so tay ky thuat dien

tổng hợp các câu hỏi cơ bản về điện, mô tả về nguyên lý hoạt động của các máy móc, thiết bị điện trong nghành điện. rất hay cho các bạn cần tìm hiểu hoặc đọc lại khi quên. qa sdddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddd

PHẦN I : KỸ THUẬT ĐIỆN

1 Điện năng là gì ?

Điện năng là một dạng năng lượng có các tính chất sau :

- Dễ dàng chuyển hoá thành các dạng năng lượng khác như : cơ năng, nhiệtnăng …

- Không thể dự trữ được như các dạng vật chất khác ngoại trừ các nguồn điệnmột chiều như ắc quy, pin

- Được tạo ra bằng : sức gió, sức nước, nhiệt ( than , dầu ), năng lượng khác nhưnguyên tử, năng lượng mặt trời, gas

- Rất nguy hiểm nếu sử dụng không đúng quy định an toàn

- Tốc độ dẫn truyền năng lượng rất nhanh

- Đơn vị đo điện năng là lượng công suất điện sử dụng trong một khoảng thờigian, ký hiệu là A; đơn vị đo là kWh, Wh, MWh

2 Dòng điện là gì ? Tác dụng của dòng điện? Nêu công thức tính dòng điện ?

- Dòng điện là dòng chuyển rời có hướng của các hạt mang điện trongđiện trường

- Chiều dòng điện theo quy ước là chiều chuyển động của các điện tíchdương

- Các tác dụng của dòng điện:

+ Tác dụng nhiệt ( làm cho vật dẫn nóng lên )+ Tác dụng quang ( phát sáng bóng đèn )+ Tác dụng từ.( trong máy biến áp … )+ Tác dụng hóa học ( dòng điện chạy qua chất điện phân )+ Tác dụng sinh lý

3 Hiệu điện thế là gì ? Điện áp là gì , đơn vị đo ?

- Điện thế tại một điểm M trong điện trường là đại lượng đặc trưng riêng

cho điện trường về phương diện tạo ra thế năng khi đặt tại đó một điện tích q.

Nó được xác định bằng thương số giữa công của lực điện tác dụng lên q khi q di chuyển từ M ra vô cực và độ lớn của q.

+A M∞ là công của lực điện tác dụng lên q khi q di chuyển từ

M ra vô cực

+q là độ lớn của điện tích q.

- Hiệu điện thế giữa hai điểm M, N trong điện trường đặc trưng cho khảnăng sinh công của điện trường trong sự di chuyển của một điện tích từ M đến

N Nó được xác định bằng thương số giữa công của lực điện tác dụng lên điện

tích q trong sự di chuyển từ M đến N và độ lớn của q.

UMN = VM - VN = A MN

q

Trong đó: + VM, VN là điện thế tại điểm M, N

+A là công của lực điện tác dụng lên q khi q di chuyển từ MN

M đến N

+q là độ lớn của điện tích q.

Hiệu điện thế trong hệ SI tính bằng Vôn ( V ), một Vôn là hiệu diện thế giữa hai điểm M,N khi dịch chuyển điện tích dương 1 Culông (+1C) từ M đến

N, thực hiện công dịch chuyển là 1 Jun

4 Điện trường , cường độ điện trường là gì ?

- Điện trường là một dạng vật chất (môi trường) bao quanh điện tích vàgắn liện với điện tích Điện trường tác dụng lực điện lên các điện tích khác đặttrong nó

Một điện tích Q nằm tại một điêm trong không gian sẽ gây ra xung quanh

nó một điện trường Một điện tích q nằm trong điện trường đó sẽ bị Q tác dụng một lực điện Ngược lại, q cũng gây ra một điện trường tác dụng lên Q một lực

qM

lực điện F tác dụng lên một điện tích thử q (dương) đặt tại điểm đó và độ lớncủa q.

E = F

q

Trong đó: - E là cường độ điện trường tại điểm mà ta xét

- F là độ lớn của lực điện tác dụng lên điện tích thử

- q là độ lớn của điện tích thử

5 Từ trường là gì ?

- Từ trường là một dạng vật chất tồn tại trong không gian mà biểu hiện cụthể là sự xuất hiện của lực từ tác dụng lên một dòng điện hay một nam châm đặttrong nó

- Nam châm và dây dẫn mang dòng điện sinh ra trong khoảng không gianxung quanh nó một từ trường

- Để phát hiện sự tồn tại của từ trường trong một khoảng không gian nào

đó, người ta sử dụng kim nam châm nhỏ, đặt tại những vị trí bất kì trong khoảngkhông gian ấy Nếu không có tác dụng của từ trường của dòng điện hay mộtnam châm thì kim nam châm nói trên luôn nằm theo hướng nam - bắc Khi cótác dụng của từ trường của một dòng điện hay một nam châm, kim nam châmnói trên sẽ quay đến một vị trí cân bằng xác định; vị trí này phụ thuộc vào chỗđặt kim nam châm trong từ trường

6 Phân biệt điện một chiều và điện xoay chiều hình sin ?

- Dòng điện một chiều ( lý tưởng ) : Là dòng điện có độ lớn và chiều không đổi

theo thời gian

- Dòng điện xoay chiều ( điều hoà hình sin ) : Là dòng điện có độ lớn và chiều

thay đổi theo thời gian với một quy luật hình sin

7 Chu kỳ dòng điện xoay chiều ( hình sin ) là gì ? Tần số dòng điện xoay chiều ( hình sin ) là gì, đơn vị đo ?

- Chu kỳ dòng điện xoay chiều : Là thời gian giữa hai lần lặp lại liên tiếp

một trạng thái giống nhau của dòng điện

Kí hiệu là T, đơn vị đo là giây (s)

- Tần số dòng điện xoay chiều : Là số chu kì dòng điện xoay chiều trong

một đơn vị thời gian (s)

Kí hiệu là f, đơn vị đo là Hez ( Hz ) Tần số dòng điện xoay chiều ở nước

Đơn vị đo điện trở là Ohm ( Ω )

9 Điện trở phi tuyến là gì ?

- Điện trở phi tuyến là điện trở có giá trị thay đổi theo điện áp đặt lên nó

- Điện áp bình thường ( điện áp định mức ) R lớn

- Điện áp tăng cao R giảm

Điện trở phi tuyến có đặc tính VA là một đường cong

- Công dụng : Chế tạo chống sét van

10 Nêu công thức tính điện trở ? Giải thích ý nghĩa, đơn vị tính của mỗi đại lượng trong công thức tính ?

1 Ở nhiệt độ nhất định, điện trở của dây dẫn đồng chất hình trụ có tiết diện S,chiều dài l, có thể tính bằng công thức đơn giản , được thiết lập bằng thí nghiệm

- Công thức tính điện trở:

R = l

S

ρTrong đó :

R : Điện trở, tính bằng ohm ( Ω )

ρ : là điện trở suất của dây dẫn.( Ωm )

l : là chiều dài của dây dẫn ( m )

S : tiết diện của dây dẫn m2Các chất điện môi có điện trở suất rất lớn, có thể tới 108 Ωm Kim loại cóđiện trở suất rất nhỏ khoảng 10-8 đến 10-6 Ωm

Điên trở suất của vật liệu ở 200C

Vật liệu Điện trở suất ρ ( Ωm )

10,3.10-811,4.10-8

U : Hiệu điện thế ( V )

I : Cường độ dòng điện ( A )

R : Điện trở ( Ω )Ohm ( Ω ) là điện trở của vật dẫn đồng chất sao cho khi hai đầu vật dẫn

có hiệu điện thế không đổi 1 vôn ( V ) thì trong vật dẫn có dòng điện cường độ 1ampe ( A ) chạy qua

11 Tính điện trở tương đương trong mạch nối tiếp, song song ?

- Mạch nối tiếp :

Rtđ = R1 + R2 + … + Rn

- Mạch song song :

