BÁO CÁO THỰC TẬP KHOA ĐIỆN - CÔNG NGHỆ TỦ ĐIỆN VÀ MỘT SỐ KHÍ CỤ ĐIỆN

Chương 1: Cơng nghệ và một số khí cụ điện

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HẢI PHÒNG
KHOA ĐIỆN - CƠ
====o0o====

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:

CƠNG NGHỆ TỦ ĐIỆN VÀ MỘT SỐ KHÍ CỤ ĐIỆN

Giáo viên hướng dẫn : Th.s Vũ Văn Quang
Sinh viên thực hiện

:

Lớp

: Điện Cơng Nghiệp và Dân

Dụng
Khóa

: K17

MSSV

:

HẢI PHỊNG - 2020

Chương 1: Cơng nghệ và một số khí cụ điện

Chương 1
CƠNG NGHỆ TỦ ĐIỆN VÀ MỘT SỐ KHÍ CỤ ĐIỆN
1.1 Khái quát tủ điện
Tủ điện là một bộ phận không thể thiếu trong bất kỳ cơng trình cơng nghiệp hay dân dụng
nào, từ nhà máy điện đến các trạm biến áp, hệ thống truyền tải phân phối đến các hộ tiêu thụ
điện. Nó được dùng làm nơi để lắp đặt và bảo vệ cho các thiết bị đóng cắt điện và thiết bị điều
khiển, và là nơi đấu nối, phân phối điện cho cơng trình, đảm bảo cách ly những thiết bị mang
điện với người sử dụng điện trong quá trình vận hành.
Có thể được làm từ tấm kim loại hoặc composit với kích thước và độ dày khác nhau tùy
theo nhu cầu sử dụng. Trong các ứng dụng thông thường, tủ điện thường được sơn tĩnh điện
trơn hoặc nhăn với các màu sắc khác nhu tùy theo lĩnh vực sử dụng hoặc yêu cầu của thiết kế.

1.2 Phân loại tủ điện
1.2.1 Theo chức năng
Trong thực tế có rất nhiều loại tủ điện, có cơng dụng khác nhau:
-

Tủ điện chính (MSB): Vỏ tủ điện thường được chế tạo từ thép mạ kẽm và được sơn tĩnh

điên. Các thành phần khác như nắp tủ điện, mặt hông và mặt sau của tủ được gia cơng sao cho
có thể tháo lắp dễ dàng tạo thuận lợi cho người sử dụng trong quá trình lắp đặt và bảo trì. Tủ
MSB được thiết kế sử dụng trong nhà để phân phối điện cho các phụ tải công suất lớn với ưu
điểm là thiết kế theo kiểu modul được đặt canh nhau tạo thành một hệ thống các tủ phân phối
bao gồm ngăn lộ vào, ngăn phân đoạn và ngăn phân phối.


Chương 1: Cơng nghệ và một số khí cụ điện

Hình 1- 1 Tủ điện chính (MSB)

-

Tủ điều khiển: Có thể cố định hoặc loại không cố định. Các thiết bị được sử dụng bên trong
tủ điện như bộ khởi động mềm, bộ biến tần, bộ khởi động trực tiếp, bộ khởi động sao/tam
giác,… các thiết bị bảo vệ, lập trình điều khiển và hiển thị.

Hình 1-2 Tủ điều khiển

-

Tủ điện chuyển mạch – ATS : Tủ điện được sử dụng ở những nơi có phụ tải đòi hỏi phải cấp
điện liên tục, để cấp điện cho tải khi có sự cố phía lưới thường dùng, từ ng̀n dự phòng là
máy phát điện. Tủ ATS có nhiệm vụ tự động chuyển đổi nguồn cung cấp từ lưới sang nguồn
máy phát để cấp nguồn trở lại


Chương 1: Cơng nghệ và một số khí cụ điện

Hình 1- 3 Tủ chuyển mạch ATS

-

Tủ phân phối (DB): tủ điện được thiết kế trong xưởng, nhà máy hay phân phối điện cho một
tầng trong tòa nhà. Tủ DB được thiết kế gọn nhẹ, an toàn, thuận tiện khi vận hành

Hình 1- 4 Tủ phân phối

-

Tủ điện bù (Capacitor Panel): Tủ thông thường bao gồm các tụ bù điện nối song song với
tải, được điều khiển bởi bộ điều khiển tụ bù tự động, thơng qua các contactor. Tủ có chức
năng nâng cao hệ số cơng suất cosφ qua đó giảm công suất phản kháng nhằm tiết kiệm tổn
thất điện năng.


Chương 1: Cơng nghệ và một số khí cụ điện

Hình 1- 5 Tủ điện bù

1.2.2 Phân loại theo kiểu vỏ tủ
Tùy theo cấu tạo, vỏ tủ thường có hai loại chính:
-

Tủ dạng hộp: vỏ tủ làm bằng những tấm tơn được gia công vuông và hàn lại hoặc nối bằng
bu lông, bao gồm các dạng tủ: tủ treo tường, tủ âm tường, tủ đặt đứng trong nhà, tủ đặt
ngồi trời.

