Mô Đun Khí Cụ Điện . Bài Khí Cụ Điện Bảo Vệ ( Fuse, Cb, Ol, Phase Rlay).Docx

1 Khái niệm chung về khí cụ điện Khí cụ điện là thiết bị điện dùng để đóng cắt, điều khiển, kiểm tra, tự động điều khiển, khống chế các đối tượng điện cũng như không điện và bảo vệ chung trong trường[.]

1 Khái niệm chung về khí cụ điện

Khí cụ điện là thiết bị điện dùng để: đóng cắt, điều khiển, kiểm tra, tự động điều khiển,khống chế các đối tượng điện cũng như không điện và bảo vệ chung trong trường hợp sựcố

Khí cụ điện làm việc lâu dài trong các mạch dẫn điện, nhiệt độ của khí cụ điện tăng lêngây tổn thất điện năng dưới dạng nhiệt năng và đốt nóng các bộ phận dẫn điện và cáchđiện của khí cụ Vì vậy khí cụ điện làm việc được trong mọi chế độ khi nhiệt độ của các

bộ phận phải không quá những giá trị cho phép làm việc an toàn lâu dài

Khí cụ điện có rất nhiều chủng loại với chức năng, nguyên lý làm việc và kích cỡ khácnhau, được dùng rộng rải trong mọi lĩnh vực của cuộc sống

Hình 1 Một số khí cụ điện thường gặp trong công nghiệp.

2 Phân loại khí cụ điện

2.1 Phân loại theo công dụng

 Nhóm khí cụ điện khống chế: dùng để đóng cắt, điều chỉnh tốc độchiều quay của các máy phát điện, động cơ điện (như cầu dao, MCCB,MCB, Contactor)

 Nhóm khí cụ điện bảo vệ: làm nhiệm vụ bảo vệ các động cơ, máyphát điện, lưới điện khi có quá tải, ngắn mạch, sụt áp,… (như Relay, cầu

Hình 2 Nhóm khí cụ điện bảo vệ.

 Nhóm khí cụ điện tự động điều khiển từ xa: làm nhiệm vụ thu nhậnphân tích và khống chế sự hoạt động của các mạch điện, như khởi độngtừ

 Nhóm khí cụ điện hạn chế dòng điện ngắn mạch (như điện trở phụ,cuộn kháng,…)

Hình 3 Phụ kiện biến tần điện trở hãm Fuji Electric BRU-4.8KW và cuộn kháng.

 Nhóm khí cụ điện làm nhiệm vụ duy trì ổn định các tham số điện(như ổn áp, bộ tự động điều chỉnh điện áp máy phát …)

Hình 4 Máy biến áp.

 Nhóm khí cụ điện làm nhiệm vụ đo lường (như máy biến dòng điện ,biến áp đo lường,…)

Hình 5 Hợp bộ biến dòng đo lường – biến áp đo lường ba pha 24kV (MOF 24).

2.2 Phân loại theo tính chất dòng điện

 Nhóm khí cụ điện dùng trong mạch điện một chiều

2.3 Phân loại theo nguyên lý làm việc

Khí cụ điện được chia các nhóm với nguyên lý điện cơ, điện từ, từ điện, điện động, nhiệt,

có tiếp xúc và không có tiếp xúc

2.4 Phân loại theo điều kiện làm việc

Loại làm việc vùng nhiệt đới khí hậu nómg ẩm, loại làm việc ở vùng ôn đới , có loạichống được khí cháy nổ, loại chịu rung động…

2.5 Phân loại theo cấp điện áp

 Khí cụ điện hạ áp có điện áp dưới 3 kV

 Khí cụ điện trung áp có điện áp từ 3 kV đến 36 kV

 Khí cụ điện cao áp có điện áp từ 36 kV đến nhỏ hơn 400 kV

 Khí cụ điện siêu cao áp có đIện áp từ 400 kV trở lên

3 Các yêu cầu khí cụ điện

 Khí cụ điện phải đảm bảo sử dụng lâu dài với các thông số kỹ thuật ởđịnh mức Dòng điện qua vật dẫn không được vượt quá trị số cho phép, vìnếu không sẽ làm nóng khí cụ điện và chóng hỏng

