Giáo trình Kỹ thuật lắp đặt điện 2 - Nghề Điện công nghiệp trình độ Cao đẳng

• Tác giả: Đoàn Trung Tắng
• Trường học: Trường Cao Đẳng Kỹ Thuật Công Nghệ Bà Rịa – Vũng Tàu
• Chuyên ngành: Điện công nghiệp
• Đề tài: Kỹ thuật lắp đặt điện 2
• Loại tài liệu: Giáo trình mô đun
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Bà Rịa – Vũng Tàu

Tóm tắt

I. Tổng quan giáo trình mô đun kỹ thuật lắp đặt điện 2

Giáo trình mô đun kỹ thuật lắp đặt điện 2 thuộc chương trình đào tạo nghề điện công nghiệp trình độ cao đẳng. Tài liệu được Trường Cao đẳng Kỹ thuật Công nghệ Bà Rịa – Vũng Tàu biên soạn và ban hành năm 2020 theo Quyết định số 297/QĐ-CĐKTCN. Giáo trình cung cấp kiến thức nền tảng về lắp đặt hệ thống điện công nghiệp và dân dụng. Nội dung bao gồm tám bài học, từ rơle bảo vệ đến hệ thống nhà thông minh. Mục tiêu chính giúp sinh viên phân tích bản vẽ và lắp đặt được hệ thống điện hoàn chỉnh. Giáo trình phục vụ cho sinh viên chuyên ngành điện công nghiệp, điện dân dụng và lắp đặt điện. Tài liệu lưu hành nội bộ, phục vụ mục đích đào tạo và tham khảo học thuật. Đây là nguồn học liệu quan trọng trong quá trình đào tạo kỹ thuật viên điện công nghiệp chất lượng cao.

1.1. Mục tiêu đào tạo mô đun kỹ thuật lắp đặt điện 2

Mục tiêu đào tạo mô đun kỹ thuật lắp đặt điện 2 tập trung vào việc trang bị kiến thức thực tiễn cho sinh viên. Sau khi hoàn thành, học viên phải phân tích được các bản vẽ kỹ thuật điện. Sinh viên cần lắp đặt thành thạo hệ thống điện dân dụng và công nghiệp. Giáo trình nhấn mạnh kỹ năng thực hành qua các bài học về tủ động lực, tủ bù công suất. Kiến thức về rơle bảo vệ và hệ thống chống sét cũng được đề cập. Sinh viên còn được tiếp cận công nghệ nhà thông minh hiện đại. Đây là nền tảng vững chắc cho nghề điện công nghiệp.

1.2. Cấu trúc nội dung tám bài học trong mô đun

Giáo trình mô đun kỹ thuật lắp đặt điện 2 được chia thành tám bài học logic. Bài 1 trình bày các loại rơle bảo vệ trong công nghiệp. Bài 2 và bài 3 hướng dẫn lắp đặt tủ động lực và tủ bù công suất. Bài 4 đến bài 7 giới thiệu hệ thống điện nhà thông minh toàn diện. Nội dung bao gồm điều khiển đèn sợi đốt, thiết bị điện và rèm cửa tự động. Bài 8 đề cập hệ thống chống sét an toàn. Mỗi bài đều có phần tính chọn vật tư và phân tích sơ đồ nguyên lý. Cấu trúc này đảm bảo kiến thức từ cơ bản đến nâng cao.

II. Phân tích nội dung kỹ thuật lắp đặt điện công nghiệp

Nội dung giáo trình mô đun kỹ thuật lắp đặt điện 2 đề cập nhiều vấn đề kỹ thuật quan trọng. Phần rơle bảo vệ giới thiệu rơle dòng điện, rơle bảo vệ mất pha và ngược pha. Hệ thống tủ động lực đóng vai trò trung tâm trong phân phối điện công nghiệp. Tủ bù công suất giúp nâng cao hệ số cosφ, giảm tổn thất điện năng. Giáo trình phân tích chi tiết quy trình tính chọn vật tư và thiết bị phù hợp. Phần hệ thống nhà thông minh trình bày cấu trúc điều khiển tự động hiện đại. Các giải pháp giám sát camera và an ninh được tích hợp trong hệ thống. Nội dung được xây dựng từ lý thuyết đến thực hành lắp đặt cụ thể. Sinh viên tiếp cận được công nghệ tiên tiến trong ngành điện công nghiệp.