Hình 1-6 Tủ hộp


Chương 1: Cơng nghệ và một số khí cụ điện

Hình 1-7 Tủ dạng hộp

-

Tủ ghép (tủ có khung): vỏ tủ bao gồm nhiều mô- đun ghép lại. Mỗi mô-đun gồm xương tủ

bằng các thanh sắt góc được hàn lại hoặc nối bu long và các vách tủ bằng các tấm tôn phẳng
tháo lắp được. Các kiểu tủ ghép: tủ ghép trong nhà , tủ ghép ngồi trời.

Hình 1-8 Tủ ghép

1.2.3 Phân loại theo vách ngăn.
Tùy theo vách ngăn giữa ba bộ phận: thiết bị đóng cắt (I), thanh cái (B), đầu ra dây (O),
mà tủ có 04 dạng chính (main form).
-

Dạng – 1 (form – 1): khơng có vách ngăn giữa ba bộ phận I, B và O.

-

Dạng – 2 (form – 2): có vách ngăn giữa ba bộ phận I, B và O.


Chương 1: Cơng nghệ và một số khí cụ điện

-

Dạng – 3 (form – 3): như dạng 2 (form – 2) và có thêm vách ngăn giữa các thiết bị đóng
cắt (I1, I2, I3,…).

-

Dạng – 4 (form – 4): như dạng 3 (form – 3) và có thêm vách ngăn giữa các đầu dây (O1,
O2, O3,…).

Hình 1-9 Các form tủ vách ngăn

1.2.4 Phân loại theo cấp bảo vệ (IP)
Theo tiêu chuẩn IEC 60529, cấp bảo vệ IP của tủ điện có thể hiểu là khả năng chống lại
sự xâm nhập của vật thể, bụi và chất lỏng (nước) của vỏ tủ điện vào trong tủ, nếu sự xâm nhập
của nước, bụi bẩn vào trong các thiết bị điện, thì sẽ ảnh hưởng đến hoạt động, tuổi thọ của thiết
bị, và nguy hiểm hơn là ảnh hưởng đến sự an toàn của người sử dụng thiết bị, vận hành, sửa
chữa.
Cấp bảo vệ IP càng cao thì khả năng bảo vệ thiết bị trước các tác nhân bên ngoài càng
lớn ( thường là bụi và nước). Cấp bảo vệ IP của tủ điện được thể hiện bởi 02 con số IP- xy, chữ
số hàng chục và hàng đơn vị.
-

Chữ số hàng đơn vị (y): thể hiện khả năng vỏ tủ chống lại sự xâm nhập của nước vào
thiết bị trong tủ.

-

Chữ số hàng chục (x): là khả năng vỏ tủ chống lại sự xâm nhập của vật thể, bụi trực
tiếp vào các thiết bị trong tủ.


Chương 1: Cơng nghệ và một số khí cụ điện

Ở mơi trường có nhiều bụi và hơi nước thì chúng ta cần lựa chọn cấp bảo vệ IP cao để
tránh hiện tượng bụi bám vào các hệ thống tiếp điểm của thiết bị gây ra sự cố mất điện không
đáng có. Bảng tra chỉ số IP được thể hiện trong bảng 1-1.
Bảng 1-1 Bảng các cấp độ IP tủ điện

-

IP31 - Vỏ tủ được bảo vệ chống lại sự xâm nhập của vật thể có kích thước > 2.5 mm, và bảo
vệ chống lại sự xâm nhập của giọt nước rơi từ trên xuống theo phương thẳng đứng.

-

IP42 – Vỏ tủ được bảo vệ chống lại sự xâm nhập của vật thể có kích thước >1 mm, và bảo
vệ chống lại sự xâm nhập của giọt nước rơi từ trên xuống theo phương thẳng đứng và
nghiêng . Vỏ tủ IP42 được sử dụng nhiều cho hệ thống tòa nhà, nhà máy công nghiệp nhẹ…


Chương 1: Cơng nghệ và một số khí cụ điện

-

IP54 - Các loại vỏ tủ điện IP54 được sử dụng trong nhà và ngồi trời, nó cung cấp mức độ
bảo vệ chống chịu được bụi và mưa gió, nước bắn vào và dòng nước định hướng, vòi nước
và không bị hư hại bởi sự hình thành của băng tuyết bao phủ. Vỏ tủ IP54 được sử dụng
nhiều cho hệ thống tủ điện ngoài trời, tủ điện cho hạ tầng các khu công nghiệp, trạm
kiosk… Tủ được sử dụng nhiều trong hệ thống phòng sạch, và các dự án công nghiệp nặng
như xi măng, than khống sản, lọc hóa dầu…