 Khí cụ điện phải ổn định nhiệt và ổn định điện động Vật liệu phải

 Khí cụ điện phải đảm bảo làm việc được chính xác, an toàn, gọn nhẹ,

dễ gia công, dễ lắp ráp, dễ kiểm tra và sửa chữa

 Ngoài ra còn yêu cầu phải làm việc ổn định ở điều kiện khí hậu môitrường mà khi thiết kế cho phép

Bài : Khí cụ điện bảo vệ

I Rơ le nhiệt: Thermal Overload Relay (TOR)

1 Chức năng

Relay nhiệt là một loại thiết bị điện dùng để bảo vệ động cơ và mạch điện khỏi bị quá tải,thường dùng kèm với contactor Relay nhiệt có chức năng tự động đóng cắt tiếp điểmnhờ sự co dãn vì nhiệt của các thanh kim loại

Hình 1 Hình ảnh một số relay nhiệt của một số hãng sản xuất.

Trong công nghiệp, relay nhiệt được lắp kèm với contactor Do relay nhiệt cần phải cóquá trình khoảng vài giây đến vài phút mới tác động Vì vậy, không thể sử dụng relaynhiệt để bảo vệ ngắn mạch cho động cơ và thiết bị được

Hình 3 Mô tả cấu tạo relay 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.

Kí hiệu của relay nhiệt:

Hình 4 Kí hiệu của relay nhiệt.

3 Nguyên lí hoạt động

Hình 5 Nguyên lí hoạt động của relay nhiệt.

 Relay nhiệt hoạt động dựa trên sự thay đổi nhiệt độ của dòng điện

 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 sốgiãn nở lớn (thường là đồng thau hay thép crom – niken, như đồng thau giãn nở gấp 20lần invar) Hai phiến ghép lại với nhau thành một tấm bằng phương pháp cán nónghoặc hàn

 Khi đốt nóng do dòng điện, 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 đẩymạnh thì chế tạo tấm phiến rộng, dày và ngắn

4 Phân loại

– Theo kết cấu relay nhiệt chia thành hai loại: Kiểu hở và kiểu kín

– Theo yêu cầu sử dụng: Loại một cực và hai cực

– Theo phương thức đốt nóng:

 Đốt nóng trực tiếp: Dòng điện đi qua trực tiếp tấm kim loại kép Loại này có cấutạo đơn giản, nhưng khi thay đổi dòng điện định mức phải thay đổi tấm kim loại kép,loại này không tiện dụng

 Đốt nóng gián tiếp: Dòng điện đi qua phần tử đốt nóng độc lập, nhiệt lượng toả ragián tiếp làm tấm kim loại cong lên Loại này có ưu điểm là muốn thay đổi dòng điệnđịnh mức ta chỉ cần thay đổi phần tử đốt nóng Nhược diểm của loại này là khi có quátải lớn, phần tử đốt nóng có thể đạt đến nhiệt độ khá cao nhưng vì không khí truyểnnhiệt kém, nên tấm kim loại chưa kịp tác độc mà phần tử đốt nóng đã bị cháy đứt

 Đốt nóng hỗn hợp: Loại này tương đối tốt vì vừa đốt trực tiếp vừa đốt gián tiếp

Nó có tính ổn định nhiệt tương đối cao và có thể làm việc ở bội số quá tải lớn

5 Ý nghĩa của những ký hiệu relay nhiệt

Hình 7 Relay nhiệt hãng Schneider.

ký hiệu rơ le nhiệt đó là: NO, NC và COM.

 COM (common): là chân chung, nó luôn được kết nối với 1 trong 2 chân còn lại.