1/Rtđ = 1/R1 + 1/R2 + … + 1/Rn

12 Cho biết điện trở phụ thuộc vào nhiệt dộ ?

Bằng thí nghiệm người ta nhận thấy khi nhiệt độ tăng , điện trở của bất kìkim loại nào cũng tăng, còn đối với chất điện phân thì hiện tượng sẽ ngược lại,điện trở của dung dịch điện phân giảm khi nhiệt độ tăng

Công thức biểu thị sự phụ thuộc của điện trở vào nhiệt độ :

R = R0 ( 1 + α t )Với :

R : Điện trở vật dẫn ( Ω )

R0 : Điện trở vật dẫn ở 00C

α : Hệ số nhiệt của điện trở 1/ 0C

t : Nhiệt độ của vật tại thởi điểm ta tính ( 0 C )

Bảng hệ số nhiệt độ của một số chất

Vật liệu Hệ số nhiệt độ α ( 1/ 0 C )

Đồng thanhNhômSắtThépVàngBạcChìKẽmNikenThiếcPlatinWonfram

0,00400,00400,006570,00450,003650,00360,004280,004190,00440,00440,003920,00468

Hiện tượng siêu dẫn: khi nhiệt độ hạ xuống dưới một nhiệt độ T0 nào đó điện trở của kim loại ( hay hợp kim ) đó giảm đột ngột đến giá trị bằng không Hiện tượng đó gọi là hiện tượng siêu dẫn.

13 Khi nào cần điện trở lớn, khi nào cần điện trở nhỏ ?

Những chỗ cần cách điện thì điện trở càng lớn càng tốt Ví dụ : Sứ cách điện, vỏ dây dẫn, ủng, găng tay, sào cách điện …

Cần điện trở nhỏ tại những chỗ tiếp xúc, mối nối, hệ thống nối đất

14.Cảm kháng là gì ? Công thưc tính cảm kháng, đơn vị đo ?

- Khi dòng điện xoay chiều chạy trong cuộn dây sẽ xuất hiện đại lượng xuhướng cản trở dòng điện , đại lượng này gọi là cảm kháng

- Công thức tính: XL = ωL, đơn vị đo là Ω

Trong đó: XL là cảm kháng

- L là độ tự cảm của cuộn dây

- ω là tần số góc ω = 2πf với f là tần số dòng điện

15 Dung kháng là gỉ? Các công thức tính dung kháng, đơn vị đo ?

- Dung kháng là một đại lượng đặc trưng cho khả năng cản trở dòng điệnxoay chiều đi qua tụ điện

Ký hiệu : Z đơn ví : Ω

Ta có theo định luật ohm : Z = u/i

u : Hiệu điện thế xoay chiều đặt lên mạch ( V )

i : Dòng điện xoay chiều chạy trong mạch ( A )Hoặc : Z = √ R2 + ( RL - Rc )2

Trong đó :

R : Điện trở thuần

RL = XL : Cảm kháng

RC = XC : Dung kháng

17 Các dạng công suất ? Đơn vị tính từng đại lượng ? Quan hệ giữa các công suất ?

- Công suất tác dụng P là công suất trung bình trong một chu kỳ:

Sau khi tính toán ta được: P UIc= osϕ

Đơn vị đo công suất tác dụng là W, kW, MW

Công suất tác dụng P đặc trưng cho sự biến đổi điện năng thành các dạngnăng lượng khác như cơ năng, nhiệt năng v.v

- Công suất phản kháng Q đặc trưng cho cường độ quá trình trao đổi nănglượng điện từ trường Công suất phản kháng được tiêu thụ ở động cơ khôngđồng bộ, máy biến áp, trên đường dây điện và mọi nơi có từ trường

Biểu thức tính toán: Q UI= sinϕ

Công suất phản kháng có thể được tính bằng tổng công suất phản khángcủa điện cảm và điện dung các nhánh trong mạch điện:

Đơn vị đo của Q là VAr, kVAr hoặc MVAr

- Công suất biểu kiến S hay công suất toàn phần bao gồm công suất tácdụng và công suất phản kháng, được định nghĩa dưới dạng biểu thức sau:

S = UI = P2 +Q2

Đơn vị đo của S là VA, kVA hoặc MVA

- Quan hệ giữa S, P, Q được mô tả bằng một tam giác

vuông, trong đó S là cạnh huyền, P và Q là hai cạnh góc

vuông Tam giác như hình bên gọi là tam giác công suất

P = S cosφ

Q = S sinφ Q tgφ = - ⇒ φ = arctgQ/P

P

Q

P S

ϕ

18 Nêu những thiết bị cung cấp công suất tác dụng, phản kháng , Thiết bị nào tiêu thụ công suất tác dụng, công suất phản kháng ?

- Các thiết bị tiêu thụ công suất phản kháng là : Động cơ không đồng bộ, đènhuỳnh quang , máy biến áp, cuộn kháng điện, lò hồ quang …

- Các thiết bị cung cấp công suất phản kháng : Tụ điện bù ngang, máy bù đồng

bộ, máy phát vận hành ở chế độ bù ( quá kích từ )

Ngoài ra có thiết bị vừa cung cấp vừa tiêu thụ công suất phản kháng :Động cơ đồng bộ, máy bù đồng bộ

- Các thiết bị cung cấp công suất tác dụng : Công suất tác dụng được cung cấp

từ các máy phát điện của các nhà máy điện ( thuỷ điện, nhiệt điện, điện nguyên

tử, Diesel … )

- Các thiết bị tiêu thụ công suẩt tác dụng là các thiết bị động lực , động cơ, máybơm, các lò điện, lò cao, ánh sáng sinh hoạt …

19 Hệ số công suất là gì ? Ý nghĩa và cách nâng cao hệ số công suất ?

- Hệ số công suất là tỷ số giữa công suất tác dụng P và công suất biểukiến S

PCos φ = -

S

P : Công suất tác dụng

S : Công suất biểu kiến

- Ý nghĩa của việc nâng cao hệ số công suất cosϕ :

1 Máy phát điện làm việc với dòng và điện áp định mức, với Cosφ = 1 sẽ phát

ra công suất tác dụng tỉ lệ với Cosφ Cosφ càng thấp, công suất tác dụng phát racàng bé và do đó không tận dụng được khả năng phát công suất tác dụng củamáy phát điện

2 Phụ tải dùng điện yêu cầu một công suất tác dụng nhất định với điện áp U ítbiến đổi Nếu Cosφ thay đổi, dòng điện sẽ thay đổi Dòng điện tải tiêu thụ tỷ lệnghịch với Cosφ; Cosφ càng thấp, dòng điện tải tiêu thụ càng lớn Dòng điệntăng sẽ tăng tổn thất điện áp và điện năng trên đường dây

3 Nếu cosφ càng thấp, tổn thất điện áp càng lớn, do đó để đảm bảo điện ápkhông giảm quá nhiều ta phải tăng tiết diện dây dẫn, làm tăng vốn đầu tư xâydựng đường dây

- Một số nhật xét

+ Giảm được lượng công suất phản kháng truyền tải trên đường dây từ đógiảm tổn thất công suất và tổn thất điện áp trong mạng điện

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

+ Tăng khả năng phát công suất tác dụng của các máy phát điện

- Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cosϕ :

+ Nâng cao hệ số công suất cosϕ tự nhiên: là tìm các biện pháp để các hộtiêu thụ điện giảm bớt được lượng công suất phản kháng tiêu thụ như giảm thờigian chạy không tải của các động cơ, thay thế các động cơ thường xuyên chạynon tải bằng các động cơ hợp lý hơn

+ Nâng cao hệ số công suất cosϕ bằng biện pháp bù công suất phảnkháng Thực chất là đặt các thiết bị bù tại các nút trên hệ thống mà ở đó thiếucông suất phản kháng (biểu hiện ở điện áp vận hành thấp) hoặc ở gần các hộ tiêuthụ điện để cung cấp công suất phản kháng theo yêu cầu phụ tải