2.1. Hệ thống rơle bảo vệ và khí cụ điện công nghiệp

Hệ thống rơle bảo vệ là thành phần không thể thiếu trong mạng điện công nghiệp. Giáo trình mô đun kỹ thuật lắp đặt điện 2 trình bày rơle dòng điện với các thông số kỹ thuật chi tiết. Rơle bảo vệ mất pha và ngược pha giúp phát hiện sự cố kịp thời. Khí cụ điện đóng vai trò quan trọng trong quá trình vận hành hệ thống. Rơle thời gian thực điều khiển trình tự hoạt động của các thiết bị. Việc hiểu rõ nguyên lý hoạt động giúp kỹ thuật viên xử lý sự cố hiệu quả. Kiến thức này là nền tảng cho việc lắp đặt tủ động lực an toàn.

2.2. Tủ động lực và tủ bù công suất trong hệ thống điện

Tủ động lực đảm nhận chức năng phân phối và bảo vệ hệ thống điện công nghiệp. Giáo trình hướng dẫn phân tích sơ đồ nguyên lý và tính chọn thiết bị phù hợp. Tủ bù công suất giúp cải thiện hệ số cosφ, giảm chi phí tiền điện. Theo quy định, khi tgφ vượt 0.4, người sử dụng phải trả thêm phí công suất phản kháng. Việc bù công suất bằng tụ điện song song với tải là giải pháp hiệu quả. Giáo trình trình bày công thức tính điện năng phản kháng chi tiết. Kỹ thuật lắp đặt tủ bù đòi hỏi tuân thủ tiêu chuẩn kỹ thuật nghiêm ngặt.

III. Giải pháp ứng dụng hệ thống điện nhà thông minh

Hệ thống điện nhà thông minh là nội dung mới trong giáo trình mô đun kỹ thuật lắp đặt điện 2. Giải pháp này tích hợp điều khiển tự động cho chiếu sáng, rèm cửa và thiết bị điện. Cấu trúc hệ thống bao gồm thiết bị ngõ vào, ngõ ra và thiết bị hệ thống. Phòng khách được trang bị cảm biến chuyển động kích hoạt đèn tự động. Hệ thống loa âm thanh mang đến trải nghiệm giải trí cho chủ nhân. Chế độ an ninh tích hợp camera giám sát tăng cường bảo vệ. Bộ điều khiển hồng ngoại và sóng radio điều khiển toàn bộ thiết bị. Màn hình cảm ứng cho phép tùy chỉnh chế độ hoạt động linh hoạt. Công nghệ này đang trở thành xu hướng trong xây dựng hiện đại.

3.1. Phương pháp lắp đặt và điều khiển thiết bị thông minh

Phương pháp lắp đặt hệ thống nhà thông minh yêu cầu kỹ năng chuyên môn cao. Giáo trình hướng dẫn chi tiết cách lắp đặt điều khiển đèn sợi đốt tự động. Thiết bị điện được kết nối qua mạng điều khiển trung tâm. Rèm cửa hoạt động theo chế độ thời gian hoặc lệnh trực tiếp. Mỗi khu vực trong nhà có giải pháp điều khiển riêng biệt. Phòng ăn sử dụng cảm biến ánh sáng để điều chỉnh độ sáng phù hợp. Remote từ xa và công tắc tại chỗ đều được hỗ trợ. Phương pháp này đảm bảo tiện nghi và tiết kiệm năng lượng hiệu quả.