Còn việc nó kết nối chung với chân nào thì phụ thuộc vào trạng thái hoạt động củaRelay

 NC (Normally Closed): Nghĩa là bình thường nó đóng Nghĩa là khi Relay ở trạng

thái OFF, chân COM sẽ nối với chân này

 NO (Normally Open): Khi Relay ở trạng thái ON (có dòng chạy qua cuộn dây) thì

chân COM sẽ được nối với chân này

Kết nối COM và NC khi bạn muốn có dòng điện cần điều khiển khi Relay ở trạng tháiOFF Và khi Relay ON thì dòng này bị ngắt.

Ngược lại thì nối COM và NO

6 Chọn relay nhiệt cho mạch điều khiển động cơ

Hình 8 Đặc tính Ampe – giây (A-s).

Đặc tính cơ bản của relay nhiệt là quan hệ giữa dòng điện phụ tải chạy qua và thời giantác động của nó (gọi là đặc tính thời gian – dòng điện, A – s) Mặt khác, để đảm bảo yêucầu giữ được tuổi thọ lâu dài của thiết bị theo đíng số liệu kỹ thuật đã cho của nhà sảnxuất, các đối tượng bảo vệ cũng cần đặc tính thời gian dòng điện

Lựa chọn đúng relay là sao cho đường đặc tính A – s của relay gần sát đường đặc tính A– s của đối tượng cần bảo vệ Nếu chọn thấp quá sẽ không tận dụng được công suất củađộng cơ điện, chọn cao quá sẽ làm giảm tuổi thọ của thiết bị cần bảo vệ

Trong thực tế, cách lựa chọn phù hợp là chọn dòng điện định mức của Rơle nhiệt bằngdòng điện định mức của động cơ điện cần bảo vệ, relay sẽ tác động ở giá trị (1,2 ÷1,3).Iđm Bên cạnh, chế độ làm việc của phụ tải và nhiệt độ môi trường xung quanh phảiđược xem xét

7 Cách đấu nối chuyển đổi relay nhiệt 3 pha thành 1 pha

 Relay nhiệt là thiết bị bảo vệ từ nhiệt thông qua các thanh lưỡng kim Relay nhiệtthường được thiết kế với 3 cực độc lập chính là 3 thanh lưỡng kim Ba thanh lưỡng kimnày chính là thiết kế dùng để sử dụng cho dòng điện 3 pha

 Ngoài ra relay nhiệt 3 pha còn có thể sử dụng cho dòng điện 1 pha bằng cách đấunối giống như một trong hai sơ đồ sau:

Hình 9 Sơ đồ đấu nối chuyển đổi relay nhiệt 3 pha thành 1 pha

II Áp tô mát : MCB (Miniature Circuit Bkeaker)

MCB (Miniature Circuit Breaker) là thiết bị sử dụng và lắp đặt rất phổ biến ở các công trình công nghiệp lẫn công trình dân dụng Ngày càng có nhiều gia đình lựa chọn thiết bị MCB

1 MCB là gì?

MCB (Miniature Circuit Breaker) là cầu dao tự động dạng tép (còn gọi là CB tép), MCB hầu như chỉ được mọi người dùng với những thiết bị có dòng điện thấp (không quá 100A) và dòng công suất nhỏ

MCB là thiết bị dùng để bảo vệ thiết bị điện khi quá tải hoặc ngắn mạch, tương tự như một chiếc công tắc đóng ngắt tự động khi có sự cố về mạch điện xảy ra, thiết bị này sẽ ngắt điện tự động để bảo vệ cho người dùng an toàn và máy móc được không gây hư hỏng

Hình 1 Các loại MCB loại Acti 9 iC60 của hãng Schneider.

2 Cấu tạo của MCB

MCB được cấu tạo bởi các bộ phận:

Tiếp điểm

Hộp dập hồ quang

Cơ cấu truyền động cắt MCB

Móc bảo vệ

2.3 Cơ cấu truyền động cắt MCB

Có 2 cách truyền động cắt MCB (bằng tay và bằng cơ điện)

Đối với truyền động cắt điều khiển bằng tay được thực hiện với các MCB có dòng điện định mức không lớn

Còn đối với loại điều khiển bằng cơ điện ở các MCB có dòng điện lớn hơn

2.4 Móc bảo vệ

Móc bảo vệ có tác dụng để bảo vệ thiết bị điện không bị quá tải và ngắn mạch

Có 2 loại móc bảo vệ: móc kiểu điện từ và móc kiểu relay nhiệt

3 Nguyên lý hoạt động

3.1 MCB dòng điện cực đại

Hình 3 Sơ đồ nguyên lý của MCB dòng điện cực đại.

