Bài giảng Thực hành cung cấp điện và giải tích mạng

Học tốt môn học, sinh viên có thể tự mình giải quyết các vấn đề thực tiễn luôn gắn với một công nhân hoặc cán bộ kỹ thuật điều khiển – tự động hóa, đó là việc tính toán, thiết kế mô phỏ

LỜI NÓI ĐẦU

Tập bài giảng Thực hành Cung cấp điện và giải tích mạng là tài liệu chính của môn học “Thực hành Cung cấp điện và giải tích mạng”

Môn học hành Cung cấp điện và giải tích mạng sẽ trang bị cho sinh viên những kiến thức cơ bản và trau dồi những kỹ năng cần thiết về lắp đặt, kiểm tra sửa chữa, vận hành và tính toán, thiết kế mô phỏng hệ thống cung cấp mạng điện Học tốt môn học, sinh viên có thể tự mình giải quyết các vấn đề thực tiễn luôn gắn với một công nhân hoặc cán bộ kỹ thuật điều khiển – tự động hóa, đó

là việc tính toán, thiết kế mô phỏng và lắp đặt hệ thống cung cấp mạng điện Sinh viên sẽ hoàn toàn tự tin khi tiếp cận với thực tiễn

Với mục tiêu là cung cấp một cách đầy đủ nhất các kiến thức cần thiết cho các sinh viên khi thực hành, tâ ̣p bài giảng được trình bày một cách cô đọng, dễ hiểu, cố gắng chắt lọc các kiến thức cần thiết Sinh viên muốn tìm hiểu thêm có thể tìm đọc trong các tài liệu liên quan

Với mong muốn các sinh viên phải cố gắng, nghiêm túc trong khi thực hành, các bài thực hành có những yêu cầu rất cao Để thực hiện và hoàn thành tốt trong thời gian giới hạn, ngoài những nỗ lực cá nhân, các sinh viên phải có tinh thần làm việc tập thể, phân công công việc từng cá nhân trong nhóm hợp lý

Đó chính là tác phong công nghiệp của những sinh viên ngành điện

Tập bài giảng có thể được chỉnh sửa bổ sung cho phù hợp với thực tế và cập nhật các kiến thức mới phù hợp với sự phát triển của khoa học kỹ thuật và công nghệ

Mặc dù đã có nhiều cố gắng song với thời lượng biên soạn ngắn nên khó thể tránh được những thiếu sót Mọi góp ý xin vui lòng gửi về Bộ môn Kỹ thuật Điều khiển-khoa Điện- Điện tử, trường Đại học SPKT Nam Định

Các tác giả

Mục lục

LỜI NÓI ĐẦU I

BÀI 1: TRẠMBIẾNÁPPHÂNXƯỞNG 3

BÀI 2: LẮP ĐẶT TỦ PHÂN PHỐI, TỦ ĐỘNG LỰC, TỦ ĐO LƯỜNG 29

BÀI 3: LẮP ĐẶT HỆ THỐNG BÙ VÀ ĐIỀU CHỈNH DUNG LƯỢNG BÙ 43

BÀI 4: LẮPĐẶTHỆ THỐNGĐIỆNPHÂNXƯỞNG 60

BÀI 5: KHẢO SÁT MẠCH ĐIỆN BẰNG PHẦN MỀM MATLAB 73

BÀI 6: KHẢO SÁT MẠCH ĐIỆN BẰNG PHẦN MỀM POWERWORLD 99

BÀI 7: KHẢOSÁTMẠCHĐIỆNBẰNGPHẦNMỀMKHÁC 125 BÀI 8: THAM QUAN THỰC TẾ ERROR ! B OOKMARK NOT DEFINED

BÀI 1: TRẠM BIẾN ÁP PHÂN XƯỞNG

I Mục tiêu học tập

1.Kiến thức

- Phân tích được sơ đồ nối dây mạng điện trạm biến áp phân xưởng

- Hiểu được quy trình lắp ráp các phần tử thuộc tủ hạ thế của trạm biến áp phân xưởng

2 Kỹ năng

- Thao tác lắp ráp, hiê ̣u chỉnh và vâ ̣n hành các phần tử thuộc tụ hạ thế của trạm biến áp phân xưởng đúng trình tự đạt yêu cầu về kỹ thuật, mỹ thuật, kinh tế, thời gian

3 Thái độ

- Nghiêm túc học tập, tích cực luyện tập

- Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị

II Lý thuyết liên quan

1 Đặc điểm trạm biến áp phân xưởng

Trong lưới điện quốc gia có nhiều cấp điện áp khác nhau để truyền tải điện năng đi xa từ nhà máy điện đến nơi tiêu thụ thì phải thông qua trạm biến áp Trạm biến

áp là một công trình để chuyển đổi điện áp từ cấp này sang cấp điện áp khác, trạm biến

áp được phân loại theo điện áp, theo địa dư Theo điện áp, trạm biến áp có thể là trạm tăng áp, cũng có thể là trạm hạ áp hay là trạm trung gian Trạm tăng áp thường đặt ở nhà máy điện, làm nhiệm vụ tăng điện áp từ máy phát lên điện áp cao hơn để truyền tải điện năng đi xa Trạm hạ áp thường đặt ở các hộ tiêu thụ, để biến đổi điện áp cao xuống điện áp thấp hơn thích hợp với các hộ tiêu thụ, để biến đổi điện áp cao xuống điện áp thấp hơn thích hợp với các hộ tiêu thụ điện Trạm biến áp trung gian chỉ làm nhiệm vụ liên lạc giữa hai lưới điện có cấp điện áp khác nhau