-

IP65 - Vỏ tủ điện IP 65 được sử dụng trong nhà và ngoài trời, cung cấp mức độ bảo vệ
chống lại, gió bụi, mưa, nước bắn và dòng nước định hướng, vòi phun và khơng bị hư hại
bởi sự hình thành của băng bao phủ. Tủ điện IP65 được sử dụng nhiều cho ngành cơng
nghiệp hóa chất, tàu thủy…
Việc lựa chọn cấp bảo vệ IP của tủ điện phụ thuộc vào nhu cầu, tính chất của từng dự án và

đặc biệt là môi trường xung quanh. Lựa chọn cấp bảo vệ IP phù hợp sẽ đảm bảo cho các thiết bị

trong tủ điện làm việc ổn định, tin cậy trong môi trường của từng dự án cụ thể. Nếu chúng ta lựa
chọn cấp bảo vệ IP cho tủ điện không phù hợp sẽ dẫn đến hiệu năng của thiết bị kém ổn định, và
giảm tuổi thọ tủ điện.

1.3

Quy trình làm tủ điện
Dưới đây là quy trình từ thiết kế, đến thi cơng hồn thiện một bộ tủ điện:

-

Xác định u cầu: Trong bước này khách hàng cần làm việc với thiết kế, kỹ sư kinh doanh,
kỹ sư kỹ thuật để xác định rõ nhu cầu, phương án sử dụng, khả năng mở rộng, vị trí lắp đặt,
vận chuyển,…

-

Sau khi đã xác định rõ nhu cầu sử dụng hiện tại và mở rộng trong tương lai, cân đối kỹ thuật
và kinh tế, khả năng vận hành, bảo trì bảo dưỡng, bên nhà thầu sẽ thiết kế mạch nguyên ly
bóc tách khối lượng, lựa chọn báo giá theo phương án đã thống nhất.

-

Tiến hành ky kết hợp động , chuyển sang giai đoạn làm tủ điện.

-

Sau khi nhà thầu bàn giao sản phẩm, kiểm tra nguội chất lượng, cũng như độ an toàn của
sản phẩm.

-

Vận chuyển, lắp đặt tủ điện.

-

Kiểm tra, vận hành, hiệu chỉnh theo thực tế yêu cầu.

-

Tiến hành bàn giao hướng dẫn vận hành.


Chương 1: Cơng nghệ và một số khí cụ điện

1.4 Lý thuyết khí cụ điện
1.4.1 Khái niệm
Khí cụ điện là những thiết bị dùng để đóng cắt, điều khiển, kiểm tra, tự động điều chỉnh,
khống chế các đối tượng điện cũng như không điện và bảo vệ chúng trong các trường hợp sự
cố.
Khí cụ điện có nhiều chủng loại với chức năng, và nguyên ly làm việc, kích thước khác
nhau, được dùng rộng rãi trong mọi lĩnh vực cuộc sống.
1.4.2 Cơng dụng
Khí cụ điện dùng để đóng cắt lưới điện, mạch điện điều chỉnh tốc độ, điều chỉnh điện áp,
dòng điện dùng để duy trì tham số điện ở giá trị không đổi, dùng để bảo vệ lưới điện, máy điện,
dùng để đo lường.
1.4.3 Phân loại
Khí cụ điện thường được phân loại theo chức năng, theo nguyên ly và môi trường làm
việc, theo điện áp.

a. Theo chức năng
Theo chức năng khí cụ điện được chia thành những nhóm như sau:
-

Nhóm khí cụ đóng cắt: Chức năng chính của nhóm khí cụ này là đóng cắt bằng tay hoặc
tự động các mạch điện.Thuộc về nhóm này có: Cầu dao, aptomat, máy cắt, dao cách ly,
các bộ chuyển đởi ng̀n …

-

Nhóm khí cụ hạn chế dòng điện, điện áp: Chức năng của nhóm này là hạn chế dòng
điện, điện áp trong mạch khơng q cao. Thuộc về nhóm này gờm có: Kháng điện, van
chống sét, earth leakable, earth fauth …

-

Nhóm khí cụ khởi động, điều khiển: Nhóm này gờm các bộ khởi động, khống chế, cơng
tắc tơ, khởi động từ …

-

Nhóm khí cụ kiểm tra theo dõi: Nhóm này có chức năng kiểm tra, theo dõi sự làm việc
của các đối tượng và biến đởi các tín hiệu khơng điện thành tín hiệu điện. Thuộc nhóm
này: Các rơle, các bộ cảm biến …


Chương 1: Cơng nghệ và một số khí cụ điện

-

Nhóm khí cụ tự động điều chỉnh, khống chế duy trì chế độ làm việc, các tham số của đối
tượng: Các bộ ổn định điện áp, ổn định tốc độ, ổn định nhiệt độ …

-

Nhóm khí cụ biến đởi dòng điện, điện áp cho các dụng cụ đo: Các máy biến áp đo
lường, biến dòng đo lường …

b. Theo nguyên lý làm việc
Theo nguyên ly làm việc khí cụ điện được chia thành:
-

Khí cụ điện làm việc theo nguyên ly điện từ.

