Định Nghĩa

Động cơ điện một chiều là động cơ điện hoạt động với dòng điện một chiều.

Nguyên tắc hoạt động

Stator của động cơ điện 1 chiều thường là 1 hay nhiều cặp nam châm vĩnh cửu, hay nam châm điện, rotor có các cuộn dây quấn và được nối với nguồn điện một chiều, một phần quan trọng khác của động cơ điện 1 chiều là bộ phận chỉnh lưu, nó có nhiệm vụ là đổi chiều dòng điện trong khi chuyển động quay của rotor là liên tục. Thông thường bộ phận này gồm có một bộ cổ góp và một bộ chổi than tiếp xúc với cổ góp.[cần dẫn nguồn]

Nếu trục của một động cơ điện một chiều được kéo bằng 1 lực ngoài, động cơ sẽ hoạt động như một máy phát điện một chiều, và tạo ra một sức điện động cảm ứng Electromotive force (EMF). Khi vận hành bình thường, rotor khi quay sẽ phát ra một điện áp gọi là sức phản điện động counter-EMF (CEMF) hoặc sức điện độngđối kháng, vì nó đối kháng lại điện áp bên ngoài đặt vào động cơ. Sức điện động này tương tự như sức điện động phát ra khi động cơ được sử dụng như một máy phát điện (như lúc ta nối một điện trở tải vào đầu ra của động cơ, và kéo trục động cơ bằng một ngẫu lực bên ngoài). Như vậy điện áp đặt trên động cơ bao gồm 2 thành phần: sức phản điện động, và điện áp giáng tạo ra do điện trở nội của các cuộn dây phần ứng. Dòng điện chạy qua động cơ được tính theo biều thức sau:

{\displaystyle I=(V_{Nguon}-V_{PhanDienDong})/R_{PhanUng}}

Công suất cơ mà động cơ đưa ra được, được tính bằng:

{\displaystyle P=I*(V_{PhanDienDong})}

Cơ chế sinh lực quay của động cơ điện một chiều[sửa | sửa mã nguồn]

Một máy điện một chiều đang được tháo ra đại tu.

Khi có một dòng điện chạy qua cuộn dây quấn xung quanh một lõi sắt non, cạnh phía bên cực dương sẽ bị tác động bởi một lực hướng lên, trong khi cạnh đối diện lại bị tác động bằng một lực hướng xuống theo nguyên lý bàn tay trái của Fleming. Các lực này gây tác động quay lên cuộn dây, và làm cho rotor quay. Để làm cho rotor quay liên tục và đúng chiều, một bộ cổ góp điện sẽ làm chuyển mạch dòng điện sau mỗi vị trí ứng với 1/2 chu kỳ. Chỉ có vấn đề là khi mặt của cuộn dây song song với các đường sức từ trường. Nghĩa là lực quay của động cơ bằng 0 khi cuộn dây lệch 90o so với phương ban đầu của nó, khi đó rotor sẽ quay theo quán tính.

Trong các máy điện một chiều lớn, người ta có nhiều cuộn dây nối ra nhiều phiến góp khác nhau trên cổ góp. Nhờ vậy dòng điện và lực quay được liên tục và hầu như không bị thay đổi theo các vị trí khác nhau của rotor.

  1. Phương trình cơ bản của động cơ 1 chiều:
            E= K.omega          (1)
            V= E+Rư.Iư                (2)
            M= K Φ Iư                  (3)

Với:

          - Φ: Từ thông trên mỗi cực(Wb)
          - Iư: dòng điện phần ứng (A)
          - V: Điện áp phần ứng (V)
          - Rư: Điện trở phần ứng (Ohm)
          - omega: tốc độ động cơ(rad/s)
          - M: moment động cơ (Nm)
          - K: hằng số, phụ thuộc cấu trúc động cơ

Điều khiển tốc độ

Thông thường, tốc độ quay của một động cơ điện một chiều tỷ lệ với điện áp đặt vào nó, và ngẫu lực quay tỷ lệ với dòng điện. Điều khiển tốc độ của động cơ có thể bằng cách điều khiển các điểm chia điện áp của bình ắc quy, điều khiển bộ cấp nguồn thay đổi được, dùng điện trở hoặc mạch điện tử… Chiều quay của động cơ có thể thay đổi được bằng cách thay đồi chiều nối dây của phần kích từ, hoặc phần ứng, nhưng không thể được nếu thay đổi cả hai. Thông thường sẽ được thực hiện bằng các bộ công tắc tơ đặc biệt (Công tắc tơ đổi chiều).

Điện áp tác dụng có thể thay đổi bằng cách xen vào mạch một điện trở nối tiếp hoặc sử dụng một thiết bị điện tử điều khiển kiểu chuyển mạch lắp bằng Thyristor, transistor hoặc loại cổ điển hơn nữa bằng các đèn chỉnh lưu hồ quang Thủy ngân. Trong một mạch điện gọi là mạch băm điện áp, điện áp trung bình đặt vào động cơ thay đổi bằng cách chuyển mạch nguồn cung cấp thật nhanh. Khi tỷ lệ thời gian “on” trên thời gian “off” thay đổi sẽ làm thay đổi điện áp trung bình. Tỷ lệ phần trăm thời gian “on” trong một chu kỳ chuyển mạch nhân với điện áp cấp nguồn sẽ cho điện áp trung bình đặt vào động cơ. Như vậy với điện áp nguồn cung cấp là 100V, và tỷ lệ thời gian ON là 25% thì điện áp trung bình là 25V. Trong thời gian “Off”, điện áp cảm ứng của phần ứng sẽ làm cho dòng điện không bị gián đoạn, qua một đi ốt gọi là đi ốt phi hồi, nối song song với động cơ. Tại thời điểm này, dòng điện của mạch cung cấp sẽ bằng không trong khi dòng điện qua động cơ vẫn khác không và dòng trung bình của động cơ vẫn luôn lớn hơn dòng điện trong mạch cung cấp, trừ khi tỷ lệ thời gian “on” đạt đến 100%. Ở tỷ lệ 100% “on” này, dòng qua động cơ và dòng cung cấp bằng nhau. Mạch đóng cắt tức thời này ít bị tổn hao năng lượng hơn mạch dùng điện trở. Phương pháp này gọi là phương pháp điều khiển kiểu điều biến độ rộng xung (pulse width modulation, or PWM), và thường được điều khiển bằng vi xử lý. Đôi khi người ta còn sử dụng mạch lọc đầu ra để làm bằng phẳng điện áp đầu ra và giảm bớt tạp nhiễu của động cơ.