3.2. Giải pháp tối ưu hóa kinh tế kỹ thuật cho hệ thống điện

Giải pháp tối ưu hóa kinh tế kỹ thuật giúp giảm chi phí vận hành hệ thống điện. Việc nâng cao hệ số công suất giảm đáng kể tiền điện hàng tháng. Cải thiện cosφ cho phép sử dụng máy biến áp và cáp nhỏ hơn. Tụ bù công suất đặt cạnh từng phần tử tiêu thụ đạt hiệu quả cao nhất. Giáo trình phân tích công thức tính toán chi phí điện năng phản kháng. Hệ số công suất cao giảm tổn thất điện năng và hiện tượng sụt áp. Thiết bị điện không cần định mức dư thừa khi hệ thống được tối ưu. Đây là lợi ích kép về kỹ thuật và kinh tế cho doanh nghiệp.

IV. Kết luận và hướng phát triển nghề điện công nghiệp

Giáo trình mô đun kỹ thuật lắp đặt điện 2 đóng vai trò quan trọng trong đào tạo nghề điện công nghiệp. Nội dung bao quát từ kiến thức cơ bản đến ứng dụng công nghệ hiện đại. Sinh viên được trang bị kỹ năng lắp đặt tủ động lực, tủ bù và hệ thống nhà thông minh. Kiến thức về rơle bảo vệ và chống sét đảm bảo an toàn vận hành. Giáo trình đáp ứng yêu cầu thực tiễn của ngành điện công nghiệp. Tài liệu cần được cập nhật liên tục theo xu hướng công nghệ mới. Đội ngũ giảng viên và sinh viên nên đóng góp ý kiến hoàn thiện nội dung. Đây là nền tảng vững chắc cho sự phát triển nghề điện trong tương lai.

4.1. Cơ hội nghề nghiệp cho kỹ thuật viên điện công nghiệp

Kỹ thuật viên điện công nghiệp có nhiều cơ hội nghề nghiệp hấp dẫn sau khi tốt nghiệp. Nhu cầu lắp đặt hệ thống điện tại nhà máy, xí nghiệp ngày càng tăng. Các khu chung cư, bệnh viện và văn phòng cần đội ngũ kỹ thuật chuyên nghiệp. Kiến thức về nhà thông minh mở rộng phạm vi làm việc trong lĩnh vực dân dụng. Kỹ năng bảo trì hệ thống tủ động lực và tủ bù rất được thị trường ưa chuộng. Chứng chỉ nghề điện công nghiệp là lợi thế cạnh tranh lớn. Mức lương ngành này ổn định và có tiềm năng phát triển dài hạn.