- Trạm biến áp trung gian: Làm nhiệm vụ biến đổi điện áp (35÷220) kV của hệ thống điện thành điện áp phân phối (6÷10) kV của mạng điện xí nghiệp Thông thường các

xí nghiệp lớn mới có trạm biến áp trung gian riêng còn các xí nghiệp trung bình thì lấy điện từ mạng điện thành phố (6÷10) kV hoặc từ trạm biến áp khu vực hoặc từ trạm điện áp khu vực trạm biến áp khu vực cũng làm nhiệm vụ như trạm trung gian tức là

biến đổi điện áp (35÷220) kV thành điện áp (6÷10) kV để cung cấp cho một khu vực kinh tế

- Trạm biến áp phân xưởng làm nhiệm vụ biến đổi điện áp (6÷10) kV của mạng phân phối trong xí nghiệp thành điện áp 380/220 V hoặc 220/127 V của mạng phân xưởng Trạm phân phối: Trạm phân phối không làm nhiệm vụ biến đổi điện áp mà chỉ làm nhiệm vụ phân phối điện năng ở một cấp điện áp (thường 6÷35 kV) Trạm ngoài phân xưởng có thể đặt cách các phân xưởng (10÷30) m Kiểu trạm này thường được dùng trong trường hợp các phân xưởng có chất dễ nổ, dễ cháy, diện tích phân xưởng quá bé, phụ tải phân tán hoặc khi nhiều phân xưởng dùng chung một trạm biến áp.Trạm kề phân xưởng là trạm có một hoặc hai mặt tường chung với tường của phân xưởng loại trạm này do thuận tiện và kinh tế nên được sử dụng rộng rãi Trạm trong phân xưởng

là trạm biến áp nằm hẳn trong phân xưởng Loại trạm này được dùng khi phụ tải phân xưởng lớn, cần đưa MBA vào gần trung tâm phụ tải cho kinh tế Nhược điểm của nó là việc phòng nổ, phòng cháy gặp khó khăn

Ngoài ra còn có các hình thức xây dựng khác như trạm treo trên cột dùng cho các MBA có công suất nhỏ, trạm ngoài trời

2 Sơ đồ nối dây trạm biến áp phân xưởng

Sơ đồ nối dây của trạm hợp lý hay không có ảnh hưởng trực tiếp đến độ tin cậy cung cấp điện

Sơ đồ nối dây cần phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện theo từng loại phụ tải

- Nối dây rõ ràng, thuận tiện trong vận hành và sử lý sự cố

- Đảm bảo an toàn cho nhân viên vận hành

- Đảm bảo các điều kiện an toàn khi sửa chữa

- Có khả năng phát triển

- Hợp lý về mặt kinh tế, trên cơ sở đảm bảo các yêu cầu trên

Hình 1.1: Sơ đồ nối dây của trạm biến áp phân xưởng

Giới thiệu các thiết bị trên sơ đồ

Phía cao áp có đặt: dao cách ly, cầu chì tự rơi và chống sét van (lưu ý vị trí đặt chống sét van)

Phía hạ áp đặt tủ phân phối hạ thế tổng

Chức năng nhiệm vụ các thiết bị:

Dao cách ly: làm nhiệm vụ cách ly giữa đường dây trung áp và trạm biến áp phục vụ cho việc kiểm tra, bảo dưỡng, sửa chữa thay thế các thiết bị trong trạm biến áp như máy biến áp, chống sét van, cầu chì, cáp tổng, hệ thống tiếp địa

Tủ hạ thế có nhiệm vụ điều phối, giám sát và cung cấp điện cho hộ tiêu thụ

* Bắt đầu cung cấp điện

- Đóng dao cách ly của thiết bị chống sét

- Đóng hoặc cắt dao cách ly của đường dây vào trạm ở phía cao áp tùy theo phương thức vận hành là trạm lấy điện từ cả 2 nguồn hoặc một nguồn Đóng dao cách ly ở 2 phía của cả 2 máy cắt liên lạc ở phía cao áp và hạ thế của MBA Đóng hoặc cắt các dao cách ly, nối với hệ thống thanh cái kép ở phía hạ thế của MBA tùy theo phương thức vận hành -Đóng hoặc không đóng cadcs máy cắt liên lạc ở phía cao thế, phía hạ thế của MBA, tùy theo phương thức vận hành

-Đóng dao cách ly, máy cắt cao thế của MBA

-Đóng máy cắt hạ thế của MBA (Trong trường hợp này có thể đóng đồng thời cả hai máy cắt cao và hạ thế MBA )

-Đóng các máy cắt của đường dây đi qua

* Khi ngừng cung cấp điện

-Cắt các máy cắt của các đường dây dẫn điện đến các phụ tải ở phía thứ cấp MBA -Cắt máy cắt hạ thế, máy cắt cao thế (hoặc cắt đòng thời ) của MBA

-Cắt dao cách ly của đường dây vào trạm

chế độ dự phòng nguội (Không đóng điện) thì phải kiểm tra và đóng máy đó vào trước rồi mới được cắt MBA đang làm việc ra Nếu cả hai MBA trước đó đều mang tải thì cần phải xem xét, thao tác sao cho khi cắt một máy ra thì máy còn lại không bị quá tải quá mức cho phép Nếu cắt MBA ra để tiến hành bảo dưỡng, sửa chữa phải tháo điện

