Giáo trình Bảo trì mạch điện (Nghề: Bảo trì thiết bị cơ điện - Cao đẳng) - Trường Cao Đẳng Dầu Khí

(NB) Giáo trình Bảo trì mạch điện (Nghề: Bảo trì thiết bị cơ điện - Cao đẳng) được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Tổng quan quy trình vận hành, bảo trì hệ thống điện trong nhà máy; Bảo trì thiết bị điện; Bảo trì mạch điện; Bảo trì thiết bị phân phối. Mời các bạn cùng tham khảo!

TẬP ĐOÀN DẦU KHÍ VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG DẦU KHÍ



GIÁO TRÌNH

MÔ ĐUN: BẢO TRÌ MẠCH ĐIỆN NGHỀ: BẢO TRÌ THIẾT BỊ CƠ ĐIỆN TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG

(Ban hành kèm theo Quyết định số:203/QĐ-CĐDK ngày 1 tháng 3 năm 2022

của Trường Cao Đẳng Dầu Khí)

Bà Rịa - Vũng Tàu, năm 2022

LỜI GIỚI THIỆU

Đất nước Việt Nam trong công cuộc công nghiệp hoá - hiện đại hoá, nềnkinh tế đang trên đà phát triển Yêu cầu sử dụng điện và thiết bị điện ngày càng tăng Việc trang bị kiến thức về hệ thống điện nhằm phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt của con

người, cung cấp điện năng cho các thiết bị của khu vực kinh thế, các khu chế xuất, các

xí nghiệp là rất cần thiết

Với một vai trò quan trọng như vậy và xuất phát từ yêu cầu, kế hoạch đào tạo,

chương trình môn học của Trường Cao Đẳng Dầu Khí Chúng tôi đã biên soạn cuốn

giáo trình Bảo trì mạch điện gồm 4 bài với những nội dung cơ bản sau:

Bài 1: Tổng quan quy trình vận hành, bảo trì hệ thống điện trong nhà máy Bài 2: Bảo trì thiết bị điện

Bài 3: Bảo trì mạch điện

Bài 4: Bảo trì thiết bị phân phối

Trong quá trình biên soạn, chúng tôi đã tham khảo và trích dẫn từ nhiều tài liệu được liệt kê tại mục Danh mục tài liệu tham khảo Chúng tôi chân thành cảm ơn các tác giả của các tài liệu mà chúng tôi đã tham khảo

Bên cạnh đó, giáo trình cũng không thể tránh khỏi những sai sót nhất định Nhóm tác giả rất mong nhận được những ý kiến đóng góp, phản hồi từ quý đồng nghiệp, các bạn người học và bạn đọc

Trân trọng cảm ơn./

Tham gia biên soạn

1 Chủ biên: Phạm Văn Cấp

2 Nguyễn Lê Cương

3 Nguyễn Xuân Thịnh

4

GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: BẢO TRÌ MẠCH ĐIỆN

1 Tên mô đun: Bảo trì mạch điện

2 Mã mô đun: ELEM6314

Thời gian thực hiện mô đun: 75 giờ; (Lý thuyết: 14 giờ; Thực hành, thí nghiệm,

thảo luận, bài tập: 58 giờ; Kiểm tra: 03 giờ, LT: 01 giờ, TH: 02 giờ)

Số tín chỉ: 03

3 Vị trí, tính chất của mô đun:

- Vị trí: Mô đun bảo trì mạch điện là mô đun đóng vai trò quan trọng trong các

môđun đào tạo nghề Mô đun này đòi hỏi sinh viên phải có khả năng tư duy, kiên trì nắm vững được kiến thức đã được học trong các môn học cơ sơ

- Tính chất: Chương trình mô đun Bảo trì mạch điện thuộc mô đun đào tạo nghề, là

mô đun bắt buộc

4 Mục tiêu mô đun:

- Về kiến thức:

 Nhận biết đúng các trang thiết bị điện trên tủ điện;

 Trình bày được quy trình vận hành mạch điện;

 Thực hiện vận hành tủ điện đúng quy trình;

 Mô tả được kết cấu tủ điện và vị trí lắp đặt các nhóm thiết bị: đo

lường, điều khiển, bảo vệ, đóng cắt, thanh dẫn, cầu nối dây nguồn vào và

nguồn ra;

 Nhận biết đúng các khí cụ trên tủ điện và tỡm hiểu kỹ cấu tạo, nguyên

lý tác động, chức năng nhiệm vụ của khí cụ trên mạch điện;

- Về kỹ năng:

 Tháo lắp và sửa chữa được các thiết bị điện công nghiệp đúng theo thông

số của nhà sản xuất

 Phán đoán hư hỏng và sửa chữa được các thiết bị điện công nghiệp theo

tiêu chuẩn của nhà sản xuất

 Bảo trì và sữa chữa được hệ thống điện công nghiệp cho sản xuất theo bản

vẽ thiết kế

- Năng lực tự chủ và trách nhiệm:

