BỘ XÂY DỰNG TR¯âNG CAO ĐÀNG XÂY DĀNG Sà 1 GIÁO TRÌNH MÔN HàC/MÔ ĐUN: KĀ THUÀT ĐIàN N¯àC CÔNG TRÌNH NGÀNH/NGHÄ: CÔNG NGHà KĀ THUÀT TÀI NGUYÊN N¯àC TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG Ban hành kèm theo Quyết định số: 389ĐT/QĐ-CĐXD1, ngày 30 tháng 9 năm 2021 Của Hiệu trưởng trường CĐXD số 1 Hà nội, năm 2021 1 TUYÊN Bà BÀN QUYÄN Tài liáu này thußc lo¿i sách giáo trình nên các ngußn thông tin có thể đ°ÿc phép dùng nguyên bÁn hoặc trích dùng cho các māc đích vÅ đào t¿o và tham khÁo. Mái māc đích khác mang tính lách l¿c hoặc sử dāng vái māc đích kinh doanh thiÃu lành m¿nh sÁ bß nghiêm c¿m. 3 LâI NÓI ĐÀU Giáo trình Kā thuÁt đián n°ác công trình (KTĐNCT) đ°ÿc biên so¿n nh¿m phāc vā cho giÁng d¿y và hác tÁp cho trình đß Cao đÁng ngành Công nghá kā thuÁt tài nguyên n°ác å tr°ãng Cao đÁng Xây dāng sá 1. Kā thuÁt đián n°ác công trình là môn hác chuyên môn ngành nh¿m cung c¿p các kiÃn thức vÅ m¿ch đián, khí cā đián, bÁn vÁ đián và lāa chán tiÃt dián dây d¿n sử dāng cho công trình xây dāng.
Giáo trình Kā thuÁt đián n°ác công trình do bß môn Máy đián xây dāng gßm: ThS.Nguyßn Tr°ãng Sinh làm chủ biên và các thÁy cô đã và đang giÁng d¿y trāc tiÃp trong bß môn cùng tham gia biên so¿n. Giáo trình này đ°ÿc viÃt theo đÅ c°¡ng môn hác Kā thuÁt đián n°ác công trình đã đ°ÿc Tr°ãng CĐXD1 ban hành. Ngoài ra giáo trình còn bá sung thêm mßt sá kiÃn thức mà trong các giáo trình tr°ác ch°a đÅ cÁp tái. Nßi dung gßm 03 bài sau: Bài 1.
Lāa chán tiÃt dián dây, cáp và khí cā đián. BÁn vÁ đián trong công trình. Trong quá trình biên so¿n, nhóm giÁng viên Bß môn Máy đián của Tr°ãng Cao đÁng Xây dāng Sá 1 - Bß Xây dāng, đã đ°ÿc sā đßng viên quan tâm và góp ý của các đßng chí lãnh đ¿o, các đßng nghiáp trong và ngoài tr°ãng. Mặc dù có nhiÅu cá gÃng, nh°ng trong quá trình biên so¿n, biên tÁp và in ¿n khó tránh khßi nhÿng thiÃu sót.
Tác giÁ r¿t mong nhÁn đ°ÿc các góp ý, ý kiÃn phê bình, nhÁn xét của ng°ãi đác để giáo trình đ°ÿc hoàn thián h¡n. Trân tráng cÁm ¡n! Hà Nßi, ngày……tháng……năm……… Tham gia biên so¿n 1. Nguyßn Tr°ãng Sinh - Chủ biên 2. Lê Anh Đức 4 BÀI 1.
M¾CH ĐIàN, KHÍ CĀ ĐIàN. Māc tiêu: - Trình bày đ°ÿc khái niám vÅ m¿ch đián, ngußn đián, phā tÁi đián; - NhÁn biÃt đ°ÿc các lo¿i dây d¿n th°ãng dùng trong công trình dân dāng; - Trình bày đ°ÿc khái niám vÅ đián áp, dòng đián, công su¿t của m¿ch đián xoay chiÅu; - Trình bày đ°ÿc công dāng, phân lo¿i, ký hiáu của các lo¿i công tÃc, cÁu chì, cÁu dao, aptomat; - Trình bày đ°ÿc điÅu kián lāa chán cÁu chì, cÁu dao, aptomat. Táng quan vÅ há tháng đián: Ngày nay khi nói đÃn há tháng năng l°ÿng, thông th°ãng ng°ãi ta th°ãng hình dung nó là há tháng đián, đó không phÁi là hián t°ÿng ng¿u nhiên mà nó chính là bÁn ch¿t của v¿n đÅ. Lý do là å chỗ năng l°ÿng đián đã có °u thà trong sÁn xu¿t, khai thác và truyÅn tÁi, cho nên hÁu nh° toàn bß năng l°ÿng đang khai thác đ°ÿc trong tā nhiên ng°ãi ta đÅu chuyển đái nó thành đián năng tr°ác khi sử dāng nó.