áp tàn dư trên cuộn dây của MBA trước khi tiến hành bảo dưỡng sửa chữa

Chống sét van: làm nhiệm vụ chống sét đánh từ ngoài đường dây trên không truyền vào trạm

Cầu chì tự rơi: bảo vệ ngắn mạch cho mạng điện

Cáp tổng: Làm nhiệm vụ dẫn điện từ máy biến áp vào tủ phân phối hạ áp (cũng có thể dùng thanh cái thay cho cáp tổng)

Tủ phân phối hạ thế lấy điện từ trạm biến áp và cấp điện trực tiếp cho phụ tải hạ áp

Hệ thống nối đất: làm 3 chức năng nối đất an toàn, nối đất làm việc, nối đất chống sét

3 Các phần tử cao áp

3.1 Cầu chì tự rơi

Cầu chì tự rơi có hai chức năng chính vừa làm nhiệm vụ bảo vệ vừa làm nhiệm vụ cách ly (khi dây chảy đứt cầu chì tự bật ra và làm nhiệm vụ của dao cách ly) Thao tác đóng cắt cầu chì tự rơi được thực hiện theo từng pha bằng sào cách điện thao tác bằng tay Việc lắp đặt cầu chì tự rơi thực hiện tương tự như lắp đặt dao cách ly với kích thước lắp đặt cho trên bảng thông số và hình vẽ

Hình 1.2 : Ký hiệu và hình dáng cầu chì tự rơi

3.2 Máy cắt

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

Hình 1.3 : Ký hiệu và hình dáng máy cắt

* Phân loại máy cắt điện:

+ Phân loại theo cấu tạo:

Máy cắt một buồng dập hồ quang và máy cắt nhiều buồng dập hồ quang trên cùng một pha Máy cắt có lò xo tích năng và máy cắt không có lò xo tích năng

+ Phân loại theo vị trí lắp

đặt:

Máy cắt lắp đặt trong nhà

Máy cắt lắp đặt ngoài trời, phải chịu khí hậu khắc nghiệt, chống được ăn mòn hoá học

+ Phân loại theo phương pháp dập tắt hồ quang:

- Máy cắt điện nhiều dầu không có buồng dập tắt hồ quang Máy cắt điện nhiều dầu

có buồng dập tắt hồ quang

- Máy cắt điện ít dầu

- Máy cắt điện không khí

- Máy cắt điện khí SF6

- Máy cắt điện tự sinh khí

- Máy cắt điện chân không

- Máy cắt điện từ (dập tắt hồ quang bằng từ trường)

* Các yêu cầu kỹ thuật cơ bản của máy cắt điện:

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

Độ tin cậy cao: khi đóng cắt không được gây cháy nổ và các hư hỏng khác

Tuổi thọ cao, số lần đóng cắt nhiều

Kích thước gọn, trọng lượng nhẹ, kết cấu đơn giản, dễ lắp đặt, dễ vận hành, giá

hồ quang cho nên nghiêm cấm dùng dao cách ly đóng cắt mạch điện mang tải

Hình 1.4 : Ký hiệu và hình dáng daao cách ly

* Yêu cầu kỹ thuật đối với dao cách ly:

Dao cách ly phải làm việc tin cậy, tiếp xúc phải đảm bảo chắc chắn

Phải đảm bảo ổn định động và ổn định nhiệt khi có dòng điện ngắn mạch cực đại chạy qua Kết cấu dao cách ly phải gọn nhẹ, đơn giản, dễ lắp đặt, dễ thao tác, phải liên động với máy cắt để dao cách ly đã cắt điện và chỉ đóng được cách ly trước khi đóng điện cho máy cắt Khoảng cách giữa các lưỡi dao sau khi cắt hết hành trình phải

đủ lớn, để đảm bảo không bị phóng điện khi có xung điện áp

* Phân loại:

Phân loại theo vị trí lắp đặt có dao cách ly lắp đặt trong nhà và dao cách ly lắp đặt ngoài trời ở cùng cấp điện áp vận hành thì yêu cầu kỹ thuật của dao cách ly ngoài trời cao hơn, vì dao cách ly ngoài trời phải chịu được tác động của môi trường khắc nghiệt như mưa, nắng, bức xạ, tác nhân hoá học, bụi bẩn

Phân loại theo cấu tạo:

DCL

- Loại dao cách ly có lưỡi dao tiếp đất và dao cách ly không có lưỡi dao tiếp đất

- Loại dao cách ly có lưỡi dao động quay trên mặt phẳng ngang và loại dao cách ly

có lưỡĩ dao động quay trên mặt phẳng thẳng đứng

- Loại dao cách ly có bộ liên động lắp kèm với máy cắt và cách ly không có bộ liên động (cách ly phân đoạn)

3.3 Chống sét van

Chống sét van là một loại thiết bị điện cao áp được sử dụng để bảo vệ chống sét xâm nhập từ đường dây vào trạm biến áp hoặc nhà máy điện, chống quá điện áp cho trạm biến áp và nhà máy điện

Hình 1.5 : Ký hiệu và hình dáng chống xét van

Cấu tạo chính của loại chống sét van này là điện trở vilit và khe dập hồ quang Hai

bộ phận này đặt nối tiếp nhau, dòng sét qua khe dập tia lửa qua điện trở vilit xuống đất

