Giáo trình Trang bị điện (Nghề: Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí - Trình độ: Cao đẳng) - Trường Cao đẳng nghề Cần Thơ

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:116

Thêm vào BST

Báo xấu

14
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình "Trang bị điện (Nghề: Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí - Trình độ: Cao đẳng)" được biên soạn với mục tiêu giúp sinh viên trình bày đúng các kiến thức cơ bản về lắp đặt đường dây động lực, lắp đặt mạch điều khiển trong hệ thống lạnh; nắm được các kiến thức về vận hành, sửa chữa mạch điều khiển và mạch động lực của hệ thống lạnh theo quy trình yêu cầu.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Trang bị điện (Nghề: Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí - Trình độ: Cao đẳng) - Trường Cao đẳng nghề Cần Thơ

UBND THÀNH PHỐ CẦN THƠ TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CẦN THƠ GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: TRANG BỊ ĐIỆN NGHỀ: KỸ THUẬT MÁY LẠNH VÀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ-CĐN ngày tháng năm 2021 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng nghề Cần Thơ) Cần Thơ, năm 2021 (lưu hành nội bộ)
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 LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình mô đun Trang bị điện được biên soạn theo qui định về tổ chức biên soạn, lựa chọn, thẩm định giáo trình đào tạo trình độ trung cấp, trình độ cao đẳng. Giáo trình được biên soạn nhằm trang bị cho sinh viên những kiến thức, kỹ năng cơ bản về Trang bị điện trong các hệ thống lạnh dân dụng và công nghiệp ứng dụng trong chuyên ngành. Giáo trình được biên soạn dùng cho trình độ Cao đẳng. Trong quá trình biên soạn không thể tránh khỏi sai sót. Rất mong ý kiến đóng góp của quí đồng nghiệp, doanh nghiệp và học sinh, sinh viên. Mọi ý kiến đóng góp xin gởi về Tổ bộ môn Điện lạnh – trường Cao Đẳng Nghề Cần Thơ Cần Thơ, ngày tháng năm 2021 Tham gia biên soạn 1. Chủ biên Trần Thanh Tú 2. Lê Thanh Tuyền 1
MỤC LỤC Tên các bài trong mô đun Trang 1 Bài 1: Tổng quan về điều khiển điện 4 1.1 Các thiết bị điều khiển: 1.2 Tính chọn khí cụ điện, dây dẫn 1.3 Phần mềm mô phỏng CADe Simu 3 Bài 2: Mạch điện khởi động động cơ 29 2.1 Mạch khởi động trực tiếp, không đảo chiều. 2.2 Khởi động trực tiếp, có đảo chiều 2.3 Khởi động qua cuộn kháng 2.4 Khởi động sao tam giác 2.5 Khởi động Part-winding 4 Bài 3: Mạch điều khiển động cơ theo trình tự 70 3.1 Mạch điều khiển động cơ ở hai vị trí 3.2 Mạch điều khiển hai động cơ mở trước dừng trước 3.3 Mạch điều khiển hai động cơ mở trước dừng sau 3.4 Mạch điều khiển hai động cơ tuần tự khống chế theo thời gian 5 Kiểm tra kết thúc mô đun 113 2
GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN Tên mô đun: TRANG BỊ ĐIỆN Mã mô đun: MĐ 18 Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun: - Vị trí: Là mô đun cơ bản của nghề dành cho sinh viên cao đẳng Vận hành sửa chữa thiết bị lạnh, Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí sau khi đã học xong các môn kỹ thuật cơ sở, các mô đun về Điện cơ bản và các mô đun nguội, gò, Lạnh cơ bản, Hệ thống điều hòa không khí cục bộ. - Tính chất: Là mô đun chuyên môn. - Ý nghĩa và vai trò của mô đun: là mô đun chuyên môn, được trang bị các kiến thức và kỹ năng trong lắp đặt, vận hành, sửa chữa mạch điện điều khiển và mạch động lực trong hệ thống máy lạnh dân dụng và công nghiệp. Mục tiêu của mô đun: - Kiến thức: + Trình