tìm hiểu về khí c điện bảo vệ cầu chì hạ áp và trung cao áp

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (9.7 MB, 48 trang )

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>TRƯỜNG ĐI HỌC SƯ PHM KỸ THUẬT TP. HCM</b>

<b>H P V TRUNG CAO P</b>

<b>Giảng viên hướng dẫn Th.s Phạm Xuân Hổ</b>:

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

<b>TRƯỜNG ĐI HỌC SƯ PHM KỸ THUẬT TP. HCM</b>

<b>H P V TRUNG CAO P</b>

<b>Giảng viên hướng dẫn Th.s Phạm Xuân Hổ</b>:

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

<b> 2.4. Nguyên lý làm việc cầu chì hạ áp...11</b>

<b> 2.5. Những thông số kỹ thuật cầu chì hạ áp...13</b>

<b> 2.6. Cách lựa chọn cầu chì hạ áp và các loại cầu chì hạ áp hiện có trên thị trường...21</b>

<b> 3.4. Nguyên lý làm việc của cầu chì cao áp...32</b>

<b> 3.5. Những thông số kỹ thuật của cầu chì cao áp...33</b>

<b> 3.6. Cách lựa chọn cầu chì cao áp và các loại cầu chì cao áp hiện có trên thị trường... 34</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

<b>PHẦN 1PHẦN MỞ ĐẦU</b>

Với sự phát triển của xã hội, sự ra đời của máy móc, thiết bị điện đã góp phần to lớn và tiết kiệm sức lao động của con người nhưng đối với hoạt động của các thiết bị điện tử này thì điện là yếu tố quan trọng nhất. Điện đã và sẽ tiếp tục đóng vai trị vơ cùng quan trọng trong đời sống và sản xuất hằng ngày của người dân. Tất cả các ngành nghề hiện nay từ chân tay đến chun mơn cao đều cần có sự tham gia của điện. Ngày nay, điện là một phần không thể thiếu trong nền sản xuất hiện đại nhưng nó cũng mang theo những tác hại mà chúng ta đã biết từ lâu. Bên cạnh sự đa dạng về vai trò của điện năng thì trong quá trình sử dụng điện không thể tránh khỏi những tai nạn, rủi ro như quá áp, quá dòng, ngắn mạch. Để đảm bảo an tồn tính mạng con người, bảo vệ các thiết bị điện, tránh những thiệt hại về kinh tế có thể xảy ra thì nhu cầu sử dụng khí cụ điện đi đơi với nó là chất lượng, khả năng đổi mới phải ngày càng cao để phù hợp với thời đại. Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ, việc tạo ra các dụng cụ điện hiện đại ln đảm bảo tính an tồn và tự động hóa cao. Chính vì vậy việc nghiên cứu, thiết kế các khí cụ điện đóng ngắt là đặc biệt quan trọng nhằm tránh những sự cố đáng tiếc có thể xảy ra. Được sự hướng dẫn của Giảng viên Phạm Xuân Hổ trong thời gian làm bài chúng em đã hoàn thành đề tài “ Tìm hiểu về khí cụ điện bảo vệ cầu chì hạ áp và trung cao áp”. Tuy đã có nhiều cố gắng song do sự hiểu biết kiến thức cịn nhiều hạn chế, thời gian có hạn và kinh nghiệm trải nghiệm thực tế ít, nên q trình làm bài chúng em cịn mắc nhiều sai sót nhất định. Vì vậy, chúng em rất mong có sự chỉ bảo và đóng góp ý kiến của giảng viên và các bạn sinh viên khác. Chúng em xin chân thành cảm ơn.

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

<b>PHẦN 2PHẦN NỘI DUNG</b>

Khí cụ điện bảo vệ (hay cịn gọi là khí cụ bảo vệ điện) là một thiết bị được sử dụng trong hệ thống điện để bảo vệ các thiết bị và mạng điện khỏi các sự cố và nguy cơ gây hỏng hóc hoặc cháy nổ. Khí cụ điện bảo vệ hoạt động bằng cách phát hiện các hiện tượng không mong muốn trong hệ thống điện, như dòng điện quá tải, ngắn mạch, hay tăng áp, và sau đó thực hiện các tác động như ngắt mạch điện để ngăn chặn sự cố lan rộng và bảo vệ thiết bị khỏi hỏng hóc.

Một số khí cụ điện bảo vệ phổ biến bao gồm:

-Cầu dao bảo vệ (Circuit Breaker): Được sử dụng để ngắt mạch điện khi có sự cố xảy ra như ngắn mạch hoặc quá tải. Cầu dao có thể hoạt động tự động hoặc được điều khiển bằng tay.