Khi đóng điện, dòng điện cực đại sẽ ở trạng thái bình thường, MCB giữ ở trạng thái đóng tiếp điểm nhờ móc (2) khớp và móc (3) khớp cụm vào 1 cụm tiếp điểmcộng

Bật MCB 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 MCB được mở ra, mạch điện bị ngắt

3.2 MCB điện áp thấp

Khi bật MCB ở trạng thái ON thì điện áp định mức của nam châm điện (11) và phần ứng (10) hút lại với nhau.

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 cáctiếp điểm của MCB được mở ra, mạch điện bị ngắt

I r là dòng điều chỉnh bảo vệ quá tải Bạn có CB 100A mà tải của bạn chỉ cần 65A vậy bạn phải chỉnh CB xuống cho phù hợp với tải như vậy dòng chỉnh định

Ir = (hệ số) x In; (hệ số thường thấy từ 0.8 – 1) hoặc (0.5 – 1)

I i n s t là giá trị dòng điện ngắt mạch tức thời, công dụng bảo vệ sự cố ngắn mạch với biên độ dòng ngắn mạch rất lớn

I c u (Ultimated current) là khả năng chịu đựng dòng điện lớn nhất của tiếp điểm

CB trên một đơn Hay nói cách khác, Ic u là một dòng điện cực đại đi qua tiếp điểm của CB trong vòng 1 giây mà không làm hỏng tiếp điểm này

Ví dụ: Ic u = 10kA thì tiếp điểm CB sẽ chịu đựng được dòng điện 10kA trong thờigian 1 giây Thông số này cho biết độ bền tiếp điểm của CB Ngoài thông số nàythông số Ic s cũng có tính chất tương tự Nói như thế tức là giá thành CB sẽ phụ thuộc vào Ic u này

Mechanical/electrical endurance: Số lần đóng ngắt cơ khí cho phép

Ví dụ bạn ngắt MCB rồi bật MCB lên lại thì gọi là 1 lần đóng ngắt MCB thông thường cũng quy định số lần này Các MCB có quy định là từ 7500 đến 10000 lần, MCCB thì hơn 10000 lần tùy theo hãng

4.2 Xem xét Datasheet của một MCB điển hình

Hình 5 Trích Datasheet của một MCB hãng Schneider.

Mình sẽ lấy ví dụ một MCB của hãng Schneider, có mã thiết bị là A9F90382 – iC60L – miniature circuit breaker – 3P – 12.5A – MA.

Từ datasheet của thiết bị, ta cần nắm những thông số quan trọng như:

 Kích thước (dài, rộng, sâu) của thiết bị

Thông số iC60LMA khoanh tròn trên MCB được giải thích như sau:

Có ba đường cong đặc tính tải (được sử dụng phổ biến) có sẵn là B, C & D:

 Đường đặc tính loại Z nói rằng rằng dòng ngắn mạch của thiết bị nằmtrong khoảng 3-5 lần dòng định mức.

 Đường đặc tính loại B nói rằng rằng dòng ngắn mạch của thiết bị nằmtrong khoảng 4-7 lần dòng định mức

 Đường đặc tính loại C cho thấy dòng ngắn mạch nằm trong khoảng

Hình 7 Bảng chọn dòng ngắn mạch của iC60

Đường cong đặc tính tải kiểu iC60N/H/L dựa vào tiêu chuẩn IEC 60947-2(tiêu chuẩnthiết bị dành cho nhà máy) Nhiệt độ tham chiếu của đường cong là 50(oC) Khi chọnthiết bị, ta xem dòng sự cố tối đa bao nhiêu lần định mức để ta có thể dựa vào bảng sốliệu chọn thiết bị cho chính xác

Hình 8 Đường cong đặc tính của MCB

5 Phân biệt MCB và MCCB

Hình 9 So sánh giữa MCB và MCCB.

