Showing posts with label thiet_bi. Show all posts
Showing posts with label thiet_bi. Show all posts

Saturday, October 31, 2020

Cuộn kháng và cách lựa chọn cuộn kháng cho tụ bù

 Hi các bạn, hôm nay mình sẽ bàn về chủ đề cuộn kháng và cách lựa chọn cuộn kháng cho hệ tụ bù của mình. Ở bài viết này các bạn sẽ hiểu được: 

  • Khái niệm về cuộn kháng 
  • Hiểu một cách tổng quan nhất về phần tử cuộn kháng ảnh hưởng ntn đến dòng điện,
  • Cuộn kháng được phối hợp với tụ bù như thế nào
  • Cách chọn lựa cuộn kháng cho phù hợp với hệ thống
  • Khi nào thì xảy ra cộng hưởng và hậu quả của hiện tượng cộng hưởng.
Mình định tách ra thành nhiều phần nhưng có lẽ nên tóm gọn lại thành một bài viết để các bạn có một cái nhìn tổng quan hơn :D ok, vậy ta bắt đầu nhé.

1. Cuộn kháng là gì?



Cuộn kháng trong tiếng Anh là  (Deturned) Reactor, nó là một thành phần L trong mạng điện (RLC).  Thành phần cảm kháng có tác dụng hạn chế sự biến đổi đột ngột của dòng điện, làm giảm sự nhấp nhô và xung dòng điện, do vậy chúng thường được dùng để làm các bộ lọc sóng hài đầu vào của tụ điện hoặc đầu vào và đầu ra của biến tần.

Cuộn kháng được lắp nối tiếp với tụ bù để bảo vệ, giúp hạn chế các dòng điện hài bậc cao đi qua chúng.

Nguyên lý thực ra rất đơn giản, khi tụ bù được lắp vào hệ thông, chúng đóng vai trò như một tải, nhưng tải này không tiêu thụ điện, mà quá trình napj phóng điện của tụ sẽ làm chúng trả về hệ thống công suất Q. tần số dòng điện của tụ phóng ra cũng bằng với tần số điện áp mà chúng nhận về. Do đó, khi hệ thống có các thành phần sóng hài bậc cao thì trở kháng của ZC sẽ rất thấp nên dòng điện trong tụ sẽ rất lớn làm nóng tụ dẫn đến nổ tụ. Do vậy để khắc phục những dòng hài bậc cao này, ta sẽ lắp thêm cuộn kháng nối tiếp, lúc này ZL sẽ lớn (ZL=2pi*f*L) nên dòng điện đi qua cụm LC sẽ nhỏ. Vì thế, tụ được bảo vệ



2. Hiện tượng cộng hưởng

Hiện tượng cộng hưởng trong mạch RLC chúng ta cũng đã được học ở phổ thông, khi ZL=ZC thì ta sẽ có tổng trở trong mạch là thấp nhất, và xảy ra hiện tượng cộng hưởng. 


Trong mạch RLC hay bất cứ một mạng điện nào đều có một tần số dao động riêng fr (là tần số cộng hưởng) vậy khi có bất cứ một thành phần hài nào mà tiệm cận hoặc bằng với tần số dao động riêng này thì sẽ xảy ra cộng hưởng. Các bạn cứ hình dung như lúc đu võng, bản thân mình lúc đu võng mình đã đang đu với tần số lắc là fr, sau đó mẹ bạn (một nguồn lực khác) tác động vào võng một nguồn lực và lắc với tần số lắc f0, nếu f0=fr vậy thì sẽ xảy ra cộng hưởng, tức là biên độ võng lúc này sẽ lớn rất nhiều và có thể sẽ khiến bạn lên đến đỉnh và rơi xuống đất :D 

Khi cuộn cảm được mắc nối tiếp với tụ C thì trong mạch LC sẽ có tần số dao động riêng Fr. Nếu tần số lưới cao hơn Fr thì mạch sẽ có tính cảm, và ngược lại. Tần số lưới thấp hơn Fr thì mạch sẽ có tính dung và luúc đó thì mạch LC này sẽ phát cs phản kháng.

3. Làm thế nào để tránh cộng hưởng

Như đã nói ở phần trên, khi tần số hài gần hoặc bằng tần số dao động riêng của mạch LC thì sẽ cộng hưởng, vậy để tránh cộng hưởng ta phải 
  • Đo đạc xem công trình đang tồn tại chủ yếu những bậc sóng hài nào
  • Phải đảm bảo tần số dao động riêng này phải nhỏ hơn tần số hài bậc nhỏ nhất trong lưới. 
Ví dụ trong lưới có các sóng hài bậc 5 và 7,9,11 thì phải chọn cuộn kháng và Tụ có tần số dao động riêng nhỏ hơn (5*50Hz) 250 HZ. 
Vì thế cuộn kháng có thêm hệ số P

Hệ số lọc P : detuned factor được tính P= XL/XC 

Để cuộn kháng lọc được sóng hài, điện kháng của cuộn kháng phải thỏa mãn công thức:

n*XL>XC/n

Hay XL>XC/(n^2)

Với n là bậc sóng hài. Sóng hài bậc 5 thường được xem xét vì chiếm tỉ lệ lớn trong hệ thống điện. Khi đó: XL>0.04XC. Như vậy, cuộn kháng cần có điện kháng lớn hơn 4% dung kháng tụ điện mà nó cần bảo vệ, cuộn kháng 6% thường được sử dụng. 