 Rèn luyện tính tỷ mỉ, đảm bảo an toàn và vệ sinh công nghiệp

III Nội dung mô đun:

5.1 Chương trình khung:

Mã

Số tín chỉ

Thời gian học tập (giờ) Tổng

số

Trong đó Thực hành/ Kiểm tra

SAEN52001 An toàn vệ sinh lao động 2 30 23 5 2 0

ELEI62158 Đại cương thiết bị cơ điện 2 30 28 0 2 0

AUTM63114 Điều khiển điện khi nén 3 60 28 29 2 1

ELEI53150 Thực tập điện cơ bản 1 3 75 14 58 1 2

ELEM53167 Xử lý sự cố thiết bị cơ

MECM53124 Bảo trì hệ thống truyền 3 75 14 58 1 2

Mã

Số tín chỉ

Thời gian học tập (giờ)

Tổng

số

Trong đó

Lý thuyết

Thời gian (giờ)

Tổng

số

Lý thuyết

Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, bài tập

Kiểm tra

LT TH

1 Bài 1 Tổng quan quy trình vận hành,

bảo trì hệ thống điện trong nhà máy 15 3 11 1 0

4 Bài 4: Bảo trì thiết bị phân phối 10 1 9 0 0

6 Điều kiện thực hiện mô đun:

6.1 Phòng học chuyên môn hóa, nhà xưởng:

- Xưởng thực hành

- Nguồn điện 3 pha

6.2 Trang thiết bị máy móc:

- Trang bị BHLĐ nghề điện

- Quạt điện, máy biến dòng, tủ phân phối, máy cắt

6.3 Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu:

Dụng cụ:

- Khoan tay, máy bắn vít, mũi khoét kim loại

- Động cơ 1 pha, 3 pha và động cơ nhiều cấp tốc độ

- Cầu dao 3 pha, công tắc tơ (220-380) V - (22-40)A, rơ le nhiệt 12- 22A, rơ le trung gian 5-7A, rơ le thời gian on dislay, off Dislay, công tắc hành trình, nút bấm, đèn tín hiệu

- Rơ le quá dòng, rơ le quá áp, rơle thấp áp, chuông điện,

- Các loại cầu, hộp đấu dây

- Băng cách điện, ghen thuỷ tinh, đầu số dấu, dây buộc

- Đầu cốt đúng chủng loại theo cỡ dây

+ Học liệu:

- Bản vẽ nguyên lý, và đi dây của các mạch điện

- Bản vẽ sơ đồ lắp đặt và bố trí thiết bị

- Catalog thiết bị

- Tài liệu định mức dự toán lắp đặt

- Tài liệu hướng dẫn lắp đặt

- Bảng danh mục thiết bị, vật tư Sổ ghi chép, bút, máy tính

7 Nội dung và phương pháp đánh giá

7.1 Nội dung:

- Kiến thức: bài 1

- Kỹ năng: bài 3

- Năng lực tự chủ và trách nhiệm:

+ Tự ý thức được quy tắc an toàn trong công việc

+ Rèn luyện tính tỷ mỉ và vệ sinh trong công nghiệp

7.2.2 Kiểm tra định kỳ:

- Số lượng bài: 03 bài (LT: 01, TH: 02)

- Cách thức thực hiện: Do giáo viên giảng dạy môn học/môn học thực hiện theo theo số giờ kiểm tra được quy định trong chương trình môn học ở mục III có thể bằng hình thức kiểm tra viết từ 45 đến 60 phút, chấm điểm bài tập lớn, tiểu luận, làm bài thực hành, thực tập Giáo viên biên soạn đề kiểm tra lý thuyết kèm đáp án

và đề kiểm tra thực hành kèm biểu mẫu đánh giá thực hành theo đúng biểu mẫu qui định, trong đó:

Stt Bài kiểm tra Hình thức

kiểm tra

Nội dung kiến thức Thời gian

1 Bài kiểm tra số 1 Lý thuyết Bài 2 45 ÷ 60 phút

2 Bài kiểm tra số 2 Thực hành Bài 3 60 ÷ 120 phút

3 Bài kiểm tra số 3 Thực hành Bài 3 60 ÷ 120 phút 7.2.3 Thi kết thúc môn học: lý thuyết kết hợp thực hành

- Hình thức thi: trắc nghiệm tại phòng máy chuyên dụng, thực hành tại xưởng thực hành

- Thời gian thi: trắc nghiệm 45 ÷ 60 phút, thực hành 60 ÷ 120 phút

8 Hướng dẫn thực hiện mô đun:

8.1 Phạm vi áp dụng mô đun:

Chương trình mô bảo trì mạch điện được xây dựng từ kết quả của quá trình phân tích nghề bảo trì thiết bị cơ điện

8.2 Hướng dẫn về phương pháp giảng dạy, học tập mô đun:

- Đối với giáo viên, giảng viên: Mô đun này mang tính tích hợp vì vậy cần phải kết hợp nhiều phương pháp giảng dạy xong chủ yếu dùng phương pháp bốn bước có như vậy mới đạt được hiệu cao