-Rơle bảo vệ (Protection Relay): Thiết bị này theo dõi các thơng số của hệ thống điện và kích hoạt cầu dao hoặc các thiết bị khác để bảo vệ hệ thống khỏi sự cố. Rơle bảo vệ thường được lập trình để phản ứng theo các điều kiện cụ thể.

-Rơle tiếp địa (Ground Relay): Sử dụng để phát hiện sự cố tiếp địa trong hệ thống điện và ngắt mạch để ngăn chặn nguy cơ điện giật và hỏng hóc thiết bị.

-Rơle cường độ dịng điện (Overcurrent Relay): Dùng để bảo vệ chống lại quá tải và ngắn mạch bằng cách theo dõi dòng điện và ngắt mạch khi dòng điện vượt quá mức cho phép.

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

-Rơle tần số (Frequency Relay): Theo dõi tần số của hệ thống điện và có thể ngắt mạch nếu tần số bất thường, ngăn chặn sự cố nghiêm trọng.

-Có một số lý do quan trọng tại sao cần phải có khí cụ bảo vệ cho các thiết bị điện và mạch điện. Dưới đây là một số lợi ích chính của việc sử dụng khí cụ bảo vệ:

+Bảo vệ an tồn: Khí cụ bảo vệ như bảng điện tử, bộ ngắt mạch (circuit breaker), bảng chuyển mạch (switchgear) và ổ cắm định hướng (outlet) giúp bảo vệ thiết bị điện và mạch điện khỏi nguy cơ chập điện, quá tải, ngắn mạch và

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

các sự cố khác. Chúng giúp ngăn chặn các vấn đề an toàn nghiêm trọng như cháy nổ, tổn thương người dùng và thiệt hại vật chất.

+Bảo vệ thiết bị: Các thiết bị điện và mạch điện có thể bị hư hỏng do các yếu tố không mong muốn như dao động điện áp, sự tăng giảm áp suất, sự xâm nhập của bụi, cơn trùng hoặc các chất lỏng. Khí cụ bảo vệ như hộp điện, ống dẫn cáp và hộp chống nước giúp bảo vệ thiết bị khỏi các yếu tố bên ngồi có thể gây hại.

+Tiết kiệm chi phí sửa chữa: Sử dụng khí cụ bảo vệ có thể giảm thiểu nguy cơ hỏng hóc và hư hỏng thiết bị, do đó giảm chi phí sửa chữa và bảo trì. Việc đầu tư vào khí cụ bảo vệ hiệu quả có thể giúp kéo dài tuổi thọ của thiết bị và giảm nguy cơ phải thay thế chúng.

+Đáp ứng quy định an tồn: Trong nhiều quốc gia, có các quy định và tiêu chuẩn an toàn cần tuân thủ đối với các thiết bị và mạch điện. Việc sử dụng khí cụ bảo vệ phù hợp giúp đáp ứng các yêu cầu này và đảm bảo tuân thủ các quy định pháp lý.

+Tăng độ ổn định và tin cậy: Khí cụ bảo vệ có thể giúp tăng độ ổn định và tin cậy của hệ thống điện. Chúng giúp giảm thiểu các sự cố điện và tạo ra một mơi trường làm việc an tồn và ổn định cho các thiết bị và mạch điện.

Tóm lại, sử dụng khí cụ bảo vệ là cần thiết để bảo vệ thiết bị điện và mạch điện khỏi các nguy cơ an tồn, giúp duy trì hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống điện.

- Cầu chì là một loại khí cụ điện dùng để bảo vệ thiết bị và lưới điện tránh khỏi dòng điện quá tải và ngắn mạch. Nó thường được dùng để bảo vệ đường dây điện, máy biến áp, động cơ điện, các loại thiết bị điện khác, mạch điện điều khiển, mạch điện chiếu sáng. Cầu chì là một khí cụ điện bảo vệ đáng tin cậy, đơn giản và kinh tế.

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

- Ký hiệu:

Một số cơng dụng nổi bật của cầu chì trong việc bảo vệ mạch điện:

- Bảo vệ thiết bị và mạch điện: Cầu chì là một thành phần dễ thay thế và chi phí thấp. Khi một mạch điện trở nên quá tải hoặc xảy ra ngắn mạch, dòng điện tăng đột ngột. Cầu chì được thiết kế để chảy và gắn lại khi dòng điện vượt quá mức định sẵn, ngăn chặn sự hỏng hóc hoặc thiêu rụi của thiết bị và mạch điện.