bày đúng các kiến thức cơ bản về lắp đặt đường dây động lực, lắp đặt mạch điều khiển trong hệ thống lạnh. + Trình bày đúng các kiến thức về vận hành, sửa chữa mạch điều khiển và mạch động lực của hệ thống lạnh theo qui trình yêu cầu. - Kỹ năng: + Thực hiện các kỹ năng đạt yêu cầu kỹ thuật về lắp đặt, kết nối, vận hành các thiết bị và mô hình các hệ thống lạnh điển hình. + Kỹ năng kết nối, lắp ráp, thử nghiệm các hệ thống máy lạnh, hệ thống điều hòa không khí nhiều dàn bay hơi, bơm nhiệt... - Năng lực tự chủ và trách nhiệm + Làm việc cẩn thận, chính xác, an toàn + Rèn luyện tác phong công nghiệp Nội dung của mô đun 3
BÀI 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN Mã bài: MĐ18-01 Giới thiệu bài Bài này cung cấp cho sinh viên các khái niệm chung về thiết bị điều khiển điện như các rơle, nút nhấn, công tắc… và tính chọn để sử dụng các thiết bị trong mạng điện. Ngoài ra, phần mềm mô phỏng trang bị điện cũng được giới thiệu ở bài này. Sinh viên có thể sử dụng tài liệu này để tự học môn điều khiển điện và là tiền đề để học ở mức độ cao hơn trong thực tế. Mục tiêu: Sau bài học này, học viên có khả năng - Trình bày đúng cấu tạo, nguyên lý làm việc của các thiết bị điện thường dùng trong hệ thống lạnh. - Sử dụng, cài đặt giá trị chỉnh định các thiết bị điện thường dùng trong hệ thống lạnh đúng quy trình, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, thời gian. - Sử dụng dụng cụ, thiết bị đo kiểm đúng kỹ thuật. - Cẩn thận, chính xác, nghiêm chỉnh thực hiện theo quy trình. - Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị. Nội dung chính: 1.1 Các thiết bị điều khiển: Để làm nhiệm vụ điều khiển, đóng mở máy trong các mạch điện người ta sử dụng nhiều thiết bị điện khác nhau. 1.1.1 Aptomat (CB): Hình 1.1 CB CB (Circut Breaker) được sử dụng để đóng, ngắt các mạch điện và bảo vệ thiết bị trong trong trường hợp quá tải. Cấu tạo CB gồm hệ thống các tiếp điểm có bộ phận dập hồ quang, bộ phận tự động cắt mạch để bảo vệ quá tải và ngắn mạch. Bộ phận cắt mạch điện bằng tác động điện từ theo dòng cực đại. Khi dòng vượt quá trị số cho phép chúng sẽ cắt mạch điện để bảo vệ thiết bị. Ký hiệu trên sơ đồ điện: 4
Hình 1.2 Ký hiệu các loại áp tô mát trên sơ đồ điện: 1 cực, 2 cực, 3 cực, 4 cực. a. Cấu tạo của MCB / MCCB ( Aptomat ) a1) Tiếp điểm CB thường được chế tạo có hai cấp tiếp điểm (tiếp điểm chính và hồ quang), hoặc ba cấp tiếp điểm ( chính, phụ, hồ quang ). Khi đóng mạch, tiếp điểm hồ quang đóng trước, tiếp theo là tiếp điểm phụ, sau cùng là tiếp điểm chính. Khi cắt mạch thì ngược lại, tiếp điểm chính mở trước, sau đến tiếp điểm phụ, cuối cùng là tiếp điểm hồ quang. Như vậy hồ quang chỉ cháy trên tiếp điểm điểm hồ quang, do đó bảo vệ được tiếp điểm chính để dẫn điện. Dùng thêm tiếp điểm phụ để tránh hồ quang cháy lan vào làm hư hại tiếp điểm chính. a2) Hộp dập hồ quang Để CB dập được hồ quang trong tất cả các chế độ làm việc của lưới điện, người ta thường dùng hai kiểu thiết bị dập hồ quang là: Kiểu nửa kín và kiểu hở. Kiểu nửa kín được đặt trong vỏ kín của CB và có lỗ thoát khí. Kiểu này có dòng điện giới hạn cắt không quá 50KA. Kiểu hở được dùng khi giới hạn dòng điện cắt lớn hơn 50KA hoặc điện áp lớn 1000V (cao áp). Trong buồng dập hồ quang thông dụng, người ta dùng những tấm thép xếp thành lưới ngăn, để phân chia hồ quang thành nhiều đoạn ngắn thuận lợi cho việc dập tắt hồ quang. a3) Cơ cấu truyền động cắt CB Truyền động cắt thường có hai cách: Bằng tay và bằng cơ điện (điện từ, động cơ điện). Điều kiển bằng tay được thực hiện với các CB có dòng điện định mức không lớn hơn 600ª. Điều khiển bằng điện từ (nam châm điện) được ứng dụng ở các CB có dòng điện lớn hơn (đến 1000A). Để tăng lực điều khiển bằng tay người ta dùng một tay dài phụ theo nguyên lý đòn bẩy. Ngoài ra còn có cách điều khiển bằng động cơ điện hoặc bằng khí nén. A4) Móc bảo vệ CB tự động cắt nhờ các phần tử bảo vệ – gọi là móc bảo vệ, sẽ tác động khi mạch điện có sự cố quá dòng điện (quá tải hay ngắn mạch) và sụt áp. Móc bảo vệ quá dòng điện (còn gọi là bảo vệ dòng điện cực đại) để bảo vệ thiết bị điện khong bị quá tải và ngắn mạch, đường thời gian – dòng điện của móc bảo vệ phải nằm dưới đường đặc tính của đối tượng cần bảo vệ. Người ta thường dùng hệ thống điện tử và rơle nhiệt làm móc bảo vệ, đặt bên trong CB. Móc kiểu điện từ có cuộn dây mắc nối tiếp với mạch chính, cuộn dây này được quấn tiết diện lớn chịu dòng tải và ít vòng. Khi dòng điện vượt quá trị số cho phứp thì phần ứng bị hút và nóc sẽ dập vào khớp rơi tự do, làm tiếp điểm của CB mở ra. Điều chỉnh vít để thay đôi lực kháng lò xo, ta có thể điều chỉnh được trị số dòng điện 5
tức động. Để giữ thời gian trong bảo vệ quá tải kiểu điện từ, người ta thêm một cơ cấu giữ thời gian. Móc kiểu rơle nhiệt đơn giản hơn cả, có kết cấu tương tự như rơle nhiệt có phần tử phát nóng đấu nối tiếp với mạch điện chính, tấm kim loại kép dãn nở làm nhả khớp rơi tự do để mở tiếp điểm của CB khi có quá tải. Kiểu này có nhược điểm là quán tính nhiệt lớn nên không ngắt nhanh được dòng điện tăng vọt khi có ngắn mạch, do đó chỉ bảo vệ được dòng điện quá tải. Vì vậy người ta thường sử dụng tổng hợp cả móc kiểu điện từ và móc kiểu rơle nhiệt trong một CB. Loại này được dung ở CB có dòng điện đính mức đến 600ª. Móc bảo vệ sụt áp (còn gọi là bảo vệ điện áp thấp) cũng thường dùng kiểu điện từ. Cuộn dây mắc song song với mnạch điện chính, cuộn dây này được quấn ít vòng với dây tiết diện nhỏ chịu điện áp nguồn. b. Nguyên lý hoạt động của MCB / MCCB ( Aptomat ) b1. Nguyên lý CB dòng điện cực đại Ở trạng thái bình thường sau khi đóng điện, CB được giữ ở trạng thái đóng tiếp điểm nhờ móc 2 khớp với móc 3 cùng một cụm với tiếp điểm động. Aptomat và ứng dụng trong bảo vệ điện. Bật CB ở trạng thái ON, với dòng điện định mức nam châm điện 5 và phần ứng 4 không hút . Khi mạch điện quá tải hay ngắn mạch, lực hút điện từ ở nam châm điện 5 lớn hơn lực lò xo 6 làm cho nam châm điện 5 sẽ hút phần ứng 4 xuống làm bật nhả móc 3, móc 5 được thả tự do, lò xo 1 được thả lỏng, kết quả các tiếp điểm của CB được mở ra, mạch điện bị ngắt. Hình 1.3 Aptomat và ứng dụng trong bảo vệ dòng điện. b2. Nguyên lý CB điện áp thấp Bật CB ở trạng thái ON, với điện áp định mức nam châm điện 11 và phần ứng 10 hút lại với nhau. 6
Hình 1.4 Aptomat và ứng dụng trong bảo vệ điện áp. Khi sụt áp quá mức, nam châm điện 11 sẽ nhả phần ứng 10, lò xo 9 kéo móc 8 bật lên, móc 7 thả tự do, thả lỏng, lò xo 1 được thả lỏng, kết quả các tiếp điểm của CB được mở ra, mạch điện bị ngắt. c. Phân biệt MCB và MCCB – MCCB (Moulded case circuit breakers) : Áp tô mát kiểu khối. Đây là dạng CB tiêu chuẩn chủ yếu dùng trong công nghiệp, mạch động lực. – MCB (Miniature Circuit Breaker) : Áp tô mát loại nhỏ. Đây là dạng CB thu gọn (mini) chủ yếu dùng trong gia dụng, mạch điều khiển. Có nhiều nguyên cứu về việc phân biệt giữa MCB và MCCB. Tuy nhiên về khía cạnh dân dụng, kinh tế người ta phân biệt hai