Đang tải... (xem toàn văn)
Để chọn lựa CB cho mạng điện, chúng ta căn cứ vào chức năng của CB được lắp trong mạng điện. Ta chọn CB để làm CB tổng để đóng cắt và bảo vệ cho mạng điện hay chọn CB cho nhóm tải hay một tải cụ thể, như vậy phải căn cứ vào loại tải để chọn CB cho đúng, chúng ta tạm chia tải ra làm 2 nhóm loại không có dòng khởi động tăng cao như đèn, các bếp điện, các máy nước nóng và tải có dòng khởi động tăng cao như tải động cơ. Đối với tải không có dòng khởi động tăng cao như đèn, các bếp điện, các máy nước nóng ta chọn CB theo công thức:
Circuit Breaker (CB) I MỤC TIÊU: Kiến thức: - Mô tả cấu tạo nguyên lý hoạt động CB; - Phân loại dạng CB dùng việc đóng cắt bảo vệ mạch điện Kỹ năng: Tính tốn thơng số CB đảm bảo điều kiện làm việc cho phụ tải khác nhau; Thái độ lực tự chủ: Phát huy tính tích cực học tập rèn luyện II NỘI DUNG: 3.1 CB (Circuit Breaker): Một mạng điện bao gồm nguồn, phụ tải, dây dẫn thiết bị đóng cắt bảo vệ mạng điện Các thiết bị đóng cắt bảo vệ gọi chung KCĐ, thông thường KCĐ đặt tủ điện, sau sử dụng hệ thống máng cáp để lắp đặt dây dẫn điện đến máy móc dây truyền sản xuất hay khu vực phân xưỡng, cơng trình Trong học sẻ tìm hiểu loại KCĐ thông dụng tủ điện, nhận biết thơng số cách tính chọn khí cụ điện dùng để đóng cắt bảo vệ mạch điện, CB hay cịn gọi Aptomat Khi xẫy cố mạch điện cần phải bảo vệ ngắt toàn hệ thống điện, việc cần đến thiết bị để đảm bảo an toàn cho hệ thống điện Aptomat theo tiếng Nga hay gọi CB theo tiếng Anh Vậy CB ? Cấu tạo nào? Nguyên tắc hoạt động chúng tính chọn nào? Chung ta sẻ tìm hiểu thơng qua học sau: CB KCĐ dùng thay cho cầu dao, CB dùng đóng ngắt mạch điện sử dụng mạng điện pha pha, có cơng dụng bảo vệ q tải, ngắn mạch sụt áp mạng điện, tự động ngắt mạch cố cố Trong mạng điện dân dụng sử dụng điện pha: Như nhà mình, em thường thấy phía Cơng tơ điện có CB chính, CB điện lực đấu nối, dùng để đóng điện, cắt điện bảo vệ mạng điện nhà chung ta Phía sau sẻ tủ điện gồm CB tổng CB nhánh để đóng cắt bảo vệ cho mạng điện nhà hay mạng điện cho tầng, phịng hay nhóm thiết bị sử dụng điện đèn, quạt, máy lạnh, tủ lạnh, tùy theo yêu cầu thiết kế mà chung ta đấu nối Tủ điện gọi tủ phân phối Trong mạng điện công nghiệp thường sử dụng điện pha: CB dùng khởi động ĐC3 pha, dùng làm phần tử đóng cắt bảo vệ hệ thống điện Trong tủ điện điều khiển, tủ điện công nghiệp, CB ngồi chức đóng cắt, cịn có chức bảo vệ tải, ngắn mạch, mặt khác có loại CB bảo vệ chống sụt áp, CB chống dòng điện rò hay CB chống giật Trong học tìm hiểu CB theo chức bảo vệ tải ngắn mạch 3.1.1 Khái niệm yêu cầu: - CB (được viết tắt từ danh từ Circuit Breaker), gọi Aptomat - CB khí cụ điện dùng đóng ngắt mạch điện (một pha, ba pha); - CB có cơng dụng bảo vệ q tải, ngắn mạch sụt áp mạch điện * Yêu cầu : - Chế độ làm việc định mức CB phải chế độ làm việc dài hạn - CB phải ngắt trị số dòng điện ngắn mạch lớn, vài chục KA - CB phải có thời gian cắt bé, kết hợp với thiết bị dập hồ quang bên CB 3.1.2 Cấu tạo NL hoạt động: Cấu tạo: Vỏ CB Ngõ vào dây điện (tiếp điểm trên) Buồng dập hồ quang Cuộn dây từ (Nam châm