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 115515/15 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN 2. Tính chaát cô baûn cuûa phoùng ñieän hoà quang: Phoùng ñieän hoà quang chæ xaûy ra khi caùc doøng ñieän coù trò soá lôùn. Nhieät ñoä trung taâm hoà quang raát lôùn vaø trong caùc khí cuï coù theå ñeán o PP 6000- 18000 PP K. 4 5 2 PP PP PP Maät ñoä doøng ñieän taïi catoát lôùn (10 PP – 10 PP )A/cm PP . Suït aùp ôû catoât baèng 10-20V vaø thöïc teá khoâng phuï thuoäc vaøo doøng ñieän. 3. Quaù trình phaùt sinh vaø daäp taét hoà quang: a) Quaù trình phaùt sinh hoà quang ñieän: Ñoái vôùi tieáp ñieåm coù doøng ñieän beù, ban ñaàu khoaûng caùch giöõa chuùng nhoû trong khi ñieän aùp ñaët coù trò soá nhaát ñònh, vì vaäy trong khoaûng khoâng gian naøy seõ 7 PP sinh ra ñieän tröôøng coù cöôøng ñoä raát lôùn (3.10 PP V/cm) coù theå laøm baät ñieän töû töø catoát goïi laø phaùt xaï töï ñoäng ñieän töû (goïi laø phaùt xaï nguoäi ñieän töû). Soá ñieän töû caøng nhieàu, chuyeån ñoäng döôùi taùc duïng cuûa ñieän tröôøng laøm ion hoùa khoâng khí gaây hoà quang ñieän. Ñoái vôùi tieáp ñieåm coù doøng ñieän lôùn, quaù trình phaùt sinh hoà quang phöùc taïp hôn. Luùc ñaàu môû tieáp ñieåm, löïc eùp giöõa chuùng coù trò soâ nhoû neân soá tieáp ñieåm tieáp xuùc ñeå doøng ñieän ñi qua ít. Maät ñoä doøng ñieän taêng ñaùng keå ñeán haøng chuïc 2 PP nghìn A/cm PP , do ñoù taïi caùc tieáp ñieåm söï phaùt noùng seõ taêng ñeán möùc laøm cho ôû nhau, gioït kim loaïi ñöôïc keùo caêng ra trôû thaønh caàu chaát loûng vaø noái lieàn hai tieáp ñieåm naøy, nhieät ñoä cuûa caàu chaát loûng tieáp tuïc taêng, luùc ñoù caàu chaát loûng boác hôi vaø trong khoâng gian giöõa hai tieáp ñieåm xuaát hieän hoà quang ñieän. Vì quaù trình phaùt noùng cuûa caàu thöïc hieän raát nhanh neân söï boác hôi mang tính chaát noå. Khi caàu chaát loûng caét keùo theo söï maøi moøn tieáp ñieåm, ñieàu naøy raát quan troïng khi ngaét doøng ñieän quaù lôùn hay quaù trình ñoùng môû xaûy ra thöôøng xuyeân. b) Quaù trình daäp taét hoà quang ñieän: Ñieàu kieän daäp taét hoà quang laø quaù trình ngöôïc laïi vôùi quaù trình phaùt sinh hoà quang. Haï nhieät ñoä hoà quang. Keùo daøi hoà quang. Chia hoà quang thaønh nhieàu ñoaïn nhoû. Duøng naêng löôïng beân ngoøai hoaëc chính noù ñeå thoåi taét hoà quang. Maéc ñieän trôû Shunt ñeå tieâu thuï naêng löôïng hoà quang. Thieát bò ñeå daäp taét hoà quang. Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 116616/16 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN Haï nhieät ñoä hoà quang baèng caùch duøng hôi khí hoaëc daàu laøm nguoäi, duøng vaùch ngaên ñeå hoà quang coï xaùt. Chia hoà quang thaønh nhieàu coät nhoû vaø keùo daøi hoà quang baèng caùch duøng vaùch ngaên chia thaønh nhieàu phaàn nhoû vaø thoåi khí daäp taét. Duøng naêng löôïng beân ngoaøi hoaëc chính noù ñeå thoåi taét hoà quang, naêng löôïng cuûa noù taïo aùp suaát ñeå thoåi taét hoà quang. Maéc ñieän trôû Shunt ñeå tieâu thuï naêng löôïng hoà quang (duøng ñieän trôû maéc song song vôùi hai tieáp ñieåm sinh hoà quang). Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 117717/17 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN PHAÀN 2 : TÌM HIEÅU ÑAËC TÍNH, KEÁT CAÁU, TÍNH TOAÙN LÖÏA CHOÏN SÖÛ DUÏNG KHÍ CUÏ ÑIEÄN HAÏ AÙP Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 118818/18 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN CHÖÔNG 2 : KHÍ CUÏ ÑIEÄN ÑOÙNG NGAÉT – BAÛO VEÄ MAÏCH ÑIEÄN A - CB (CIRCUIT BREAKER) I .I . KHAÙI NIEÄM VAØ YEÂU CAÀU. CB (CB ñöôïc vieát taét töø danh töø Circuit Breaker- tieáng Anh), teân khaùc nhö : Disjonteur (tieáng Phaùp) hay Aùptoâmaùt (theo Lieân Xoâ). CB laø khí cuï ñieän duøng ñoùng ngaét maïch ñieän (moät pha, ba pha); coù coâng duïng baûo veä quaù taûi, ngaén maïch, suït aùp maïch ñieän. Choïn CB phaûi thoûa ba yeâu caàu sau: + Cheá ñoä laøm vieäc ôû ñònh möùc cuûa CB phaûi laø cheá ñoä laøm vieäc daøi haïn, nghóa laø trò soá doøng ñieän ñònh möùc chaïy qua CB laâu tuøy yù. Maët khaùc, maïch doøng ñieän cuûa CB phaûi chòu ñöôïc doøng ñieän lôùn (khi coù ngaén maïch) luùc caùc tieáp ñieåm cuûa noù ñaõ ñoùng hay ñang ñoùng. + CB phaûi ngaét ñöôïc trò soá doøng ñieän ngaén maïch lôùn, coù theå vaøi chuïc KA. Sau khi ngaét doøng ñieän ngaén maïch, CB ñaûm baûo vaãn laøm vieäc toát ôû trò soá doøng ñieän ñònh möùc. + Ñeå naâng cao tính oån ñònh nhieät vaø ñieän ñoäng cuûa caùc thieát bò ñieän, haïn cheá söï phaù hoaïi do doøng ñieän ngaén maïch gaây ra, CB phaûi coù thôøi gian caét beù. Muoán vaäy thöôøng phaûi keát hôïp löïc thao taùc cô hoïc vôùi thieát bò daäp hoà quang beân trong CB. IIIIII CAÁU TAÏO VAØ NGUYEÂN LYÙ HOAÏT ÑOÄNG. 1. Caáu taïo: a. Tieáp ñieåm CB thöôøng ñöôïc cheá taïo coù hai caáp tieáp ñieåm (tieáp ñieåm chính vaø hoà quang), hoaëc ba caáp tieáp ñieåm (chính, phuï, hoà quanq). Khi ñoùng maïch, tieáp ñieåm hoà quang ñoùng tröôùc, tieáp theo laø tieáp ñieåm phuï, sau cuøng laø tieáp ñieàm chính. Khi caét maïch thì ngöôïc laïi, tieáp ñieåm chính môû tröôùc, sau ñeán tieáp ñieåm phuï, cuoái cuøng laø tieáp ñieåm hoà quang Nhö vaäy hoà quang chæ chaùy treân tieáp ñieåm hoà quang, do ñoù baûo veä ñöôïc tieáp ñieåm chính ñeå daãn ñieän. Duøng theâm tieáp ñieåm phuï ñeå traùnh hoà quang chaùy lan vaøo laøm hö haïi tieáp ñieåm chính. b. Hoäp daäp hoà quang Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 119919/19 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN Ñeå CB daäp ñöôïc hoà quang trong taát caû caùc cheá ñoä laøm vieäc cuûa löôùi ñieän, ngöôøi ta thöôøng duøng hai kieåu thieát bò daäp hoà quang laø: kieåu nöûa kín vaø kieåu hôû. Kieåu nöûa kín ñöôïc ñaët trong voû kín cuûa CB vaø coù loã thoaùt khí. Kieåu naøy coù doøng ñieän giôùi haïn caét khoâng quaù 50KA. Kieåu hôû ñöôïc duøng khi giôùi haïn doøng ñieän caét lôùn hôn 50KA hoaëc ñieän aùp lôùn 1000V(cao aùp). Trong buoàng daäp hoà quang thoâng duïng, ngöôøi ta duøng nhöõng taám theùp xeáp thaønh löôùi ngaên, ñeå phaân chia hoà quang thaønh nhieàu ñoïan ngaén thuaân lôïi cho vieäc daäp taét hoà quang. c. Cô caáu truyeàn ñoäng caét CB Truyeàn ñoäng caét CB thöôøng coù hai caùch : baèng tay vaø baèng cô ñieän (ñieän töø, ñoäng cô ñieän). Ñieàu khieån baèng tay ñöôïc thöïc hieän vôùi caùc CB coù doøng ñieän ñònh möùc khoâng lôùn hôn 600A. Ñieàu khieån baèng ñieän töø (nam chaâm ñieän) ñöôïc öùng duïng ôû caùc CB coù doøng ñieän lôùn hôn (ñeán 1000A). Ñeå taêng löïc ñieàu khieån baèng tay ngöôøi ta duøng moät tay daøi phuï theo nguyeân lyù ñoøn baåy. Ngoaøi ra coøn coù caùch ñieàu khieån baèng ñoäng cô ñieän hoaëc khí neùn. d. Moùc baûo veä CB töï ñoäng caét nhôø caùc phaàn töû baûo veä – goïi laø moùc baûo veä, seõ taùc ñoäng khi maïch ñieän coù söï coá quaù doøng ñieän (quaù taûi hay ngaén maïch) vaø suït aùp. + Moùc baûo veä quaù doøng ñieän (coøn goïi laø baûo veä doøng ñieän cöïc ñaïi) ñeå baûo veä thieát bò ñieän khoâng bò quaù taûi vaø ngaén maïch, ñöôøng thôøi gian – doøng ñieän cuûa moùc baûo veä phaûi naèm döôùi ñöôøng ñaëc tính cuûa ñoái töôïng caàn baûo veä. Ngöôøi ta thöôøng duøng heä thoáng ñieän töø vaø rôle nhieät laøm moùc baûo veä, ñaët beân trong CB. Moùc kieåu ñieän töø coù cuoän daây maéc noái tieáp vôùi maïch chính, cuoän daây naøy ñöôïc quaán tieát dieän lôùn chòu doøng taûi vaø ít voøng. Khi doøng ñieän vöôït quaù trò soá cho pheùp thì phaàn öùng bò huùt vaø moùc seõ daäp vaøo khôùp rôi töï do, laøm tieáp ñieåm cuûa CB môû ra. Ñieàu chænh vít ñeå thay ñoåi löïc khaùng cuûa loø xo, ta coù theå ñieàu chænh ñöôïc trò soá doøng ñieän taùc ñoäng. Ñeå giöõ thôøi gian trong baûo veä quaù taûi kieåu ñieän töø, ngöôøi ta theâm moät cô caáu giöõ thôøi gian (ví duï baùnh xe raêng nhö trong cô caáu ñoàng hoà). Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 220020/20 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN Moùc kieåu rôle nhieät ñôn giaûn hôn caû, coù keát caáu töông töï nhö rôle nhieät coù phaàn töû phaùt noùng ñaáu noái tieáp vôùi maïch ñieän chính, taám kim loaïi keùp daõn nôû laøm nhaû khôùp rôi töï do ñeå môû tieáp ñieåm cuûa CB khi coù quaù taûi. Kieåu naøy coù thieáu soùt laø quaùn tính nhieät lôùn neân khoâng ngaét nhanh ñöôïc doøng ñieän taêng voït khi coù ngaén maïch, do ñoù chæ baûo veä ñöôïc doøng ñieän quaù taûi. Vì vaäy ngöôøi ta thöôøng söû duïng toång hôïp caû moùc kieåu ñieän töø vaø moùc kieåu rôle nhieät trong moät CB. Loïai naøy ñöôïc duøng ôû CB coù doøng ñieän ñònh möùc ñeán 600A. + Moùc baûo veä suït aùp (coøn goïi laø baûo veä ñieäân aùp thaáp) cuõng thöôøng duøng kieåu ñieän töø. Cuoän daây maéc song song vôùi maïch ñieän chính, cuoän daây naøy ñöôïc quaán ít voøng vôùi daây tieát dieän nhoû chòu ñieän aùp nguoàn . 2. Nguyeân lyù hoaït ñoäng: Sô ñoà nguyeân lyù cuûa CB doøng ñieän cöïc ñaïi vaø CB ñieän aùp thaáp ñöôïc trình baøy treân hình beân. ÔÛ traïng thaùi bình thöôøng sau khi ñoùng ñieän, CB ñöôïc giöõ ôû traïng thaùi ñoùng tieáp ñieåm nhôø moùc 2 khôùp vôùi moùc 3 cuøng moät cuïm vôùi tieáp ñieåm ñoäng. source 333 111 222 666 444 555 Cuoän daây baûo veä quaù load doøng Baät CB ôû traïng thaùi ON, vôùi doøng ñieän ñònh möùc nam chaâm ñieän 5 vaø phaàn öùng 4 khoâng huùt. Khi maïch ñieän quaù taûi hay ngaén maïch, löïc huùt ñieän töø ôû nam chaâm ñieän 5 lôùn hôn löïc loø xo 6 laøm cho nam chaâm ñieän 5 seõ huùt phaàn öùng 4 xuoáng laøm baät nhaû moùc 3, moùc 5 ñöôïc thaû töï do, loø xo 1 ñöôïc thaû loûng, keát quaû caùc tieáp ñieåm cuûa CB ñöôïc môû ra, maïch ñieän bò ngaét. Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 221121/21 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN source 888 111 999 777 110010 111111 Cuoän daây load baûo veä suït aaùùppaùp Baät CB ôû traïng thaùi ON, vôùi ñieän aùp ñònh möùc nam chaâm ñieän 11 vaø phaàn öùng 10 huùt laïi vôùi nhau. Khi suït aùp quaù möùc, nam chaâm ñieän 11 seõ nhaû phaàn öùng 10, loø xo 9 keùo moùc 8 baät leân, moùc 7 thaû töï do, thaû loûng, loø xo 1 ñöôïc thaû loûng, keát quaû caùc tieáp ñieåm cuûa CB ñöôïc môû ra, maïch ñieän bò ngaét. 3. Phaân loaïi vaø caùch löïa choïn CB Theo keát caáu, ngöôøi ta chia CB ra ba loaïi: moät cöïc, hai cöïc vaø ba cöïc. Theo thôøi gian thao taùc, ngöôøi ta chia CB ra loaïi taùc ñoäng khoâng töùc thôøi vaø loaïi taùc ñoäng töùc thôøi (nhanh). Tuøy theo coâng duïng baûo veä, ngöôøi ta chia CB ra caùc loaïi: CB cöïc ñaïi theo doøng ñieän, CB cöïc tieåu theo ñieän aùp, CB doøng ñieän ngöôïc v.v Vieäc löïa choïn CB, chuû yeáu döïa vaøo : Doøng ñieân tính toaùn ñi trong maïch. Doøng ñieän quaù taûi. Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 222222/22 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN Khi CB thao taùc phaûi coù tính choïn loïc. Ngoaøi ra löïa choïn CB coøn phaûi caên cöù vaøo ñaëc tính laøm vieäc cuûa phuï taûi laø CB khoâng ñöôïc pheùp caét khi coù quaù taûi ngaén haïn thöôøng xaûy ra trong ñieàu kieän laøm vieäc bình thöôøng nhö doøng ñieän khôûi ñoäng, doøng ñieän ñænh trong phuï taûi coâng ngheä. Yeâu caàu chung laø doøng ñieän ñònh möùc cuûa moùc baûo veä I BB CB BB khoâng ñöôïc beù hôn doøng ñieän tính toaùn Itt cuûa maïch. Tuøy theo ñaëc tính vaø ñieàu kieän laøm vieäc cuï theå cuûa phuï taûi, ngöôøi ta höôùng daãn löïa choïn doøng ñieän ñònh möùc cuûa moùc baûo veä baèng 125%, 150% hay lôùn hôn nöûa so vôùi doøng ñieän tính toaùn maïch. Sau ñaây laø moät soá hình aûnh cuûa CB haõng Merlin Gerin Traïng thaùi ON Traïng thaùi CB taùc ñoäng coù söï coácoácoá Traïng thaùi OFF Push to trip (nhaán vaøo ñeå thöû CB) Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 223323/23 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 224424/24 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 225525/25 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 226626/26 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN CAÂU HOÛI PHAÀN A 1. Cho bieát coâng duïng, caáu taïo, caùc loïai CB 2. Haõy neâu nguyeân lyù hoïat ñoäng cuûa caùc loïai CB 3. Caùch choïn CB Baøi taäp 1: choïn CB duøng ñeå ñoùng caét cho maïch goàm caùc thieát bò sau : . 10 boä ñeøn. Moåi boä coù coâng suaát sau : 40W; U dm =220V; Cos . = 0.8 . 10 quaït. Moãi quaït coù coâng suaát 60W; U dm =220V; Cos . = 0.9 Baøi taäp 2: Choïn CB duøng ñeå ñoùng caét cho ñoäng cô ba pha co thoâng soá sau: P dm =5HP; U dm = 380V; Cos . dm =0.8; K mm = 3 Baøi taäp 3 : Choïn CB ñeå ñoùng caét cho maïch 2 ñoäng cô 3 pha coù thoâng soá sau: . Ñoäng cô 1 : P dm1 =5HP; U dm1 = 380 V; Cos . dm1 = 0.8; K mm = 4 . Ñoäng cô 2 : P dm2 =7.5HP; U dm2 = 380V; Cos . dm2 = 0.85; K mm2 = 5. Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 227727/27 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN B - CAÀU CHÌ I .I . KHAÙI NIEÄM VAØ YEÂU CAÀU. Caàu chì laø moät loaïi khí cuï ñieän duøng ñeå baûo veä thieát bò vaø löôùi ñieän traùnh söï coá ngaén maïch, thöôøng duøng ñeå baûo veä cho ñöôøng daây daãn, maùy bieán aùp, ñoäng cô ñieän, thieát bò ñieän, maïch ñieän ñieàu khieån, maïch ñieän thaép saùng. Caàu chì coù ñaëc ñieåm laø ñôn giaûn, kích thöôùc beù, khaû naêng caét lôùn vaø giaù thaønh haï neân ñöôïc öùng duïng roäng raõi. Caùc tính chaát vaø yeâu caàu cuûa caàu chì: - Caàu chì coù ñaëc tính laøm vieäc oån ñònh, khoâng taùc ñoäng khi coù doøng ñieän môû maùy vaø doøng ñieän ñònh möùc laâu daøi ñi qua. - Ñaëc tính A-s cuûa caàu chì phaûi thaáp hôn ñaëc tính cuûa ñoái töôïng baûo veä. - Khi coù söï coá ngaén maïch, caàu chì taùc ñoäng phaûi coù tính choïn loïc. - Vieäc thay theá caàu chì bò chaùy phaûi deã daøng vaø toán ít thôøi gian. IIIIII CAÁU TAÏO VAØ NGUYEÂN LYÙ HOAÏT ÑOÄNG. 1. Caáu taïo: Caàu chì bao goàm caùc thaønh phaàn sau : + Phaàn töû ngaét maïch : ñaây chính laø thaønh phaàn chính cuûa caàu chì, phaàn töû naøy phaûi coù khaû naêng caûm nhaän ñöôïc giaù trò hieäu duïng cuûa doøng ñieän qua noù. Phaàn töû naøy coù giaù trò ñieän trôû suaát raát beù ( thöôøng baèng baïc , ñoàng, hay caùc vaät lieäu daãn coù giaù trò ñieän trôû suaát nhoû laân caän vôùi caùc giaù trò neâu treân ). Hình daïng cuûa phaàn töû coù theå ôû daïng laø moät daây (tieát dieän troøn) , daïng baêng moûng . + Thaân cuûa caàu chì : thöôøng baèng thuûy tinh, ceramic (söù goám ) hay caùc vaät lieäu khaùc töông ñöông. Vaät lieäu taïo thaønh thaân cuûa caàu chì phaûi ñaûm baûo ñöôïc hai tính chaát : - Coù ñoä beàn cô khí . - Coù ñoä beàn veà ñieàu kieän daãn nhieät , vaø chòu ñöïng ñöôïc caùc söï thay ñoåi nhieät ñoä ñoät ngoät maø khoâng hö hoûng. + Vaät lieäu laáp ñaày ( bao boïc quanh phaàn töû ngaét maïch trong thaân caàu chì ) : thöôøng baèng vaät lieäu silicat ôû daïng haït, noù phaûi coù khaû naêng haâp thu ñöôïc naêng löôïng sinh ra do hoà quang vaø phaûi ñaûm baûo tính caùch ñieän khi xaûy ra hieän töôïng ngaét maïch. + Caùc ñaàu noái : Caùc thaønh phaàn naøy duøng ñònh vò coá ñònh caàu chì treân caùc thieát bò ñoùng ngaét maïch ; ñoàng thôøi phaûi ñaûm baûo tính tieáp xuùc ñieän toát. Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 228828/28 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN 2. Nguyeân lyù hoaït ñoäng: Ñaëc tính cô baûn cuûa caàu chì laø söï phuï thuoäc cuûa thôøi gian chaûy ñöùt vôùi doøng ñieän chaïy qua (ñaëc tính ampe – giaây). Ñeå coù taùc duïng baûo veä, ñöôøng ampe – giaây cuûa caàu chì taïi moïi ñieåm phaûi thaáp hôn ñaëc tính cuûa ñoái töôïng caàn baûo veä. + Ñoái vôùi doøng ñieän ñònh möùc cuûa caàu chì : naêng löôïng sinh ra do hieäu öùng Joule khi coù doøng ñieän ñònh möùc chaïy qua seõ toûa ra moâi tröôøng vaø khoâng gaây neân söï noùng chaûy, söï caân baèng nhieät seõ ñöôïc thieát laäp ôû moät giaù trò maø khoâng gaây söï giaø hoùa hay phaù hoûng baát cöù phaàn töû naøo cuûa caàu chì. + Ñoái vôùi doøng ñieän ngaén maïch cuûa caàu chì : söï caân baèng treân caàu chì bò phaù huûy, nhieät naêng treân caàu chì taêng cao vaø daãn ñeán söï phaù huûy caàu chì. Ngöôøi ta phaân thaønh hai giai ñoïan khi xaûy ra söï phaù huûy caàu chí : . Quaù trình tieàn hoà quang (t BB pBB ). . Quaù trình sinh ra hoà quang (t BB aBB ) I Doøng phoûngñieän Doøng ñieän t BBBBBBBB 000BBBBBBBB : thôøi ñieåm baét ñaàu söï hoà ñoaùn tieàn I ccooáá coá. quang p Doøng ttt BBBBBBBB pppBBBBBBBB : thôøi ñieåm chaám döùt trongñieän quaù giai ñoaïn tieàn hoà trìnhhoà quang. I quang ttt BBBBBBBB tttBBBBBBBB : thôøi ñieåm chaám döùt quaù trình phaùt sinh hoà t t t t (tp (ta Thôøi gian tieàn hoà Thôøi gian sinh hoà quang Thôøi gian toaønquang boä quaù trình Giaûn ñoà thôøi gian cuûa quaù trình phaùt sinh hoà quang. Quaù trình tieàn hoà quang : giaû söû taïi thôøi ñieåm t BB 0BB phaùt sinh söï quaù doøng, trong khoaûng thôøi gian t BB pBB laøm noùng chaûy caàu chì vaø phaùt sinh ra hoà quang ñieän. Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 229929/29 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN Khoaûng thôøi gian naøy phuï thuoäc vaøo giaù trò doøng ñieän taïo neân do söï coá vaø söï caûm bieán cuûa caàu chì . Quaù trình phaùt sinh hoà quang : taïi thôøi ñieåm t BB pBB hoà quang sinh ra cho ñeán thôøi ñieåm t BB tBB môùi daäp taét toaøn boä hoà quang. Trong suoát quaù trình naøy, naêng löôïng sinh ra do hoà quang laøm noùng chaûy caùc chaát laøm ñaày taïi moâi tröôøng hoà quang sinh ra; ñieän aùp ôû hai ñaàu caàu chì hoài phuïc laïi, maïch ñieän ñöôïc ngaét ra. 3. Phaân loaïi, kyù hieäu, coâng duïng: Caàu chì duøng trong löôùi ñieän haï theá coù nhieàu hình daïng khaùc nhau, trong sô ñoà nguyeân lyù ta thöôøng kyù hieäu cho caàu chì theo moät trong caùc daïng sau : FF11F1 FUSE Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 330030/30 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN Voû hoäp chöùa caàu chì ( Loïai 3 pha ) Caàu chì daïng oáng Hoäp chöùa caàu chì ñang ôû vò theá môû , (caàu chì coù keøm theo contact ñoùng môû maïch). PP Hình daïng cuûa caàu chì oáng, vaø voû hoäp (Caàu chì cuûa SIEMENS) Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 331131/31 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN Caàu chì ôû daïng ON Caàu chì ôû daïng OFF Caàu chì ôû vò theá ñaïng thay theá Sô ñoà moâ taû caáu taïo beân trong moät daïng caàu chì duøng keøm theo contact ñoùng (ON) môû (OFF). Caáu taïo beân trong moät daïng caàu chì duøng keøm theo contact ñoùng (ON) môû (OFF). Daïng caàu chì trong hình 3.2 vaø 3.3 khoâng thao taùc laép ñaët gioáng nhau. Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 332232/32 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN Hình daïng cuûa ñeá duøng laép ñaët caàu chì (daïng xoay ) Caàu chì coù theå ñöôïc chia thaønh hai daïng cô baûn, tuøy thuoäc vaøo nhieäm vuï : + Caàu chì loïai g : caàu chì daïng naøy coù khaû naêng ngaét maïch, khi coù söï coá quaù taûi hay ngaén maïch xaûy ra treân phuï taûi. + Caàu chì loïai a : caàu chì daïng naøy chæ coù khaû naêng baûo veä duy nhaát traïng thaùi ngaén maïch treân taûi. Muoán phaân bieät nhieäm vuï laøm vieäc cuûa caàu chì, ta caàn caên cöù vaøo ñaëc tuyeán Ampe - giaây (laø ñöôøng bieåu dieån moâ taû moái quan heä giöûa doøng ñieän qua caàu chì vaø thôøi gian ngaét maïch cuûa caàu chì). Goïi I BB cc BB : giaù trò doøng ñieän ngaén maïch ( cc : court – circuit – Phaùp vaên) I BB sBB : giaù trò doøng ñieän quaù taûi ( s : surchage – Phaùp vaên). Vôùi caàu chì loïai g : khi coù doøng IBB cc BB qua maïch noù phaûi ngaét maïch töùc thì, vaø khi coù doøng I BB sBB qua maïch caàu chì khoâng ngaét maïch töùc thì maø duy trì moät khoûang thôøi gian môùi ngaét maïch (thôøi gian ngaét maïch vaø giaù trò doøng I BB sBB tæ leä nghòch vôùi nhau). Vôùi caàu chì loïai a : noù cho pheùp doøng ñieän IBB sBB qua maïch trong thôøi gian daøi, vaø khi coù doøng ngaén maïch I BB cc BB qua noù, noù khoâng ngaét töùc thì maø duy trì moät khoaûng thôøi gian môùi ngaét maïch ( thôøi gian ngaét maïch vaø giaù trò doøng I BB cc BB tæ leä nghòch vôùi nhau ). Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 333333/33 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN Do ñoù neáu quan saùt hai ñaëc tính Ampe - giaây cuûa hai loïai caàu chì a vaø g; ta nhaän thaáy ñaëc tính Ampe - giaây cuûa caàu chì loïai a naèm xa truïc thôøi gian ( truïc tung ) vaø cao hôn ñaëc tính Ampe - giaây cuûa caàu chì loïai g. t caàu chì loïai g t Vuøng baûo veä quaù taûi ñieåm quaù taûi caàu chì loïai a ñaëc tính Ampe giaây cuûa caàu chì quaù taûi ñaëc tính Ampeøre giaây cuûa caàu chì ñieåm ngaén maïch ñieåm ngaén maïch Icc Icc In Is I In I Ñaëc tính ampeøre giaây cuûa caùc loïai caàu chì . 4. Caùc ñaëc tính ñieän cuûa caàu chì: . Ñieän aùp ñònh möùc laø giaù trò ñieän aùp hieäu duïng xoay chieàu xuaát hieän ôû hai ñaàu caàu chì (khi caàu chì ngaét maïch), taàn soá cuûa nguoàn ñieän trong phaïm vi 48Hz ñeán 62Hz. . Doøng ñieän ñònh möùc laø giaù trò hieäu duïng cuûa doøng ñieän xoay chieàu maø caàu chì coù theå taûi lieân tuïc thöôøng xuyeân maø khoâng laøm thay ñoåi ñaëc tính cuûa noù. . Doøng ñieän caét cöïc tieåu laø giaù trò nhoû nhaát cuûa doøng ñieän söï coá maø daây chì coù khaû naêng ngaét maïch. Khaû naêng caét ñònh möùc laø giaù trò cöïc ñaïi cuûa doøng ñieän ngaén maïch maø caàu chì coù theå caét. Sau ñaây laø caùc vò trí treân bieåu ñoà cuûa caùc doøng ñieän khaùc nhau: Caùc ñaëc tính cuûa Doøng ñieän Doøng ñieän doøng ñieän söû duïng ngaén maïch Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Caùc ñaëc tính cuûa Trang 334434/34 / 103 Doøng ñieän Doøng ñieän Doøng ñieän Khaû naêng caàu chì ñònh möùc caét cöïc tieåu caét giôùi haïn caét ñònh möùc