- Đối với người học: Modun này luyện tập cho sinh viên các kiến thức và kỹ năng phát hiện và khắc phục các hư hỏng thường gặp, trong các loại thiết bị điện công nghiệp

8.3 Những trọng tâm cần chú ý:

Trong mô đun này cần lưu ý cho học sinh phần nguyên lý cấu tạo của các thiết bị điện công nghiệp và phương pháp sửa chữa

9 Tài liệu tham khảo:

- [1] Giáo trình điện công nghiệp - Nhà xuất bản xây dựng 2003

- [2] Giáo trình trang bị điện - Nguyễn Văn Chất - Nhà xuất bản năm 2004

- [3] Hệ thống cung cấp điện của xí nghiệp công nghiệp đô thị và nhà cao tầng

Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Mạnh Hoạch - Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật,

- [4] Lắp đặt điện công nghiệp - Trần Duy Phụng - Nhà xuất bản Đà Nẵng 1999

- [5] Khí cụ điện - Phạm Văn Chới, Bùi Tiến Hữu, Nguyễn Tiến Tôn - Nhà xuất

bản khoa học kỹ thuật

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.0.1 Công nhân đang lắp đặt, đấu nối tủ điện 12

Hình 1.0.2 Hệ thống cơ điện trong nhà máy 13

Hình 1.0.3 Bộ dụng cụ cơ khí dùng để lắp đặt điện 19

Hình 2.0.1 Cấu tạo của CB 24

Hình 2.0.2 Đặc tuyến bảo vệ của CB bảo vệ động cơ 25

Hình 2.0.3 RCBO hãng Schneider Electric 26

Hình 2.0.4 Cấu tạo cầu dao chống rò 1 pha 27

Hình 2.0.5 Cấu tạo của Contactor 29

Hình 2.0.6 Mạch ứng dụng của Contactor 29

Hình 2.0.7 Mạch ứng dụng của Rơ le nhiệt 30

Hình 3.0.1 Sơ đồ nguyên lý mạch khởi động trực tiếp đkb 3 pha quay 1 chiều 73

Hình 3.0.2 Sơ đồ nối dây mạch điều khiển đkb quay 1 chiều 74

Hình 3.0.3 Sơ đồ nguyên lý mạch mở máy qua cuộn kháng đkb rôto lồng sóc 76

Hình 3.0.4 Sơ đồ đấu dây 77

Hình 3.0.5 Sơ đồ nguyên lý mạch đảo chiều quay gián tiếp đkb 3 pha 79

Hình 3.0.6 Sơ đồ đấu dây 80

Hình 3.0.7 Sơ đồ nguyên lý mạch đảo chiều trực tiếp đkb 3 pha 83

Hình 3.0.8 Sơ đồ nối dây mạch đảo chiều trực tiếp đkb 3 pha 84

Hình 4.0.1 Tủ phân phối điện 95

Hình 4.0.2 Máy biến áp 104

Hình 4.0.3 Dao cách ly 107

Hình 4.0.4 Cuộn kháng 110

Hình 4.5 Tụ bù 114

DANH MỤC BẢNG BIỂU

BÀI 1: TỔNG QUAN QUY TRÌNH VẬN HÀNH, BẢO TRÌ HỆ THỐNG

ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY

 GIỚI THIỆU BÀI 1:

Bài 1 là bài trình bày tổng quan về quy trình vận hành, bảo trì hệ thống điện trong nhà máy để người học có được kiến thức nền tảng và dễ dàng tiếp cận nội dung môn học liên quan

 MỤC TIÊU CỦA BÀI 1 LÀ:

Về kiến thức:

- Hiểu được ai trò của người vận hành, bảo trì hệ thống điện trong nhà máy

- Hiểu được các sự cố và biểu hiện thường xảy ra đối với hệ thống điện

 PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP BÀI 1:

- Đối với người dạy: sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng, vấn đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học thực hiện câu hỏi thảo luận và bài tập bài 1 (cá nhân hoặc nhóm)

- Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình (bài 1) trước buổi học; hoàn thành đầy đủ câu hỏi thảo luận và bài tập tình huống bài mở đầu theo cá nhân hoặc nhóm và nộp lại cho người dạy đúng thời gian quy định

 ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN BÀI 1:

- Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: Phòng trang bị điện, phòng máy điện

- Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu và các thiết bị dạy học khác

- Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình môn học, giáo trình, tài liệu

tham khảo, giáo án, phim ảnh, và các tài liệu liên quan

- Các điều kiện khác: Không có

 KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ BÀI 1:

- Nội dung:

 Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức

 Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kĩ năng

 Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần:

+ Nghiên cứu bài trước khi đến lớp

+ Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập

+ Tham gia đầy đủ thời lượng môn học

+ Nghiêm túc trong quá trình học tập

 Điểm kiểm tra thường xuyên: 1 điểm kiểm tra (hình thức: hỏi miệng)