Từ đó hình thành mßt há tháng đián nh¿m truyÅn tÁi, phân phái và cung c¿p đián năng đÃn từng hß sử dāng đián. Mßt sá đặc điểm của đián năng: + Dß chuyển hoá thành các d¿ng năng l°ÿng khác (quang, nhiát, c¡ năng…). + Dß truyÅn tÁi và truyÅn tÁi vái hiáu su¿t khá cao. + Không có sẵn trong tā nhiên, đÅu đ°ÿc khai thác rßi chuyển hoá thành đián năng.
ä n¡i sử dāng đián năng l¿i dß dàng chuyển thành các d¿ng năng l°ÿng khác. Ngày nay phÁn lán năng l°ÿng tā nhiên khác đ°ÿc khai thác ngay t¿i chỗ rßi đ°ÿc đái thành đián năng (Ví dā Nhà máy nhiát đián th°ãng đ°ÿc xây dāng t¿i n¡i gÁn ngußn than, khí đát…; nhà máy thủy đián gÁn ngußn n°ác…). Đó cũng chính là lý do xu¿t hián há tháng truyÅn tÁi, phân phái và cung c¿p đián năng mà chúng ta th°ãng gái là há tháng đián. + Đián năng sÁn xu¿t ra, nói chung không tích trÿ đ°ÿc.
Vì vÁy t¿i mái thãi điểm luôn luôn phÁi đÁm bÁo cân b¿ng giÿa l°ÿng đián năng sÁn xu¿t ra vái đián năng tiêu thā. + Quá trình vÅ đián xÁy ra r¿t nhanh. + Đián năng là ngußn năng luÿng chính của các ngành: công nghiáp nặng, công nghiáp nhẹ. và là điÅu kián quan tráng để phát triển các đô thß và khu dân c°.
Đßnh nghĩa: Đián năng sau khi sÁn xu¿t ra từ các ngußn phát sÁ đ°ÿc truyÅn tÁi - cung c¿p, phân phái tái các hß tiêu thā đián nhã m¿ng l°ái đián. Há tháng đián bao gßm toàn bß các khâu phát đián - truyÅn tÁi - cung c¿p, phân phái đÃn các hß tiêu thā đián. M¿ng l°ái đián bao gßm hai bß phÁn chủ yÃu: đ°ãng dây tÁi đián và các tr¿m biÃn áp khu vāc. Các khâu trong há tháng đián nói chung C¿p đián áp đßnh mức của m¿ng đián đ°ÿc chán càng cao thì công su¿t truyÅn tÁi và đß dài truyÅn tÁi càng lán.
C¿p đián áp đßnh mức càng cao thì ván đÁu t° xây dāng cũng nh° chi phí vÁn hành và tính phức t¿p của m¿ng đián cũng tăng theo. C¿p đián áp là mßt trong nhÿng giá trß của đián áp danh đßnh đ°ÿc sử dāng trong há tháng đián, bao gßm: - H¿ áp là c¿p đián áp danh đßnh đÃn 01 kV; 6 - Trung áp là c¿p đián áp danh đßnh trên 01 kV đÃn 35 kV, gßm 6; 10; 15; 22; 35 kV; - Cao áp là c¿p đián áp danh đßnh trên 35 kV, gßm 110; 220; 500 kV; Quy đßnh khoÁng cách an toàn vái các lo¿i đián áp: chú ý giÿ khoÁng cách an toàn tái thiểu theo bÁng d°ái đây để tránh các nguy c¡, hiểm háa có thể xẩy ra hÁu quÁ nghiêm tráng d¿n đÃn sā cá m¿t đián và tai n¿n đián d¿n đÃn tử vong khi vi ph¿m khoÁng cách gÁn đ°ãng dây đang có đián: BÁng 1 - 1. Quy đßnh khoÁng cách an toàn vái các lo¿i đián áp C¿p đián áp KhoÁng cách an toàn tái thiểu Đián h¿ thà 0,3m Đián áp từ 1kV đÃn 15 kV 0,7m Đián áp từ 15kV đÃn 35 kV 1,00m Đián áp từ 35kV đÃn 110 kV 1,50m Đián áp từ 110kV đÃn 220 kV 2,50m Đián áp từ 220kV đÃn 500 kV 4,50m 1. Khái niám: M¿ch đián là tÁp hÿp các thiÃt bß đián nái vái nhau b¿ng các dây d¿n t¿o thành nhÿng vòng kín trong đó dòng đián có thể ch¿y qua.
M¿ch đián th°ãng gßm các phÁn tử sau: ngußn đián, phā tÁi, dây d¿n. KÃt c¿u hình hác của m¿ch đián: - Nhánh: là bß phÁn của m¿ch đián gßm các phÁn tử nái tiÃp nhau trong đó có cùng dòng đián ch¿y qua. - Nút: là chỗ gặp nhau của từ 3 nhánh trå lên. - Vòng: là lái đi khép kín qua các nhánh.
