bài giảng môn học cơ sở khí cụ điện

MÔN HỌC: CƠ SỞ KHÍ CỤ ĐIỆN

MÔN HỌC: CƠ SỞ KHÍ CỤ ĐIỆN

Lý thuyết: 60 tiết

Tài liệu tham khảo:
[1] KHÍ CỤ ĐIỆN – Nhà Xuất Bản KHKT - Hà Nội 2004
Phạm Văn Chới – Bùi Tín Hữu – Nguyễn Tiến Tôn
[2] KHÍ CỤ ĐIỆN – Lý thuyết - kết cấu &Tính toán –
lựa chọn & sử dụng. Nhà Xuất Bản KHKT - Hà Nội
2001. Nguyễn Xuân Phú – Tô Bằng
[3] Giáo trình Lý thuyết KHÍ CỤ ĐIỆN – Trường
ĐHCN TP. HCM


CƠ SỞ LÝ THUYẾT KHÍ CỤ ĐIỆN
Bao gồm 7 chương sau:

Chương 1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ KCĐ

Chương 2: NAM CHÂM ĐIỆN (NCĐ)

Chương 3: LỰC ĐIỆN ĐỘNG

Chương 4: TIẾP XÚC ĐIỆN

Chương 5: HỒ QUANG ĐIỆN

Chương 6: SỰ PHÁT NÓNG CỦA KCĐ.


Chương 7: CÁCH ĐIỆN TRONG KCĐ
GVTH: ĐOÀN THANH BẢO

CHƯƠNG 1:
KHÁI NIỆM CHUNG VỀ KHÍ CỤ
ĐIỆN (KCĐ)

Chương 1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ KCĐ
1.1. ĐỊNH NGHĨA KCĐ
1.2. PHÂN LOẠI KCĐ
1.3. CÁC BỘ PHẬN CHỦ YẾU CỦA KCĐ.
1.4. YÊU CẦU CHUNG CỦA KCĐ
1.5. ẢNH HƯỞNG MÔI TRƯỜNG LÀM
VIỆC ĐẾN KẾT CẤU CỦA KCĐ.

1.1. ĐỊNH NGHĨA:
Khí cụ điện (KCĐ) là thiết bị điện dùng để :
đóng cắt, bảo vệ, kiểm tra, tự động điều khiển,
khống chế các đối tượng điện cũng như không
điện và bảo vệ chung trong trường hợp sự cố.
Khí cụ điện có rất nhiều chủng loại với chức
năng, nguyên lý làm việc và kích cỡ khác nhau,
được dùng rộng rãi trong mọi lĩnh vực của cuộc
sống (các nhà máy điện, trạm BA, hệ thống
truyền tải điện, ).

1.1. ĐỊNH NGHĨA:
Trong phạm vi của môn học khí cụ điện này,
chúng ta đề cập đến các vấn đề như sau : cơ

sở lý thuyết, nguyên lý làm việc, kết cấu và
đặc điểm của các loại KCĐ dùng trong
ngành điện và trong công nghiệp.

1.2. PHÂN LOẠI KHÍ CỤ ĐIỆN

1) Phân loại theo chức năng.

2) Phân loại theo nguyên lý làm việc.

3) Phân loại theo nguồn điện.

4) Phân loại theo điều kiện môi trường.

1.2. PHÂN LOẠI KHÍ CỤ ĐIỆN
1) Phân loại theo chức năng:
a. Nhóm KCĐ đóng cắt: dùng để đóng cắt,
chuyển đổi mạch điện. (như cầu dao, dao
cách ly, dao phụ tải, máy cắt, công tắc
tơ…)
b. Nhóm KCĐ hạn chế dòng điện, điện áp
(khi bị sự cố): như: Kháng điện, chống sét
van,…

1.2. PHÂN LOẠI KHÍ CỤ ĐIỆN
c. Nhóm KCĐ mở máy, điều khiển: như các
bộ mở máy, khống chế, điện trở mở máy,
công tắc tơ, khởi động từ,…
d. Nhóm KCĐ kiểm tra, theo dõi: có chức
năng ktra và theo dõi sự lviệc của đối tượng

và biến đổi các tín hiệu không điện thành tín
hiệu điện. Như: các loại rơle, các bộ cảm
biến,…