5.1 Giống nhau

Đều là các khí cụ điện dùng trong đóng cách các mạch điện Có một số nguyên tắc hoạtđộng chung như chống quá tải, chống ngắn mạch, chống dòng rò… Tính an toàn và cáchđiện đạt tiêu chuẩn IEC947 quốc tế

5.2 Khác nhau

MCB (Miniature Circuit Breaker): Áp tô mát

loại nhỏ Đây là dạng CB thu gọn (CB

Tép) chủ yếu dùng trong gia dụng, mạch

điều khiển

MCCB (Moulded case circuit breakers): Áp

tô mát kiểu khối Đây là dạng CB tiêu

chuẩn (CB Khối) chủ yếu dùng trong công

nghiệp, mạch động lực

MCB: dòng điện không vượt quá

100A, điện áp dưới 1000V

MCCB: dòng điện có thể lên tới1.000A, điện áp dưới 1000V

Không điều chỉnh được dòng Ir Có thể điều chỉnh được dòng Ir

Dòng định mức tối đa là 125A Dòng định mức tối đa là 1600A

Dòng cắt ngắn mạch tối đa thiết bị là

25kA Dòng cắt ngắn mạch tối đa thiết bị là150kA

Không có khả năng mở rộng, kết nối

thiết bị khác

Có khả năng mở rộng, kết nối thiết bịkhác

Ứng dụng: Điện dân dụng, 1 số tủ

điện phân phối ánh sáng, ổ cắm…

Ứng dụng: Trong điện công nghiệp,các tủ điện tổng, các nhà máy xínghiệp lớn…

Ví dụ: Tính chọn MCB cho mạch khởi động trực tiếp động cơ 3 pha có công suất 7,5 kW.Biết điện áp 380/400V Có hệ số công suất là 0,8; hiệu suất động cơ 0,89.

Chọn thiết bị của hãng Schneider

Ta sẽ chọn dòng thiết bị của MCB vào khoảng (1 – 1,4).Iđm

Cầu chì (Fuse)

1 Tổng quan về cầu chì

Cầu chì là một một loại khí cụ điện dùng để bảo vệ thiết bị và lưới điện tránh sự cố ngắn

mạch, thường dùng để bảo vệ cho dây dẫn, máy biến áp, động cơ điện, thiết bị điện, mạchđiện, mạch điện thắp sáng,…

Cầu chì có hình dạng đơn giản, kích thước bé, khả năng cắt lớn và giá thành hạ nên đượcứng dụng rộng rãi trong điện công nghiệp và dân dụng

Hình 1 Một số loại vỏ cầu chì công nghiệp (hãng sản xuất Schneider).

Hình 2 Một số ruột cầu chì công nghiệp thông dụng.

Hình 3 Một số loại cầu chì dùng trong hệ thống điện dân dụng.

2 Các tính chất cơ bản của cầu chì

 Cầu chì có đặc tính làm việc ổn định, không tác động khi có dòngđiện mở máy và dòng điện định mức lâu dài đi qua

 Đặc tính A – s của cầu chì phải thấp hơn đặc tính của đối tượng bảovệ

 Khi có sự cố ngắn mạch, cầu chì tác động phải có tính chọn lọc

 Việc thay thế cầu chì bị cháy phải dễ dàng và tốn ít thời gian

Hình 4 Kí hiệu của cầu chì dùng trong thiết kế mạch điện.

3 Cấu tạo

Hình 5 Cấu tạo bên trong của cầu chì LIMITRON của BUSSMAN.

Thành phần không thể thiếu trong một cầu chì là một dây chì mắc nối tiếp với hai đầudây dẫn trong mạch điện Vị trí lắp đặt cầu chì là ở sau nguồn điện tổng và trước các bộphận của mạch điện, mạng điện cần được bảo vệ như các thiết bị điện,…

Các thành phần còn lại bao gồm: hộp giữ cầu chì, các chấu mắc, nắp cầu chì, v.v… đượcthay đổi tùy thuộc vào loại cầu chì cũng như mục đích thẩm mỹ

Hình 6 Mặt cắt cấu tạo của cầu chì hạ áp.

4 Phân loại

Ngoài cách đặt tên kỹ thuật(vd: IEC 60269, UL248, ), có nhiều cách khác nhau để phânloại cầu chì:

4.1 Phân theo môi trường hoạt động

Có loại cầu chì dùng một lần rồi bỏ, loại khác có thể thay dây chì mới để tiếp tục sử dụng

và có loại có thể tự nối lại mạch điện sau khi ngắt mà không cần con người nhờ cấu tạobằng chất dẻo

4.5 Phân loại theo nhiệm vụ, chức năng

 Cầu chì loại g: Cầu chì dạng này chỉ có khả năng ngắt mạch, khi có

sự cố hay quá tải hay ngắn mạch xảy ra trên phụ tải

 Cầu chì loại a: Cầu chì dạng này chỉ có khả năng bảo vệ duy nhấttrạng thái ngắn mạch trên tải

Hình 8 Đặc tính Ampe – giây của các loại cầu chì.

5 Nguyên lí hoạt động

Hình 9 Cầu chì ngắt dòng điện bằng cách nào?

Nguyên lý làm việc của cầu chì là khi có dòng bình thường (từ định mức trở xuống), dây chảy không chảy ra nhưng khi quá dòng dây chảy phát nóng và chảy ra, hồ quang phát sinh rồi bị dập tắt, mạch điện bị ngắt Quá dòng càng lớn thì cắt mạch càng nhanh

Quan hệ giữa thời gian cắt mạch của cầu chì và dòng qua nó gọi là đặc tính bảo vệ của cầu chì Nếu chỉ xét thời gian chảy của dậy chảy thì có đặc tính chảy của cầu chì chênh lệch thời gian giữ đặc tính chảy và đặc tính bảo vệ của cầu chì chính là thời gian dập tắt

hồ quang

Hình 10 Quá trình xảy ra khi cầu chì ngắt mạch.

6 Thông số cơ bản

Có một số thông số cơ bản của cầu chì mà chúng ta cần quan tâm:

– N: Giới hạn mà cầu chì không tự ngắt mạch điện

– Tốc độ: cầu chì có thể ngắt ngay khi quá tải hoặc nhanh chậm một khoảng thời gianngắn định trước theo thông số này

– I2 t: Thước đo khả năng bảo vệ hiệu quả các hư hỏng mạch điện của cầu chì

– Năng lực bẻ gãy

– Xếp hạng điện áp:

 Điện thả: khả năng thích nghi với các môi trường hoạt động khácnhau,thông số này không quan trọng với cầu chì truyền thống nhưng kháquan trọng với cầu chì bằng chất dẻo có khả năng tự động nối lại mạchsau khi đứt

 Chênh lệch nhiệt độ môi trường: giảm ảnh hưởng của nhiệt độ môitrường tới hoạt động của cầu chì

III Relay bảo vệ mất pha, relay bảo vệ thứ tự pha

1 Giới thiệu

Giám sát pha điện trong hệ thống điện ba pha là rất cần thiết tại các nhà máy, xí nghiệp,phân xưởng, những nơi nói chung là có sử dụng động cơ ba pha, mà trong nhà máy thìmọi hoạt động chính đều liên quan đến động cơ Tình trạng mất pha gây thiệt hại vô cùnglớn, bởi các motor khi bị mất pha sẽ không thể tạo lệch pha để xoay, cuối cùng là đứngtại chổ và cháy cuộn dây

Trong mạng điện công nghiệp sử dụng điện 3 pha, vấn đề mất pha sẽ gây hậu quả nghiêmtrọng đối với phụ tải đặt biệt là các phụ tải động cơ Để khác phục vấn đề này, chúng tathường sử dụng thêm thiết bị relay bảo vệ pha để bảo vệ cho phụ tải khỏi các sự cốnghiêm trọng khi mạng điện bị mất pha

