Giáo trình Kỹ thuật lắp đặt điện trong công nghiệp (Ngành: Điện công nghiệp - Trung cấp) - Trường Cao đẳng nghề Ninh Thuận

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:50

Thêm vào BST

Báo xấu

2
lượt xem 0
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình "Kỹ thuật lắp đặt điện trong công nghiệp (Ngành: Điện công nghiệp - Trung cấp)" được biên soạn với mục tiêu nhằm giúp sinh viên nắm được các kiến thức về: Lắp đặt thiết bị phân phối và đo lường; Lắp đặt hệ thống thiết bị điều khiển trong công nghiệp; Lắp đặt rơ le bảo vệ mạch điều khiển trong công nghiệp;... Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Kỹ thuật lắp đặt điện trong công nghiệp (Ngành: Điện công nghiệp - Trung cấp) - Trường Cao đẳng nghề Ninh Thuận

1
BM.04-QT07/CĐNNT UBND TỈNH NINH THUẬN TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ NINH THUẬN * * ** * * GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: KỸ THUẬT LẮP ĐẶT ĐIỆN TRONG CÔNG NGHIỆP NGHỀ: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ-……. ngày 01 tháng 05 năm 2019. của Trường Cao đẳng Nghề Ninh Thuận Ninh Thuận, năm 2019 2
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. 3
LỜI GIỚI THIỆU Kỹ thuật lắp đặt điện trong công nghiệp là một trong những môđun chuyên ngành được biên soạn dựa trên chương trình khung và chương trình dạy nghề do Bộ Lao động - Thương binh và Xã hội và Tổng cục Dạy nghề ban hành dành cho hệ Cao Đẳng Nghề và Trung Cấp Nghề Điện công nghiệp. Giáo trình được biên soạn làm tài liệu học tập, giảng dạy nên giáo trình đã được xây dựng ở mức độ đơn giản và dễ hiểu nhất, trong mỗi bài đều có ví dụ và bài tập áp dụng để làm sáng tỏ lý thuyết. Khi biên soạn, tôi đã dựa trên kinh nghiệm giảng dậy, tham khảo đồng nghiệp và tham khảo ở nhiều giáo trình hiện có để phù hợp với nội dung chương trình đào tạo và phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung lý thuyết và thực hành được biên soạn gắn với nhu cầu thực tế. Nội dung của mô đun gồm có 3 bài: Bài 1: Lắp đặt thiết bị phân phối và đo lường. Bài 2: Lắp đặt hệ thống thiết bị điều khiển trong công nghiệp. Bài 3: Lắp đặt rơ le bảo vệ mạch điều khiển trong công nghiệp. Giáo trình cũng là tài liệu giảng dạy và tham khảo tốt cho các ngành thuộc lĩnh vực điện dân dụng, điện tử công nghiệp. Trong quá trình sử dụng giáo trình, tuỳ theo yêu cầu cũng như khoa học và công nghệ phát triển có thể điều chỉnh thời gian và bổ sung những kiến thức mới cho phù hợp. Trong giáo trình, tôi có đề ra nội dung thực tập của từng bài để người học củng cố và áp dụng kiến thức phù hợp với kỹ năng. Tuy nhiên, tùy theo điều kiện cơ sở vật chất và trang thiết bị, các trường có thề sử dụng cho phù hợp. Mặc dù đã cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng được mục tiêu đào tạo nhưng không tránh được những khiếm khuyết. Rất mong nhận được đóng góp ý kiến của các thầy, cô giáo, bạn đọc để tôi hiệu chỉnh hoàn thiện hơn. Các ý kiến đóng góp xin gửi về Trường Cao đẳng nghề Ninh Thuận, tỉnh Ninh Thuận Ninh Thuận, ngày 09 tháng 05 năm 2019 4
MỤC LỤC TRANG 1. Lời giới thiệu……………………………………………………………6 2. Bài 1: Lắp đặt thiết bị phân phối và đo lường.….….….….….….…...10 3. Bài 2: Lắp đặt hệ thống thiết bị điều khiển trong công nghiệp .….…22 4. Bài 3: Lắp đặt rơ le bảo vệ mạch điều khiển trong công nghiệp.……36 5