20 Cách tính hệ số công suất? Công thức tính dòng điện ?

S = √ P2 + Q2 → Cosφ =

-√ P2 + Q2 Với : P : Công suất tác dụng

√3 U.I

b Công thức tính dòng điện :

- Mạch một pha :

I = U/Z

I : Giá trị hiệu dụng của dòng điện ( A )

U : Giá trị hiệu dụng của điện áp ( V )

Z : Tổng trở (Ω )

- Mạch ba pha đối xứng :

S

I = √3 U P

-Hoặc : I =

√3 UCosφ

21 Tiết diện dây dẫn được chọn căn cứ vào những đại lượng nào ?

* Tiết diện dây dẫn được chọn theo mật độ dòng điện kinh tế

tb kt kt

I S J

=Trong đó: - Skt là tiết diện dây dẫn (mm2)

- Itb là dòng điện trung bình qua phụ tải

- Jkt: mật độ dòng điện kinh tế (A/mm2)

2,11,1

1,81,0

2,51,4

2,01,2

* Kiểm tra theo điều kiện phát nóng lâu dài :

Icpbt ≥ Icb = Ilvmax

Icpbt : Dòng điện cho phép bình thường Giá trị được hiệu chỉnh theonhiệt độ.

Icb : Dòng điện cưỡng bức

Ilvmax : Dòng điện làm việc cực đại

* Kiểm tra theo điều kiện vầng quang :

Uvq ≥ UdmhtTrong đó : Uvq : Điện áp tới hạn có thể phát sinh vầng qung

Udmht : Điện áp định mức của hệ thốngNếu dây dẫn 3 pha bố trí trên đỉnh của tam giác đều giá trị Uvq trong điềukiện thời tiết khô ráo và sáng, áp suất không khí là 760mmHg, nhiệt độ môitrường xung quanh 250C có thể xác định theo công thức sau:

Uvq = 84.m.r.lg a/r ( kV ) Trong đó : r : bán kính ngoài của dây dẫn

a : Khoảng cách giữa các trực dây dẫn

m : Hệ số xét đến độ xù xì của dây dẫn Đối với dây một sợi,thanh dẫn để lâu ngày trong không khí m = 0,93 - 0,98 Đối vối dây nhiều sợixoắn lấy m = 0,83 - 0,87

22 Tụ điện là gì, cấu tạo và đặc điểm của tụ điện ? Các công thức liên quan đến tụ điện ?

- Tụ điện là một hệ hai vật dẫn đặt gần nhau và ngăn cách nhau bằng mộtlớp cách điện (điện môi) Tụ điện thường dùng để tích và phóng điện trongmạch điện, muốn tích điện cho tụ điện người ta nối hai bản cực của tụ điện vớinguồn điện, bản nối với cực dương sẽ tích điện dương, bản nối với cực âm sẽtích điện âm Khi tụ điện được tích điện thì điện trường trong tụ điện sẽ dự trữmột năng lượng, đó là năng lượng điện trường

- Đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ điện ở một hiệu điệnthế nhất định gọi là điện dung của tụ điện Nó được xác định bằng thương sốgiữa điện tích của tụ điện và hiệu điện thế giữa hai bản của nó

Q C U

=

- Cấu tạo : thường là loại tụ giấy ngâm dầu đặc biệt, gồm hai bản cực là

các lá nhôm dài được cách điện bằng các lớp giấy Toàn bộ được cố định trongmột thùng được hàn kín, hai đầu bản cực được đưa ra ngoài nhờ hai sứ xuyên

23 Tính điện dung mắc nối tiếp và mắc song song , hỗn hợp

- Điện dung của bộ tụ mắc nối tiếp: 1/Ctđ = 1/C1 + 1/C2 + + 1/Cn

- Điện dung của bộ tụ mắc song song: Ctđ = C1 + C2 + Cn.

24 Nguyên lý cảm ứng điện từ là gì ?

- Hiện tượng cảm ứng điện từ: Khi từ thông qua mạch kín biến thiên thìtrong mạch kín xuất hiện sức điện động cảm ứng Hiện tượng cảm ứng điện từchỉ tồn tại trong khoảng thời gian từ thông qua mạch kín ( khung dây ) biếnthiên

Ví dụ : Từ thông qua một diện tích giới hạn bởi khung dây ( vòng dây ):

Φ = BS CosφTrong đó : Φ : Từ thông

B : Từ trường xuyên qua vòng dây

S : Diện tích khung dây

Φ : Là góc tạo bới véc tơ n vuông góc với khung và véc tơ B

Từ đó : ecư = -ΔΦ/Δt

ecư : Sức điện động cảm ứng

ΔΦ : Độ biến thiên từ thông

25 Hỗ cảm là gì? Nêu tác dụng tương hỗ của 2 dây dẫn thẳng song song mang điện ?

21 Mi1

ψ = với M là hệ số hỗ cảm giữa 2 cuộn dây

- Khi i1 biến thiên sẽ tạo nên điện áp hỗ cảm đặt lên cuộn dây 2:

2 Tác dụng tưng hỗ của 2 dây dẫn thẳng song song mang điện

Lực tác dụng giữa hai thanh dãn thẳng song song mang điện thì tỷ lệthuận với tích các dòng điện trong các thanh dẫn và tỷ lện nghịchvới khoảngcách giữa hai thanh Lực tác dụng giữa các thanh dẫn sẽ là lực kéo ( hút ) nếucác dòng trong hai thanh dẫn là cùng chiều với nhau; trường hợp ngược lại sẽ làlực đẩy

2I1I2

F = k - l

rTrong đó :

F : Lực tác dụng tương hỗ lên một đoạn dây dài l

l : Chiều dài của đoạn dây dẫn ( m )

I2.I2 : Cường độ dòng điện ( A )

μ μ0

Hệ số : k =

-4.πTrong đó :

μ : Độ từ thẩm môi trường

μ0 : Độ từ thẩm trong chân không

μ0 : 4π.10-7 H/m = 1,26.10-6 H/m

26 Hiện tượng tự cảm ?

- Hiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong một mạchđiện có dòng điện mà sự biến thiên từ thông qua mạch được gây ra bởi sự biếnthiên của cường độ dòng điện qua mạch

- Khi trong mạch điện có cường độ dòng điện biến thiên thì trong mạchxuất hiện suất điện động tự cảm Giá trị của nó được tính theo công thức:

- ψ là từ thông móc vòng với dây dẫn ψ = L.i

- L là độ tự cảm của cuộn dây

27 Công dụng của đảo pha của đường dây truyền tải điện ?

- Vì đường dây truyền tải điện có sự cảm ứng giữa các pha với nhau Mặt khác dây dẫn bố trí nằm ngang nên xuất hiện dung kháng giữa dây dẫn với dây dẫn, giữa dây dẫn với mặt đất không đối xứng các thông số L, C giữa các pha, vìvậy người ta phải đảo pha

- Công dụng của đảo pha đường dây truyền tải cao áp là cân bằng điệnkháng và điện dung tương hỗ giữa các pha từ đó làm cân bằng điện áp giữa cácpha ở cuối đường dây tải điện và cân bằng điện dung tương hỗ giữa các pha

28 Nguyên tác hoạt động của máy phát điện 1 chiều , xoay chiều ?

Máy phát điện một chiều :

a Cấu tạo : Gồm một khung dây có thể quay xung quanh trực đối xứng của nó trong từ trường đều T Trục quay vuông góc với từ trường )

- Một bộ góp điện gồm hai vành bán khuyên và hai chổi quét để lây điện ramạch ngoài

b Hoạt động : Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ Khi từ thông qua khungdây biến thiên điều hoà làm phát sinh khung dây một sức điện động cảm ứngcũng biến thiên điều hoà Dòng điện trong khung là dòng điện xoay chiều,nhưng bố trí hai vành bán khuyên nên khi dòng điện trong khung dây đổi chiềuthì vành bán khuyên đổi chổi quét, nên ở chổi a luôn luôn có dòng điện đi quamạch ngoài và ở chổi quét b luôn luôn có dòng điện từ mạch ngoài đi vào Vậychổi a chính là cực dương và chổi b chính là cực âm của máy phát điện mộtchiều này Dòng điện phát ra là dòng điện một chiều