Khi đặt điện áp vào điện trở là điện áp lới (Uvh ≈ Uđm) thì điện trở vilit có điện trở rất lớn (Rvl ≈ ∞ ) ngăn không cho dòng tải trên đường dây tháo xuống đất Khi đặt lên điện trở là điện áp sét, có trị số rất lớn thì điện trở vilit tự động giảm về gần bằng không Mỗi khe hở dập hồ quang gồm hai đĩa đồng mỏng dập định hình ép vào tấm mica dày từ (0.5-1)mm dạng hình vàng khăn nh hình vẽ, chính tấm mica này tạo nên khe dập tia lửa hồ quang

4 Tủ phân phối hạ thế

4.1 Sơ đồ nguyên lý tủ phân phối hạ thế

Tủ phân phối hạ thế trạm biến áp phân xưởng làm nhiệm vụ nhận điện từ thứ cấp máy biến áp và phân phối đi các phụ tải Trong tủ có đặt các thiết bị đo đếm để theo dõi dòng điện, điện áp, tần số, hệ số công suất, điện năng tiêu thụ và công suất phản kháng của hộ tiêu thụ

Sơ đồ nguyên lý tủ phân phối hạ thế (hình 4.1)

Hình 1.6 : Sơ đồ nguyên lý tủ phân phối hạ thế

Chức năng các thiết bị:

- Cáp tổng: nhận điện từ máy biến áp và cấp điện cho aptomat tổng

- Đồng hồ Volt: đo điện áp dây, điện áp pha

- Đồng hồ Ampe: đo dòng điện các pha

- Đồng hồ hữu công: đo điện năng tiêu thụ

- Đồng hồ vô công: đo điện năng phản kháng

- Biến dòng điện: cung cấp nguồn dòng điện cho các đồng hồ đo (đồng hồ đo dòng và đồng hồ đo đếm điện năng tác dụng, phản kháng)

- Thanh cái: nhận điện từ Aptomat tổng và phân phối điện cho các aptomat nhánh

- Aptomat tổng: đóng cắt, bảo vệ toàn mạng điện

- Aptomat nhánh: đóng cắt bảo vệ từng phụ tải

chèng sÐt h¹ thÕ

r  4 

Lé No1 (§ãng më dµn van)

gz-0,6kv

Lé No2 (CÊp ®iÖn nhµ qu¶n lý)

Trong thực tế người ta dùng phổ biến là Aptomat bảo vệ sự cố ngắn mạch, trong công nghiệp để bảo vệ sự cố ngắn mạch và sự cố quá tải cho các động cơ điện ngưởi ta còn tích hợp thêm Rơ le nhiệt vào Áp tô mát

- Trong dân dụng, để tránh sự cố điện giật nguy hiểm cho tính mạng con người, người ta thường trang bị cho hệ thống điện trong nhà Aptomat bảo vệ sự cố dòng điện dò ( Aptomat chống giật)

* Ký hiệu

Hình 1.7: Ký hiệu Aptomat 1 pha và 3 pha

* Cấu tạo:

Hình 1.8: Cấu tạo và hình dáng thực tế của Aptomat 1 pha

1.móc răng 2.tay thao tác đóng cắt 3.Gối đỡ 4.phần ứng

* Phân loại

- Theo kết cấu chia làm ba loại : Aptomat 1 cực, 2 cực, 3 cực

- Theo thời gian tác động

- Tác động tức thời ( nhanh )

- Tác động không đồng thời

- Theo công dụng bảo vệ: Aptomat cực đại theo dòng điện, Aptomat cực tiểu theo điện áp, Aptomat dòng điện ngược

- Trong một vài trường hợp có yêu cầu bảo vệ tổng hợp ( cực đại theo dòng điện

và cực tiểu theo điện áp ) người ta có loại Aptomat vạn năng

* Thông số kỹ thuật

- Điện áp định mức của tiếp điểm chính Uđmtđchính

- Dòng điện định mức tiếp điểm chính Iđmtđchính

- Tần số lưới điện tiếp điểm chính f

- Điện áp định mức của tiếp điểm phụ Uđmtđphụ

- Dòng điện định mức của tiếp điểm phụ Iđmtđphụ

Tùy theo từng loại Aptomat có các thông số kỹ thuật cụ thể khác nhau (chọn loại nào thì tra trong sổ tay các thông số của loại đó)

4.3 Cầu chì:

* Công dụng:

- Cầu chì là loại khí cụ điện bảo vệ phổ biến và đơn giản nhất được dùng để bảo

vệ cho thiết bị và mạng điện

- Trường hợp mạch điện bị quá tải lớn và dài hạn cầu chì cũng có tác động, nhưng không nên phát huy tính năng của cầu chì vì khi đó thiết bị sẽ giảm tuổi thọ, ảnh hưởng nghiêm trọng đến đường dây

-Khi ngắn mạch(hoặc bị quá tải lớn) dòng điện tăng rất cao, nhiệt lượng sinh ra sẽ làm dây chảy bị đứt và mạch điện bị cắt, thiết bị được bảo vệ Trị số dòng điện chảy

bị đứt được gọi dòng điện giới hạn, dòng điện giới hạn phải lớn hơn dòng điện định mức để dây chảy không bị đứt khi làm việc ở chế độ định mức Thông thường có thể chọn dòng điện của dây chảy như sau:

Đối với dây chảy cầu chì Igh= (1,25 – 1,45)Iđm

Đối với dây chảy hợp kim thiếc: Igh= 1,25Iđm

Đối với dây chảy đồng Igh=(1,6 – 2,0)Iđm

4.4 Máy biến dòng TI

* Chức năng, đặc điểm:

- Máy biến dòng điện cũng giống như một máy biến áp cách ly thông thường gồm có lõi thép được ghép từ các lá thép kỹ thuật điện, hai cuộn dây quấn sơ cấp và thứ cấp đặt trên lõi thép

Chất nhồi

Vị trí tiếp xúc

a) Dây chì

Vị trí đấu dây

Thông số

Vỏ bảo vệ b) Giá lắp dây chì

Hình 1.11: Biến dòng BI

- Cuộn dây sơ cấp được quấn rất ít vòng thường chỉ được quấn một vòng dây Dây quấn sơ cấp có tiết diện rất lớn do máy phải làm việc ở điều kiện gần như ngắn mạch

- Điểm đặc biệt của máy biến dòng nằm ở tiết diện và số vòng dây quấn cuộn sơ cấp và thứ cấp

- Đường kính dây quấn sơ cấp phụ thuộc vào cấp công suất của máy biến dòng; máy biến dòng có công suất càng lớn thì đường kính dây quấn sơ cấp càng lớn.Dây quấn thứ cấp của máy biến dòng có tiết diện nhỏ và có rất nhiều vòng

- Hình dạng bên ngoài của máy biến dòng điện thường là hình tròn Vì có dạng hình tròn kín nên thông thường máy biến dòng được lắp trong lúc lắp đặt mạng điện

* Nguyên lý hoạt động

- Máy biến dòng thường xuyên hoạt động ở tình trạng gần như ngắn mạch Do đó, một điều rất quan trọng khi sử dụng máy là không được phép để máy hoạt động ở chế độ không tải vì điện áp không tải phía thứ cấp của máy biến dòng điện rất lớn có thể gây

hỏng lớp cách điện dẩn đến phá huỷ máy

- Trạng thái làm việc của máy biến dòng ở trạng thái ngắn mạch vì chúng làm việc với các

thiết bị có tổng trở rất nhỏ (Ampre kế, cuộn dòng Wat kế, cuộn dòng rơle bảo vệ )

* Thông số của biến dòng BI

- Cuộn dây sơ cấp (số pha)

4.5 Ampe kế:

* Chức năng, đặc điểm

Ampe kế là dụng cụ đo cường độ dòng điện được mắc nối tiếp trong mạch Ampe

kế dùng để đo dòng rất nhỏ cỡ miliampe gọi là miliampe kế Tên của dụng cụ đo lường này được đặt theo đơn vị đo cường độ dòng điện là ampe

Hình 1.12: Cấu tạo đồng hồ Ampe kế từ điện

1: nam châm 2: lò xo xoắn 3: chốt giữ lò xo

4: thước hình cung 5: cuộn dây dẫn điện 6: kim

* Nguyên lý làm việc:

- Khi dòng điện một chiều chạy qua cuộn dây, dòng điện chịu lực tác động của từ trường (do các điện tích chuyển động bên trong dây dẫn chịu lực Lorentz) và bị kéo quay về một phía, xoắn lò xo, và quay kim Vị trí của đầu kim trên thước đo tương ứng với cường độ dòng điện qua cuộn dây Các ampe kế thực tế có thêm cơ chế để làm tắt nhanh dao động của kim khi cường độ dòng điện thay đổi, để cho kim quay nhẹ nhàng theo sự thay đổi của dòng điện mà không bị rung Một cơ chế giảm dao động được dùng là ứng dụng sự chuyển hóa năng lượng dao động sang nhiệt năng nhờ dòng điện Foucault Cuộn dây được gắn cùng một đĩa kim loại nằm trong từ trường của nam châm Mọi dao động của cuộn dây và đĩa sinh ra dòng Foucault trong đĩa Dòng này làm nóng đĩa lên, tiêu hao năng lượng dao động và dập tắt dao động

- Để giảm điện trở của ampe kế, cuộn dây trong nó được làm rất nhỏ Cuộn dây

đó chỉ chịu được dòng điện yếu, nếu không cuộn dây sẽ bị cháy Để đo dòng điện lớn,

người ta mắc song song với cuộn dây này một điện trở nhỏ hơn, gọi là shunt, để chia

sẻ bớt dòng điện Các thang đo cường độ dòng điện khác nhau ứng với các điện trở shunt khác nhau Trong các ampe kế truyền thống, các điện trở shunt được thiết kế để cường độ dòng điện tối đa qua cuộn dây không quá 50mA

- Việc đọc kết quả do kim chỉ trên thước có thể sai sót nếu nhìn lệch Một số ampe kế lắp thêm gương tạo ra ảnh của kim nằm sau thước đo Với ampe kế loại này, kết quả đo chính xác được đọc khi nhìn thấy ảnh của kim nằm trùng với kim

4.6 Vôn kế:

* Chức năng, đặc điểm

Vôn kế là dụng cụ đo điện dùng để đo hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch (hoặc các dụng cụ điện như đèn ) Các Vôn kế có thể được cấu tạo từ một gavanô kế, hiển thị số liệu trên một dải liên tục thông qua một kim chỉ trên thang đo; hoặc ở dạng

số không liên tục trên màn hiển thị, thông qua bộ biến đổi tương tự sang số hóa

Hình13: Hình dáng vôn kế

1: Đơn vị đo V 4: Vỏ vôn kế 2: Thang đo 0 – 500 5: Núm chỉnh 0 3: Kim chỉ thang đo 6: Gương bảo vệ