GIÁO TRÌNH KỸ THUẬT LẮP ĐẶT ĐIỆN TRONG CÔNG NGHIỆP Tên môn học/mô đun: Kỹ thuật lắp đặt điện trong công nghiệp. Mã môn học/mô đun: MĐ 27 Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của môn học/mô đun: - Vị trí: Là mô đun chuyên ngành chuyên sâu về nghề Điện công nghiệp, được bố trí dạy ở học kỳ 1 của năm thứ ba, bố trí dạy sau môn máy điện, kỹ thuật chiếu sáng, vẽ điện, khí cụ điện, vật liệu điện, trang bị điện. - Tính chất: Là mô đun kỹ thuật chuyên ngành Điện công nghiệp - Ý nghĩa và vai trò của môn học/mô đun: Trang bị kiến thức chuyên sâu về kỹ thuật lắp thiết bị trong các nhà máy như: Lắp đặt thiết bị đo lường, lắp mạch điều khiển tải theo yêu cầu và lắp các thiết bị bảo vệ trong công nghiệp, là mô đun để học tập và nghiên cứu các môn học chuyên môn khác. Mục tiêu của môn học/mô đun: - Về kiến thức: + Nắm vững các phương pháp lắp đặt trong tủ điện. + Trình bày được phương pháp kiểm tra, bảo dưỡng các thiết bị, động cơ và phương pháp đấu nối - Về kỹ năng: + Lắp đặt phân phối nguồn điện, rơ le bảo vệ và điều khiển trong công nghiệp. + Đi dây và ép đầu cốt đảm bảo yêu cầu kỹ thuật và mỹ thuật. + Lắp đặt được mạch điện đúng nguyên lý. + Xử lý và hiệu chỉnh được các xự cố trong các mạch điều khiển trong công nghiệp. - Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: + Đảm bảo tốt an toàn lao động và vệ sinh công nghiệp. + Bố trí nơi làm việc khoa học. Nội dung của môn học/mô đun: Thời gian Số Tên các bài trong mô đun Tổng Lý Thực Kiểm TT số thuyết hành tra Bài 1: Lắp đặt thiết bị phân phối và 1. 20 5 14 1 đo lường 1.1. Lắp đặt tủ phân phối. 1.2. Lắp đặt máy biến dòng. 1.3. Lắp đặt máy biến điện áp. 2. Bài 2: Lắp đặt hệ thống thiết bị điều 60 15 43 2 khiển trong công nghiệp. 6
2.1. Lắp đặt mạch điện điều khiển động cơ 1 pha. 2.2. Lắp đặt mạch điện khởi động và điều khiển động cơ 3 pha. 2.3. Lắp đặt mạch điện hãm động cơ 3 pha. 2.4. Lắp đặt mạch điện khởi động và điều khiển các động cơ làm việc theo chu kỳ. 2.5. Lắp đặt mạch điện điều khiển động cơ nhiều cấp tốc độ. 2.6. Lắp đặt mạch điện điều khiển trong hệ thống cung cấp điện. 3. Bài 3: Lắp đặt rơ le bảo vệ mạch 40 10 28 2 điều khiển trong công nghiệp. 3.1. Lắp đặt rơ le bảo vệ mất pha. 3.2. Lắp đặt rơ le bảo vệ thứ tự pha. 3.3. Lắp đặt rơ le bảo vệ quá dòng. 3.4. Lắp đặt rơ le bảo vệ quá áp, thấp áp. 3.5. Lắp đặt rơ le bảo vệ chạm đất. 3.6. Lắp đặt tự động đóng lại và chống dòng dò. Tổng 120 30 85 5 7
BÀI 1: LẮP ĐẶT THIẾT BỊ PHÂN PHỐI VÀ ĐO LƯỜNG Mã Bài: MĐ 27 – 01 Giới thiệu: Trong công nghiệp và trong cuộc sống hàng ngày chúng ta tiếp xúc và làm việc với nhiều loại thiết bị đo như, đồng hồ đo điện áp, dòng điện, đo điện trở, đo điện trở cách điện....để hiểu biết, để lắp đặt cho khoa học và an toàn ta sẽ nghiên cứu về các phương pháp lắp đặt đo lường, bài này sẽ trình bày các phương pháp lắp đặt mang tính chung, phân loại từng thiết bị đo thực tế. Mục tiêu: - Trình bày được cấu tạo nguyên lý làm việc của máy biến và biến áp. - Nêu được các yêu cầu chung khi lắp đặt tủ bảng phân phối. - Nêu được các bước khi thực hiện, kiểm tra khi lắp đặt máy biến dòng và biến áp đo lường. Nội dung chính: 1.1. Lắp đặt tủ phân phối. Khái niệm: Tủ phân phối hạ thế là vị trí mà tại đó, nguồn cung cấp điện được chia thành các mạch riêng biệt, mỗi mạch trong số đó được quản lý và đảm bảo bằng cầu chì hoặc các thiết bị chuyển mạch của tủ điện như máy cắt, aptomat.... Tủ phân phối hạ thế được được chia thành một số bộ phận chức năng, bao gồm các thành phần điện và cơ khí tạo điều kiện cho việc hoàn thành một tiện ích nào đó. Tủ phân phối hạ thế là một phần quan trọng trong việc đảm bảo độ an toàn cho hệ thống điện. Chức năng chính của tủ điện phân phối hạ thế Điều cần thiết là các loại Tủ phân phối hạ thế được thay đổi hoàn toàn cho phù hợp với mục đích sử dụng của nó. Vì vậy, thiết kế và xây dựng của nó phải phù hợp với hướng dẫn sử dụng điện tại nơi làm việc của nó. Tủ phân phối hạ thế cung cấp 2 chức năng chính: Bảo vệ các thiết bị như: thiết bị chuyển mạch, dụng cụ đo chỉ thị, rơ le, và bảng cầu chì, từ các tác động cơ học, do sự dao động, và ảnh hưởng bên ngoài khác có khả năng ảnh hưởng đến tính toàn vẹn của hoạt động (ví dụ như EMI, bụi, độ ẩm, sâu mọt, …). Bảo vệ sự sống cho con người, tránh bị điện giật trực tiếp hoặc gián tiếp. Phân loại tủ phân phối hạ thế gồm: 8