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN Hình aûnh thöïc teá cuûa caàu chì haõng Merlin Gerin. Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 335535/35 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN THÍ DUÏ : Moät loø nung duøng ñieän 3 pha coù coâng suaát 18KW caàn baûo veä quaù taûi vaø ngaén maïch baèng caàu chì. Nguoàn ñieän 3 pha cung caáp laø 230V/400V ; doøng ñieän ngaén maïch cho pheùp ñoái vôùi maùy bieán aùp nguoàn laø 10KA (xem sô ñoà ñôn tuyeán cuûa heä thoáng). 3 daây F1 Loø nung 1/ Choïn theo baûng sau caàu chì F1 duøng baûo veä caùc söï coá neâu treân. 2/ Gaùn caùc giaù trò doøng ñieän vaøo giaûn ñoà doøng ñieän. GIAÛI 1./ Doøng ñieän ñònh möùc qua moãi daây daån ñeán loø nung laø : PPP 181818 000 III 252525,,,989898 262626AAA UUU 333 400 333 Khi choïn caàu chì F1, caên cöù vaøo giaù trò doøng ñieän ñònh möùc, ñieän aùp nguoàn, chöùc naêng baûo veä, tính chaát phuï taûi kích thöôùc voû hoäp chöùa caàu chì. . Doøng ñònh möùc laø 26A. . Ñieän aùp nguoàn (ñieän aùp daây) 400V. . Baûo veä quaù taûi vaø ngaén maïch. . Phuï taûi thuaàn trôû (loø nung). Tra baûng tieâu chuaån, ta choïn loïai caàu chì sau cho F1: Kích thöôùc(Taille) (14 x51) , Code : gl 1432 maõ soá P 93393 ; doøng ñònh möùc 32A 2./ Ñieàn caùc giaù trò doøng ñieän vaøo baûng Caùc ñaëc tính cuûa Doøng ñieän Doøng ñieän doøng ñieän söû duïng ngaén maïch 1,6 x32A 32A 32A =52A 26A 100KA Caùc ñaëc tính cuûa Doøng ñieän Doøng ñieän Doøng ñieän Khaû naêng caàu chì ñònh möùc caét cöïc tieåu caét giôùi haïn caét ñònh möùc Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 336636/36 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN CAÂU HOÛI PHAÀN B 1- Neâu coâng duïng cuûa caàu chì. 2- Cho bieát caáu taïo cuûa caàu chì goàm caùc thaønh phaàn naøo ? 3- Caàu chì coù maáy loïai. Chöùc naêng cuûa töøng loïai caàu chì. Baøi taäp 1 : Choïn caàu chì duøng ñeå baûo veä cho maïch goàm caùc thieát bò sau : . 10 boä ñeøn. Moãi boä coù coâng xuaát sau : 40W U BB ñm BB = 220V ; cos . = 0.8 .10 quaït : Moãi quaït coù coâng suaát 60W; U BB ñm BB =220V ; cos . = 0.9 Baøi taäp 2 : Choïn caàu chì duøng ñeå baûo veä cho ñoäng cô 3 pha coù thoâng soá sau : PBB ñm BB =5HP; U BB ñm BB = 380V;Cos .BB ñm BB = 0.8; K BB mm BB = 3 Baøi taäp 3: Choïn caàu chì ñeå baûo veä cho maïch 2 ñoäng cô 3 pha coù thoâng soá sau: . Ñoäng cô 1 : P BB ñm BB = 5HP; U BB ñm BB =380V; Cos .BB ñm BB = 0.8; K BB mm BB = 4 . Ñoäng cô 2: P BB ñm BB = 7.5HP; U BB ñm BB =380V; Cos .BB ñm BB = 0.85; K BB mm BB =5. Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 337737/37 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN C - THIEÁT BÒ CHOÁNG DOØNG ÑIEÄN ROØ I .I . KHAÙI NIEÄM Cô theå ngöôøi raát nhaïy caûm vôùi doøng ñieän, ví duï: doøng ñieän nhoû hôn 10mA thì ngöôøi coù caûm giaùc kim chaâm; lôùn hôn 10mA thì caùc cô baép co quaép; doøng ñieän ñeán 30mA ñöa ñeán tình traïng co thaét, ngaït thôû vaø cheát ngöôøi. Khi thieát bò ñieän bò hö hoûng roø ñieän, chaïm maùt maø ngöôøi söû duïng tieáp xuùc vaøo seõ nhaän doøng ñieän ñi qua ngöôøi xuoáng ñaát ôû ñieän aùp nguoàn. Trong tröôøng hôïp naøy, CB vaø caàu chì khoâng theå taùc ñoäng ngaét nguoàn ñieän vôøi thieát bò, gaây nguy hieåm cho ngöôøi söû duïng. Neáu trong maïch ñieän coù söû duïng thieát bò choáng doøng ñieän roø thì ngöôøi söû duïng seõ traùnh ñöôïc tai naïn do thieát bò naøy ngaét nguoàn ñieän ngay khi doøng ñieän roø xuaát hieän. Thieát bò choáng doøng ñieän roø coù moät soá thöông hieäu: Nöôùc cheá Thöông hieäu Kyù hieäu Teân ñaày ñuû cuûa kyù hieäu taïo Anh MEM RCD Residual Circuit Devides HAGER Phaùp MERLIN RCBO Residual Circuit Breakers Over GERIN FUJI Nhaät Baûn KASUGA ELCB Earth Leakage Circuit Breakers TEMPEARL Australia CLIPSAL RCD Residual Circuit Devides Malaysia LKE RCCB Residual Current Circuit Breakers IIIIII CAÁU TAÏO VAØ NGUYEÂN LYÙ HOAÏT ÑOÄNG. 1. Caáu taïo: Thieát bò choáng doøng ñieän roø hoaït ñoäng treân nguyeân lyù baûo veä so leäch, ñöôïc thöïc hieän treân cô sôû caân baèng giöõa toång doøng ñieän vaøo vaø toång doøng ñieän ñi ra thieát bò tieâu thuï ñieän. Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 338838/38 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN Khi thieát bò tieâu thuï ñieän bò roø ñieän, moät phaàn cuûa doøng ñieän ñöôïc reõ nhaùnh xuoáng ñaát, ñoù laø doøng ñieän roø. Khi ñoù doøng ñieän veà theo ñöôøng daây trung tính raát nhoû vaø rôle so leäch seõ doø tìm söï maát caân baèng naøy vaø ñieàu khieån caét maïch ñieän nhôø thieát bò baûo veä so leäch. Thieát bò baûo veä so leäch goàm hai phaàn töû chính: Maïch ñieän töø ôû daïng hình xuyeán maø treân ñoù ñöôïc quaán caùc cuoän daây cuûa phaàn coâng suaát (daây coù tieát dieän lôùn), chòu doøng cung caáp cho thieát bò tieâu thuï ñieän. Rôle môû maïch cung caáp ñöôïc ñieàu khieån bôûi cuoän daây ño löôøng (daây coù tieát dieän beù) cuõng ñöôïc ñaët treân hình xuyeán naøy, noù taùc ñoäng ngaét caùc cöïc. a) Ñoái vôùi heä thoáng ñieän moät pha: LN 2 1 Test Chuù thích: I1 : doøng ñieän ñi vaøo thieát bò tieâu thuï ñieän. RTes I2 : doøng ñieän ñi töø thieát bò tieâu thuï ñieän ra. 3 Isc : doøng ñieän söï coá. In : doøng ñieän ñi qua cô theå ngöôøi. 1: thieát bò ño löôøng söï caân baèng. I1 I2 2: cô caáu nhaû. PE Isc 4 3: loõi töø hình vaønh xuyeán. In RG Groun d Tröôøng hôïp thieát bò ñieän khoâng coù söï coá: I 1 . I 2 Tröôøng hôïp söï coá : I 1 . I 2 . I sc Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 339939/39 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN I 1 . I 2 do ñoù xuaát hieän maát söï caân baèng trong hình xuyeán töø, daãn ñeán caûm öùng moät doøng ñieän trong cuoän daây doø tìm, ñöa ñeán taùc ñoäng rôle vaø keát quaû laøm môû maïch ñieän. b) Ñoái vôùi heä thoáng ñieän ba pha: L1L2 L3 N Chuù thích: 1 I1 I1 : doøng ñieän ñi qua pha 1. I : doøng ñieän ñi qua pha 2. I2 2 I3 I3 : doøng ñieän ñi qua pha 3. I0 Io : doøng ñieän ñi qua daây trung tính. 1: cô caáu nhaû. 2: loõi töø hình vaønh xuyeán. 2 Tröôøng hôïp thieát bò ñieän khoâng coù söï coá: I 1 . I 2 . I 3 . I o . 0 Töø thoâng toång trong maïch töø hình xuyeán baèng 0, do ñoù seõ khoâng coù doøng ñieän caûm öùng trong cuoän daây doø tìm. I . I . I . I . 0 Tröôøng hôïp thieát bò ñieän khoâng coù söï coá: 1 2 3 o Töø thoâng toång trong maïch töø hình xuyeán khoâng baèng 0, do ñoù seõ coù doøng ñieän caûm öùng trong cuoän daây doø tìm, vaäy cuoän daây doø tìm seõ taùc ñoäng môû caùc cöïc ñieän. c) Phaân loaïi RCD theo cöïc cuûa heä thoáng ñieän. L1 L2 L3 N L1 L2 L3 LN Lyù ThuyeátRCD 4 Khí Cuï Ñieän RCD 3 RCD 2 cöïc cöïc cöïc Trang 440040/40 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN RCD taùc ñoäng töùc thôøi vaø RCD taùc ñoäng coù thôøi gian treã. III . SÖÏ TAÙC ÑOÄNG CUÛA THIEÁT BÒ CHOÁNG DOØNG ÑIEÄN ROØ. 1. Söï taùc ñoäng tin caäy cuûa RCD. - RCD taùc ñoäng nhaïy vaø tin caäy. - Doøng ñieän taùc ñoäng roø thöïc teá luoân thaáp hôn doøng taùc ñoäng roø danh ñònh ( ghi treân nhaõn hieäu cuûa RCD) khoaûng (25 .40)% khi doøng ñieän roø xuaát hieän taêng daàn hay ñoät ngoät. - Thôøi gian taùc ñoäng thöïc teá ñeàu nhoû hôn thôøi gian taùc ñoäng ñöôïc nhaø saûn xuaát quy ñònh (ghi treân nhaõn hieäu) khoaûng (20 .80)%. Thoâng thöôøng thôøi gian taùc ñoäng caét maïch ñöôïc ghi treân nhaõn hieäu cuûa RCD laø 0,1s vaø thôøi gian taùc ñoäng caét maïch thöïc teá naèm trong khoaûng (0,02 .0,008)s. 2. Söï taùc ñoäng coù tính choïn loïc cuûa RCD baûo veä heä thoáng ñieän – sô ñoà ñieän. - Khi xuaát hieän doøng ñieän roø ñuû lôùn ôû ñoaïn ñöôøng daây ñieän hoaëc phuï taûi, RCD ñöôïc laép ñaët gaàn nhaát seõ taùc ñoäng caét maïch, taùch ñoïan daây hoaëc phuï taûi bò roø ñieän ra khoûi heä theáng cung caáp ñieän. Nhö vaäy ñaûm baûo tính choïn loïc, vieäc cung caáp ñieän khoâng aûnh höôûng ñeán phaàn coøn laïi. Neáu RCD laép ñaët khoâng ñuùng yeâu caàu kyõ thuaät thì RCD ñoù seõ khoâng taùc ñoäng caét maïch khi xuaát hieän doøng ñieän roø ôû phaàn ñöôøng daây hay phuï taûi töông öùng vôùi chuùng, hoaëc taùc ñoäng khoâng ñuùng yeâu caàu ñaõ ñeà ra. a) Khaû naêng choïn loïc toång hôïp. Khaû naêng choïn loïc toång hôïp laø nhaém loaïi tröø duy nhaát thieát bò coù söï coá. Ñeå ñaït ñöôïc khaû naêng naøy phaûi thoaû hai ñieàu kieän: Doøng ñieän so leäch dö ñònh möùc cuûa RCD ôû phía treân phaûi coù giaù trò lôùn hôn doøng ñieän so leäch dö ñònh möùc cuûa RCD ôû phía döôùi. Thôøi gian toái thieåu khoâng laøm vieäc cuûa RCD ôû phía treân phaûi coù giaù trò lôùn hôn thôøi gian toái thieåu khoâng laøm vieäc cuûa RCD ôû phía döôùi. Ví duï: IIIn'n'n' =300mA , tttn' =400ms IIIn'n'n' =30mA , tttn'n'n' Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän =100ms Trang 441141/41 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 442242/42 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN b) Khaû naêng choïn loïc töøng phaàn. Tính choïn loïc ñöôïc goïi laø töøng phaàn vì noù khoâng tieáp nhaän ñoái vôùi moät soá giaù trò doøng ñieän söï coá. Tính choïn loïc ñöôïc thoaû maõn khi caùc heä quaû cuûa moät soá söï coá coù theå keùo theo ngaét ñieän töøng phaàn hay ngaét ñieän toaøn boä heä thoáng cung caáp ñieän. sau ñaây laø ví duï veà tính choïn loïc töøng phaàn: 1 IIIn'n'n' =1A , tttn' =200ms IIIn'n'n' =300mA , tttn'n'n' IIIn'n'n' =100mA , tttn' =50ms2 =50ms 3 =100m =100m =30mA =30mA =30mA =30mA =30mA =30mA =100m =100m =30mA =30mA =30mA =30mA =30mA =30mA n' n' n' n' n' n' n' n' n' n' n' n' n' n' n' n' I I A A I I I I I I I I A A I I I I I I Heä thoáng cung caáp ñieän coâng nghieäp vôùi khaû naêng choïn loïc toång ôû ba möùc chaäm (treã) möùc 1: chaäm 200ms; möùc 2: chaäm 50ms; möùc 3: khoâng coù thôøi gian treã. Hình aûnh thöïc teá cuûa thieát bò choáng doøng roø haõng Merlin Gerin. Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 443343/43 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 444444/44 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN CHÖÔNG 3: KHÍ CUÏ ÑIEÄN ÑIEÀU KHIEÅN BAÈNG TAY I .I . CAÀU DAO 1. Khaùi quaùt vaø coâng duïng: Caàu dao laø moät khí cuï ñieän duøng ñeå ñoùng caét maïch ñieän baèng tay, ñöôïc söû duïng trong caùc maïch ñieän coù nguoàn döôùi 500V,doøng ñieän ñònh möùc coù theå leân tôùi vaøi KA. Khi thao taùc ñoùng ngaét maïch ñieän, caàn ñaûm baûo an toaøn cho thieát bò duøng ñieän. Beân caïnh, caàn coù bieän phaùp daäp taét hoà quang ñieän, toác ñoä di chuyeån löôõi dao caøng nhanh thì hoà quang keùo daøi nhanh, thôøi gian daäp taét hoà quang caøng ngaén. Vì vaäy khi ñoùng ngaét maïch ñieän, caàu dao caàn phaûi thöïc hieän moät caùch döùt khoaùt. Thoâng thöôøng, caàu dao ñöôïc boá trí ñi cuøng vôùi caàu chì ñeå baûo veä ngaén maïch cho maïch ñieän. 2. Caáu taïo, nguyeân lyù hoaït ñoäng vaø phaân loaïi : a. Caáu taïo: Phaàn chính cuûa caàu dao laø löôõi dao vaø heä thoáng keïp löôõi, ñöôïc laøm baèng hôïp kim cuûa ñoàng, ngoaøi ra boä phaän noái daây cuõng laøm baèng hoäp kim ñoàng. 222 Caàu dao coù: Ï1.Ï1. LöôõiLöôõi daodao chính.chính. 111 2. Tieáp xuùc tónh (ngaøm) (heä thoáng keïp). b. Nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa caàu dao caét nhanh: Khi thao taùc treân caàu dao, nhôø vaøo löôõi dao vaø heä thoáng keïp löôõi, maïch ñieän ñöôïc ñoùng ngaét. Trong quaù trình ngaét maïch, caàu dao thöôøng xaûy ra hoà quang ñieän taïi ñaàu löôõi dao vaø ñieåm tieáp xuùc treân heä thoáng keïp löôõi. Ngöôøi söû duïng caàn phaûi keùo löôõi dao ra khoûi keïp nhanh ñeå daäp taét hoà quang. Do toác ñoä keùo baèng tay khoâng theå nhanh ñöôïc neân ngöôøi ta laøm theâm löôûi dao phuï. Luùc daãn ñieän thì löôõi dao phuï cuøng löôõi dao chính ñöôïc keùp trong Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 445545/45 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN ngaøm. Khi ngaét ñieän, tay keùo löôõi dao chính ra tröôùc coøn löôõi dao phuï vaãn keïp trong ngaøm. Loø xo lieân keát giöõa hai löôõi dao ñöôïc keùo caêng ra vaø tôùi moät möùc naøo ñoù seõ baät nhanh keùo löôõi dao phuï ra khoûi ngaøm moät caùch nhanh choùng. Do ñoù, hoà quang ñöôïc keùo daøi nhanh vaø hoà quang bò daäp taét trong thôøi gian ngaén. 222 333 Caàu dao coù caàu dao 444 phuï: 111 Ï1.Ï1. LöôõiLöôõi daodao chính.chính. 2. Tieáp xuùc tónh (ngaøm). 3. Löôõi dao phuï. 4. Loø xo baät nhanh. c. Phaân loaïi: Phaân loaïi caàu dao döïa vaøo caùc yeáu toá sau: Theo keát caáu: caàu dao ñöôïc chia laøm loaïi moät cöïc, hai cöïc, ba cöïc hoaëc boán cöïc. Caàu dao coù tay naém ôû giöõa hoaëc tay ôû beân. Ngoaøi ra coøn coù caàu dao moät ngaû, hai ngaû ñöôïc duøng ñeå ñaûo nguoàn cung caáp cho maïch vaø ñaûo chieàu quay ñoäng cô. Theo ñieän aùp ñònh möùc : 250V, 500V. Theo doøng ñieän ñònh möùc: doøng ñieän ñònh möùc cuûa caàu dao ñöôïc cho tröôùc bôûi nhaø saûn xuaát (thöôøng laø caùc loïai 10A, 15A, 20A, 25A, 30A, 60A, 75A, 100A, 150A, 200A, 350A, 600A, 1000A ). Theo vaät lieäu caùch ñieän: coù loaïi ñeá söù, ñeá nhöï, ñeá ñaù. Theo ñieàu kieän baûo veä: loïai coù naép vaø khoâng coù naép (loaïi khoâng coù naép ñöôïc ñaët trong hoäp hay tuû ñieàu khieån). Theo yeâu caàu söû duïng: loaïi caàu dao coù caàu chì baûo veä ngaén maïch hoaëc khoâng coù caàu chì baûo veä. Kyù hieäu caàu dao khoâng coù caàu chì baûo veä: Lyù Thuyeátmoät cöïc Khí Cuï Ñieänhai cöïc ba cöïc boán cöïc Trang 446646/46 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN Kyù hieäu caàu dao coù caàu chì baûo veä: moät cöïc hai cöïc ba cöïc boán cöïc d. Caùc thoâng soá ñònh möùc cuûa caàu dao: Choïn caàu dao theo doøng ñieän ñònh möùc vaø ñieän aùp ñònh möùc: Goïi I BB tt BB laø doøng ñieän tính toaùn cuûa maïch ñieän. U BB nguoàn BB laø ñieän aùp nguoàn cuûa löôùi ñieän söû duïng. I BB ñm BB BB caàu dao BB . I BB tt BB U BB ñm BB BB caàu dao BB . U BB nguoàn BB II. COÂNG TAÉC 1. Khaùi quaùt vaø coâng duïng: Coâng taéc laø khí cuï ñieän duøng ñeå ñoùng ngaét maïch ñieän coù coâng suaát nhoû vaø coù doøng ñieän ñònh möùc nhoû hôn 6A. Coâng taéc thöôøng coù hoäp baûo veä ñeå traùnh söï phoùng ñieän khi ñoùng mô.û Ñieän aùp cuûa coâng taéc nhoû hôn hay baèng 500V. Coâng taéc hoäp laøm vieäc chaéc chaén hôn caàu dao, daäp taét hoà quang nhanh hôn vì thao taùc ngaét nhanh vaø döùt khoaùt hôn caàu dao. Moät soá coâng taéc thöôøng gaëp: Tieáp ñieåm thöôøng hôû Tieáp ñieåm thöôøng ñoùng Coâng taéc haønh trình Coâng taéc ba pha Coâng taéc ba pha hai ngaû 2. Phaân loaïi vaø caáu taïo: Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 447747/47 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN a. Caáu taïo Caáu taïo cuûa coâng taéc: phaàn chính laø tieáp ñieåm ñoùng môû ñöôïc gaén treân ñeá nhöïa vaø coù loø xo ñeå thao taùc chính xaùc. b. Phaân loaïi : - Phaân loaïi theo coâng duïng laøm vieäc, coù caùc loaïi coâng taéc sau: + Coâng taéc ñoùng ngaét tröïc tieáp. + Coâng taéc chuyeån maïch (coâng taéc xoay, coâng taéc ñaûo, coâng taéc vaïn naêng), duøng ñeå ñoùng ngaét chuyeån ñoåi maïch ñieän, ñoåi noái sao tam giaùc cho ñoäng cô. + Coâng taéc haønh trình vaø cuoái haønh trình, loaïi coâng taéc naøy ñöôïc aùp duïng trong caùc maùy caét goït kim loaïi ñeå ñieàu khieån töï ñoäng hoùa haønh trình laøm vieäc cuûa maïch ñieän. 3. Caùc thoâng soá ñònh möùc cuûa coâng taéc: UBB ñm BB : ñieäân aùp ñònh möùc cuûa coâng taéc. I BB ñm BB : doøng ñieän ñònh möùc cuûa coâng taéc. Trò soá ñieân aùp ñònh möùc cuûa coâng taéc thöôøng coù giaù trò . 500V. Tri soá doøng ñieân ñònh möùc cuûa coâng taéc thöôøng coù giaù trò . 6A. Ngoaøi ra coøn coù caùc thoâng soá trong vieäc thöû coâng taéc nhö ñoä beà cô khí, ñoä caùch ñieän, ñoä phoùng ñieän 4. Caùc yeâu caàu thöû cuûa coâng taéc: Vieäc kieåm tra chaát löôïng coâng taéc phaûi thöû caùc böôùc sau: . Thöû xuyeân thuûng: ñaët ñieän aùp 1500V trong thôøi gian moät phuùt ôû caùc ñieåm caàn caùch ñieän giöõa chuùng. . Thöû caùch ñieän: ño ñieän trôû caùch ñieän < 2M . . Thöû phaùt noùng. . Thöû coâng suaát caét. . Thöû ñoä beàn cô khí. . Thöû nhieät ñoä ñoái vôùi caùc chi tieát caùch ñieän: caùc chi tieát caùch ñieän phaûi o PP chòu ñöïng 100 PP C trong thôøi gian hai giôø maø khoâng bò bieán daïng hoaëc suûi nhaùm. III. NUÙT NHAÁN 1. Khaùi quaùt vaø coâng duïng: Nuùt nhaán coøng goïi laø nuùt ñieàu khieån laø moät loaïi khí cuï ñieän duøng ñeå ñoùng ngaét töø xa caùc thieát bò ñieän töø khaùc nhau; caùc duïng cuï baùo hieäu vaø cuõng ñeå Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 448848/48 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN chuyeån ñoåi caùc maïch ñieän ñieàu khieån, tín hieäu lieân ñoäng baûo veä ÔÛ maïch ñieän moät chieàu ñieän aùp ñeán 440V vaø maïch ñieän xoay chieàu ñieän aùp 500V, taàn soá 50HZ; 60HZ, nuùt nhaán thoâng duïng ñeå khôûi ñoäng, ñaûo chieàu quay ñoäng cô ñieän baèng caùch ñoùng vaø ngaét caùc cuoân daây cuûa contactor noái cho ñoäng cô. Nuùt nhaán thöôøng ñöôïc ñaët treân baûng ñieàu khieån, ôû tuû ñieän, treân hoäp nuùt nhaán. Nuùt nhaán thöôøng ñöôïc nghieân cöùu, cheáâ taïo laøm vieäc trong moâi tröôøng khoâng aåm öôùt, khoâng coù hôi hoùa chaát vaø buïi baån. Nuùt nhaán coù theå beàn tôùi 1.000.000 laàn ñoùng khoâng taûi vaø 200.000 laàn ñoùng ngaét coù taûi. Khi thao taùc nhaán nuùt caàn phaûi döùt khoaùt ñeå môû hoaëc ñoùng maïch ñieän. 2. Phaân loaïi vaø caáu taïo: a. Caáu taïo: Nuùt nhaán goàm heä thoáng loø xo, heä thoáng caùc tieáp ñieåm thöôøng hôû – thöôøng ñoùng vaø voû baûo veä. Khi taùc ñoäng vaøo nuùt nhaán, caùc tieáp ñieåm chuyeån traïng thaùi; khi khoâng coøn taùc ñoäng, caùc tieáp ñieåm trôû veà traïng thaùi ban ñaàu. b. Phaân loaïi: Nuùt nhaán ñöôïc phaân loaïi theo caùc yeáu toá sau: - Phaân loaïi theo chöùc naêng traïng thaùi hoaït ñoäng cuûa nuùt nhaán, coù caùc loaïi: + Nuùt nhaán ñôn: Moãi nuùt nhaán chæ coù moät traïng thaùi (ON hoaëc OFF) Kyù hieäu: OONNON hoaëc OONNON OFF hoaëc OFF Tieáp ñieåm thöôøng hôû Tieáp ñieåm thöôøng ñoùng + Nuùt nhaán keùp: Moãi nuùt nhaán coù hai traïng thaùi (ON vaø OFF) Kyù hieäu: Tieáp ñieåm thöôøng hôû lieân keát Tieáp ñieåm thöôøng ñoùng Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 449949/49 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN Trong thöïc teá, ñeå deã daøng söû duïng vaøo thaùo raùp laáp laãn trong quaù trình söûa chöõa, thöôøng ngöôøi ta duøng nuùt nhaán keùp, ta coù theå duøng noù nhö laø daïng nuùt nhaán ON hay OFF. - Phaân loaïi theo hình daïng beân ngoaøi, ngöôøi ta chia nuùt nhaán ra thaønh 4 loaïi: + Loaïi hôû. + Loaïi baûo veä. + Loaïi baûo veä choáng nöôùc vaø choáng buïi. Nuùt aán kieåu baûo veä choáng nöôùc ñöôïc ñaët trong moät hoäp kín khít ñeå traùnh nöôùc loït vaøo. Nuùt aán kieåu baûo veä choáng buïi nöôùc ñöôïc ñaët trong moät voû cacbon ñuùt kín khít ñeå choáng aâm vaø buïi loït vaøo. + Loaïi baûo veä khoûi noå. Nuùt aán kieåu choáng noå duøng trong caùc haàm loø, moû than hoaëc ôû nôi coù caùc khí noå laãn trong khoâng khí. Caáu taïo cuûa noù ñaëc bieät kín khít khoâng loaït ñöôïc tia löûa ra ngoaøi vaø ñaëc bieät vöõng chaéc ñeå khoâng bò phaù vôõ khi noå. - Theo yeâu caàu ñieàu khieån ngöôøi ta chia nuùt aán ra 3 loaïi: moät nuùt, hai nuùt, ba nuùt. - Theo keát caáu beân trong: + Nuùt aán loaïi coù ñeøn baùo. + Nuùt aán loaïi khoâng coù ñeøn baùo. 3. Caùc thoâng soá kyõ thuaät cuûa nuùt nhaán: UBB ñm BB : ñieäân aùp ñònh möùc cuûa nuùt nhaán. I BB ñm BB : doøng ñieän ñònh möùc cuûa nuùt nhaán. Trò soá ñieân aùp ñònh möùc cuûa nuùt nhaán thöôøng coù giaù trò . 500V. Trò soá doøng ñieân ñònh möùc cuûa nuùt nhaán thöôøng coù giaù trò . 5A. Hình daïng cuûa moät soá daïng nuùt nhaán: Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 550050/50 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN IV. PHÍCH CAÉM VAØ OÅ CAÉM ÑIEÄN OÅ caém vaø phích caém ñöôïc duøng caáp ñieän, noái chuyeån tieáp trong sinh hoaït haèng ngaøy. Thoâng thöôøng, oå caém vaø phích caém ñöôïc cheá taïo ôû ñieän aùp 250V, doøng ñieän ñònh möùc 10A, neân daây noái ñieän laø: 2 2 PP PP + Ñoái vôùi phích caém: toái thieåu 0,75mm PP , toái ña 1mm PP . 2 2 PP PP + Ñoái vôùi oå caém: toái thieåu 1mm PP , toái ña 2,5mm PP . V. ÑIEÄN TRÔÛ –BIEÁN TRÔÛ 1. Khaùi quaùt – coâng duïng: Ñieän trôû duøng ñeå thay ñoåi caùc giaù trò trong maïch ñieän ñeå caùc giaù trò ñoù phuø hôïp vôùi ñieàu kieän vaän haønh hay cheá ñoä laøm vieäc cuûa caùc ñoäng cô ñieän. Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 551151/51 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN Bieán trôû laø ñieän trôû nhöng coù theå thay ñoåi ñöôïc giaù trò cuûa noù nhôø caùc caàn gaït hoaëc nuùm vaën. Coù caùc loaïi ñieän trôû thoâng duïng: ñieän trôû môû maùy vaø ñieän trôû ñieàu chænh, ñieän trôû haõm, ñieän trôû phoùng ñieän + Ñieän trôû môû maùy laø ñieän trôû ñöôïc söû duïng khi môû maùy ñoäng cô nhaèm haïn cheá doøng ñieän khôûi ñoäng cho caùc ñoäng cô coù coâng suaát trung bình vaø lôùn (phöông phaùp môû maùy giaùn tieáp) nhaèm traùnh suït aùp treân löôùi ñieän vaø baûo veä ñoäng cô phaùt noùng quaù nhieät ñoä cho pheùp khi coù doøng khôûi ñoäng lôùn (P .10KW). + Ñieän trôû ñieàu chænh: ñeå ñieàu chænh doøng ñieän trong maïch kích thích hay maïch phaàn öùng cuûa ñoäng cô ñieän moät chieàu nhaèm thay ñoåi toác ñoä quay cuûa no.