Đồ án ngành hệ thống điện vu van thuong

Nhiệm vụvà yêu cầu cơ bản Nhiệm vụ và mục đích của công tác thiết kế phần điện trong tủ bảng điện là kết nối thiết bị điện được kết nối với nhau thành một hệ thống hoàn chỉnh có chức nă

Trang 1

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN

- -

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ TỦ ĐIỆN TRUNG ÁP

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN : TS NGUYỄN PHÚC HUY

Trang 2

Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Phúc Huy

SVTH: Vũ Văn Thượng_ D7-H4 Page 1

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày này, điện năng đã đi vào mọi mặt của đời sống, trên tất cả các lĩnh vực, từ công nghiệp cho tới đời sống sinh hoạt.Trong nền kinh tế đang đi lên của chúng ta, ngành công nghiệp điện năng càng đóng một vai trò quan trọng hơn bao giờ hết Để xây dựng một nền kinh tế pát triển thì không thể không có một nền công nghiêp điện năng vững mạnh, do đó khi quy hoạch các khu dân cư, đô thị hay các khu công

nghiệp…thì phải hết sức chú trọng vào phát triển mạng điện, hệ thống điện ở đó nhằm đảm bảo cung cấp điện cho các khu vực đó Hay nói cách khác, khi lập kế hoạch phát triển kinh tế xã hội thì kế hoạch phát triển điên năng phải đi trước một bước, thỏa mãn nhu cầu điện năng không chỉ trước mắtmà còn cho sự phát triển trong tương lai

Là một sinh viên ngành Hệ thống điện em nhận thấy việc thiết kế hệ hệ thống cung cấp điện là công việc thiết yếu và vô cùng quan trọng Để có thể thiết kế hệ thống điện an toàn và đảm bảo đô tin cây đòi hỏi người kỹ sư phải có trình độ và khả năng thiết kế.Bên cạnh mạch nhất thứ thì mạch nhị thứ đóng vai trò quan trọng không kém

Vì vậy bản thân em đã được nhận đề tài:’’Thiết kế tủ trung áp’’

Dưới sự hướng dẫn và chỉ bảo nhiệt tình của thầy giáo Nguyễn Phúc Huy cùng với cán bộ công nhân viên trong nhà máy LSIS-VINA và sự cố gắng của bản thân,

đến nay em đã hoàn thành bản đồ án đúng thời gian cho phép Tuy nhiên do thời gian hạn chế cùng với lượng kiến thức khá lớn nênem không thể tránh khỏi sai sót Vì vậy

em rất mong nhận được nhiều ý kiến đánh giá, góp ý của thầy cô cùng các bạn sinh viên để em có thể phát triển và hoàn thành thêm đề tài này

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội,ngày 30 tháng 11 năm 2016

Sinh viên thực hiện:

Vũ Văn Thượng

Trang 3

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

MỤC LỤC 2

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐƠN VỊ THỰC TẬP 5

1.1 Giới thiệu chung về LS-VINA 5

1.1.1 Quy mô của nhà máy 5

1.1.2 Các sản phẩm tủ bảng của LS-VINA 5

1.2 Những yêu cầu cơ bản của công tác thiết kế tủ bảng điện 7

1.2.1 Nhiệm vụ và yêu cầu cơ bản 7

1.2.2 Yêu cầu về áp dụng tiêu chuẩn trong thiết kế 8

1.3 Quy trình thiết kết, thử nghiệm và lắp đặt 8

1.3.1 Quy trình thiết kế phần điện 8

1.3.2 Lắp đặt tại phân xưởng 8

1.3.3 Thử nghiệm trước khi xuất xưởng 9

1.4 Chương trình thực tập và kết quả 10

1.4.1 Phòng thiết kế 10

1.4.2 Phòng sản xuất 10

1.4.3 Phòng kiểm tra sản phẩm 10

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ ĐIỆN TRONG SƠ ĐỒ THIẾT KẾ 12

2.1 Nhiệm vụ thiết kế được giao 12

2.2 Loại tủ 13

2.2.1 Tủ MCSG: 13

2.2.2 Tủ MESG: 13

2.3 Các thiết bị điện chính 14

2.3.1 Máy cắt chân không (VCB) 14

2.3.2 Cắt chọn lọc và phối hợp giữa các thiết bị 17

2.3.3 Biến dòng điện 20

2.3.4 Biến điện áp 23

2.3.5 Thanh cái đồng 24

2.3.6 Đồng hồ đa chức năng 26

2.3.7 Rơle số 27

2.3.8 Áp-tô-mát( MCB ) 30

2.4 Các thiết bị điện phụ 31

Trang 4

2.4.1 Đèn báo tín hiệu (Pilot lamp) 32

2.4.2 Chuông, còi 32

2.4.3 Rơle trung gian 33

2.4.4 Khóa điều khiển 33

2.4.5 Nút bấm 34

2.5 Phụ kiện và cáp điện trong tủ điện 35

2.5.1 Đầu cốt (Terminal lug) 35

2.5.2 Dây xiết cáp (Cable tie) 36

2.5.3 Hộp chứa cáp điều khiển ( Duct wiring) 36

2.5.4 Thanh gài thiết bị (Din Rail) 37

2.5.5 Sứ đỡ thanh cái (Insulator) 37

2.5.6 Thanh định vị thanh cái (Busbar clamp) 37

2.5.7 Cáp điều khiển 38

2.6 NGUYÊN TẮC BỐ TRÍ THIẾT BỊ ĐIỆN TRONG TỦ ĐIỆN 39

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ CHI TIẾT 41

3.1 Lựa chọn tủ điện 41

3.2 Lựa chọn các thiết bị điện chính 41

3.2.1 Lựa chọn máy cắt chân không VCB 41

3.2.2 Lựa chọn role số 43

3.2.3 Lựa chọn đồng hồ đo 43

3.2.4 Lựa chọn máy biến điện áp 44

3.2.5 Lựa chọn máy biến dòng điện (CT) 44

3.2.6 Lựa chọn thanh cái 45

3.2.7 Lựa chọn áp-tô- mát ( MCB ) 45

3.3 Lựa chọn các thiết bị điện phụ 47

3.3.1 Chọn đèn báo 47

3.3.2 Chọn khóa điều khiển local-remote 47

3.3.3 Chọn khóa điều khiển on-off 48

3.3.4 Chọn nút nhấn 48

3.4 Thuyết minh bản vẽ tủ điện đầu vào 50

3.4.1 Bản vẽ sấy và chiếu sáng (P01-220VAC heating & lighting drawing) 50

3.4.2 Bản vẽ nguồn cấp điện một chiều (P02-DC power supply) 50

3.4.3 Bản vẽ ba sợi mắc máy biến dòng và dao tiếp địa (T01-three line diagram) 50

Trang 5

3.4.4 Bản vẽ ba sợi mắc máy cắt điện (T02-three line diagram) 50

3.4.5 Bản vẽ ba sợi cách mắc máy biến dòng điện (T03-three line diagram) 50

3.4.6 Bản vẽ ba sợi cách mắc đầu vào đồng hồ đo và role (T04-three line diagram) 50

3.4.7 Bản vẽ mạch đóng cắt máy cắt điện chân không (VCB) và dao tiếp địa (Q01-sequence diagram) 51

3.4.8 Bản vẽ mạch hiển thị (Q02-sequence diagram) 52

3.4.9 Bản vẽ mạch đầu vào của role (Q03-sequence diagram) 53

3.4.10 Bản vẽ mô tả role (Q04-sequence diagram) 53

3.5 Bản vẽ cách mắc máy biến điện áp (T01-three line diagram) 53

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN CHUNG 54

4.1 Những điều em đã học hỏi thu thập được 54

4.2 Thuận lợi 54

4.3 Khó khăn 54

4.4 Những mong muốn phát triển sau khi tốt nghiệp 54

TÀI LIỆU THAM KHẢO 55

Trang 6

CHƯƠNG 1.GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐƠN VỊ THỰC TẬP

1.1 Giới thiệuchung về LS-VINA

1.1.1 Quy mô của nhà máy

LSIS (Leading solution Industrial System) là công ty được thành lập vào năm

1974 Thời điểm hiện tại đang có khoảng 3500 nhân viên chính thức ngoài ra còn có công nhân viên làm việc theo mùa vụ.Trụ sở chínhđặt tại tòa nhà LS ở Anyang-si, Gyeonggi-do, Korea và bao gầm 10 chi nhánh tại các nước ngoài trong đó có USA, Europe, India, Viet Nam…