-

Khí cụ điện làm việc theo nguyên ly cảm ứng nhiệt.

-

Khí cụ điện có tiếp điểm.

-

Khí cụ điện khơng có tiếp điểm.

c. Theo ng̀n điện hoạt động
-

Khí cụ điện một chiều.

-

Khí cụ điện xoay chiều.

-

Khí cụ điện hạ áp (Có điện áp < 1000 V ).

-

Khí cụ điện cao áp (Có điện áp > 1000 V).

d. Theo mơi trường làm việc, điều kiện bảo vệ
-

Khí cụ điện làm việc trong nhà, KCĐ làm việc ngồi trời.

-

Khí cụ điện làm việc trong mơi trường dễ cháy, dễ nở.

-

Khí cụ điện có vỏ kín, vỏ hở, vỏ bảo vệ …

1.5 Yêu cầu cơ bản đới với khí cụ điện
Các khí cụ điện cần thỏa mãn các yêu cầu sau:
-

Phải đảm bảo làm việc lâu dài với các thông số kỹ thuật định mức. Nói một cách khác
nếu dòng điện qua các phần dẫn điện khơng vượt q giá trị cho phép thì thời gian lâu
bao nhiêu cũng được mà không gây hư hỏng cho khí cụ.

-

Khí cụ điện phải có khả năng ổn định nhiệt và ổn định điện động. Vật liệu phải có khả
năng chịu nóng tốt và cường độ cơ khí cao vì khi xảy ra ngắn mạch hoặc q tải dòng
điện lớn có thể gây hư hỏng cho khí cụ.

-

Vật liệu cách điện phải tốt để khi xảy ra quá áp trong phạm vi cho phép cách điện không
bị chọc thủng.


Chương 1: Cơng nghệ và một số khí cụ điện

-

Khí cụ điện phải đảm bảo làm việc chính xác an tồn, xong phải gọn nhẹ, rẻ tiền, dễ gia
cơng lắp đặt, kiểm tra sửa chữa.

-

Ngồi ra khí cụ điện phải làm việc ởn định ở các điều kiện khí hậu, môi trường khác
nhau.

1.6 Khí cụ điện thường gặp trong tủ điện
1.6.1 Áp tô mát CB (Circuit breaker)

a. Khái niệm và yêu cầu
CB (CB được viết tắt từ danh từ Circuit Breaker), tên khác như: Disjonteur
(Tiếng Pháp), hay áptômát (tiếng Liên Xơ). CB là khí cụ điện dùng đóng cắt mạch điện
(một pha, ba pha); có cơng dụng bảo vệ q tải, ngắn mạch, sụt áp,… mạch điện.

Hình 1-10 Áp tơ mát
Chọn CB phải thỏa mãn ba yêu cầu sau:
-

Chế đọ làm việc định mức của CB phải là chế độ làm việc dài hạn, nghĩa là trị số dòng
định mức chạy qua CB lâu tùy y. Mặt khác, mạch dòng điện của CB phải chịu được
dòng điện lớn (khi có ngắn mạch) lúc các tiếp điểm của nó đã đóng hay đang đóng.

-

CB phải ngắt được trị số dòng điện ngắn mạch lớn, có thể vài chục kA. Sau khi ngắt
dòng điện ngắn mạch, CB đảm bảo vẫn làm việc tốt ở trị số dòng điện định mức.

-

Để nâng cao tính ởn định nhiệt và điện động của các thiết bị điện, hạn chế sự phá hoại
do dòng điện ngắn mạch gây ra, CB phải có thời gian cắt bé. Muốn vậy thường phải kết
hợp lực thao tác cơ học với thiết bị dập hồ quang bên trong CB.

b. Cấu tạo


Chương 1: Cơng nghệ và một số khí cụ điện

-

Tiếp điểm: CB thường được chế tạo có hai cấp tiếp điểm (tiếp điểm chính và hờ quang),
hoặc ba cấp tiếp điểm (chính, phụ, hờ quang).
Khi đóng mạch tiếp điểm hờ 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 và cuối cùng là tiếp điểm hồ quang.

-

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 nửa hở.
Kiểu nửa kín được đặt trong vỏ kín của CB và có lỡ thốt khí. Kiểu này có dòng điện
giới hạn cắt khơng q 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 théo xếp thành lưới
ngăn để phân chia hồ quang thành nhiều đoạn ngắn thuận lợi cho việc dập tắt hồ quang.