ù + Ñieän trôû haõm nhaèm giaûm doøng ñieän khi haõm ñoäng cô. + Ñieän trôû phoùng ñieän ñeå giaûm ñieän aùp khi coù söï bieán thieân ñoät ngoät nhaèm giaûm söï phoùng ñieän xaûy ra trong quaù trình bieán thieân naøy. 2. Caáu taïo: Bieán trôû ñöôïc caáu taïo baèng caùc daây Kim loaïi Al, Zn, hôïp kim ñoàng, thöôøng ñöôïc quaán treân caùc loõi töø (hình truï troøn hình xuyeán). Bieán trôû cuõng coù theå laø thanh kim loïai ñöôïc ñöa ra caùc ñaàu daây theo caùc giaù tri ñònh tröôùc. Bieán trôû ñôn coù theå gheùp thaønh bieán trôû ñoâi. Caùc giaù trò lôùn nhaát vaø nhoû nhaát ñöôïc ghi roõ treân bieán trôû. CAÂU HOÛI CHÖÔNG 3 1) Caàu dao: neâu coâng duïng, caùch phaân loaïi, kyù hieäu, nguyeân taéc hoaït ñoäng, caùch löïa choïn. 2) Coâng taéc: coâng duïng, caáu taïo, caùch löïa choïn. 3) Nuùt nhaán: neâu coâng duïng, phaân loaïi, kyù hieäu, caùch löïa choïn. 4) Ñieän trôû, bieán trôû: coâng duïng, phaân loaïi, caáu taïo ñieän trôû, bieán trôû. 5) Baøi taäp 1: choïn caàu dao duøng ñeå ñoùng caét cho maïch goàm caùc thieát bò sau: . 10boä ñeøn, moãi boä coù coâng suaát sau: 40W; U BB ñm BB =220V;cos . =0.8. . 10 quaït, moãi quaït coù coâng suaát 60W; U BB ñm BB =220V; cos . = 0.9. Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 552252/52 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN 6) Baøi taäp 2: Choïn caàu dao duøng ñeå ñoùng caét cho ñoäng cô 3 pha coù thoâng soá sau: P BB ñm BB = 5HP; U BB ñm BB = 380V; cos . BB ñm BB = 0.8; K BB mm BB = 3. 7) Baøi taäp 2: Choïn caàu dao duøng ñeå ñoùng caét cho ñoäng cô 1 pha coù thoâng soá sau: P BB ñm BB = 5HP; U BB ñm BB = 220V; cos . BB ñm BB = 0.8; K BB mm BB = 5. 8) Baøi taäp 3: choïn caàu dao ñeå ñoùng caét cho maïch ñieän 2 ñoäâng cô 3 pha coù thoâng soá sau: . Ñoäng cô 1: P BB ñmBB = 5HP; U BB ñm BB = 380V; cos . BB ñm BB = 0.8; K BB mm BB = 4. . Ñoäng cô 2: P BB ñm BB = 7.5HP; U BB ñm BB = 380V; cos . BB ñm BB = 0.85; K BB mm BB = 5. Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 553353/53 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN CHÖÔNG 4 : KHÍ CUÏ ÑIEÄN ÑIEÀU KHIEÅN MAÏCH ÑIEÄN A – CONTACTOR I .I . KHAÙI NIEÄM. Contactor laø moät loaïi khí cuï ñieän duøng ñeå ñoùng ngaét caùc tieáp ñieåm, taïo lieân laïc trong maïch ñieän baèng nuùt nhaán. Nhö vaäy khi söû duïng contactor ta coù theå ñieàu khieån maïch ñieän töø xa coù phuï taûi vôùi ñieän aùp ñeán 500V vaø doøng laø 600A (vò trí ñieàu khieån, traïng thaùi hoaït ñoäng cuûa contactor raát xa vò trí caùc tieáp ñieåm ñoùng ngaét maïch ñieän). Phaân loaïi contactor tuøy theo caùc ñaëc ñieåm sau: + Theo nguyeân lyù truyeàn ñoäng: ta coù contactor kieåu ñieän töø (truyeàn ñieän baèng löïc huùt ñieän töø), kieåu hôi eùp, kieåu thuûy löïc. Thoâng thöôøng söû duïng contactor kieåu ñieän töø. + Theo daïng doøng ñieän: contactor moät chieàu vaø contactor xoay chieàu (contactor 1 pha vaø 3 pha). IIIIII CAÁU TAÏO VAØ NGUYEÂN LYÙ HOAÏT ÑOÄNG. 1. Caáu taïo: Contactor ñöôïc caáu taïo goàm caùc thaønh phaàn : cô caáu ñieän töø (nam chaâm ñieän), heä thoáng daäp hoà quang, heä thoáng tieáp ñieåm (tieáp ñieåm chính vaø phuï)ï. a. Nam chaâm ñieän: Nam chaâm ñieän goàm coù 4 thaønh phaàn: + Cuoän daây duøng taïo ra löïc huùt nam chaâm. + Loõi saét (hay maïch töø) cuûa nam chaâm goàm hai phaàn: phaàn coá ñònh, vaø phaàn naép di ñoäng. Loõi theùp nam chaâm coù theå coù daïng EE, EI hay daïng CI. + Loø xo phaûn löïc coù taùc duïng ñaåy phaàn naép di ñoäng trôû veà vò trí ban ñaàu khi ngöøng cung caáp ñieän vaøo cuoäân daây. Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 554454/54 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN Traïng thaùi nam chaâm chöa Traïng thaùi nam chaâm taïo löïc huùt huùt b. Heä thoáng daäp hoà quang ñieän: Khi contactor chuyeån maïch, hoà quang ñieän seõ xuaát hieän laøm caùc tieáp ñieåm bò chaùy, moøn daàn. Vì vaäy caàn coù heä thoáng daäp hoà quang goàm nhieàu vaùch ngaên laøm baèng kim loaïi ñaët caïnh beân hai tieáp ñieåm tieáp xuùc nhau, nhaát laø ôû caùc tieáp ñieåm chính cuûa contactor. c. Heä thoáng tieáp ñieåm cuûa contactor: Heä thoáng tieáp ñieåm lieân heä vôùi phaàn loõi töø di ñoäng qua boä phaän lieân ñoäng veà cô. Tuøy theo khaû naêng taûi daãn qua caùc tieáp ñieåm, ta coù theå chia caùc tieáp ñieåm cuûa contactor thaønh hai loaïi: - Tieáp ñieåm chính: coù khaû naêng cho doøng ñieän lôùn ñi qua (töø 10A ñeán vaøi nghìn A, thí duï khoaûng 1600A hay 2250A). Tieáp ñieåm chính laø tieáp ñieåm thöôøng hôû ñoùng laïi khi caáp nguoàn vaøo maïch töø cuûa contactor laøm maïch töø contactor huùt laïi. - Tieáp ñieåm phuï: coù khaû naêng cho doøng ñieän ñi qua caùc tieáp ñieåm nhoû hôn 5A. Tieáp ñieåm phuï coù hai traïng thaùi: thöôøng ñoùng vaø thöôøng hôû, Tieáp ñieåm thöôøng ñoùng laø loaïi tieáp ñieåm ôû traïng thaùi ñoùng (coù lieân laïc vôùi nhau giöõa hai tieáp ñieåm) khi cuoän daây nam chaâm trong contactor ôû traïng thaùi nghæ (khoâng ñöôïc cung caáp ñieän). Tieáp ñieåm naøy hôû ra khi contactor ôû traïng thaùi hoaït ñoäng. Ngöôïc laïi laø tieáp ñieåm thöôøng hôû. Nhö vaäy, heä thoáng tieáp ñieåm chính thöôøng ñöôïc laép trong maïch ñieän ñoäng löïc, coøn caùc tieáp ñieåm phuï seõ laép trong heä thoáng maïch ñieàu khieån (duøng ñieàu Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 555555/55 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN khieån vieäc cung caáp ñieän ñeán caùc cuoän daây nam chaâm cuûa caùc contactor theo quy trình ñònh tröôùc). Theo moät soá keát caáu thoâng thöôøng cuûa contactor, caùc tieáp ñieåm phuï coù theå ñöôïc lieân keát coá ñònh veà soá löôïng trong moãi boä cotactor; tuy nhieân cuõng coù moät vaøi nhaø saûn xuaát chæ boá trí coá ñònh soá tieáp ñieåm chính treân moãi contactor; coøn caùc tieáp ñieåm phuï ñöôïc cheá taïo thaønh nhöõng khoái rôøi rieâng leû. Khi caàn söû duïng ta chi gheùp theâm vaøo treân contactor, soá löôïng tieáp ñieåm phuï trong tröôøng hôïp naøy coù theå boá trí tuøy yù. 2. Nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa contactor: Contactor xoay chieàu Tieáp ñieåm Tay ñoøn Naép Cuoän daây Theùp Loõi theùp Contactor moät chieàu Tieáp ñieåm Cuoän daây huùt Naép theùp Loõi theùp Khi caáp nguoàn ñieän baèng giaù trò ñieän aùp ñònh möùc cuûa contactor vaøo hai ñaàu cuûa cuoän daây quaán treân phaàn loõi töø coá ñònh thì löïc töø taïo ra huùt phaàn loõi töø di ñoäng hình thaønh maïch töø kín (löïc töø lôùn hôn phaûn löïc cuûa loø xo), contactor ôû Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 556656/56 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN traïng thaùi hoaït ñoäng. Luùc naøy nhôø vaøo boä phaän lieân ñoäng veà cô giöõa loõi töø di ñoäng vaø heä thoáng tieáp ñieåm laøm cho tieáp ñieåm chính ñoùng laïi, tieáp ñieåm phuï chuyeån ñoåi traïng thaùi (thöôøng ñoùng seõ môû ra, thöôøng hôû seõ ñoùng laïi) vaø duy trì traïng thaùi naøy. Khi ngöng caáp nguoàn cho cuoän daây thì contactor ôû traïng thaùi nghæ, caùc tieáp ñieåm trôû veà traïng thaùi ban ñaàu. Caùc kyù hieäu duøng bieåu dieãn cho cuoän daây (nam chaâm ñieän) trong contactor vaø caùc loaïi tieáp ñieåm. Ta coù nhieàu tieâu chuaån cuûa caùc quoác gia khaùc nhau, duøng bieåu dieãn cho cuoän daây vaø tieáp ñieåm cuûa contactor; ñeå deã phaân bieät ta coù theå toùm taét trong baûng kyù hieäu nhö sau: KYÙ HIEÄU THEO TIEÂU CHUAÅN CHAÂU AÂU MYÕ LIEÂN XOÂ ÑAÏI LÖÔÏNG Maïch Maïch Maïch Maïch Maïch Maïch ñieàu ñoäng löïc ñieàu ñoäng löïc ñieàu ñoäng löïc khieån khieån khieån CUOÄN DAÂY (NAM CHAÂM ÑIEÄN) TIEÁP ÑIEÅM THÖÔØNG ÑOÙNG Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 557757/57 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN TIEÁP ÑIEÅM THÖÔØNG HÔÛ Chuù yù: Trong moät sô ñoà maïch söû duïng nhieàu contactor, muoán phaân bieät caùc cuoän daây vaø tieáp ñieåm cuûa contactor, ta thöïc hieän qui öùôc nhö sau: - Ghi kyù hieäu, hay maõ soá cho cuoän daây cuûa contactor (thí duï M, R, S ) - Caùc tieáp ñieåm thuoäc veà contactor naøo thì mang cuøng maõ soá cuoän daây contactor ñoù. Vôùi kyù hieäu cuoän daây cuûa MYÕ, ta ghi maõ soá cuoän daây ngay taâm voøng troøn kyù hieäu cuûa cuoän daây, vôùi caùc kyù hieäu khaùc, ta ghi lieàn ngay caïnh kyù hieäu. Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 558858/58 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN III . CAÙC THOÂNG SOÁ CÔ BAÛN CUÛA CONTACTOR. 1. Ñieän aùp ñònh möùc: Ñieän aùp ñònh möùc cuûa contactor Uñm laø ñieän aùp cuûa maïch ñieän töông öùng maø tieáp ñieåm chính phaûi ñoùng ngaét, chính laø ñieän aùp ñaët vaøo hai ñaàu cuoän daây cuûa nam chaâm ñieän sao cho maïch töø huùt laïi. Cuoän daây huùt coù theå laøm vieäc bình thöôøng ôû ñieän aùp trong giôùi haïn (85- 105)% ñieän aùp ñònh möùc cuûa cuoän daây. Thoâng soá naøy ñöôïc ghi treân nhaõn ñaët ôû hai ñaàu cuoän daây contactor, coù caùc caáp ñieän aùp ñònh möùc: 110V, 220V, 440V moät chieàu vaø 127V, 220V, 380V, 500V xoay chieàu. 2. Doøng ñieän ñònh möùc: Doøng ñieän ñònh möùc cuûa contactor Iñm laø doøng ñieän ñònh möùc ñi qua tieáp ñieåm chính trong cheá ñoä laøm vieäc laâu daøi, thôøi gian contactor ôû traïng thaùi ñoùng khoâng quaù 8 giôø. Doøng ñieän ñònh möùc cuûa contactor haï aùp thoâng duïng coù caùc caáp laø: 10A, 20A, 25A, 40A, 60A, 75A, 100A, 150A, 250A, 300A, 600A. Neáu contactor ñaët trong tuû ñieän thì doøng ñieän ñònh möùc phaûi laáy thaáp hôn 10% vì laøm keùm maùt, doøng ñieän cho pheùp qua contactor coøn phaûi laáy thaáp hôn nöõa trong cheá ñoä laøm vieäc daøi haïn. 3. Khaû naêng caét vaø khaû naêng ñoùng: Khaû naêng caét cuûa contactor ñieän xoay chieàu ñaït boäi soá ñeán 10 laàn doøng ñieän ñònh möùc vôùi phuï taûi ñieän caûm. Khaû naêng ñoùng: contactor ñieän xoay chieàu duøng ñeå khôûi ñoäng ñoäng cô ñieän caàn phaûi coù khaû naêng ñoùng töø 4 ñeán 7 laàn I BB ñm BB . 4. Tuoåi thoï cuûa contactor: Tuoåi thoï cuûa contactor ñöôïc tính baèng soá laàn ñoùng môû, sau soá laàn ñoùng môû aáy thì contactor seõ bò hoûng vaø khoâng duøng ñöôïc. 