1.2. PHÂN LOẠI KHÍ CỤ ĐIỆN
e. Nhóm KCĐ làm nhiệm vụ duy trì ổn định
các tham số điện (như ổn áp, bộ tự động
điều chỉnh điện áp máy phát, ổn định
nhiệt độ, ổn định tốc độ, …)
f. Nhóm KCĐ làm nhiệm vụ đo lường: như
máy biến dòng điện, máy biến điện áp,

1.2 PHÂN LOẠI KHÍ CỤ ĐIỆN
2. Phân loại theo nguyên lý làm việc: KCĐ được
chia theo với các nguyên lý sau:

Nguyên lý điện cơ

Nguyên lý điện từ

Nguyên lý từ điện

Nguyên lý điện động

Nguyên lý nhiệt

Nguyên lý có tiếp xúc và không tiếp xúc.

1.2. PHÂN LOẠI KHÍ CỤ ĐIỆN
3. Phân loại theo nguồn điện:


Khí cụ điện một chiều.

Khí cụ điện xoay chiều.

Phân loại theo cấp điện áp:
•
Khí cụ điện hạ áp: Uđm <1000V
•
Khí cụ điện trung áp: 1000V ≤ Uđm < 100 kV.
•
Khí cụ điện cao áp: 100 kV ≤ Uđm < 400 kV
•
Khí cụ điện siêu cao áp: Uđm ≥ 400 kV

1.2. PHÂN LOẠI KHÍ CỤ ĐIỆN

Các cấp điện áp sử dụng trong truyền tải và phân phối:
0,4 - 6 - 15 - 22 -35 - 66 - 110 - 220 - 500. (kV)

Cấp 6, 35 và 66 kV dần dần loại bỏ. Cấp 15 kV không
còn được khuyến khích sử dụng khi thiết kế hệ thống
mới, mà thay vào là 22 kV.

Còn lưới hạ thế thì: 380V (3pha) và 220V (1 pha).

Cấp điện áp máy phát: tùy thuộc vào nhà chế tạo và
công suất máy:
0,4 kV - 6 - 10 - 10,5 - 11,5 - 13,8 - và lớn hơn


Cấp điện áp cho hệ thống tự dùng, điều khiển và bảo
vệ:
24 VDC - 48 VDC - 125 VDC - 250 VDC.
24 VAC, 110 VAC, 220 VAC (1 pha),

1.2. PHÂN LOẠI KHÍ CỤ ĐIỆN
4. Phân loại theo điều kiện làm việc.

KCĐ lắp đặt trong nhà.

KCĐ lắp ngoài trời.

KCĐ làm việc trong môi trường dễ cháy nổ,…

MỘT SỐ KCĐ ĐĨNG CẮT HẠ VÀ TRUNG ÁP
một cực hai cực ba cực bốn cực

Cầu dao một ngả, hai ngả được dùng để đảo nguồn cung cấp cho
mạch và đảo chiều quay động cơ.

Theo điện áp đònh mức : 250V, 500V.

Theo dòng điện đònh mức: 10A, 15A, 20A, 25A, 30A, 60A, 75A,
100A, 150A, 200A, 350A, 600A, 1000A…).

Theo vật liệu cách điện: có loại đế sứ, đế nhựa, đế đá.

Theo điều kiện bảo vệ: lọai có nắp và không có nắp (loại không
có nắp được đặt trong hộp hay tủ điều khiển).

MỘT SỐ KCĐ ĐÓNG CẮT HẠ VÀ TRUNG ÁP
Cầu dao để sứ 1 ngã
Mã số
Code
Điện Áp
Vol/Hz
Công suất
Watt
Kích thước Diễn dải
Cầu dao 60A 220/50Hz 250W 5x8cm Dùng cho gia đình

MỘT SỐ KCĐ ĐÓNG CẮT HẠ VÀ TRUNG ÁP

MỘT SỐ KCĐ ĐÓNG CẮT HẠ VÀ TRUNG ÁP
Mã số
Code
Chi tiết
FDL602W
Công tắc điều chỉnh độ sáng
đèn
Dimmer for incandescent lamp
220V - 700W
Mã số
Code
Chi tiết

FDF602W
Công tắc điều chỉnh tốc độ
quạt
Dimmer for fans

220V - 700VA
Công tắc điều chỉnh đèn, quạt
Giá : 50.000 VND

MỘT SỐ KCĐ ĐĨNG CẮT HẠ VÀ TRUNG ÁP

CB (Circuit Breaker), Disjonteur hay ptômát

CB là khí cụ điện dùng đóng ngắt mạch điện (một pha, ba
pha); có công dụng bảo vệ mạch điện khi bị quá tải, ngắn
mạch, sụt áp …

Chọn CB phải thỏa ba yêu cầu sau:
+ CB phải là chế độ làm việc dài hạn.
+ CB ngắt được trò số dòng điện ngắn mạch lớn, vài chục
KA.
+ CB phải có thời gian cắt bé.

MỘT SỐ KCĐ ĐÓNG CẮT HẠ VÀ TRUNG ÁP

PHÂN LOẠI (ÁPTOMÁT):
1. Áptomát vạn năng: (có mạch bảo vệ điện tử hoặc không có).
2. Áptomát 1 cực: (gọi là cầu dao tự động. Có dạng tép).
3. Áptomát định hình: (Iđm đến 1600A)
4. Áptomát tác động nhanh:
5. Áptomát chống giật:

MỘT SỐ KCĐ ĐÓNG CẮT HẠ VÀ TRUNG ÁP
1. MCB (Miniature Circuit Breaker): Máy cắt loại nhỏ


PHÂN LOẠI (ÁPTOMÁT):
•
Chức năng bảo vệ mạch điện, chống quá tải và ngắn mạch;
•
Có từ 1 ÷ 4 cực
•
Dùng cho phụ tải có dòng nhỏ, 10 ÷ 60A; dòng cắt nhỏ hơn
100kA.
•
Có dạng tép
2. MCCB (Moulded Case Circuit Breaker): MC kiểu khối
•
Chức năng bảo vệ mạch điện, chống quá tải và ngắn mạch;
•
Dùng cho phụ tải có dòng lớn, 10 ÷ 1600A;
•
dòng cắt cao vài chục đến trăm kA.
•
Có thể điều chỉnh Iđm.

MỘT SỐ KCĐ ĐÓNG CẮT HẠ VÀ TRUNG ÁP
•
Chức năng bảo vệ quá tải, ngắn mạch và dòng rò.
•
Có 3, 4 cực
•
Iđm thay đổi được: 16, 20, 32, 40, 50, 63, 80, 100 A.
•
Dòng rò: 100÷500mA; điện áp: 230/440V
•

Dòng cắt hàng chục kA.
3. ELCB (Earth Leakge Circuit Breaker):
Ta có: RCCBO (Residual Current Circuit Breaker with Over
current Protection). RCCBO = RCCB + MCB
Trong đó:
+ RCCB: bảo vệ dòng rò (không cắt dòng quá tải, ngắn mạch).
+ MCB: bảo vệ quá tải, ngắn mạch (không cắt dòng rò).
Như vậy: ELCB = RCCBO: vừa cắt dòng rò vừa cắt quá tải,
ngắn mạch.

MỘT SỐ KCĐ ĐÓNG CẮT HẠ VÀ TRUNG ÁP
4. ACB (Air Circuit Breaker): Máy cắt không khí
•
Chức năng bảo vệ mạch điện, chống quá tải và ngắn mạch;
•
Dùng cho phụ tải có dòng lớn (hơn MCCB), lên đến 5000A;
dòng cắt vài chục đến trăm kA.
•
Iđm=5000A thì dòng cắt đạt: 130kA.
•
Số cực: 3-4
5. VCB (Vaccum Circuit Breaker): Máy cắt chân không.
•
Chức năng đóng cắt, bảo vệ mạch điện, chống quá tải và ngắn
mạch.
•
Thường dùng cho lưới trung áp (từ 6,6 kV trở lên)

MỘT SỐ KCĐ ĐÓNG CẮT HẠ VÀ TRUNG ÁP
CB tự động loại nhỏ (MCB - Miniature Circuit Breaker),

Thông số kỹ thuật
Số cực: 1P
Dòng định mức: 40A
Dòng ngắn mạch: 6kA
BH-D6/1P/380V/6kA/40A