Tủ phân phối truyền thống: Thường đặt trên khung ở phía sau của vỏ tủ. Chỉ dẫn và kiểm soát các thiết bị được gắn vào mặt trước của tủ. Tủ phân phối theo chức năng: Phù hợp với các ứng dụng riêng cụ thể, các loại thiết bị bảng điện được tạo thành từ các mô – đun chức năng bao gồm các thiết bị chuyển mạch cùng với các phụ kiện tiêu chuẩn hóa để gắn kết và kết nối, đảm bảo độ an toàn cao. Mức độ an toàn của tủ hạ thế mà công ty TRANG AN JSC cung cấp: – Sử dụng các thiết bị và vật liệu chất lượng cao – Thiết kế theo đúng tiêu chuẩn quốc tế – Thiết bị Tủ phân phối hạ thế rất dễ lắp đặt – Kiểu thiết kế từng khối có thể tách rời – Bố trí thiết bị và đầu nối hợp ký – Dễ dàng vận chuyển – Dễ dàng đấu nối tại công trường và kết nối mở rộng – Tất cả các thiết bị được chỉ dẫn, ghi chú rõ ràng – Dễ tiếp cận để bảo trì thiết bị. Tủ hạ thế đáp ứng được các tiêu chuẩn TCVN 3661-81, IEC 60439-1 với đầy đủ các dòng sản phẩm tủ điện: Tủ điện tổng MSB, tủ điện phân phối DB, tủ điện ATS, tủ hoà đồng bộ, tủ điện bù công suất, tủ điện công tơ, tủ điều khiển động cơ, tủ điện chiếu sáng, tủ điện cứu hoả Trong một tủ phân phối điện hạ áp thường được trang bị các thiết bị sau: 1. Vỏ tủ 2. Máy biến dòng 3. Áp tô mát chính 4. Công tơ đo đếm điện năng 5. Đồng hồ đo dòng điện xoay chiều 6. Đồng hồ đo điện áp xoay chiều 7. Áp tô mát nhánh 8. Thanh cài 9. Bót đấu dây 10. Cáp điện Tùy theo yêu cầu kỹ thuật mà tủ điện công nghiệp cần thiết kế, lắp ráp có nhiều cách làm khác nhau, tuy nhiên, nhìn chung thực hiện lắp đặt tủ điện công nghiệp đều bao gồm các bước sau: 1.1.1 Tính toán thông số kỹ thuật để lựa chọn các thiết bị cần thiết. Ví dụ: Nếu là tủ phân phối hạ thế thì cần xác định số lượng phụ tải, số nhánh cần phân phối để tính toán giá trị của aptomat, dây dẫn ... Các giá trị này cần phải cân đối giữa bài toán kỹ thuật và kinh tế, không lựa chọn giá trị thiết bị quá cao so với cần thiết bởi sẽ ảnh hưởng tới giá thành của sản phẩm khi hoàn thiện. 9
1.1.2 Vẽ sơ đồ bố trí thiết bị, sơ đồ nguyên lý hoạt động. Khâu thiết kế có vai trò rất quan trọng trong quá trình sản xuất tủ điện công nghiệp . Tủ điện công nghiệp cần thiết kế đảm bảo đầy đủ các tính năng cần thiết nhưng cũng cần phải được tối ưu trong thiết kế nhằm giảm vật tư, giá thành cấu thành sản phẩm. Khi thiết kế, cần lưu ý tới quá trình mở rộng, hay sự thay đổi của hệ thống thiết bị trong tương lai. Khâu thiết kế cần được chú trọng và kiểm tra kỹ lưỡng, nhằm tránh xảy ra những sai sót sau khi đã hoàn thiện các công đoạn tiếp theo, điều này có thể dẫn tới việc phải làm lại toàn bộ quá trình từ đầu. Hiện nay có nhiều phần mềm hỗ trợ vẽ thiết kế tủ điện công nghiệp, nhưng thông dụng và đầy đủ nhất là phần mềm Cad Electric. Các bạn có thể vào đây để download về. 1.1.3 Gia công, lắp đặt phần vỏ tủ. Sau khi tính toán, lựa chọn các thiết bị cần thiêt cho tủ điện công nghiệp, ta cần lựa chọn vỏ tủ điện để chứa các thiết bị đó. Trên mặt tủ, ta sẽ gia công các lỗ để gá lắp các thiết bị như đèn báo, đồng hồ, nút nhấn …Việc gia công các lỗ khoan này có thể được thực hiện đột dập bằng máy CNC (Với những tủ điện yêu cao về chính xác, độ phức tạp và tính thẩm mỹ) hoặc có thể khoan khoét bằng tay.Khi lắp đặt thiết bị lên vỏ tủ điện công nghiệp, cần tuân theo các nguyên tắc sau:Các thiết bị như đèn báo nguồn, đồng hồ đo dòng điện, điện áp, đồng hồ chỉ thị đặt ở phía trên cao. Các thiết bị điều khiển (Nút nhấn, công tắc) đặt phía dưới. Cần phân bố các nút nhấn, công tắc cùng điều khiển 1 thiết bị trên cùng 1 hàng (ngang hoặc dọc ) để thuận tiện cho quá trình vận hành. Chú ý: Vỏ tủ điện công nghiệp có những vị trí bị khoan khoét thông với bên ngoài như: vị trí quạt thông gió, vị trí đấu dây vào/ ra tủ điện cần phải làm lưới che chắn hoặc chèn đất sét chuyên dụng nhằm tránh chuột và côn trùng chui vào làm hỏng thiết bị. 10