-

Cơ cấu truyền động cắt CB:Truyền động cắt CB thường có hai cách: bằng tay hoặc bằng
cơ điện điện từ (động cơ điện). Điều khiển bằng tay dùng cho CB có dòng định mức nhỏ
hơn 600A, điều khiển bằng điện từ được ứng dụng ở các CB có dòng điện lớn hơn (lên
đến 1000A).

-

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

c. Nguyên lý hoạt động
Áptômát bảo vệ dòng cực đại:
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 qua các tiếp điểm của CB mở ra, mạch
điện bị ngắt.


Chương 1: Cơng nghệ và một số khí cụ điện

Hình 1- 11 Áp tơ mát bảo vệ dịng cực đại

Áptơmát bảo vệ sụt áp:
Bật CB ở trạng thái ON, với điện áp định mức nam châm điện 6 và phần ứng 5
hút lại với nhau. Khi sụt áp quá mức, nam châm điện 6 nhả phần ứng 5, lò xo 4 kéo móc
3 bật lên, móc 2 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.

Hình 1-12 Áp tơ mát bảo vệ sụt áp

d. Phân loại
Theo kết cấu, người ta chia CB ra ba loại: một cực, hai cực, ba cực.
Theo thời gian thao tác người ta chia CB ra loại tác động không tức thời và tác động
tức thời
Tùy theo công dụng bảo vệ, người ta chia CB ra các loại: CB cực đại theo dòng điện,
CB cực tiểu theo điện áp, CB dòng điện ngược,…


Chương 1: Cơng nghệ và một số khí cụ điện

e. Lựa chọn CB
-

Dòng điện tính tốn đi trong mạch.

-

Dòng điện q tải.

-

Khi CB thao tác phải có tính chọn lọc.
Ngồi ra lựa chọn CB phải căn cứ vào đặc tính làm việc của phụ tải là CB không

được phép cắt khi có quá tải ngắn mạch thường xảy ra trong điều kiện làm việc bình
thường như dòng điện khởi động, dòng điện đỉnh trong phụ tải công nghệ.
Dòng điện định mức của móc bảo vệ khơng được bé hơn dòng điện tính tốn của
mạch. Tùy theo điều kiện làm việc ta thường chọn dòng điện định mức của móc bảo vệ
bằng 125%, 150% hay lớn hơn nửa so với dòng điện tính tốn mạch
1.6.2 Cầu chì

a. Khái niệm chung
Cầu chì là một loại khí cụ điện dùng để bảo vệ thiết bị, lưới điện tránh sự cố ngắn
mạch, thường dùng để bảo vệ dây dẫn, máy biến áp, động cơ điện, mạch thắp sáng,
mạch điều khiển,…

b. Cấu tạo
Cầu chì bao gờm các thành phần sau:
-

Phần tử ngắn mạch: đây chính là thành phần chính của cầu chì, phần tử này phải có
khả năng cảm nhận được giá trị hiệu dụng của dòng điện qua nó, phần tử này có giá
trị điện trở rất bé.

-

Thân của cầu chì: thường được làm bằng thủy tinh, gốm sứ hay các vật liệu tương
đương khác, u cầu phải có độ bền cơ khí, có độ bền về điều kiện dẫn nhiệt và chịu
đựng được sự thay đổi về nhiệt độ đột ngột.

-

Vật liệu lấp đấy: bằng silicat dạng hạt, phải có khả năng hấp thu được năng lượng
sinh ra do hồ quang và đảm bảo cách điện khi xảy ra hiện tượng ngắn mạch.

-

Các đầu nối: các thanh phần này dùng định vị cố định cầu chì trên các thiết bị đóng
ngắt mạch.

c. Ngun lý hoạt động


Chương 1: Cơng nghệ và một số khí cụ điện

Đặc tính cơ bản của cầu chì là sự phụ thuộc của thời gian chảy đứt với dòng điện
chạy qua. Đường ampe-giây của cầu chì tại mọi điểm phải thấp hơn đặc tính của đối
tượng cần bảo vệ.
Đối với dòng điện định mức: năng lượng do hiệu ứng Joule khi có dòng điện đinh

mức chạy qua sẽ tỏa ra môi trường mà khơng gây nên sự nóng chảy, khơng gây phá
hỏng bất cứ phần tử nào của cầu chì.
Đối với dòng điện ngắn mạch của cầu chì: sự cân bằng trên cầu chì bị phá hủy, nhiệt
năng trên cầu chì tăng nhanh dẫn đến sự phá hủy cầu chì.
Cầu chì thường được ky hiệu:

Hình 1-13 Hình vẽ cầu chì

Hình ảnh thực tế:

Hình 1-14 Cầu chì thực tế

d. Lựa chọn
-

Điện áp định mức là giá trị điện áp hiệu dụng xoay chiều xuất hiện ở hai đầu cầu chì
khi cầu chì ngắn mạch, tần số nguồn điện trong phạm vi 48Hz đến 62Hz.