2 Khi nào cần bảo vệ mất pha và đảo pha trong hệ thống điện?

 Bảo vệ mất pha dùng chủ yếu cho các tải 3 pha mà tại đó nếu mất 1trong 3 pha thì sẽ gây ra sự hoạt động sai ví dụ động cơ ba pha khi mất 1pha thì dễ bị cháy, chỉnh lưu 3 pha nếu mất 1 pha thì điện áp DC ngõ ra

có thể bị thay đổi…

 Bảo vệ đảo pha sử dụng trong trường hợp động cơ 3 pha truyền động trong các hệ thống mà chiều quay đã được ấn định và sẽ gây ra hư hỏng nếu nhấn nút chạy thuận mà động cơ lại chạy ngược Việc đảo pha chỉ có thể xảy ra khi tiến hành sửa chữa, thay thế máy biến áp hoặc đường dây

Hình 2 Ứng dụng bảo vệ mất pha trên máy nén khí.

3 Nguyên tắc hoạt động của relay bảo vệ mất pha, thứ tự pha

Nguyên tắc hoạt động của relay bảo vệ mất pha là khi các pha đấu nối đúng thứ tự và đủ

pha thì relay ngõ ra sẽ đóng lại, khi có lỗi mất pha hay thứ tự pha thì relay này sẽ ngắt ra

Relay bảo vệ mất pha sẽ có tác dụng ngắt nguồn tổng khi xảy ra sự cố rớt pha, mất pha

trên bất cứ pha nào, ngoài việc bảo vệ mất pha, relay còn có thêm chức năng bảo vệ thứ

tự pha Đối với motor 3 pha thì khi các thứ tự pha bị thay đổi thì chiều quay sẻ bị thay

đổi, đồng nghĩa với việc hệ thống chạy ngược, có một vài hệ thống mà khi chạy ngược sẻgây ra hư hỏng lớn cho máy Bảo vệ thứ tự pha giúp các thiết bị luôn hoạt động đúngchiều, đặc biệt là các máy hay thường xuyên thay đổi vị trí nguồn

4 Giới thiệu sơ lược về relay bảo vệ mất pha – Supply Monitoring Series SM 500 4.1 Tính năng bộ bảo vệ mất pha

 Bảo vệ mất pha (Tránh việc cháy, hư hỏng thiết bị: động cơ, máybơm,…)

 Bảo vệ sụt áp

 Bảo vệ quá áp

 Bảo vệ lệch áp, chênh áp

 Bảo vệ đảo pha, thứ tự pha điện

Hình 3 Cách đấu nối dây cho bộ bảo vệ Relay bảo vệ mất pha, thứ tự pha (MG73BH).

4.2 Mô tả

Lỗi mất pha điện thông thường sẽ làm cho động cơ điện 3 pha bị cháy nếu không phát

hiện kịp thời Thiết bị bảo vệ mất pha giúp tránh sự cố do mất pha điện gây nên Chức

năng giám sát pha điện, cảnh báo đến thiết bị khác, hoặc cắt nguồn tải động cơ tự động.Thiết bị có thể lắp đặt cục bộ cho từng động cơ, tải cần chức năng bảo vệ giám sát sự cốmất pha

Ứng dụng bảo vệ mất pha trong hệ thống công nghiệp và dân dụng

Hình 4 Hình ảnh và sơ đồ nối dây bộ bảo vệ mất pha.

4.3 Thông số kỹ thuật bộ bảo vệ mất pha

Tóm tắt một vài thông số kỹ thuật của relay:

 Nguồn cấp : 1 pha và 3 pha 4 dây 240 VAC

 Tần số: 50/60 Hz

 Bảo vệ thấp áp: 55 ~ 95%

 Bảo vệ cao áp: 105 ~ 125%

 Bảo vệ mất pha, đảo pha

 Chức năng delay timer: 0,5 ~ 15 s

 Nhiệt độ hoạt động: -15o ~ 55o

Hình 5 Các thông số của bộ bảo vệ được trích từ catalog.