- Bảo vệ an tồn: Cầu chì đảm bảo an toàn cho người sử dụng và tài sản bằng cách ngăn chặn các tình huống nguy hiểm như chập điện, cháy nổ hoặc hỏng hóc trong hệ thống điện.

- Xác định tải tối đa cho mạch: Cầu chì có các loại và kích thước khác nhau, được thiết kế để chảy ở các mức dòng điện khác nhau. Bằng cách chọn cầu chì phù hợp, bạn có thể xác định tải tối đa cho mạch điện mà nó bảo vệ. Điều này giúp đảm bảo rằng mạch điện hoạt động trong phạm vi an toàn.

- Bảo vệ tải: Cầu chì cịn được sử dụng để bảo vệ tải, chẳng hạn như đèn, máy tính, hoặc các thiết bị điện khác. Khi một tải trở nên quá tải, cầu chì sẽ chảy và ngắt kết nối tải với nguồn điện, ngăn tình trạng q tải gây hỏng hóc hoặc cháy nổ.

- Dễ dàng kiểm tra và thay thế: Cầu chì thường được đặt ở vị trí dễ dàng tiếp cận và kiểm tra. Khi cầu chì chảy do quá tải hoặc ngắn mạch, người sử dụng có thể dễ dàng thay thế nó bằng một cầu chì mới.

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

+ Phối hợp các cầu chì mắc nối tiếp:

Đối với cầu chì gG, tính chọn lọc có thể bảo đảm bằng cách chọn cầu chì phía nguồn và cầu chì phía phụ tải có dịng điện định mức theo tỷ lệ 1,6 : 1,0.

Ví dụ cầu chì F1 có dịng định mức 200A, thì chọn cầu chì F2 có dịng định mức 200 x 1,6 = 320A (→ 315A, vì khơng chế tạo cầu chì 320A)

-Dãy số ưu tiên R10: 10, 12.5, 16, 20, 25, 31.5, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630).

-Cầu chì F3 có dịng định mức 500A, với tỷ lệ 500 : 315 = 1,58 ~ 1,6.

- Đặc tính cắt dịng điện: Cầu chì cắt dịng điện sự cố trước khi nó tăng đến giá trị đỉnh nên ta nói cầu chì có khả năng hạn chế dịng điện

</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">

Ta chọn cầu chì có dịng định mức 2A (đọc ở bên phải của hình). Giả thiết có dịng ngắn mạch với giá trị hiệu dụng 2000A. Đáng lẽ nếu cầu chì khơng có, thì dòng ngắn mạch sẽ tăng lên đến giá trị đỉnh bằng 2600A (đối xứng) hoặc 5000A (không đối xứng). Nhưng cầu chì đã cắt chặn dịng điện ở giá trị ~240A, chỉ bằng 9,2% hoặc 4,8% của giá trị đỉnh. Từ đó, lực điện động mà các thiết bị đặt sau cầu chì phải chịu đựng sẽ giảm xuống cỡ 1000 lần của lực điện động đáng lẽ có , nếu khơng có cầu chì bảo vệ.

</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">

<b>2.6. Cách lựa chọn cầu chì hạ áp và các loại cầu chì hạ áp hiện có trên thị trường</b>

Những yếu tố lựa chọn là: - Dòng điện làm việc định mức - Điện áp làm việc (AC hay DC) - Nhiệt độ mơi trường

- Q dịng và thời gian cầu chì phải cắt - Dịng điện sự cố lớn nhất cho phép

- Dòng xung, dòng xung sét, dòng tăng đột biến, dòng khởi động, và những hiện tượng quá độ của mạch

- Giới hạn về kích thước như chiều dài, đường kính hoặc bề dày - Tiêu chuẩn áp dụng, ví dụ: IEC, VDE…

- Nhứng yêu cầu về lắp đặc ( loại lắp đặt, dễ tháo lắp, chỉ thị trông thấy được,...) - Những yêu cầu đối với đế lắp của cầu chì

- Những thử nghiệm kiểm tra và chứng chỉ chất lượng trước khi sản xuất

<b>+ Ở điều kiện lựa chọn thông thường:</b>

<b>+Chọn cầu chì trong nhà ở:</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">

<b>+ Chọn cầu chì đối với phụ tải khơng có hiện tượng q tải:</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28">

<b>+ Chọn cầu chì bảo vệ dây cáp điện: bảo vệ chống ngắn mạch và quá tải cho</b>

dây cáp điện bằng cách lựa chọn cầu chì gG.