điện) Cần gạt Tiếp điểm cố định Tiếp điểm di động Thanh dẫn hồ quang Băng lưỡng kim 10 Ngõ dây điện (tiếp điểm dưới) 11 Kẹp ray Nguyên lý hoạt động ATM pha : + Trong ĐK bình thường: Khi bật cần gạt (5) lên, dòng điện qua ngõ vào dây điện (2), sau qua cuộn từ (4), đến tiếp điểm cố định (6), qua tiếp điểm động (7), qua băng lưỡng kim (9) đến ngõ dây điện (10) + Trong ĐK tải: Dòng điện qua băng lưỡng kim (9) làm nhiệt độ tăng lên, khiến băng lưỡng kim uốn cong, tượng dãn nở kim loại làm nhả chốt ngăn tiếp xúc giửa tiếp điêm , ATM ngắt dòng điện mạch Cấu tạo ATM pha: Bộ phận tiếp điểm Móc Cần Tay đòn Rơle dòng điện Rơle điện áp Trục quay 8, Lá sắt non 10,11 Lò xo Nguyên lý hoạt động ATM pha: Lúc mang điện bình thường mạch đóng kín + Khi có cố ngắn mạch (hoặc tải), I tăng cao, RL dòng (5) hút sắt non (8) làm tay đòn (4) tác động vào cần (3) nhả móc (2) Dưới lực kéo lị xo (11) phận tiếp xúc mở cắt mạch điện + Tương tự sụt áp, RL áp (6) nhả sắt non (9) Dưới lực kéo lò xo (10) sắt non đẩy tay đòn (4) lên làm cần (3), móc (2) nhả ngắt mạch điện 3.1.3 Phân loại cách lựa chọn CB Phân loại theo kết cấu: Gồm loại a/ MCB: thiết bị chuyển mạch dạng tép hay gọi CB tép MCB thường có cắt định mức Iđm dịng cắt ngắn mạch lên đến I cu >>100 KA dùng mạng điện côn nghiệp pha Phân loại theo đăc tính bảo vệ: Gồm loại - CB loại B dùng cho tải mang tính trở tăng đột biến dịng điện lị điện, máy nước nóng, bếp điện… - CB loại C dùng cho tải đèn, ổ cắm nguồn, động điện loại nhỏ, máy biến áp - CB loại D dùng kiểm soát bảo vệ mạch điện có dịng khởi động lớn ( động có cơng suất lớn) CB loại B ngắt mạch dòng điện lớn gấp đến lần dòng định mức (In) CB loại C ngắt mạch dòng điện lớn gấp đến 10 lần dòng định mức (In) CB loại D ngắt mạch dòng điện lớn gấp 10 đến 20 lần dòng định mức (In) Thông số CB: Một CB có nhiều thơng số, nhiên học đề cập đến thông số sau là: Điện áp định mức Uđm (V); Dòng cắt định mức Iđm (A); Dòng cắt ngắn mạch lớn Iđm (KA) Điện áp định mức CB : U đmCB điện áp lớn hay điện áp mạng điện Dòng điện cắt định mức CB: I đmCB dòng điện làm việc CB, dòng điện qua CB lớn giá trị CB sẻ tác động ngắt mạch điện Dòng điện cắt ngắn mạch lớn CB: Icu dòng điện lớn mà tiếp điểm CB chịu đựng 1s Nếu bị cố ngắn mạch mà dòng điện qua CB lớn giá trị CB sẻ bị phá hủy Ví dụ : MCB pha hãng LS có điện áp định mức U đm = 400V, loai D, có dịng cắt định mức I CB=32A, có dịng điện cắt ngắn mạch Icu=6000A MCCB hãng Schneider có điện áp định mức U đm = 690V, có dịng cắt định mức ICB=100A, có dịng điện cắt ngắn mạch Icu=5KA -10KA tương ứng với điện áp từ 220V – 550V 3.1.4 Tính tốn chọn lựa CB Để chọn lựa CB cho mạng điện, vào chức CB lắp mạng điện Ta chọn CB để làm CB tổng để đóng cắt bảo vệ cho mạng điện hay chọn CB cho nhóm tải hay tải cụ thể, phải vào loại tải để chọn CB cho đúng, tạm chia tải làm nhóm loại khơng có dịng khởi động tăng cao đèn, bếp điện, máy nước nóng tải có dịng khởi động tăng cao tải động Đối với tải khơng có dịng khởi động tăng cao đèn, bếp điện, máy nước nóng ta chọn CB theo cơng thức: ICB= (1,2÷1,5) Iđm load , Với: Iđm load =P/U.cosφ Đối với tải có dịng khởi động tăng cao động điện, ta chọn CB theo công thức: ICB= (2,1÷3) IđmĐC , - Đối với ĐC pha dịng điện định mức ĐC tính theo công thức: IđmĐC1p =P/U.cosφ.