động cơ điện một chiều kiểu nối tiếp có thể đạt tới mô men quay cực đại từ khi vận tốc còn nhỏ, nó thường được sử dụng để kéo, chẳng hạn đầu máy xe lửa hay tàu điện. Một ứng dụng khác nữa là để khởi động các loại động cơ xăng hay động cơ điezen loại nhỏ. Tuy nhiên nó không bao giờ dùng trong các ứng dụng mà hệ thống truyền động có thể dừng (hay hỏng), như băng truyền. Khi động cơ tăng tốc, dòng điện phần ứng giảm (do đó cả trường điện cũng giảm). Sự giảm trường điện này làm cho động cơ tăng tốc cho tới khi tự phá hủy chính nó. Đây cũng là một vấn đề với động cơ xe lửa trong trường hợp mất liên kết, vì nó có thể đạt tốc độ cao hơn so với chế độ làm việc định mức. Điều này không chỉ gây ra sự cố cho động cơ và hộp số, mà còn phá hủy nghiêm trọng đường ray và bề mặt bánh xe vì chúng bị đốt nóng và làm lạnh quá nhanh. Việc giảm từ trường trong bộ điều khiển điện tử được ứng dụng để tăng tốc độ tối đa của các phương tiện vận tải chạy bằng điện. Dạng đơn giản nhất là dùng một bộ đóng cắt và điện trở làm yếu từ trường, một bộ điều khiển điện tử sẽ giám sát dòng điện của động cơ và sẽ chuyển mạch, đưa các điện trở suy giảm từ vào mạch khi dòng điện của động cơ giảm thấp hơn giá trị đặt trước. Khi điện trở được đưa vào mạch, nó sẽ làm tăng tốc động cơ, vượt lên trên tốc độ thông thường ở điện áp định mức. Khi dòng điện tăng bộ điều khiển sẽ tách điện trở ra, và động cơ sẽ trở về mức ngẫu lực ứng với tốc độ thấp.

Một phương pháp khác thường được dùng để điều khiển tốc độ động cơ một chiều là phương pháp điều khiển theo kiểu Ward-Leonard. Đây là phương pháp điều khiển động cơ một chiều (thường là loại kích thích song song hay hỗn hợp) bằng cách sử dụng nguồn điện xoay chiều, mặc dù nó không được tiện lợi như những sơ đồ điều khiển một chiều. Nguồn điện xoay chiều được dùng để quay một động cơ điện xoay chiều, thường là một động cơ cảm ứng, và động cơ này sẽ kéo một máy phát điện một chiều. Điện áp ra của phần ứng máy phát một chiều này được đưa thẳng đến phần ứng của động cơ điện một chiều cần điều khiển. Cuộn dây kích từ song song của cả máy phát điện và động cơ điện một chiều sẽ được kích thích độc lập qua các biến trở kích từ. Có thể điều khiển tốc độ động cơ rất tốt từ tốc độ = 0 đến tốc độ cao nhất với ngẫu lực phù hợp bằng cách thay đổi dòng điện kích thích của máy phát và động cơ điện một chiều. Phương pháp điều khiển này đã được xem là chuẩn mực cho đến khi nó bị thay thế bằng hệ thống mạch rắn sử dụng Thyristor. Nó đã tìm được chỗ đứng ở hầu hết những nơi cần điều khiển tốc độ thật tốt, từ các hệ thống thang nâng hạ người trong các hầm mỏ, cho đến những máy công nghiệp cà các cần trục điện. Nhược điểm chủ yếu của nó là phải cần đến ba máy điện cho một sơ đồ (có thể lên đến 5 trong các ứng dụng rất lớn vì các máy DC có thể được nhân đôi lên và điều khiển bằng các biến trở chỉnh đồng thời). Trong rất nhiều ứng dụng, hợp bộ động cơ – máy phát điện thường được duy trì chạy không tải, để tránh mất thời gian khởi động lại.

Mặc dù các hệ thống điều khiển điện tử sử dụng Thy ris tor đã thay thế hầu hết các hệ thống Ward Leonard cỡ nhỏ và trung bình, nhưng một số hệ thống lớn (cỡ vài trăm mã lực) vẫn còn đắc dụng. Dòng điện kích từ nhỏ hơn nhiều so với dòng điện phần ứng, cho phép các Thyristor cỡ trung bình có thể điều khiển một động cơ lớn hơn rất nhiều, so với điều khiển trực tiếp. Thí dụ, trong một ứng dụng, một bộ Thy ris tor 300 am pe có thể điều khiển một máy phát điện. Dòng điện ngõ ra của máy phát này có thể lên đến 15.000 am pe, với cùng dòng này, nếu điều khiển trực tiếp bằng thy ris tor thì có thể rất khó khăn và giá thành cao.

Điều khiển số động cơ một chiều có chổi than

Hiện nay, để điều khiển động cơ một chiều (DC motor), có rất nhiều phương pháp được đưa ra. Với sự ra đời của vi xử lý, bộ điều khiển số dần thay thế các bộ điều khiển tương tự truyền thống bởi nhiều ưu điểm. Về bộ điều khiển số, có rất nhiều phương pháp được đề nghị như: PID số, Fuzzy logic, Lyapounov,.. Tuy nhiên, chiếm hơn 70% bộ điều khiển trong công nghiệp là PID.

Động cơ điện là máy điện dùng để chuyển đổi năng lượng điện sang năng lượng cơ. Máy điện dùng để chuyển đổi ngược lại (từ cơ sang điện) được gọi là máy phát điện hay dynamo. Các động cơ điện thường gặp dùng trong gia đình như quạt điệntủ lạnhmáy giặtmáy bơm nướcmáy hút bụi

Ứng dụng

Ngày nay động cơ điện được dùng trong hấu hết mọi lĩnh vực, từ các động cơ nhỏ dùng trong lò vi sóng để chuyển động đĩa quay, hay trong các máy đọc đĩa (máy chơi CD hay DVD), đến các đồ nghề như máy khoan, hay các máy gia dụng như máy giặt, sự hoạt động của thang máy hay các hệ thống thông gió cũng dựa vào động cơ điện. Ở nhiều nước động cơ điện được dùng trong các phương tiện vận chuyển, đặc biệt trong các đầu máy xe lửa.

stator và rotor của một động cơ điện 3 pha

Trong công nghệ máy tính: Động cơ điện được sử dụng trong các ổ cứng, ổ quang (chúng là các động cơ bước rất nhỏ).

Nguyên tắc hoạt động

Phần chính của động cơ điện gồm phần đứng yên (stator) và phần chuyển động (rotor) được quấn nhiều vòng dây dẫn hay có nam châm vĩnh cửu. Khi cuộn dây trên rotor và stato được nối với nguồn điện, xung quanh nó tồn tại các từ trường, sự tương tác từ trường của rotor và stator tạo ra chuyển động quay của rotor quanh trục hay 1 mômen.

Phần lớn các động cơ điện hoạt động theo nguyên lý điện từ, nhưng loại động cơ dựa trên nguyên lý khác như lực tĩnh điện và hiệu ứng điện áp cũng được sử dụng. Nguyên lý cơ bản mà các động cơ điện từ dựa vào là có một lực lực cơ học trên một cuộn dây có dòng điện chạy qua nằm trong một từ trường. Lực này theo mô tả của định luật lực Lorentz và vuông góc với cuộn dây và cả với từ trường.