</div><span class="text_page_counter">Trang 29</span><div class="page_container" data-page="29">

nhưng ưu tiên chọn loại aM, bởi vì khả năng bảo vệ tốt hơn, khả năng chịu quá tải, sự đáng tin cậy và an toàn cao hơn.

Lưu ý : Khi có cầu chì aM ở 1 pha nào bị đứt thì nên thay cả 2 pha kia

</div><span class="text_page_counter">Trang 30</span><div class="page_container" data-page="30">

Khi chọn cầu chì bảo vệ tụ điện cơng suất, thì cần phải chú ý đến các yếu tố sau đây:

- Dịng điện tăng vọt khi đóng tụ điện

- Những dịng điện sóng hài trong khi làm việc bình thường của lưới điện - Quá điện áp trên hai đầu cực của càu chì sau khi cắt dịng sự cố.

</div><span class="text_page_counter">Trang 31</span><div class="page_container" data-page="31">

<b>+ Chọn cầu chì trong mạch dòng điện một chiều: thời gian hồ quang ở dòng </b>

1 chiều lớn hơn nhiều so với dòng xoay chiều, điện áp phải giảm, để giảm bớt nhiệt lượng, tương đương với nhiệt lượng khi cắt dòng xoay chiều.

Chú ý: cầu chì aM khơng thể dùng trong mạch dòng điện 1 chiều

<b>Một số loại cầu chì hạ áp hiện có trên thị trường:</b>

- Cầu chì HRC do Siemens sản xuất:

- Cầu chì NH do hãng Cooper Bussmann sản xuất: - Cầu chì hạ áp loại NT của hãng CNC

- Cầu chì hạ áp loại NGT của hãng CNC - Cầu chì hạ áp loại H.R.C của hãng CNC

- Cầu chì hạ áp kiểu đế loại 5SG5 NEOZED, ba cực do Siemens chế tạo

</div><span class="text_page_counter">Trang 32</span><div class="page_container" data-page="32">

CẦU CHÌ 125A LOẠI OFAF000H125 ABB Cầu Chì HRC Loại GG

Cầu chì sứ CNC 2A ( RO15 )

Cầu chì cao áp (High Voltage Fuse) là một loại thiết bị bảo vệ trong hệ thống điện cao áp, được sử dụng để bảo vệ các thiết bị và hệ thống điện khỏi các tình huống ngắn mạch hoặc quá tải. Cầu chì cao áp thường được sử dụng trong các ứng dụng điện

</div><span class="text_page_counter">Trang 33</span><div class="page_container" data-page="33">

cao áp như trong lưới điện trung và cao áp, trạm biến áp, thiết bị điện công nghiệp, và các hệ thống điện tại các nhà máy điện.

Cầu chì cao áp thường có đặc điểm là chất liệu làm từ chì hoặc hợp kim chì có điểm nóng chảy thấp, được đặt bên trong một ống thủy tinh hoặc các vật liệu cách điện khác. Khi dòng điện trong hệ thống cao áp vượt quá giới hạn an toàn của cầu chì, nhiệt độ tăng lên và cầu chì sẽ nhanh chóng nóng chảy, làm ngắt mạch và ngăn chặn dịng điện tiếp tục chảy qua. Điều này giúp bảo vệ các thiết bị và hệ thống khỏi hỏng hóc do dịng điện q tải hoặc ngắn mạch.

Cầu chì cao áp được thiết kế với các thông số cụ thể như dịng định mức (rated current), điểm nóng chảy (melting point), và điện áp định mức (rated voltage) phù hợp với ứng dụng cụ thể và yêu cầu bảo vệ của hệ thống điện cao áp.

Cầu chì cao áp được sử dụng trên hệ thống điện có điện áp đến 115 kV. Cầu chì thường được dùng ở những vị trí sau:

- Đặt ở phía cao áp của máy biến áp để bảo vệ ngắn mạch; - Bảo vệ máy biến áp đo lường ở các cấp điện áp;

- Kết hợp với cầu dao phụ tải thành máy cắt phụ tải để bảo vệ các đường dây

</div><span class="text_page_counter">Trang 34</span><div class="page_container" data-page="34">