1.1.4 Sắp xếp các thiết bị bên trong tủ. Việc thiết kế bố trí thiết bị trên tủ điện hợp lý, đúng cách sẽ làm cho tủ điện giảm ảnh hưởng độ nhiễu giữa các thiết bị, tiết kiệm dây dẫn điện, tăng tính thẩm mỹ, tăng tuổi thọ các thiết bị và vận hành ổn định hơn.. Sắp xếp thiết bị được phân thành từng nhóm như sau: Nhóm thiết bị điều khiển hay đặt cùng nhau, góc phía trên ( Các rơ le bảo vệ, rơ le trung gian, bộ điều khiển, cảm biến). Nhóm khí cụ điện đóng cắt đặt cùng 1 hàng phía dưới (Aptomat, Contactor, khởi động từ.) Aptomat tổng (Cấp nguồn cho hệ thống) đặt ở trung tâm tủ điện (hoặc đặt ở góc cao bên trái) sao cho thuận tiện trong quá trình vận hành, thao tác. Cầu đấu đặt ở phía dưới cùng để thuận tiện cho quá trình đấu dây vào / ra tủ điện 1.1.5 Đấu dây dẫn điện. Dây dẫn giữa các thiết bị điện cần được kết nối một cách khoa học, gọn gàng. Đầu cốt phải được phân màu (đỏ, vàng, xanh, đen …) và được đánh số thứ tự để dễ dàng kiểm soát và sửa chữa sau này. Dây tín hiệu và dây mạch lực nên được đi trong các ống ghen riêng biệt, càng xa nhau càng tốt. Với dây tín hiệu có độ nhạy cao (dây dẫn encoder, dây truyền thông …) thì phải có vỏ bọc chống nhiễu. Nên đấu dây phần mạch động lực trước sau đó mới tới dây phần điều khiển Dây điều khiên và dây mạch lực phải đi vuông góc nhau và tuân theo tiêu chuẩn sau (Như hình vẽ) 11
1.1.5 Cấp nguồn, chạy không tải. Sau khi đã hoàn tất việc đấu dây, ta cần kiểm tra kỹ lại hệ thống trước khi cấp nguồn điện cho tủ điện công nghiệp. Khi cấp nguồn, để cho tủ điện làm việc không tải nhằm phát hiện các sai sót trước khi đấu tải vào tủ điện. Các bước tiến hành chủ yếu khi lắp đặt tủ phân phối điện hạ áp. Bước 1: Chuẩn bị thiết bị, vật liệu theo yêu cầu trên sơ đồ nguyên lý và sơ đồ bố trí thiết bị Bước 2: Gá lắp thiết bị trên thanh cài theo sơ đồ bố trí thiết bị Bước 3: Lắp đặt tủ chính và thiết bị đo đếm điện năng. Nếu sử dụng công tơ 3 pha đo trực tiếp thì ta đấu theo sơ đồ hình 6.13. nếu sử dụng công tơ 3 pha đo gián tiếp thì ta đâu dây theo sơ đồ 6.14. Bước 4: Đấu đồng hồ đo dòng điện, điện áp Bước 5: Đấu áp tô mát nhánh Bước 6: Hoạt động thử. - Sơ đồ đấu công tơ điện 3 pha không có biến dòng 12
- Sơ đồ đấu công tơ điện 3 pha có biến dòng. 1.2 Lắp đặt máy biến dòng. 1. Chức năng: Máy biến dòng điện(CT) là thiết bị điện dùng để biến đổi dòng điện có trị số lớn và điện áp cao xuống dòng điện có trị số tiêu chuẩn 5A hoặc 1A, điện áp an toàn để cung cấp cho mạch đo lường, điều khiển và bảo vệ. CT có cuộn dây sơ cấp đấu nối tiếp vào mạch sơ cấp. Tổng trở của CT, kể cả tổng trở của phụ tải phía thứ cấp rất bé so với tổng trở phía sơ cấp của mạch điện. 2. Nguyên lý hoạt động: Ở mạch điện xoay chiều, nguyên lý làm việc của biến dòng tương tự như máy biến áp( máy biến dòng là một thiết bị điện từ tĩnh, làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ, dùng để biến đổi trị số dòng điện xoay chiều nhưng vẫn giữ nguyên tần số). Với CT cao thế khi ta cho dòng điện I1 đi qua cuộn dây sơ cấp thì phía thứ cấp cho ra dòng điện I2 khác với phía sơ cấp nhưng vẫn giữ nguyên tần số. Với CT hạ thế khi ta cho dòng điện I1 xuyên qua lõi thép có quấn cuộn dây thứ cấp thì phía thứ cấp cho ra dòng điện I2 khác với phía sơ cấp nhưng vẫn giữ nguyên tần số. 13