4.2. Hướng phát triển chương trình đào tạo kỹ thuật lắp đặt điện

Chương trình đào tạo kỹ thuật lắp đặt điện cần liên tục cập nhật công nghệ mới. Xu hướng năng lượng tái tạo và hệ thống điện thông minh đang phát triển mạnh. Giáo trình nên bổ sung nội dung về pin mặt trời và trạm sạc xe điện. Thực hành tại xưởng cần tăng cường thời lượng để nâng cao tay nghề. Hợp tác với doanh nghiệp giúp sinh viên tiếp cận công nghệ thực tế. Phương pháp đào tạo kết hợp lý thuyết và thực hành đạt hiệu quả cao nhất. Chương trình cần đáp ứng tiêu chuẩn kỹ năng nghề quốc gia và quốc tế.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH BR – VT TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: KỸ THUẬT LẮP ĐẶT ĐIỆN 2 NGHỀ : ĐIỆN CÔNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ : CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết định số: 297/QĐ-CĐKTCN ngày 24 tháng 08 năm 2020 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Kỹ thuật Công nghệ BR – VT) BÀ RỊA – VŨNG TÀU, NĂM 2020 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Nhằm đáp ứng nhu cầu học tập và nghiên cứu cho giảng viên và sinh viên nghề Điện công nghiệp trong trường Cao đẳng Kỹ thuật Công nghệ Bà Rịa – Vũng Tàu. Chúng tôi đã thực hiện biên soạn tài liệu Kỹ thuật lắp đặt điện 2 này. Tài liệu được biên soạn thuộc loại giáo trình phục vụ giảng dạy và học tập, lưu hành nội bộ trong nhà trường nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình “ Kỹ thuật lắp đặt điện 2” nhằm cung cấp cho học sinh sinh viên nghề Điện công nghiệp những kiến thức cơ bản về lắp đặt điện. Tài liệu gồm 8 bài. Yêu cầu đối với học sinh sinh viên sau khi học xong module này học sinh phải, phân tích được các bản vẽ và lắp đặt được hệ thống điện dân dụng. Giáo trình này là tài liệu tham khảo cho học sinh, sinh viên chuyên nghành Điện công nghiệp, điện dân dụng, lắp đặt điện. Nội dung của mô đun: Bài 1: Các loại rơle bảo vệ trong công nghiệp Bài 2: Lắp đặt tủ động lực Bài 3: Lắp đặt tủ bù công suất Bài 4: Hệ thống điện nhà thông minh Bài 5: Lắp đặt và điều khiển đèn sợi đốt nhà thông minh Bài 6: Lắp đặt và điều khiển các thiết bị điện nhà thông minh Bài 7: Lắp đặt và điều khiển rèm cửa nhà thông minh Bài 8: Hệ t hống chống sét Trong quá trình biên soạn, chắc chắn giáo trình còn nhiều thiếu sót. Tác giả rất mong nhận được ý kiến đóng góp của quý thầy/cô và các em học sinh, sinh viên để tiếp tục hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn quý đồng nghiệp, bạn bè đã có những ý kiến đóng góp trong quá trình biên soạn giáo trình này. Bà Rịa – Vũng Tàu, ngày tháng năm 2020 Tham gia biên soạn Chủ biên - Đoàn Trung Tắng 1 MỤC LỤC Trang LỜI GIỚI THIỆU .1 BÀI 1: CÁC LOẠI RƠLE BẢO VỆ TRONG CÔNG NGHIỆP .3 Các thông số kỹ thuật . Rơ le dòng điện.3 Các thông số kỹ thuật . Rơ le bảo vệ mất pha, ngược pha .3 Các thông số kỹ thuật . Một số loại khí cụ khác . Rơ le thời gian thực .17 BÀI 2: LẮP ĐẶT TỦ ĐỘNG LỰC . Chức năng của tủ động lực . Quy định, tiêu chuẩn về tủ động lực. Phân tích sơ đồ nguyên lý tủ động lực . Tính chọn các vật tư, thiết bị . Lắp đặt tủ động lực .22 BÀI 3: LẮP ĐẶT TỦ BÙ CÔNG SUẤT .2 Chức năng của tủ bù công suất cos .3 Quy định, tiêu chuẩn về bù công suất cos . Phân tích sơ đồ nguyên lý tủ bù công suất . Tính chọn các vật tư, thiết bị . Lắp đặt tủ bù công suất . 