- Cầu chì tự rơi, loại nổ: Cầu chì nổ gồm có ống phíp đã được lưu hóa, và dây chảy bằng thiếc hoặc bằng bạc. Khi dây chảy bị nóng chảy và bốc hơi do nhiệt lượng của dịng điện , hồ quang điện sinh ra, ống phíp của cầu chì bị nóng và phát sinh ra khí từ ống phíp, áp suất khí trong ống phíp tăng mạnh, có thể đến 100 atm, nhờ đó hồ quang điện bị dập tắt. Khí nóng thốt ra khỏi ống cầu chì qua hai đầu của ống, gây ra tiếng nổ. Dây chày cịn được bọc bên ngồi một lớp mỏng bằng một loại hợp chất cũng bị cháy và phân hủy làm sinh ra khí oxy ở nhiệt độ làm nóng chảy dây bạc, góp phần làm tăng áp suất khí trong ống cầu chì để dập tắt hồ quang

- Cầu chì có khả năng hạn chế dịng:

</div><span class="text_page_counter">Trang 35</span><div class="page_container" data-page="35">

Cầu chì cao áp được phân loại dựa trên nhiều yếu tố, bao gồm điện áp định mức, dịng định mức, hình dạng, và các tính năng bảo vệ cụ thể. Dưới đây là một số phân loại chính của cầu chì cao áp:

Theo điện áp định mức:

</div><span class="text_page_counter">Trang 36</span><div class="page_container" data-page="36">

• Cầu chì cao áp định mức thấp: Thường được sử dụng trong các hệ thống điện cao áp với điện áp dưới 1 kV.

• Cầu chì cao áp định mức trung bình: Sử dụng trong các hệ thống điện cao áp có điện áp từ 1 kV đến khoảng 38 kV.

• Cầu chì cao áp định mức cao: Dành cho các hệ thống điện cao áp với điện áp từ 38 kV trở lên.

Theo hình dạng:

• Cầu chì trụ (cartridge fuses): Có hình dạng trụ và thường được sử dụng trong các thiết bị bảo vệ cá nhân và thiết bị cơng nghiệp nhỏ.

• Cầu chì cố định (expulsion fuses): Có hình dạng dài và thường được sử dụng trong các trạm biến áp và hệ thống điện trung áp.

• Cầu chì dạng hộp: được sử dụng trong các ứng dụng thay thế trong khơng gian kín nơi có sự gia tăng nhu cầu an tồn.

Theo tính năng bảo vệ:

• Cầu chì bảo vệ quá tải: Sử dụng để ngăn chặn dịng điện vượt q dịng định

• Cầu chì dịng nhỏ (low current fuses): Dành cho ứng dụng với dòng điện thấp. • Cầu chì dịng lớn (high current fuses): Sử dụng trong các hệ thống có dịng điện lớn.

</div><span class="text_page_counter">Trang 37</span><div class="page_container" data-page="37">

Mỗi loại cầu chì cao áp có đặc điểm và ứng dụng riêng biệt, và việc chọn loại cầu chì phù hợp là quan trọng để đảm bảo bảo vệ an toàn và hiệu suất của hệ thống điện cao áp.

<b>3.4. Nguyên lý làm việc của cầu chì cao áp</b>

Nguyên lý làm việc của cầu chì cao áp dựa trên khả năng của chì và hợp kim chì nóng chảy khi dịng điện vượt q mức định. Đây là cách cầu chì cao áp bảo vệ các thiết bị và hệ thống điện khỏi ngắn mạch và quá tải. Dưới đây là nguyên lý làm việc cơ bản của cầu chì cao áp:

B1: Dịng điện thơng qua cầu chì: Khi dịng điện trong hệ thống cao áp vượt quá mức định của cầu chì, nhiệt độ của cầu chì bắt đầu tăng lên do tác động của dịng điện.

B2: Nhiệt độ tăng: Dịng điện đi qua cầu chì gặp kháng cản, và do đó, nhiệt độ của cầu chì tăng lên theo cơng thức I²R, trong đó I là dòng điện và R là trở kháng của cầu chì.

B3: Nhiệt độ đạt đến điểm nóng chảy: Khi nhiệt độ của cầu chì đạt đến điểm nóng chảy của nó (điểm nóng chảy thấp hơn so với nhiệt độ mơi trường bình thường), chì hoặc hợp kim chì bên trong cầu chì nhanh chóng nóng chảy và chuyển thành hình lỏng.

B4: Cắt ngắt mạch: Khi chì nóng chảy, nó tạo ra một mạch dẫn rất dài trong cầu chì. Điều này gây ra một sự ngắt mạch tự động bằng cách tạo ra một khoảng cách đủ lớn trong mạch điện, ngăn chặn dòng điện tiếp tục chảy qua.

</div>

tìm hiểu về khí c điện bảo vệ cầu chì hạ áp và trung cao áp

<b>PHẦN 1PHẦN MỞ ĐẦU</b>

<b>PHẦN 2PHẦN NỘI DUNG</b>

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về