29 Nguyên lý tạo ra dòng điện xoay chiều ?

Cho một khung dây kim loại có diện tích giới hạn bởi khung là S, có Nvòng dây, quay quanh trục đối xứng xx' của nó trong một từ trường đều B cóphương vuông góc với xx' Khung quay với vận tốc ω Giả sử lúc t = 0, pháptuyến n của khung trùng với phương, chiều của từ trường B Tại thời điểm t, n

đã quay được một góc ω, lúc này từ thông qua khung dây là :

Hay : e = E0sinωtVới E0 = NBSω : sứ điện động cực đại

Như vậy, sức điện động trong khung dây biến thiên điều hoà

Nếu nối hai đầu của khung với mạch ngoài thì trong mạch có dòng điệnbiến thiên điều hoà, gọi là dòng điện xoay chiều

30 Quan hệ dòng , áp trong mạch xoay chiều thuần trở, thuần cảm, thuần dung R, L, C nối tiếp, song song và hiện tượng cộng hưởng ?

Mạng điện xoay chiều có u = Uosinωt

Uo U

i = - sinωt hay : I = Imax =

R R

31 Cách tạo ra hệ thống điện xoay chiều 3 pha, xoay chiều 3 pha 4 dây ?

Ba cuộn dây giống nhau ( phần ứng ) gọi là stato ( phần đứng yên ) , đặt lệchnhau 120 độ nằm trong từ trường do nam châm điện đồng trục bên trong ( phầnquay ) hay còn gọi là rôto ( phần cảm ) Khi rôto quay từ trường do nam châmđiện sinh ra sẽ quét qua các cuộn dây stato, theo định luật cảm ứng điện từ,trong 3 cuộn dây sinh ra sức điện động cảm ứng bằng nhau về độ lớn và lệchnhau 120 độ ( về pha )

Sáu đầu dây của 3 cuộn cảm đấu lại với nhau theo kiểu hình sao thì ta cómạng xoay chiều 3 pha 4 dây kiểu hình sao

Sáu đầu dây của 3 cuộn cảm nếu đấu với nhau theo kiểu hình tam giác thì

ta có mạng xoay chiều 3 pha 3 dây kiểu tam giác

( hình vẽ )

Mạng xoay chiều 3 pha 4 dây là mạng trong đó 3 dây pha và 1 dây trungtính Điện áp dây ( U dây ) là điện áp được lấy ra từ hai dây pha Ta có UdâyAC ,UdâyBC , UdâyAB Điện áp pha ( U pha ) là điện áp được lây ra từ 1 dây pha và dâytrung tính Ta có : UAN, UBN, UCN

33 Phân tích mạng 3 pha trung tính cách điện ( không nối đât ) ?

a) Tình trạng làm việc bình thường.

Trên hình 33-1 là sơ đồ mạng điện đơn

giản gồm máy phát, đường dây và phụ tải

Mỗi pha của mạng điện đối với đất có một

điện dung phân bố rải dọc theo chiều dài của

đường dây Để đơn giản coi mạng điện 3 pha là

đối xứng và các điện dung C được đặt tập trung ở giữa đường dây

Điện dung giữa các pha với nhau và dòng điện dung do chúng tạo nênkhông tính đến vì chúng không ảnh hưởng đến tình trạng làm việc của điểmtrung tính

- Đồ thị véc tơ của điện áp và dòng điện ở trạng

thái làm việc bình thường (hình 33-2):

Trong chế độ làm việc bình thường điện áp giữa

các pha đối với đất đối xứng và có trị số bằng điện

áp pha Tổng hình học các dòng điện điện dung của

3 pha bằng không và không có dòng điện chạy

- Giả sử khi pha C chạm đất trực tiếp,

điện áp của pha C đối với đất bằng không

U'C = 0, điện áp hai pha còn lại dịch chuyển

đi một véctơ (-U'C) tức là coi tại chỗ chạm

đất đặt thêm một điện áp (-U'C):

ICC ICB ICA

Hình 33-1

A B C

CA

Hình 33-3

U& =U& −U& =U&

Dấu “,” phía trên biểu thị cho chế độ

- Dòng điện dung tại chỗ chạm đất:

+ Đường dây trên không: ' .

350

d C

+ Điện áp của pha chạm đất bằng không, điện áp của hai pha còn lại tănglên 3 lần và bằng điện áp dây

+ Điện áp của điểm trung tính tăng từ không đến điện áp pha

+ Dòng điện điện dung của các pha chạm đất tăng 3 lần, còn dòng điệndung tại chỗ chạm đất tăng lên 3 lần so với dòng điện dung một pha trước khichạm đất.

- Vì điện áp dây không thay đổi và dòng điện dung chạm đất rất nhỏ so vớidòng điện phụ tải nên mạng điện vẫn làm việc bình thường khi chạm đất mộtpha Tuy vậy, đối với các mạng điện này không cho phép làm việc lâu dài khimột pha chạm đất vì lý do sau:

+ Khi chạm đất một pha, điện áp hai pha còn lại tăng 3 lần, những chỗcách điện yếu có thể bị chọc thủng và dẫn đến ngắn mạch giữa các pha

Khắc phục nhược điểm: cách điện pha của mạng điện và các thiết bị điệntrong mạng phải thiết kế theo điện áp dây, nhưng giá thành của thiết bị tăng lên.+ Dòng điện dung sẽ sinh hồ quang, có thể đốt cháy cách điện tại chỗ chạmđất và dẫn đến ngắn mạch giữa các pha

+ Với một trị số dòng điện điện dung nhất định, hồ quang có thể cháy chậpchờn Vì mạng điện là một mạch vòng dao động (R-L-C), hiện tượng cháy chậpchờn đó sẽ dẫn đến quá điện áp, có thể tới (2,5÷3) lần điện áp định mức Do đó,cách điện các pha không chạm đất dễ bị chọc thủng, dẫn đến ngắn mạch giữacác pha, mặc dù cách điện đã được chế tạo theo điện áp dây

34 Phân tích mạng 3 pha trung tính nối đất qua cuộn dấp hồ quang ?

Như ở trên đã phân tích, trong

mạng 3 pha trung tính cách điện với

đất, khi xảy ra chạm đất một pha dòng

điện dung sẽ sinh hồ quang có thể đốt

cháy cách điện tại chỗ chạm đất và

dẫn đến ngắn mạch giữa các pha Biện

A B C

Hình 34-1

- Trong chế độ làm việc bình thường giống trường hợp trung tính cách điệnđối với đất: điện áp đặt lên cuộn dập hồ quang và dòng điện điện dung chạytrong cuộn dập hồ quang bằng không.