3. Các chế độ làm việc của CT: – Chế độ ngắn mạch của dòng sơ cấp, mạch thứ cấp có phụ tải Z2: Tỷ số giữa dòng ngắn mạch sơ cấp trên dòng định mức gọi là bội số dòng của máy biến dòng: n=I1/I1đm. Khi n lớn, sai số CT tăng và sai số này còn phụ thuộc vào dòng thứ cấp I2 hoặc tải Z2. Thường với mạch bảo vệ, bội số dòng điện của CT phải đạt giá trị sao cho sai số của nó dưới 10%. -Chế độ hở mạch thứ cấp của CT: Khi thứ cấp hở mạch, phía thứ cấp sẽ có điện áp cảm ứng với biên độ rất cao gây nguy hiểm cho người và các thiết bị thứ cấp(lõi thép bị bão hòa). Để chống hiện tượng bão hòa trong mạch từ, người ta còn chế tạo máy biến dòng có khe hở không khí, còn gọi là biến dòng tuyến tính. CT có tỷ số dòng điện tỷ lệ nghịch với số vòng dây cuốn. Do đó, có thể thay đổi tỷ số biến bằng cách thay đổi số vòng dây cuốn phía sơ cấp hoặc thứ cấp. Dưới đây là ví dụ về sơ đồ tương đương của CT: Từ sơ đồ sơ đồ ta rút ra các nhận xét sau: 1. Tổng trở phụ tải mạch thứ cấp của CT hầu như không ảnh hưởng đến trị số của dòng điện thứ cấp. 14
2. Khi phía sơ cấp có dòng điện, không để hở mạch phía thứ cấp vì khi ấy toàn bộ dòng điện sơ cấp sẽ chạy qua mạch kích từ với tổng trở khá lớn, có thế gây nguy hiểm cho người và thiết bị phía thứ cấp. 3. Nếu biết được trị số của tổng trở mạch kích từ và tổng trở của phụ tải thì có thể xác định được sai số về giá trị cũng như góc pha của dòng điện phía thứ cấp. 3. Cấu tạo: CT hạ thế: – Hình dạng: có các hình dáng khác nhau nhưng phổ biến là loại hình xuyến. Máy biến dòng hình xuyến có cấu tạo gồm 2 bộ phận chính là lõi thép và dây quấn. Trong phạm vi bài này ta chỉ xét đến máy biến dòng hạ áp hình xuyến, có nghĩa là phía sơ cấp có dòng điện phụ tải chạy trong cáp xuyên qua máy biến dòng; phía thứ cấp có dây quấn nhiều vòng, dòng điện I2 được qui chuẩn là 5A hoặc 1A. – Lõi thép máy biến dòng hình xuyến: Lõi thép máy biến dòng dùng để dẫn từ thông chính của máy, được chế tạo từ những vật liệu dẫn từ tốt là thép kỹ thuật điện. Lõi thép được chế tạo thành hình tròn là nơi để đặt dây quấn thứ cấp. – Dây quấn của Máy biến dòng: Dây sơ cấp thường là cáp hạ thế phù hợp với dòng điện phụ tải và có số vòng W1 nhỏ hơn nhiều lần số vòng phía thứ cấp W2. Thông thường cuộn sơ cấp là cáp hạ thế W1 có số vòng n = 1; n = 2; n = 3; n = 4. Dây thứ cấp có tiết diện nhỏ hơn rất nhiều so với dây sơ cấp nhưng có số vòng W2 lớn hơn nhiều lần số vòng W1 phía sơ cấp. Các cuộn này có điện trở rất bé, vì vậy trong trạng thái bình thường phía thứ cấp của Máy biến dòng hầu như bị ngắn mạch. Để đảm bảo an toàn cho người vận hành, cuộn thứ cấp của máy biến dòng phải được nối đất. Dây dẫn được quấn quanh lõi thép và cách điện với lõi thép. Giữa các vòng dây và giữa các lớp dây được cách điện với nhau. Lõi thép và đầu cực (- ) được tiếp đất. – Một số bộ phận khác của Máy biến dòng: Ngoài cuộn dây và lõi thép ra, Máy biến dòng còn có các bộ phận khác như: + Vỏ ngoài được chế tạo bằng nhựa cách điện để bảo vệ dây quấn thứ cấp và đảm bảo an toàn cho người vận hành. + Các đầu cực để đấu dây dẫn ra ngoài: có cực (+) và cực (-) để đấu với cuộn dòng của công tơ; cuộn dây của Rơle; cuộn dây của Ampemet đo gián tiếp. + Máy biến dòng hạ thế được chế tạo theo dòng phía sơ cấp như sau: 50/5A; 75/5; 100/5; 150/5; 200/5; 250/5; 300/5; 400/5; 500/5; 600/5; 700/5; 750/5; 800/5; 850/5; 900/5; 950/5 ; 1000/5; 1500/5,.. CT cao thế: – Hình dạng: có các hình dáng và kích thước khác nhau tùy thuộc vào yêu cầu và mục đích sử dụng. – Kết cấu: gồm có mạch từ, khung, cuộn dây thứ cấp, cuộn dây sơ cấp, cách điện. Tải của biến dòng được đấu vào cuộn thứ cấp W2 và một đầu được đấu đất. Thứ tự “đầu” và “cuối” của các cuộn dây máy biến dòng thường được phân biệt, đầu cuộn dây được đánh dấu * . Vì một số thiết bị đo lường, bảo vệ làm việc theo góc pha của dòng, nên yêu cầu phải đấu đúng cực tính. Biến dòng có cuộn dây sơ cấp W1 đấu nối tiếp với tải Z1 nên tải ở mạch thứ cấp Z2 không ảnh hưởng đến dòng tải sơ cấp I1. 15