 Kiểm tra định kỳ lý thuyết: không có

 Kiểm tra định kỳ thực hành: không có

 NỘI DUNG BÀI 1:

1.1 Vai trò của người vận hành, bảo trì hệ thống điện trong nhà máy:

1.1.1 Vai trò của người vận hành, bảo trì hệ thống điện trong nhà máy:

Tiếp quản, học tập chuyển giao công nghệ từ người đi trước hoặc từ đối tác cung cấp dây truyền thiết bị, đào tạo cho người đến sau

Sửa chữa hệ thống điện động lực, hệ thống điện điều khiển, hệ thống truyền động cơ học chạy bằng điện, cần có am hiểu cả cơ khí để sửa chữa khi cần vì nhiều nhà máy không có kỹ sư cơ khí mà chỉ có kỹ sư điện và vì rất nhiều thiết bị điện có liên quan đến cơ cấu chấp hành cơ khí

Xử lý sự cố khẩn cấp, chính xác để đảm bảo dây truyền bị dừng ít nhất hoặc không bị dừng, chú ý không để bị nặng hơn sau khi sửa nếu không thành công

Bảo dưỡng hệ thống điện và máy móc theo định kỳ

Kiểm tra, dự đoán sự cố có thể xảy ra trong tương lai để có phương án thay thế sửa chữa và mua vật tư máy móc dự phòng, tránh để đến lúc hỏng mới có kế hoạch đi mua vì có những vật tư đặt mua mất vài tháng mà nhà máy thì không thể dừng hoạt động

Tìm kiếm và mua vật tư, máy móc thiết bị cho quá trình sửa chữa thay thế Lên kế hoạch nâng cấp, chuyển đổi hệ thống khi có yêu cầu từ cấp trên

Tìm kiếm đối tác và chuyên gia để xử lý các tính huống khẩn cấp trong trường hợp không thể xử lý được

Hình 1.0.1 Công nhân đang lắp đặt, đấu nối tủ điện

1.1.2 Hệ thống cơ điện trong nhà máy:

Hình 1.0.2 Hệ thống cơ điện trong nhà máy

- Trạm biến áp:

- Hệ thống tủ điện:

- Tủ điều khiển:

1.2 Các sự cố và biểu hiện thường xảy ra đối với hệ thống điện trong nhà máy: 1.2.1 Các sự cố thường gặp:

+ Mất nguồn, nguồn điện không ổn định, điện áp quá cao, điện áp quá thấp…

+ Bị chập điện, nóng cháy hệ thống điện…

+ Động cơ bị nóng, kẹt, chạy không ổn định

+ Hệ thống truyền động bị rung sóc quá mức cho phép, hỏng vòng bi, hỏng kết cấu cơ khí…

+ Trạm biến áp bị sự cố quá tải, mất điện lưới

+ Bị dò điện

+ Bộ điều khiển và cảm biến bị hỏng

+ Khí cụ điện: Rele, cầu chì, khởi động từ bị hỏng

+ Và còn rất nhiều sự cố khác

1.2.2 Nhiệm vụ của người vận hành khi gặp sự cố:

thường, tai nghe, sờ, chạm Tốt hơn hết là nên dùng các thiết bị đo để chuẩn đoán và kiểm tra sẽ an toàn, nhanh và chính xác hơn nhiều

- Bước 2: Lên phương án sửa chữa hoặc thay thế chính xác, chuẩn bị vật tư và thời gian thích hợp để sửa chữa nếu khó thì phải mời chuyên gia hỗ trợ

- Bước 3: Cách ly sự cố để xử lý mà dây truyền vẫn hoặt động hoặc dừng một phần hoặc dừng toàn bộ nhà máy đử xử lý xự cố

- Bước 4: Sau khi hoàn thành chạy thử nghiệm để đảm bảo hoạt động tốt

- Bước 5: Cho chạy trở lại bình thường, ghi chép vào hồ sơ nhật ký kỹ thuật để xử lý lần sau và cho ca trực khác và lên phương án dự phòng để hạn chế không để xảy ra lỗi tương tự lần sau

1.3 Một số thiết bị đo lường dùng để chuẩn đoán và khắc phục sự cố trong nhà máy:

- Sào thử điện dùng đo kiểm tra điện cao thế đường dây và trạm biến áp:

- Ampe kìm dùng đo điện động lực nhà máy:

- Đồng hồ kiểm tra phát nóng bất thường của động cơ và hệ thống điện:

- Thiết bị phân tích công suất, sóng hài và giám sát mất ổn định, chất lượng điện

- Máy đo tốc độ động cơ dùng để kiểm tra tốc độ động cơ và băng tải:

- Máy đo điện trở cách điện dùng để kiểm tra điện trở cách điện của thiết bị điện:

- Máy đo điện trở đất dùng để kiểm tra điện trở tiếp đất hệ thống

- Đồng hồ đo thứ tự pha, dùng để xác định thứ tự pha để lắp động cơ có chiều quay động cơ đúng hướng