LSIS là một công ty dẫn đầu trong lĩnh vực công nghiệp phân phối năng lượng

và tự động, đồng thời cũng là công ty đầu tiên xậy dựng lưới điện thông minh Công ty đứng hạng 3 trong lĩnh vực cung cấp thành phần xe điện bao gồm EV-relay

Tổng doanh số bán hàng năm 2013 đạt 2,25 tỷđô

Công ty trách nhiệm hữu hạn hệ thống công nghiệp VINA gọi tắt là VINA (LS-VINA Industrial System Company ) là công ty chuyên cung cấp sản suất lắp ráp các tủđiện các trạm biếnáp và các thiết bịđiện

LS-Công ty được đặt tạixã Nguyên Khê, huyện đông Anh,thành phố Hà Nội với vị tríđịa lý sát với đường quốc lộ 3và gần với đường cao tốc giao thông thuận tiện nên rất

dễ dàng cho việc vận chuyển hàng hóa, sản phẩm

Công ty có số lượng nhân viên khoảng 180 người trong đó có 5 người Hàn Quốc bao gồm cả giámđốcông Chea

Công ty được thành lập vào 03/4/1997 với tổng số vốn ước tính khoảng 8 triệu USD trong đó 925.000 USD cho việc thuê mua đấtđai, 903.000 USD cho việc xây dựng các tòa nhà, còn lại khoảng 6.172.000 USD cho việc xây dựng xưởng thiết

KeangnamHà Nội vàThành Phố Hồ Chí Minh

1.1.2 Các sản phẩm tủ bảng của LS-VINA

a Tủ chuyển mạch trung áp loại Hi Power/Solution Power

Là loại tủ có khả năng đóng cắt với mạch điện trong trạng thái bình thường và sự

cố, bảo vệ role cũng như đo đếm điện năng

Thường dùng làm tủ nguồn trong các nhà máy điện, trạm biến áp, nhà máy sản xuất công nghiệp

Trang 7

cách dễ dàng thông qua tay quay

Tại cấpđiện áp 12kV dòng điện ngắn mạch chịu đựng được trong 3 giây là 50 kA (50 kA/3s) Với cấp điện áp 24kV thì dòng điện chịu đựng trong 3 giây là 31,5 kA (31,5 kA/3s)

Sản phẩm đạt IP 41 theo tiêu chuẩn IEC

Với sản phẩm này thì nhà máy có thể sản xuất khoảng 200 tủ trong một tháng

b Tủ chuyển mạch trung áp loại GSH-V20, GSM-V07

cố, bảo vệ rơle cũng như đo đếm điện năng

Thường dùng làm tủ nguồn trong các nhà máy điện, trạm biến áp, nhà máy sản xuất công nghiệp

Dòng định mức 2000A (GSM-V07), 630A (GSH-V20)

Các cấp điện áp tủ loại này có thể sản xuất: 7,2 kV, 12kV,24 kV

Các máy cắt chân không, máy biến điện áp trong tủ có thể được đưa ra ngoài sửa chữa một cách dễ dàng mà không ảnh hưởng tới các tủ khác liền kề

Dòng ngắn mạch chịu đựng được khoảng 25 kA

Sản phẩm đạt IP 41 theo tiêu chuẩn IEC

c Tủ điện chuyển mạch MASCON S24

cố, bảo vệ rơle cũng như đo đếm điện năng

Thường dùng làm tủ nguồn trong các tòa nhà có diện tích nhỏ

Dòng định mức 630A

Các cấp điện áp tủ loại này có thể sản xuất: 24 kV

Dòng ngắn mạch chịu đựng được khoảng 25 kA/1s

Tủ cũng có liên động cơ khí và liên động điện để tránh sai sót trong thao tác Sản phẩm đạt IP 3X theo tiêu chuẩn IEC

d Tủ điện chuyển mạch thấp áp

cố, cũng như đo đếm điện năng

Thường dùng là lộ đầu ra tải trong các nhà máy, tòa nhà

Các cấp điện áp tủ loại này có thể sản xuất vớiđiệnápđịnh mức: 380-660V

Dòng diện định mức trong khoảng 600-6300 A

Dòng cắt ngắn mạch 200 kA

Trang 8

e Tủ điện điều khiển động cơ tải

cố, bảo vệ rơle thông qua các aptomat nhánh hoặc ACB tổng

Thường dùng làm phân phối cho các tải động cơ hoặc các tải thông dụng

Tủ có thể kéo ra, đẩy vào để sửa chữa thay thế mà không ảnh hưởng tới phần tủ khác nằm cạnh

Tủ còn có liên động cơ khí cũng như liên động điện để tránh thao tác nhầm Dòng ngắn mạch chịu đựng được khoảng 65 kA/1s

f Tủ điện điều khiển và bảo vệ

Là loại tủ có chức năng thu thập các tín hiệu điều khiển từ các tủ khác hoặc từ các thiết bị điện sau đó thông qua rơle đã được lập trình thực hiện lệnh điều khiển ngoài ra còn còn có khả năng lắp đặt truyền thu tín hiệu kết hợp với hệ thống SCADA LS_VINA thường sản xuất lại tủ này dành cho cấp điều khiển 110 kV

g Máy biến áp và tủ đặt máy biến áp

Điện áp định mới sơ cấp lên tới 35kV.Hạ áp lên tới 600V

Công suất từ 50kVA lên tới 15000kVA

Loại tủ này thường có hệ thống thông thoáng không khí rất tốt

1.2 Những yêu cầu cơ bản của công tác thiết kế tủ bảng điện

1.2.1 Nhiệm vụvà yêu cầu cơ bản

Nhiệm vụ và mục đích của công tác thiết kế phần điện trong tủ bảng điện là kết nối thiết bị điện được kết nối với nhau thành một hệ thống hoàn chỉnh có chức năng nhất định và đảm bảo:

- Các yêu cầu về kỹ thuật theo các tiêu chuẩn hiện hành

- Vận hành tin cậy, an toàn

- Đáp ứng yêu cầu của khách hàng

- Hiệu quả kinh tế

Điều khác biệt trong thiết kế điện trong sản phẩm tủ bảng điện so với thiết kế cung cấp điện thông thường là sự giới hạn về không gian lắp đặt của các thiết bị điện

Do vậy người thiết kế điện trong sản phẩm tủ bảng điện cần phải:

- Có tư duy về kỹ thuật điện

- Có tư duy về không gian lắp đặt thiết bị điện

Bên cạnh những kiến thức về hệ thống điện, hệ thống công nghiệp, cần phải có kiến thức bổ trợ về cơ khí, kết cấu khung tủ bảng điện.Và đặc biệt là những kiến thức

Trang 9

về các chủng loại thiết bị điện được sử dụng trong hệ thống Đối với kỹ sư thiết kế tủ bảng điện, bên cạnh những kiến thức vững chắc chức năng, nguyên lý cấu tạo - làm việc, thông số kỹ thuật, nguyên tắc kết nối của thiết bị, thì kích thước của các thiết bị cũng là một yêu cầu quan trọng

Do vậy để thực sự trở thành một kỹ sư thiết kế điện giỏi, cần phải học hỏi nhiều

từ sách vở, thực tiễn… và yêu cầu người kỹ sư phải có sự đam mê với nghề

Thông thường một kỹ sư mới gia trường sau khoảng 2-3 năm làm việc chăm chỉ

và mới có thể thiết kế một Hệ thống điện chính xác và đầy đủ

1.2.2 Yêu cầu về áp dụng tiêu chuẩn trong thiết kế

Hiện tại các tiêu chuẩn về sản phẩm tủ bảng điện vẫn được áp dụng là tiêu chuẩn được đưa ra bởi hiệp hội kỹ thuật điện quốc tế (gọi tắt là IEC – International Electronic Commitee) và được áp dụng trên toàn thế giới như một tiêu chuẩn căn bản để làm so sánh với các tiêu chuẩn mà mỗi quốc gia đặt ra

