Xem mẫu
- Giảng viên hướng dẫn
Sinh viên:
Nguyễn khoa Thuận Lê Ngọc Tấn
Lớp: 11CDDC02
- ĐẶT VẤN ĐỀ
Ngày nay dưới sự phát triển của khoa học kỹ
thuật nên các thiết bị điện được sản xuất một cách
đơn giản, gọn nhẹ, chứa nhiều tính năng hơn trước
kia rất nhiều và đặc biệt các thiết bị điện này đa số
là có thể ghép nối được với máy tính, được điều
khiển trực tiếp trên máy tính hoặc được điều khiển
từ xa thông qua bộ điều khiển bằng tay, áptômát
cũng là một trong những thiết bị đó.
- I/ KHÁI NIỆM VÀ CÔNG DỤNG
1.Khái quát
Áptomat (máy cắt_CB) là thiết bị khí cị điện dùng để đóng
cắt mạnh điện (một pha, ba pha).
2.Công dụng
CB được quy định ở tiêu chuẩn IEC 947 như sau: là thiết bị đóng
cắt ở điều kiện bình thường, aptomat có khả năng cho dòng điện chạy
qua và trong các điều kiện bất thường do ngắn mạch phải có khả năng
chịu dòng điện trong khoảng thời gian xác định và cắt chúng.
CB cho phép tác động bằng tay phu thuộc hoặc hoặc độc lập
cũng như bằng cơ cấu tích lũy năng lượng. CB cho phép tác động bằng
tay, độn cơ hoặc bằng bộ nhã như hở mạch, quá dòng, điện áp thấp,
công suất hoặc dòng điện ngược. Hình sạng bên ngoài của nột náy cắt
phổ biến
- Hình 1.1. Hình dạng bên ngoài của máy cắt MCCB
- 3.Yêu cầu
Phải chọn thỏa mãn ba yêu cầu sau:
Chế độ làm việc ở định mức của CB phải là chế độ làm việc
dài hạn, nghĩa la trị số dòng điện định mức chạy qua CB là lâu tùy ý.
Mặt khác, mạch của dòng điện CB phải chịu được dòng điện lớn ( khi
cí ngắn mạch) lúc các tiếp điểm của nó đã đóng hay đang đóng.
CB phải ngắt được trị số dòng điện ngắn mạch lớn., có thể vài
chục KA. Sau khi ngắt dòng điện ngắn mạch , CB đảm bảo vẫn lam
việc tốt ở trị số dòng điện định mức.
Để nâng cao tính ổn định nhiệt và điện động của các thiết bị
điện, hạn chế sự phá hoại do dòng điện ngắn mạch gây ra, CB có thờ
gian cắt bé. Muốn thường phải kết hơp lực thao tác cơ học với thiết bị
dập hồ quang điện bên trong CB.
- II/ PHÂN LOẠI VÀ CẤU TẠO
1. Cấu tạo
Hình 2.1. Cấu tạo bên trong của CB
1. Vỏ hộp 4. Cơ cấu tác động cơ khí
2. Tiếp điểm 5. Móc bảo vệ
3. Bộ dập hồ quang
- 1.1. Vỏ hộp
Là một kết cấu cách điện để lắp các thiết bị của một CB. Vật
liệu thường đươc sử dụng là nhựa chịu nhiệt như thủy tinh, polime. Cấu trúc của
các vật liệu phụ thuộc vào các thông số định mức của CB như điện áp định mức,
dòng điện định mức, khả năng cắt và kích cỡ vật lý của CB.
1.2. Tiếp điểm
Tiếp điểm cua CB thường có cấu tạo ngón . Kết cấu này có hai ưi điểm đó
là:
Khi đóng mở co một khỏang thơì gian tiếp điểm động tỳ và trượt lên tiếp điểm tĩnh
tạo điều kiện cho các chất bẩn trên bề mặt tiếp điểm bị cạo sạch.
Nhưng ưu điểm lớn nhất của tiếp điểm dạng này là khi ngắn mạch, ngoài khả lực
kéo về của lò xo phản hồi còn có thêm hai lực điện động t ạo bởi hai dòng đi ện song
song ngược chiều tring hai tiếp điểm tĩnh và động.