-

Dòng điện định mức là giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều mà cầu chì có thể
tải liên tục thường xun mà khơng làm thay đởi đặc tính của nó.

-

Dòng cắt cực tiểu là giá trị nhỏ nhất của dòng điện sự cố mà dây chì có khả năng
ngắt mạch


Chương 1: Cơng nghệ và một số khí cụ điện

Sau đây là các vị trí biểu đờ của các dòng điện khác nhau:

1.6.3 Biến áp đo lường

a. Khái niệm
Là một thiết bị điện từ tĩnh, làm việc trên nguyên ly cảm ứng điện từ, dùng để
biến đổi điện áp của hệ thống dòng điện xoay chiều từ điện áp này sang điện áp khác mà
vẫn giữ nguyên tần số, giá trị điện áp thứ cấp có trị số thích hợp để cung cấp cho dụng
cụ đo lường, role và tự động hóa.

Hình 1-15 Biến áp đo lường

b. Ngun lý làm việc


Chương 1: Cơng nghệ và một số khí cụ điện

Cuộn sơ cấp W1 của máy biến dòng được đấu nối tiếp với phụ tải khi phụ tải hoạt
động dòng điện làm việc của phụ tải qua cuộn W1 làm tạo từ thơng phi chay trong lõi
thép do đó cảm ứng sang cuộn W2, 1 sức điện động cảm ứng. Vì W2 luôn được mắc nối
ngắn mạch với 1 apemet, nên tỷ số biến dòng
Ki = I1/I2 => Ki I2
-

Phải tiếp đất lõi thép và đầu thứ cấp

-

Khi làm việc thứ cấp của máy biến áp

1.6.4 Contactor

a. Khái niệm
Contactor là một loại khí cụ điện dùng để ngắt tiếp điểm, tạo liên lạc trong mạch
bằng nút ấn. Contactor dùng để điều khiển mạch điện từ từ xa có phụ tải với điện áp đến
500V và dòng là 600A
Contactor được cấu tạo gồm các thành phần: Cơ cấu điện từ, hệ thống dập hờ
quang, hệ thống tiếp điểm ( tiếp điểm chính và phụ).

b. Nguyên lý làm việc
Khi cấp nguồn bằng giá trị điện áp định mức contactor vào hai đầu của cuộng dây
quấn phần lõi từ cố định thì lực từ tạo ra hút phần lõi từ di động hình thành mạch từ kín,
contactor ở trạng thái hoạt động. Nhờ vào bộ phận liên động về cơ giữa lõi từ di động và
hệ thống tiếp điểm làm cho tiếp điểm chính đóng lại, tiếp tiếp điểm phụ chuyển đởi trạng
thái và duy trì trạng thái này. Khi ngưng cấp điện cho cuộn dây các tiếp điểm trở về
trạng thái ban đầu.


Chương 1: Cơng nghệ và một số khí cụ điện

c. Thông số cơ bản
-

Điện áp định mức: là điẹn áp của mạch điện tương ứng mà tiếp điểm chính phải đóng
ngắt, chính là điện áp đặt vào hai đầu cuộn dây của nam châm điện sao cho mạch từ hút
lại.

-

Dòng điện định mức: là dòng điện định mức đi qua tiếp điểm chính trong chế độ làm
việc lâu dài, thời gian contactor ở trạng thái đóng khơng q 8 giờ.

-

Khả năng cắt và khả năng đóng: Khả năng cắt của contactor đạt bội số 10 lần dòng định
mức với phụ tải điện cảm. Khả năng đóng contactor xoay chiều dùng để khởi động
động cơ điện phải có khả năng đóng từ 4 – 7 lần Iđm.

-

Tuổi thọ của contactor: Tuổi thọ của contactor được tính bằng số lần đống mở, sau số
lần đóng mở nhất định contactor sẽ bị hỏng khơng dùng được nữa.

Hình 1-16 Contactor

1.6.5 Cơng tắc

a. Khái qt và cơng dụng
Cơng tắc là khí cụ điện dùng để đóng ngắt mạch điện có cơng suất nhỏ và có dòng
điện định mức nhỏ hơn 6A. Cơng tắc thường có hộp bảo vệ để tránh sự phóng điện khi
đóng mở. Điện áp của công tắc thường nhỏ hơn 500V.

b. Cấu tạo, phân loại
Cấu tạo của cơng tắc: phần chính là tiếp điểm đóng mở được gắn trên đế nhựa và có
lò xo để thao tác chính xác
Một số loại cơng tắc thường gặp:
-

Cơng tắc đóng ngắt trực tiếp

Chương 1: Cơng nghệ và một số khí cụ điện

-

Cơng tắc chuyển mạch (công tắc xoay, công tắc đảo, công tắc vạn năng), dùng để
đóng ngắt chuyển đởi mạch điện, đổi nối sao tam giác cho động cơ.