Đối với sản phẩm tủ bảng điện, các kỹ sư thiết kế điện cần quan tâm đến các tiêu chuẩn IEC sau:

 IEC 61439 : Tiêu chuẩn thiết kế Điện cho sản phẩm tủ điện Hạ thế

 IEC 60529: Tiêu chuẩn về cấp bảo vệ của vỏ ngoài (mã IP)

 IEC 60439: Tiêu chuẩn về cách chọn dây dẫn và thanh cái

 IEC 60092 : Tiêu chuẩn thiết kế Điện cho sản phẩm tủ điện lắp trên tàu biển

 IEC 62271-1 : Tiêu chuẩn chung cho thiết kế Điện trong sản phẩm tủ điện Cao thế

 IEC 62271-200 : Tiêu chuẩn thiết kế Điện cho sản phẩm tủ điện Trung thế từ 1kV đến 52kV

 IEC 62271-202 : Tiêu chuẩn thiết kế Điện cho sản phẩm trạm điện Trung thế trọn bộ

1.3 Quy trình thiết kết, thử nghiệm và lắp đặt

1.3.1 Quy trình thiết kế phần điện

án, chủng loại vật tư sử dụng…

1.3.2 Lắp đặt tại phân xưởng

a Quy trình đi dây:

Trang 10

b Quy trình lắp ráp phụ:

c Quy trình gia công cơ:

1.3.3 Thử nghiệm trước khi xuất xưởng

a Nhóm kiểm tra cơ khí

Thư kiểm tra cơ khí cố định.ếThư kiểm tra cơ khí cố đị:

thanh chịu lực

không

dây đúng với bản thiết kế yêu cầu

b Nhóm kiểm tra về phần điện

Trang 11

 Kiểm tra thao tác di chuyển các vị trí của các thiết bị chuyển mạch như ACB, VCB, VT.

1.4 Chương trình thực tập và kết quả

Trong khoảng thời gian từ 01/10/2016 đến 30/11/2016, được sự giới thiệu của trường Đại học Điện lực và sự chấp thuận của Công ty LS-Vina, em đã được bố trí và hoàn thành quá trình thực tập tại Công ty ở một số bộ phận, thu được một số kết quả

để hoàn thiện nội dung thiết kế được giao

1.4.1 Phòng thiết kế

a Chức năng và nhiệm vụ:

án, chủng loại vật tư sử dụng…

b Kết quả thực tập

1.4.3 Phòng kiểm tra sản phẩm

a Chức năng và nhiệm vụ:

Trang 12

tốt nhất để quản lí chất lượng sản phẩm và nghiên cứu các nguyên nhân sai sót

và tìm biện pháp xử lí

b Kết quả thực tập:

Trang 13

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ ĐIỆN TRONG SƠ ĐỒ THIẾT KẾ 2.1 Nhiệm vụ thiết kế được giao

 Thiết kế mạch điều khiển cho tủ điện

Sơ đồ gồm 1 nguồn cấp từ máy biến áp T1 cho 4 phụ tải 22,9 kV thông qua hệ thống thanh cái 22,9 kV và 1 tủ điện tổng với 4 tủ điện nhánh Các đầu vào đầu ra tủ đều sử dụng cáp điện

Tủ điện đầu vào sử dụng máy cắt điện chân không có điện áp định mức 24kV, dòng điện định mức 1250A, dòng cắt ngắn mạch 25kA, điện áp xung chịu được 125kV Máy biến dòng điện có điện áp định mức 24kV, dòng điện sơ cấp 1000A, dòng

Trang 14

điện thứ cấp 1 A, điện áp xung chịu được 125 kV, có 3 cuộn dây thứ cấp( 2 cuộn phục

vụ cho bảo vệ với cấp chính xác là 5P20, 1 cuộn phục vụ cho đo lường với cấp chính xác là 0.5cl), phụ tải thứ cấp cho 3 cuộn đều là 10VA

Tủ điện ra tải sử dụng máy cắt điện chân không có điện áp định mức 24kV, dòng điện định mức 630A, dòng cắt ngắn mạch 25kA, điện áp xung chịu được 125kV.Máy biến dòng điện có điện áp định mức 24kV, dòng điện sơ cấp 300A, dòng điện thứ cấp

1 A, điện áp xung chịu được 125 kV, có 2 cuộn dây thứ cấp( 1 cuộn phục vụ cho bảo

vệ với cấp chính xác là 5P20, 1 cuộn phục vụ cho đo lường với cấp chính xác là 0.5cl), phụ tải thứ cấp cho 2 cuộn đều là 10VA

Tủ máy biến điện áp gồm 3 máy biến điện áp 1 pha được bảo vệ bằng cầu chì 24

kV, điện áp xung chịu được 125 kV, điện áp cuộn sơ cấp 22.9/√3 kV, điện áp cuộn thứ 2 là 100/√3 V dùng cho đo lường với cấp chính xác là 0.5cl, điện áp cuộn tam giác

hở là 100/3 V dùng cho bảo vệ với cấp chính xác là 3P, phụ tải thứ cấp đều là 50VA

an toàn tối đa khi bảo dưỡng, thay thế Hơn nữa các khoang động lực được trang bị các van xả áp để luôn giữ an toàn cho người vận hành

Thiết kế dạng môđun: MCSG được tiêu chuẩn hóa thành một số dạng tủ (Tủ đầu vào, tủ đo lường, tủ phân đoạn, tủ máy biến áp tự dùng, tủ nối thanh cái) Do vậy việc thiết kế, sản xuất và thay thế sẽ dễ dàng đồng bộ với ứng dụng của khách hàng

Giá cạnh tranh: Tủ MCSG đem đến những lợi ích từ thiết bị đóng cắt chân không, chi phí bảo dưỡng thấp, tính an toàn cao, giảm trọng lượng Loại tủ này được ứng dụng cho các ngăn lộ máy biến áp và động cơ lớn

Dễ dàng lắp đặt và bảo trì thuận lợi: Do chế tạo thành các khoang riêng biệt nên việc sửa chữa, đấu nối cáp đầu vào không phải cắt điện toàn bộ hệ thống, đảm bảo nguồn điện thông suốt cho phụ tải khác

Ứng dụng: Tủ MCSG được trang bị cho các nhà máy công nghiệp nặng như

ngành giấy, xi măng, sắt - thép, các khu công nghiệp, các trạm điện của EVN

2.2.2 Tủ MESG:

An toàn và đáng tin cậy: MESG được trang bị các thiết bị đóng cắt tải như: VCB/

Trang 15

LBS/ DS và môi trường cách điện trong tủ là cách điện không khí Kết cấu khung lớn, chắc chắn.Tủ được chế tạo từ các khung thép và các tấm đỡ từ tôn cao cấp (ZAM)

Thiết kế linh hoạt: MESG được thiết kế linh hoạt theo yêu cầu khách hàng Hệ

thống tủ được kết nối thẳng hàng và có thể mở rộng trong tương lai

Giá cạnh tranh: Các thiết bị chính có xuất xứ từ Hàn Quốc, đặc biệt các gam thiết

bị này có giá cạnh tranh nên giá thành tủ hạ

Dễ dàng lắp đặt và bảo trì thuận lợi: Tủ được chế tạo theo tiêu chuẩn của Korea (KS) và Japan (JIS) nên kích thước lớn, khoảng cách cách điện cao tạo ra không gian đấu nối và bảo dưỡng thuận tiện

Ứng dụng: Tủ MESG thường được trang bị cho các nhà máy công nghiệp, khu

công nghiệp, trạm bơm và trung tâm xử lý nước thải

Máy cắt chân không có khả năng cắt ngắn mạch cao đến 50kA

Trong máy cắt chân không có cơ cấu nạp lò xo bằng điện thông qua mô tơ và các cuộn dây đóng, cuộn dây cắt, điều này cho phép tiến hành đóng mở máy cắt từ xa

b Thông số kỹ thuật và điều kiện chọn VCB

o Các thông số kỹ thuật cần quan tâm khi chọn VCB là :