4.7 Chuyển mạch Volt

* Đặc điểm, chức năng

Hình 1.14: Sơ đồ cấu tạo chuyển mạch volt

Dùng để chuyển đổi đo điện áp giữa pha với pha (RS, ST, TR) và pha với mát (RN,

SN, TN) khi kết nối với đồng hộ đo volt

* Sơ đồ đấu nối chuyển mạch volt:

Hình 1.15: Sơ đồ đấu nối đồng hồ đo điện áp qua chuyển mạch volt

* Nguyên lý làm việc:

Khi có điện áp từ các pha L1, L2, L3, N được đưa vào chuyển mạch Volt meter chuyển chế độ đo để đo giữa pha với pha, pha với mát từ các đầu ra V1, V2 vào volt kế và hiển thị kết quả đo

4.8 Công tơ điện 3 pha 4 dây hữu công EMIC:

* Chức năng, đặc điểm

Chân đấu dây

Chuyển pha với pha

Chuyển pha với mát Tắt chuyển mạch volt

2

V

1 V

2

Hình 1.8: Hình dáng công tơ điện

Hình 1.16: Hình dạng công tơ điện hữu công

* Sơ đồ nối dây công tơ điện 3 pha 4 dây hữu công:

Hình 1.17 :Sơ đồ nối dây đồng hồ vạn năng

4.9 Công tơ điện 3 pha 4 dây vô công EMIC:

* Chức năng, đặc điểm

Hình 1.18: Hình dáng công tơ điện 3 pha 4 dây vô công

* Sơ đồ nối dây công tơ điện 3 pha 4 dây vô công:

Loại công tơ Đơn vị đo

Thông số

III Thiết bị, dụng cụ, vật tư thực hành

1 Bảng kê dụng cụ thực hành (cho một nhóm thực tập)

chú

1 Hộp dụng cụ lắp đặt và sửa chữa hệ thống

điện : Đồng hồ vạn năng, bút thử điện, tuốc

nơ vít , kìm vắt, bìm mỏ quạ, kìm bấm đầu

cốt, kìm tuốt dây, cờ lê

2.Bảng kê vật tư thực hành (cho một nhóm thực tập)

13 Công tắc tơ 10 Cái

IV Thực hành

1.Nội dung thực hành

Lắp ráp trạm biến áp có sơ đồ :

Hình 1.19: Sơ đồ nối dây trạm biến áp phân xưởng 400KVA

Hình 1.20: Sơ đồ mặt đứng trạm biến áp phân xưởng 400KVA

1.1 Lắp đặt dao cách ly

Kiểm tra dao cách ly trước khi lắp đặt, các bề mặt tiếp xúc phải nhẵn nhụi, không có màng ôxit và không được cong vênh Cách điện của dao cách ly không được nứt vỡ Kiểm tra góc quay của các má động dao cách ly phải phù hợp với số liệu của nhà máy chế tạo, điều chỉnh góc quay bằng cách thay đổi độ dài thanh đỡ của sứ chống hoặc kéo thanh liên kết giữa dao cách ly và tay truyền động Cùng với việc điều chỉnh góc quay cần kiểm tra khả năng đóng đồng thời tất cả các pha

Các bước lắp đặt:

- Lấy dấu vị trí lắp đặt dao cách ly

- Lắp đặt các chi tiết kẹp giữ hoặc kết cấu đỡ

- Nâng dao cách ly lên độ cao lắp đặt và đặt vào vị trí làm việc

- Kiểm tra dao cách ly bằng mắt và tiến hành bắt bulông vào giá đỡ, bệ đỡ

- Điều chỉnh hành trình lưỡi dao và kiểm tra các mối tiếp xúc

- Lắp đặt các bộ phận, chi tiết truyền động

- Lắp đặt các bộ tiếp điểm (các đầu nối)

- Cài nối các khớp động của dao cách ly với bộ truyền động và các bộ phận tiếp điểm

- Nối đất dao cách ly và bộ phận truyền động

- Kiểm tra, hiệu chỉnh tổng thể

25

1.2 Lắp đặt chống sét van

Các chống sét van được lắp đặt theo hai phương pháp cơ bản Có thể treo chống sét van bằng đai ôm làm bằng thép dẹt 30x3mm hoặc loại có chân đế thì được đặt trực tiếp trên các kết cấu đỡ bằng kim loại và được kẹp chặt bằng bulông

1.5 Lắp đặt máy biến áp (sinh viên tham khảo)

- Cố định thân máy vào xà đỡ

- Lắp đặt cánh tản nhiệt

- Lắp các sứ đầu cực máy biến áp

- Lắp bình dãn dầu và rơle hơi

- Lắp đặt ống xả và phụ kiện

- Đổ dầu vào máy biến áp và chuẩn bị đóng điện

Các kích thước lắp đặt xem hình vẽ và bảng số liệu:

Hình 1.21: Sơ đồ nối dâytrạm biến áp

4 Lắp đặt tủ phân phối hạ thế

Bước 1: Bố trí và lấy dấu thiết bị trên tủ điện

Bước 3 : Đấu nối dây

+ Đấu nối Aptomat tổng và các Aptomat nhánh bằng thanh cái đồng như hình vẽ + Đấu nối biến dòng điện với các đồng hồ đo công suất hữu công, vô công, Ampekế