Phần lớn động cơ từ đều xoay nhưng cũng có động cơ tuyến tính. Trong động cơ xoay, phần chuyển động được gọi là rotor, và phần đứng yên gọi là stator.

Điều khiển động cơ

Đa số động cơ điện không đồng bộ có thể điều khiển tốc độ bằng cách đổi kiểu đấu nối (sao, tam giác); Một số có thể điều khiển bằng các biến tần. Các động cơ bước phải sử dụng một bộ điều khiển riêng (được gọi là driver).

Lịch sử phát triển

  • Năm 1820: nhà hóa học Đan Mạch Hans Christian Ørsted phát hiện ra hiện tượng điện từ.
  • Nguyên lý chuyển đổi từ năng lượng điện sang năng lượng cơ bằng cảm ứng điện từ được nhà khoa học người Anh là Michael Faraday phát minh năm 1821. Ông công bố kết quả thí nghiệm của ông về chuyển động quay điện từ, gồm chuyển động quay của dây dẫn trong từ trường và chuyển động của nam châm quanh 1 dây dẫn
  • Năm 1822: Peter Barlow phát triển ra bánh xe Barlow
  • Năm 1828: động cơ điện đầu tiên sử dụng nam châm điện cho cả rotor và stator được phát minh bởi Ányos Jedlink (nhà khoa học người Hungary), sau đó ông đã phát triển động cơ điện có công suất đủ để đẩy được một chiếc xe.
  • Năm 1834: Thomas Davenport chế tạo ra động cơ chỉnh lưu
  • Năm 1838: động cơ điệncông suất 220 W được dùng cho thuyền chế tạo bởi Hermann Jacobi
  • Năm 1866: Werner von Siemens sáng chế ra máy phát điện

Phân loại Động Cơ

  1. Động cơ không đồng bộ
  2. Động cơ đồng bộ
  1. Động cơ điện một chiều kích thích bởi nam châm vĩnh cửu
  2. Động cơ điện một chiều kích thích bởi dòng điện
  • Động cơ bước
  • Động cơ giảm tốc
  • Động cơ rung
  • Động cơ Servo

Ngắn mạch là hiện tượng mạch điện bị chập lại ở một điểm nào đó làm cho tổng trở mạch nhỏ đi, dòng điện trong mạch sẽ tăng cao đột ngột và điện áp giảm xuống.

Khái niệm ngắn mạch hở mạch.

1 Khái niệm về ngắn mạch:

Ngắn mạch là hiện tượng mạch điện bị chập lại ở một điểm nào đó làm cho tổng trở mạch nhỏ đi, dòng điện trong mạch sẽ tăng cao đột ngột và điện áp giảm xuống. Việc dòng điện tăng cao quá mức sẽ gây các hậu quả nghiêm trọng:  Xuất hiện lực điện động lớn có khả năng phá hủy kết cấu của các thiết bị điện, tiếp tục gây chạm chập cháy nổ.  Làm nhiệt độ tăng cao phá hủy các đặc tính cách điện, việc này lại tiếp tục gây ra các ngắn mạch khác. Hình Error! No text of specified style in document..1. Đồ thị biến thiên dòng điện trong quá trình quá độ. Nếu không nhanh chóng cô lập vùng ngắn mạch thì hệ thống chuyển sang chế độ ngắn mạch duy trì.

Dòng điệnngắn mạch theo thời gian có thể phân tích thành 2 thành phần: chu kỳ và không chu kỳ. iN  t   ick  t   ikck  t  (Error! No text of specified style in document.-1) Trong đó, thành phần không chu kỳ sẽ tắt sau một thời gian chỉ còn lại thành phần chu kỳ. E*  i”: dòng điện siêu quá độ ban đầu, i”  x*  Trong đó: : sức điện động siêu quá độ tương đương E*  trong đơn vị tương đối. : điện kháng tổng hợp trong đơn vị tương x*  đối. Ickm: biên độ của thành phần chu kỳ, I ckm  2.i ” ngắn mạch tại t=T/2, do đó: ixk: là dòng 0,01 Ta ixk  I ckm  I ckm .e  k xk .I ckm  k xk . 2.i ” 0 ,01 Trong đó: gọi là hệ số xung kích, với là Ta  x w.r Ta k xk  1  e hằng số thời gian. Thông thường hệ số xung kích được tra từ các bảng theo tỷ số của mạch, vị trí ngắn mạch và các x r đặc trưng của mạch điện.

Trung bình có thể lấy giá trị như sau:  Ngắn mạch tại thanh góp điện áp máy phát hoặc đầu của máy biến áp tăng: cao áp kxk = 1,9.  Ngắn mạch ở các thiết bị cao áp xa máy phát: kxk = 1,8.  Ngắn mạch phía thứ cấp của các trạm hạ áp (S

2 Phân loại ngắn mạch:

Có nhiều dạng ngắn mạch: ngắn mạch 3 pha, ngắn mạch 2 pha, ngắn mạch 2 pha chạm đất, ngắn mạch 1 pha chạm đất…trong đó ngắn mạch 3 pha là nguy hiểm nhất. Bảng Error! No text of specified style in document.-1. Tóm tắt các loại ngắn mạch Thông tường các dạng ngắn mạch phải được cô lập khỏi hệ thống. Riêng trong lưới trung áp 35, 10, 6kV là lưới có trung tính cách điện thì dòng ngắn mạch 1 pha nhỏ và người ta cho phép tiếp tục vận hành 2 giờ kể từ khi ngắn mạch, nếu sau 2 giờ nếu không phát hiện và khắc phục được sự cố thì mới cắt điện. Sự cố này được phát hiện nhờ máy biến áp ba pha tam giác

3 Mục đích và yêu cầu của tính toán ngắn mạch:

Khi thiết kế và vận hành các hệ thống điện, nhằm giải quyết nhiều vấn đề kỹ thuật yêu cầu tiến hành hàng loạt các tính toán sơ bộ, trong đó có tính toán ngắn mạch. Tính toán ngắn mạch thường là những tính toán dòng, áp lúc xảy ra ngắn mạch tại một số điểm hay một số nhánh của sơ đồ đang xét. Tùy thuộc mục đích tính toán mà các đại lượng trên có thể được tính ở một thời điểm nào đó hay diễn biến của chúng trong suốt cả quá trình quá độ. Những tính toán như vậy cần thiết để giải quyết các vấn đề sau:  So sánh, đánh giá, chọn lựa sơ đồ nối điện.  Chọn các khí cụ, dây dẫn, thiết bị điện.  Thiết kế và chỉnh định các loại bảo vệ.

Nghiên cứu phụ tải, phân tích sự cố, xác định phân bố dòng… Trong hệ thống điện phức tạp, việc tính toán ngắn mạch một cách chính xác rất khó khăn. Do vậy tùy thuộc yêu cầu tính toán mà trong thực tế thường dùng các phương pháp thực nghiệm, gần đúng với các điều kiện đầu khác nhau để tính toán ngắn mạch. Chẳng hạn để tính chọn máy cắt điện, theo điều kiện làm việc của nó khi ngắn mạch cần phải xác định dòng ngắn mạch lớn nhất có thể có. Muốn vậy, người ta giả thiết rằng ngắn mạch xảy ra lúc hệ thống điện có số lượng máy phát làm việc nhiều nhất, dạng ngắn mạch gây nên dòng lớn nhất, ngắn mạch là trực tiếp, ngắn mạch xảy ra ngay tại đầu cực máy cắt… Để giải quyết các vấn đề liên quan đến việc chọn lựa và chỉnh định thiết bị bảo vệ rơle thường phải tìm dòng ngắn mạch nhỏ nhất, lúc ấy tất nhiên cần phải sử dụng những điều kiện tính toán hoàn toàn khác với những điều kiện nêu trên.

Thiết bị điện trong hệ thống điện được đề cập ở bài viết này là các loại thiết bị làm các nhiệm vụ: đóng cắt, điều khiển, điều chỉnh, bảo vệ, chuyển đổi, khống chế và kiểm tra mọi sự hoạt động của hệ thống lưới điện và các loại máy điện. Ngoài ra thiết bị điện còn được sử dụng để kiểm tra, điều chỉnh và biến đổi đo lường nhiều quá trình không điện khác.

Thiết bị điện là gì?

Thiết bị điện là tổng hợp thiết bị đang được sử dụng rất phổ biến có mặt trong hầu hết các lãnh vực sản xuất của nền kinh tế, từ các nhà máy điện, trạm biến áp, hệt hống truyền tải điện, đến các máy phát và động cơ điện trong các xínghiệp công nghiệp, nông nghiệp, giao thông,… và trong cả lãnh vực an ninh quốc phòng.

Thiết bị điện sử dụng ở nước ta hiện nay được nhập từ rất nhiều nước, rất nhiều hãng sản xuất khác nhau và đủ các thế hệ. Có cả các thiết bị đã có thời gian sửdụng 40 đến 50 năm, rất lạc hậu và các thiết bị rất hiện đại mới nhập. Chính vìvậy các quy cách không thống nhất, gây khó khăn cho vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa.

Do quá nhiều chủng loại thiết bị điện với các tiêu chuẩn kĩ thuật rất khác nhau, nên trong sử dụng hiện nay nhiều khi không sử dụng hết tính năng và công suất của thiết bị hoặc sử dụng không đúng gây hư hỏng nhiều, làm thiệt hại không nhỏ cho nền kinh tế.

Phân loại thiết bị điện

Để thuận lợi cho việc nghiên cứu, vận hành sử dụng và sửa chữa thiết bị điện người ta thường phân loại như sau:

a) Phân theo công dụng

+ Thiết bị điện khống chế: dùng để đóng cắt, điều chỉnh tốc độ chiều quay của các máy

phát điện, động cơ điện (như cầu dao, áp tô mát, công tắc tơ,…).

+ Thiết bị điện bảo vệ: làm nhiệm vụ bảo vệ các động cơ, máy phát điện, lưới điện khi

có quá tải, ngắn mạch, sụt áp,…( như rơle, cầu chì, máy cắt,…).

Thiết bị điện tự động điều khiển từ xa: làm nhiệm vụ thu nhận và phân tích vàkhống chế

sự hoạt động của các mạch điện như khởi động từ,…

+ Thiết bị điện hạn chế dòng ngắn mạch (như điện trở phụ, cuộn kháng,…).

+ Thiết bị điện làm nhiệm vụ duy trì ổn định các tham số điện (như ổn áp, bộ tự động

điều chỉnh điện áp máy phát,…)

+ Thiết bị điện làm nhiệm vụ đo lường (như máy biến dòng điện, biến áp đo lường,…).

b) Phân theo tính chất dòng điện

+ Thiết bị điện dùng trong mạch một chiều.

+ Thiết bị điện dùng trong mạch xoay chiều.

c) Phân theo nguyên lí làm việc

Thiết bị điện loại điện từ, điện động, cảm ứng, có tiếp điểm, không có tiếp điểm,…

d) Phân theo điều kiện làm việc

+ Loại làm việc vùng nhiệt đới khí hậu nóng ẩm, loại ở vùng ôn đới, cóloại chống được

khí cháy nổ, loại chịu rung động,…

e) Phân theo cấp điện áp có

+ Thiết bị điện hạ áp có điện áp dưới 3kV.

Thiết bị điện trung áp có điện áp từ 3kV đến 36 kV.

+ Thiết bị điện cao áp có điện áp từ 36kV đến nhỏ hơn 400 kV.

+ Thiết bị điện siêu cao áp có điện áp từ 400 kV trở lên.

Các yêu cầu cơ bản của thiết bị điện

– Phải đảm bảo sử dụng thiết bị điện được lâu dài đúng tuổi thọ thiết kế khi làm việc với các thông số kỹ thuật ở định mức.

Thiết bị điện phải đảm bảo ổn định lực điện động và ổn định nhiệt độ khi làm việc bình thường, đặc biệt khi sự cố trong giới hạn cho phép của dòng điệnđiện áp.

– Vật liệu cách điện chịu được quá áp cho phép.

Thiết bị điện phải đảm bảo làm việc tin cậy, chính xác an toàn, gọn nhẹ, dễ lắp ráp, dễ kiểm tra, sửa chữa.

– Ngoài ra còn yêu cầu phải làm việc ổn định ở điều kiện khí hậu môi trường mà khi thiết kế đã cho phép.

Với sự phát triển của khoa học công nghệ hiện nay thì các thiết bị điện ngày càng đa dạng và nhiều chức năng phức tạp. Chính vì vậy việc đào tạo và cập nhập nâng cao kiến thức về thiết bị điện đặc biệt là điều cần thiết để có thể sử dụng hiệu quả và an toàn.

Trên lý thuyết dây trung tính có cùng điện thế với đất và không gây điện giật như dây nóng. Nhiệm vụ của dây trung tính là giúp cân pha trong mạch điện 3 pha, và giúp kín mạch trong mạch điện 1 pha.

Trên thực tế luôn nên thận trọng coi nó như dây nóng. Dây mát có thể có điện thế khác đất, và gây điện giật. Khi việc truyền tải điện không cân pha điện áp trên dây mát bằng 5% điện áp trên dây nóng.

Dây trung tính là gì

Dây trung tính ký hiệu là N, là dây không có điện và đã được nối đất tại nhà máy phát điện. Vì vậy dòng điện trên dây trung tính = 0, nếu chạm vào sẽ không bị điện giật. Ngược lại, sờ vào dây pha đang có điện có thể nguy hiểm tới tính mạng.

Để đảm bảo an toàn, màu của dây trung tính sẽ khác so với màu của các dây pha. Theo tiêu chuẩn về điện và tiêu chuẩn Việt Nam, việc quy ước màu của các loại dây như sau:

– Trong mạch điện 1 pha

+ Dây trung tính được quy ước màu đen/ màu xanh hoặc màu trắng.

+ Dây nóng được quy ước màu đỏ

– Trong mạch điện 3 pha

+ Dây trung tính được quy ước màu đen

+ Dây pha A được quy ước màu đỏ

+ Dây pha B được quy ước màu trắng

+ Dây pha C được quy ước màu xanh dương

+ Dây nối đất được quy ước màu xanh lá sọc vàng.

Cách phân biệt dây trung tính

Bên cạnh đó, dây trung tính còn được nhận diện thông qua kích thước bởi nó thường được làm với tiết diện nhỏ hơn so với dây pha.

Khi dùng bút thử điện để thử, dây trung tính không làm sáng bút thử điện vì nó có mức điện áp bằng 0V hoặc rất thấp. Trong khi đó, nếu thử bút thử điện với dây pha, bút thử điện sẽ sáng.

Dây pha là gì

Dây pha còn được gọi là dây nóng, dây lửa mang dòng điện xoay chiều. Tùy thuộc vào quy chuẩn của từng quốc gia mà điện áp trong dây pha sẽ khác nhau. Ở Việt Nam, mức điện áp tiêu chuẩn trong mạng điện dân dụng là 220V.

Trong một số trường hợp, 2 dây chính đều là dây nóng, có thể từ 2 pha của đường cung cấp 3 pha, hoặc lấy từ biến thế một pha.

Một số ổ điện (đặc biệt ổ chỉ có 2 lỗ) không phân biệt chân nóng và chân mát. Vì vậy có thể cắm thoải mái không cần lo đúng chiều hay không.

Video hướng dẫn cách đấu điện 3 pha 4 dây dễ dàng – an toàn – hiệu quả:

Dây nối đất

Dây nối đất không phả là dây trung tính đây là nhầm lẫn của rất nhiều người. Sử dụng dây nối đất nhằm mục đích an toàn. Nó mang dòng điện rò rỉ trên bề mặt thiết bị điện tiêu thụ điện xuống đất. Để người sử dụng không trực tiếp bị điện giật khi chạm vào.

Nếu không nối đất, người sử dụng tiếp xúc với vỏ kim loại sẽ có thể bị điện giật. Khi nối đất, điện truyền qua dây đất xuống đất, và không đi qua người (vốn có điện trở lớn hơn dây điện). Ngoài ra, nếu dòng điện rò rỉ lớn, tương đương chập mạch, cầu chì có thể tự động ngắt, tránh cháy nổ.

Đối với các thiết bị điện như ổn áp, máy giặt, tủ lạnh…cần đặc biệt lưu ý tới vấn đề này. Bởi những thiết bị này thường có dòng cảm ứng, cần nối đất để triệt tiêu.

Mời các bạn xem video tìm hiểu nguyên nhân mất dây trung tính:

Tác dụng của dây trung tính là gì trong mạch điện 3 pha 4 dây

– Chức năng chính của dây trung tính trong mạch điện 3 pha 4 dây là giữ ổn định điện áp. Truyền tải nguồn điện đi nuôi thiết bị điện tiêu thụ.

– Tạo ra hai trị số điện áp khác nhau: điện áp dây và điện áp pha, vì thế thuận tiện cho việc sử dụng đồ dùng điện.

Tác dụng của dây trung tính là gì

Tại sao dây trung tính nhỏ hơn dây pha ?

– Trong mạch điện 3 pha thì dây trung tính sẽ chịu dòng bằng tổng 3 dòng pha. Nếu các pha cân bằng thì dòng này nhỏ hơn nhiều ( ~ =0 ) so với dòng pha do đó tiết diện không cần phải lớn, chọn nhỏ cho kinh tế.

– Còn mạch điện 1 pha, dây trung tính với dây pha cùng phải chịu chung dòng pha nên tiết diện của nó bằng nhau.

Khi nào dây trung tínhdòng điện

Mặc dù trên lý thuyết dây trung tính không mang điện áp. Hoặc có điện áp cực nhỏ, khi chạm vào thì không bị giật. Nhưng trong thực tế, dây trung tính vẫn có thể có điện và gây giật nếu xảy ra hiện tượng lệch pha.

Hiện tượng lệch pha trong mạch điện 3 pha là trạng thái không cân bằng pha. Xảy ra khi các tải 1 pha được sử dụng làm cho một hay hai đường dây điện mang nhiều hoặc ít tải hơn.

Hiện tượng lệch pha không hiếm xảy ra trong mạng điện gia đình hay mạng điện công nghiệp.

Khi hiện tượng lệch pha xảy ra, dây trung tính sẽ có hiện tượng xuất hiện điện áp với mức điện áp phụ thuộc vào độ lệch pha. Điện áp này trong dây trung tính sẽ gây giật điện khi ta chạm vào.

Trong mạng điện gia dụng, khi xảy ra hiện tượng lệch pha, điện áp trên dây trung tính bằng 5% điện áp trên dây pha. Điện áp trên dây pha càng lớn thì điện áp trên dây trung tính càng cao và càng nguy hiểm.

Dòng rò là gì?

Dòng rò là một hiện tượng vật lý trong kỹ thuật ngành điện cơ học, nó là dòng điện dư thừa trong tổn hao năng lượng điện. Khi đó dòng rò này sẽ không có lợi trong công năng có ích, mà nó sẽ lan truyền ra vỏ thiết bị, gây nên các tai nạn về điện trong sản xuất khi công nhân chạm vào vỏ thiết bị.

Sau một thời gian sử dụng máy móc, thiết bị có sử dụng điện sẽ phát sinh một hiện tượng rò rỉ điện ra vỏ thiết bị được gọi là dòng rò.

Hiện nay để phát hiện và kiểm tra dòng rò, kỹ sư và các thợ bảo trị điện nhỏ và lớn thường sử dụng ampe kìm đo dòng rò, nó được sử dụng khác dễ dàng và chính xác, thang đo rộng thường phạm vi lên đến 10A có thiết kế nhỏ gọn cầm nắm dễ dàng có tính di chuyển cao, tiện dụng.

Phương pháp xử lý dòng rò.

Để giải quyết vấn đề dòng rò này, và cũng để đảm bảo an toàn trong sản xuất, người ta dùng biện pháp nối đất an toàn vào thiết bị sử dụng điện, và đưa toàn bộ dòng rò này hoàn toàn đi vào đất một cách an toàn theo hệ thống.

Vậy làm sao dòng điện rò có thể đi vào đất một cách an toàn? Nếu không biết cách đưa dòng rò vào đất không khéo có thể gây nên một hiện gọi là điện áp bước, sẽ nguy hiểm hơn nữa!

Nối đất an toàn vào thiết bị sản xuất có sử dụng điện

Nối đất an toàn vào thiết bị sản xuất có sử dụng điện

Trước khi xây dựng nhà máy, người ta liền nghĩ ngay đến vấn đề an toàn điện trong lao động, và tác hại của dòng rò gây nên. Cho nên người ta liền chôn vào trong nền đất một hệ thống lưới sắt, và kết nối vào hệ thống lưới sắt này kèm theo là những cọc sắt có tác dụng dẫn dòng rò đi sâu vào trong lòng đất, và những cọc sắt này sẽ được đóng sâu vào đất tùy thuộc vào địa tầng và sự kiểm tra thông số cho phép trong chuyên ngành.

Và các cọc sắt này sẽ được nối với thiết bị sử dụng điện, còn hệ thống lưới sắt bên dưới sẽ có tác dụng không gây ra hiện tượng điện áp bước.

Một điểm nối đất an toàn vào cọc sắt (hay còn gọi là cọc te)

Một điểm nối đất an toàn vào cọc sắt (hay còn gọi là cọc te)

Contactor (khởi động từ) là gì ?

Contactor hay còn gọi là khởi động từ, là khí cụ điện hạ áp, thực hiện việc đóng ngắt thường xuyên các mạch điện động lực có dòng điện ngắt không vượt quá giới hạn dòng điện quá tải của mạch điện.

Contactor Mitssubishi và contactor Fuji Electric

Thao tác đóng ngắt của contactor có thể thực hiện nhờ cơ cấu điện từ, cơ cấu khí động hoặc cơ cấu thuỷ lực. Nhưng thông dụng nhất là các loại contactor điện từ.

Nguyên lý hoạt động của contactor:

Ở đây ta xét đến nguyên lý hoạt động của contactor điện từ.

Contactor điện từ ứng dụng những định luật điện từ cơ bản. Để hiểu những định luật này, ta khảo sát một nam châm điện đơn giản là một cuộn dây quấn quanh một lõi sắt non, và hai đầu dây được nối vào nguồn điện 1 chiều. Dòng điện chảy qua cuộn dây làm từ hoá lõi sắt, và khi ngắt nguồn điện, không còn dòng chạy qua cuộn dây thì lõi sắt trở lại bình thường.

Nam châm điện

Nam châm điện

Cấu trúc cơ bản của contactorCấu trúc cơ bản của Contactor 

Hình trên mô tả cấu trúc cơ bản của contactor. Bên trong contactor có hai mạch điện, một là mạch điều khiển, mạch còn lại là mạch động lực. Mạch điều khiển được nối với cuộn cảm của nam châm điện. Mạch động lực được nối với tiếp điểm tĩnh của contactor.

Nam châm điện trong contactor có cấu tạo giống như nam châm điện gồm cuộn dây quấn quanh lõi sắt non như đã khảo sát ở trên. Khi có điện cấp vào cuộn dây thông qua mạch điều khiển, từ trường tạo ra sẽ từ hoá nam châm điện. Từ trường này sẽ hút lõi thép vào nam châm, làm tiếp điểm trong contactor đóng lại và khép kín mạch động lực. Khi ngắt mạch điều khiển, từ trường ở nam châm điện biến mất, và tiếp điểm trở về trạng thái cũ nhờ tác động của lò xo.

Thông số cơ bản của contactor:

Dòng điện định mức : Là dòng điện dài hạn chảy qua hệ thống tiếp điểm chính của contactor khi đóng mạch điện phụ tải. Với giá trị này của dòng điện, mạch dẫn điện chính của contactor không bị phát nóng quá giới hạn cho phép.

Điện áp định mức : Là điện áp đặt trên hai cực của mạch dẫn điện chính của contactor.

Khả năng đóng ngắt của contactor :

Khả năng đóng của contactor : Được đánh giá bằng giá trị dòng điện mà contactor có thể đóng thành công. Thường thì giá trị này bằng từ 1 đến 7 lần giá trị dòng điện định mức.

Khả năng ngắt của contactor : Được đánh giá bằng giá trị dòng điện ngắt, mà ở giá trị đó, contactor có thể tác động ngắt thành công khỏi mạch điện. Thường giá trị này bằng từ 1 đến 10 lần dòng điện định mức.

Độ bền cơ : Là số lần đóng ngắt khi không có dòng điện chảy qua hệ thống tiếp điểm của contactor. Vượt quá số lần đóng ngắt đó, các tiếp điểm xem như bị hư hỏng, không còn sử dụng được nữa. Các loại contactor thường có độ bền cơ từ 10^6 đến 5.10^6 lần thao tác.

Độ bền điện : Là số lần đóng ngắt dòng điện định mức. Contactor loại thường có độ bền điện vào khoảng ≤ 10^6

Phân loại contactor:

Có nhiều cách phân loại contactor.

Nguyên lý truyền động : Ta có contactor kiểu điện từ, kiểu hơi ép, kiểu thủy lực … Thường thì ta gặp contactor kiểu điện từ.

Theo dạng dòng điện : Contactor điện một chiều và contactor điện xoay chiều.

Theo kết cấu : Người ta phân contactor dùng ở nơi hạn chế chiều cao ( như bảng điện ở gầm xe ) và ở nơi hạn chế chiều rộng ( ví dụ buồng tàu điện ).

Phân loại tiếp điểm contactor:

Theo khả năng tải dòng : Tiếp điểm chính ( cho dòng điện lớn đi qua từ 10A đến 1600A hay 2250A ), tiếp điểm phụ ( cho dòng điện đi qua có giá trị từ 1A đến 5A )

Theo trạng thái hoạt động : Tiếp điểm thường đóng ( là loại tiếp điểm ở trạng thái kín mạch khi cuộn dây nam châm trong contactor ở trạng thái nghỉ không có điện ), tiếp điểm thường mở ( là tiếp điểm ở trạng thái hở mạch khi cuộn dây nam châm trong contactor ở trạng thái nghỉ không có điện ).

Cách chọn Contactor:

Để lựa chọn Contactor phù hợp cho động cơ ta phải dựa vào những thông số cơ bản như Uđm, P , Cosphi

–  Iđm = Itt x 2

–  Iccb = Iđm x 2

–  Ict   = ( 1,2 – 1,5 ) Iđm

Ta tính toán trong ví dụ cụ thể như sau:

Tải động cơ 3P, 380V, 3KW, tính toán dòng định mức theo công thức như sau:

Iđm = P / ( 1.73 x 380 x 0.85 ) ở đây hệ số cosphi là 0.85.

Ta tính được: Iđm = 3000 / ( 1.73 x 380 x 0.85 ) = 5.4 A

Ict = ( 1,2 -1,4 ) Iđm.

Ta tính được: Ict = 1,4 x 5.4 = 7.56 A

Nên chọn Contactor có dòng lớn hơn dòng tính toán. Chọn loại có dòng 8A.

Ứng dụng của contactor:

Contactor: là thiết bị điều khiển để đóng mở cung cấp nguồn cho một thiết bị công suất tải lớn: Máy Lạnh lớn, động cơ kéo tải lớn… Thường là loại 3 pha, nên ít thấy loại 1 pha.

Khác với Relay nguồn điều khiển là một chiều điện áp thấp, Contactor nguồn điều khiển là loại xoay chiều điện áp cao.

Trong công nghiệp Contactor được sử dụng để điều khiển vận hành các động cơ hay thiết bị điện, để an toàn khi vận hành. Đây là một giải pháp tự động hóa bằng phương pháp cơ điện. Phương pháp này không xử lý những quá trình phức tạp nhưng nó đơn giản và ổn định cao dễ sửa chữa.

Trong ngành tự động hóa ngày nay đòi hỏi xử lý những công việc có tính chất phức tạp và khó khăn, nên cần phải có sự can thiệp của bộ xử lý nên phương pháp cơ điện tử ra đời để đáp ứng được những quá trình: đóng gói sản phẩm, ép nhựa… Contactor vẫn là thiết bị sử dụng nhiều trong ngành công nghiệp tự động hóa việc sản xuất.

CB tép tên  tiếng anh đầy đủ là Miniature Circuit Breaker (MCB), có chức năng bảo vệ quá tải và ngắn mạch trong hệ thống điện và được phân chia ra nhiều loại theo chức năng, hình dạng, kích thước khác nhau.  

CB thường có dòng cắt quá tải thấp, do đó có giá thành cạnh tranh, loại này thích hợp sử dụng cho mạng lưới điện dân dụng.

Cách chọn CB tép theo số cực

Ở mạng điện 1 Pha như gia đình thường có 2 dây nên chúng ta sẽ sử dụng 1P hoặc 2P (P là Poles dịch qua tiếng việt là cực), nếu dùng 1P thì chúng ta chỉ ngắt được dây P ra khỏi mạch thường dùng để điều khiển.

Còn nếu dùng 2P thì sẽ ngắt cả cực P và N ra khỏi mạch điện, tăng độ an toàn cho người dùng. Còn khi ở mạng điện 3 Pha thì chúng ta có loại 3 Pha 3 dây và 3 pha 4 dây tuỳ theo nhu cầu sử dụng mà ta chọn loại MCB cho phù hợp.

CB tép loại 1P, 2P, 3P của hãng Fuji Electric  (Nhật Bản)

Một số loại thông dụng hiện nay

Hiện nay trên thị trường rất nhiều loại MCB của các thương hiệu chất lượng như Schneider, Mitsubishi Electric, Fuji Electric, LS, Himel Electric, Panasonic, Shihlin… Người dùng nên chọn cho mình một sản phẩm chất lượng giá cả phải chăng phù hợp với nhu cầu sử dụng.

Cấu tạo của CB tép (MCB)

Cấu tạo CB tép  Merlin Gerin (thương hiệu thuộc Schneider Electric)

MCB là dòng sản phẩm thuộc nhóm hàng thiết bị đóng ngắt mạch điện được phân phối bời dienhathe.com – website chuyên phân phối thiết bị điện công nghiệp hàng đầu Việt Nam.

CB tép tên  tiếng anh đầy đủ là Miniature Circuit Bkeaker (MCB), có chức năng bảo vệ quá tải và ngắn mạch trong hệ thống điện và được phân chia ra nhiều loại theo chức năng, hình dạng, kích thước khác nhau..

Các thiết bị đóng cắt này tuy có thể giúp các bạn bảo đảm an toàn cho hệ thống điện, tuy nhiên nếu người tiêu dùng không tìm hiểu kỹ trong quá trình chọn lựa và sử dụng thì sẽ không mang lại được hiệu quả cao nhất. Vì thế, chúng tôi tổng hợp nên bài viết này để bạn có thể chọn lựa và sử dụng các thiết bị đóng cắt nói trên. Các bạn cũng có thể tham khảo thêm những nguồn thông tin khác trên mạng Internet!

Phân loại các thiết bị đóng cắt điện và cách sử dụng an toàn

Đối với các thiết bị đóng cắt MCB và MCCB, có rất nhiều nghiên cưới và ý kiến đánh giá về chúng, dẫu vậy nếu đứng trên phương diện của người dùng, kinh tế, và những khía cạnh dân dụng khác… thì hai loại thiết bị đóng cắt này được phân biệt theo những yếu tố sau đây:

1. MCB là thiết bị có dòng điện áp dưới 1.000V và dòng điện định mức không vượt quá 100A.

2. MCCB là thiết bị có khả năng đóng cắt dòng điện cao hơn, có thể lên đến 1.000A và điện áp dưới 1.000V.

– Về mặt công dụng thì cả hai thiết bị MCB và MCCB đều được sử dụng để đóng cắt mạch điện bảo vệ an toàn cho người sử dụng và cho những thiết bị trong hệ thống điện khi xảy ra các sự cố nhưa ngắn mạch, quá tải…

– Để có thể lựa chọn được một thiết bị đóng cắt Mitsubishi MCB hay MCCB đảm bảo thì có rất nhiều cách và để kể ra hiết thì sẽ rất là dài dòng, tuy nhưng dù là cách nào đi nữa thì nó vẫn phải thỏa mãn một điều kiện mà bạn cần phải nhớ thật kỹ khi chọn mua những thiết bị này đó là:

IB ISC

Tương ứng với công thức trên:

+ IB là dòng điện tải lớn nhất.

+ IN là dòng điện định mức của MCCB hay là MCB.

+ IZ là dòng điện tối đa cho phép của dây dẫn điện (thông số này được quy định bởi nhà sản xuất).

+ ISCB là dòng điện lớn nhất mà MCCB hoặc MCB có thể cắt.

+ ISC là dòng điệnngắn mạch.

Lấy một ví dụ cụ thể: Một tải một pha có dòng điệnngắn mạch tính toán được là 5KA và dòng điện lớn nhất là 13A, thiết bị này sử dụng nguồn điện 220V. Các bạn có thể chọn lựa dây dẫn và MCB như sau: MCB Comet CM216A có cường độ cắt lớn nhất l 6KA, dòng định mức là 16A và dây dẫn điện có dòng cho phép lớn nhất là 18A, kích thước 2×2,5 mm2.

Những nhà sản xuất tốt trên thị trường bao gồm như Hager, Clipsal, Comet… là những đơn vị mà các bạn lên lựa chọn mua MCCB, MCB bởi vì các thiết bị này đều được kiểm tra và sản xuất dưới những quy định, điều kiện, tiêu chuẩn quốc tế khắt khe nhất hiện nay.

3. Thiết bị đóng cắt Residual Current Device (RCD)

Hoặc cũng có thể là Residual Current Circuit Breaker (RCCB) và Earth Leakage Circuit Breaker (ELCB).

– Về mặt ông dụng, các RCD thông thường được sử dụng trong việc ngắt mạch điện theo dạng tự động hóa, trường hợp xảy ra hiện tượng dòng rò giữa dây qua và dây nối đất hay là dây trung tính thì thiết bị này sẽ tự động ngắt mạch.

– Những lưu ý mà bạn cần biết khi sử dụng và kiểm tra thiết bị điện công nghiệp RCD này

+ Thứ nhất, tất cả các thiết bị RCD không thể bảo vệ khi xảy ra sự số quá tải hoặc là ngắn mạch. Bản thân của các thiết bị RCD không phải là một thiết bị đóng cắt, chúng chỉ là những thiết bị bảo vệ. Chính vì thế, RCD cần được sử dụng kết hợp với những thiết bị đóng cắt hạ áp khác để có thể mang lại hiệu quả tối đa… Tuy nhiên, trên thị trường hiện nay vẫn có những thiết bị đóng cắt hạ áp được tích hợp thêm bên trong phần cấu tạo của nó cả một bộ RCD và chúng vẫn được gọi với cái tên chung là RCCB hoặc RCD.

+ Thứ hai, các RCD nên được kiểm tra đều đặn mỗi tháng. Việc kiểm tra định kỳ này sẽ không mất quá nhiều thời gian của bạn nhưng lại giảm thiểu được rất nhiều nguy cơ về tai nạn điện không mong muốn. Để kiểm tra các thiết bị đóng cắt RCD này các bạn chỉ cần nhấn vào nút “T” hoặc là “Test” ở tại phần thân của thiết bị, công đoạn này này để thực hiện việc mô phỏng hiện tượng dòng điện rò xuất hiện. Nếu mạch điện của bạn bị ngắt thì đồng nghĩa là RCD tác động tốt, ngược lại thì bạn có thể RCD thay một thiết bị bởi chung không có tác dụng khi sự cố xảy ra. Để bảo dảm cho các thiết bị RCD này hoạt động hiệu quả nhất thì công việc kiểm tra này cần phải được lặp đi lặp lại hàng tháng.

Thiết bị điện trong hệ thống điện được đề cập ở bài viết này là các loại thiết bị làm các nhiệm vụ: đóng cắt, điều khiển, điều chỉnh, bảo vệ, chuyển đổi, khống chế và kiểm tra mọi sự hoạt động của hệ thống lưới điện và các loại máy điện. Ngoài ra thiết bị điện còn được sử dụng để kiểm tra, điều chỉnh và biến đổi đo lường nhiều quá trình không điện khác.

Thiết bị điện là gì?

Thiết bị điện là tổng hợp thiết bị đang được sử dụng rất phổ biến có mặt trong hầu hết các lãnh vực sản xuất của nền kinh tế, từ các nhà máy điện, trạm biến áp, hệt hống truyền tải điện, đến các máy phát và động cơ điện trong các xínghiệp công nghiệp, nông nghiệp, giao thông,… và trong cả lãnh vực an ninh quốc phòng.

Thiết bị điện sử dụng ở nước ta hiện nay được nhập từ rất nhiều nước, rất nhiều hãng sản xuất khác nhau và đủ các thế hệ. Có cả các thiết bị đã có thời gian sửdụng 40 đến 50 năm, rất lạc hậu và các thiết bị rất hiện đại mới nhập. Chính vìvậy các quy cách không thống nhất, gây khó khăn cho vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa.

Do quá nhiều chủng loại thiết bị điện với các tiêu chuẩn kĩ thuật rất khác nhau, nên trong sử dụng hiện nay nhiều khi không sử dụng hết tính năng và công suất của thiết bị hoặc sử dụng không đúng gây hư hỏng nhiều, làm thiệt hại không nhỏ cho nền kinh tế.

Phân loại thiết bị điện

Để thuận lợi cho việc nghiên cứu, vận hành sử dụng và sửa chữa thiết bị điện người ta thường phân loại như sau:

a) Phân theo công dụng

+ Thiết bị điện khống chế: dùng để đóng cắt, điều chỉnh tốc độ chiều quay của các máy

phát điện, động cơ điện (như cầu dao, áp tô mát, công tắc tơ,…).

+ Thiết bị điện bảo vệ: làm nhiệm vụ bảo vệ các động cơ, máy phát điện, lưới điện khi

có quá tải, ngắn mạch, sụt áp,…( như rơle, cầu chì, máy cắt,…).

Thiết bị điện tự động điều khiển từ xa: làm nhiệm vụ thu nhận và phân tích vàkhống chế

sự hoạt động của các mạch điện như khởi động từ,…

+ Thiết bị điện hạn chế dòng ngắn mạch (như điện trở phụ, cuộn kháng,…).

+ Thiết bị điện làm nhiệm vụ duy trì ổn định các tham số điện (như ổn áp, bộ tự động

điều chỉnh điện áp máy phát,…)

+ Thiết bị điện làm nhiệm vụ đo lường (như máy biến dòng điện, biến áp đo lường,…).

b) Phân theo tính chất dòng điện

+ Thiết bị điện dùng trong mạch một chiều.

+ Thiết bị điện dùng trong mạch xoay chiều.

c) Phân theo nguyên lí làm việc

Thiết bị điện loại điện từ, điện động, cảm ứng, có tiếp điểm, không có tiếp điểm,…

d) Phân theo điều kiện làm việc

+ Loại làm việc vùng nhiệt đới khí hậu nóng ẩm, loại ở vùng ôn đới, cóloại chống được

khí cháy nổ, loại chịu rung động,…

e) Phân theo cấp điện áp có

+ Thiết bị điện hạ áp có điện áp dưới 3kV.

Thiết bị điện trung áp có điện áp từ 3kV đến 36 kV.

+ Thiết bị điện cao áp có điện áp từ 36kV đến nhỏ hơn 400 kV.

+ Thiết bị điện siêu cao áp có điện áp từ 400 kV trở lên.

Các yêu cầu cơ bản của thiết bị điện

– Phải đảm bảo sử dụng thiết bị điện được lâu dài đúng tuổi thọ thiết kế khi làm việc với các thông số kỹ thuật ở định mức.

Thiết bị điện phải đảm bảo ổn định lực điện động và ổn định nhiệt độ khi làm việc bình thường, đặc biệt khi sự cố trong giới hạn cho phép của dòng điệnđiện áp.

– Vật liệu cách điện chịu được quá áp cho phép.

Thiết bị điện phải đảm bảo làm việc tin cậy, chính xác an toàn, gọn nhẹ, dễ lắp ráp, dễ kiểm tra, sửa chữa.

– Ngoài ra còn yêu cầu phải làm việc ổn định ở điều kiện khí hậu môi trường mà khi thiết kế đã cho phép.

Với sự phát triển của khoa học công nghệ hiện nay thì các thiết bị điện ngày càng đa dạng và nhiều chức năng phức tạp. Chính vì vậy việc đào tạo và cập nhập nâng cao kiến thức về thiết bị điện đặc biệt là điều cần thiết để có thể sử dụng hiệu quả và an toàn.