 Điện áp cấp nguồn cho mô tơ:

 Điện áp cấp nguồn cho cuộn cắt, cuộn đóng:

Trang 16

Trong đó:

c Sơ đồ đấu dây và các phụ kiện

Đấu nối mạch lực cho VCB trong tủ điện, thông thường sử dụng thanh cái (Busbar) do dòng định mức của VCB lớn

Trong sơ đồ đấu dây của máy cắt chân không có các phần tử sau :

Điện áp đặt vào cuộn dâu đóng phải phù hợp với điện áp định mức của cuộn dây đóng

Lưu ý: để tránh trường hợp cuộn dây đóng bị ngâm điện quá lâu, cần cho thêm một tiếp điểm trạng thái thường đóng của máy cắt mắc nối tiếp với cuộn dây đóng để tách cuộn dây đóng ra sau khi máy cắt đã đóng vào thành công

o Cuộn dây cắt:

Được sử dụng để cắt máy cắt từ xa thay vì thao tác tại vị trí máy cắt thông qua việc đặt vào giữa hai đầu cuộn cặt một điện áp liên tục hoặc tức thời trong khoảng thời gian xấp xỉ 200ms (thời gian này có thể thay đổi tùy thuộc vào loại máy cắt và nhà sản xuất)

Điện áp đặt vào cuộn dây cắt phải phù hợp với điện áp định mức của cuộn dây cắt

Trang 17

Lưu ý: để tránh trường hợp cuộn dây cắt bị ngâm điện quá lâu, cần cho thêm một tiếp điểm trạng thái thường mở của máy cắt mắc nối tiếp với cuộn dây cắt để tách cuộn dây cắt ra sau khi máy cắt đã cắt ra thành công

o Tiếp điểm phụ báo trạng thái của VCB:

Là tiếp điểm phản ánh trạng thái của VCB

Đối với tiếp điểm phụ nói chung : có hai dạng tiếp điểm phụ

Khi máy cắt ở vị trí mở, tiếp điểm phụthường mở (Tiếp điểm dạng a - NO) hoặc các tiếp điểm thường đóng (Tiếp điểm dạng b - NC)giữ nguyên trạng thái Khi VCB chuyển sang vị trí đóng, trạng thái của các tiếp điểm phụ đó sẽ thayđổi từ trạng thái ban đầu sang trạng thái đối lập Nghĩa là các tiếp điểm thường mở sẽ chuyển thành thường đóng và tiếp điểm thường đóng sẽ chuyển thành thường mở

Căn cứ và nguyên tắc hoạt động của các tiếp điểm phụ như đã trình bày ở trên, trong thiết kế mạch, các tiếp điểm phụ của thiết bị được sử dụng trong các sơ đồ báo trạng thái vận hành của thiết bị hoặc sử dụng trong các sơ đồ mạch liên động giữa các VCB với nhau (sơ đồ liên động 1/2 , 2/3, 3/5…)…

o Tiếp điểm phụ báo trạng thái nạp lò xo của VCB:

Tiếp điểm này cho phép người vận hành có thể biết được cơ cấu lò xo dùng để đóng VCB đã được tích năng hay chưa tích năng

o Tiếp điểm phụ báo vị trí của VCB:

Có 2 vị trí làm việc là vị trí vận hành và vị trí thử nghiệm Căn cứ vào sự thay đổi trạng thái của tiếp điểm phụ báo vị trí của VCB, người vận hành có thể biết VCB đang

ở vị trí làm việc nào

Hình 2.2 Máy cắt chân không (VCB)

Trang 18

2.3.2 Cắt chọn lọc và phối hợp giữa các thiết bị

a Các định nghĩa cơ bản

Tác động chọn lọc: là sự kết hợp giữa các đường đặc tính của hai hay nhiều thiết

bị bảo vệ, khi có quá dòng điện trong giới hạn cài đặt, những thiết bị đã được định

trước sẽ hoạt động trong giới hạn tác động

Chọn lọc toàn bộ: là chọn lọc quá dòng nơi mà có hai thiết bị bảo vệ mắc nối tiếp để bảo vệ quá dòng, thiết bị phía gần tải sẽ thực hiện bảo vệ không làm tác động

của các thiết bị khác

Chọn lọc một phần: là chọn lọc quá dòng ,nơi mà hai thiết bị mắc nối tiếp, bảo

vệ phía tải sẽ thực hiện tác động với giá trị dòng điện nằm trong giới hạn nào đó,

không làm tác động những thiết bị khác

Vùng quá tải: là phạm vi giá trị dòng điện, mà có sự liên quan của các đường đặc tính của thiết bị bảo vệ giữa dòng điện định mức của chính nó và 8-10 lầ n giá trị này Hay còn gọi là tác động nhiệt từ, tác động thời gian dài.( loại tác động này thường

xuyên xảy ra)

Vùng ngắn mạch: là phạm vi giá trị dòng điện, mà liên qua tới đường đặc tính thiết bị, nó cao hơn 8-10 lần dòng định mức thiết bị bảo vệ Hay còn gọi là vùng có

thời gian tác động ngắn

Hình 2.3.Vùng quá tải và vùng ngắn mạch

b Các phương pháp kỹ thuật chọn lọc

o Chọn lọc theo dòng điện:

Kỹ thuật này sử dụng sự phân bậc ngưỡng dòng tác động của phần tử tác động

tức thời kiểu điện từ

Loại chọn lọc này là thường xuyên đạt được trong những trường hợp khi mà dòng điện sự cố là không lớn ,nơi có các thành phần trở kháng mắc vào giữa hai thiết

bị bảo vệ như máy biến áp, cáp có dài lớn

Loại kỹ thuật này thường là loại không thời gian, dễ dàng để thực hiện và tiếp

kiệm kinh tế

Trang 19

Chọn lọc loại này thường là kiểu chọn lọc từng phần (partial selectivity)

Hình 2.4.Chọn lọc theo dòng điện Giả sử dòng sự cố lớn nhất tại B là 1kA khi đó :

Bảo vệ tại A sẽ được cài đặt sao cho nó không tác động khi có sự cố xảy ra sau bảo vệ B ( tức là với dòng sự cố nhỏ hơn 1kA )

o Chọn lọc theo thời gian:

Là kiểu dựa trên cơ sở làm trễ nhiều hay ít thời điểm mở của các thiết bị bảo vệ mắc nối tiếptheo trình tự thời gian kiểu bậc thang Việc cài đặt là tăng dần ngưỡng dòng theo từng nấc và trì hoãn thời gian tác động, các bảo vệ gần nguồn sẽ có thời gian tác động lâu hơn

 Dễ dàng nguyên cứu lắp đặt và thực hiện

 Tiếp kiệm chi phí

 Có thể đạt được sự chọn lọc với giá trị cao

 Ở gần nguồn do thời gian duy trì lâu nên yêu cầu thiết bị có khả năng chịu đựng cao

Hình 2.5.Chọn lọc theo thời gian

Trang 20

Khi xảy ra sự cố tại sau B do thời gian tác động của bảo vệ tại B nhỏ hơn nên sẽ tác động trước, bảo vệ tại A vẫn dùy trì trạng thái đóng để cung cấp điện cho các phụ tải khác Nếu thiết bị tại B không sử lý được sự cố thì sau khoảng thời gian trễ bảo vệ tại A sẽ tác động

o Chọn lọc theo năng lượng:

Loại kỹ thuật này sử dụng khả năng hạn chế dòng điện của các CB tương ứng với

mức năng lương để tạo tính chọn lọc

Thường áp dụng cho mạch có dòng sự cốlớn

Kỹ thuật này đảm bảo chọn lọc tuyệt đối giữa hai CB có cùng dòng ngắn mạch đi

qua

Kỹ thuật này đòi hỏi năng lượng đi qua CB phía B nhỏ hơn năng lượng làm tác

động phía CB A trên nguồn

Do cả hai CB đều có khả năng hạn chế dòng nên khi xảy ra sự cố tại B năng lượng đi qua A nhỏ do đó CB tại A không tác động, khi sự cố xảy ra tại sau A trước B thì do chỉ có một CB hạn chế dòng nên năng lượng qua CB A là rất lớn làm nó tác