-

Công tắc hành trình và cuối hành trình, loại cơng tắc này thường được áp dụng
trong các máy cắt gọt kim loại để điều khiển tự động hóa hành trình làm việc của
mạch điện.

Hình 1-17 Cơng tắc

c. Tính chọn cơng tắc
Uđm = Điện áp định mức của công tắc.
Iđm = Dòng điện định mức của công tắc.
1.6.6 Nút điều khiển

a. Khái quát và công dụng
Nút nhấn còn gọi là nút điều khiển là một loại khí cụ điện dùng để đóng cắt từ xa
các thiết bị điện từ khác nhau; các dụng cụ báo hiệu và cũng để chuyển đổi các mạch
điện điều khiển, tín hiệu liên động bảo vệ, khởi động động cơ, đảo chiều quay động cơ
điện,…
Nút ấn thường được đặt tại tủ điều khiển, tủ điện, trên hộp nút ấn. Được chế tạo
nghiên cứu làm việc trong môi trường không ẩm ướt, khơng có hơi hóa chất, bụi bẩn.
Nút ấn có độ bền tới 1.000.000 lần đóng khơng tải và 200.000 lần đóng ngắt có tải. Khi

thao tác nút ấn cần phải dứt khốt để đóng hoặc mở mạch điện.


Chương 1: Cơng nghệ và một số khí cụ điện

Hình 1- 18 Nút nhấn

b. Cấu tạo và phân loại
Nút ấn gồm hệ thống lò xo, hệ thống các tiếp điểm thường mở – thường đóng và vỏ
bảo vệ. Khi tác động vào nút ấn, các tiếp điểm chuyển trạng thái, khi không tác động,
các tiếp điểm trở về trạng thái ban đầu.
Phân loại nút nhấn:
-

Phân lọai theo chức năng trạng thái hoạt động của nút ấn: Nút nhấn đơn (mỗi nút ấn
chỉ có một trạng thái ON hoặc OFF); nút ấn kép (có hai loại trạng thái ON và OFF)

-

Phân loại theo hình dạng bên ngồi: loại hở, loại bảo vệ, loại chống nước và chống
bụi (đặt trong hộp kín), loại chống nở (làm đặc biệt kín để tia lữa khơng ra ngồi và
độ bền khơng bị phá hủy khi nổ)

-

Theo yêu cầu điều khiển: một nút, hai nút, ba nút

-

Theo kết cấu bên trong: Nút ấn loại có đèn báo, loại khơng có đèn báo.

c. Thơng số cơ bản
Udm = điện áp định mức của nút ấn
Iđm = dòng điện định mức
Trị số điện áp thường nhỏ hơn 500V
Trị số dòng điện định mức có giá trị 5A
1.6.7 Máy cắt điện

a. Khái niệm chung
Máy cắt điện là một loại khí cụ điện cao áp, dùng để đóng cắt mạch điện cap áp
tại chỗ hoặc từ xa, khi lưới điện đang vận hành bình thường, khơng bình thường hoặc
khi bị sự cố ngắn mạch trong hệ thống điện.


Chương 1: Cơng nghệ và một số khí cụ điện

b. Các loại máy cắt điện
-

Máy cắt điện nhiều dầu không có b̀ng dập hờ quang

-

Máy cắt có nhiều dầu có b̀ng dập hờ quang

-

Máy cắt ít dầu

-

Máy cắt điện khơng khí:
Máy cắt này điều khiển chuyển động và dập tắt hờ quang điện dùng khơng khí đã sấy
khơ lọc sạch nén ở áp suất cao tới 20at. Do đó khơng cần thời gian tạo ra sản phẩm
khí như ở các loại máy cắt dầy nên q trình dập hờ quang rất nhanh, thời gian cắt
khoảng 0,17, cơng suất cắt có thể đạt 15000MVA.

Hình 1-19 Máy cắt điện

c. Nguyên lý làm việc


Chương 1: Cơng nghệ và một số khí cụ điện

Hình 1- 20 Nguyên lý máy cắt điện

Ngăn dập hồ quang 6 đặt ở phần trên, còn ngăn truyền động 1 đặt ở phần dưới
của máy cắt. Khí nén dùng để cắt đi qua van K2 vào ngăn dập hồ quang, và đẩy píttơng
truyền động 2 đi xuống phía dưới. Lúc đó, đầu tiếp xúc động 7 rời khỏi đầu đĩnh 8, làm
xuất hiện hờ quang. Một l̀ng khí mạch sẽ phụt qua lỗ của đầu 8, lên nắp qui lát 10 và
thốt ra ngồi qua lỡ 11, làm tắt hờ quang.
Để đóng cắt, ta mở van 1 để đưa l̀ng khí vào ngăn truyền động 1. Píttơng 2
được đẩy lên phía trên. Mạch điện sẽ được nối liền theo trình tự: cực 9, nắp 12, đầu tĩnh
8, đầu động 7, đầu trượt 5, đầu tĩnh 3 và cực bắt dây 4. Các tiếp điểm phụ 13 và 14 để
báo vị trí đóng/cắt của máy cắt, đờng thời để ngắt dòng được vào cuộn cắt CC và cuộn
đóng CĐ. Các nút C và Đ để cắt và đóng, máy cắt từ xa.

d. Các yêu cầu kỹ thuật và thông số cơ bản
-

Máy cắt điện phải có khả năng cắt lớn, thời gian cắt bé tránh được hồ quang cháy phục
hồi.