Các thông số cơ bản của máy biến dòng gồm: – Điện áp định mức: là trị số điện áp dây của lưới điện mà máy biến dòng làm việc. Điện áp này quyết định cách điện giữa phía sơ cấp và thứ cấp của máy biến dòng. – Dòng điện định mức phía sơ cấp và thứ cấp là dòng điện làm việc dài hạn theo phát nóng, có dự trữ. – Hệ số biến đổi là tỷ số giữa sơ cấp và thứ cấp định mức: Kđm = I1đm/I2đm Hệ số biến đổi thường được chế tạo như sau: 10/5A; 15/5; 20/5; 25/5; 50/5A; 75/5; 100/5; 150/5; 200/5; 250/5; 300/5; 400/5; 500/5; 600/5; 700/5; 750/5; 800/5; 850/5; 900/5; 950/5 ; 1.000/5; 1.500/5,.. – Phụ thuộc vào sai số, máy biến dòng điện có những cấp chính xác sau: + Cuộn đo lường: 0,2; 0,5; 1. + Cuộn bảo vệ: 5P10, 5P20, 10P10,… (5P20: nếu dòng điện qua CT tăng lên gấp 20 lần dòng điện định mức của nó thì sai số chỉ là 5%). +Tải định mức của biến dòng tổng trở tính bằng W, với cosj=0,8 mà biến dòng làm việc với cấp chính xác tương ứng. Công suất định mức của CT: P2đm=I22đm.Z2đm + Bội số dòng định mức giới hạn là tỷ số giữa dòng sơ cấp và dòng sơ cấp định mức mà sai số dòng điện đến 10%. 4. Phân loại: Tùy thuộc vào môi trường cách điện của biến dòng, ta có biến dòng dâu(cách điện bằng dầu biến áp) và biến dòng khô(cách điện bằng nhựa epôxy). Nếu số vòng dây sơ cấp là W1=1, ta có biến dòng loại một vòng dây, với W1 lớn ta có biến dòng nhiều vòng dây. Máy biến dòng loại một vòng có ưu điểm là kết cấu đơn giản, kích thước tương đối nhỏ so với loại nhiều vòng, tính ổn định khá cao khi có dòng ngắn mạch chạy qua; khuyết điểm chủ yếu của nó là khi dòng điện phía sơ cấp nhỏ thì sai số của Máy biến dòng khá lớn. Ưu khuyết điểm của Máy biến dòng nhiều vòng ngược lại với Máy biến dòng loại một vòng, có nghĩa là Máy biến dòng loại nhiều vòng có kết cấu phức tạp, kích thước tương đối lớn so với loại một vòng, tính ổn định thấp khi có dòng ngắn mạch chạy qua; khi dòng điện phía sơ cấp nhỏ thì sai số của Máy biến dòng không lớn. Khi chọn Máy biến dòng, ta phải chú ý tới phụ tải phía thứ cấp của máy để đảm bảo cho máy có thể làm việc với cấp chính xác đã định mức. Với điện áp siêu cao áp, người ta dùng kết cấu nối tầng, mỗi tầng chịu một trị số điện áp. Ngoài loại biến dòng kinh điển làm việc theo nguyên lý điện từ người ta còn chế tạo còn chế tạo biến dòng kiểu mới dùng cho lưới điện siêu cao áp nhằm giảm chi phí cho cách điện của các biến dòng kinh điển. Cho đến nay các biến dòng kiểu mới thường được chế tạo theo 2 nguyên lý: nguyên lý chuyển đổi điện-quang và nguyên lý từ- quang Fraday. 2.1 Lắp đặt máy biến dòng 16
B1: Lắp ráp hai phần phân cấp của một pha hoàn chỉnh B2: Lắp đặt máy biến dòng lên giá đỡ B3: Thí nghiệm lại các thông số của máy biến dòng điện B4: Đấu nối mạch điện nhất thứ và nhị thứ B5: Đấu nối đất cho vỏ máy và một đầu cho cuộn dây thứ cấp 1.3 Lắp đặt máy biến áp Chức năng và các thông số chính của BU Biến điện áp đo lường dùng để biến đổi điện áp từ trị số lớn xuống trị số thích hợp (100V hay 100/ √3V) để cung cấp cho các dụng cụ đo lường, rơle và tự động hóa. Như vậy các dụng cụ thứ cấp được tách khỏi mạch điện cao áp nên rất an toàn cho người. Cũng vì an toàn, một trong những đầu ra của cuộn dây thứ cấp phải được nối đất. Các dụng cụ phía thứ cấp của BU có điện trở rất lớn nên có thể coi BU