động

Hình 2.6 Chọn lọc theo năng lượng

o Kỹ thuật chọn lọc theo liên động vùng: dựa trên kỹ thuật logic, sử dụng CB với bộ tác động điện từ

Sử dụng thiết bị đo đếm sau đó so sánh với ngưỡng cho trước nếu xảy ra dư thừa thì gửi thông tin tới hệ thống giám sát để điều khiển tác động bảo vệ

Nếu xảy ra sự cố cao hơn giá trị định trước sẽ gửi tín hiệu khóa tới bảo vệ phía trên, trước khi xử lý bảo vệ phía trên sẽ kiểm tra xem đó có phải là tín hiệu khóa từ bảo vệ phía dưới tải gửi lên.Bằng cách này đảm bảo tác động không thời gian sự cố xảy ra

Kỹ thuật chọn lọc loại này làm giảm thời gian tác động sự cố qua đó giảm ảnh

Trang 21

hưởng của sự cố tới hệ thống

Chi phí xây dựng lớn và rất phức tạp trong việc xây dựng, cài đặt

Yêu cầu nguồn điều khiển thêm

2.3.3 Biến dòng điện

a Phạm vi áp dụng:

Biến dòng điện được sử dụng trong hệ thống điện nhằm chuyển đổi tín hiệu dòng điện có giá trị lớn thành những tín hiệu dòng có giá trị nhỏ phù hợp với đầu vào của thiết bị đo lường và bảo vệ Rơle Thông thường tín hiệu dòng sau chuyển đồi là 1A

hoặc 5A

b Thông số kỹ thuật và điều kiện chọn máy biến dòng điện

Hình 2.7.Thông số kỹ thuật máy biến dòng điện

Hình 2.4 là nhãn hiệu gắn trên máy biến dòng điện (CT), từ đây có thể thấy rằng khi lựa chọn máy biến dòng điện cần quan tâm đến những thông số kỹ thuật sau :

o Thông số kỹ thuật:

 Điện áp áp dụng:

 Tỉ số chuyển đổi và số cuộn thứ cấp:

Trong Trung thế, người ta có thể sản xuất được biến dòng với tối đa là 3 tỉ số và

3 cuộn thứ cấp

Trang 22

VD: Nếu tỉ số biến dòng là 100-200/1-1-1A, 0.5Cl/5P20/5P20,

10VA/10VA/10VA thì được hiểu là biến dòng này có 2 tỉ số biến 100/1A và 200/1A

VD : Cấp chính xác 0.5CL FS7 nghĩa là khi dòng điện thứ cấp đi qua biến dòng gấp 7 lần giá trị định mức thì cuộn đo lường sẽ bão hòa

Trong cấp chính xác cho bảo vệ, cần quan tâm đến hệ số giới hạn độ chính xác ALF( Accuracy limit factor) : giá trị này chỉ ra rằng khi dòng điện đi qua biến dòng gấp bao nhiêu lần giá trị định mức thì sai số của biến dòng sẽ thay đổi như thế nào VD: Cấp chính xác 5P20 nghĩa là khi dòng điện đi qua biến dòng gấp 20 lần giá trị định mức thì sai số của cuộn bảo vệ là 5%

 Dung lượng phụ tải thứ cấp:

Điều này cho phép xác định tối đa bao nhiêu phụ tải có thể mắc nối tiếp vào biến dòng điện

 Cấp chính xác: tùy thuộc vào đo lường hay bảo vệ

 Dòng điện thứ cấp của CT là 1A hay 5A

Trong đó:

Uđmmạng: Điện áp định mức mạng điện mà CT được lắp

Ilvmax: Dòng làm việc lớn nhất

Trang 23

S2: Phụ tải thứ cấp nối nối tiếp với thứ cấp CT

c Phương pháp lắp đặt : có nhiều loại biến dòng điện với các kiểu dáng khác

nhau, do vậy, có nhiều cách lắp đặt biến dòng điện

Biến dòng hình xuyến (Round type): Loại biến dòng này cần có giá đỡ riêng, dòng thứ cấp đi xuyên qua biến dòng Loại này có giá thành rẻ nhưng chỉ nên áp dụng lắp đặt trong tủ điện có không gian rộng và yêu cầu đấu nối bằng Cáp điện.Sử dụng trong lưới hạ thê và Trung thế

Biến dòng hình khối, nối thanh cái trực tiếp : Loại biến dòng này yêu cầu giá đỡ riêng, áp dụng cho tủ điện trung thế là chính

d Sơ đồ đấu dây :

- Sơ đồ đấu dây của biến dòng thông thường là Y đấy đủ (3 CT) hoặc Y thiếu (2 CT)

- Sơ đồ Y thiếu thường sử dụng trong hệ thống 3 pha cân bằng Giải pháp này tiết kiệm nhưng hạn chế trong khi phát hiện sự cố tại pha không lắp biến dòng

- Sơ đồ Y đầy đủ : đây là sơ đồ được áp dụng rộng rãi trong thực tế Cho phép bảo vệ và đo lường đầy đủ các pha trong mọi trường hợp

- Khi đấu dây các biến dòng điện, toàn bộ đầu cực thứ cấp đều phải kéo lên hàng kẹp chuyên dụng cho mạch dòng lắp (Current test terminal) trong tủ đấu dây (Marshalling Kiosk)và việc ngắn mạch biến dòng sẽ thực hiện tại đây

- Loại hàng kẹp sử dụng cho mạch dòng có ký hiệu riêng biệt so với các loại hàng kẹp trong mạch nhị thứ khác

Hình 2.8.Máy biến dòng điện

Trang 24

2.3.4 Biến điện áp

a Phạm vi áp dụng:

Biến điện áp là thiết bị đo lường dùng để chuyển đổi giá trị điện áp cao trong hệ thống thành giá trị điện áp nhỏ phù hợp với các thiết bị đo lường và bảo vệ rơ le Giá

trị điện áp sau chuyển đổi thông thường là 100V hoặc 110V hoặc 190V

b Thông số kỹ thuật và điều kiện chọn máy biến điện áp :

o Lựa chọn biến điện áp cần căn cứ vào các thông số sau :

 Dung lượng phụ tải thứ cấp:

Điều này cho phép xác định tối đa bao nhiêu phụ tải có thể mắc song song vào biến điện áp

 Điện áp cách điện (BIL):

 Hệ số điện áp (Voltage factor):

Áp dụng với biến điện áp trung áp, theo tiêu chuẩn IEC60044

Đối với hệ thống có trung tính nối đất trực tiếp : 1.2Un/Continuous và 1.5Un/30s Đối với hệ thống có trung tính cách đất hoặc nối đất qua cuộn dập hồ quang : 1.2Un/Continuous và 1.9Un/8h

UđmSC: Điện áp định mức phía sơ cấp của VT

S2dm: Phụ tải đinh mức thứ cấp của VT

Uđmmạng: Điện áp định mức mạng điện mà VT được lắp

S2: Phụ tải thứ cấp nối song song với thứ cấp VT

Trang 25

c Phương pháp lắp đặt:

Lắp đặt biến điện áp nói chung đều phải gắn trên bệ cố định

Trong hệ thống trung thế, do yêu cầu thay thế cầu chì bảo vệ nên có thể sử dụng loại biến điện áp có thể kéo ra được Đây là loại biến điện áp được thiết kế đặc biệt cho yêu cầu này với cầu chì bảo vệ phía sơ cấp nắm bên trong biến điện áp

d Sơ đồ đấu dây:

Sơ đồ đâu dây có biến điện áp có thể là Yo/Yo hoặc V/V hoặc Yo/Yo/V

Hình 2.9 Máy biến điện áp

2.3.5 Thanh cái đồng

Là thanh kim loại chất liệu bằng đồng có dạng hình khối bao gồm chiều dài chiều rộng và chiều cao ( dày) được gia công đột cắt uốn thành những hình dạng phù hợpđể lắp trong tủ điện Bản thân thanh đồng khi chưa được gia công thì gọi là đồng thanh

cái, còn nếu đã được gia công rồi thì gọi là thanh cái đồng

Theo tiêu chuẩn IEC 61439:

Trang 26

Bảng 2.1 Bảng tiết diện thanh cái ương ứng với dòng điện

o Điều kiện chọn thanh cái đồng:

I’cp≥Ilvmax (I’cp= Icp khc)

Trong đó:

nhiệt độ tiêu chuẩn

Ilvmax: Dòng điện làm việc lớn nhất chạy qua thanh cái

θchuan: Nhiệt độ tiêu chuẩn.θchuan=25°C

o Kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch

 :Ứng suất tính toán do lực động điện giữa các pha tạo ra

Trang 27

Hình 2.10 Thanh cái đồng

2.3.6 Đồng hồ đa chức năng

Là thiết bị đo sử dụng kỹ thuật điện tử và bộ vi xử lý để thực hiện chức năng đo lường Do vậy một đồng hồ Multifunction meter có thể đo được nhiều thông số điện của Hệ thống như điện áp, dòng điện, công suất tác dụng, công suất phản kháng, công suất biểu kiến, hệ số công suất, tần số, mức độ sóng hài Một ưu điểm nữa là khả năng kết nối thông tin của đồng hồ đa chức năng thông qua các cổng truyền thông công nghiệp RS232, RS485 hay Ethernet RJ45 bằng các giao thức Modbus RTU hay Modbus TCP… Điều này cho phép người vận hành có thể kiểm tra thông số của hệ thống từ xa Các tỉ số biến điện áp hay biến dòng điện bên ngoài có thể được lập trình bên trong đồng hồ

Việc chọn lựa đồng hồ đa chức năng cần căn cứ trên các thông số sau :

 Tín hiệu điện áp đầu vào

 Tín hiệu dòng điện đầu vào : 1A hay 5A

 Số lượng đầu vào

Một lưu ý là có một số đồng hồ đa chức năng có dải thang đo giới hạn, do vậy khi lựa chọn đồng hồ đa chức năng cần lưu ý vấn đề này

Ngoài ra, giao thức phổ biến sử dụng trong đồng hồ đa chức năng là Modbus RTU và Modbus TCP/IP, tuy nhiên hiện nay, giao thức truyền thông công nghiệp yêu

Trang 28

Đồ án tốt nghiệp

SVTH: Vũ Văn Thượng_ D7

cầu sử dụng trong các trạm điện l

một dòng sản phẩm đồng hồ đang chức năng đang l

ứng yêu cầu, đó là đồng hồ đa chức năng của VAMP nh

trong quá trình thiết kế, khi chọn lựa sản phẩm, cần cân nhắc y

trước khi quyết định

Hiện tại có rất nhiều loại đồng hồ đa chức năng đ

trên thế giới ở Việt Nam

Nguyên lý làm việc của r

lượng điện từ trị số của d

Các giá trị cài đặt đ

EEPROM (bộ nhớ chỉ đọc v

chỉnh định khi mất nguồn điện

Trong quá trình tính toán liên t

đại lượng cài đặt, sẽ phát hiện ra sự cố sau rất nhiều các phép tính nối tiếp nhau Khi

đó bảo vệ sẽ tác động và b

máy cắt ( có thể đi cắt trực tiếp hoặc qua r

GVHD: TS Nguy

ng_ D7-H4

ầu sử dụng trong các trạm điện là giao thức mới IEC61850, hiện tại chỉ có duy nhất

ản phẩm đồng hồ đang chức năng đang lưu hành ở Việt Nam có thể đáp

ồng hồ đa chức năng của VAMP nhưng giá thành r

ết kế, khi chọn lựa sản phẩm, cần cân nhắc yêu c

ện tại có rất nhiều loại đồng hồ đa chức năng được cung cấp bởi nhiều h

ế giới ở Việt Nam

Hình 2.11 Đồng hồ đa chức năng

Nguyên lý làm việc:

àm việc dựatrên nguyên tắc đo lường sô

ị của đại lượng tương tự dòng và áp nhận được từ phía thứ cấp của CT ững tham số đầu vào của rơle số

ộ lọc tương tự, bộ lấy mẫu các tín hiệu n

ệc của rơle số dựa trên giải thuật toán theo chuợng điện từ trị số của dòng điện điện áp đã lấy mẫu

ặt được dùng làm giá trị tham chiếu, đư

ộ nhớ chỉ đọc và có thể xóa bằng điện ) của rơle để đề phỉnh định khi mất nguồn điện cấp cho rơle

Trong quá trình tính toán liên tục này, kết hợp so sánh kết quả tính toán với các

ặt, sẽ phát hiện ra sự cố sau rất nhiều các phép tính nối tiếp nhau Khi

à bộ vi xử lý sẽ gửi tín hiệu đến các đầu ra của

ắt ( có thể đi cắt trực tiếp hoặc qua rơle trung gian)

GVHD: TS Nguyễn Phúc Huy

Page 27

ức mới IEC61850, hiện tại chỉ có duy nhất

ở Việt Nam có thể đáp ưng giá thành rất cao Do vậy

êu cầu của khách hàng

ợc cung cấp bởi nhiều hãng

ợc từ phía thứ cấp của CT

ự, bộ lấy mẫu các tín hiệu này sẽ được chuyển

ải thuật toán theo chu trình các đại

ược nạp vào bộ nhớ

ể đề phòng mất số liệu

ết hợp so sánh kết quả tính toán với các

ặt, sẽ phát hiện ra sự cố sau rất nhiều các phép tính nối tiếp nhau Khi

ộ vi xử lý sẽ gửi tín hiệu đến các đầu ra của rơle số để đi cắt

Trang 29

b Đầu vào của rơle:

Trị số các đại lượng tương tự dòng áp nhận được từ phía thứ cấp của máy biến dòng điện và máy biến điện áp

Thông tin đối tượng bảo vệ cung cấp điện: máy cắt điện, dao tiếp địa ở vị trí đóng hay mở do tiếp điểm phụ của máy cắt thông báo

Thông tin do các bảo vệ khác cung cấp

Tín hiệu điều khiển từ xa của người sử dụng, giải trừ các cảnh báo, giải trừ tín hiệu sự cố trên role, điều kiện đóng mở máy cắt trên role, khóa hoặc cho phép tự động đóng lại (TDL) làm việc

c Đầu ra của role:

Nhóm tín hiệu điều khiển

Nhóm tín hiệu cảnh báo: cảnh báo bằng đèn, còi trên bảng điều khiển

Nhóm các tín hiệu đèn led trên mặt trước của role

Nhóm các tín hiệu trạng thái bên trong role

d Một số chức năng của rơle

o Chức năng kiểm tra lỗi máy cắt (50BF)

Khi có tín hiệu cắt máy cắt, sau thời gian t1 vẫn có dòng qua máy cắt , tiếp điểm phụ thường mở của máy cắt vẫn báo máy cắt đóng, bảo vệ gửi tín hiệu cắt và khởi động 50BF các may cắt tiếp giáp với máy cắt bị lỗi và khóa đóng lặp lại các máy cắt tiếp giáp

o Chức năng giám sát mạch cắt máy cắt(74)

Báo tình trạng đường cắt và cuộn cắt tốt để đảm bảo sẵn sàng nhận lệnh thao tác

Để làm nhiêm vụ này cuộn cắt của máy cắt được nối tiếp trên mạch cắt và nó luôn được ngâm điện để làm nhiệm vụ giám sát Như vậy vì bất kì lí do nào như hư hỏng cuộn cắt mất nguồn âm, mất nguồn dương đến cuộn cắt thì chức năng này sẽ gửi tín hiệu báo lỗi đường cắt để báo hiệu

Trên mạch cuộn cắt có mắc nối tiếp một điện trở để nó chỉ làm nhiệm vụ giám sát nhưng khi nhận lệnh cắt thì nguồn cấp trực tiếp đưa vào cuộn cắt lúc này điện trở được nối tắtvà cuộn cắt nhận đủ năng lượng để thực hiện lệnh Có một điện áp rất nhỏ trên điện trở để theo dõi mạch cắt