-

Độ tin cậy cao: khi đóng cắt khơng được gây cháy nở các thiết bị khác.

-

Phải có khả năng đóng cắt một số lần nhất đinh phải được bảo dưỡng, sửa chữa.

-

Kích thước nhở gọn, trọng lượng nhẹ, kết cấu đơn giản, dễ lắp đặt vận hành, hiệu quả
kinh tế.


Chương 1: Cơng nghệ và một số khí cụ điện

e. Các thông số cơ bản
-

Điện áp định mức: Uđm là điện áp cao nhất đặt vào máy cắt, mà máy cắt có thể vận hành
an tồn.

-

Dòng điện định mức: Iđm là trị số hiệu dụng lớn nhất chạy qua máy cắt khi nó vận hành
lâu dài, nhưng vẫn đảm bảo được nhiệt độ các thành phần ổn đinh trọng giới hạn cho
phép.

-

Dòng cắt định mức: Icđm đặc trưng cho khả năng cắt của máy cắt, là dòng điện ngắn
mạch bap ha hiệu dụng tồn phần mà máy cắt có thể cắt được an tồn.

-

Dòng điện đóng định mức: Idđm khả năng đóng của máy cắt khi mạch điện đang ngắn
mạch, dòng điện ba pha hiệu dụng lớn nhất chạy qua máy cắt, nó có thể đóng vào mà
khơng làm hỏng máy cắt.

-

Dòng điện ổn định động định mức: I ôddm là dòng điện lớn nhất chạy qua máy cắt mà lực
điện động do nó sinh ra khơng làm hỏng máy cắt.

-

Thời gian cắt: Tc là khoảng thời gian được tính từ khi cuộn dây nam châm điện điều
khiển cắt có điện, đến khi hờ quang bị dập tắt hồn tồn.

Hình 1-21 Máy cắt điện


Chương 3: Nghiên cứu xây dựng tủ bù trong công nghiệp

Chương 2

NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN TỦ BÙ

2.1 Đặt vấn đề
Điện năng là năng lượng chủ yếu của các xí nghiệp cơng nghiệp, các xí nghiệp này tiêu
thụ khoảng trên 70 % tởng số điện năng sản xuất ra vì thế vấn đề sử dụng hợp ly và tiết kiệm
điện năng ở đây có y nghĩa rất lớn, về mặt sản xuất điện năng vấn đề đặt ra là phải tận dụng hết
khả năng của các nhà máy phát điện để sản xuất ra được nhiều nhất đồng thời về mặt dùng điện
phải hết sức tiết kiệm điện giảm tổn thất điện năng đến mức nhỏ nhất phấn đấu một KWh điện
ngày càng làm ra nhiều sản phẩm.
Tính chung trong tồn bộ hệ thống điện thường có 10 – 15 % năng lượng được phát ra bị
mất mát trong quá trình truyền tải và phân phối điện năng.
Bảng 3-2 Tổn thất điện năng trên mạng điện
Mạng có điện áp
Đường dây

Tởn thất điện năng ( % ) của
MBA

Tổng

13,3

12,4

25,7

U = 35

6,9

3

9,9

U = 0,1 – 10

47,8

16,6

64,4

Tổng cộng

68

32

100

KV
U ≥ 110

Từ bản trên ta thấy tổn thất điện năng trong mạng điện có U = 0,1 – 10 kv ( tức mạng điện
trong xí nghiệp ) chiếm tới 64,4 % tổng số điện năng bị tổn thất, sở dĩ như vậy bởi vì mạng phụ
tải gây ra tởn thất điện năng lớn, vì thế tiết kiệm điện năng trong xí nghiệp có y nghĩa rất quan
trọng trong xí nghiệp và nền kinh tế hiện nay.
Hệ số công suất cosφ là một chỉ tiêu để đánh giá, hệ số cosφ của các xí nghiệp nước ta hiện
nay vào khoảng 0,6 – 0,7 chúng ta cần phấn đấu nâng cao dần lên đến 0,9 ngoài mục tiêu tiết
kiệm điện năng nó còn đem lại hiệu quả khác như:
-

Giảm tổn thất công suất trên phần tử của hệ thống cung cấp điện (máy biến áp, đường dây
…).

-

Giảm tổn thất điện áp trên đường truyền tải.

-

Tăng khả năng truyền tải điện của đường dây và máy biến áp.