- Khi chạm đất một pha (pha C): điện áp trên

cuộn dập hồ quang tăng lên bằng điện áp pha, trong

cuộn dập hồ quang xuất hiện dòng điện điện cảm IL

(chậm sau điện áp điểm trung tính 900)

Kết quả tại chỗ chạm đất có dòng điện điện dung

I’C Σ và dòng điện điện cảm IL ngược pha nhau (Hình 4-2) hay IL làm giảm dòng

IC Nếu điều chỉnh điện kháng của cuộn dập hồ quang thích hợp, dòng điện tạichỗ chạm đất bằng không

- Nếu mạng điện làm việc với toàn bộ đường dây mà hiệu chỉnh cuộn dập hồquang sao cho I’C ∑ > IL, tức là bù thiếu Khi có một số đường dây bị cắt đi thì

∆I giảm đi, không đảm bảo cho rơle tác động nên có thể không nhận biếtđược tình trạng chạm đất một pha trong mạng

- Nếu chọn xL của cuộn dập hồ quang sao cho khi tất cả đường dây làm việc có

IL > I’C ∑, tức là bù thừa Khi có một số đường dây bị cắt sẽ làm tăng giá trị ∆I,càng làm cho rơ le dễ tác động, dễ dàng phát hiện có chạm đất một pha

Tóm lại, trong lưới điện ba pha có trung tính nối đất qua cuộn dập hồquang, cần phải bù thừa IL > I’C ∑

35 Phân tích mạng 3 pha trung tính trực tiếp nối đât ?

- Các mạng có điện áp từ 110kV trở

lên đều có trung tính trực tiếp nối đất vì:

+ Dòng điện dung của mạng rất lớn

do điện áp cao và chiều dài đường dây

lớn

UC

ILI’CΣ

Hình 34-2

A B C

IN

+ Mạng trung tính trực tiếp nối đất, cách điện chỉ cần thiết kế theo điện áp pha:

vì ở bất kỳ chế độ bình thường hay chạm đất, điện áp các dây dẫn đều khôngvượt quá điện áp pha Như vậy chi phí đầu tư cho cách điện sẽ giảm đi rất nhiều

- Nhược điểm của mạng điện 3 pha trung tính trực tiếp nối đất:

+ Khi có chạm đất một pha (ngắn mạch 1 pha): dòng điện ngắn mạch rấtlớn, rơle sẽ tác động cắt nhanh đường dây bị sự cố, ảnh hưởng tới tính liên tụccung cấp điện

Để nâng cao hiệu quả làm việc của mạng điện, nên dùng thiết bị tự độngđóng lặp lại để tự động đóng lại các đường dây đã bị cắt khi sự cố, vì phần lớncác sự cố chạm đất 1 pha có tính chất thoáng qua

+ Dòng điện chạm đất một pha lớn, nên thiết bị nối đất phức tạp và đắttiền

+ Dòng chạm đất một pha có thể lớn hơn dòng ngắn mạch ba pha Để hạnchế nó phải tăng điện kháng thứ tự không bằng cách không nối đất trung điểmmột vài máy biến áp của hệ thống hay nối đất trung tính qua điện kháng nhỏ

- Mạng điện ba pha điện áp > 1000V trung tính nối đất trực tiếp hay quakháng điện nhỏ gọi là mạng điện có dòng điện chạm đất lớn

- Mạng điện ba pha điện áp < 500V (380/220V hay 220/127V): làm việcvới trung tính trực tiếp nối đất không phải vì nguyên nhân tiết kiệm cách điện(cách điện của mạng này rất rẻ), mà xuất phát từ an toàn cho người

Đây là mạng điện sinh hoạt, xác suất người chạm phải điện tương đối lớn.Nếu trung tính của mạng cách điện với đất, khi một pha chạm đất tình trạng nàykéo dài, người chạm phải dây dẫn pha khác, sẽ phải chịu điện áp dây rất nguyhiểm Mặt khác, cần phải có dây trung tính để sử dụng được điện áp pha

36 Tại sao trong hệ thông điện áp từ trung áp trở lên người ta chỉ truyền tải

3 dây pha ( không có dây trung tính ) ?

Xung quanh dây dẫn điện sẽ tạo ra một điện trường lớn, điện trường này

sẽ móc vòng trên dây trung tính xẩy ra hiện tượng cảm ứng điện từ và tạo ramột dòng điện trên dây trung tính Với cấp điện áp này sẽ làm tổn thất điện nănglớn

Trên đường dây truyền tải sự mất cân đối giữa các pha rất nhỏ, nên dòngtrong dây trung tính ( nếu có ) sẽ rất nhỏ

Ở máy phát điện và trạm biến áp người ta thiết kế trung tính có nối đất cóthể hiểu rằng đất là dây trung tính cho hệ thống truyền tải

37 Khái niệm về sản xuất điện năng, truyền tải và phân phối ?

Sản xuất điện năng là quá trình chuyển hoá từ năng lượng sơ cấp ( gồm nhiệt, sức nước, gió, năng lượng nguyên tử … ) thành điện năng

Truyền tải điện là truyền năng lượng điện từ các nhà máy điện đến hệ thống phân phối thông qua đường dây truyền tải điện và trạm biến áp , với điện

áp cao 500kV, 220kV, 110kV

Hệ thống phân phối là cung cấp trực tiếp điện năng đến hộ tiêu thụ với điện áp : 35kV,22kV,10kV, 6kV ( miền Bắc )

( Vẽ một sơ đồ từ nhà máy qua hệ thống truyền tải đến hộ tiêu thụ )

38 Tổn thất công suất , tổn thất điện năng, ý nghĩa ? Tổn thất điện năng kinh doanh, tổn thất điện năng kỹ thuật là gì ? các biện pháp khắc phục ?

Để vận chuyển điện năng đến các hộ tiêu thụ ta phải dùng hệ thống đườngdây và các trạm biến áp Khi có dòng điện chạy qua dây dẫn và các thiết bị củatrạm biến áp vì chúng có tổng trở ( điện trở, điện kháng ) nên bao giờ cũng cótổn thất nhất định về công suất tác dụng ∆P và công suất phản kháng ∆Q

Một khi xẩy ra tổn thất công suất thì đồng nghĩa với việc tổn thất điệnnăng Số năng lượng mất mát ∆A đó biến thành nhiệt làm nóng dây dẫn và máybiến áp, cuối cùng toả ra ngoài không khí, không có một tác dụng gì

Lượng điện bị tổn thất, mất đi đó do các nhà máy điện cung cấp Kết quảvốn đầu tư cao, tốn thêm nhiên liệu

Tổn thất điện năng bao gồm : Tổn thất điện năng kỹ thuật và tổn thất điệnnăng kinh doanh

Tổn thất điện năng kỹ thuật là tổn thất điện năng do thiết bị mang điện

gây ra khi có dòng điện chạy qua điện trở thuần của thiết bị đó

Ví dụ : Tổn thất trong máy biến áp : tổn thất đồng, tổn thất sắt

Tổn thất trên đường dây : do điện trở dây dẫn , điện trở mối nối

Tổn thất điện năng kinh doanh là tổn thất điện năng do quản lý và kinh

doanh điện năng

Ví dụ : Tổn thất do sai số của đồng hồ đo điện năng

Tổn thất do ăn cắp điện

Tổn thất do sai sót của nhân viên ghi điện …

39 Cách tính tổn thất điện năng trong máy biến áp, trong một đường dây cấp cho phụ tải ?

1 Tổn thất công suât trong máy biến áp:

P12 : Công suất tác dung truyền từ 1 đến 2

Q12 : Công suất phản kháng truyền từ 1 đến 2

R : Điện trở tương đương của đoạn dây dẫn

X : Điện kháng tương đương của đoạn dây dẫn

3 Tổn thất điện năng trong máy biến áp :

Cách tính tổn thất điện áp căn cứ vào :

- Dòng điện phụ tải ( trường hợp đường dây có một phụ tải , đường dây có nhiềuphụ tải đặt cách xa nhau ).

- Công suất phụ tải ( ( trường hợp đường dây có một phụ tải , đường dây cónhiều phụ tải đặt cách xa nhau )

Cụ thể tính toán có thể tham khảo các tài liệu ở các trường kỹ thuật củacác tác giả : Bùi Ngọc Thư, Nguyễn Văn Đạm

Tổn thất điện áp là hiệu số điện áp giữa điểm đầu và điểm cuối mà ta muốn xác định tổn thất của mạng điện có cùng cấp điện áp.

41 Tính tổn thất điện áp trong máy biến áp và trên đường dây truyền tải điện ? Quy định về thay đổi điện áp trong hệ thống điện ?