Máy nội soi công nghiệp dùng để quan sát các chi tiết không thể tiếp cận:

- Bộ dụng cụ cơ khí dùng để tháo lắp thiết bị:

Hình 1.0.3 Bộ dụng cụ cơ khí dùng để lắp đặt điện

1.4 Các sự cố, nguyên nhân hay xảy ra trong nhà máy và cách khắc phục:

Các vị trí gây ra rung động

1.4.1 Nguyên nhân do lệch (tâm) trục, gãy trục:

- Do lắp không chính xác, cách khắc phục dùng máy cân chỉnh đồng tâm hoặc đồng hồ

so để cân chỉnh khi lắp động cơ

- Cách khắc phục:

+ Chỉnh bằng máy cân chỉnh đồng tâm đo bằng tia laser

+ Chỉ cần nhập tọa độ của động cơ và cơ cấu truyền động, máy sẽ tự động tính toán sai lệch, rồi chèn các lá chêm vào chân máy và dịch chuyển chân máy sang trái hoặc phải có thông số như máy báo

+ Sau khi nhập các thông số tọa độ ở trên chỉ cần quay cả cơ cấu sang trái hướng 9 h,

quay về giữa hướng12 h, quay sang phải hướng 3h sẽ ra kế quả sai lệch (máy có nhiều lựa chọn góc quay)

1.2 Nguyên nhân do vòng bi, ổ lăn bị hỏng (mài mòn, vỡ):

Do máy chạy lâu ngày, lắp đặt không chính xác hoặc ít tra dầu mỡ dẫn đến bị hỏng cần thay thế

- Khắc phục: dùng cảo tháo vòng bi và máy gia nhiệt vòng bi để thay thế vòng bi, ổ

1.3 Nguyên nhân do mất cân bằng động:

Đây là nguyên nhân khó xác định nhất thường do máy chạy lâu ngày bị mài mòn

không đều hoặc do tác động từ bên ngoài làm cho thay đổi kết cấu cơ khí của phần truyền động quay dẫn đến lực ly tâm của chuyển động quay động cơ không đều nên làm cho hệ thống bị rung Dùng máy cân bằng động để đo xác định vị trí mất cân bằng sau đó (hàn đắp) bù trọng lượng tương ứng vào vị trí thích hợp trên chuyển động quay

để cho nó cân bằng trở lại, kiểm tra lại độ rung sau khi cân bằng

Cánh quạt công nghiệp bị hỏng làm mất cân bằng gây rung lắc

- Khắc phục: Dùng máy cân bằng động có tính năng phân tích rung động

1.4 Nguyên nhân do lỏng lẻo:

- Cách khắc phục là vặn lại các ốc vít cho chắc chắn

 TÓM TẮT NỘI DUNG BÀI 1:

2.1 Vai trò của người vận hành, bảo trì hệ thống điện trong nhà máy

2.2 Các sự cố và biểu hiện thường xảy ra đối với hệ thống điện trong nhà máy 2.3 Các thiết bị đo lường thông dụng để chuẩn đoán và khắc phục sự cố trong nhà máy

2.4 Các sự cố, nguyên nhân và cách khắc phục

 CÂU HỎI CỦNG CỐ BÀI 1:

Câu 2: Nêu các sự cố và biểu hiện thường xảy ra đối với hệ thống điện trong nhà

máy

Câu 3: Nêu các thiết bị đo lường thông dụng để chuẩn đoán và khắc phục sự cố

trong nhà máy?

BÀI 2: BẢO TRÌ THIẾT BỊ ĐIỆN

 GIỚI THIỆU BÀI 2:

Bài 1 là bài hướng dẫn bảo trì thiết bị điện trong nhà máy để người học có được kiến thức và kỹ năng bảo trì thiết bị điện

 MỤC TIÊU CỦA BÀI 2 LÀ:

 PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP BÀI 2:

- Đối với người dạy: sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng, vấn đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học thực hiện câu hỏi thảo luận và bài tập bài 2 (cá nhân hoặc nhóm)

- Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình (bài 2) trước buổi học; hoàn thành đầy đủ câu hỏi thảo luận và bài tập tình huống bài mở đầu theo cá nhân hoặc nhóm và nộp lại cho người dạy đúng thời gian quy định

 ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN BÀI 2:

- Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: Phòng trang bị điện, phòng máy điện

- Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu và các thiết bị dạy học khác

- Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình môn học, giáo trình, tài liệu

tham khảo, giáo án, phim ảnh, và các tài liệu liên quan

- Các điều kiện khác: Không có

 KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ BÀI 2:

- Nội dung:

 Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức

 Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kĩ năng

 Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần:

+ Nghiên cứu bài trước khi đến lớp

+ Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập

+ Tham gia đầy đủ thời lượng môn học

+ Nghiêm túc trong quá trình học tập

 Điểm kiểm tra thường xuyên: 1 điểm kiểm tra (hình thức: hỏi miệng)