------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Hết.



Chống sét tia tiên đạo

 Hi các bạn, hôm trước mình đã có viết bài về chống sét lan truyền trên đường dây trung thế bằng chống sét van, nếu như các bạn chưa đọc có thể xem tại đây. Để tiếp tục chuyên mục chống sét, hôm nay mình sẽ nói tiếp về chủ đề chống sét trực tiếp bằng tia tiên đạo ESE.

Friday, October 23, 2020

Nguyên lý của đồng hồ đo thứ tự pha

Bài viết trước mình đã có nói về thứ tự pha là gì, các bạn xem bài viết tại đây
Hôm nay để tiếp nối chủ đề về thứ tự pha, mình sẽ trình bày nguyên lý của nó,
Về đồng hồ đo thứ tự pha thì cơ bản có 2 loại hiện nay đó là loại quay và loại tĩnh.
Loại quay thì thực chất cấu tạo như một chiếc động cơ không đồng bộ, nên chẳng còn gì để nói nữa, nó về kiến thức máy điện rồi. 
Về loại tĩnh, thì cấu tạo đơn giản hơn, nó không thể hiện chiều quay, mà chỉ thể hiện bởi 2 bóng đèn LED.
Mình sẽ nói về nguyên lý của loại này.

Nguyên lý làm việc của đồng hồ đo thứ tự pha

Đồng hồ đo thứ tự pha loại tĩnh có cấu tạo cực kỳ đơn giản, nên nguyên lý của nó cũng rất đơn giản. 
nó được cấu tạo như một tải 3 pha không đều, trong đó có 2 pha đều được cấu tạo là một điện trở tuyến tính, pha còn lại là một phần tử L hoặc C. 


Nguyên lý của nó đơn giản là sự chênh lệch điện áp lên tải giữa các pha khi thay đổi thứ tự pha nguồn.
Các bạn nhìn vào bài toán bên trên,
Đầu vào có nguồn 3 pha đối xứng, tải ba pha được cấu tạo bởi 2 bóng đèn có điện trở là Ohm, thực tế trên các đồng hồ là các bóng LED được mắc nối tiếp với điện trở, pha còn lại là một phần tử C có giá trị 1 micro Fara (tính ra tổng trở là -3185j Ohm)
Thứ tự pha của nguồn này là ...-A-B-C-A-B-C-...
Ta giải mạch này như sau:
(Lưu ý các bạn có thể giải hệ số phức này theo cách rút ẩn và thế... hoặc lập ma trận để giải, mình làm theo cách nông dân là rút I1 hoặc I2 ở phương trình 2 ra rồi thế vào phương trình 1)

==> Như vậy, điện áp giữa 2 đèn chênh nhau gần 10 lần, với thứ tự pha ....-A-B-C-A-B-C-.... thì đèn B sẽ sáng hơn. 

Vậy giờ ta xét với thứ tự pha ...-A-C-B-A-C-B... , các bạn xem bài toán thứ 2:

Lúc này tải vẫn giữ nguyên, thứ tự pha đã được thay đổi thành ...A-C-B-A-C-B...
Tương tự, giải như sau: 

Kết luận

Vậy tóm lược lại nguyên lý hoạt động của đồng hồ đo thứ tự pha chỉ là dựa vào mạch không cân bằng, dẫn đến điện áp của các tải không cân bằng, qua sự chỉ thị (độ sáng của bóng đèn) hoặc có thể là vi mạch điện tử để so sánh và chỉ thị ra màn hình ta xác định được thứ tự pha của nguồn. 
======================================================================
Chúc các bạn ngày mới vui vẻ :D



Wednesday, October 21, 2020

Đường cong đặc tính của CB (Part 2)

 


💖Hi các bạn, cũng đã lâu rồi mình không viết blog, hôm nay tình cờ lên blog lại thì thấy cũng khá nhiều cmt khích lệ, mình cũng vui vì đã giúp cho các bạn có được một góc nhìn khác. Những kiến thức mình chia sẻ hầu hết đã có rất nhiều trên mạng đặc biệt là các tài liệu nước ngoài, mình chỉ tìm hiểu và tổng hợp lại. Dĩ nhiên là phía góc nhìn của mình nên sẽ không tránh khỏi những sai sót, trong quá trình làm việc và học tập mình sẽ cập nhật và bổ sung thêm. Các bạn có thắc mắc gì hãy cứ hỏi mình ở từng mục, mình sẽ cố gắng trả lời. 
Thân ^^

Hôm nay mình sẽ nói tiếp về chủ đề về thiết bị đóng cắt hạ thế, đặc biệt là giải thích về đường cong đặc tính và phân loại rơ le bảo vệ của CB.