Quá dòng điện là hiện tượng khi dòng điện chạy qua phần tử của hệ thống điện vượt quá trị số của dòng điện tải lâu dài cho phép Quá dòng điện có thể xảy ra do ngắn mạch hoặc quá tải

o Chức năng bảo vệ quá dòng điện có thời gian

Nguyên tắc:Chọn thời gian của bảo vệ sau lớn hơn một khoảng thời gian ∆ so

Trang 30

với thời gian tác động lớn nhất của cấp bảo vệ liền kề trước nó (tính từ phía phụ tải về nguồn) Tính chọn lọc của bảo vệ được đảm bảo bằng nguyên tắc phân cấp việc chọn thời gian tác động: bảo vệ càng gần nguồn cấp thời gian tác đông càng lớn

Bảo vệ quá dòng thứ tự không có độ nhạy cao hơn (vì không phải chỉnh định theo dòng phụ tải cực đại) và thời gian làm việc bé hơn nhiều so với bảo vệ quá dòng thông thường cung cấp (vì số cấp chỉnh định thời gian trong mạng thứ tự không ít hơn nhiều so với số cấp trong mạng thứ tự thuận)

Ứng dụng: Với lưới điện có trung tính nối đất trực tiếp, để chống cả ngắn mạch 1pha người ta sử dụng 3 máy biến dòng và 3 rơle nối hình sao đầy đủ và 1 rơle dòng điện phản ứng theo dòng điện thứ tự không

o Chức năng bảo vệ quá dòng điện cắt nhanh

Nguyên tắc: làm việc tức thời hoặc có độ trể rất bé để đề phòng khả năng làm việc mất chọn lọc khi có giông sét và thiết bị chống sét tác động.Tính chọn lọc được đảm bảo mức độ nguy hiểm càng cao thì loại trừ sự cố càng nhanh càng tốt

Ứng dụng: Với lưới điện có trung tính nối đất trực tiếp, để chống cả ngắn mạch 1pha người ta sử dụng 3 máy biến dòng và 3 rơle nối hình sao đầy đủ và 1 rơle dòng điện phản ứng theo dòng điện thứ tự không

Bảo vệ cắt nhanhthứ tự không thường có độ nhạy cao hơn và vùng bảo vệ ổn định hơn khi chế độ vân hành của hệ thống thay đổi

Giá trị đặt của bảo vệ quá dòng cắt nhanh phải được chọn sao cho lớn hơn dòng ngắn mạch cực đại (dòng ngắn mạch 3 pha trực tiếp) đi qua chỗ đăt role khi có ngắn mạch ngoài vùng bảo vệ

e Thông số kỹ thuật:

 Nguồn cấp cho rơ-le hoạt động:

 Tín hiều đầu vào từ biến dòng điện:

 Tín hiệu đầu vào từ biến điện áp:

 Tần số: 50Hz

 Kích thước (Rộng*cao*sâu):

 Kiểu lắp đặt : trên cánh tủ (Panel mouting)

 Số lượng đầu vào, đầu ra

Trang 31

Lựa chọn MCB cần quan tâm đến các thông số kỹ thuật sau :

o Điện áp định mức: Là giá trị điện áp mà MCB được thiết kế để làm việc trong chế độ bình thường, phù hợp với điện áp định mức của mạng điện

o Dòng điện định mức: cần phân biệt sự khác nhau giữa dòng định mức khung (AF) và dòng định mức cắt (AT)

AF (Ampere Frame) : là thuật ngữ dùng để xác định một nhóm MCB với kích thước vật lý là phổ biến cho một dải dòng định mức Ngoài ra nó cũng thể hiện giá trị dòng định mức cắt lớn nhất của nhóm MCB đó.Đối với MCB có cùng dòng khung thì chiều cao và chiều sâu của chúng là như nhau, tuy nhiên chiều rộng thay đổi tùy thuộc vào số cực của MCB

AT (Ampere Trip) : là giá trị định mức cắt thực tế của MCB trong dải dòng khung

VD: Với loại MCB của LS là có dòng khung là 100AF thì trong đó sẽ bao gồm nhiều loại MCB với các dòng định mức khách nhau như : 15A, 20A, 30A, 40A, 50A, 60A, 75A, 100A

o Số cực: có thể là 2P, 3P

Trang 32

o Dòng cắt ngắn mạch:

c Phương pháp lắp đặt:

Lắp trên thanh gài

d Sơ đồ đấu dây và các phụ kiện

o Thứ tự pha trong MCB thường là R-S-T

o Đấu nối mạch lực cho MCB trong tủ điện có thể là cáp phục vụ mạch điều khiển

o Các phụ kiện của MCB bao gồm :

Tiếp điểm phụ (Auxiliary contacts- AX) : Tiếp điểm này phản ánh trạng thái của thiết bị đóng cắt MCB

Tiếp điểm phụ có thể là loại tiếp điểm dạng a (NO- Tiếp điểm thường mở) hoặc tiếp điểm dạng b (NC- Tiếp điểm thường đóng)

Như vậy có thể thấy rằng: tiếp điểm phụ của thiết bị sẽ thay đổi trạng thái khi bản thân thiết bị thay đổi trạng thái Do vậy người ta thường sử dụng tiếp điểm phụ của thiết bị trong sơ đồ mạch hiển thị trạng thái của thiết bị hoặc trong sơ đồ liên động điện

Hình 2.13 Áp-tô-mát (MCB)

2.4 Các thiết bị điện phụ

Ngoài các thiết bị Điện chính đã đề cập ở mục trên, trong sản phẩm tủ bảng điện còn có rất nhiều các thiết bị phụ được sử dụng.Đó có thể là nút bấm, đèn báo, khóa chuyển mạch, chuông còi, sứ đỡ thanh cái, giá định vị thanh cái, thanh gài thiết

bị, hộp luồn dây, đai buộc, đầu cốt …Hiểu biết về các sản phẩm này giúp người thiết

Trang 33

kế có một tư duy tốt trong hình dung cách bố trí các thiết bị Điện trong sản phẩm tủ điện cũng như có thể hiểu được các thức lắp đặt và nối dây các thiết bị Điện trong sản phẩm tủ bảng điện

2.4.1 Đèn báo tín hiệu (Pilot lamp)

Cũng giống như nút ấn, đèn báo được sử dụng nhiều trong các sơ đồ mạch điều khiển nhằm hiển thị trạng thái vận hành của thiết bị.Màu sắc của đèn báo cũng được quy định giống như nút ấn.Màu đỏ cho trạng thái vận hành, màu xanh lá cây cho trạng thái dừng của thiết bị Màu vàng là tín hiệu báo sự cố… Ngoài ra đèn báo còn được sử dụng để báo hiệu có điện áp trên các pha của hệ thống điện theo quy định sau :

 Màu đỏ : Pha R

 Màu vàng : Pha S

 Màu xanh da trời : Pha T

Đèn báo cũng có nhiều loại kích thước khác nhau và việc lựa chọn loại kích cỡ đèn báo dựa vào vị trí lắp đặt và yêu cầu của khách hàng Thông thường, đèn báo với đường kính 22mm được lựa chọn

Ngoài ra có một điểm khác biệt so với nút ấn là việc lựa chọn đèn báo cần quan tâm đến loại đèn : Đèn sợi đốt hay đèn LED và điện áp vận hành của đèn báo Đèn LED có ưu điểm là bền hơn đèn Sợi đốt nhưng chi phí cao hơn Điện áp vận hàng của đèn báo có nhiều mức : 24VAC/VDC, 48 VAC/VDC, 110VAC/VDC, 220VAC/VDC… Căn cứ vào nguồn điều khiển tín hiệu để chọn điện áp cho đèn Một

số hãng có thể cung câp đèn báo dùng với cả điện áp AC và DC, tuy nhiên một số hãng lại phân biệt đèn báo dùng nguồn AC và nguồn DC

Hình 2.14 Đèn báo tín hiệu

2.4.2 Chuông, còi

Là phần tử để báo tín hiệu âm thanh, có thể sửa dụng trong trường hợp nào? Nên viết thêm một hai dòng Đối với các phần tử khác cũng vậy!