Ví dā vÅ m¿ch đián Trong đó: - M¿ch gßm: MF - ngußn đián; Đ (bóng đèn), ĐC (đßng c¡) - phā tÁi; và dây d¿n nái kín từ MF sang Đ, ĐC - KÃt c¿u của m¿ch đián gßm: + 3 nhánh là: nhánh 1 (MF - máy phát đián), nhánh 2 (Đ - bóng đèn), nhánh 3 (ĐC - đßng c¡ đián). Các đ¿i l°ÿng của há tháng đián: 1. Đián áp: Đián áp là hiáu sá đián thà giÿa hai điểm khác nhau của m¿ch đián. Th°ãng mßt điểm nào đó của m¿ch đ°ÿc chán làm điểm gác có đián thà b¿ng 0 (điểm nái đ¿t).
Táng quát h¡n, đián áp giÿa hai điểm A và B của m¿ch (ký hiáu là UAB) xác đßnh båi: UAB = VA – VB = -UBA (1.1) Vái VA và VB là đián thà của A và B so vái gác (điểm nói đ¿t hay còn gái là nái trung tính). - Ký hiáu: U - Đ¡n vß: V-volt - Để đo đián áp ta dùng Volt kà (Volt mét). a, Volt kÃ; b, Đßng hß v¿n năng Hình 1 - 4. Đo đián áp b¿ng đßng hß v¿n năng 1.
Dòng đián: Dòng đián là dòng chuyển dãi có h°áng của các h¿t mang đián trong vÁt d¿n d°ái tác đßng của đián tr°ãng. Dòng đián i vÅ trß sá b¿ng tác đß biÃn thiên của l°ÿng đián tích q qua tiÃt dián ngang mßt vÁt d¿n.2) Dòng đián trong m¿ch có chiÅu chuyển đßng từ n¡i có đián thà cao đÃn n¡i có đián thà th¿p, từ n¡i có mÁt đß h¿t tích đián d°¡ng cao đÃn n¡i có mÁt đß h¿t tích đián d°¡ng th¿p. C°ãng đß dòng đián là mßt đ¿i l°ÿng đặc tr°ng cho đß m¿nh yÃu của dòng đián, sá l°ÿng đián tử đi qua tiÃt dián của vÁt d¿n trong mßt đ¡n vß thãi gian. Dòng đián càng m¿nh thì c°ãng đß dòng đián càng lán và ng°ÿc l¿i.
Dòng đián chỉ sinh ra khi có đủ 3 yÃu tá bao gßm: + Ngußn đián (tức hiáu đián thÃ) + Phā tÁi (vÁt tiêu thā đián) + Dây d¿n 9 - Ký hiáu: I - Đ¡n vß: A-Ampe - Để đo đián áp ta dùng Ampe kà (ampe mét). Đo dòng đián dùng Máy biÃn dòng a. Đo dòng đián dùng Ampe kìm kÃt hÿp Ampe kà Hình 1 - 6. Đo gián tiÃp dòng đián Dòng đián xoay chiÅu hay còn đ°ÿc gái là dòng đián AC (Alternating Current).
Đây là dòng đián có c°ãng đß và chiÅu thay đái theo thãi gian, sā thay đái này th°ãng tuÁn hoàn theo mßt chu kỳ nh¿t đßnh. Đß thß của dòng đián mßt chiÅu và xoay chiÅu. 10 Dòng đián mßt chiÅu (DC – Direct Current) là dòng chuyển đßng của các h¿t electron mang đián theo chiÅu chuyển đßng mßt h°áng nh¿t đßnh từ d°¡ng sang âm hay dòng chuyển đßng của các đián tử tā do. Công su¿t: * Công su¿t tác dāng: là công su¿t biÃn đái đián năng thành nhiát năng å đián trå hay biÃn đái thành năng l°ÿng khác sử dāng vào công viác có ích.
- Ký hiáu: P - Đ¡n vß: W - oát - Để đo công su¿t tác dāng ta dùng oát kÃ. Oát kà đo công su¿t tác dāng. - Biểu thức tính toán: M¿ng đián 1 pha: P = Up.4) Trong đó: P : công su¿t tác dāng (W) Up: là đián áp pha (V) Ud: là đián áp dây (V) Ip: là c°ãng dòng đián pha (A) Id: là c°ãng dòng đián dây(A) Cosφ: há sá công su¿t Công su¿t tiêu thā đián th°ãng đ°ÿc ghi trên các thiÃt bß (tÁi) tiêu thā đián. * Công su¿t phÁn kháng (còn gái là công su¿t vô công): biểu thß tác đß trao đái năng l°ÿng giÿa ngußn đián và phā tÁi.
- Ký hiáu: Q 11 - Đ¡n vß: Var – Volt ampe phÁn kháng - Để đo công su¿t phÁn kháng ta dùng Var kÃ. - Biểu thức tính toán: M¿ng đián 1 pha: Q = Up.