loại này dựa vào các yếu tố sau: + MCB: dòng điện không vượt quá 100ª, điện áp dưới 1.000V + MCCB: dòng điện có thể lên tới 1.000A, điện áp dưới 1.000V 1.1.2 Relay nhiệt: Relay nhiệt được sử dụng để bảo vệ quá dòng hoặc quá nhiệt. Khi dòng điện quá lớn do quá tải hoặc vì một lý do gì đó nhiệt độ cuộn dây động cơ quá cao, relay nhiệt sẽ ngắt mạch điện để bảo vệ động cơ máy nén. Relay nhiệt có thể đặt bên trong hoặc bên ngoài máy nén. Trường hợp đặt bên ngoài nhằm bảo vệ quá dòng, relay thường được lắp đi kèm công tắc tơ. Một số máy lạnh nhỏ có bố trí relay nhiệt bên trong ở ngay đầu máy nén. Hình 1.5: Cấu tạo rơle nhiệt (thermit) a. Ký hiệu phần tử đốt nóng và tiếp điểm rơ le nhiệt trên sơ đồ điện: 7
Hình 1.6 Ký hiệu phần tử đốt nóng và tiếp điểm rơ le nhiệt trên sơ đồ điện Phần tử cơ bản của rơ le nhiệt là một cơ cấu lưỡng kim gồm có 2 kim loại khác nhau về bản chất, có hệ số giãn nở nhiệt khác nhau và hàn với nhau. Bản lưỡng kim được đốt nóng bằng điện trở có dòng điện của mạch cần bảo vệ chạy qua. Khi làm việc bình thường sự phát nóng ở điện trở này không đủ để cơ cấu lưỡng kim biến dạng. Khi dòng điện vượt quá định mức bản lưỡng kim bị đốt nóng và bị uốn cong, kết quả mạch điện của thiết bị bảo vệ hở. Đối với mạch động lực, Rơle nhiệt là một loại thiết bị điện dùng để bảo vệ động cơ và mạch điện khỏi bị quá tải, thường dùng kèm với khởi động từ, công tắc tơ. Dùng ở điện áp xoay chiều đến 500 V, tần số 50Hz, loại mới Iđm đến 150ª điện áp một chiều tới 440V. Hình 1.6 Cấu tạo rơ le nhiệt:1. Đòn bẩy; 2. Tiếp điểm thường đóng; 3. Tiếp điểm thường mở; 4. Vít chỉnh dòng điện tác động; 5. Thanh lưỡng kim; 6. Dây đốt nóng; 7. Cần gạt 8. Nút phục hồi Rơle nhiệt không tác động tức thời theo trị dòng điện vì có quán tính nhiệt lớn phải cần thời gian để phát nóng. Thời gian làm việc từ khoảng vài giây [s] đến vài phút, nên không dùng để bảo vệ ngắn mạch được. Muốn bảo vệ ngắn mạch thường dùng kèm cầu chì. b. Nguyên lý hoạt động của rơ le nhiệt Dựa trên tác dụng nhiệt của dòng điện, ngày nay sử dụng phổ biến rơle nhiệt có phiến kim loại kép, nguyên lí làm việc dựa trên sự khác nhau về giãn nở dài của hai kim loại khi bị đốt nóng. Phần tử cơ bản rơle nhiệt là phiến kim loại kép (bimetal) cấu tạo từ hai tấm kim loại, một tấm hệ số giãn nở bé (thường dùng invar có 36% Ni, 64% Fe) một tấm hệ số giãn nở lớn (thường là đồng thau hay thép crôm – niken, như đồng thau giãn nở gấp 20 lần invar). 8
Hai phiến ghép lại với nhau thành một tấm bằng phương pháp cán nóng hoặc hàn. Khi đốt nóng do dòng I phiến kim loại kép uốn về phía kim loại có hệ số giãn nở nhỏ hơn, có thể dùng trực tiếp cho dòng điện qua hoặc dây điện trở bao quanh. Để độ uốn cong lớn yêu cầu phiến kim loại phải có chiều dài lớn và mỏng. Nếu cần lực đẩy mạnh thì chế tạo tấm phiến rộng, dày và ngắn. 1.1.3 Công tắc tơ và rơ le trung gian Hình 1.7 Công tắc tơ Công tắc tơ là bộ phận trung gian để đóng cắt nguồn cung cấp điện cho tải (tải ở đây có thể là động cơ điện, bơm nước hay cấp nguồn…). Nói cách khác nó là công tắc điện. Ta có thể điều khiển được. Những năm gần đây người ta đã chế tạo loại công tắc tơ không tiếp điểm, việc đóng ngắt công tắc tơ loại này được thực hiện bằng cách cho các xung điện để khóa hoặc mở các van bán dẫn (thyristor, triac). Công tắc tơ có tần số đóng cắt lớn, có thể tới 1800 lần trong một giờ. Hình 1.8 Nguyên lý hoạt động công tắc tơ a. Cấu tạo của Công Tắc Tơ (Contactor) Bao gồm nam châm điện, tiếp điểm động lực thường hở nằm trong buồng dập hồ quang chịu được dòng điện lớn có các ký hiệu 1-2; 3-4; 5-6. Các tiếp điểm điều khiển: + Thường mở: 13-14 + Thường đóng: 21-22 9