làm việc ở chế độ không tải. BU bao gồm các thông số chính như sau: a) Hệ số biến đổi định mức Kđm = U1đm /U2đm Trong đó: U1đm , U2đm là các điện áp định mức sơ cấp và thứ cấp. Điện áp sơ cấp đo lường được nhờ BU qua điện áp thứ cấp gần đúng bằng: U1  U2.Kđm . b) Sai số của biến điện áp Xét BU một pha có sơ đồ thay thế hình 14-1a, trong đó: z1 = r1 + jx1 : tổng trở cuộn sơ cấp. z2 = r2’ + jx2’ : tổng trở cuộn thứ cấp đã qui đổi về sơ cấp. z’ = r’ + jx’ : tổng trở phụ tải đã qui đổi về sơ cấp; z0 = r0 + jx0 - tổng trở mạch từ. Theo sơ đồ thay thế dựng được đồ thị véctơ các dòng áp (Hình 14-1b). Trên hình 14-2b, các véctơ U’2 và E’2 cũng như I’2 là các véctơ điện áp và dòng điện đã qui đổi về phía sơ cấp. Qua đồ thị véctơ thấy rằng, điện áp thứ cấp đã tăng lên Kđm lần (tức U’2), sai khác với điện áp sơ cấp U1 cả về pha lẫn trị số. Đó chính là do tổn thất trong BU gây nên. Sai số của BU được xác định như sau. Sai số trị số: 𝐾â𝑚. 𝑈2− 𝑈1 ΔU = . 100 𝑈1 Sai số góc u(góc lệch giữa U’2 và U1). Căn cứ vào đồ thị véctơ hình 14-1b có thể xây dựng được biểu thức sai số điện áp và sai số góc của nó. Theo đồ thị có thế viết được: Tóm lại AB và BC xác định sai số trị số và sai số góc của biến điện áp đồng thời xét phần thực và phần ảo của véc tơ AC. Ta có: 17
Hình 14-2: Biến điện áp dầu một phaa)Điện áp dưới 35kV: 1.Thùng thép,2.Nắp, 3.Đầu sứ xuyên, 4.Mạch từ,5.Cuộn dây sơ cấp,6.Đầu ra tứ cấp, 7.Chốt để tháo nắp,8.Dầu máy biến áp. b)Điện áp 35kVtrong đó. Ta thấy rằng sai số của biến điện áp là một hàm số phụ thuộc vào nhiều thông số. Dòng I0 phụ thuộc vào mạch từ, nên để giảm sai số cần dùng thép kĩ thuật điện tốt để làm mạch từ. Dòng I2 phụ thuộc vào tải thứ cấp, vậy công suất các dụng cụ phía thứ cấp không được vượt quá công suất định mức của biến điện áp (Spt  SđmBU ). Tổng trở Z1 và Z2 phụ thuộc vào cấu tạo cuộn dây sơ cấp và thứ cấp của biến điện áp. Để giảm sai số người ta chọn mật độ dòng trong các cuộn dây của BU nhỏ hơn so với trong máy biến áp điện lực. c). Cấp chính xác của biến điện áp Căn cứ và sai số của BU mà người ta đặt tên cho cấp chính xác cho chúng. Cấp chính xác của BU là sai số điện áp lớn nhất khi nó làm việc trong các điều kiện : tần số 50Hz, điện áp sơ cấp biến thiên trong khoảng U1 = (0,9  1,1)U1đm, còn phụ tải thứ cấp thay đổi trong giới hạn từ 0,25 đến định mức và cos = 0,8. Biến điện áp được chế tạo với các cấp chính xác 0,2; 0,5; 1 và 3.BU cấp chính xác 0,2 dùng cho các đồng hồ mẫu trong phòng thí nghiệm; cấp 0,5 dùng cho công tơ điện, còn cấp 1 và 3 dùng cho các đồng hồ để bảng. Riêng đối với rơle, tùy theo yêu cầu của từng loại bảo vệ mà cấp chính xác của BU cho thích hợp. Phân loại và cấu tạo biến điện áp Biến điện áp được phân thành hai loại: khô và dầu. Mỗi loại lại có thể phân theo số lượng pha: biến điện áp một pha và 3 pha. Hình 14-3:Biến điện áp ba pha năm trụa) Bề ngoài; b) Sơ đồ nối dâyBiến điện áp khô chỉ dùng cho TBPP trong nhà. Biến điện áp khô một pha dùng cho cấp điện áp 6kV trở lại, còn biến điện áp khô ba pha dùng cho điện áp đến 500V. Hình 14-4:Biến điện áp kiểu phân cấpa)Bề ngoài; b)Sơ đồ nối dâyTheo kí hiệu của Liên xô cũ: HOC : biến điện áp khô một pha và HTC: biến điện áp khô 3 pha. Biến điện áp dầu được chế tạo với điện áp 3kV trở lên và dùng cho TBPP cả trong và nhà và lẫn ngoài trời. Trên hình 14-2 trình bày biến điện áp dầu một pha điện áp 35kV trở lại. Liên xô chế tạo biến điện áp dầu một pha loại HOM. Biến điện áp dầu ba pha năm trụ (hình 14-3) được chế tạo với điện áp 3  20kV. Nó gồm một mạch từ năm trụ (trong đó có ba trụ có dây quấn, còn hai trụ bên không dây quấn để cho từ thông thứ tự không chạy qua) và hai cuộn dây