Hình 2.2. Kết cấu tiếp điểm của CB
- 1.3. Buồng dập hồ quang
Khi cắt mạch hồ quang phát sinh ở tiếp điểm sinh ra nhiệt có
thể làm hư hỏng các tiếp điểm mặt khác quá trình ion hóa do hồ quamg
có thể có áp suất cao làm hư hỏng các bộ phạn khác và vỏ của CB.
Cấu trúc của buồng dập hồ quang thường hình chữ U được làm
bằng nhiều lá thép lại để chia nhỏ hồ quang , khuếch tán năng lượng
hồ quang và dập tắt hồ quang nhanh chóng.
- 1.4. Cơ cấu tác động cơ khí
Gồm các bộ phận cơ khí giúp cho việc đóng mở bằng tay của tiếp điểm. Có
ba trạng thái tác động bằng tay: đóng (ON), mở (OPEN) , và trạng thái cau tác đ ộng
bảo vệ.
Thao tác đóng mở bằng tay được trình bày như a,b hình 2.5
a. Trạng thái đóng tiếp điểm b. Trạng thái mở tiếp điểm
Hình 2.5. Hoạt động bằng tay của cơ cấu cơ khí
- 1.5. Cơ cấu bảo vệ
Đây là trung tâm của một CB, la các phần tử mà nhờ nó việc tác đ ộng t ự đ ộng c ủa
CB được thực hiện. CB sẽ tác dộng trong các trường hợp sau: khi nhấn nút “PUSH
TO TRIP” , khi thành phần cản biến quá dòng bằng lưỡng kim hay cu ộn dây điện t ừ
tác động (đối với CB thông thường), hoặc tác động khi có sự cố chậm vỏ (ELCB,
RCCB),…
Hình 2.6. Cấu tạo của một móc bảo vệ
- III/ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC
1. Sơ đồ làm việc của CB dòng điện cực đại
Hình 2.7. Nguyên lý làm việc của máy cắt quá dòng cực đại
Ở trạng thái bình thường sau khi đóng điện, CB được giữ ở trạng thái đóng
tiếp điểm nhờ móc hai khớp với ba khớp cùng một cụm với tiếp điểm động. Bật CB
ở trạng thái ON, với dòng điện định mức nam châm điện 5 và phần ứng 4 không hút.
Khi mạch điện quá tải hay ngắn mạch, lực hút điện từ ở nam châm 5 lớn
hơn lực lò xo 6 làm cho nam châm điện 5 sẽ hút phần ứng 4 xuống làm b ật nhã móc
3, móc 5 được thả tự do, lò xo 1 được thả lỏng, kết quả các tiếp điểm của CB được
mở ra, mạch điện bị ngắt.
- 2. Nguyên lý làm việc của CB điện áp thấp
Hình 2.8. Nguyên lý làm việc của máy cắt điện áp thấp
Bật CB ở trạng thái ON, với điện áp định mức nam châm điện 1 và phần ứng 6
hút lại với nhau. Khi sụt áp quá mức, nam châm điện 1 sẽ nhã phần ứng 6, lò xo 3
kéo móc 2 bật lên, móc 5 thả ự do thả lỏng, lò xo 4 được thả lỏng, kết qu ả CB
được mở ra, mạch điện bị ngắt.
- 3. Đặc tính và lựa chọn
3.1 Đặc tính đường cong làm việc của CB
Đường đặc tính CB có thể phân tich làm hai phần:
Phần trên: từ A đến C, bảo vệ đối với quá tải , được đảm bảo thực hiện bởi
lưỡng kim nhiệt.
Phần dưới: từ C đến D, bảo vệ đối với ngắn mạch, được đảm bải thực hiện
bởi cuộn dây điện .
Các hệ thống điện từ cũng nhằm đảm bảo hai loại bải vệ này.
Hình 2.9 đường biểu diển dòng làm việc của CB với thời gian t = f(x.In)
A. Đường cong tối thiểu B. Đường cong tối đa
- 3.1 Điều kiện lựa chọn
Việc lựa chọn một CB tùy thuộc vào các điều kiện sau:
- Các đặc tính điện của lưới điện ma nó đặt vào.
- Môi trường sử dụng của thiết bị, nhiệt độ xung quanh, vị trí lắp đặt.
- Khả năng tạo và cắt dòng ngắn mạch.
- Các yêu cầu khai thác
- Các đặc tính tải.
- Các quy tắc lắp đặt, đặ biệt là người bảo vệ.