5. Taàn soá thao taùc: Laø soá laàn ñoùng caét contactor trong moät giôø. Coù caùc caáp: 30, 100, 120, 150, 300, 600, 1200, 1500 laàn / h. 6. Tính oån ñònh löïc ñieän ñoäng: Tieáp ñieåm chính cuûa contactor cho pheùp moät doøng ñieän lôùn ñi qua (khoaûng 10 laàn doøng ñieän ñònh möùc) maø löïc ñieän ñoäng khoâng laøm taùch rôøi tieáp ñieåm thì contactor coù tính oån ñònh löïc ñieän ñoäng. Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 559959/59 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN 7. Tính oån ñònh nhieät: Contactor coù tính oån ñònh nhieät nghóa laø khi coù doøng ñieän ngaén maïch chaïy qua trong moät khoaûng thôøi gian cho pheùp, caùc tieáp ñieåm khoâng bò noùng chaûy vaø haøn dính laïi. Sau ñaây laø moät soá hình aûnh cuï theå cuûa contactor. Contactor DONGA TIEÁP ÑIEÅM PHUÏ ÑAÀU RA CUÛA CUOÄN DAÂY TIEÁP ÑIEÅM CHÍNH Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 660060/60 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN . Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 661161/61 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN Contactor cuûa haõng Merlin gerin Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 662262/62 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN IV . CAÙC CHEÁ ÑOÄ SÖÛ DUNG CONTACTOR (THEO TIEÂU CHUAÅN CUÛA PHAÙP VAØ TAÂY AÂU) Tuøy theo giaù trò doøng ñieän maø contactor phaûi laøm vieäc trong luùc bình thöôøng hay khi caét maø ngöôøi ta duøng caùc côõ khaùc nhau, beân caïnh ñoù phuï thuoäc vaøo loaïi hoä tieâu thuï, ñieàu kieän ñoùng môû, quaù trình khôûi ñoäng naëng nheï, ñaûo chieàu, haõm . Sau ñaây laø caùc loaïi cheá ñoä söû duïng cuûa contactor. 1. Caùc contactor söû duïng ñieän xoay chieàu: kyù hieäu AC1; AC2; AC3; AC4. Theo tieâu chuaån IEC (International Electrotechnical Commission) thieát keá hay löïa choïn contactor theo cheá ñoä laøm vieäc, ta chuù yù ñeán caùc kyù hieäu AC ghi treân contactor. YÙ nghóa cuûa caùc kyù hieäu vaø phaïm vi söû duïng contactor ñöôïc trình baøy toùm taét nhö sau: a. Kyù hieäu AC1: Qui ñònh giaù trò doøng ñieän ñònh möùc qua caùc tieáp ñieåm chính cuûa contactor, khi contactor ñöôïc choïn löïa ñeå ñoùng ngaét cho nhöõng thieát bò, khí cuï ñieän, caùc loaïi phuï taûi xoay chieàu coù heä soá coâng suaát ít nhaát phaûi baèng 0,95 (cos . . 0,95). Ví duï duøng cho nhöõng ñieän trôû ôû daïng söôûi aám, löôùi phaân phoá coù heä soá coâng suaát lôùn hôn 0,95. b. Kyù hieäu AC2: Contactor khi ñöôïc choïn löïa theo traïng thaùi naøy, duøng ñeå khôûi ñoäng phanh nhaáp nhaû (plugging), phanh ngöôïc (reverse current braking) cho ñoäng cô khoâng ñoàng boä rotor daây quaán. Khi caùc tieáp ñieåm contactor ñoùng kín maïch, hình thaønh doøng ñieän khôûi ñoäng, giaù trò doøng ñieän naøy baèng khoaûng 2,5 laàn doøng ñieän ñònh möùc cuûa ñoäng cô. Khi caùc tieáp ñieåm contactor hôû maïch, ngaét doøng ñieän khôûi ñoäng cuûa ñoäng cô, ñieän aùp xuaát hieän giöõa hai cöïc cuûa tieáp ñieåm khoâng lôùn hôn ñieän aùp ñònh möùc cuûa nguoàn ñieän cung caáp. Ví duï nhö: ñoäng cô ôû maùy in, naâng haøng c. Kyù hieäu AC3: Contactor khi ñöôïc choïn löïa theo traïng thaùi naøy, duøng ñeå ñoùng ngaét ñoäng cô khoâng ñoàng boä rotor loàng soùc trong suoát caùc quaù trình vaän haønh thoâng thöôøng. Khi caùc tieáp ñieåm contactor ñoùng kín maïch, hình thaønnh doøng ñieän khôûi ñoäng, coù giaù trò baèng khoûang 5 ñeán 7 laàn giaù trò doøng ñieän ñònh möùc cuûa ñoäng cô. Khi caùc tieáp ñieåm contactor hôû maïch, ngaét doøng ñieän ñònh möùc cuûa ñoäng cô, Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 663363/63 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN luùc ñoù ñieän aùp xuaát hieän giöõa hai cöïc cuûa tieáp ñieåm chæ lôùn khoaûng 20% ñieän aùp ñònh möùc cuûa nguoàn ñieän cung caáp. Ví duï nhö: caùc ñoäng cô loàng soùc thoâng duïng: ñoäng cô thang maùy, baêng chuyeàn, caàn caåu, maùy neùn, maùy ñieàu hoøa nhieät ñoä d. Kyù hieäu AC 4: Contactor khi ñöôïc choïn löïa theo traïng thaùi naøy duøng ñeå khôûi ñoäng, phanh nhaáp nhaûø, phanh ngöôïc ñoäng cô khoâng ñoàng boä rotor loàng soùc. Khi caùc tieáp ñieåm contactor ñoùng kín maïch, taïi doøng ñieän ñænh, coù giaù trò baèng khoaûng 5 ñeán 7 laàn giaù trò doøng ñieän ñònh möùc cuûa ñoäng cô. Khi caùc tieáp ñieåm contactor hôû maïch, ngaét doøng ñieän taïi giaù tri lôùn töông töï nhö neâu treân, luùc ñoù ñieän aùp xuaát hieän giöõa hai cöïc cuûa tieáp ñieåm lôùn baèng möùc ñieän aùp ñònh möùc cuûa nguoàn ñieän cung caáp. Loaïi naøy ñöôïc söû duïng cho caùc ñoäng cô khoâng ñoàng boä rotor loàng soùc trong maùy in, maùy naâng haøng, trong coâng nghieäp luyeän kim Ta coù giaûn ñoà thôøi gian moâ taû caùc cheá ñoä hoïat ñoäng AC1, AC2, AC3 vaø AC4 cuûa contactor trong hình veõ 5.3 III III III IIIkñkñkñ IIIkñkñkñ Thôøi ñieåm Thôøi ñieåm Thôøi ñieåm ngaét maïch ngaét maïch ngaét maïch IIIññmmñm IIIññmmñm IIIññmmñm ttt ttt ttt Chu kyø khôûi ñoäng Chu kyø khôûi ñoäng Cheá ñoä Cheá ñoä AC2 – Cheá ñoä AC1 AC4 AC3 IIIññmmñm laø doøng ñieän ñònh möùc cuûa ñoäng cô. IIIkñkñkñ laø doøng ñieän khôûi ñoäng cuûa ñoäng cô. Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 664464/64 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN 2. Caùc contactor söû duïng ñieän moät chieàu: DC1, DC2, DC3, DC4, DC5. Theo tieâu chuaån IEC, söû duïng caùc contactor ñeå ñoùng ngaét caùc phuï taûi moät chieàu (DC load) ñöôïc phaân thaønh 5 cheá ñoä hoïat ñoäng (contactor duøng trong tröôøng hôïp naøy laø contactor moät chieàu, ñieän aùp cung caáp vaøo cuoän daây contactor laø loaïi ñieän aùp moät chieàu). a.a.a. Kyù hieäu DC1: Caùc contactor mang kyù hieäu DC1 duøng ñoùng caét cho taát caû caùc phuï taûi moät chieàu (DC load) coù thôøi haèng (T = L/R) nhoû hôn hay baèng 1ms. DC1 ñöôïc söû duïng cho caùc hoä tieâu thuï, phuï taûi khoâng coù tính caûm öùng hoaëc tính caûm öùng beù, caùc loø ñieän trôû. b.b.b. Kyù hieäu DC2: Caùc contactor mang kyù hieäu DC2 ñöôïc söû duïng ñeå ñoùng ngaét maïch ñoäng cô moät chieàu kích töø song song. Haèng soá thôøi gian cuûa maïch taûi khoaûng 7,5 ms. Khi caùc tieáp ñieåm ñoùng kín maïch hình thaønh doøng ñieän khôûi ñoäng, doøng ñieän naøy coù giaù trò khoaûng 2,5 laàn doøng ñieän ñònh möùc cuûa ñoäng cô. Khi tieáp ñieåm cuûa contactor ngaét maïch, caét doøng ñieän ñònh möùc ñoäng cô; luùc ñoù ñieän aùp xuaát hieän giöõa hai cöïc cuûa tieáp ñieåm laø haøm soá phuï thuoäc theo söùc phaûn ñieän cuûa phaàn öùng ñoäng cô, söï ngaét maïch xaûy ra nheï nhaøng. c.c.c. Kyù hieäu DC3: Caùc contactor mang kyù hieäu naøy ñöôïc söû duïng trong caùc tröôøng hôïp khôûi ñoäng, phanh nhaáp nhaû, hay phanh ngöôïc caùc ñoäng cô moät chieàu kích töø song song. Thôøi haèng cuûa maïch taûi nhoû hôn 2 ms. Khi caùc tieáp ñieåm ñoùng kín maïch hình thaønh doøng ñieän khôûi ñoäng, doøng ñieän coù giaù trò khoaûng 2,5 laàn doøng ñieän ñònh möùc cuûa ñoäng cô. Khi caùc tieáp ñieåm cuûa contactor ngaét maïch, caét doøng ñieän coù giaù trò khoaûng 2,5 laàn giaù trò doøng ñieän ñònh möùc qua maïch cuûa ñoäng cô, luùc ñoù ñieän aùp xuaát hieän giöõa hai cöïc cuûa tieáp ñieåm coù theå lôùn hôn ñieän aùp nguoàn cung caáp. Ñieän aùp xuaát hieän lôùn khi toác ñoä quay cuûa ñoäng cô thaáp, söùc phaûn ñieän cuûa phaàn öùng coù giaù trò thaáp, söï ngaét maïch xaûy ra naëng neà thöïc hieän khoù khaên. d.d.d. Kyù hieäu DC4: Caùc contactor mang kyù hieäu naøy ñöôïc söû duïng ñoùng ngaét maïch phuï taûi laø ñoäng cô moät chieàu kích töø noái tieáp. Thôøi haèng cuûa maïch phuï taûi khoaûng 10ms. Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 665565/65 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN Khi caùc tieáp ñieåm ñoùng kín maïch hình thaønh doøng ñieän khôûi ñoäng doøng ñieän naøy coù giaù trò khoaûng 2,5 laàn doøng ñieän ñònh möùc cuûa ñoäng cô. Khi caùc tieáp ñieåm cuûa contactor ngaét maïch, caét doøng ñieän coù giaù trò khoaûng 1/3 laàn giaù trò doøng ñieän ñònh möùc qua maïch cuûa ñoäng cô; luùc ñoù ñieän aùp xuaát hieän giöõa hai cöïc cuûa tieáp ñieåm khoaûng 20% ñieän aùp nguoàn cung caáp. Trong phaïm vi öùng duïng naøy soá laàn ñoùng caét trong moät giôø coù theå gia taêng. Söï ngaét maïch xaûy ra nheï nhaøng. e.e.e. Kyù hieäu DC5: Caùc contactor mang kyù hieäu naøy ñöôïc söû duïng khôûi ñoäng, phanh ngöôïc, ñaûo chieàu quay ñoäng cô moät chieàu kích töø noái tieáp. Thôøi haèng cuûa maïch phuï taûi nhoû hôn hay baèng 7,5 ms. Khi caùc tieáp ñieåm ñoùng kín maïch hình thaønh doøng ñieän ñænh coù giaù trò 2,5 laàn doøng ñieäân ñònh möùc cuûa ñoäng cô. Khi caùc tieáp ñieåm cuûa contactor ngaét maïch, caét doøng ñieän coù giaù trò lôùn khoaûng giaù trò doøng ñieän ñænh neâu treân; luùc ñoù ñieän aùp xuaát hieän giöõa hai cöïc cuûa tieáp ñieåm lôùn baèng möùc ñieän aùp nguoàn cung caáp. Söï ngaét maïch xaûy ra khoù khaên. ÑAËC TÍNH CUÛA CONTACTOR KHI SÖÛ DUÏNG THEO CAÙC CHEÁ ÑOÄ TRONG MAÏCH XOAY CHIEÀU AC: Vaän haønh bình thöôøng Vaän haønh ñaëc bieät Ñoùng maïch Ngaét maïch Ñoùng maïch Ngaét maïch Cheá I U I U I U I U LOAÏI cos cos cos Ñoä IBB BB UBB I BB BB U BB BB I BB BB I BB BB U BB BB cos . TAÛI E . E E . E . E E EBB UBB E BB Taûi thuaàn trôû (khoâng AC1 1 1 0.95 1 1 0.95 1.5 1.1 0.95 1.5 1.1 0.95 tính caûm) Ñoäng cô rotor daây AC2 2.5 1 0.65 2.5 1 0.65 4 1.1 0.65 4 1.1 0.65 quaán Ñoäng cô rotor loàng AC3 6 1 0.35 1 0.17 0.35 8 1.1 0.35 6 1.1 0.35 soùc Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 666666/66 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN Ñoäng cô rotor loàng AC4 6 1 0.35 6 1 0.35 10 1.1 0.35 8 1.1 0.35 soùc ÑAËC TÍNH CUÛA CONTACTOR KHI SÖÛ DUÏNG THEO CAÙC CHEÁ ÑOÄ TRONG MAÏCH XOAY CHIEÀU DC: Vaän haønh bình thöôøng Vaän haønh ñaëc bieät Ñoùng maïch Ngaét maïch Ñoùng maïch Ngaét maïch Cheá I U L I U L I U L I U L Loaïi Taûi Ñoä IBB E BB UBB R IBB E BB UBB E BB R IBB E BB UBB E BB R IBB E BB UBB E BB R EBB Taûi thuaàn trôû (khoâng tính DC1 1 1 0.95 1 1 0.95 1.5 1.1 0.95 1.5 1.1 0.95 caûm) Ñoäng cô DC kích töø song song DC2 2.5 1 0.65 2.5 1 0.65 4 1.1 0.65 4 1.1 0.65 (vaän haønh bình thöôøng) Ñoäng cô DC kích töø song song (khôûi ñoäng, DC3 6 1 0.35 1 0.17 0.35 8 1.1 0.35 6 1.1 0.35 haõm phanh doøng ñieän ngöôïc) Ñoäng cô DC kích töø noái tieáp DC4 2.5 1 0.65 2.5 1 0.65 4 1.1 0.65 4 1.1 0.65 (vaän haønh bình thöôøng) Ñoäng cô DC kích töø noái DC5 6 1 0.35 1 0.17 0.35 8 1.1 0.35 6 1.1 0.35 tieáp Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 667767/67 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN (khôûi ñoäng, haõm phanh doøng ñieän ngöôïc) Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 668868/68 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN CAÂU HOÛI PHAÀN A 1. Neâu caáu taïo vaø nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa contactor. 