Trang 34

Hình 2.15 Còi

2.4.3 Rơle trung gian

Rơle trung gian là một công tắc chuyển đổi hoạt động bằng điện, gồm một nam châm điện có gắn hệ thống tiếp điểm

Rơle trung gian được sử dụng nhằm mục đích tăng số tín hiệu cho một thiết bị nào đó mà bản thân thiết bị đó không đủ số tiếp điểm phản ánh trạng thái

Khi lựa chọn rơle trung gian cần lưu ý đến dòng điện mà tiếp điểm rơle có thể chịu được

Hình 2.16 Rơle trung gian

2.4.4 Khóa điều khiển

Thiết bị khóa điều khiển nhằm thực hiện chức năng điều khiển hệ thống điện như lựa chọn vận hành tại chỗ -từ xa (Local-Remote) hay lựa chọn đóng mở thiết bị ( Close-Open)… Do vậy cần căn cứ vào yêu cầu của sơ đồ mạch để lựa chọn khóa điều khiển phù hợp về số vị trí vận hành, số tầng tiếp điểm và logic vận hành

 Số vị trí vận hành : là số lượng trạng thái vận hành mà khóa điều khiển cho

phép

 Số tầng tiếp điểm : là số cặp tiếp điểm của khóa điều khiển

Ví dụ : với khóa điều khiển có bảng trạng thái như hình vẽ, số vị trí vận hành là 2 ( Vị trí A và vị trí B) Số tầng tiếp điểm là 4 tầng, mỗi tầng tiếp điểm có 1 cặp tiếp điểm

Trang 35

Hình 2.17 Khóa điều khiển

2.4.5 Nút bấm

Nút bấm là một phần tử sử dụng phổ biến trong các sơ đồ mạch điều khiển, nhằm mục đích đóng, mở các thiết bị đóng cắt hoặc reset một sơ đồ mạch Trên bản thân các nút ấn có các cặp tiếp điểm thường mở (NO/a) hoặc thường đóng (NC/b) Sự thay đổi trạng thái cac tiếp điểm này sau khi người vận hành ấn nút được thực hiện bởi liên động cơ khí Do vậy việc sử dụng nút bấm có nhiều cặp tiếp điểm là không hợp lý, thông thường chỉ là 2 cặp NO/NC

Đề nghị: chỉ chọn nút ấn có 2 cặp NO/NC trong quá trình thiết kế vì khi sử dụng nút ấn có nhiều hơn hai tầng thì khi ấn nút sẽ phải dùng nhiều lực ấn, gây cảm giác khó chịu cho người vận hành

Bảng 2.2 Kí hiệu nút ấn trên bản vẽ

Trang 36

Có nhiều loại nút ấn có kích thước khác nhau, như loại có đường kính lỗ cắt là 16mm hoặc 22mm hoặc 36mm Do vậy việc chọn kích thước của nút ấn cần căn cứ vào kích thước sản phẩm tủ điện Thông thường chọn loại có nút ấn có lỗ cắt với đường kính là 22mm

Màu sắc của nút ấn được chọn theo công dụng của nút ấn Thông thường, với nút

ấn dùng để thực hiện chức năng khởi động thiết bị thì chọn màu đỏ, dừng thiết bị thì chọn màu xanh, reset thì chọn màu vàng Dừng khẩn cấp thì chọn màu đỏ

Hình 2.18 Nút bấm

2.5 Phụ kiện và cáp điện trong tủ điện

2.5.1 Đầu cốt (Terminal lug)

Để đấu nối dây cáp điện vào thiết bị, cần sử dụng đầu cốt.Có nhiều loại đầu cốt khác nhau, cho các mục đích sử dụng khác nhau.Ngoài ra, tùy yêu cầu sử dụng, người

ta có thể sử dụng đầu cốt trần không có vỏ bọc cách điện hoặc sử dụng loại đầu cốt có

vỏ bọc cách điện Loại đầu cốt có vỏ bọc cách điện được ưa sử dụng hơn do sự an toàn

và thẩm mỹ

Việc ép đầu cốt vào dây cáp điện cần sử dụng các kìm ép chuyên dụng cho mỗi loại đầu cốt, không nên sử dụng kìm ép lẫn lộn nhằm tạo ra lực ép đảm bảo sự kết nối vững chắc giữa đầu cốt và dây cáp điện

Trang 37

Hình 2.19.Đầu cốt

2.5.2 Dây xiết cáp (Cable tie)

Dây xiết cáp được sử dụng để cố định một bó cáp điều khiển thành một khối

Hình 2.20 Dây xiết cáp

2.5.3 Hộp chứa cáp điều khiển ( Duct wiring)

Cáp điều khiển sử dụng trong tủ điện được đặt trong các hộp chứa dây cáp theo chiều dọc và ngang của tủ điện nhằm mục đích an toàn và thẩm mỹ Có nhiều kích thước khác nhau của hộp chứa cáp tuy nhiên thông thường loại hộp chứa cáp với kích thước (WxH) 40x40 hoặc 60x40 hoặc 80x40 được sử dụng

Hộp cáp điều khiển được gắn trong tủ điện bằng việc bắt vít hoặc bắn Rivet

Hình 2.21.Hộp chứa cáp điều khiển

Trang 38

2.5.4 Thanh gài thiết bị (Din Rail)

Thanh gài thiết bị được sử dụng để lắp đặt và tháo các thiết bị điều khiển một cách nhanh chóng, thuận tiện

Có nhiều loại thanh gài khác nhau, cả về chất liệu và kích thước

Hình 2.22.Thanh gài thiết bị

2.5.5 Sứ đỡ thanh cái (Insulator)

Trong tủ điện nói chung, để cố định thanh cái dẫn điện, người ta sử dụng sứ đỡ Đối với tủ điện Hạ thế, sứ đỡ chỉ có tác dụng định vị và cố định thanh cái, tuy nhiên với tủ điện trung thế trở lên, sứ đỡ cần có chiều cao đảm bảo khoảng các an toàn điện Thông thường sứ đỡ làm bằng chất liệu cách điện, nhựa Êpoxy

Chiều cao của sứ đỡ phụ thuộc vào cấp điện áp, theo quy định của IEC

Hình 2.23.Sứ đỡ thanh cái

2.5.6 Thanh định vị thanh cái (Busbar clamp)

Sự giới hạn về không gian lắp đặt cũng như cần cố định khoảng cách giữa các pha trong tủ điện Hạ thế là yêu cầu cần thiết, do vậy cần sử dụng Thanh định vị thanh cái

Có nhiều loại thanh định vị thanh cái, thanh định vị cho hệ thống ba pha ba dây

và thanh định vị cho hệ thống 3 pha 4 dây

Trang 39

Hình 2.24.Thanh định vị thanh cái

 Tiết diện dây dẫn: 1.5mm2

 Đường kính bao ngoài: 3.05mm+/- 0.1mm

 Màu dây: Xám (Grey)

 Tiết diện dây dẫn: 2.5mm2

 Đường kính bao ngoài: 3.65mm+/- 0.1mm

 Màu dây: Xám (Grey)

 Điện áp định mức: 450/750V

 Dòng định mức : 25A

Trang 40

Hình 2.26.Cáp cho mạch dòng và mạch áp

c Cho mạch nối đất cánh tủ điện và vỏ tủ điện: chúng ta sử dụng thanh cái mềm hoặc cáp điện xoắn lò xo

Hình 2.27.Cáp cho mạch nối đất

2.6 NGUYÊN TẮC BỐ TRÍ THIẾT BỊ ĐIỆN TRONG TỦ ĐIỆN

Một sản phẩm tủ bảng điện thường có một kích thước xác định và thông thường chiều cao của tủ điện nói chung là từ 2500mm trở xuống, phổ biến là 2200mm Tại sao lại như vậy? Câu trả lời là xuất phát từ nhu cầu thực tế vận hành Một người vận hành thông thường chỉ cao khoảng 1,7 đến 1,8 m Do vậy với những sản phẩm tủ điện cao quá 2500mm thì việc quan sát các thiết bị hiển thị như đồng hồ, đèn báo… và thao tác vận hành các thiết bị điện sẽ khó khăn, không thuận tiện

Một người thiết kế Điện cho sản phẩm tủ bảng điện, khi đưa ra thiết kế của mình cần đặt địa vị mình ở người vận hành và công nhân lắp đặt để có thể hình dung ra

Định dạng
Số trang	99
Dung lượng	2,52 MB