Ký hiệu trên sơ đồ điện: Hình 1.9 Ký hiệu trên sơ đồ điện: cuộn hút, tiếp điểm động lực, tiếp điểm điều khiển. b. Nguyên Lý Làm Việc: Khi cuộn hút của công tắc tơ chưa được cấp điện, lò so hồi vị kéo lõi thép động cách xa khỏi lõi thép tĩnh . Các cặp tiếp điểm chính ở trạng thái mở, cặp tiếp điểm thường mở của tiếp điểm phụ ở trạng thái mở còn cặp tiếp điểm thường đóng của tiếp điểm phụ ở trạng thái đóng. Khi đặt vào hai đầu cuộn hút một điện áp xoay chiều có trị số định mức. Dòng điện xoay chiều trong cuộn hút sẽ sinh ra một từ thông móc vòng qua cả hai lõi thép và khép kín mạch từ. Chiều và trị số của từ thông sẽ biến thiên theo chiều và trị số của dòng điện sinh ra nó, nhưng xét tại một thời điểm nhất định thì từ thông đi qua bề mặt tiếp xúc của hai lõi thép là cùng chiều nên sẽ tạo thành ở 2 bề mặt này hai cực trái dấu của nam châm điện N-S (cực nào có chiều từ thông đi vào là cực Nam còn cực nào có chiều từ thông đi ra là cực Bắc). Kết quả là lõi thép động sẽ bị hút về phĩa lõi thép tĩnh và kéo theo tay đòn, làm cho các tiếp điểm chính và tiếp điểm phụ đang ở trạng thái mở sẽ đóng lại, tiếp phụ còn lại đang ở trạng thái đóng sẽ mở ra. Khi cắt điện vào cuộn hút, lò xo hồi vị sẽ kéo lõi thép động về vị trí ban đầu. Tuy nhiên, để chọn được contactor phù hợp, đối với tải cho phù hợp thì cần tính toán để chọn loại cho phù hợp cả về kích thước, tính năng sử dụng. Thường các hãng sản xuất đã hỗ trợ sẵn việc chọn contactor với công suất động cơ phù hợp trên ngay trên catalogue sản phẩm của họ. c. Các thông số cơ bản của contactor gồm: – Điện áp Ui: là điện áp chịu được khi làm việc của contactor, nếu vượt quá điện áp thì contactor sẽ bị phá hủy, hỏng. – Điện áp xung chịu đựng: Uimp, khả năng chịu đựng điện áp xung của contactor – Điện áp Ue: giải điện áp mà contactor chịu được, trên mỗi contactor thời ghi rõ dải dòng và áp làm việc mà nó chịu đựng được – Dòng điện In: là dòng điện chạy qua tiếp điểm chính của contactor khi làm việc (tải định mức và điện áp định mức) – Dòng điện ngắn mạch Icu: dòng điện mà contactor chịu đựng được trong vòng 1s, thường nhà sản xuất cung cấp theo loại contactor. – Điện áp cuộn hút Uax: theo mạch điều khiển ta chọn, có thể là DC, AC, 110V hay 220V 10
Ta có thể tính toán cụ thể như sau: Giả sử có tải động cơ điện 3 pha, 380V, công suất 3kW. Ta tính chọn như sau: – Từ công suất động cơ ta tính ra dòng điện định mức khi động cơ là việc ổn định I=P/(1,73xUdmx0,85) ở đây ta tính được Idm=3000/(1,73x380x0,85)=5,4ª. Dòng điện của contactor bạn chọn Ict=Idm x hệ số khởi động. Hệ số khởi động lấy 1,2- 1,4 Idm Vậy dòng Ict=5,4×1,4=7,56ª. Ta chọn contactor dòng làm việc từ 8ª trở lên là được, dòng của rơ le nhiệt bằng dòng của contactor. Theo tính toán chi tiết, ta chọn chính xác như thế, nhưng thông thường chọn theo kinh nghiệm như sau: – Idm = Itt x 2 – Iccb = Idm x 2 – Ict = (1,2-1,5)Idm Ta nên chọn dòng contactor cao hơn để đảm bảo làm việc lâu dài nhưng cũng phù hợp, không nên cao quá sẽ tăng chí phí và thay đổi thiết kế khi kích thước thay đổi. 1.1.4 Van solenoid (van điện từ) Được dùng để điều khiển đóng / mở dòng môi chất. a. Cấu tạo: Hình 1.10: Solenoid 1. Thân van; 2: Dòng môi chất; 3:Ống dẫn; 4: Vỏ cuộn hút; 5: Cuộn hút; 6: Cọc nối dây; 7: Trục van; 8: Lò xo; 9: Khe hở. b. Nguyên lý hoạt động: - Khi cuộn hút chưa có điện, lò xo 8 ép trục van 7 không cho dòng môi chất đi qua khe hở. - Khi cuộn hút có điện, trục van 7 nâng lên do tác động của lực điện từ, do đó môi chất thoát qua khe hở. - Chú ý: lắp van theo chiều mũi tên của dòng môi chất in trên thân van. c. Các thông số chọn lựa: 11