2. Phaân bieät caùc loaïi tieáp ñieåm coù trong contactor. 3. Cho bieát caùc cheá ñoä laøm vieäc cuûa cotactor xoay chieàu. 4. Cho bieát caùc cheá ñoä laøm vieäc cuûa cotactor xoay chieàu. 5. Choïn contactor theo taûi laø ñoäng cô KÑB 3 pha rotor loàng soùc 10HP, 220V, cos .=0.75, .=0.8, k BB mm BB = 4, vaän haønh döøng ñoäng cô bình thöôøng. 6. Moät loø nung coù coâng suaát 5KW, 1 pha 220V. .=0.8, choïn contactor ñeå ñoùng ngaét cho taûi treân. Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 669969/69 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN B - RÔ-LE ÑIEÀU KHIEÅN VAØ BAÛO VEÄ I. KHAÙI QUAÙT VAØ PHAÂN LOAÏI: Rô-le laø loaïi khí cuï ñieän duøng ñeå töï ñoäng ñoùng caét maïch ñieàu khieån , baûo veä vaø ñieàu khieån söï laøm vieäc cuûa maïch ñieän. Coù nhieàu caùch phaân loaïi rô le: . Phaân loaïi theo nguyeân lyù laøm vieäc coù: Rô-le ñieän töø. Rô-le ñieän ñoäng. Rô-le töø ñieän. Rô-le caûm öùng. Rô-le nhieät. Rô-le baùn daãn vaø vi maïch . Phaân loaïi theo vai troø vaø ñaïi löôïng taùc ñoäng cuûa rô-le coù: Rô-le trung gian. Rô-le thôøi gian. Rô-le nhieät. Rô-le toác ñoä. Rô-le doøng ñieän. Rô-le ñieän aùp. Rô-le coâng suaát. Rô-le toång trôû. Rô-le taàn soá . Phaân loaïi theo doøng ñieän coù: Rô-le doøng ñieän moät chieàu. Rô-le doøng ñieän xoay chieàu. . Phaân loaïi theo giaù trò vaø chieàu cuûa ñaïi löôïng ñi vaøo rô-le: Rô-le cöïc ñaïi. Rô-le cöïc tieåu. Rô-le sai leäch. Rô-le höôùng Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 770070/70 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN II. MOÄT SOÁ LOAÏI RÔLE THOÂNG DUÏNG: 1. Rô-le trung gian: a) Khaùi nieäm vaø caáu taïo: Rô-le trung gian laø moät khí cuï ñieän duøng trong lónh vöïc ñieàu khieån töï ñoäng, cô caáu kieåu ñieän töø. Rô-le trung gian ñoùng vai troø ñieàu khieån trung gian giöõa caùc thieát bò ñieàu khieån (contactor, rô-le thôøi gian ). Rô-le trung gian goàm: maïch töø cuûa nam chaâm ñieän, heä thoáng tieáp ñieåm chòu doøng ñieän nhoû ( . 5A), voû baûo veä vaø caùc chaân ra tieáp ñieåm. b) Nguyeân lyù hoaït ñoäng Nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa rô-le trung gian töông töï nhö nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa contactor. Khi caáp ñieän aùp baèng giaù trò ñieän aùp ñònh möùc vaøo hai ñaàu cuoän daây cuûa rô-le trung gian (ghi treân nhaõn), löïc ñieän töø huùt maïch töø kín laïi, heä thoáng tieáp ñieåm chuyeån ñoåi traïng thaùi vaø duy trì traïng thaùi naøy (tieáp ñieåm thöôøng ñoùng hôû ra, tieáp ñieåm thöôøng hôø ñoùng laïi). Khi ngöng caáp nguoàn, maïch töø hôû, heä thoáng tieáp ñieåm trôû veà traïng thaùi ban ñaàu. Ñieåm khaùc bieät giöõa contactor vaø rô-le coù theå toùm löôïc nhö sau: - Trong rô-le ta chæ coù duy nhaát moät loaïi tieáp ñieåm coù khaû naêng taûi doøng ñieän nhoû, söû duïng cho maïch ñieàu khieån (tieáp ñieåm phuï). - Trong rô-le ta cuõng coù caùc loaïi tieáp ñieåm thöôøng ñoùng vaø tieáp ñieåm thöôøng hôû, tuy nhieân caùc tieáp ñieåm khoâng coù buoàng daäp hoà quang (khaùc vôùi heä thoáng tieáp ñieåm chính trong contactor hay CB). Caùc kyù hieäu duøng cho rô-le trung gian: Trong quaù trình laép raùp caùc maïch ñieàu khieån duøng rô-le hay trong moät soá maïch ñieän töû trong coâng nghieäp, ta thöôøng gaëp caùc kyù hieäu sau ñaây: - Kyù hieäu SPDT: Kyù hieäu naøy ñöôïc vieát taét töø thuaät ngöõ SINGLE POLE DOUBLE THROW, rô-le mang kyù hieäu naøy coù moät caëp tieáp ñieåm, goàm tieáp ñieåm thöôøng ñoùng vaø thöôøng hôû, caëp tieáp ñieåm naøy coù moät ñaàu chung. 333 555 444 111 222 SPDT Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 771171/71 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN - Kyù hieäu DPDT: Kyù hieäu naøy ñöôïc vieát taét töø thuaät ngöõ DOUBLE POLE DOUBLE THROW, rô-le mang kyù hieäu naøy goàm coù hai caëp tieáp ñieåm . Moãi caëp tieáp ñieåm goàm tieáp ñieåm thöôøng ñoùng vaø thöôøng hôû, caëp tieáp ñieåm naøy coù moät ñaàu chung. - Kyù hieäu SPST: Kyù hieäu naøy ñöôïc vieát taét töø thuaät ngöõ SINGLE POLE SINGLE THROW, rô-le mang kyù hieäu naøy goàm coù moät tieáp ñieåm thöôøng hôû. - Kyù hieäu DPST: Kyù hieäu naøy ñöôïc vieát taét töø thuaät ngöõ DOUBLE POLE SINGLE THROW, rô-le mang kyù hieäu naøy goàm coù hai tieáp ñieåm thöôøng hôû. 444 333 444 444 333 555 333 666 666 777 111 555 888 222 111 111 222 222 SPST DPST DPDT Ngoaøi ra, caùc rô-le khi ñöôïc laép gheùp trong tuû ñieàu khieån thöôøng ñöôïc laép treân caùc ñeá chaân ra. Tuøy theo soá löôïng chaân ra ta coù caùc kieåu khaùc nhau: ñeá 8 chaân, ñeá 11 chaân, ñeá 14 chaân Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 772272/72 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN Moät soá hình daïng rô-le trung gian 2. Rô-le thôøi gian: a) Khaùi nieäm: Rô-le thôøi gian laø moät khí cuï ñieän duøng trong lónh vöïc ñieàu khieån töï ñoäng, vôùi vai troø ñieàu khieån trung gian giöõa caùc thieát bò ñieàu khieån theo thôøi gian ñònh tröôùc. Rô-le trung gian goàm: maïch töø cuûa nam chaâm ñieän, boä ñònh thôøi gian laøm baèng linh kieän ñieän töû, heä thoáng tieáp ñieåm chòu doøng ñieän nhoû ( . 5A), voû baûo veä vaø caùc chaân ra tieáp ñieåm. Tuøy theo yeâu caàu söû duïng khi laép raùp heä thoáng maïch ñieàu khieån truyeàn ñoäng, ta coù hai loaïi rô-le thôøi gian: rô-le thôøi gian ON DELAY, rô-le thôøi gian OFF DELAY. b) Rô-le thôøi gian ON DELAY: Kyù hieäu: TTRRTR TTRRTR Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 773373/73 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN - Cuoän daây rô-le thôøi gian: hoaëc Ñieän aùp ñaët vaøo hai ñaàu cuoän daây rô-le thôøi gian ñöôïc ghi treân nhaõn, thoâng thöôøng : 110V, 220V - Heä thoáng tieáp ñieåm: Tieáp ñieåm taùc ñoäng khoâng tính thôøi gian: tieáp ñieåm naøy hoaït ñoäng töông töï caùc tieáp ñieåm cuûa rô-le trung gian. TTRRTR TTRRTR Thöôøng ñoùng: hoaëc TTRRTR TTRRTR Thöôøng hôû : hoaëc Tieáp ñieåm taùc ñoäng coù tính thôøi gian: TTRRTR Tieáp ñieåm thöôøng môû ,ñoùng chaäm, môû nhanh: TTRRTR hoaëc Tieáp ñieåm thöôøng ñoùng ,môû chaäm , ñoùng nhanh: TTRRTR Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 774474/74 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN Nguyeân lyù hoaït ñoäng: Khi caáp nguoàn vaøo cuoän daây cuûa rô-le thôøi gian ON DELAY, caùc tieáp ñieåm taùc ñoäng khoâng tính thôøi gian chuyeån ñoåi traïng thaùi töùc thôøi (thöôøng ñoùng hôû ra, thöôøng hôû ñoùng laïi), caùc tieáp ñieåm taùc ñoäng coù tính thôøi gian khoâng ñoåi. Sau khoaûng thôøi gian ñaõ ñònh tröôùc, caùc tieáp ñieåm taùc ñoäng coù tính thôøi gian seõ chuyeån traïng thaùi vaø duy trì traïng thaùi naøy. Khi ngöng caáp nguoàn vaøo cuoän daây, taát caû caùc tieáp ñieåm töùc thôøi trôû veà traïng thaùi ban ñaàu. Sau ñaây laø sô ñoà chaân cuûa rô-le thôøi gian ON DELAY: 444 555 333 666 222 777 111 888 source Hình daïng cuï theå cuûa rô-le thôøi gian ON DELAY ñöôïc phoå bieán: Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 775575/75 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN b) Rô-le thôøi gian OFF DELAY: Kyù hieäu: TTRRTR TTRRTR - Cuoän daây rô-le thôøi gian: hoaëc Ñieän aùp ñaët vaøo hai ñaàu cuoän daây rô-le thôøi gian ñöôïc ghi treân nhaõn, thoâng thöôøng : 110V, 220V - Heä thoáng tieáp ñieåm: Tieáp ñieåm taùc ñoäng khoâng tính thôøi gian: tieáp ñieåm naøy hoaït ñoäng töông töï caùc tieáp ñieåm cuûa rô-le trung gian. TTRRTR TTRRTR Thöôøng ñoùng: hoaëc TTRRTR TTRRTR Thöôøng hôû : hoaëc Tieáp ñieåm taùc ñoäng coù tính thôøi gian: TTRRTR Tieáp ñieåm thöôøng môû, ñoùng nhanh, môû chaäm: hoaëc TTRRTR Tieáp ñieåm thöôøng ñoùng, môû nhanh, ñoùng chaäm: TTRRTR TTRRTR Nguyeân lyù hoaït ñoäng: Khi caáp nguoàn vaøo cuoän daây cuûa rô-le thôøi gian OFF DELAY, caùc tieáp ñieåm taùc ñoäng töùc thôøi vaø duy trì traïng thaùi naøy. Khi ngöng caáp nguoàn vaøo cuoän daây, taát caû caùc tieáp ñieåm taùc ñoäng khoâng tính thôøi gian trôû veà traïng thaùi ban ñaàu. Tieáp sau ñoù moät khoaûng thôøi gian ñaõ ñònh tröôùc, caùc tieáp ñieåm taùc ñoäng coù tính thôøi gian seõ chuyeån veà traïng thaùi ban ñaàu. Sau ñaây laø sô ñoà chaân cuûa rô-le thôøi gian OFF DELAY: 444 555 333 666 222 777 111 888 Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän source Trang 776676/76 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN Hình daïng cuï theå cuûa rô-le thôøi gian OFF DELAY ñöôïc phoå bieán: Sau ñaây laø cataloge cuûa Merlin veà timer Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 777777/77 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN 3. Rô-le nhieät (Over Load OL): a) Khaùi nieäm vaø caáu taïo: Rô-le nhieät laø moät loaïi khí cuï ñeå baûo veä ñoäng cô vaø maïch ñieän khi coù söï coá quaù taûi. Rô-le nhieät khoâng taùc ñoäng töùc thôøi theo trò soá doøng ñieän vì noù coù quaùn tính nhieät lôùn, phaûi coù thôøi gian phaùt noùng, do ñoù noù laøm vieäc coù thôøi gian töø vaøi giaây ñeán vaøi phuùt. 110010 111111 999 112212 777 888 111 333 222 444 Caáu taïo rô-le nhieät 666 555 Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Khi rô-le nhieät taùc ñoäng Trang 778878/78 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN Phaàn töû phaùt noùng 1 ñöôïc ñaáu noái tieáp vôùi maïch ñoäng löïc bôûi vít 2 vaø oâm phieán löôõng kim 3. Vít 6 treân giaù nhöïa caùch ñieän 5 duøng ñeå ñieàu chænh möùc ñoä uoán cong ñaàu töï do cuûa phieán 3. Giaù 5 xoay quanh truïc 4, tuøy theo trò soá doøng ñieän chaïy qua phaàn töû phaùt noùng maø phieán löôõng kim cong nhieàu hay ít, ñaåy vaøo vít 6 laøm xoay giaù 5 ñeå môû ngaøm ñoøn baåy 9. Nhôø taùc duïng loø xo 8, ñaåy ñoøn baåy 9 xoay quanh truïc 7 ngöôïc chieàu kim ñoàng hoà laøm môû tieáp ñieåm ñoäng 11 khoûi tieáp ñieåm tónh 12. Nuùt nhaán 10 ñeå reset rô-le nhieät veà vò trí ban ñaàu sau khi phieán löôõng kim nguoäi trôû veà vò trí ban ñaàu. b) Nguyeân lyù hoaït ñoäng: Nguyeân lyù chung cuûa rô-le nhieät laø döïa treân cô sôû taùc duïng nhieät cuûa doøng ñieän laøm giaõn nôû phieán kim loaïi keùp. Phieán kim loaïi keùp goàm hai laù kim loaïi coù heä soá giaõn nôû khaùc nhau (heä soá giaõn nôû hôn keùm nhau 20 laàn) gheùp chaët vôùi nhau thaønh moät phieán baèng phöông phaùp caùn noùng hoaëc haøn . Khi coù doøng ñieän quaù taûi ñi qua, phieán löôõng kim ñöôïc ñoát noùng, uoán cong veà phía kim loaïi coù heä soá giaõn nôû beù, ñaåy caàn gaït laøm loø xo co laïi vaø chuyeån ñoåi heä thoáng tieáp ñieåm phuï. Ñeå rô-le nhieät laøm vieäc trôû laïi, phaûi ñôïi phieán kim loaïi nguoäi vaø keùo caàn reset cuûa rô-le nhieät. Kyù hieäu Phieán löôõng kim Tieáp ñieåm chính OOLLOL