32 BÀI 4: HỆ THỐNG ĐIỆN NHÀ THÔNG MINH . Giới thiệu chung . Cấu trúc của hệ thống điện nhà thông minh . Các thiết bị trong hệ thống .1 Thiết bị ngõ vào .2 Thiết bị ngõ ra.3 Thiết bị hệ thống . Giải pháp cho hệ thống điện nhà thông minh .2 Giải pháp chi tiết . Quy trình thực hiện hệ thống điện nhà thông minh .1 Cách thức thực hiện .2 Tiến độ thực hiện hệ thống điện thông minh Nhà thông minh – Hager .50 BÀI 5: LẮP ĐẶT VÀ ĐIỀU KHIỂN ĐÈN SỢI ĐỐT NHÀ THÔNG MINH . Thành phần các thiết bị trong hệ thống . Lắp đặt và điều khiển đèn sợi đốt bằng nút nhấn . Lắp đặt và điều khiển đèn sợi đốt qua mạng . 63 BÀI 6: LẮP ĐẶT VÀ ĐIỀU KHIỂN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN NHÀ THÔNG MINH . Sơ đồ nguyên lý của bài thực hành . Thành phần các thiết bị trong hệ thống . Lắp đặt và điều khiển các thiết bị điện bằng nút nhấn . Lắp đặt và điều khiển các thiết bị điện qua mạng .92 BÀI 7: LẮP ĐẶT VÀ ĐIỀU KHIỂN RÈM CỬA NHÀ THÔNG MINH . Sơ đồ nguyên lý của bài thực hành . Thành phần các thiết bị trong hệ thống . Lắp đặt và điều khiển rèm cửa bằng nút nhấn . Lắp đặt và điều khiển rèm cửa qua mạng .123 BÀI 8: HỆ THỐNG CHỐNG SÉT . Khái quát chung .1 Các tiêu chuẩn, quy định về hệ thống chống sét .2 Các nơi cần bảo vệ chống sét .3 Các phương pháp bảo vệ chống sét . Lắp đặt hệ thống chống sét .1 Các phần tử của hệ thống chống sét .2 Đo và kiểm tra điện trở đất hệ thống chống sét .3 Quy trình lắp đặt .146 TÀI LIỆU THAM KHẢO .150 3 GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN Tên môn học/mô đun: Kỹ thuật lắp đặt điện 2 Mã môn học/mô đun: MĐ23 Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của môn học/mô đun - Vị trí : Mô đun này học sau các mô đun An toàn điện, Mạch điện, Vẽ điện, Đo lường điện, Cung cấp điện, Kỹ thuật lắp đặt điện 1, Trang bị điện, Máy điện. - Tính chất : Là mô đun chuyên môn bắt buộc nghề Điện công nghiệp để giảng dạy cho học sinh sinh viên hệ cao đẳng - Ý nghĩa và vai trò của môn học/mô đun: Mô đun trang bị cho học viên những kiến thức về kỹ thuật lắp đặt điện hệ thống điện công nghiệp, hệ thống điện nhà thông minh,… với kiến thức này, học viên có thể tham gia lắp đặt sửa chữa được hệ thống dùng rơ le bảo vệ hạ áp, tủ bù công suất, lắp đặt và cài đặt được thiết bị nhà thông minh KNX. Mục tiêu của môn học/mô đun Sau khi hoàn tất mô-đun này, học viên có năng lực: - Về kiến thức: + Trình bày được công dụng của các loại rơ le bảo vệ trong công nghiệp + Trình bày được cấu trúc, chức năng các thiết bị của hệ thống điện nhà thông minh + Trình bày được các giải pháp cho hệ thống điện nhà thông minh + Phân tích được khái niệm, cấu trúc, sơ đồ nguyên lý của tủ điện động lực, tủ bù công suất. + Trình bày được khái niệm, mục đích, cấu trúc và quy trình lắp đặt hệ thống chống sét. - Về kỹ năng: + Cài đặt, lắp đặt được các loại rơ le bảo vệ trong công nghiệp theo yêu cầu kỹ thuật + Lắp và cài đặt bộ các điều khiển tủ bù công suất phản kháng theo yêu cầu kỹ thuật + Lắp đặt và sửa chữa được tủ động lực, tủ bù công suất đảm bảo an toàn kỹ thuật. + Lắp đặt và điều khiển đèn sợi đốt, thiết bị điện, rèm cửa bằng nút nhấn và qua mạng cho nhà thông minh đúng kỹ thuật. + Đo và kiểm tra được điện trở đất cho hệ thống chống sét đảm bảo yêu cầu kỹ thuật. - Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: Người học có khả năng làm việc độc lập hoặc làm nhóm, có tinh thần hợp tác, giúp đỡ lẫn nhau trong học tập và rèn luyện, có ý thực tự giác, tính kỷ luật cao, tinh thần trách nhiệm trong công việc. Nội dung của mô đun: 4 BÀI 1 CÁC LOẠI RƠLE BẢO VỆ TRONG CÔNG NGHIỆP Giới thiệu Các loại rơ le điện áp, dòng điện, bảo vệ mất pha… có vị trí rất quan trọng trong mạng điện công nghiệp. Bài này trình bày cách sử dụng, lắp đặt các loại rơ le thường dùng trong công nghiệp. Mục tiêu - Trình bày được công dụng, phân loại của các thiết bị bảo vệ bằng rơle - Cài đặt, sử dụng được rơ le điện áp, rơ le dòng điện, rơ le bảo vệ mất pha và một số khí cụ điện khác trong công nghiệp. - Lựa chọn, lắp đặt được các khí cụ điện trong hệ thống trong công nghiệp. - Phát huy được kiến thức đã học vận dụng vào thực tế.1 Công dụng Rơ le điện áp được sự dụng để bảo vệ các thiết bị điện khi điện áp đặt vào thiết bị thiếu áp (under voltage) hoặc quá áp (over voltage) theo mức quy định.2 Phân loại Hiện tại có rất nhiều hạng sản xuất Rơ le điện áp. Rơ le điện áp thường được chia thành 2 loại: Rơ le điện áp loại digital và Rơ le điện áp loại Analog.3 Các thông số kỹ thuật Do có rất nhiều hãng sản xuất rơ le điện áp và nhiều module khác nhau nên thông số của các loại cũng khác nhau. Nhìn chung thì các rơ le điện áp đều có các thông số kỹ thuật sau. Tham khảo thông số kỹ thuật của Rơ le bảo vệ điện áp Selec dòng VPRA2M Serie: Rơ le bảo vệ điện áp Selec dòng VPRA2M Hình 1. 1: Rơ le bảo vệ điện áp Selec dòng VPRA2M 5 Đặc điểm chung - Led chỉ thị trạng thái - Thiết kế phù hợp lắp trên thanh rail Thông số kỹ thuật Analog, 4 Led chỉ thị trạng thái (Power ON/mất pha, thấp áp, quá Hiển thị áp, thứ tự pha/mất cân bằng pha) Mạch đấu nối 1 pha – 2 dây, 3 pha – 4 dây Nguồn cấp 230V AC, 48 ~ 63Hz (127 ~ 288V AC) Thấp áp: 55 ~ 95% của nguồn cấp [127 ~ 219V AC (L-N)] Quá áp: 105 ~ 125% của nguồn cấp [242 to 288V AC (L-N)] Dải bảo vệ Thứ tự pha: Có Mất pha: Có Mất cân bằng pha: >10% Đặt trễ 7V ±2V (của điện áp cài đặt) Power ON delay: 0 ~ 15 s (Nếu đặt bằng 0: <400 ms) Recovery Delay Time: 5 s ±200 ms Trip Time Delay: 0 ~ 15 s Ngắt trễ khi nhầm thứ tự pha: <250 ms Đặt thời gian trễ Đặt ngắt trễ khi mất pha (của pha L2 & L3): 0 ~ 15 s (Nếu đặt bằng 0: <100 ms) Đặt ngắt trễ khi mất cân bằng pha: 0 ~ 15 s (Nếu đặt bằng 0: <100 ms) Ngắt trễ khi mất pha (của pha L2 & N): <200 ms Ngõ ra Rơ le DPDT (5A – 250V AC/28V DC) ±5% F.S (Time) Sơ đồ chọn mã Sơ đồ đấu nối 6 2. Rơ le dòng điện 2.1 Công dụng Rơ le dòng điện được sự dụng để bảo vệ các thiết bị điện khi dòng điện đặt vào thiết bị lớn hơn hoặc nhỏ hơn mức cho phép.2 Phân loại Có nhiều các phân loại Rơ le dòng điện. Thường được chia thành 2 loại: Rơ le bảo vệ dòng cực đại và rơ le bảo vệ dòng cực tiểu.3 Các thông số kỹ thuật Rơ le bảo vệ dòng điện Selec 900CPR-1 Hình 1.