+ Đấu nối các đồng hồ đo công suất hữu công, vô công với đầu ra của Aptomat tổng

+ Đấu nối đồng hồ đo điện áp với chuyển mạch vôn

Bước 4 : Kiểm tra mạch:

+ Dùng đồng hồ vạn năng kiểm tra cách điện của tủ, cách điện của các phần tử + Dùng đồng hồ vạn năng kiểm tra trạng thái không điện của mạch

Bước 5: Đấu nối nguồn cấp cho tủ

+ Đưa các thiết bị đóng cắt về trạng thái cắt

+ Đấu nguồn cấp cho tủ

+ Đóng thiết bị đóng cắt

+ Kiểm tra đầu ra của thiết bị

Bước 5 : Đấu nối tải

+ Cắt tủ ra khỏi nguồn

+ Đấu nối tải với đầu ra của tủ

+ Cấp lại nguồn cho tủ

+ Đóng các Aptomat để cấp nguồn cho tải

Bước 6: Quan sát và ghi lại các thiết bị đo lường

+ Theo dõi các đồng hồ đo điện áp, dòng điện để đo điện áp các pha UA;UB;UC; điện áp dây UAB; UBC; UCA

+ T heo dõi các Ampe kế đo dòng điện các thanh cái

+ Đồng hồ hữu công đo điện năng tiêu thụ trên thanh cái

+ Đồng hồ vô công đo điện năng phản kháng tiêu thụ trên thanh cái

3 Dạng sai hỏng thường gặp, nguyên nhân, biện pháp khắc phục

1 Ngược chiều Ap to mat Aptomat lắp không

Đấu nối trạm biến áp phân xưởng có sơ đồ như sau:

Hình 1.21: Sơ đồ nối dây trạm biến áp phân xưởng 350KVA

V Kiểm tra đánh kết quả trình thực hành

Tố i đa

Đảm bảo thẩm mỹ Thuận tiện thao tác

5

5

5

Lắp đặt đấu nối đúng các thiết điều khiển, đo lường : cầu chì, ap to mat, máy biến dòng, máy biến áp

10

10

Trạng thái mạch được giám sát

10

5

1 Thao tác vận hành mạch Vận hành được tủ phân phối hạ áp 10

2 Phân tích hoạt động mạch Phân tích đúng hoạt động sơ đồ nối

BÀI 2: LẮP ĐẶT TỦ PHÂN PHỐI, TỦ ĐỘNG LỰC, TỦ ĐO LƯỜNG

I Mục tiêu học tập

1.Kiến thức

- Phân tích được sơ đồ nối dây tủ điện phân phối, tủ động lực và tủ đo lường

- Hiểu được quy trình lắp ráp các phần tử điện phân phối, tủ động lực và tủ đo lường

2 Kỹ năng

- Thao tác lắp ráp, hiê ̣u chỉnh và vâ ̣n hành các phần tử thuộc điện phân phối,

tủ động lực và tủ đo lường đúng trình tự đạt yêu cầu về kỹ thuật, mỹ thuật, kinh tế, thời gian

3 Thái độ

- Nghiêm túc học tập, tích cực luyện tập

- Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị

II Lý thuyết liên quan

1 Tủ phân phối, tủ động lực và tủ đo lường trong mạng điện hạ áp

* Tủ phân phối bao gồm các thiết bị đóng cắt, bảo vệ (Attô mát, cầu chì ) thực hiện các chức năng chính:

- Phân phối điện năng từ mạng điện hạ áp đến các tải tiêu thụ

- Bảo vệ tải khi có sự cố rò điện, quá áp, sụt áp, mất pha

- Hệ thống đèn báo pha khi có sự cố mất pha bằng các đèn báo pha

- Hệ thống thanh cái nối với các tủ thiết bị hạ áp khác trong hệ thống tủ

* Tủ động lực bao gồm các thiết bị điều khiển tự động ( Relay, contactor…) thực hiện các chức năng chính:

- Đóng cắt mạch điện hạ áp khi lưới điện đang làm việc bình thường, tự động ngắt

hệ thống khi có các sự cố ngắn mạch, mất pha, quá áp trong hệ thống điện

- Hệ thống thanh cái nối với các tủ thiết bị hạ áp khác trong hệ thống tủ

* Tủ đo lường bao gồm các thiết bị đo ( volt kế, ampe kế, watt kế, đồng hồ hiển thị) thực hiện các chức năng chính:

- Báo pha qua đèn báo pha

- Đo dòng điện, điện áp của mạch điện máy cắt sau tủ đóng cắt

- Đo công suất vô công và công suất hữu công của tải

- Đo điện áp, dòng điện, công suất phản kháng, tần số, công suất bằng đồng hồ

Trong một hệ thống cung cấp điện các tủ này có thể lắp riêng lẻ hoặc lắp tập trung tại trung tâm điều hành hệ thống

2 Phần tử cơ bản của tủ phân phối, tủ động lực và tủ đo lường

Đặc điểm chung của tủ :

- Tủ được thiết kế để có thể lắp đặt được trong nhà hoặc ngoài trời

- Khung tủ được làm bằng tole dày có kết cấu chắc chắn

Tiếp điểm thường đóng

Vỏ bảo vệ

liên kết giữa các khối điều khiển khác nhau, thực hiện thao tác logic theo một quá trình công nghệ