Tieáp ñieåm phuï: OOLLOL hoaëc OOLLOL OOLLOL c) Phaân loaïi rô-le nhieät: Theo keát caáu: rô-le nhieät chia thaønh hai loaïi: kieåu hôû vaø kieåu kín. Theo yeâu caàu söû duïng: loaïi moät cöïc vaø hai cöïc. Theo phöông thöùc ñoát noùng: Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 779979/79 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN + Ñoát noùng tröïc tieáp: doøng ñieän ñi qua tröïc tieáp taám kim loaïi keùp. Loaïi naøy coù caáu taïo ñôn giaûn, nhöng khi thay ñoåi doøng ñieän ñònh möùc phaûi thay ñoåi taám kim loaïi keùp, loaïi naøy khoâng tieän duïng. + Ñoát noùng giaùn tieáp: doøng ñieän ñi qua phaàn töû ñoát noùng ñoäc laäp, nhieät löôïn toaû ra giaùn tieáp laøm taám kim loaïi cong leân. Loaïi naøy coù öö ñieåm laø muoán thay ñoåi doøng ñieän ñònh möùc ta chæ caàn thay ñoåi phaàn töû ñoát noùng. Khuyeát ñieåm cuûa loaïi naøy laø khi coù quaù taûi lôùn, phaàn töû ñoát noùng coù theå ñaït ñeán nhieät ñoä khaù cao nhöng vì khoâng khí truyeàn nhieät keùm, neân taám kim loaïi chöa kòp taùc ñoäng maø phaàn töû ñoát noùng ñaõ bò chaùy ñöùt. + Ñoát noùng hoãn hôïp: loaïi naøy töông ñoái toát vì vöøa ñoát tröïc tieáp vöøa ñoát giaùn tieáp. Noù coù tính oån ñònh nhieät töông ñoái cao vaø coù theå laøm vieäc ôû boäi soá quaù taûi lôùn. d) Choïn löïa rô-le nhieät: Ñaëc tính cô baûn cuûa rô-le nhieät laø quan heä giöõa doøng ñieän phuï taûi chaïy qua vaø thôøi gian taùc ñoäng cuûa noù (goïi laø ñaëc tính thôøi gian – doøng ñieän, A-s). Maët khaùc, ñeå ñaûm baûo yeâu caàu giöõ ñöôïc tuoåi thoï laâu daøi cuûa thieát bò theo ñuùng soá lieäu kyõ thuaät ñaõ cho cuûa nhaø saûn xuaát, caùc ñoái töôïng baûo veä cuõng caàn ñaëc tính thôøi gian - doøng ñieän. Löïa choïn ñuùng rô-le nhieät laø sao cho ñöôøng ñaëc tính A-s cuûa rô-le gaàn saùt ñöôøng ñaëc tính A-s cuûa ñoái töôïng caàn baûo veä. Neáu choïn thaáp quaù seõ khoâng taän duïng ñöôïc coâng suaát cuûa ñoäng cô ñieän, choïn cao quaù seõ laøm giaûm tuoåi thoï cuûa thieát bò caàn baûo veä. Trong thöïc teá, caùch löïc choïng phuø hôïp laø choïn doøng ñieän ñònh möùc cuûa rô-le nhieät baèng doøng ñieän ñònh möùc cuûa ñoäng cô ñieän caàn baûo veä, rô-le seõ taùc ñoäng ôû giaù trò (1,2 .1,3)I BB ñm BB . Beân caïnh, cheá ñoä laøm vieäc cuûa phuï taûi vaø nhieät ñoä moâi tröôøng xung quanh phaûi ñöôïc xem xeùt. ttt 1000 Ñaëc tính A-s cuûa ñoái töôïng caàn baûo veä Rô-le nhieät taùc ñoäng ôû giaù trò 100 (1,2 1,3)I Ñaëc tính A-s cuûa rô-le nhieät 110010 Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän 111 Trang 880080/80 / 103 000 I 11,,221,2 222 333 444 555 666 777 Idm
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN Contactor cuûa haõng Merlin gerin Chænh doøng cuûa Rôle nhieät Cheá ñoä Auto/ Hand (A/H) NO : Normal Open, tieáp ñieåm phuï thöôøng hôû. NC : Normal Close, tieáp ñieåm phuï thöôøng ñoùng. 4. Rô-le doøng ñieän: - Duøng ñeå baûo veä quaù taûi vaø ngaén maïch. - Cuoän daây huùt coù ít voøng vaø quaán baèng daây to maéc noái tieáp vôùi maïch ñieän caàn baûo veä, thieát bò thöôøng ñoùng ngaét treân maïch ñieàu khieån. - Khi doøng ñieän ñoäng cô taêng lôùn ñeán trò soá taùc ñoâng cuûa rô-le, löïc huùt nam chaâm thaéng löïc caûn loø xo laøm môû tieáp ñieåm cuûa noù, ngaét maïch ñieän ñieàu khieån qua coâng taéc tô K, môû caùc tieáp ñieåm cuûa noù taùch ñoäng cô ra khoûi löôùi. RD 111 RD 222 (Rôle DDD MMM K K K doøng ñieän ) ÑÑccÑc Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 881181/81 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN 5. Relay ñieän aùp : - Duøng ñeå baûo veä suït aùp maïch ñieän. - Cuoän daây huùt quaán baèng daây nhoû nhieàu voøng maéc song song vôùi maïch ñieän caàn baûo veä. Khi ñieän aùp bình thöôøng, rô-le taùc ñoäng seõ laøm noùng tieáp ñieåm cuûa noù. Khi ñieän aùp suït thaáp döôùi möùc quy ñònh, löïc loø xo thaéng löïc huùt cuûa nam chaâm vaø môû tieáp ñieåm. 6. Rô-le vaän toác : Thanh daãn Phaàn öùng N SSS Nam chaâm vónh Truïc ñoäng ccööõõuucöõu côcôcô Caàu tieáp ñieåm Tieáp ñieåm - Laøm vieäc theo nguyeân taéc phaûn öùng ñieän töø ñöôïc duøng trong caùc maïch thaéng cuûa ñoäng cô - Rô-le ñöôïc maéc ñoàng truïc vôùi ñoäng cô vaø maïch ñieàu khieån. Khi ñöôïc quay, nam chaâm vónh cöûu quay theo. Töø tröôøng cuûa noù queùt leân caùc thanh daãn seõ sinh ra suaát ñieän ñoäng vaø doøng ñieän caûm öùng. Doøng ñieän naøy naèm trong töø tröôøng seõ sinh ra löïc ñieän töø laøm cho phaàn öùng quay, di chuyeån caàn tieáp ñieåm ñeán ñoùng tieáp ñieåm cuûa noù. Khi toác ñoä ñoäng cô giaûm nhoû gaàn baèng khoâng, löïc ñieän töø yeáu ñi, troïng löôïng caàn tieáp ñieåm ñöa noù veà vò trí cuõ vaø môû tieáp ñieåm cuûa noù. - Rô-le vaän toác thöôøng duøng trong caùc maïch ñieàu khieån haõm ngöôïc ñoäng cô. Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 882282/82 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN C - KHÔÛI ÑOÄNG TÖØ I .I . KHAÙI QUAÙT VAØ COÂNG DUÏNG: Khôûi ñoäng töø laø moät loaïi khí cuï ñieän duøng ñeå ñieàu khieån töø xa vieäc ñoùng –ngaét, ñaûo chieàu vaø baûo veä quaù taûi (neáu coù laép theâm rôle nhieät) caùc ñoäng cô khoâng ñoàng boä ba pha roâto loàng soùc. Khôûi ñoäng töø coù moät contactor goïi laø khôûi ñoäng töø ñôn thöôøng ñeå ñoùng- ngaét ñoäng cô ñieän. Khôûi ñoäng töø coù hai contactor goïi laø khôûi ñoäng töø keùp duøng ñeå thay ñoåi chieàu quay cuûa ñoäng cô goïi laø khôûi ñoäng töø ñaûo chieàu. Muoán baûo veä ngaén maïch phaûi laép theâm caàu chì. IIIIII CAÙC YEÂU CAÀU KYÕ THUAÄT Ñoäng cô ñieän khoâng ñoàng boä ba pha coù theå laøm vieäc lieân tuïc ñöôïc hay khoâng tuyø thuoäc vaøo möùc ñoä tin caäy cuûa khôûi ñoäng töø. Do ñoù khôûi ñoäng töø caàn phaûi thoûa maõn caùc yeâu caàu kyõ thuaät sau: Tieáp ñieåm coù ñoä beàn chòu maøi moøn cao. Khaû naêng ñoùng – caét cao. Thao taùc ñoùng – caét döùt khoaùt. Tieâu thuï coâng suaát ít nhaát. Baûo veä ñoäng cô khoâng bò quaù taûi laâu daøi ( coù rôle nhieät ). Thoûa ñieàu kieän khôûi ñoäng ( doøng ñieän khôûi ñoäng töø 5 ñeán 7 laàn doøng ñieän ñònh möùc). III . KEÁT CAÁU VAØ NGUYEÂN LYÙ LAØM VIEÄC 1. Khôûi ñoäng töø thöôøng ñöôïc phaân chia theo: Ñieän aùp ñònh möùc cuûa cuoän daây huùt: 36V, 127V, 220V, 380V, 500V. Keát caáu baûo veä choáng caùc taùc ñoäng bôûi moâi tröôøng xung quanh: hôû, baûo veä, choáng buïi, nöôùc, noå Khaû naêng laøm bieán ñoåi chieàu quay ñoäng cô ñieän: khoâng ñaûo chieàu quay vaø ñaûo chieàu quay. Soá löôïng vaø loaïi tieáp ñieåm: thöôøng hôû, thöôøng ñoùng. 2. Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa khôûi ñoäng töø : a) Khôûi ñoäng töø ñôn vaø hai nuùt nhaán: Khi cung caáp ñieän aùp cho cuoän daây baèng nhaán nuùt khôûi ñoäng M, cuoän daây contactor coù ñieän huùt loõi theùp di ñoäng vaø maïch töø kheùp kín laïi; laøm ñoùng caùc Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 883383/83 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN tieáp ñieåm chính ñeå khôûi ñoäng ñoäng cô vaø ñoùng tieáp ñeåm phuï thöôøng hôû ñeå duy trì maïch ñieàu khieån khi buoâng tay khoûi nuùt nhaán khôûi ñoäng. Khi nhaán nuùt döøng D, khôûi ñoäng töø bò ngaét ñieän, döôùi taùc duïng cuûa löïc loø xo neùn laøm phaàn loõi töø di ñoäng trôû veà vò trí ban ñaàu; caùc tieáp ñieåm trôû veà traïng thaùi thöôøng hôû. Ñoäng cô döøng hoaït ñoäng. Khi coù söï coá quaù taûi ñoäng cô, rôle nhieät seõ thao taùc laøm ngaét maïch ñieän cuoän daây, do ñoù cuõng ngaét khôûi ñoäng töø vaø döøng ñoäng cô ñieän. CB F L L1 L2 L3 RN CB D F M K K RN K N M 3 b) Khôûi ñoäng töø ñaûo chieàu vaø ba nuùt nhaán: Khi nhaán nuùt nhaán M BB TBB , cuoän daây contactor T coù ñieän huùt loõi theùp di ñoäng vaø maïch töø kheùp kín laïi; laøm ñoùng caùc tieáp ñieåm chính T ñeå khôûi ñoäng ñoäng cô quay theo chieàu thuaän vaø ñoùng tieáp ñeåm phuï thöôøng hôû T ñeå duy trì maïch ñieàu khieån khi buoâng tay khoûi nuùt nhaán khôûi ñoäng M BB TBB . Ñeå ñaûo chieàu quay ñoäng cô, ta nhaán nuùt nhaán M BB NBB , cuoän daây contactor T maát ñieän, cuoän daây contactor N coù ñieän huùt loõi theùp di ñoäng vaø maïch töø kheùp kín laïi; laøm ñoùng caùc tieáp ñieåm chính N, luùc naøy treân maïch ñoäng löïc ñaûo hai daây Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 884484/84 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN trong ba pha ñieän laøm cho ñoäng cô ñaûo chieàu quay ngöôïc laïi vaø tieáp ñeåm phuï thöôøng hôû N ñeå duy trì maïch ñieàu khieån khi buoâng tay khoûi nuùt nhaán khôûi ñoäng MBB NBB . Quaù trình ñaûo chieàu quay ñöôïc laëp laïi nhö treân. Khi nhaán nuùt döøng D, khôûi ñoäng töø N ( hoaëc T ) bò ngaét ñieän, ñoäng cô döøng hoaït ñoäng. Khi coù söï coá quaù taûi ñoäng cô, rôle nhieät seõ thao taùc laøm ngaét maïch ñieän cuoän daây, do ñoù cuõng ngaét khôûi ñoäng töø vaø döøng ñoäng cô ñieän. Sô ñoà treân coù theå thöïc hieän caû khoùa lieân ñoäng ñieän baèng caùc tieáp ñieåm phuï thöôøng ñoùng cuûa baûn thaân hai khôûi ñoäng töø naøy. Sô ñoà trang beân IV . LÖÏA CHOÏN VAØ LAÉP ÑAËT KHÔÛI ÑOÄNG TÖØ: Hieän nay ôû nöôùc ta, ñoäng cô khoâng ñoàng boä ba pha roâto loàng soùc coù coâng suaát töø 0,6 ñeán 100KW ñöôïc söû duïng roäng raõi. Ñeå ñieàu khieån vaän haønh chuùng, ta thöôøng duøng khôûi ñoäng töø. Vì vaäy ñeå thuaän lôïi cho vieäc löïa choïn khôûi ñoäng töø, nhaø saûn xuaát thöôøng khoâng nhöõng chæ cho cöôøng ñoä doøng ñieän suaát ñònh möùc maø coøn cho caû coâng suaát cuûa ñoäng cô ñieän maø khôûi ñoäng töø phuïc vuï öùng vôùi caùc ñieän aùp khaùc nhau. Ñeå khôûi ñoäng töø laøm vieäc tin caäy, khi laép ñaët caàn phaûi baét chaët cöùng khôûi ñoäng töø treân moät maët thaúng ñöùng ( ñoä nghieâng cho pheùp so vôùi truïc thaúng ñöùng o PP .5PP ), khoâng cho pheùp boâi môõ vaøo caùc tieáp ñieåm vaø caùc boä phaän ñoäng. Sau khi laép ñaët khôûi ñoäng töø vaø tröôùc khi vaän haønh, phaûi kieåm tra: Cho caùc boä phaän ñoäng chuyeån ñoäng baèng tay khoâng bò keït, vöôùng. Ñieän aùp ñieàu khieån phaûi phuø hôïp ñieän aùp ñònh möùc cuûa cuoän daây. Caùc tieáp ñieåm phaûi tieáp xuùc ñeàu vaø toát. Caùc daây ñaáu ñieän phaûi theo ñuùng sô ñoà ñieàu khieån. Rôle nhieät phaûi ñaët ôû naác doøng ñieän thích hôïp. Khi laép ñaët khôûi ñoäng töø caàn ñaët keøm theo caàu chì baûo veä. Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 885585/85 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN F L RN D T MT MN N N T T N N L1 L2 L3 F T N RN M 3 Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 886686/86 / 103
TRÖÔØNG ðIHCCÔNGNGHIPTPHCM KHOA ÑIEÄN PHAÀN 3 : GIÔÙI THIEÄU ÑAËC TÍNH, KEÁT CAÁU KHÍ CUÏ ÑIEÄN CAO AÙP Lyù Thuyeát Khí Cuï Ñieän Trang 887787/87 / 103