Các bạn có thể tải Catalog trọn bộ tại đây

5 Một số loại relay bảo vệ mất pha khác trên thị trường

Hình 6 Selec 600PSR Hình 7 Selec VPRA2M

Hình 8 MX100

Contactor là một thiết bị đóng vai trò quan trọng, không thể thiếu trong ngành điện

1 Contactor là gì?

Hình 1 Contactor của các hãng sản xuất Schneider, Mitsubishi, LS.

Contactor được hiểu là một khí cụ điện dùng để đóng ngắt các tiếp điểm, để chuyển đổi

một mạch điện, tương tự như một relay ngoại trừ với mức dòng điện cao hơn

Contactor được sử dụng để điều khiển động cơ điện, chiếu sáng, hệ thống sưởi, tụ điện,máy sấy nhiệt và các phụ tải khác

Hình 3 Kí hiệu cho các phần tử trong Contactor.

2 Cấu tạo

Contactor là thiết bị đóng cắt trung gian giữa mạch lực và mạch điều khiển Cùng mộtthiết bị công suất lớn người ta có thể điều khiển chúng bằng một hiệu điện thế và dòngnhỏ hơn rất nhiều khi qua thiết bị này

Hình 4 Cấu tạo của Contactor.

Cấu tạo của contactor bao gồm:

– Nam châm điện: Nam châm điện gồm:

 Cuộn dây dùng tạo ra lực hút nam châm

 Lõi sắt

 Lò xo tác dụng đẩy phần nắp trở về vị trí ban đầu

Hình 5 Cấu tạo của nam châm điện.

– Hệ thống dập hồ quang: Khi chuyển mạch, hồ quang điện sẽ xuất hiện làm các tiếpđiểm bị cháy và mòn dần, vì vậy cần hệ thống dập hồ quang

– Hệ thống tiếp điểm: Hệ thống tiếp điểm của contactor trong tủ điện liên hệ với phần lõi

từ di động qua bộ phận liên động về cơ Tuỳ theo khả năng tải dẫn qua các tiếp điểm, ta

có thể chia các tiếp điểm thành hai loại:

 Tiếp điểm chính: Có khả năng cho dòng điện lớn đi qua (từ 10A đến vài nghìn A,thí dụ khoảng 1600A hay 2250A) Tiếp điểm chính là tiếp điểm thường hở, nó đóng lạikhi được cấp nguồn vào mạch từ của contactor trong tủ điện

Tiếp điểm phụ: Có khả năng cho dòng điện đi qua các tiếp điểm nhỏ hơn 5A Tiếp

o Tiếp điểm thường đóng là loại tiếp điểm ở trạng thái đóng khi cuộn dâynam châm trong contactor ở trạng thái nghỉ (không được cung cấp điện) Tiếp điểmnày hở ra khi contactor ở trạng thái hoạt động.

o Ngược lại là tiếp điểm thường hở

 Như vậy, hệ thống tiếp điểm chính tủ điện điều khiển thường được lắp trong mạchđiện động lực, còn các tiếp điểm phụ sẽ lắp trong hệ thống mạch điều khiển củaContactor

Contactor có nhiều hình dạng với nhiều công suất và tính năng khác nhau Không giốngnhư máy cắt, contactor được thiết kế để không chủ ý cắt một sự cố ngắn mạch Contactor

có dải hoạt động từ chỗ chỉ có dòng cắt một vài Ampe cho tới hàng nghìn Ampe và 24VDC cho tới kV

3 Nguyên lí hoạt động

Hình 6 Mặt cắt bên trong của Contactor.

Khi cấp nguồn trong tủ điện điều khiển bằng giá trị điện áp định mức của Contactor vàohai đầu của cuộn dây contactor quấn trên phần lõi từ cố định thì lực từ tạo sẽ ra hút phầnlõi từ di động hình thành mạch từ kín (lực từ phải lớn hơn phản lực của lò xo), Contactor

ở trạng thái hoạt động