Như trong bài viết tổng quan về khí cụ đóng cắt hạ thế mình đã trình bày có 2 loại đường cong đặc tuyến dựa vào rơ le bảo vệ. Loại rơ le bảo vệ dạng từ - nhiệt thì đơn giản, đa số là các CB fix, không điều chỉnh được các dòng bảo vệ hoặc điều chỉnh được cơ bản và hạn chế, còn dòng rơ le kiểu điện tử thì nó như một ACB vậy, điều chỉnh được rất nhiều thứ trên đó từ dòng cho đến thời gian.

Ta sẽ tìm hiểu đường cong đặc tuyến dạng từ- nhiệt:

1. Đặc tính đường cong đặc tuyến dạng từ-nhiệt



Một đường đặc tính của máy cắt dạng từ-nhiệt gồm hai phần

o   Thermal: phần bảo vệ quá tải (cấu tạo bởi thanh lưỡng kim)

o   Magnetic: Phần bảo vệ ngắn mạch. (cấu tạo bởi cuộn dây)

Một số CB cho phép điều chỉnh hoặc cố định cả dòng bảo vệ quá tải và bảo vệ ngắn mạch

1: Điều chỉnh dòng bảo vệ ngắn mạch từ (4-10)*Ir

2: Điều chỉnh dòng bảo vệ quá tải từ (0.7-1)*In




 

1.1. Phân loại đường đặc tuyến dạng từ- nhiệt:

Cần phân biệt các dạng đường đặc tính B,C,D vì mỗi dạng sẽ được ứng dụng vào một mục đích sử dụng khác nhau phụ thuộc vào đặc tính của tải. Sự khác biệt của mỗi loại này dựa trên khả năng xử lý dòng xung khi đóng thiết bị (dòng khởi động và thời gian khởi động) mà không bị cắt, tránh sự tác động nhầm.

   

Kiểu

Dải tác động tức thời

Ứng dụng

Type B

Trên 3 ln đến và bằng 5 ln

3 l: t  0.1s

5 l: t < 0.1s

 Thường sử dụng trong dân dụng, những tải trở, hoặc thành phần cảm ứng rất nhỏ như chiếu sáng, sưởi,….

Type C

Trên 5 ln đến và bằng 10 ln

5 l: t  0.1s

10 l: t < 0.1s

Thường được sử dụng cho các tải có thành phần cảm ứng tương đối lớn như: Máy điều hòa, máy bơm, quạt, các loại đèn chiếu sáng phi tuyến…

Type D

Trên 10 ln đến và bằng 20 ln

10 l: t  0.1s

20 l: t < 0.1s

Sử dụng cho các tải với một thành phần cảm ứng rất cao, thường được ứng dụng trong các thiết bị công nghiệp:

• Động cơ cảm ứng lớn hoặc máy biến áp

• Thiết bị X-quang, thiết bị hàn…


2. Đường đặc tuyến của máy cắt dạng điện tử

 Các bạn nhìn vào hình dưới đây, lát nữa mình sẽ giải thích từng thông số và hiểu để cài đặt chúng.


  • In: Dòng định mức của CB (Đây không phải dòng tác động nhé, mình sẽ cài đặt các thông số khác dựa vào dòng định mức này)
  • Ir: Dòng bảo vệ quá tải – Long Time Pickup
    Cài đặt dòng này sát với dòng định mức của tải nhất bằng cách nhân In với các hệ số từ 0.4-1.0
    Như trong hình, mũi tên đang ở 0.5 vậy thì dòng Ir= 2000A*0.5=1000A
  • TL hoặc Tr (s): Thời gian trễ quá tải – Long time delay
    Thời gian tác động quá tải, trên hình có ghi thời gian tác động tại dòng i=6*Ir, nghĩa là nó hỏi tại lúc mà dòng đạt giá trị 6000A thì thời gian cắt là bao nhiêu? Trên hình đang để giá trị 1s
    Các bạn có đặt câu hỏi tại sao lại để giá trị tại 6*Ir? sao không để giá trị là 2*Ir ? Mình cũng thắc mắc và mình nghĩ là các CB này thường được lắp để bảo vệ tải động cơ lớn nên cần phải để cái giá trị 6Ir (dòng khởi động động cơ) để người thiết kế dễ phối hợp bảo vệ. Dĩ nhiên k phải lúc nào cũng là 6Ir, hãng Mitsu các ACB lớn để giá trị tại 2Ir.
  • Is hoặc Isd: Dòng cắt nhanh – Short time pickup
    Trong hình đang để giá trị dòng cắt nhanh tại 2*Ir tức là 2000A.
  • Ts hoặc Isd(s) : Thời gian của dòng cắt nhanh – Short time delay
    Thời gian tác động ngắn mạch là 0.2s  (đên đây các bạn có nhận ra điều gì bất thường k? hãy chỉ ra và tự tìm hiểu nhé ^^ )
    Các bạn để ý cái đường màu xanh chéo lên trong đường đặc tính, nó chéo lên là nó đang trễ, nếu nó không chéo: đồng nghĩa với việc trễ =0, 
    đường chéo đấy còn có tên là I2T (được xác định bằng phương pháp đoạn nhiệt) mình sẽ viết một bài về cái đường này, nó ứng dụng khá nhiều trong tính toán khả năng chịu đựng của vật liệu với dòng điện. 
  • Li : Dòng cắt tức thời – Instantaneous Pickup
    Dòng này là dòng cắt không trễ (nói vậy thôi chứ vẫn có trễ cơ khí chỉ là CB được thả ra cắt nhanh nhất có thể) tức là khi đạt ngưỡng 3*In = 6000A (trên hình) thì nó lập tức được cắt nhanh nhất có thể. thường thì giá trị này = 0.03s. Hãng Mitsubishi gọi là tổng thời gian cắt là total breaking time, thời gian được tính từ lúc relay phát hiện dòng điện sự cố cho đến khi hoàn tất việc dập hồ quang.
  • Ip: Dòng tiền cảnh báo – Pre-alarm
    Nghĩa là khi dòng đạt tới giá trị này thì sẽ có thông báo (đèn báo trên CB) để cảnh báo cho người vận hành.

Nhìn chung khi hiểu rồi thì việc cài đặt là rất dễ, quan trọng là biết cách phối hợp với các đường đặc tính của thiết bị bảo vệ phía trên và tải cần bảo vệ. Mình sẽ cố gắng trình bày ở một bài viết khác.

Sự lên- xuống hạng của máy cắt

Các máy cắt dạng từ-nhiệt không bù có dòng tác động phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường xung quanh. Nếu như thiết bị được đặt trong tủ hoặc trong môi trường có nhiệt độ cao thì dòng tác động đóng cắt khi quá tải có thể bị suy giảm xuống rõ rệt. Nếu nhiệt độ nơi đặt CB cao hơn nhiệt độ chuẩn (theo nhà sản xuất), cần có sự giảm hạng CB. Đặc tính này được thể hiện trong các catalogue của nhà sản xuất. Cũng lưu ý rằng nếu nhiệt độ môi trường thấp hơn nhiệt độ làm việc chuẩn thì có thể được nâng hạng CB.

Đối với các MCB dạng module được lắp cạnh nhau trong tủ kim loại có kích thước nhỏ, tác động nhiệt tương hỗ khi có dòng sẽ làm chúng xuống hạng theo hệ số 0.8. (Theo TC IEC)

Bảng điều chỉnh dòng định mức CB theo nhiệt độ môi trường

Ví dụ: Một máy cắt trong môi trường 40  với dòng định mức 100A, khi đặt trong môi trường có nhiệt độ 45  dòng định mức sẽ được xuống hạng còn 97.5 . Tương tự như thế khi nhiệt độ môi trường là 35 dòng định mức của máy cắt sẽ là 103A.

Lưu ý: bảng trên được tham khảo trong tiêu chuẩn IEC 60947-2. Mỗi hãng sản xuất có những giá trị khác nhau, khi lựa chọn cần tham khảo catalogue của hãng.

*************************

Hi vọng đã góp chút ích cho các bạn, nếu có thắc mắc hãy để lại comment hoặc gửi mail tới Cuongbeu97@gmail.com mình sẽ trả lời sớm nhất có thế.
Hà nội, ngày mưa.... 15/Oct/2020

Monday, October 19, 2020

Chống sét van trung thế

Như chúng ta biêt , quá điện áp đo sét đánh trực tiếp là nguy hiểm nhất . Tuy nhiên chúng ta không thể loại trừ hiện tượng sét đánh mà chỉ có thể hạn chế các tác hại do hiện tượng thiên nhiên này mà thôi. Đặc điểm của quá điện áp khí quyển là tính chất ngắn hạn của nó , đó là sự phóng điện sét chỉ kéo dài trong vài micro giây và điện áp có có tính xung.
Về cơ bản, có hai hình thức chống sét là chống sét đánh trực tiếp (bằng kim cổ điển, lồng Faraday hay tia tiên đạo phát xạ sớm...) và chống sét lan truyền (cao thế-trung thế-hạ thế)
Trong bài viết này mình sẽ giới thiệu về chống sét lan truyền trung thế, các hình thức chống sét khác mình sẽ có bài viết trong thời gian sớm.


1. Sự cần thiết của chống sét lan truyền

  • Các đường dây tải điện phần lớn là các đường dây trên không có chiều dài rất lớn đi qua nhiều vùng khác nhau nên xác suất bị sét đánh tương đối cao. Để giảm bớt sự cố do sét gây ra, người ta dùng các biện pháp chống sét trên đường dây. Do đó,  khi bị sét đánh, dòng sét sẽ lan truyền dọc theo đường dây tới các TBĐ. 
  • Biên độ của quá điện áp khí quyển có thể lớn hơn cách điện của thiết bị , đẫn đến  chọc thủng cách điện, ,phá hủy thiết bị , và mạch điện bị cắt.
  • Các đường dây trên không dù có được bảo vệ chống sét hay không thì các thiết bị điện có nối với chúng đều phải chịu lực tác dụng của sóng sét lan truyền từ đường đây đến .  Biên độ của quá điện áp khí quyển có thể lớn hơn điện áp cách điện của thiết bị , đẫn đến chọc thủng cách điện ,  phá hoại thiết bị ,và mạch điện bị cắt ra. Do vây , để bảo vệ các thiết bị điện trong trạm biến áp tránh sóng quá điện áp truyền từ  đường dây vào, phải dùng các thiết bị chống sét. Các thiết bị chống sét này sẽ hạ thấp bên độ sóng quá đện áp đến trị số an toàn cho cách điện cần được bảo vệ.

2. Phân loại chống sét lan truyền đường dây trung thế

Tùy theo các nguyên tắc và biện pháp dập hồ quang khác nhau mà thiết bị chống sét được phân ra các loại chống sét ống, chống sét van, chống sét van- từ,… Loại khe hở bảo vệ không có bộ phận dập hồ quang nên khi nó làm việc nếu dòng điện ngắn mạch chạm đất của lưới điện lớn thì hồ quang sẽ không tự dập tắt và ngắn mạch chạm đất kéo dài. Do đó loại này chỉ dùng bảo vệ đường dây trong các lưới có dòng ngắn mạch chạm đất bé ( lưới có trung tính cách ly hoặc nối qua cuộn dây hồ quang) hoặc khi có phối hợp với thiết bị tự đóng lại (TĐL) để đảm bảo cung cấp điện liên tục.

Phân loại về nguyên lý có các chống sét lan truyền sau:

  • Chống sét van.
  • Chống sét ống.  
  • Khe hở phóng điện.
Chống sét ống và khe hở phóng điện là các công nghệ cũ từ rất lâu, tuy vẫn còn sử dụng nhưng không còn rộng rãi, đa số giờ sử dụng chống sét van là nhiều hơn. Trong phạm vi bài viết này mình chỉ giớ thiệu chống sét van mà thôi.

3. Về cấu tạo và nguyên lý chống sét van MOV

Về cấu tạo thì các bạn xem video sau sẽ rõ, Cấu tạo rất đơn giản, chỉ là các tấm MOV được xếp chồng lên nhau, giữa chúng không có khe hở. Nguyên lý cũng đơng giản như cấu tạo của nó vậy, tên gọi chống sét van cũng đã thể hiện phần nào nguyên lý của nó, các bạn hình dung nó như một cái van áp suất vậy, khi áp suất vượt quá ngưỡng nào thì nó mở ra. Hay giống như diot, khi điện áp vượt quá một ngưỡng mở van thì diot sẽ mở ra và cho dòng điện chảy qua nó. 
Chống sét van được mắc song song với lưới, một đầu nối vào đường dây, một đầu còn lại nối vào tiếp  địa. đường dây 3 pha sẽ dùng bộ 3 chiếc này.


4. Cách chọn một chống sét van MOV

Khi chọn lựa chống sét van ta quan tâm những yếu tố sau:

a. Cấp điện áp và chế độ nối đất của hệ thống

Cần biết cấp điện áp của lưới điện dựa vào đó để làm cơ sở tính chọn điện áp cho chống sét van. Do chống sét van khi vận hành có điện áp rơi trên thiết bị là điện áp pha đó với đất ngay cả trong trường hợp có chạm đất một pha (với hệ trung tính cách ly hoặc qua cuộn dập hồ quang ) hay ngắn mạch một pha (với hệ trung tính nối đất )

 Cần biết rõ chế độ nối đất của điểm trung tính để xác định được hệ số sự cố chạm đất (Kd). 

Cấu hình lưới

Hệ số điện áp pha khi sự cố

Hệ 3PW4 dây trung tính nối đất

1.25

Hệ 3P3W dây trung tính nối đất

1.4

Hệ trung tính cách ly

1,73

Trung tính nối đất qua cuộn dập hồ quang

1,73 đến 2,3

b. Điện áp làm việc liên tục lớn nhất Uc

    MOCV (Uc): Điện áp làm việc liên tục lớn nhất ở tần số 50Hz đặt lên chống sét. Là điện áp pha-đất lớn nhất của hệ thống có thể giáng liên tục lên chống sét cần phải được xác định khi lựa chọn. Chống sét được lựa chọn phải có giá trị MCOV ít nhất là bằng nhưng thường được lựa chọn lớn hơn một chút so với điện áp liên tục lớn nhất của hệ thống.    
    Uc=Umax/sqrt(3)
  • Umax= U(vận hành hệ thống)*(1.05-1.1) (Do có sự điều áp của hệ thống điện, cho phép dao động +- 5%
Giá trị Uc sẽ được chọn lớn hơn một ít hoặc ít nhất bằng giá trị tính toán được.

c. Điện áp định mức của chống sét van (hay điện áp danh định) Ur

Giá trị này được lấy bằng 125% Uc (Theo catalogue của Seimens và một số hãng khác)

Saturday, October 17, 2020

Tìm hiểu về Rơ le nhiệt

1. Khái niệm về Rơ le nhiệt

Rơ le nhiệt (hay còn gọi là Relay nhiệt) là một loại thiết bị điện dùng để bảo vệ động cơ và mạch điện khỏi bị quá tải (một số loại có thêm bảo vệ mất pha, khóa roto động cơ), thường dùng kèm với Contactor . Rơ le nhiệt có chức năng tự động đóng cắt tiếp điểm nhờ sự co dãn vì nhiệt của các thanh kim loại.

Tổng quan về contactor và khởi động từ

 Hi các bạn, sau khi cập nhật lại giao diện mới cho blog, mình cũng lên được cái niềm hứng thú viết bài, từ giờ, mình sẽ cố gắng mỗi tháng 4 bài viết về tất cả các chủ đề. Nhưng có lẽ tạm thời bây giờ sẽ thiên về các chủ đề về điện. Hôm nay mình sẽ chia sẻ các kiến thức tổng quan về contactor và khởi động từ.

Ok, vào việc thôi...

1. Khái niệm về contactor

    Contactor là khí cụ điện hạ áp, thực hiện việc đóng cắt thường xuyên các mạch điện động lực, có dòng điện ngắt không vượt qua quá giới hạn dòng điện quá tải của mạch điện. Thao tác của contactor có thể thực hiện nhờ cơ cấu điện từ, cơ cấu khí động hoặc cơ cấu thủy lực. Thông dụng nhất là contactor điện từ.
    Khi contactor được lắp thêm rơle nhiệt phía sau thì cả bộ Contactor và rơle nhiệt được gọi là khởi động từ.


2. Cấu tạo

Contactor bao gồm 3 bộ phận chính: 
o Nam châm điện
o Hệ thống dập hồ quang
o Hệ thống tiếp điểm: gồm có tiếp điểm chính và tiếp điểm phụ
Tiếp điểm chính: Có khả năng cho dòng điện lớn đi qua. Tiếp điểm chính là tiếp điểm thường hở đóng lại khi cấp nguồn vào mạch từ của contactor trong tủ điện làm mạch từ hút lại. 
Tiếp điểm phụ: Có khả năng cho dòng điện đi qua các tiếp điểm nhỏ hơn 5A. Tiếp điểm phụ có hai trạng thái: Thường đóng và thường mở.



3. Nguyên lý

    Khi cấp nguồn trong mạch điện điều khiển vào hai đầu cuộn dây quấn trên phần lõi từ đã được cố định trước đó thì lực từ sinh ra sẽ hút phần lõi từ di động và hình thành mạch từ kín (lúc này lực từ sẽ lớn hơn phản lực của lò xo). Contactor bắt đầu trạng thái hoạt động.
    Nhờ bộ phận liên động về cơ giữa lõi từ di động và hệ thống tiếp điểm sẽ làm cho tiếp điểm chính đóng lại (Tiếp điểm 1-2, 3-4, 5-6) và tiếp điểm phụ (13-14,21-22) chuyển đổi trạng thái (khi thường đóng sẽ mở ra và khi thường hở sẽ đóng lại), trạng thái này sẽ được duy trì. Khi nguồn điện ngưng cấp cho cuộn dây thì contactor ở trạng thái nghỉ và các tiếp điểm lại trở về trạng thái ban đầu.

4. Phân loại

Theo dạng dòng điện: Contactor điện một chiều và contactor điện xoay chiều.
- Theo số cực: Contactor 1 cực, 2 cực, 3 cực, 4 cực. Phổ biến nhất là contactor 3 cực.
- Theo điện áp cuộn hút: Cuộn hút xoay chiều 220VAC, 380VAC,... cuộn hút 1 chiều 24VDC, 48VDC,...
- Theo chức năng chuyên dụng: Một số hãng chế tạo contactor chuyên dụng cho một ứng dụng đặc thù ví dụ contactor chuyên dùng cho tụ bù của hãng Schneider,...

Thursday, October 15, 2020

Cách lựa chọn một hệ thống UPS

 Hi các bạn, Ở bài viết trước mình đã nói tổng quan về hệ thống UPS Các bạn có thể xem lại TẠI ĐÂY

Trong bài viết này mình sẽ trình bày rõ cách để chọn lựa và tính toán một hệ thống UPS

Nhìn chung việc lựa chọn một thiết bị UPS hay một hệ thống UPS cần phải quan tâm đến những điều kiện sau:

·       Đầu vào điện áp, 3pha hay 1 pha, giá trị điện áp, chất lượng điện áp…

·       Đầu ra: Sóng Sin hay gần Sin (dựa vào thiết bị)

·       Công suất tổng KVA và công suất thực KW

·       Loại acquy

·       Thời gian Backup: 5 phút,15 phút 30 phút hay 60 phút

·       Các điều kiện khác: bao gồm hình dáng kiểu loại, Loại pin, Kinh tế…..

1. Yêu cầu đầu vào điện áp

Tần số đầu vào ra của UPS thông thường dải tần số đầu vào thiết bị là 50/60 Hz ± 10%.Tần số đầu ra 50/60 Hz

Lúc lựa chọn cần để ý UPS là một pha hay ba pha.

Điện áp đầu ra của UPS ( tính đến cả sai số nếu tải yêu cầu )

Chất lượng điện áp bao gồm dải điện áp đầu vào của UPS, các UPS Online thông thường sẽ cho phép dải điện áp đầu vào dao động trong khoảng 15-20%, THD là bao nhiêu.

2. Đầu ra

Ngoài giá trị điện áp và loại 1 pha hay 3 pha, cần quan tâm đến điện áp đầu ra là loại Sin chuẩn hay không.

Các UPS online hầu hết đều dùng công nghệ PWM điều chế xung SIN chuẩn

Các UPS Line interactive hầu hết điều chế được điện áp đầu ra dạng gần SIN (Steped SIN wave)

Còn các UPS offline với giả thành rẻ thường có điện áp đầu ra dạng xung vuông (Step wave) hoặc gần SIN.

Điều này phụ thuộc vào công nghệ của từng nhà sản xuất. Điều quan trọng phải xác định được tải yêu cầu điện áp đầu vào là gì, việc này cần phải xem catalogue hoặc liên hệ với nhà sản xuất.

Đối với các thiết bị điện tử nhạy cảm với điện áp đầu vào như switch, server… các thiết bị IT cần độ chính xác cao nói chung hay các thiết bị mà nguồn có sử dụng công nghệ Active PFC thì điện áp SIN chuẩn là rất quan trọng trong vận hành, việc sử dụng loại sóng vuông hay Sin mô phỏng có thể làm thiết bị điện tử tắt đột ngột. Ngoài ra các động cơ cũng cần phải có điện áp SIN chuẩn, nếu điện áp không SIN có thể sẽ gây rung lắc trục động cơ gây nóng và phá hủy động cơ.

3. Công suất định mức

Công suất định mức dựa trên:

o   Giá trị tối đa của nhu cầu kVA dự kiến( liệt kê tất cả thiết bị sử dụng bộ UPS đi kèm với dòng điện và điện áp mỗi thiết bị, từ đó tính tổng phụ tải tối đa dự kiến).

o   Sau khi tính tổng giá trị công suất của tải thì phải tính tới khả năng mở rộng của ( thông thường ta tính dư 20%-25%).

o   Khả năng quá tải của UPS( thông thường UPS cho phép quá tải 125% trong 5-10 phút, và 150% trong 1 phút) vì vậy cần chú ý chọn đúng trong quá trính tính toán.

o   Đối với các UPS cần hoạt động trong những trường hợp cần khởi động một số tải, cần chú ý đến dòng quá tải khi khởi động thiết bị và thời gian khởi động để chọn dư ra công suất, đảm bảo yêu cầu của NSX.

 

   Chú ý : Sự quá độ của tải là những biến đổi xảy ra tại thời điểm mở và cắt một hay nhiều thiết bị. Đối với những thay đổi lên tới 100% công suất của UPS, thường điện áp đầu ra còn từ -8% - +10% giá trị của nó.

4. Loại Acquy

UPS sử dụng 3 loại acquy phổ biến sau

·       Lead-Acid UPS Batteries (Acquy chì-axit)

·       Nickel-Cadmium UPS Batteries (acquy niken)

·       Lithium-Ion UPS Batteries (Acquy lithium)

Lead-Acid UPS Batteries (Acquy chì-axit)

Ắc quy Axit-Chì đã được chứng minh về độ tin cậy khi được sử dụng trong các hệ thống UPS. Ắc quy Axit-Chì có hai loại khác nhau:

Valve Regulated (VRLA) (còn được gọi là Acquy kín khí) được sử dụng phổ biến)

Còn được gọi là Axit Chì kín (SLA), đây là loại phổ biến nhất được tìm thấy trong các hệ thống UPS hiện nay. Cần phân biệt với acquy khô với acquy kín khí, acquy kín khí bên trong vẫn có dung dịch chì-axit nhưng chúng được đóng kín và có van tự động điều chỉnh áp suất. Chúng thường có tuổi thọ thiết kế 5 hoặc 10 năm và được bảo quản tốt nhất trong phòng khô ráo trong điều kiện nhiệt độ 20-25 độ C.

Bởi vì chúng được làm kín, nên có thể được gắn theo chiều dọc hoặc chiều ngang, do đó, thích hợp để sử dụng trong ngăn chứa pin, khay rackmount hoặc tủ bên ngoài. Thời gian backup (hay dung lượng của UPS)

Open Vented (VLA) (hay còn gọi là acquy nước) loại này ít sử dụng trong các hệ thống UPS nhỏ

Loại này thường được ứng dụng trong hàng hải, giao thông,  hoặc các hệ thống UPS rất lớn,  Acquy cần phải châm nước (dung dịch axit) định kỳ, do acquy không được làm kín nên cần phải có phòng riêng và có các biện pháp xử lý hóa chất bên trong phòng.

 NiCd Niken-Cadmium (Acquy kiềm)

Pin Niken-Cadmium (NiCd) sử dụng cho các ứng dụng UPS ở những nơi có nhiệt độ môi trường rất cao, đặc biệt là Trung Đông. Các điện cực của pin được tạo thành từ niken hydroxit trên bản cực dương và cadmium hydroxit trên bản cực âm.

NiCd mang đến những lợi thế về tuổi thọ thiết kế 20 năm, khả năng xử lý phạm vi nhiệt độ rộng (-20oC đến + 40oC), vòng đời cao.

Mặt khác, ắc quy NiCd UPS đắt hơn nhiều so với loại VRLA truyền thống hơn. Và bởi vì niken và cadmium là những vật liệu độc hại, điều này làm cho quá trình xử lý và tái chế khi kết thúc thời hạn sử dụng trở nên vô cùng tốn kém. Điều này đặc biệt đúng ở các quốc gia có chính sách và quy định nghiêm ngặt về môi trường, chẳng hạn như Vương quốc Anh.

Pin Lithium-Ion (Li-Ion)

Pin Lithium-Ion (Li-Ion) từ lâu đã được sử dụng trong các thiết bị điện tử như máy tính xách tay và điện thoại thông minh. Gần đây cũng được ứng dụng rộng rãi trong hệ thống UPS.

Pin Lithium-Ion UPS nhỏ hơn và nhẹ hơn đáng kể vì mật độ năng lượng cao hơn đáng kể. Thời gian sạc nhanh hơn, chu kỳ dài hơn và ít nhất là gấp đôi tuổi thọ so với VRLA. Mặc dù giá thành của ắc quy Li-Ion UPS giảm trong những năm gần đây, nhưng nó vẫn là một lựa chọn ban đầu đắt hơn nhiều so với các lựa chọn khác.

Tuy nhiên, thời gian sử dụng lâu hơn sẽ làm cân bằng chi phí vốn trả trước cao hơn. Li-Ion tạo ra ít nhiệt hơn và có thể hoạt động ở nhiệt độ cao hơn, có nghĩa là chúng không yêu cầu nhiều máy lạnh, điều này có thể giảm chi phí làm mát.

5. Thời gian backup, dung lượng Acquy

Công suất KVA thể hiện khả năng cung cấp điện cho tải (bao gồm cả dòng điện và điện áp). Với các acquy vì có kích thước nhỏ nên thời gian đáp ứng được công suất của tải rất ngắn, một thiết bị UPS hay một hệ thống UPS có thời gian backup từ 5 phút cho đến 60 phút.

Tính dung lượng cần thiết của một hệ thống UPS từ đó tính được số lượng và dung lượng của từng acquy.

AH = t*W/(U*pf*n) 

Trong đó

·       AH: Dung lượng của hệ thống UPS

·       t : Thời gian backup (giờ)

·       W: Công suất của tải (w)

·       U: Điện áp đầu ra của mạch nạp (số acquy*12V) (Volt)

·       pf: Hệ số công suất của UPS (Tra trên catalogue)

·       n:  Hiệu suất của UPS

Ví dụ:

Lựa chọn bộ lưu điện và ắc quy để chạy 2 máy tính xách tay, 1 máy in laser 1 máy fax , hệ thống mạng, 2 đèn típ 1m20, 1 bộ máy tính văn phòng dùng khi mất điện trong 8 tiếng.

Giải:

Tổng công suất: = 2*(máy tính laptop)+ 1*(máy in) + 1*(máy fax) + 1(tủ rack mạng) + 2(đèn tuýp) + 1*(PC)

                      = 2*(110W)+ 250W + 45W + 200W+ 2*(18W) + 1*300W

                      = 1051 W

Công suất dự phòng = 1051*1.2= 1260W

 Vậy công suất UPS phải lớn hơn   =1623 VA

 (0.8 là hệ số hiệu suất của UPS tra trên catalougue của hãng)

(0.97 là hệ số công suất Pf tra trên catalogue của hãng)

Do thời gian Back up là 8 tiếng, nên số lượng acquy nhiều không thể sử dụng hệ UPS dạng case hoặc dạng tháp nhỏ gọn, phải dùng hệ UPS có acquy lắp rời hoặc trong tủ. Ta chọn chủng loại SANTAK C3KS (acquy mua rời)

Có các thông số cơ bản sau:

·       Công suất 3 KVA/2.1 KW

·       Hiệu suất 80% khi dùng acquy, Pf=0.97

·       Công nghệ UPS online,

·       Sóng True Sin

·       Điện áp bộ sạc: 96 V (dùng acquy 12V)

·       Acquy gắn ngoài

Như vậy hoàn toàn đáp ứng được nhu cu trên.

Tính toán số lượng Acquy và dung lượng của acquy:

Chọn loại acquy kín khí VRLA

AH =   135AH

Do các Acquy được lắp nối tiếp nên phải cần 8 acquy 12V/150AH

******************

Hà nội, ngày nhớ người yêu :(