 Kiểm tra định kỳ thực hành: không có

 NỘI DUNG BÀI 2:

2.1 Các thiết bị điện trên tủ điện:

2.1.1 Aptomat - Cầu dao tự động:

Aptomat hay còn có tên gọi khác là cầu dao tự động Đây là thiết bị khí cụ điện dùng

để cắt mạch điện trong trường hợp quá tải, ngắn mạch, đoản mạch, thấp áp hoặc chập chạm mạch điện

Nguyên lý hoạt động: Cầu chì điện hoạt động theo nguyên lý tự chảy hoặc uốn cong

để tách ra khỏi mạch điện khi cười độ dòng điện trong mạch tăng đột biến Theo đó, điện trở của chất liệu làm ra dây cầu chì phải có nhiệt độ nóng chảy, kích thước và thành phần phù hợp

Hình 2.1.2 Cấu tạo của cầu chì điện bảo vệ

2.1.3 CB bảo vệ động cơ:

- Công dụng:

Motor CB, CB động cơ hay MPCB (Motor Protection Circuit Breaker) là thiết bị bảo

vệ được thiết kế chuyên biệt để bảo vệ động cơ khỏi các sự cố, cho phép dòng vào nhưng ngăn chặn mọi tình trạng quá dòng (CB chuyên dụng cho động cơ)

MPCB có 2 loại cơ bản: 1 loại chỉ có bảo vệ ngắn mạch, loại còn lại có bảo vệ ngắn mạch và quá tải (tích hợp chức năng Relay nhiệt)

13 lần dòng định mức Thông số này giúp Motor CB không tác động đối với một số tải

có dòng khởi động cao quá 10 lần dòng định mức

+ Bảo vệ quá tải:

Motor CB bảo vệ quá tải theo đặc tuyến quá tải của động cơ hay Class của tải (Class

10, Class 20…), MCCB bảo vệ không theo Class Theo chuẩn IEC, các loại tải khác nhau có các đặc tính quá tải khác nhau và cần được bảo vệ quá tải khác nhau

2.1.4 CB bảo vệ chống dòng rò (RCD):

Rò điện là hiện tượng dòng điện chạm đất với giá trị rất nhỏ cỡ mA Dòng điện chạy qua người khi người chạm vào dây điện cũng thuộc loại dòng điện rò Nếu dòng điện qua người >10mA là nguy hiểm tính mạng, trong khi đó giá trị này rất bé mà các aptomat, cầu chì không thể phát hiện ra để cắt mạch điện Việc con người chạm vào mạch điện xảy ra thường xuyên nên cần thiết phải có biện pháp phòng tránh

Để bảo vệ an toàn cho người trong trường hợp này người ta phải dử dụng cầu dao chống rò được gọi là RCD tên tiếng anh là residual current device Nguyên tắc của RCD là khi dòng điện trong mạch điện dù lớn hàng trăm Ampe, nhưng nếu không có

rò điện qua người thì nó không cắt mạch điện, ngược lại nếu có rò điện qua người khoảng > 10mA thì nó sẽ cắt mạch điện ngay lập tức để đảm bảo an toàn

RCD có loại 1 pha 2 cực, có loại 3 pha Phổ biến loại 30mA (1 pha) và 100mA, 300mA (3 pha), ngoài ra RCD còn có tích hợp luôn chức năng bảo vệ quá tải và ngắn

mạch gọi là RCBO

Hình 2.0.3 RCBO hãng Schneider Electric

a Cấu tạo cầu dao chống rò:

Hình dáng bên ngoài của RCD giống như aptomat, chỉ khác là trên bề mặt có thêm một nút ấn Test và thông số của nó có giá trị mA

Cấu tạo cầu dao công rò bao gồm:

2- cuộn dây

1- lõi thép hình trụ

Hình 2.0.4 Cấu tạo cầu dao chống rò 1 pha

Cấu tạo cầu dao chống rò 3 pha

b Nguyên lý làm việc cầu dao công rò:

 Bình thường dòng điện I2 = -I1 nên từ trường trong lõi thép hình xuyến Φ=0, do đó dòng điện cảm ứng IRCD = 0 → RCD không cắt mạch điện

 Khi có dòng điện rò qua người Irò thì I1 ≠ I2 nên từ trường Φ ≠ 0 xuất hiện trong lõi theo hình xuyến, gây nên dòng điện cảm ứng IRCD ≠ 0 → lõi thép nhiễm từ hút bộ phận cắt aptomat ra làm mất điện

c Lựa chọn và lắp đặt cầu dao chống rò:

Không phải gia đình nào cũng có thể lắp đặt được RCD vì bản thân mỗi mạng điện đều có rò điện từ các thiết bị xuống đất (ví dụ máy tính, máy in,…) đều có dòng

rò nhất định Mạng điện kém chất lượng thì dây điện cũng tạo ra dòng rò lớn, mạng điện chất lượng tốt thì dây rò điện ít chứ không bao giờ có thể triệt tiêu được Vì

nguyên nhân này mà có một số gia đình khi lắp RCD vào thì điện bị cắt liên tục

Do đó trước khi lựa chọn phải đo đạc, khảo sát dòng điện rò hiện có trong mạng điện là bao nhiêu Thông thường với mạng điện gia đình bình thường có thể lắp loại RCD 30mA ở đầu vào tủ điện chính, phía sau aptomat Với những gia đình tiêu thụ điện lớn, nhiều thiết bị thì ở tủ điện chính lắp loại RCD 100mA, sau đó ở các tủ điện nhánh lắp mỗi tủ một RCD 30mA trước nhóm aptomat nhánh

Với các mạch cung cấp cho ổ cắm điện, nguy cơ con người chạm vào điện rất cao thì đầu nguồn nên lắp loại RCD có chức năng bảo vệ ngắn mạch gọi là RCBO Với những thiết bị điện mà con người tiếp xúc trực tiếp, có mức nguy hiểm cao

độ như bình nước nóng, cần thiết phải lắp loại RCD 10mA, nhưng tại Việt Nam hầu như không có loại này Khi đó có thể dùng loại RCD 30mA kết hợp biện pháp tăng độ nhạy lên

Lưu ý: khi lắp RCD một pha: trên RCD quy định rõ các cực L và N, do đó phải

xác định chính xác dây lửa để nối vào cực L, dây nguội để nối vào cực N, nếu nối sai RCD không có tác dụng

2.1.5 Công tắc tơ:

Công tắc tơ là khí cụ điện hạ áp, nhiệm vụ của nó là thực hiện việc đóng cắt thường xuyên các mạch điện động lực Công tắc tơ là một thiết bị đặc biệt quan trọng, nhờ có thiết bị này mà ta có thể điều khiển các thiết bị như động cơ, tụ bù, hệ thống chiếu sáng,… thông qua nút nhấn, điều khiển từ xa hay chế độ tự động

Hình 2.0.5 Cấu tạo của Contactor

Hình 2.0.6 Mạch ứng dụng của Contactor

2.1.6 Rơle nhiệt:

Đây là thiết bị khí cụ điện dùng để bảo vệ động cơ và mạch điện khỏi bị quá tải, thường được sử dụng cùng công tắc tơ Rơle nhiệt có chức năng tự động đóng cắt tiếp điểm nhờ vào sự co giãn nhiệt của các thanh kim loại

Hình 2.1.4a Cấu tạo của Rơ le nhiệt

Hình 2.0.7 Mạch ứng dụng của Rơ le nhiệt

2.1.7 Rơ le thời gian:

- Rơ le thời gian: là một loại khí cụ điện được sử dụng nhiều trong điều khiển tự

động Với vai trò điều khiển trung gian giữa các thiết bị điều khiển theo thời gian định trước

a Công dụng:

có nhiệm vụ đóng tắt các thiết bị điện có trong hệ thống khi không sử dụng nữa để tránh lãng phí nguồn năng lượng điện không cần thiết Được ứng dụng trong việc điều

khiển tắt mở: ánh sáng, quạt thông gió, tưới nước, máy, sưởi ấm, cửa tự động và tạo tín hiệu âm thanh hình ảnh theo chu kỳ…

Thời gian trễ của rơ le thời gian có thể cài đặt từ vài giây đến hàng giờ tùy theo ứng dụng thực tế

Hình 2.8a Rơ le thời gian On Delay

Hình 2.8b Rơ le thời gian OFF Delay

b Phân loại:

- Rơ le thời gian ON Delay:

+ Ký hiệu:

Bảng 2.1 Ký hiệu tiếp điểm Rơ le ON-DELAY

+ Nguyên lý hoạt động:

Khi cấp nguồn vào cuộn dây (chân 2-7) của Timer ON Delay Các tiếp điểm tức

thời thay đổi trạng thái ngay lập tức

Sau khoảng thời gian đặt trước, các tiếp điểm định thời sẽ chuyển trạng thái và duy trì

ở trạng thái này Khi ngưng cấp nguồn vào cuộn dây, tất cả các tiếp điểm trở về trạng thái ban đầu

Nguyên lý làm việc của rơ le thời gian ON Delay

- Rơ le thời gian OFF Delay:

+ Ký hiệu:

Bảng 2.2 Ký hiêu tiếp điểm Rơ le OFF-DELAY

+ Nguyên lý hoạt động:

Khi cấp nguồn vào cuộn dây của Timer OFF Delay, các tiếp điểm thay đổi trạng thái

ngay lập tức

Khi ngưng cấp nguồn vào cuộn dây, tiếp điểm tức thời trở về trạng thái ban đầu

Nhưng tiếp điểm định thời vẫn duy trì trạng thái

Sau một khoảng thời gian đặt trước, tiếp điểm định thời trở về vị trí ban đầu

Nguyên lý hoạt động rơ le thời gian OFF Delay H3CR

c Sơ đồ đấy dây rơle thời gian:

Sơ đồ bên dưới hướng dẫn cách dùng Rơ le thời gian điều khiển khởi động từ

chạy một thời gian rồi dừng lại Khi nhấn ON thì Timer và khởi động từ được cấp điện Khởi động từ hút sẽ cấp điện cho động cơ chạy, đồng thời tiếp điểm thường hở K đóng lại tự giữ nút nhấn Khi Timer đếm đến thời gian đặt trước thì tiếp điểm thường

đóng (5-8) mở ra, ngắt điện khởi động từ

2.1.8 Rơ le trung gian:

Rơ le trung gian ( Relay trung gian ) là một thiết bị điện tử có chức năng

chuyển mạch tín hiệu điều khiển và khuếch đại chúng với kích thước nhỏ Trong sơ đồ điện thì rơ le trung gian sẽ được lắp tại vị trí trung gian, cũng vì thế chúng mới có tên gọi này Cụ thể hơn thì rơ le trung gian nằm giữa thiết bị điều khiển công suất nhỏ và thiết bị điều khiển công suất lớn

Một số loại Relay trung gian phổ biến hiện nay như:

 Relay trung gian 5V, 12V, 24V

 Relay trung gian 8 chân, 12 chân và 14 chân

- Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:

Cấu tạo:

- Phân loại:

+ Cuộn hút ( nam châm điện ): Gồm có lõi thép động, lõi thép tĩnh và cuộn dây Cuộn dây được dùng để cuộn cường độ, điện áp hay có thể cuộn cả điện áp lẫn cường độ Còn lõi thép động sẽ được định vị bằng vít điều chỉnh găng bởi lò xo

+ Mạch tiếp điểm: gồm có tiếp điểm thuận và tiếp điểm nghịch Tiếp điểm nghịch sẽ đảm nhận vai trò đóng cắt tín hiệu thiết bị tải với dòng nhỏ được cách ly với cuộn hút

Khi dòng điện chạy qua relay trung gian sẽ đi qua cuộn dây bên trong và tạo ra một từ trường hút Từ trường hút tác động lên một đòn bẩy bên trong làm cho các tiếp điểm điện thay đổi trạng thái đóng, mở Từ đó trạng thái của relay sẽ thay đổi theo Tùy vào thiết kế của mỗi relay thì số tiếp điểm điện sẽ thay đổi theo, có thể là 1 chiều hoặc nhiều hơn

Relay trung gian có 2 mạch hoạt động độc lập Một mạch sẽ điều khiển cuộn dây relay để dòng chảy có thể đi qua cuộn dây hoặc không đi qua Mạch còn lại sẽ điều khiển dòng điện để xem xét dòng điện có thể đi qua relay được hay không

- Ứng dụng của Rơ le trung gian trong công nghiệp:

Rơ le trung gian được sử dụng nhiều trong các thiết bị công nghiệp với nhiệm

vụ trung gian để chuyển tiếp mạch điện đến với các thiết bị khác Relay còn giúp bảo

vệ các thiết bị, kéo dài tuổi thọ của chúng Rơ le còn được dùng để chia tín hiệu điện đến các bộ phận trong hệ thống sơ đồ mạch điện điều khiển

Rơ le trung gian còn là phần từ đầu ra và cách ly được điện áp giữa các phần chấp hành như điện xoay chiều, điện áp lớn,… và phần điều khiển

Phần chấp hành: điện xoay chiều có điện áp cao 220V-380V

Phần điều khiển: điện một chiều có điện áp thấp 9V-24V

Trên thực tế, người ta còn sử dụng rơ le trung gian để truyền tín hiệu hay vòng điện từ vài Ampe đổ lại

- Cách đấu Rơ le trung gian:

Trước tiên đi về phần đấu nối, ta phải hiểu được các thông tin liên quan đến rơ le trung gian Cụ thể ở đây là các ký hiệu của chúng, dưới đây là 3 ký hiệu mà bạn cần phải nắm:

SPST: Rơ le 1 tiếp điểm dạng hở

DPST: Rơ le 2 tiếp điểm dạng hở

SPDT: Rơ le có 1 cặp tiếp điểm là tiếp điểm thường đóng và thường mở và có chung một đầu

2.2 Nguyên lý mạch điện trên tủ điện:

2.2.1 Mạch điều khiển trực tiếp động cơ máy bơm dùng khởi động từ và nút bấm đơn:

a Sơ đồ nguyên lý:

Hình 2.9 Sơ đồ nguyên lý mạch khởi động trực tiếp đkb 3 pha

4 K 1 Côngtắctơ, điều khiển động cơ làm việc

5 2CC 2 Cầu chì, bảo vệ ngắn mạch ở mạch điều

khiển

6 M; D 1 Nút bấm thường mở; thường đóng điều

khiển mở máy và dừng động cơ

7 1Đ; 2Đ 1 Đèn tín hiệu trạng thái làm việc và quá

tải của động cơ

c Sơ đồ nối dây: