TRƯỜNG CAO ĐẲNG XÂY DỰNG SỐ KHOA XÂY DỰNG – BỘ MÔN MÁY XÂY DỰNG BÀI GIẢNG CHUNG ĐIỆN CƠNG TRÌNH Hà nội 5.2013 LỜI MỞ ĐẦU Trường cao đẳng xây dựng, tháng năm 2013 “Điện cơng trình” môn học xây dựng tảng môn học Kỹ thuật điện, cung cấp điện, hệ thống điện áp dụng cho học sinh khối ngành xây dựng, môn học tập trung sâu nghiên cứu vấn đề liên quan đến hệ thống cung cấp, trang bị điện chống sét cho cơng trình xây dựng dân dụng công nghiệp Với chủ trương chung Đảng ủy – Ban giám hiệu Nhà trường, việc dạy học cần sát với thực tiễn ngành xây dựng, môn máy xây dựng xây dựng thành công giảng chung cho môn học “Điện cơng trình” Bài giảng chung “Điện cơng trình” nhằm giúp cho giảng viên thống nội dung, kiến thức giảng dạy bên cạnh chủ yếu nhằm làm tư liệu học tập cho học sinh, thời lượng học tập lớp hạn chế, hy vọng với sáng tạo tư độc lập học sinh giảng chung củng cố thêm kiến thức cần thiết Bài giảng chung “Điện cơng trình” soạn in lần nên không tránh khỏi hạn chế, mong bạn đọc góp ý kiến gửi môn máy xây dựng để giảng ngày hồn chỉnh Thay mặt mơn, nhóm biên soạn gồm Ths.Ks Lê Anh Đức, Ths.Ks Nguyễn Trường Sinh trân trọng cảm ơn [1] CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN TRONG XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP I Tổng quan hệ thống điện: Ngày nói đến hệ thống lượng, thơng thường người ta thường hình dung hệ thơng điện, khơng phải tượng ngẫu nhiên mà chất vấn đề Lý chỗ lượng điện có ưu sản xuất, khai thác truyền tải, toàn lượng khai thác tự nhiên người ta chuyển đổi thầnh điện trước sử dụng Từ hình thành hệ thống điện nhằm truyền tải, phân phối cung cấp điện đến hộ sử dụng điện Một số đặc điểm điện năng: + Dễ chuyển hoá thành dạng lượng khác (quang, nhiệt, năng…) + Dễ truyền tải truyền tải với hiệu suất cao + Khơng có sắn tự nhiên, khai thác chuyển hoá thành điện Ở nơi sử dụng điện lại dễ dàng chuyển thành dạng lượng khác Ngày phần lớn lượng tự nhiên khác khai thác chỗ đổi thành điện (Ví dụ Nhà máy nhiệt điện thường xây dựng nơi gần nguồn than; nhà máy thủy điện gần nguồn nước…) Đó lý xuất hệ thống truyền tải, phân phối cung cấp điện mà thường gọi hệ thống điện + Điện sản xuất ra, nói chung khơng tích trữ Vì thời điểm luôn phải đảm bảo cân lượng điện sản xuất với điện tiêu + Quá trình điện xảy nhanh + Điện nguồn luợng ngành: CN nặng, CN nhẹ điều kiện quan trọng để phát triển đô thị khu dân cư Định nghĩa: Hệ thống điện bao gồm khâu sản xuất điện năng; khâu truyền tải; phân phối cung cấp điện đến tận hộ dùng điện [2] “Cơng trình điện” hiểu tổ hợp cơng trình xây dựng vật kiến trúc, trang thiết bị để phát điện, truyền tải phân phối điện Cơng trình điện bao gồm nhà máy, tổ máy phát điện, trạm biến áp, đường dây dẫn điện trang thiết bị đồng kèm theo II Nguồn điện: Nguồn điện thiết bị phát điện Về nguyên lý, nguồn điện thiết bị biến đổi dạng lượng năng, hóa năng, nhiệt thành điện Các dạng nguồn điện TỶ LỆ NGUỒN PHÁT ĐIỆN NĂM 1997 (EVN) Thủy điện Hịa Bình (36,6%) NĐ Than (17,36%) TBK Gas (10,29%) Diezel (1,2%) TBK Dầu (4,96%) Thủy điện khác (23,26%) [3] NĐ Dầu (5,26%) Nhà máy thủy điện Hịa Bình Hồ thượng lưu Hồ hạ lưu 3.Đập ngăn Đường ống dẫn nước áp lực Hợp tuốc bin – Máy phát Cửa xả nước sau tuốc bin Ưu, nhược điểm nhà máy thủy điện 3.1 Ưu điểm - Công suất nhà máy tùy thuộc vào lực nguồn nước, từ vài MW đến hàng trăm hàng ngàn MW - Tính linh hoạt vận hành cao, vài phút huy động hết cơng suất nhà máy - Số lượng người quản lý vận hành không nhiều, chất thải sạch, - Kết hợp phát điện với điều tiết thủy lợi, phát triển giao thông, du lịch [4] 3.2 Nhược điểm - Phải ngăn sông tạo hồ nước lớn trải rộng dọc theo lưu vực sơng làm thay đổi tất hệ sinh thái vùng Thay đổi tập quán sinh họat, lao động văn hóa quần cư lưu vực -Khai thác công suất phụ thuộc vào thủy chế hồ chứa, thời tiết khí hậu năm -Hoạt động nhà máy phụ thuộc nhiều vào ngành liên quan thụ động III Mạng lưới điện Điện sau sản xuất từ nguồn phát truyền tải - cung cấp phân phối tới hộ tiêu thụ điện nhờ mạng lưới điện Hệ thống điện bao gồm toàn khâu phát điện - truyền tải - cung cấp - phân phối đến hộ tiêu thụ điện Mạng lưới điện bao gồm hai phận chủ yếu: Đường dây tải điện trạm biến áp khu vực Mạng điện xí nghiệp có phạm vi nhỏ, bao gồm có trạm biến áp mạng phân phối điện đến thiết bị dùng điện xí nghiệp Cấp điện áp định mức mạng điện chọn cao cơng suất truyền tải độ dài truyền tải lớn Cấp điện áp định mức cao vốn đầu tư xây dựng chi phí vận hành tính phức tạp mạng điện tăng theo Do ứng với lượng cơng suất khoảng cách truyền tải định, để chọn cấp điện áp định mức cho hợp lý ta phải giải toán so sánh kinh tế kỹ thuật IV Hệ dẫn điện Hệ dẫn điện tập hợp dây dẫn điện, cáp điện với kết cấu, chi tiết kẹp, đỡ bảo vệ liên quan tới chúng, lắp đặt theo quy phạm Hệ dẫn điện phân loại sau: Hệ dẫn điện hở hệ dẫn điện lắp đặt bề mặt tường, trần nhà, kèo phần kiến trúc khác tồ nhà cơng trình, cột điện Đối với hệ dẫn điện [5] hở, áp dụng phương pháp lắp đặt dây dẫn cáp điện sau: trực tiếp mặt tường, trần nhà v.v dây đỡ, dây treo, puli, vật cách điện, ống, hộp, ống mềm kim loại, máng, gờ chân tường ốp kỹ thuật điện, treo tự v.v Hệ dẫn điện hở cố định, di động di chuyển Hệ dẫn điện kín hệ dẫn điện lắp đặt bên phần kiến trúc tồ nhà cơng trình (tường, nền, móng, trần ngăn), trần ngăn làm sàn, trực tiếp bên sàn tháo Đối với hệ dẫn điện kín, áp dụng phương pháp sau để lắp đặt dây dẫn cáp điện: ống, ống mềm kim loại, hộp, mương kín khoảng trống kết cấu xây dựng, rãnh trát vữa, khối liền kết cấu xây dựng V Phụ tải điện Dữ kiện tối quan trọng toán thiết kế cung cấp điện phụ tải điện Việc xác định xác giá trị phụ tải cho phép lựa chọn thiết bị sơ đồ cung cấp điện, đảm bảo tính kinh tế, kỹ thuật hệ thống cung cấp điện Các nhân tố cơng suất, loại vị trí thiết bị tiêu thụ cho phép xác định cấu trúc sơ đồ tham số phần tử hệ thống cung cấp điện Thường kiện toán thiết kế cho biết công suất đặt thiết bị tiêu thụ điện, nhiên đốt nóng phần tử thiết bị điện phụ thuộc vào chệ độ làm việc hộ dùng điệnn cần phải xem xét phụ tải theo dịng điện I, cơng suất tác dụng P, cơng suất phản kháng Q cơng suất tồn phần S Việc lựa chọn thiết bị, phần tử hệ thống cung cấp điện thực dựa kết tính tốn phụ tải Sai số tốn xác định phụ tải dẫn đến việc lựa chọn sơ đồ thiếu xác, dẫn đến giảm sút tiêu kinh tế, kỹ thuật hệ thống cung cấp điện Nếu kết tính tốn lớn so với giá trị thực dẫn đến lãng phí vốn đầu tư, thiết bị lựa chọn không làm việc hết công suất, dẫn đến hiệu thấp; Nếu kết tính tốn nhỏ giá trị thực, dẫn đến làm việc tải thiết bị, không sử dụng hết khả thiết bị công nghệ, làm giảm suất, làm tăng tổn thất điện giảm tuổi thọ thiết bị điện Như toán xác định phụ tải giai đoạn tối quan trọng trình thiết kế cung cấp [6] điện Tuy nhiên, việc xác định xác giá trị phụ tải khơng thể, có nhiều nhân tố ảnh hưởng đến chệ độ tiêu thụ điện, dó có nhân tố tác động ngẫu nhiên Nhìn chung sai số cho phép toán khoảng ± 10% Các tham số quan trọng tham gia q trình tính tốn phụ tải là: - Cơng suất định mức công suất thiết bị ứng với với điều kiện chuẩn nhà máy chế tạo ghi hộ chiếu thiết bị Đối với động điện, công suất định mức ghi nhãn hiệu máy, cơng suất trục Đối với thiết bị làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại, tính tốn, cơng suất định mức quy chế độ làm việc dài hạn ứng với hệ số tiếp điện định mức εn: P’n = Pn ε Ở P’n công suất định mức quy chế độ làm việc dài hạn; εn- hệ số tiếp điện định mức - Công suất tiêu thụ trung bình khoảng thời gian xét t xác định từ biểu thức sau: Ptb = Ar ; t Ar - điện tác dụng phản kháng tiêu thụ khoảng thời gian t Công suất tiêu thụ trung bình đóng vai trị quan trọng việc phân tích chế độ, xác định phụ tải tính tốn tổn hao điện - Công suất cực đại công suất lớn xuất khoảng thời gian xét Phân biệt hai loại công suất cực đại: * Công suất cực đại ổn định (PM) công suất tiêu thụ lớn tác động khoảng thời gian không 30 phút Đây công suất để đánh giá chế độ làm việc chọn thiết bị điện theo điều kiện đốt nóng cho phép * Cơng suất cực đại đỉnh nhọn - Pđnh công suất lớn xuất khoảng thời gian ngắn (ví dụ khởi động động cơ) Người ta vào giá trị phụ tải để kiểm tra dao động điện áp, điều kiện tự khởi động động cơ, chọn dây chảy tính dịng điện khởi động rơle bảo vệ Ngoài trị số phụ tải đỉnh nhọn, người ta quan tâm đến số lần xuất nó, tần số xuất lớn mức độ ảnh [7] hưởng tới làm việc bình thường thiết bị dùng điện khác mạng điện cao - Cơng suất tính tốn cơng suất giả định lâu dài khơng đổi, tương đương với phụ tải thực tế mặt hiệu ứng nhiệt lớn Các thiết bị điện chọn theo cơng suất đảm bảo an tồn trạng thái vận hành Trong thực tế công suất tính tốn thường lấy cơng suất cực đại ổn định (Ptt=PM) Đơn giản nhất, phụ tải điện thiết bị tiêu thụ điện biến đổi điện thành dạng lượng khác năng, nhiệt năng, quang năng… Tất thiết bị điện phân loại theo đặc điểm vận hành kỹ thuật sau: thiết bị sản xuất; điều khiển sản xuất; chế độ dùng điện; công suất điện áp; loại dòng điện; mức độ tin cậy cung cấp điện v.v Phân loại theo cấp điện áp Theo cấp điện áp tất thiết bị điện phân thành hai loại: thiết bị hạ áp (có U≤1000 V) thiết bị cao áp (U>1000 V) Phân loại theo loại dòng điện - Thiết bị làm việc mạng điện xoay chiều tần số công nghiệp (50 Hz); - Thiết bị làm việc mạng điện tần số cao thấp; - Thiết bị làm việc mạng điện chiều Phân loại theo chế độ làm việc - Thiết bị làm việc với chế độ dài hạn: Các thiết bị có phụ tải khơng thay đổi thay đổi suốt thời gian làm việc động máy bơm, máy quạt v.v - Thiết bị làm việc chế độ ngắn hạn: Các thiết bị làm việc khoảng thời gian ngắn chưa đủ để nhiệt độ tăng lên đến giá trị xác lập, ví dụ máy cắt kim loại, máy trộn v.v - Thiết bị làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại: trường hợp thiết bị làm việc theo chế độ ln phiên: đóng, cắt thời gian gian tồn chu trình khơng vượt q 10 phút, ví dụ máy nâng hạ, máy hàn, thang máy v.v [8] Phân loại theo dạng lượng biến đổi phân thành nhóm: động lực, chiếu sáng, tạo nhiệt v.v Phân loại theo vị trí lắp đặt - Thiết bị điện lắp đặt cố định, di động - Thiết bị điện lắp đặt nhà, trời - Thiết bị điện lắp đặt điều kiện đặc biệt nóng, ẩm, bụi, có khí ăn mịn, có khí bụi nổ VI Đặc điểm kỹ thuật thiết bị điện công nghiệp Thiết bị động lực Thiết bị động lực công nghiệp chiếm tỷ lệ lớn Phụ thuộc vào đặc điểm q trình cơng nghệ động điện động điện xoay chiều (không đồng bộ, động đồng bộ), động điện chiều với gam công suất khác Điện áp định mức động xoay chiều ba pha chủ yếu 0,38; 0,66; 3; 10 kV Gam cơng suất phổ biến 0,1÷350; 1÷600; 100÷1000; 20÷1000 1000 kW Các động điện chiều thường sử dụng điện áp 220 440 V công suất từ 0,3÷329 kW Thiết bị tạo nhiệt Thiết bị tạo nhiệt chủ yếu lò điện cấu chuyển đổi điện thành nhiệt thường làm việc theo nguyên lý: điện trở, cảm ứng, hồ quang nguyên lý hổn hợp Các lò nhiệt điện trở thường cung cấp mạng điện 380/220V tần số cơng nghiệp 50Hz Tồn loại lị điện pha ba pha công suất từ vài chục đến hàng ngàn kW Hệ số công suất thiết bị cao (sấp sỉ 1, lị gián tiếp 0,7 ÷ 0,9 lị trực tiếp) Các lò điện cảm ứng chế tạo có khơng có lõi thép Loại lị cảm ứng có lõi thép làm việc với tần số cơng nghiệp, điện áp 380/220 V cao hơn, phụ thuộc vào cơng suất Chúng thiết bị một, hai ba pha công suất đến 2000 kVA Hệ số công suất loại thiết bị dao động phạm vi rộng: cosϕ = 0,2 ÷ 0,8 [9] IX Lắp đặt thiết bị tự động hóa: loại cảm biến, thiết bị đo lường điều khiển, định lượng, thiết bị bảo vệ, cảnh báo,… Chuẩn bị - Đọc vẽ toàn hệ thống tự động hóa, vị trí lắp đặt tất thiết bị: lọai cảm biến, thiết bị đo lường, định lượng, thiết bị bảo vệ, cảnh báo,… - Đọc tài liệu nguồn gốc xuất sứ, thông số kỹ thuật, hướng dẫn lắp đặt vận hành nhà sản xuất - Tìm hiểu tài liệu khác có liên quan đến trình lắp đặt thiết bị điện – tự động hóa - Đọc biện pháp thi công nhà thầu, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật cung an tồn q trình thi cơng Theo dõi q trình lắp đặt - Trong q trình lắp đặt CBKT ln theo dõi nhà thầu thi cơng từ vị trí lắp đặt đến q trình lắp đặt thiết bị - Hướng dẫn nhà thầu thi công đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, thẩm mỹ an toàn cho người vận hành sử dụng Kiểm tra nghiệm thu Tuỳ theo tình hình thực tế kiểm tra mà CBKT đưa thêm yêu cầu khác để đảm bảo kỹ thuật mỹ thuật cơng trình X Đấu nối thiết bị điện Chuẩn bị - Đọc vẽ đấu nối từ thiết bị điện đến tủ điện vẽ đấu nối thiết bị đo lường đến tủ tự động hoá - Tìm hiểu tài liệu khác có liên quan đến trình đấu nối thiết bị điện - Đọc biện pháp thi công nhà thầu, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật cung an toàn q trình thi cơng Theo dõi q trình lắp đặt - Trong q trình lắp đặt CBKT ln theo dõi nhà thầu thi cơng từ q trình bóc tách dây dẫn, ép đầu cốt đầu cáp dây dẫn băng cách điện đầu cốt [24] - Hướng dẫn nhà thầu thi công đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, thẩm mỹ an toàn cho người vận hành sử dụng Kiểm tra nghiệm thu 3.1 Tiêu chuẩn áp dụng thi công, kiểm tra nghiệm thu - Tiêu chuẩn xây dựng TCVNXD 263 : 2002: Lắp đặt cáp điện dây điện cho cơng trình cơng nghiệp 3.2 Dụng cụ kiểm tra: Dụng cụ dùng cho trình kiểm tra lắp đặt bao gồm: - Thước kẹp, đồng hồ đo điện trở cách điện, đồng hồ vạn - Bản vẽ thiết kế chủ đầu tư phê duyệt sửa đổi chấp nhận 3.3 Nội dung kiểm tra - Kiểm tra chất lượng chủng loại đầu cốt vật tư phục vụ cho trình đấu nối - Kiểm tra đầu dây đảm bảo đầu cốt ép chặt độ tiếp xúc - Kiểm tra cách điện đầu dây sau đấu nối - Kiểm tra thông mạch đầu dây sau đấu nối - Kiểm tra biển báo đầu dây - Kiểm tra bố trí dây đường toàn tủ điện - Kiểm tra độ chắn đấu nối - Tuỳ theo tình hình thực tế kiểm tra mà CBKT đưa thêm yêu cầu khác để đảm bảo kỹ thuật mỹ thuật cơng trình XI Giới thiệu tiêu chuẩn liên quan + TCXD 25:1991 "Đặt đường dây dẫn điện nhà & cơng trình cơng cộng" + TCXD 27:1991 " Đặt thiết bị điện nhà & cơng trình cơng cộng" + TCXDVN 263:2002 “Lắp đặt cáp dây điện cho cơng trình cơng nhiệp” + TCVN 185: 1986 “Hệ thống tài liệu thiết kế xây dựng – Ký hiệu hình vẽ sơ đồ điện – Thiết bị điện dây dẫn mặt bằng” + TCXDVN 319 : 2004 “ Lắp đặt hệ thống nối đất thiết bị cho cơng trình công nghiệp” [25] + Quy phạm trang bị điện – Bộ công nghiệp 2006 + TCXDVN 46:2007 “Chống sét cho cơng trình xây dựng” + TCXDVN 333: 2005 “Chiếu sáng nhân tạo bên ngồi cơng trình cơng cộng kỹ thuật hạ tầng đô thị” + TCVN 5828:1994 - Đèn chiếu sáng đường phố - Yêu cầu kỹ thuật + TCVN 4086:1985 - Quy phạm an toàn lưới điện xây dựng + TCVN 4756:1989 - Quy phạm nối đất nối không thiết bị điện + TCXDVN 259: 2001 - Tiêu chuẩn TK chiếu sáng nhân tạo đường, đường phố, quảng trường đô thị + TCVN 185:1986 - Hệ thống tài liệu thiết kế - Kỹ thuật hình vẽ sơ đồ điện - Thiết bị điện dây dẫn mặt + TCXD 25:1991 Đặt đường dẫn điện nhà công trình cơng cộng – Tiêu chuẩn thiết kế + TCXD 27:1991 Đặt thiết bị nhà cơng trình công cộng – Tiêu chuẩn thiết kế + TCVN 2328:1978 Môi trường lắp đặt thiết bị điện - Định nghĩa chung + TCVN 2546:1978 Bảng điện chiếu sáng dành cho nhà - Yêu cầu kỹ thuật + TCVN 7447-1:2004 Hệ thống lắp đặt điện tòa nhà-Phần I-Nguyên tắc – Đánh giá đặc tính chung, định nghĩa + TCVN 7447-5-51:2004 Hệ thống lắp đăt điện tòa nhà, Phần 5-51: Lựa chọn lắp đặt thiết bị điện – Quy tắc chung + TCVN 7447-5-55:2005 Hệ thống lắp đặt điện tòa nhà - Phần 5-55: Lựa chọn lắp đặt thiết bị điện-Các thiết bị khác + TCVN 7447-5-53:2005 Hệ thống lắp đặt điện tòa nhà - Phần 5: 53: Lựa chọn lắp đặt thiết bị điện – Cách ly , đóng cắt điều khiển + TCVN 7447-5-54:2005 Hệ thống lắp đặt điện tòa nhà, Phần 5-54 : Lựa chọn lắp đặt thiết bị điện - Bố trí nốI đất – dây bảo vệ dây liên kết bảo vệ + TCXDVN 319:2004 Lắp đặt hệ thống nối đất thiết bị cho cơng trình công nghiệp – Yêu cầu chung [26] + 11 TCN – 18-2006 Quy phạm thiết bị điện - Phần I-Quy định chung + 11TCN –19-2006 Quy phạm trang bị điện - Phần II- Hệ thống đường dẫn điện + 11TCN –20-2006 Quy phạm trang bị điện - Phần III- Trang bị phân phốI trạm biến áp + 11TCN –21-2006 Quy phạm trang bị điện - phần IV - Bảo vệ tự động + TCVN 3715:1981 Trạm biến áp trọn công suất đến 1000KVA, Điện áp đến 20KV- Yêu cầu kỹ thuật + TCVN 4400:1987 Kỹ thuật chiếu sáng - Thuật ngữ định nghĩa + TCXD 29:1991 Chiếu sáng tự nhiên cơng trình dân dụng – Tiêu chuẩn thiết kế + TCVN 3743:1983 Chiếu sáng nhân tạo nhà cơng nghiệp cơng trình cơng nghiệp + TCXDVN 253:2001 Lắp đặt thiết bị chiếu sáng cho cơng tình cơng nghiệp – u cầu chung + TCXD 16:1986 Chiếu sáng nhân tạo cơng trình dân dụng + TCXDVN 333:2005 Chiếu sáng nhân tạo bên cơng trình cơng cộng - Hạ tầng thị - Tiêu chuẩn thiết kế [27] CHƯƠNG III KHÍ CỤ ĐIỆN BÊN TRONG CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG CẤP IV I Rơ le Rơle nói chung thơng thường thiết bị điều khiển, bảo vệ TB xảy tượng ngắn mạch tải… Trong thực tế ngành công nghiệp rơle thiết bị điều khiển bảo vệ tin cậy nên dùng phổ biến đa dạng chủng loại thương hiệu 1.Rơ le điện từ Mạch từ hình chữ U Nắp từ động Cuộn dây Lò xo Tiếp điểm tĩnh Tiếp điểm động Sơ đồ nguyên lý rơle điện từ - Mạch từ thép kỹ thuật mỏng từ 0.35 - 0.5mm ghép lại với để tránh dòng điện xốy, mạch từ ghép hình chữ Ø, U, mạch từ chia làm hai phần: Phần kẹp chặt đứng yên gọi phần tĩnh; Phần nối với từ thông tiếp điểm động qua hệ thống tay đòn cách điện gọi phần động (ứng) - Cuộn dây có điện trở bé, dịng điện chạy cuộn dây phụ thuộc vào khe hở lõi thép phần ứng phần tĩnh - Khi có dịng điện chạy qua cuộn dây sinh lực hút điện từ Phần ứng hút chặt lại với phần tĩnh Tiếp điểm đóng lại với tiếp điểm cố định Rơ le dòng điện rơle điện áp a Rơle dòng điện - Dùng để bảo vệ mạch điện bị tải ngắn mạch điều khiển làm việc động điện [28] - Rơle dòng điện gồm có mạch từ cuộn dây dịng điện có nhiều đầu Khi dịng điện chay qua cuộn dây từ trường tác dụng lực từ lên nắp từ động làm miếng sắt hình chữ Z Nếu dịng điện vượt q giá trị chỉnh định lực từ thắng lực cản lò xo 4, hút nắp từ động chữ Z quay đóng mở hệ thống tiếp điểm Mạch từ hình chữ C Cuộn dây dịng điện Nắp từ động hình chữ Z Lị xo Sơ đồ nguyên lý rơle dòng điện - Rơ le dòng điện loại dùng để bảo vệ dòng điện cực đại Cuộn dây rơle dòng mắc nối tiếp với mạch cần bảo vệ b Rơle điện áp - Dùng để bảo vệ thiết bị điện điện áp tăng hạ mức quy định Rơle điện áp có cấu tạo nguyên lý làm việc rơle dòng điện Khác là: Cuộn dòng điện rơle dịng điện vịng, tiết diện dây to mắc nối tiếp với mạch điện, cuộn áp rơle điện áp có số vịng nhiều hơn, tiết diện dây nhỏ mắc song song với mạch điện thiết bị cần bảo vệ Rơle điện áp có hai loại: - Rơle điện áp cực đại: Phần ứng (phần quay) loại rơle lúc điện áp bình thường đứng yên, điện áp tăng mức quy định lực điện từ thắng lực cản, rơle tác động - Rơle điện áp cực tiểu: Ở điện áp bình thường phần ứng rơle chịu lực điện từ tác dụng Khi điện áp hạ xuống mức điện áp quy định, lực cản thắng phần ứng đóng mở tiếp điểm Rơle tốc độ [29] - Rơle kiểm tra tốc độ thường dùng để thay đổi chế độ làm việc động tốc độ Khi tốc độ quay đạt trị số cho trước đó, rơle tác động đóng mở tiếp điểm mạch điều khiển bảo vệ - Phần cảm nam châm vĩnh cửu gắn đồng trục với trục quay động trục quay nhận chuyển động từ động - Phần ứng gồm thép kỹ thuật điện ghép lại với thành hình trụ rỗng, có đặt dẫn ngắn mạch tương tự rơto lồng sóc, phần ứng gắn với tay gạt nhựa quay tự - Khi phần ứng quay kéo theo tay gạt tác động vào thép đàn hồi để đóng hay mở tiếp điểm tùy theo chiều quay phần ứng Trục rơle tốc độ Nam châm vĩnh cửu Phần ứng Tay gạt nhựa Sơ đồ nguyên lý rơle tốc độ - Khi động quay, trục quay theo làm quay nam châm 2, tạo từ trường quay quét qua dẫn lồng sóc Sức điện động cảm ứng xuất dẫn lồng sóc sinh dịng điện cảm ứng tạo mơ men quay làm quay lồng sóc theo chiều quay từ trường - Khi phần ứng quay, tay gạt nhựa tùy theo hướng quay trục động mà đóng mở hệ thống tiếp điểm - Khi tốc độ động giảm xuống gần Mô men yếu tay gạt nhựa không ấn lên lò xo hệ thống tiếp điểm trở vị trí ban đầu Rơle nhiệt - Rơle nhiệt phần tử dùng để bảo vệ thiết bị điện (động cơ) khỏi bị tải [30] - Khi dòng điện phụ tải chạy qua phần tử đốt nóng1 tăng lên lớn dịng điện định mức, phần tử đốt nóng nóng lên toả nhiệt môi trường xung quanh Thanh kim loại kép (gồm kim loại khác có hệ số dãn nở khác nhau, gắn chặt với nhau) cong lên rời khỏi đầu tay đòn Dưới tác dụng lò xo kéo tay đòn quay làm tiếp điểm động mở cắt điện khỏi đối tượng cần bảo vệ Phần tử đốt nóng Thanh kim loại kép Tay địn Lò xo Nút ấn phục hồi Tiếp điểm động Tiếp điểm tĩnh Sơ đồ nguyên lý rơle nhiệt - Sau cố loại trừ muốn hệ thống tiếp điểm trở vị trí ban đầu ta ấn nút phục hồi 5 Rơle thời gian - Rơle thời gian khí cụ điện hạ áp sử dụng mạch điều khiển để trì hỗn (delay) thời gian tác động mạch điện 5.1 Rơle thời gian kiểu điện từ - Khi đóng cắt điện cuộn hút 4, từ thơng lõi từ biến thiên làm xuất lõi từ biến thiên làm xuất dòng điện cảm ứng vòng ngắn mạch Từ trường dòng ngắn mạch chống lại biến thiên từ trường sinh tốc độ biến thiên từ thông tạo cuộn hút bị chậm lại Kết quả, thời gian tác động rơle chậm lại [31] Mạch từ chữ nhật dẹt 2.Vòng ngắn mạch Mạch từ trụ Cuộn dây Nắp từ động Lò xo nhả Lò xo 8.Tiếp điểm động Tiếp điểm tĩnh Sơ đồ nguyên lý rơle thời gian - Chỉnh định thời gian cách: chỉnh độ căng lò xo nhả 6, chỉnh độ căng lò xo tạo lực tách nắp từ động khỏi trụ từ 3, chỉnh khe hở phụ qua đệm phi từ tính nắp từ động trụ II Áp tô mát (ATM) - Áptơmát nói chung thiết bị điều khiển bảo vệ TB xảy tượng tải ngắn mạch - Áptơmát thiết bị đóng tự động cắt xảy tượng tải ngắn mạch - Ngồi (riêng) số Áptơmát pha cịn có khả bảo vệ giảm điện áp [32] ATM kiểu dòng điện cực đại (DĐCĐ) Cuộn dây Nắp từ động 3,6 Lò xo Cần mang nắp từ động Đòn mang tiếp điểm động Sơ đồ nguyên lý ATM kiểu DĐCĐ - Sau đóng ATM tay, ATM cấp điện cho mạch cần bảo vệ Lúc mấu chốt đầu cần địn móc vào để giữ tiếp điểm động tỳ vào tiếp điểm tĩnh Khi dòng điện vượt số chỉnh định ATM qua lực căng lò xo 3, cuộn điện từ nối tiếp với mạch động lực đủ lực, thắng lực cản lò xo hút nắp từ động làm cần quay nhả móc chốt Lị xo kéo rời tiếp điểm động khỏi tiếp điểm tĩnh để cắt mạch - ATM dòng điện cực đại dùng để bảo vệ mạch điện tải ngắn mạch - Chỉnh dịng điện cực đại nhiều cách: Chỉnh lực căng lò xo tăng theo dòng điện cực đại mà ATM phải cắt ATM kiểu dòng điện cực tiểu (DĐCT) Cuộn điện từ Nắp từ động Lò xo Sơ đồ nguyên lý ATM kiểu DĐCT [33] - Bình thường dịng điện làm việc lớn dòng cắt tối thiểu (I > Icđ) cuộn điện từ sinh đủ lực hút để hút nắp từ động tiếp điểm đóng kín Khi I < Icđ, cuộn không đủ từ lực bị lò xo kéo nắp từ động làm mở tiếp điểm cắt điện vào mạch cần bảo vệ ATM kiểu điện áp Cuộn dây Nắp từ động 3,6 Lò xo Cần mang nắp từ động Đòn mang tiếp điểm động Sơ đồ nguyên lý ATM kiểu điện áp - Sau đóng ATM tay, cuộn hút có đủ điện áp hút nắp từ động để chốt đầu cần đầu đòn vào nhau, giữ cho tiếp điểm thông mạch Khi điện áp nguồn giảm xuống mức chỉnh định U < Ucđ , cuộn khơng đủ địên áp có lực từ yếu, khơng đủ thắng lực kéo lị xo nhả nắp từ động Chốt móc giữ đầu cần đầu đòn bật làm lò xo kéo rời tiếp điểm động khỏi tiếp điểm tĩnh để cắt mạch - ATM điện áp thấp dùng để bảo vệ mạch điện điện áp tụt thấp điện lưới Cầu dao chống giật ELCB - ELCB cầu dao tự động (CB), mạch bảo vệ tải overload (OL), kèm theo mạch bảo vệ chống dòng điện rò mạch chạm mát gây hỏa hoạn, chống tượng bị tử vong người vô ý chạm phải điện - Bộ phận mạch chống rò điện vòng xuyến mạch từ loại sắt Ferrit có độ từ thẩm cao Trên quấn cuộn dây có số vịng nhau, cho có dịng điện qua, từ thơng tổng từ thơng sinh dòng điện qua cuộn dây có trị số Φ = Và cuộn cảm biến quấn nhiều vòng dây bé tiếp nhận dòng cảm ứng xuất hiện, cung cấp vào cuộn dây rơle để tác động mở [34] ! " Mạch từ vòng xuyến Cuộn dây Sơ đồ nguyên lý cầu dao chống giật chốt chặn, đẩy bật tiếp điểm cắt mạch - Khi đóng ELCB cung cấp điện cho mạch tiêu thụ, dịng điện rị khơng có xảy Nếu có rị điện (chạm mát) đường dây mạch tiêu thụ dịng điện đường dây pha dòng điện dây trung tính N khơng nhau, nên dịng điện tổng It = IP – IN > (khoảng 250 mA) Vì từ thơng tổng Φt cuộn dây sinh vòng xuyến sắt Ferrit, làm phát sinh sức ứng điện động cuộn dây cảm ứng, tác động cuộn dây rơle hoạt động mở chốt chặn, đẩy bật tiếp điểm nhả cắt mạch - Ngày nay, ELCB có thêm vi mạch để khuyếch đại dòng điện cung cấp cho cuộn dây rơle Vì nâng tính xác hơn, cần sai biệt dịng rị điện i=15 mA ELCB hoạt động cắt mạch ngay, tránh cho người bị điện giật không bị tử vong - Khi mắc ELCB nên mắc dây pha vào cọc L, dây trung tính vào cọc N sử dụng cho điện áp có ghi ELCB, khơng dễ hỏng vi mạch bên Nên sử dụng ELCB với dịng rị i = 30 mA thích hợp với điều kiện Việt Nam Loại ELCB pha áp dụng cho động pha mà - Khi lắp đặt ELCB cầu dao chính, nên chọn loại có dịng rị i > 250 mA để tránh ngắt mạch phiền toái tượng sét đánh từ xa Nhưng có tác động hiệu dịng rị gây hỏa hoạn Cơng tắc tơ - Khởi động từ [35] 5.1 Công tắc tơ - Cơng tắc tơ loại khí cụ điện dùng để đóng cắt từ xa tự động nút ấn mạch điện lực có phụ tải, điện áp đến 500V, dòng điện đến 600A - Theo ngun lý truyền động: có cơng tắc tơ kiểu điện từ, kiểu ép, kiểu thuỷ lực - Theo dòng điện: có cơng tắc tơ chiều cơng tắc tơ xoay chiều - Theo kết cấu: có cơng tắc tơ nơi hạn chế chiều cao # &' ( )* (+ , # $ $ %& ,- '- Sơ đồ nguyên lý công tắc tơ Cuộn dây; Mạch từ chữ E; Nắp từ động; Cần mang nắp từ động Lò xo; Tiếp điểm động - Điện áp định mức Uđm: Là điện áp mạch điện tương ứng mà tiếp điểm phải đóng cắt 110V, 220V, 400V chiều 127V, 220V, 380V, 500V xoay chiều - Dòng điện định mức Iđm: Là dòng điện định mức qua tiếp điểm chế độ làm việc gián đoạn lâu dài Dịng điện định mức cơng tắc tơ hạ áp: 10, 20, 25, 40, 60, 75, 100, 150, 250, 300, 600A - Mạch từ: Là lõi thép có hình dạng chữ ø, chữ II Nó gồm thép kỹ thuật điện có chiều dầy 0.35 - 0.5 mm ghép lại với để tránh tổn hao dịng điện xốy - Các kí hiệu cơng tắc tơ vẽ [36] K13 K1 K12 K14 - Phần kẹp chặt cố định (phần tĩnh) - Phần động nối với với hệ thống tiếp điểm, qua hệ thống tay đòn gọi phần ứng - Cuộn dây có điện trở bé, dịng điện chạy cuộn dây phụ thuộc vào khe hở khơng khí nắp lõi thép cố định - Đối với công tắc tơ xoay chiều mặt gơng từ tính người ta xẻ rãnh đặt vòng ngắn mạch để chống rung - Hệ thống tiếp điểm có cấu tạo khác mạ bạc để tiếp xúc tốt - Cơng tắc tơ đóng cắt cho thiết bị điện có dịng điện lớn mạch động lực tiếp điểm có phận dập hồ quang - Ngồi cơng tắc tơ cịn bố trí thêm tiếp điểm thường đóng, thường mở phụ để đóng cắt mạch điều khiển - Khi cuộn dây công tắc tơ có điện phần ứng cơng tắc tơ hút chặt lại với phần tĩnh Các tiếp điểm phụ cơng tắc tơ đóng lại mở ứng với vị trí 5.2 Khởi động từ - Khởi động từ khí cụ điện kết hợp công tắc tơ rơle nhiệt để điều khiển động bảo vệ tải cho động - Khởi động từ đơn gồm công tắc tơ kết hợp với rơle nhiệt dùng để điều khiển động quay chiều - Khởi động từ kép gồm hai công tắc tơ kết hợp với rơle nhiệt dùng để điều khiển động quay hai chiều Cầu chì [37] - Là loại khí cụ điện dùng để bảo vệ thiết bị điện lưới điện bị cố tải ngắn mạch - Kí hiệu cầu chì vẽ kỹ thuật Cầu chì thơng thường Cầu chì tự rơi pha [38] ...LỜI MỞ ĐẦU Trường cao đẳng xây dựng, tháng năm 2 013 ? ?Điện cơng trình? ?? mơn học xây dựng tảng môn học Kỹ thuật điện, cung cấp điện, hệ thống điện áp dụng cho học sinh khối ngành xây dựng, môn học... bị điện chống sét cho cơng trình xây dựng dân dụng công nghiệp Với chủ trương chung Đảng ủy – Ban giám hiệu Nhà trường, việc dạy học cần sát với thực tiễn ngành xây dựng, môn máy xây dựng xây dựng. .. phục vụ thi cơng xây dựng cơng trình; - Kiểm tra phịng thí nghiệm sở sản xuất vật liệu, cấu kiện, sản phẩm xây dựng phục vụ thi công xây dựng nhà thầu thi công xây dựng cơng trình Kiểm tra giám