Đề Cương ôn Tập Khí Cụ điện - Tài Liệu Text - 123doc

Có thể bạn quan tâm

Tải bản đầy đủ (.pdf) (13 trang)

Trang chủ

Kỹ Thuật - Công Nghệ

Điện - Điện tử

Đề cương ôn tập Khí cụ điện

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.34 MB, 13 trang )

1. Phân loại khí cụ điện. Yêu cầu cơ bản đối với khí cụ điện nói chung là gì? Các chế độlàm việc của khí cụ điện.a. Phân loại- Nhóm khí cụ điện khống chế: dùng để đóng cắt, điều chỉnh tốc độ, chiều quay của các máyphát điện, động cơ điện (như cầu dao, MCCB, MCB, contactor).- Nhóm khí cụ điện bảo vệ: làm nhiệm vụ bảo vệ các động cơ, máy phát điện, lưới điện khicó sự cố quá tải, ngắn mạch, sụt áp,… (như relay, cầu chì, máy cắt,…).- Nhóm khí cụ điện tự động điều khiển từ xa: làm nhiệm vụ thu nhận, phân tích và khốngchế sự hoạt động của các mạch điện (như khởi động từ).- Nhóm khí cụ điện hạn chế dịng điện ngắn mạch (như điện trở phụ, cuộn kháng).- Nhóm khí cụ điện làm nhiệm vụ duy trì ổn định các tham số điện (như ổn áp, bộ tự độngđiều chỉnh điện áp máy phát,…).- Nhóm khí cụ điện làm nhiệm vụ đo lường (như máy biến dòng điện, biến áp đo lường,…).b. Yêu cầu kỹ thuật đối với khí cụ điện- Khí cụ điện phải đảm bảo sử dụng lâu dài với các thơng số kỹ thuật định mức.- Khí cụ điện phải ổn định nhiệt và ổn định lực điện động.- Khí cụ điện phải đảm bảo an tồn, làm việc chính xác, gọn nhẹ, dễ gia cơng, lắp ráp, sửachữa.- Vật liệu cách điện chịu được quá áp cho phép.- Khí cụ điện phải làm việc ổn định ở các điều kiện khí hậu và mơi trường u cầu.c. Các chế độ làm việc của khí cụ điệnChế độ làm việc lâu dài của khí cụ điện: Khí cụ điện làm việc lâu dài, nhiệt độ trong khí cụđiện bắt đầu tăng và đến nhiệt độ ổn định thì khơng tăng nũa, lúc này sẽ toả nhiệt ra mơitrường xung quanh.Chế độ làm việc ngắn hạn của khí cụ điện: Chế độ làm việc ngắn hạn của khí cụ điện làchế độ khi đóng điện nhiệt độ của nó khơng đạt tới nhiệt độ ổn định, sau khi phát nóngngắn hạn, khí cụ được ngắt, nhiệt độ của nó sụt xuống tới mức khơng so sánh được với môi trường xung quanh.Chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại của khí cụ điện: Nhiệt độ của khí cụ điện tăng lên trongkhoảng thời gian khí cụ làm việc, nhiệt độ giảm xuống trong khoảng thời gian khí cụ nghỉ,nhiệt độ giảm chưa đạt đến giá trị ban đầu thì khí cụ điện làm việc lặp lại. Sau khoảng thờigian, nhiệt độ tăng lên lớn nhất gần bằng nhiệt độ giảm nhỏ nhất thì khí cụ điện đạt đượcchế độ dừng.2. Khái niệm, quá trình phát sinh, tác hại và phương pháp dập tắt hồ quang điện xoaychiều, một chiều. Giữa hồ quang điện xoay chiều và hồ quang điện một chiều, cáinào dễ dập tắt hơn? Tại sao?- Hồ quang điện là q trình phóng điện tự lực xảy ra trong chất khí ở áp suất thường hoặc ở ápsuất thấp giữa hai điện cực có hiệu điện thể rất lớn. Trên thực tế là một dạng plasma tạo rasự trao đổi điện tích liên tục, thường đi kèm sự toả sáng và toả nhiệt mạnh.- Quá trình phát sinho Tiếp điểm có dịng điện bé, khoảng cách ban đầu giữa chúng rất nhỏ trong khi điện ápđặt vào có trị số nhất định, nên sẽ sinh ra điện trường có cường độ lớn trong khoảngkhơng gian này và điện tử từ cathode có thể bật. Hiện tượng này gọi là phát xạ tự độngđiện tử hay còn gọi là phát xạ điện nguội. Khi số điện tử này càng nhiều thì chuyển độngdưới tác dụng của điện trường sẽ làm ion hố khơng khí gây ra hiện tượng hồ quangđiện.o Tiếp điểm có dịng điện lớn, q trình phát sinh hồ quang điện sẽ phức tạp hơn. Banđầu, khi mở tiếp điểm, lực ép giữa chúng sẽ có trị số khá nhỏ nên số tiếp điểm tiếp xúcsẽ để dịng điện đi qua ít. Sự tăng đáng kể của mật độ dịng điện, có thể lên đến hàng chục nghìn A/cm2 nên tại các tiếp điểm đó, nhiệt độ của cầu chất lỏng sẽ tăng tiếp tục,sau đó bốc hơi và hồ quang điện xuất hiện trong không gian giữa hai tiếp điểm.- Tác hại:Thứ nhất, ảnh hưởng đến các thiết bị điện:o Hiện tượng phóng hồ quang điện làm các thiết bị điện bị phá huỷ. Nguyên nhân làdo sự thay đổi điện áp đột ngột, ngắn mạch hệ thống cục bộ. Cụ thể, các tiếp điểmđộng lực bị đánh mịn, hỏng hóc dưới nền nhiệt tăng cao.o Phải thay thế các thiết bị đóng cắt hằng năm, có thể với số lượng lớn sẽ gây khó khăncho doanh nghiệp.Thứ hai, ảnh hưởng đến con người:o Phóng điện hồ quang có thể gây cháy nổ, hoả hoạn làm ảnh hưởng đến sức khoẻ vàtính mạng con người.o Nếu nhìn trực tiếp vào tia lửa hồ quang có thể làm cho các tế bào niêm mạc mắt bịchết, dẫn tới đau mắt hàn. Nếu không trang bị đồ bảo hộ trong q trình hàn, có thểlàm cho các tế bào bên ngoài da bị chết, làm bong da mặt.- Cách phòng ngừa:o Cải tiến, đưa ra những sản phẩm chất lượng để tuổi thọ thiết bị được nâng cao.o Tích hợp các module cảm biển cảnh báo hoạt động một cách độc lập trong các thiếtbị đóng cắt, buồng dập hồ quang hạ thế.o Người lao động cần trang bị cho mình những thiết bị bảo hộ lao động phù hợp vàkiến thức về an toàn lao động tốt nhất.- Phương pháp dập tắt hồ quang điện:o Hạ thấp nhiệt độ hồ quang bằng cách dùng hơi khí hoặc dầu làm nguội, dùng váchngăn để hồ quang cọ xát.o Kéo dài hồ quang bằng cách dùng vách ngăn chia thành nhiều phần nhỏ và thổi khídập tắt hoặc.o Chia hồ quang thành nhiều đoạn nhỏo Dùng năng lượng của hồ quang hoặc năng lượng bên ngoài để dập tắt nỏo Tiêu thụ năng lượng hồ quang bằng cách mắc điện trở Shunt (dùng điện trở mắcsong song với hai tiếp điểm sinh hồ quang).❖ Giữa hồ quang điện xoay chiều và hồ quang điện một chiều, cái nào dễ dập tắt hơn?Tại sao?- Hồ quang điện xoay chiều do dịng điện xoay chiều có trị số 0 tức thì nên khi cường độdịng điện qua điểm 0, khe hở hồ quang khơng có dịng điện. Nếu khi dịng điện xoay chiềuqua điểm 0 rồi tăng lên, thì điện áp khôi phục trên đầu tiếp xúc không thể làm cho khe hởhồ quang chảy lại (xuyên thủng lại) thì hồ quang sẽ tắt. Nếu hồ quang cháy lại, nhưng dokhoảng cách kéo đầu tiếp xúc tăng lên khiến điện áp xuyên thủng khe hở hồ quang tănglên thì khi dòng điện xoay chiều vượt qua điểm 0 lần tiếp theo càng dễ tắt. Vì đặc tính này,hồ quang điện xoay chiều tương đối dễ tắt. Hồ quang điện một chiều do điện một chiều không có đặc tính qua điểm 0, hơn nữa nănglượng từ trường do điện cảm mạch điện tích trữ, gây ra quá áp trên đầu tiếp xúc khi kéođầu tiếp xúc ra, do đó chỉ đơn thuần kéo dài khoảng cách thì khó dập tắt được hồ quangđiện một chiều, phải lắp thêm buồng dập hồ quang.3. Tại sao khi cắm phích điện vào ổ điện ở nhà, đặc biệt là tải lớn thường phát sinh nhữngtia điện và tạo ra tiếng nổ hoặc lét đét? Đó là hiện tượng gì? Ảnh hưởng như thế nào nếuđể tình trạng này kéo dài?- Đó là hiện tượng hồ quang điện.- Ảnh hưởng:o Làm hỏng mặt tiếp xúc: Hồ quang là dạng phóng điện nhiệt độ cao, nên dễ làmrỗ, làm cháy mặt tiếp xúc. Do đó, sau một số lần đóng cắt, tiếp xúc ở mặt tiếp điểmxấu đi, làm tăng điện trỏ tiếp xúc.o Gây ra ngắn mạnh giữa các pha: Hồ quang tỏa ra từ các pha cạnh nhau sẽ bắccầu, gây ra phóng điện giữa các pha, tạo ra ngắn mạch giữa các pha. Đây là trườnghợp rất nguy hiểm, ta thường gặp khi thao tác sai, chẳng hạn dùng dao cách ly đểcắt mạch dòng điện, lúc này hồ quang rất khó dập tắt, hồ quang lan rộngo Gây hỏa hoạn và tai nạn: Hồ quang mạnh ở mơi trường có chất dễ cháy sẽ dễdàng gây ra hỏa hoạn. Nhiều trường hợp hồ quan phóng cả vào người thao tác, gâyra bỏng nặng, rất nguy hiểm.10. Trình bày các chức năng cơ bản của một mạch điều khiển động cơ- Đóng, mở các tiếp điểm của khí cụ như: contactor, relay nhiệt, timer, relay trung gian,… để bảovệ thiết bị động cơ khi xảy ra sự cố quá tải, ngắn mạch đồng thời điều khiển động cơ hoạt động:• Chạy tuần tự hoặc dừng tuần tự nhiều động cơ• Đảo chiều quay động cơ• Khởi động sao – tam giác• Khóa liên động 2 động cơ• Chạy luân phiên nhiều động cơ26. Có mấy loại relay thời gian (Timer)? Vẽ giản đồ hoạt động, giải thích và kí hiệucuộn hút (coil), tiếp điểm thường đóng, thường mở của từng loại relay thời gian.Có 2 loại relay thời gian ( Timer):- ❖ Relay thời gian tác động trễ ( On-delay relay timer):Kí hiệu:❖ Relay thời gian ngắt (dừng) trễ (Off-delay relay timer): Kí hiệu:28. Trình bày thành phần cấu tạo, chức năng chính và ngun lý hoạt động của EOCR.❖ Cấu tạo:• Biến dịng (CT).• Vi xử lý hoặc các linh kiện điện tử bán dẫn.• Bộ định thời O-time và D-time.• Cơ cấu tác động bảo vệ, các tiếp điểm (NO,NC).❖ Chức năng chính:Dùng bảo vệ quá tải, mất pha, đảo pha, kẹt rotor, ngắn mạch, mất cân bằng pha,.. bảo vệđộng cơ khỏi những hư hỏng có thể gây nguy hiểm cho con người và những thiết bị xungquanh.❖ Nguyên lý hoạt động:Tùy vào loại EOCR khác nhau mà có nguyên lý làm việc khác nhau. Nhưng đều có nguyêntắc là lấy tín hiệu dịng từ đường dây tải thơng qua CT, sau đó vi xử lý trung tâm xử lý và sosánh tín hiệu nayd với các giá trị đã cài đặt trước. Nếu phép so sánh không thỏa mãn đèn báotrạng thái lên, thực hiện tác động bảo vệ sau một khoảng thời gian được cài đặt trước.36. Trình bày cách chọn MCB cho mạch điều khiển động cơ. Kí hiệu “C1” trong hình saucó ý nghĩa gì? Nếu sửa “C1” thành “C32” thì có MCB có thay đổi gì khơng?Imcb= (1-1,4) Idm, chọn theo catalog.C1 có nghĩa là MCB có đường cong đặc tính loại C dịng định mưc là 1A, C32 dòng định mức củaMCB la 32A.37. Trình bày cách cài đặt thơng số trên MCCB bảo vệ quá tải và ngắn mạch. Đương đặc tính thể hiện khả năng cắt dịng khi bị sự cố quá tải và ngắn mạchIr: dòng điều chỉnh độ quá tảiIm: giá trị dòng điện cắt mạch trong thời gian ngắnCài đặt Ir= x In( dòng định mức)Vd:In= 2000, Io( dòng điện tải thực tế)=1000Thay đổi 2000->1000 = Ir= 0.5 In.Bảo vệ quá tảiVd : Ir= 1000, tr=1s tại 6*Ir: tức là khi có dịng 6Ir= 6000 thì tgian cắt là 1sBảo vệ ngắn mạchVd Inm= 3000 vs tr= 0.2s : khi có dịng ngắn mạch 3000a thì tgian cắt là 0.2sInm càng to tgian cắt càng nhanh (xem bảng đg cong đặc tính)41. Dựa vào đặc tính A-S, trình bày cách lựa chọn MCCB để đóng, cắt và bảo vệ cho mộtđộng cơ cảm ứng 3 pha khởi động trực tiếp. -Trước tiên, ta cần tính dịng định mức đi qua động cơ theo công thức:𝐼𝑑𝑚 =𝑃𝑑𝑚√3. 𝑈𝑑𝑚 . 𝑐𝑜𝑠𝜑. 𝜂Trong đó:-+ Cos 𝜑 là hệ số cơng suất.+ 𝜂 là hiệu suất của động cơ.Tính chọn MCCB: 𝐼𝑀𝐶𝐶𝐵 = (1 − 1,4). 𝐼𝑑𝑚Dựa vào catalog của hãng mà ta chọn MCCB có chỉ số dịng định mức lớn hơn hoặc bằngdịng 𝐼𝑀𝐶𝐶𝐵 đã tính tốn.Chọn MCCB có thời gian cắt quá tải có thể điều chỉnh được lớn hơn hoặc bằng thời giankhởi động của động.43. Trong hình sau, người ta đang điều chỉnh thơng số gì của MCCB? Thơng số đó là gì vàtại sao phải điều chỉnh?− Trong hình, người ta đang điều chỉnh thơng số Ir của MCCB.− Ir là dòng điện định mức của tải, cũng là dịng điều chỉnh bảo vệ q tải.− Mục đích điều chỉnh là để chọn dòng điện định mức phù hợp với tải. Nếu động cơ đanghoạt động bình thường thì xảy ra sự cố q tải, dịng qua động cơ đột ngột tăng cao hơngiá trị Ir sau khoảng thời gian trễ quá tải thì MCCB ngắt mạch, động cơ dừng lại. Nếu càiđặt Ir quá nhỏ so với dịng điện định mức của động cơ thì khi động cơ hoạt động bìnhthường nhưng MCCB hiểu nhầm là động cơ đang xảy ra sự cố quá tải, nếu cài đặt Ir quálớn so với dòng điện định mức của động cơ thì khi xảy ra sự cố quá tải mà MCCB vẫn chưatác động bảo vệ.46. Giải thích biểu đồ thời gian vận hành relay nhiệt điện tử sau: - Trước thời gian khởi động: động cơ chưa hoạt động nên dòng điện bằng 0.- Trong khoảng thời gian khởi động, dòng điện khởi động qua động cơ lớn hơn dòng điện cài đặtbảo vệ quá dòng nhưng chưa vượt quá thời gian khởi động D-time cài đặt nên relay không tácđộng bảo vệ, động cơ vẫn hoạt động bình thường.- Trong khoảng thời gian động cơ hoạt động bình thường, dịng điện có thể vượt q giá trị dịngđiện cài đặt bảo vệ q dịng nhưng khơng vượt q thời gian O-time cài đặt thì relay khơng tácđộng bảo vệ, động cơ vẫn hoạt động bình thường.- Trong khoảng thời gian động cơ hoạt động bình thường, đột ngột dòng điện qua động cơ lớnhơn dòng điện cài đặt cảnh báo (Alert setting) và vượt quá thời gian 1 giây thì phát tín hiệu cảnhbáo, nếu sau đó dòng điện qua động cơ tiếp tục tăng, lớn hơn dòng điện cài đặt bảo vệ quá dòng(Current setting) và vượt quá thời gian O-time thì relay sẽ tác động bảo vệ bằng cách ngắt mạch,động cơ dừng lại.47. Nêu cách chỉnh định các nút D-TIME, LOAD, O-TIME của EOCR. Giải thích giản đồhoạt động của EOCR sau, nó được sử dụng trong trường hợp quá tải như thế nào? ❖ D-TIME là thời gian trễ cho động cơ khởi động mà relay khơng ngắt nguồn, LOAD là giátrị dịng điện mà động cơ hoạt động thường xuyên trong điều kiện tốt nhất, O-TIME là thờigian tác động trễ khi gặp sự cố.❖ Cách chỉnh định các nút D-TIME, LOAD, O-TIME:- Bước 1: Trước khi khởi động động cơ, điều chỉnh các thông số O-time, Load đến mức tốiđa, D-time thông thường là 2-3s.- Bước 2: Khởi động động cơ, cho động cơ chạy bình thường. Điều chỉnh Load giảm dầncho đến khi đèn đỏ sáng lên, đây là giá trị dịng thực tế mà động cơ hoạt động bình thường.Sau đó điều chỉnh tăng Load đến khi đèn đỏ tắt (đảm bảo từ lúc đèn đỏ sáng tới lúc đèn đỏtắt phải nằm trong khoảng O-time). Lúc này dòng điện đang ở mức 103%, tiếp tục điềuchỉnh Load tăng đến khoảng 110-125%.- Bước 3: Đặt lại O-time theo đồ thị đặc tính của tải.- Bước 4: Sau khi cài đặt xong, nhấn nút reset hoặc tắt rồi cấp nguồn lại cho động cơ hoạtđộng bình thường.❖ Giải thích giản đồ:- Trong trường hợp rotor bị khóa và kẹt rotor trong lúc hoạt động:• Sau khoảng thời gian khởi động D-time đã được cài đặt, rotor của động cơ vẫn đứngn do bị khóa thì relay sẽ tác động bảo vệ động cơ bằng cách ngắt nguồn.• Khi động cơ đang hoạt động ổn định, xảy ra sự cố kẹt rotor khiến dòng điện qua độngcơ vượt quá 3 lần dòng định mức và khoảng thời gian lớn hơn 0,5 giây thì relay sẽ tácđộng bảo vệ bằng cách ngắt nguồn làm cho động cơ dừng lại. Khởi động lại relay bằngcách nhấn nút Reset hoặc tắt và cấp nguồn lại cho relay.- Trong trường hợp quá tải: khi động cơ đã hoạt động ổn định ở dòng định mức, dòng điệnqua động cơ đột ngột tăng cao hơn dòng điện định mức nhưng chưa vượt quá thời gian càiđặt bảo vệ q tải O-time thì relay khơng tác động bảo vệ, nếu vượt quá thời gian cài đặt bảo vệ quá tải O-time thì relay tác động bảo vệ, ngắt nguồn, động cơ dừng. Khởi động lạirelay bằng cách nhấn nút Reset, hoặc tự động khởi động lại sau thời gian cố định, hoặc tắtvà cấp nguồn lại cho relay.49. Giải thích các đặc tính sau. Cách điều chỉnh Ir và Im như thế nào?Đặc tính bảo vệ q dịng:+ Ở trạng thái bình thường, dịng điện hoạt động nhỏ hơn dòng Ir đã cài đặt.+ Khi xảy ra sự cố quá tải, dòng điện hoạt động lớn hơn Ir đã cài đặt, sau khoảng thời giancài đặt thì MCCB sẽ ngắt mạch bảo vệ q tải. Dịng quá tải càng lớn thì thời gian ngắtmạch diễn ra càng nhanh.+ Khi xảy ra sự cố ngắn mạch, dòng điện hoạt động lớn hơn dòng Im đã cài đặt, saukhoảng thời gian cài đặt thì MCCB sẽ ngắt mạch bảo vệ sự cố ngắn mạch.- Cách điều chỉnh Ir, Im:+ Điều chỉnh hệ số Kr sao cho Ir = Kr×In, với In là dịng điện định mức của MCCB. Giátrị Ir lớn nhất đối với hình trên là In ứng với Kr bằng 1.+ Điều chỉnh hệ số Km sao cho Im = Km×Ir, với Im là dịng điện ngắn mạch. Giá trị Imlớn nhất đối với hình trên là 10In ứng với Km bằng 10.- 50. Giải thích các đặc tính sau. Cách điều chỉnh Io, Ir và Isd. - Gọi I là dòng điện qua động cơ khi hoạt động.- Nếu Ir < I < Im: xảy ra sự cố quá tải động cơ, nếu dòng này duy trì đến lúc vượt quá khoảngthời gian ngắt mạch bảo vệ quá tải (tr) thì MCCB sẽ ngắt mạch.- Nếu Im < I < Iinst: xảy ra sự cố ngắn mạch, nếu dịng này duy trì đến lúc vượt q khoảng thờigian ngắt mạch bảo vệ ngắn mạch (tm) thì MCCB sẽ ngắt mạch.(tr > tm)- Nếu I > Iinst: xảy ra sự cố ngắn mạch với dòng điện rất lớn. Khi vượt q dịng điện Iinst thì sựngắt mạch diễn ra gần như tức thời.❖ Điều chỉnh:- Io: giá trị dòng điện thực sự qua tải. Điều chỉnh hệ số Ko sao cho: Io = Ko×In, với In là dòngđịnh mức của MCCB.- Ir: giá trị dòng điện bảo vệ quá tải. Điều chỉnh hệ số Kr sao cho: Ir = Kr×Io.- Isd: giá trị dịng điện bảo vệ ngắn mạch. Điều chỉnh hệ số Ksd sao cho:Isd = Ksd×Ir.