- Điện áp hoạt động. - Dòng điện hoạt động (hoặc công suất biểu kiến VA) - Áp suất hoạt động - Đường kính ống 1.1.5 Relay áp suất Để bảo vệ máy nén khi áp suất dầu và áp suất hút thấp, áp suất đầu đẩy quá cao người ta sử dụng các relay áp suất dầu (OP), relay áp suất thấp (LP) và relay áp suất cao (HP). Khi có một trong các sự cố nêu trên, các relay áp suất sẽ ngắt mạch điện cuộn dây của công tắc tơ máy máy nén để dừng máy. Ký hiệu trên sơ đồ điện: A1 1 3 5 A2 Dưới đây là cấu tạo và nguyên lý làm việc của các rơ le áp suất. Hình 1.11 rơ le áp suất a. Rơ le áp suất dầu: Áp suất dầu của máy nén phải được duy trì ở một giá trị cao hơn áp suất hút của máy nén một khoảng nhất định nào đó, tuỳ thuộc vào từng máy nén cụ thể nhằm đảm bảo quá trình lưu chuyển trong hệ thống rãnh cấp dầu bôi trơn và tác động cơ cấu giảm tải của máy nén. Khi làm việc rơ le áp suất dầu sẽ so sánh hiệu áp suất dầu và áp suất trong cacte máy nén nên còn gọi là rơ le hiệu áp suất. Vì vậy khi hiệu áp suất quá thấp, chế độ bôi trơn không đảm bảo, không điều khiển được cơ cấu giảm tải. Độ chênh áp suất được chỉnh định ở 0,2 bar 12
Hình 1.12: Rơ le áp suất dầu Rơ le bảo vệ áp suất dầu lấy tín hiệu của áp suất dầu và áp suất cacte máy nén. Phần tử cảm biến áp suất dầu “OIL” (1) ở phía dưới b. Rơ le bảo vệ áp suất nước (WP) và rơ le lưu lượng (Flow Switch) Nhằm bảo vệ máy nén khi các bơm giải nhiệt thiết bị ngưng tụ và bơm giải nhiệt máy nén làm việc không được tốt (áp suất tụt, thiếu nước...) người ta sử dụng relay áp suất nước và relay lưu lượng. Relay áp suất nước hoạt động giống các rơ le áp suất khác, khi áp suất nước thấp, không đảm bảo điều kiện giải nhiệt cho dàn ngưng hay máy nén, relay sẽ ngắt điện cuộn dây khởi động từ của máy nén để dừng máy. Như vậy relay áp suất nước lấy tín hiệu áp suất đầu đẩy của các bơm nước. Ngược lại rơ le lưu lượng lấy tín hiệu của dòng chảy. Khi có nước chảy qua relay lưu lượng tiếp điểm tiếp xúc hở, hệ thống hoạt động bình thường. Khi không có nước chảy qua, tiếp điểm của relay lưu lượng đóng lại, đồng thời ngắt mạch điện cuộn dây khởi động từ và dừng máy. c. Rơ le áp suất cao (HP) và rơ le áp suất thấp (LP) Hình 1.13 Rơ le áp suất đôi Rơ le áp suất cao và rơ le áp suất thấp có hai kiểu khác nhau : 13
* Dạng tổ hợp gồm 02 rơ le. * Dạng các rơ le đơn Trên hình vẽ là cặp rơ le tổ hợp của HP và LP, chúng hoạt động hoàn toàn độc lập với nhau, mỗi rơ le có ống nối lấy tín hiệu riêng. Cụm LP thường bố trí nằm phía trái, còn Hp bố trí nằm phía phải. Có thể phân biệt LP và HP theo giá trị nhiệt độ đặt trên các thang kẻ, tránh nhầm lẫn. Hình 1.14 Rơ le áp suất đơn Trên hình vẽ là các rơ le áp suất cao và thấp dạng đơn. Rơ le áp suất cao được sử dụng bảo vệ máy nén khi áp suất đầu đẩy cao quá mức quy định, nó sẽ tác động trước khi van an toàn mở. Hơi đầu đẩy được dẫn vào hộp xếp ở phía dưới của rơ le, tín hiệu áp suất được hộp xếp chuyển thành tín hiệu cơ khí và chuyển dịch hệ thống tiếp điểm, qua đó ngắt mạch điện khởi động từ máy nén. 1.1.7 Thermostat Thermostat là một thiết bị điều khiển dùng để duy trì nhiệt độ của phòng lạnh. Cấu tạo gồm có một công tắc đổi hướng đơn cực (12) duy trì mạch điện giữ các tiếp điểm 1 và 2 khi nhiệt độ bầu cảm biến tăng lên, nghĩa là nhiệt độ phòng tăng. Khi quay trục (1) theo chiều kim đồng hồ thì sẽ tăng nhiệt độ đóng và ngắt của Thermostat. Khi quay trục vi sai (2) theo chiều kim thì giảm vi sai giữa nhiệt độ đóng và ngắt thiết bị. Hình 1.15 Thermostat 14