( Đã có trong phần vận hành HT )

42 Tai sao phải nâng cao điện áp để truyền tải điện năng đi xa ?

Khoảng cách tải điện càng xa, công suất truyền tải càng lớn thì phải nângđiện áp truyền tải lên cao

Ta có công thức tính tổn thất điện năng truyền tải :

∆A = R.I2.tTrong đó : - R là điện trở của dây dẫn truyền tải

- I là dòng điện trên dây truyền tải

- t là thời gian truyền tải điện Muốn giảm tổn thất điện năng ta phải giảm R và I

Giảm R tức là tăng tiết diện dây dẫn hoặc phải sử dụng vật liệu có điệntrở rất nhỏ ít có lợi về mặt kinh tế

Trong khi đó tổn thất điện năng ∆A tỷ lệ với bình phương dòng điệntruyền tải

Với cùng công suất truyền tải, điện áp truyền tải càng cao thì dòng điệntruyền tải càng nhỏ ( S = U.I )

Vì vậy việc lựa chọn phương án nâng điện áp lên cao để giảm tổn thất điện năng được xử dụng hiện nay

Tuy vây việc lựa chọn trị số điện áp cao ở trị số bao nhiêu còn tuỳ thuộc vào các yếu tố sau :

- Tính toán kinh tế kỹ thuật giữa vốn đầu tư và hiệu quả giảm tổn thất điện năng

- Chiều dài đường dây truyền tải

- Công suất truyền tải

- Cấp điện áp tiêu chuẩn của thiết bị điện trên thế giới , không nên chọn cấp điện

áp mà hiện nay người ta không sử dụng nữa

43 Phân biệt một số khải niệm : Không điện, không tải, tải định mức, non tải, đầy tải và quá tải ?

Không điện: không có điện áp và không có dòng điện ( U=0, I=0)

Không tải : không có dòng điện chỉ có điện áp ( I=0, U= Umax )

Tải định mức : Là dòng điện làm việc ở chế độ lâu dài liên tục, có vậythiết bị điện mới đảm bảo vận hành đúng tuổi thọ theo thiết kế It=Idm

Trong nửa chu kỳ sau: B là cực dương, A là cực âm, dòng điện truyền từ

B tới Q qua D2 tới N, quả tới P, qua D4 tới M rồi về A

Dòng điện qua R là dòng điện 1 chiều vẫn còn nhấp nháy, người ta dùngmạch lọc ( tụ điện C hoặc L, C ) để giảm bớt sự nhấp nháy

Ta có hình vẽ sau :

45 Thế nào là điện áp bước, điện áp tiếp xúc, cách di chuyển ra khỏi vùng có điện áp bước? Vẽ hình minh họa ?

a Điện áp bước :

Xẩy ra khi dây dẫn điện bị đứt rơi xuống đất, sứ cách điện, vỏ bọc cáchđiện của dây dẫn bị nứt, vỡ, hư hỏng, điện truyền từ vật dẫn điện ra cột, ra vỏmáy và xuống đất

Khi xẩy ra chạm đất, tại điểm chạm đất điện áp bằng điện áp vật mang điện(điện áp chạm)

Dòng điện chạm đất tản đều vào trong đất về các phía theo hình bán cầu Theochiều dòng điện tản vào đất, tại mỗi điểm xác định được giá trị điện thế theocông thức ϕđ=Iđ x Rđ Càng ra xa điểm chạm đất, mật độ dòng điện giảm dần

và điện thế cũng giảm đi, đến khoảng 15 - 20m thì điện thế = 0

Trong phạm vi khu vực bị chạm đất, nếu có người đi lại trong đó, ứng với mỗibước chân (từ 0,5 - 0,8m) có một hiệu điện thế là Ub = ϕa - ϕb (Ub là điện ápbước) đặt vào cơ thể Dưới tác dụng của điện áp bước sẽ có dòng điện đi qua cơthể người (từ chân nọ sang chân kia) làm cho người bị điện giật Càng ở gầnđiểm chạm đất điện áp bước càng lớn, càng nguy hiểm; càng ở xa điểm chạmđất điện áp bước càng nhỏ dần đến = 0

l 20m 20m

Hỡnh1:Phõn bố điện thế trờn đất và điện ỏp bước(Ub)

Những ngời dùng điện đánh cá, khi đa điện xuống nớc

để đánh cá, hiện tợng và tai nạn xẩy ra tơng tự nh hiện tợng

điện chạm đất nêu trên;

Bảng 2Dũng điện

(mA)

Dũng điện xoay chiều (50-60 Hz)

Dũng điện một chiều

0,6 - 1,5 Ngún tay bị run nhẹ, cảm giỏc tờ Khụng cú cảm giỏc.

2 - 3 Cảm giỏc tờ, ngún tay run mạnh Khụng cú cảm giỏc.

5 - 7 Cơ bắp bị co giật, bàn tay rung Cảm giỏc đau, tay tờ và núng

8 - 10 Bàn tay, ngún tay đau, tờ, co cơ

nhưng vẫn cú thể tự bứt tay ra khỏi vật mang điện

Cảm giỏc bị đốt núng tăng lờn mạnh

20 - 25 Cảm thấy đau và khú thở,tay co

khụng thể bứt ra khỏi vật cú điện

Cơ tay bắt đầu bị co, cảm giỏc núng tăng lờn.

50 - 80 Nghẹt thở, tim đập mạnh, kộo dài

quỏ 5 giõy cú thể bị tờ liệt tim

Co giật cơ bắp, tay co quắp, khú thở.

90 - 100 Hô hấp bị tê liệt, kéo dài quá 3 giây

1 Các yếu tố gây nguy hiểm cho người khi bị điện giật:

a) Loại và giá tri của dòng điện đi qua cơ thể người (Ing):

Qua thực nghiệm và những phân tích nêu ở trên ta xác định được rằngcường độ dòng điện nguy hiểm đối với cơ thể người là:

Điện một chiều: Ing nguy hiểm = 100 mA ( 0,1 A )

Điện xoay chiều: Ing nguy hiểm = 50 mA ( 0,05 A )

Với những giá trị nêu trên nguy cơ gây tử vong cho người là rất lớn

Dòng điện được coi là an toàn cho người lấy trị số bằng 1/2 Ing nguyhiểm

Điện 1 chiều: I at = 50 mA (0,05 A)

Điện xoay chiều: I at = 25 mA ( 0,025 A)

b) Thời gian dòng điện đi qua người càng lâu càng nguy hiểm Với giá

trị dòng điện 0,1 A qua người trong thời gian 2 giây có thể gây chết người Dòngđiện nhỏ nhưng thời gian dài vẫn rất nguy hiểm

c) Tần số của dòng điện qua người nguy hiểm khoảng từ 25 đến 100

Hz

Tần số công nghiệp (50 - 60 Hz) rất nguy hiểm Tần số cao ít nguy hiểm hơn vìlúc đó dòng điện chỉ đi ở ngoài da, có thể gây bỏng bề mặt da Tần số 1000 Hztrở lên ít nguy hiểm hơn

d) Đường đi của dòng điện qua cơ thể người nguy hiểm nhất là khi dòng

điện đi qua tim và não Xem bảng thống kê dưới đây:

B¶ng 3

Đường đi của dòng điên qua người Tỷ lệ dòng điện đi qua tim

Từ tay phải qua chân 3,7

Từ tay trái qua chân 6,7

Các trường hợp thường hay xẩy ra là tiếp xúc bằng tay vào vật mang điện, trong

đó trường hợp nguy hiểm nhất là từ tay trái qua chân

2 Các yếu tố làm thay đổi độ lớn của dòng điện qua người:

Ta có công thức Định luật Ôm để tính dòng điện đi qua người:

Utx

Ing = 

Rng

Rng Utx Trong đó Utx là điện áp tiếp xúc;

Rng là điện trở của cơ thể người.