- Do đó CB được chon theo các điều kiện cơ bản sau:
UđmCB >= UđmLD
IdmCB >= Itt
IcdmCB >= IN
Với lưới hạ áp vì ngắn mạch xa nguồn:
Để tính ngắn mạch hạ áp, cho phép lấy kết qảu gần đúng bằng cách cho trạm biến
áp phân phối là nguồn, trong tổng trở ngắn mạch chỉ cần kể từ tổng trở biến áp t ới
điểm cần tính ngắn mạch.
Tổng trở biến áp quy về hạ áp các định theo công thức sau:
- IV/ MÁY CẮT CHÓNG DÒNG ĐIỆN RÒ
1. Chức năng.
Máy chắt chóng dòng điện rò(RCCB) được dùng để chóng dòng điện rò cho các loại
hệ thống điện của hộ sử dụng điện(HTD- SDĐ) từ đơn giản đến phức tạp, và bảo
vệ chống dòng điện rò các loại phụ tải điện khác nhau. Tuy nhiên, các loại R đ ều có
2 chức năng:
- Chức năng thứ nhất: bảo vệ chống quá tải, chống ngắn mạch của phụ t ải
điện và HTĐ –SDĐ. Đối với chức năng này, nguyên tắc hoạt đ ộng giống như
nguyên tắc hoạt động của CB.
- Chắc năng thứ 2: Bảo vệ chống dòng điện rò cho các phụ tải điện và HTĐ –
SDĐ. Như vậy RCCB cũng là loại thiết bị bảo vệ, nhưng có tác dụng bảo vệ toàn
diện hơn so với CB.
Hình 4.1 Máy cắt chóng dòng rò
RCCB
- 2.Đặc điểm cấu tạo của RCCB.
Thông thường các loại RCCB có các bộ phận chính như sau:
- Bộ phận đóng – cắt mạch: có chức năng bảo vệ chống quá tải và chống
ngắn mạch. Chúng có cấu tạo nguyên lý hoạt động giống như CB.
- Bộ chức năng chóng dòng điện rò: bộ phận náy có 2 cơ cấu chủ yếu là cơ
cấu phát hiện dòng điện rò và cơ cấu so sánh và khuếch đại dòng điện rò.
Đối với RCCB cod bộ phận chức năng chống dòng điện rò đơn giản:
Trường hợp này, bộ phận chức năng chóng dò điện rò có kết cấu rất gọn và được
lắp đặt trong CB. Đối với RCCB có dòng điện làm việc định mức dưới 1000A và bộ
chức năng chóng dòng diện rò đơn giản, có hình dáng và kích cở giống hình dáng và
kích cở của CB với dòng điện làm việc định mức tương đương. Loại này được gọi
là RCCB tích hợp.
Đối với RCCB có bộ phận chức năng chống dòng điện rò phức tạp.
Thông thường, các RCCB có dòng điện làm việc định mức vài trăm ampe trở lên và
bộ phận chức năng chống dòng điện rò phức tạp điều chỉnh được giá trị đặt trước
dòng tác động rò và điều chỉnh được thời gian trể khi RCCB tác động thì bộ phận
chức năng chóng dòng điện rò được tạo thành hai khối riêng biệt: máy biến dòng rò
(ZCT), và rơle dòng rò(ELR); và được lắp đặt ngoài CB. Loại RCCB này được gọi là
RCCB kết hợp.
- 3.Sơ đồ nguyên lý hoạt động
Trên hình 4.1 trình bày sơ đồ nguyên lý hoạt động của RCCB tích hợp 3
cực. Khi không có dòng điện rò I, tổng dòng điện 3 pha A, B, C đi
xuống qua ZCT bằng không.
Khi xuất hiện dòng điện rò ở một pha bất kỳ, vì dòng điện rò chỉ đi qua
ZCT một lần rồi xuông đất (hoặc trở về dây trung tính “ bảo vệ PE), khi đó tổng
dòng điện di qua ZCT bằng dòng điện rò I.
Nếu dòng điện rò I lớn hơn giá trị dòng tác động rò danh định Im thì dòng
cảm ứng thứ cấp I2 sau khi qua rơle dòng rò (ERL) được khuếch đại và truyền đến
mạch điều khiển của CB làm tác động cắt mạch dây cấp điện.
Hình 4.2 Nguyên lý hoạt động của RCCB tích hợp 3 cực
nguon tai.lieu . vn