ɳ - Đối với ĐC pha dịng điện định mức ĐC tính theo cơng thức: IđmĐC3p =P/√ U.cosφ.ɳ Các thông số động thường ghi nhãn động cơ, động sẻ ghi rõ công suất P, điện áp U, cịn thơng số HSCS cosφ hiệu suất ɳ khơng có ghi ta lấy gần khoản từ (0,8-0,9) Ví dụ 1: Chọn CB dùng để đóng cắt bảo vệ cho mạng điện phòng bếp hộ với tải sau: Có đèn 9W; bếp 1000W, ấm nấu nước 1000W: Vậy dòng điện định mức tải I load = (6.9 + 1000 + 1000)W/220V = 9,4A Nên ta chọn dòng điện CB khoản I CB=(1,2÷1,5).Iload = 11,28A ÷ 14,1 A Tra theo Catalog nhà sản xuất ta chọn CB gần nhất, ví dụ ta chọn CB hảng LS với dòng điện 16A sau: Chọn MCB pha 16A hảng LS-C16 Ví dụ 2: Chọn CB cho động pha, nhãn động có thơng số sau: Như dựa vào thông số ghi nhãn động ta vào cơng thức, tính dịng định mức ĐC bằng; 11,6A: IđmĐC = 5500/(√ 380.0,84.0,857)= 11,6A Vậy ta chọn dịng điện CB khoản ICB=(2,1÷ 3).IđmĐC = 23,2A ÷ 34,8 A Ta chọn CB hảng Schneider với dòng điện tương ứng 32A Lưu ý: Chọn CB để đóng cắt bảo vệ mạng điện, CB chủ yếu bảo vệ dây dẫn nên dòng điện CB phải nhỏ dòng điện lớn cho phép dây dẫn mạng điện: I CB< Iwire Theo tiêu chuẩn IEC 60439 Dòng điện tiết diện dây dẫn đến 400A chọn bảng IEC 60439-1 : Hiện tượng - Nguyên nhân gây hư hỏng: - Các tiếp điểm bị cháy, bị dính đóng cắt dịng điện q lớn so với dòng điện định mức CB - Các tiếp điểm bị rỗ bề mặt CB đóng, cắt có tải với dịng điện lớn thường xảy tượng cháy hồ quang làm cho bề mặt bị cháy rỗ - Bề mặt tiếp điểm bị dập, lực đóng cắt lớn vật liệu làm tiếp điểm không đạt yêu cầu - Cơ cấu truyền động cắt CB bị hư hỏng - Các bề mặt bị bụi bám bẩn Khắc phục sửa chữa: - CB (Aptomat) khí cụ điện có cấu tạo phức tạp đặc biệt cấu truyền động cắt CB nhỏ có dịng điện 5A, 10A, 15A, 20A, 32A - CB nhỏ, phần vỏ cố định lại hai mối ghép đinh tán nên tháo khó lắp lại xác nên khơng cần sửa chữa mà phải thay - Đối với CB lớn có dịng định mức lớn, tháo để làm vệ sinh bảo dưỡng hệ thống tiếp điểm, cấu truyền động cắt thay số phận đơn giản bị hư hỏng Bài tập áp dụng: Tính chọn CB cho thiết bị sử dụng: 1/ Bình nóng lạnh 30 lít có thông số sau: - Công suất Pđm = 2500W - Điện áp sử dụng nguồn pha có Uđm = 220V 2/ Bếp từ có thơng số sau: - Cơng suất Pđm = 4000W - Điện áp sử dụng nguồn pha có Uđm = 220V 3/ Máy bơm cơng nghiệp có thơng số sau: - Cơng suất Pđm = 5KW; Y / ∆; 380V/220V; cosφ = 0.85; ɳ = 0.87 - Điện áp sử dụng nguồn pha Uđm = 380V Tính chọn CB cho nhóm thiết bi: Chọn CB cho phòng ngủ nhà vệ sinh gồm thiết bị sau: ST T TÊN THIẾT BỊ Phòng ngủ + Vệ sinh 1 Đèn tuýp led 1,2m Đèn dowlight led âm trần Đèn hắt trần led Đèn trang trí/Đèn rọi tranh Quạt điện Máy vi tính Tivi/Đầu, âm li Điều hòa 12000BTU Phòng vệ sinh Đèn ốp trần Đèn gương Bình nóng lạnh 20l Quạt hút thơng gió Máy sấy tóc CƠNG SUẤT (W) 20 SỐ TỔNG CÔNG LƯỢN SUẤT G (W) 5,47 kW 40 12 108 20 160 20 60 40 500 300 1200 1 1 40 500 300 1200 20 10 2000 30 1000 1 1 20 10 2000 30 1000 10