1.2 Tính chọn khí cụ điện, dây dẫn a. Lựa chọn cầu chì hạ áp: ❖ Trong lưới điện thắp sáng, sinh hoạt: Cầu chì được chọn theo hai điều kiện: UđmCC  UđmLĐ (1.1) Idc  Itt (1.2) Trong đó: UđmCc: là điện áp định mức của cầu chì, thường chế tạo các cỡ điện áp như cầu dao. Idc: là dòng điện định mức của dây chảy, nhà chế tạo cho; tính bằng A. Itt: là dòng điện tính toán, đây là dòng điện lâu dài lớn nhất chạy qua dây chảy cầu chì, tính bằng A. • Với phụ tải một pha (ví dụ các thiết bị điện gia dụng): Pdm I dm = (1.3) U dm cos  Pdm Với phụ tải ba pha: I dm = (1.4) 3U dm cos  Trong đó: Uđm: là điện áp dây định mức, bằng 380V cos: là hệ số công suất, lấy theo phụ tải. ❖ Trong lưới điện công nghiệp: Phụ tải chủ yếu của lưới điện công nghiệp là các máy móc công cụ, các động cơ. Sơ đồ cấp điện cho các động cơ giới thiệu trên hình. Khởi đòng từ (KĐT) làm nhiệm vụ đóng mở và bảo vệ quá tải cho động cơ và dây dẫn. - Cầu chì bảo vệ 1 động cơ: Cầu chì bảo vệ 1 động cơ chọn theo 2 điều kiện: Idc  Itt = kt.IđmĐ (1.5) I mm k mm .I dmD I dc  = (1.6)   Trong đó: kt – hệ số tảI của động cơ, nếu không biết lấy kt = 1; IđmĐ – dòng định mức của động cơ, tính theo công thức: PdmD IđmĐ= 3.U dm . cos  dm . Với:  - hiệu suất của động cơ, nếu không biết lấy bằng 1; Kmm - hệ số mở máy của động cơ, nhà chế tạo cho, thường Kmm = 5, 6, 7.  - hệ số, lấy như sau: +  = 2,5: đối với động cơ mở máy nhẹ (hoặc không tải) như máy bơm, máy cắt gọt kim loại. +  = 1,6: đối với động cơ mở máy nặng (có tải) như cần cẩu, cầu trục, máy nâng +  = 1: đối với máy hàn Trường hợp này cầu chì được chọn theo 2 điều kiện sau: 15
n −1 n I mm max +  k ti .I dmi I dc   k ti .I dmi (1.7) I dc  (1.8)  Trong đó:  lấy theo tính chất của động cơ mở máy. - Cầu chì tổng bảo vệ nhóm động cơ: Cầu chì tổng được chọn theo 2 điều kiện: I mm I dc  I tt (1.9) ; I dc  (1.10)  Điều kiện (1.9); (1.10) là điều kiện chọn lọc, nghĩa là CCT chỉ chảy khi có ngắn mạch trên thanh cái tủ điện, còn khi xảy ra ngắn mạch tại động cơ nào hoặc dây dẫn nào thì chỉ cầu chì nhánh đó chảy, đảm bảo cho cả nhóm không bị mất điện. Muốn vậy, người ta quy ước phảI chọn Idc của cầu chì tổng lớn hơn ít nhất là 2 cấp so với Idc của cầu chì nhánh lớn nhất. KĐT Đ1 CC1 KĐT Đ2 CCT CC2 KĐT Đ3 CC3 KĐT Đ4 Hình 1.16 Cầu chì bảo vệ 1 động cơ (CC2, CC3); Bảo vệ 2 động cơ (CC1) và bảo vệ cả nhóm động cơ (CCT) Ví dụ 1: Yêu cầu lựa chọn bảo vệ bóng đèn sợi đốt 100 (V). Giải Bóng đèn sợi đốt dùng điện áp 220 (V) và cos = 1, cầu chì chọn Pdm 100 Idc  Itt = = = 0,45( A) U dm . cos  220 Vậy chọn cầu chì hạ áp có Idc = 2(A), Ivỏ = 5(A) b. Lựa chọn áptômát: áptômát là thiết bị đóng cắt hạ áp có chức năng bảo vệ quá tảI và ngắn mạch. Do có ưu điểm hơn hẳn cầu chì là khả năng làm việc chắc chắn, tin cậy, an toàn, đóng cắt đồng thời 3 pha và có khả năng tự động hóa cao nên áptômát mặc dù có giá đắt hơn vẫn ngày càng được dùng rộng rãI trong lưới điện hạ áp công nghiệp, dịch vụ cũng như lưới điện sinh hoạt. 16