thứ cấp nối hình sao và hình tam giác hở. Cuộn dây nối hình sao abc cung cấp cho các dụng cụ đo lường, rơle và kiểm tra cách điện. Cuộn dây nối tam giác hở a1-x1 nối với rơle điện áp để cho tín hiệu khi có một pha chạm đất trong lưới cao áp. Bình thường Udll = Ua + Ub + Uc = 0. Khi một điểm chạm đất trong lưới cao áp, điện áp Udll = 3U0, trong đó U0 - điện áp thứ tự không, do đó rơle tác động báo tín hiệu chạm đất. Đối với điện áp 110kV trở lên, để giảm bớt kích thước và làm nhẹ cách điện của biến điận áp người ta dùng biến điện áp kiểu phân cấp (hình 14-4). Biến điện áp kiểu phân cấp bao gồm nhiều tầng lõi từ xếp chồng lên nhau, mà cuộn dây sơ cấp phân bố đều trên các lõi, còn cuộn dây thứ cấp chỉ ở trên lõi từ cuối cùng. Số tầng lõi từ phụ thuộc vào điện áp định mức 110kV có hai tầng, còn 220kV trở lên thì số tầng nhiều hơn. Đối với điện áp 500kV và cao hơn người ta phân chia điện áp bằng tụ để lấy một phần điện áp cao rồi mới đưa vào biến điện áp (hình 14-5). Điện áp lấy trên C2 bằng khoảng 10-15kV, 18
sau đó nhờ biến điện áp một pha hạ xuống điện áp thích hợp cho đo lường, rơle và tự động hóa. Để điện áp thứ cấp U2 không thay đổi theo phụ tải cần đặt thêm điện kháng P và bộ chống nhiễu N. a) Sơ đồ nối dây của biến điện áp. b) Hai biến điện áp (hình 14-6). Sơ đồ BU chỉ cho phép đo điện áp dây (UAB, UBC) mà không đo được điện áp pha. Sơ đồ này dùng rộng rãi cho lưới có dòng chạm đất nhỏ và khi phụ tải là là Óat kế và công tơ. c) Biến điện áp ba pha năm trụ (Y0/Y0/) đã nêu công dụng khi mô tả cấu tạo ở trên. d) Biến điện áp ba pha ba trụ nối Y/Y: Dùng cho lưới có dòng chạm đất bé để cung cấp cho các dụng cụ đo lường điện áp dây không đòi hỏi cấp chính xác cao. 19
BÀI 2: LẮP ĐẶT HỆ THỐNG THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN TRONG CÔNG NGHIỆP Mã Bài: MĐ 23 – 02 Giới thiệu: Theo xu hướng phát triển của nước ta ngày nay, công tác lắp đặt – vận hành – giám sát – bảo trì các hệ thống điện, hệ thống an toàn của các tòa nhà hay xí nghiệp đang là nhu cầu thiết yếu. Tuy nhiên với đặc thù của nghề có nhiều nhiệm vụ khác nhau nên người học cần phải lựa chọn hướng làm việc sau này của mình để tập trung rèn luyện các kỹ năng liên quan. HSSV tốt nghiệp có đủ kiến thức, kỹ năng và năng lực vận hành, lắp đặt, sửa chữa thành thạo các thiết bị, hệ thống cung cấp điện công nghiệp, hệ thống điện, các mạch điện đơn giản; có khả năng chỉ đạo tổ, nhóm làm việc, tổ chức và quản lý được quá trình sản xuất, thi công, xử lý được các tình huống kỹ thuật tương đối phức tạp… Quản lý, giám sát và vận hành các thiết bị trong hệ thống tự động hóa; Ứng dụng các phương pháp mô hình hoá, các phần mềm chuyên dùng trong thiết kế hệ thống điều khiển vừa và nhỏ; Lắp đặt, cài đặt, lập trình điều khiển và hiệu chỉnh các khâu đơn lẻ, tích hợp cho một số dây chuyền tự động hóa điển hình ứng dụng điều khiển bằng PLC. Mục tiêu: - Trình bày được cấu tạo chung của các thiết bị trong mạch điện. - Mô tả được nguyên lý làm việc của mạch điện. - Lắp được mạch điện đảm bảo yêu cầu kỹ thuật. Nội dung chính: 2.1. Lắp đặt mạch điện điều khiển động cơ 1 pha. a. Mô tả kỹ thuật Lắp đặt mạch điện điều khiển động cơ 1 pha Mạch điện động lực và mạch điện điều khiển bao gồm: - Một động cơ điện không đồng bộ một. Động cơ được bảo vệ quá tải bằng rơle nhiệt RN. Các đèn tín hiệu : H1 hiển thị chế độ mở máy và chế độ làm việc bình thường, đèn H2 hiển thị khi động cơ bị quá tải. - Sơ đồ nguyên lý mạch điện . b. Yêu cầu kỹ thuật: - Các thiết bị trong tủ điều khiển ( Kích thước 800 x 600 x 400 mm), được lắp đặt thông qua các thanh gài. - Dây dẫn trong tủ gọn và đẹp. - Thiết bị phải được lắp đặt ở vị trí hợp lý. 20