Hình 2: Tiếp xúc trực tiếp vào vật mang điện,

Nếu Rng không thay đổi, khi Utx càng lớn thì Ing càng lớn;

Nếu Utx không thay đổi, Rng càng nhỏ thì Ing càng lớn;

a) Điện trở người có trị số từ 600, 700 đến 100.000 Ω Trong kỹ thuật antoàn người ta lấy trị số trung bình Rng = 1000 Ω

Điện trở người phụ thuộc nhiều yếu tố: Tình trạng bề mặt của da khô hay

ẩm ướt, độ dầy của lớp sừng ( lớp trai trên mặt da), tình trạng cơ thể, tuổi tác,sức khoẻ Da bị tổn thương, điện trở giảm rất nhiều; người uống rượu cũng làmđiện trở giảm

Khi người làm việc trong môi trường nóng, ẩm, có nhiều bụi, hoá chấtcũng làm cho điện trở người giảm nhiều

Khi người tiếp xúc với vật mang điện, có dòng điện qua người, điện trở người sẽ giảm đi nhanh chóng do dòng điện đốt cháy lớp sừng cách điện trên

bề mặt của da và làm cho khả năng dẫn điện của cơ thể tăng lên

b) Điện áp Utx đặt vào người phụ thuộc vào nguồn điện, tình trạng tiếp

xúc với vật mang điện, giữa người với đất và các vật dẫn điện ở xung quanh

Từ công thức trên ta có thể xác định giới hạn điện áp tiếp xúc nguy hiểmcho người: Utx = Ing x Rng

Điện 1 chiều: Uat = 0,05 x 1000 = 50 V

Điện xoay chiều: Uat = 0,025 x 1000 = 25 V

Utx thực tế cao hơn giá trị trên đây thì nguy hiểm, nhỏ hơn giá trị đó thì ítnguy hiểm

Yếu tố cơ bản nhất gây tai nạn là dòng điện qua người, dòng điện càng lớn càng nguy hiểm.

Khi tiếp xúc với vật mang điện, muốn đảm bảo an toàn, cần tìm mọi cách làm cho dòng điện qua người giảm càng nhỏ càng tốt

Biện pháp là dùng nguồn điện áp thấp; tăng cường điện trở cách điện giữangười với đất và các vật dẫn ở xung quanh bằng cách đi ủng, đeo găng, dùngthảm, sào cách điện

46 Các khái niệm chung nỗi đất trong hệ thống điện ?

Tác dụng của nối đất là nhằm tản các dòng điện sự cố trong hệ thống điệnvào đất và giữ cho điện áp ở các phần tử bị sự cố thấp Dòng điện sự cố có thểhiểu là : phóng điện cách điện, rò rỉ điện ra vỏ thiết bị, phóng điện do sét đánh

Khi có trang bị nối đất, dòng điện ngắn mạch do cách điện của thiết bị với

vỏ bị hư hỏng, dòng điện sét … sẽ theo dây nối đất xuống các điện cực và chạytản vào trong đất Khi đó thiết bị và tại các điểm của đất ở lân cận sẽ xuất hiệnđiện áp phân bố như hình vẽ :

Hình1:Phân bố điện thế trên đất và điện áp bước(Ub)

Từ hình vẽ trên, có thể thấy càng xa bộ phận nối đất điện áp càng giảm và

có thể xem điện áp có thể hoàn toàn bằng không ở điểm đủ xa bộ phận nối đất.( thông thường là ngoài 20m ) Độ gốc của đường cong phân bố điện áp phụthuộc vào điện dẫn của đất.Điện dẫn của đất càng lớn ( có nghĩa là điện trở suấtcủa đất càng nhỏ ) thì đường cong càng thoải và điểm có điện áp bằng khôngcàng xa

Điện trở suất của đất phụ thuộc vào đặc tính của nó, vào nhiệt độ, độ ẩm

và chất lượng điện phân … chứa trong đất Điện trở suất sẽ có giá trị lớn nhấtvào mùa đông khi đất lạnh và mùa hè khi đất khô Trước khi thiết kế nối đấtphải đo điện trở suất của đất Thông thường đo điện trở suất của đất vào mùa đất

ấm, còn việc tăng điện trở khi đất bị quá khô sẽ được tính bằng hệ số hiệu chỉnh

Điện trở nối đât ( hay gọi điện trở tản ) được xác định là tỷ số giữa điện

áp của bộ phận nối đất so với điểm có điện áp bằng không, với trị số dòng điệnqua bộ phận nối đất

Giá trị của điện trở nối đất phụ thuộc vào kết cấu, quy mô của hệ thốngnối đất và điện trở suất của đất

Đối với điện cực đơn, tại thời điểm có dòng điện tản trong đất nếu tayngười hoặc bộ phận nào đó của cơ thể người chạm vào vỏ của thiết bị thì điện

áp tiếp xúc UTX là điện áp giữa chỗ chạm của cơ thể người với chân người đượcxác định :

UTX = φd - φ

Trong đó : φd là điện thế lớn nhất tại điểm 0.

Φ : là điện thể tại điểm trên mặt đất chỗ chân người đứng

Khi có người đi đến gần điểm sự cố thì xuất hiện điện áp bước giữa haichân Ub :

Ub = φ1 _ φ2Trong đó : φ1 là điện thế tại điểm 1

Φ2 là điện thế tại điểm 2

Để tăng tính an toàn , tránh UTX,, Ub còn khá lớn người ta dùng hai haynhiều điện cực, bố trí thích hợp trong diện tích đặt thiết bị Thông thường là nốiđất hình vòng xung quanh thiết bị

Lưu ý khi nhiều điện cực đấu song song, giữa chúng sẽ xuất hiện hiệntượng màn chắn hiệu quả nối đất không cao và sẽ không kinh tế

47 Nêu các quy định về nối đất trong hệ thống điện ?

Tuỳ theo chức năng người ta chia nối đất làm ba loại :

1 Nối đất làm việc : Nhằm đảm bảo chế độ làm việc bình thường cho hệ thống

điện và thiết bị điện như : nối đất trung tính MBA, máy phát, máy bù, nối đấtdây trung tính trong hệ thống pha - đất , nối đất các máy biến dòng, máy biếnđiện áp … nối đất này được thực hiện tuỳ theo chế độ làm việc của hệ thốngđiện

2 Nối đất an toàn hay nối đất bảo vệ : Nối đất vỏ máy và các kết cấu kim loại

bên ngoài của các thiết bị nhằm đảm bảo an toàn cho người vận hành khi cáchđiện của thiết bị bị hư hỏng , rò rỉ điện Nối đất này phải đảm bảo trong mọi chế

độ ( bình thường hay sự cố ) vỏ các thiết bị không bị có điện hoặc chỉ có mộtđiện áp đủ thấp không ảnh hưởng đến tính mạng của người khi tiết xúc với nó

3 Nối đất chống sét : Để tản dòng điện sét một cách thuận lợi và giữ cho điện

áp của các bộ phận thu sét không quá cao để tránh bị phóng điện ngược từ nóđến thiết bị

PHẦN II : THIẾT BỊ ĐIỆN

a Ắc quy

1 Cấu tạo của ắc quy axit, ắc quy kiềm ?

Ắc quy là thiết bị biến đổi năng lượng điện năng thành hoá năng ( khináp điện vào ắc quy ) và biến đổi hoá năng thành điện năng ( khi cho Ác quyphóng điện ) Ắc quy để cung cấp điện một chiều cho phụ tải

1 Cấu tạo của ắc quy : Gồm ba phần chính :

* Vỏ bình : thường làm bằng thuỷ tinh, nhựa, chất tổng hợp chịu đượcAcít, kiềm

- Đối với Ắc quy Axit làm bằng Pb ép như trong khung điện cực dương

- Đối với Ắc quy Kiềm làm bằng Fe(OH)2 nén như trong khung điện cựcdương

* Dung dịch điện phân :

+ Ắc quy Axit là dung dịch H2SO4

+ Ắc quy Kiềm là dung dịch KOH

2 Ứng dụng của ắc quy trong trạm biên áp và ưu điểm của nó ?