Áptômát được chế tạo với điện áp khác nhau: 400 (V), 440 (V), 500 (V), 600 (V), 690 (V) Người ta cũng chế tạo các loại áptômát 1 pha, 2 pha, 3 pha với số cực khác nhau: 1 cực, 2 cực, 3 cực, 4 cực. Ký hiệu của áptômát cho ở bảng dưới đây: Ký hiệu Số 1 cực + 1 cực 2 cực 3cực 3 cực + TT 4 cực cực TT Ngoài áptômát thông thường, người ta còn chế tạo loại áptômát chống rò điện. Áptômát chống rò tự động cắt mạch điện nếu dòng rò có trị số 30 mA, 100 mA hoặc 300 mA tùy loại. áptômát được chọn theo 3 điều kiện: UđmA  UđmLĐ UđmA  Itt Icđm  IN c. Lựa chọn dây dẫn và cáp: c1 Xác định tiết diện dây dẫn theo điều kiện phát nóng. Chọn dây/cáp theo điều kiện phát nóng cho phép sẽ đảm bảo độ bền, độ an toàn trong quá trình vận hành và tuổi thọ của dây/cáp. Do thực tế, dây/cáp được chọn lựa và lắp đặt khác với các điều kiện định mức do các nhà chế tạo dây/cáp qui định nên dòng phát nóng cho phép định mức cần phảI qui đổi về dòng phát nóng cho phép thực tế bằng cách nhân với hệ số hiệu chỉnh k. Hệ số k được xác định trên cơ sở loại dây/cáp, phương pháp lắp đặt, nhiệt độ môi trường thực tế tại nơi lắp đặt.  Hệ số này có thể tra ở bảng 1.1 Bảng 1.1: tra hệ số hiệu chỉnh k tc của cp Hệ số k khi nhiệt độ của môI trường xung quanh là 0C môi của - 5 0 + 5 + 10 + 15 + 20 + 25 + 30 + 35 + 40 + 45 + 50 trường dây (0C) (0C) 15 80 1,14 1,11 1,08 1,04 1,00 0,96 0,92 0,83 0,83 0,78 0,73 0,68 25 1,24 1,20 1,17 1,13 1,09 1,04 1,00 0,95 0,90 0,85 0,80 0,74 25 70 1,29 1,24 1,20 1,15 1,11 1,05 1,00 0,94 0,88 0,81 0,74 0,67 15 65 1,18 1,14 1,10 1,05 1,00 0,95 0,89 0,84 0,77 0,71 0,63 0,55 25 1,32 1,27 1,22 1,17 1,12 1,06 1,00 0,94 0,87 0,79 0,71 0,61 15 60 1,20 1,15 1,12 1,06 1,00 0,94 0,88 0,82 0,75 0,67 0,57 0,40 25 1,36 1,31 1,25 1,20 1,13 1,07 1,00 0,93 0,85 0,76 0,66 0,54 17
Điều kiện lựa chọn: k.Icp đm  Ilv max (1.11) Trong đó: k: là hệ số hiệu chỉnh theo các điều kiện lắp đặt và vận hành thực tế Icp đm : là dòng điện cho phép làm việc lâu dài của dây dẫn, do nhà sản xuất qui định. Ilv max: là dòng làm việc lớn nhất đi trong dây/cáp. • Dây dẫn được chọn theo điều kiện phát nóng lâu dài cho phép sẽ đảm bảo cho cách điện của dây dẫn không bị phá hỏng do nhiệt độ dây dẫn đạt đến trị số nguy hiểm cho cách điện của dây. Điều này được thực hiện khi dòng điện phát nóng cho phép của dây/cáp phải lớn hơn dòng điện làm việc lâu dài cực đại chạy trong dây dẫn. Kích cỡ của dây pha có liên hệ trực tiếp tới mã chữ cái (thể hiện cách lắp đặt) và hệ số k. • Xác định mã chữ cái : Các chữ cái (B tới F) phụ thuộc vào dạng của dây và cách lắp đặt nó. Có nhiều cách lắp đặt, song những cách giống nhau sẽ được gom nhóm lại và được chia làm 4 loại theo các điều kiện môi trường xung quanh. Bảng 1.2: Mã chữ cái phụ thuộc vào dạng dây và cách lắp đặt: Dạng của dây Cách lắp đặt Chữ cái - Dưới lớp nắp đúc, có thể lấy ra được hoặc không, bề mặt đổ lớp vữa hoặc nắp bằng. B Dây 1 lõi và nhiều - Dưới sàn nhà hoặc sau trần giả. lõi - Trong rãnh hoặc ván lát chân tường. - Khung treo có bề mặt tiếp xúc với tường hoặc trần. C - Trên những khay cáp không đục lỗ. - Thang cáp, khay có đục lỗ hoặc trên cong-xom đỡ. Cáp có nhiều lõi E - Treo trên tấm nêm. - Có mốc xích nối tiếp nhau. Cáp 1 lõi F  Xác định tiết diện dây/cáp không chôn ở dưới đất: Theo điều kiện lắp đặt thực tế, dòng phát nóng cho phép của dây/cáp không chôn ngầm dưới đất phải hiệu chỉnh theo hệ số k bao gồm các hệ số thành phần: - Hệ số k1 xét đến ảnh hưởng của cách lắp đặt (Bảng 1.1). - Hệ số k2 xét đến số mạch dây/cáp trong một hàng đơn (Bảng 1.3). - Hệ số k3 xét đến nhiệt độ môi trường khác 300C (Bảng 1.4) k= k1.k2.k3 (1.12) 18