* Rơle thời gian:

- Rơle thời gian có chức năng định thời gian hoạt động của sơ đồ rơle bảo vệ, để

chống tác động nhầm, đảm bảo yêu cầu chọn lọc cho các loại sơ đồ bảo vệ

Hình 2.4: Hình dáng rơ le thời gian

* Rơle trung gian:

- Rơle trung gian làm nhiệm vụ khuyếch đại các tín hiệu điều khiển trong sơ đồ điều

khiển rơle trung gian thường nằm ở vị trí trung gian giữa hai rơle khác nhau

Hình 2.5: Hình dáng rơ le trung gian

2.4 Thiết bị đo lường

2.4.1 Máy biến dòng TI (mục 4.4 Bài 1 )

2.4.2 Ampe kế: (mục 4.5 Bài 1 )

2.4.3 Vôn kế: (mục 4.6 Bài 1 )

2.4.4 Chuyển mạch Volt(mục 4.7 Bài 1 )

2.4.5 Công tơ điện 3 pha 4 dây hữu công EMIC: (mục 4.8 Bài 1)

2.4.6 Công tơ điện 3 pha 4 dây vô công EMIC: (mục 4.8 Bài 1)

III Thiết bị, dụng cụ, vật tư thực hành

1 Bảng kê dụng cụ thực hành (cho một nhóm thực tập)

chú

1 Hộp dụng cụ lắp đặt và sửa chữa hệ thống

điện : Đồng hồ vạn năng, bút thử điện, tuốc

nơ vít , kìm vắt, bìm mỏ quạ, kìm bấm đầu

cốt, kìm tuốt dây, cờ lê

2.Bảng kê vật tư thực hành (cho một nhóm thực tập)

15 Đèn báo 10 Cái

IV Thực hành

1 Lắp ráp tủ phân phối, tủ động và tủ đo lường

Thực hiện lắp ráp phân phối, tủ động và tủ đo lường trên tủ điện kích thước 400x600x200

Hoạt động của tủ: Tủ có chức năng nhận nguồn cung cấp từ phía nguồn tới Áp

tô mát CB1,cung cấp cho hệ thống tải qua các Cb2, CB3 Trị số dòng, áp, công suất hữu công, công suất vô công được đo và giám sát qua Ampe met, Volt met, KWr, và KVarh

Hình 2.6 Sơ đồ đấu dây tủ

Hình 2.7 Sơ đồ đấu TI

Hình 2.8 Sơ đồ đấu mạch đo công suất tác dụng, công suất phản kháng

Hình 2.9 Sơ đồ đấu ampe mét và volt mét

a)Bên ngoài tủ b)Bên trong tủ

Hình 2.10 : Sơ đồ bố trí thiết bị trong và ngoài tủ điện

+ Gá lắp Atomat, công tắc tơ trên thanh gài

Bước 3 : Đấu nối dây

+ Đấu nối Áp tô mát tổng và các Áp tô mát nhánh bằng thanh cái đồng như hình

vẽ

+ Đấu nối biến dòng điện với các đồng hồ đo công suất hữu công, vô công, Ampekế

+ Đấu nối các đồng hồ đo công suất hữu công, vô công với đầu ra của Áp tô mát tổng

+ Đấu nối đồng hồ đo điện áp với chuyển mạch vôn

Bước 4 : Kiểm tra mạch:

+ Dùng đồng hồ vạn năng kiểm tra cách điện của tủ, cách điện của các phần tử + Dùng đồng hồ vạn năng kiểm tra trạng thái không điện của mạch

Bước 5: Đấu nối nguồn cấp cho tủ

+ Đưa các thiết bị đóng cắt về trạng thái cắt

+ Đấu nguồn cấp cho tủ

+ Đóng thiết bị đóng cắt

+ Kiểm tra đầu ra của thiết bị

Bước 5 : Đấu nối tải

+ Cắt tủ ra khỏi nguồn

+ Đấu nối tải với đầu ra của tủ

+ Cấp lại nguồn cho tủ

+ Đóng các Áp tô mát để cấp nguồn cho tải

Bước 6: Quan sát và ghi lại các thiết bị đo lường ()

+ Theo dõi các đồng hồ đo điện áp, dòng điện để đo điện áp các pha UA;UB;UC; điện áp dây UAB; UBC; UCA

+ Theo dõi các Ampe kế đo dòng điện các thanh cái

+ Đồng hồ hữu công đo điện năng tiêu thụ trên thanh cái

+ Đồng hồ vô công đo điện năng phản kháng tiêu thụ trên thanh cái

+ Ghi lại kết quả đo được vào bản báo cáo

………

3 Thực hành ghi thông số và tính toán các đại lượng, hệ số

Theo dõi hộ tiêu thụ trong một ngày đêm, ghi thông số vào bảng số liệu

Căn cứ vào bảng số liệu ghi được tính toán các tham số:

- Lượng điện năng tiêu thụ trong ngày

- Trị số phụ tải cực đại Pmax

1.3 Các dạng sai hỏng thường gặp, nguyên nhân và biện pháp khắc phục

TT Dạng sai hỏng Nguyên nhân Biện pháp khắc phục

1 Khi cấp nguồn cho

tải, tủ có tiếng kêu to

Aptomat gá lắp chưa chắc chắn