* Trong trạm biến áp , Ắc quy được dùng làm nguồn thao tác một chiều ,giữ nhiệm vụ cung cấp điện cho các thiết bị nhị thứ như : điều khiển, tín hiệu, rơ

le tự động hoá, ánh sáng sự cố, các cơ cấu tự dùng quan trọng …

* Ưu điểm :

- Tin cậy vì hệ thống Ắc quy độc lập với lưới điện trong trạm

- Khả năng cho phép quá tải ngắn hạn rất lớn

3 Các thông số kỹ thuật của ắc quy axít và ắc quy kiềm ?

Ắc quy có các thông số chính sau :

- Điện áp định mức : Udm là điện áp cho phép nhỏ nhất các cực của ắc quytrong giờ phóng điện đầu tiên ở chế độ phóng điện 10 giờ, với Ắc quy Axit là2V và Ắc quy Kiềm là 1,25V

- Dòng điện phóng Ip: tuỳ thuộc vào chế độ phóng nhưng không đượcvượt quá 5 lần dòng điện phóng trong 10 giờ khi làm việc lâu dài (như khiphóng trong 1 giờ ) Và không quá 12 lần dòng điện phóng 10 giờ khi làm việcngắn hạn ( như khi phóng trong 5 giây )

- Dung lượng phóng Qp : là năng lượng Ắc quy cung cấp được khi phóngđiện (ở đây hiểu là với điện áp định mức ), phụ thuộc vào dòng điện phóng vàthời gian phóng Dung lượng định mức là dung lượng ứng với chế độ phóngnhất định trong 10 giờ

Thường trên một Ắc quy nhà chế tạo ghi các thông số với dạng như sau :

Udm _ Qp

Ví dụ : 12V _ 100Ah ; 24V _ 150Ah

4 Phân loại ắc quy, so sánh ưu khuyết điểm của chúng ?

Dựa theo cấu tạo có hai loại chính là Ắc quy Axit và Ắc quy Kiềm, ưuđiểm của loại này là nhược điểm của loại kia như sau :

* Với Ắc quy Axit có các ưu điểm sau ( so với Ắc quy Kiềm ):

- Điện áp phóng ban đầu cao 2,1 - 2,2V ( so với 1,2 - 1,3V của Ăc quyKiềm )

- Đặc tính phóng điện phẳng hơn

- Hiệu suất cao hơn

- Giới han thay đổi điện áp cho phép phóng lớn ( 2,2 - 1,75V)

- Bội số cho phép quá tải ngắn hạn lớn

- Giá rẻ

* Đối với Ắc quy Kiềm :

- Tuổi thọ dài hơn.

- Không độc và nguy hiểm đối với môi trường

Ngoài ra hiện nay còn phân loại Ăc quy khô và Ắc quy nước Ắc quy khôhiên đang sử dụng rộng rãi vì quản lý vận hành đơn giản, dễ bảo quản

3 Phải kiểm tra mức dung dịch hàng ngày ( Ắc quy nước ), mức dungdịch phải cao hơn vạch " LOW" của nhà chế tạo để tránh cực bị Sulfat hoá, nếudung dịch cạn phải bổ xung

4 Kiểm tra dòng nạp của máy nạp và nạp đầy dàn bình

5 Hàng năm cần kiểm tra và súc sạch các chất xúc tác rơi xuống đáy bình

để tránh ngắn mạch các tấm cực

6 Cách nạp hình thành một ắc quy mới ?

* Nạp hình thành Ăc quy mới :

1 Ăc quy mơi sau khi rót dung dịch Axit đợi từ 3-6 giờ mơi bắt đầu nạplần đầu

2 Dòng điện nạp lần đầu thường lấy bằng 1/10 dòng điện phóng liên tụctrong 10 giờ của Ăc quy Axit với thời gian nạp từ 8 _ 60 giờ ( tuỳ theo nhà chếtạo quy định )

3 Trong quá trìng nạp nhiệt độ của chất dung dịch sẽ tăng dần nhưng phảiduy trì sao cho không quá 400C, tỷ trọng dung dịch sẽ tăng dần

4 Giai đoạn cuối của Ăc quy nạp đầy khi :

- Điện thế mối bình ( hay mỗi hộc ) đạt 2,4 _ 2,5V và tỷ trọng chất điện dịch là1,25 ở 150C

- Chất điện dịch phải sủi tăm mạnh

- Thời gian nạp khoảng 8 _ 60 giờ tuỳ theo nhà chế tạo.

* Các chế độ nạp của Ăc quy :

- Chế độ nạp ban đầu thường : Inap = Iphóng trong 10 giờ và thời gian nạpkhoảng 8 _ 60 giờ

- Chế độ nạp thường : Inạp = Iphóng trong 10 giờ và thời gian nạp từ 12 _ 16giờ

- Chế độ nạp nhanh : Dùng trong chế độ nạp ban đầu gồm :

+ Giai đoạn 1 : Inạp = 3/2 Iphóng trong 10 giờ cho đến khi điện thế mối bình( haymỗi hộc ) là 2,4V

+ Giai đoạn 2 : Inạp = Iphóng trong 10 giờ cho tới khi dung dịch sủi tăm mạnh

Lưu ý : Quy trình phóng náp cho mỗi loại ắc quy phải tuân theo quy định của nhà chế tạo được nêu trong tài liệu kỹ thuật

7 Các hư hỏng ở ắc quy và cách sửa chữa ?

Các hư hỏng thường gặp và cách sửa chữa :

Bình rỗ, thủng, vách ngăn bị nứt Thay vỏ bình mới hoặc hàn lại

hoặc dung dịch đầy nối tắt nắp bình

Thay thế cách điện, dung dịch hoặc

Sửa thay lắc hoặc thay Axit mới

8 Máy nạp là gì ? nguyên lý làm việc của máy nạp ?

Máy nạp là một thiết bị dùng để biến đổi dòng điện xoay chiều ở đầu vàothành dòng một chiều ở đầu ra để nạp điện cho hệ thống Ăc quy và cung cấpcho các phụ tải

Nguyên lý làm việc chung của các máy nạp là dùng một máy biến áp cách

ly có tác dụng phối hợp giữa điện áp nguồn xoay chiều với điện áp ra một chiềucung cấp cho các phụ tải , đồng thời có nhiệm vụ cách ly mạch xoay chiều với

mạch một chiều, đầu ra của biến áp này được đưa qua bộ chỉnh lưu nửa chu kỳ,chỉnh lưu cầu, hay chỉnh lưu 3 pha hai nửa chu kỳ ( chỉnh lưu cầu ) để biếnthành dòng điện một chiều đưa ra nạp cho hệ thống Ăc quy

Hình vẽ sơ đồ khối

Hình vẽ mạch chỉnh lưu cầu 1 pha

Hình vẽ chỉnh lưu cầu 3 pha

9 Quy trình vận hành hệ thống ắc quy của trạm anh , chị đang làm việc

( Theo tài liệu hệ thống ắc quy và hệ thống một chiều tại trạm )

b Máy biến áp

1 Máy biến áp là gì ? Phân loại máy biến áp ?

Máy biến áp là thiết bị điện từ tĩnh làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ,biến đổi một hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp này thành hệ thống dòngđiện xoay chiều ở điện áp khác với tần số không đổi

Theo công dụng, máy biến áp được phân loại như sau :

1 Máy biến áp lực : Dùng để truyền tải và phân phối công suất trong hệthống điện

2 Máy biến áp chuyên dùng : Dùng cho lò luyên kim, cho các thiết bị chỉnh lưu, máy biến áp hàn …

3 Máy biến áp tự ngẫu : biến đổi điện áp trong một phạm vị không lớnlắm dùng để mở máy các động cơ điện xoay chiều

4 Máy biến áp đo lường : Dùng để giảm điện áp và dòng điện lớn để đưavào các đồng hồ đo

5 Máy biến áp thí nghiệm : Dùng để thí nghiệm các điện áp cao

Phân loại theo cấu tạo :

+ Máy biến áp 2 dây cuốn , máy biến áp 3 dây cuốn

+ Máy biến áp tự ngầu : Giữa cuộn sơ và thứ cấp không những liên hệ với nhau

về từ mà còn liên hệ với nhau về điện