TỔNG QUAN THƯ MỤC VÀ MÔ TẢ NỘI DUNG GIÁO TRÌNH: THÍ NGHIỆM THIẾT BỊ ĐIỆN QUAY

Thông tin xuất bản / Pháp lý Chi tiết
Tên tài liệu Giáo trình môn học: Thí nghiệm thiết bị điện quay
Mã mô đun ELET55145
Cơ quan ban hành Trường Cao đẳng Dầu khí – Tập đoàn Dầu khí Việt Nam
Văn bản pháp lý Quyết định số 206/QĐ-CĐDK ngày 01/03/2022
Địa điểm & Năm xuất bản Bà Rịa – Vũng Tàu, tháng 06 năm 2022 (Lưu hành nội bộ)
Ban biên soạn Dương Tiến Trung (Chủ biên), Nguyễn Xuân Thịnh
Trình độ & Ngành đào tạo Trình độ Cao đẳng / Trung cấp – Nghề Thí nghiệm điện
Khối lượng đào tạo 05 tín chỉ – 120 giờ (Lý thuyết: 28h; Thực hành/Thí nghiệm: 87h; Kiểm tra: 5h)

Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Thí nghiệm thiết bị điện quay (Mã mô đun: ELET55145) là tài liệu giảng dạy chuyên môn bắt buộc thuộc khối kiến thức chuyên ngành (Mục II.2) trong chương trình đào tạo nghề Thí nghiệm điện trình độ Cao đẳng tại Trường Cao đẳng Dầu khí. Môn học được bố trí giảng dạy tại học kỳ 2 của năm thứ hai, tiếp nối hệ thống các môn học cơ sở như An toàn điện (ELET5201), Điện kỹ thuật cơ bản (ELET5308), Khí cụ điện (ELEI53117), Đo lường điện (ELEI53115) và Máy điện (ELEI56135).

Mục tiêu học tập của giáo trình xác định chuẩn đầu ra toàn diện:

  • Kiến thức: Trang bị các nguyên lý, quy trình kỹ thuật để chuẩn bị dụng cụ, vật tư, tra cứu lý lịch kỹ thuật, kiểm tra tình trạng cơ - điện bên ngoài và phân tích trạng thái làm việc của thiết bị điện tĩnh và thiết bị điện quay khi không tải, non tải hoặc mang tải định mức.
  • Kỹ năng: Thực hiện thành thạo các phép đo điện trở cách điện, điện trở một chiều cuộn dây, đo tổn hao điện môi ($\text{tg}\delta$), đo tỷ số biến áp, kiểm tra tổ đấu dây, đo đặc tuyến từ hóa, thử nghiệm điện áp xoay chiều tăng cao tần số công nghiệp và khảo sát thông số vận hành động cơ, máy phát điện.
  • Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Rèn luyện tác phong kỷ luật, chuẩn xác trong ghi chép số liệu kỹ thuật, tuân thủ quy chuẩn an toàn lao động và bảo vệ môi trường công nghiệp.

Giáo trình được cấu trúc thành 7 bài học tích hợp lý thuyết và thực hành, kết hợp chặt chẽ giữa việc diễn giải nguyên lý đo lường tiêu chuẩn và hướng dẫn thao tác trực tiếp trên sơ đồ thiết bị thí nghiệm thực tế tại trạm biến áp và nhà máy điện.

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Nội dung giáo trình gồm 7 bài học với tiến trình logic từ các thiết bị điện tĩnh biến đổi điện áp/dòng điện đến các thiết bị điện quay:

  • Bài 1: Thí nghiệm máy biến áp lực (31 giờ: 7h LT, 23h TH, 1h KT): Hướng dẫn kiểm tra ngoại quan; đo điện trở cách điện cuộn dây bằng Mêgaôm chuyên dụng; xác định hệ số hấp thụ ($K_{ht}$); đo điện trở một chiều các nấc phân áp; kiểm tra tổ đấu dây và tỷ số biến (Hình 3, Hình 4); thí nghiệm không tải (Hình 5, Hình 6), ngắn mạch (Hình 7); đo hệ số tổn hao điện môi $\text{tg}\delta$; thí nghiệm cách điện cuộn dây và sứ đầu vào bằng điện áp tăng cao; kiểm tra bộ điều áp dưới tải (chụp sóng bộ công tắc K) và hệ thống làm mát.
  • Bài 2: Thí nghiệm biến dòng chân sứ (12 giờ: 3h LT, 9h TH): Khảo sát thông số nhãn máy; đo điện trở cách điện (Hình 8); đo điện trở một chiều cuộn nhị thứ; kiểm tra cực tính và tỷ số biến theo sơ đồ kiểm định (Hình 9); đo đặc tuyến từ hóa của cuộn dây nhị thứ (Hình 10).
  • Bài 3: Thí nghiệm biến dòng điện - TI (10 giờ: 2h LT, 8h TH): Đo điện trở cách điện (Hình 11); kiểm tra cực tính và sai số tỷ số biến dòng (Hình 12); đo đặc tuyến từ hóa (Hình 13); đo trị số $\text{tg}\delta$ cuộn cao áp; thử nghiệm điện áp xoay chiều tăng cao tần số công nghiệp cho cuộn sơ cấp và thứ cấp (3kV trong 1 phút).
  • Bài 4: Thí nghiệm biến điện áp - TU (12 giờ: 3h LT, 8h TH, 1h KT): Đo điện trở cách điện (Hình 14); đo điện trở một chiều; kiểm tra cực tính và tỷ số biến (Hình 15); thí nghiệm không tải (Hình 16); thử nghiệm cách điện vòng dây bằng điện áp cảm ứng và thử nghiệm điện áp xoay chiều tăng cao (3kV cuộn thứ cấp; 120% $U_{lv}$ trong 5 phút cho TU 01 cực).
  • Bài 5: Thí nghiệm kháng điện (12 giờ: 3h LT, 9h TH): Kiểm tra ngoại quan, nhãn mác; đo điện trở cách điện cuộn dây và hệ số hấp thụ; đo điện trở cuộn dây bằng dòng điện một chiều; đo điện kháng các pha.
  • Bài 6: Thí nghiệm động cơ điện xoay chiều (12 giờ: 3h LT, 8h TH, 1h KT): Đo điện trở cách điện (Hình 17); đo điện trở một chiều cuộn dây bằng thiết bị chuyên dụng hoặc đồng hồ VOM (Hình 18); thử nghiệm động cơ ở chế độ không tải/non tải (đo $I_0, n_0, P_0, \cos\varphi_0$) và chế độ mang tải bằng máy đo mômen (Load control) với điện áp Stator định mức 380V; đo độ rung gối trục và thử nghiệm hệ thống làm mát.
  • Bài 7: Thí nghiệm máy phát điện: Đo điện trở cách điện Stator, Rôto, gối đỡ trục; đo điện trở một chiều; đo khe hở không khí giữa Rôto và Stator (tối thiểu 4 điểm trên máy cực lồi, 8 điểm trên máy cực ẩn); thử nghiệm điện áp tăng cao tần số công nghiệp và điện áp chỉnh lưu tăng cao (đo dòng điện rò ở 5 cấp điện áp từ $0,2 U_{max}$ đến $U_{max}$); kiểm tra và thử nghiệm hệ thống kích từ (tủ kích từ, mạch Thyristor, máy cắt dập từ QFG) khi Rôto dừng và khi Rôto quay.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình xây dựng hệ thống cơ sở lý thuyết đo lường - thí nghiệm theo các tiêu chuẩn kỹ thuật điện lực:

  • Nguyên lý cách điện và hấp thụ điện môi: Đánh giá tình trạng ẩm/khô của cách điện qua tỷ số hấp thụ $K_{ht} = R_{60}/R_{15} > 1,3$; đo góc tổn hao điện môi $\text{tg}\delta \le 1%$.
  • Nguyên lý cân bằng mạch và cảm ứng điện từ: Ứng dụng cầu đo điện trở một chiều chuyên dụng (nguyên tắc kẹp dây dòng trước dây áp); xác định tỷ số biến áp với sai số cho phép nhỏ hơn $\pm0,5%$ so với nhà sản xuất và độ lệch giữa các pha không quá 2%.
  • Lý thuyết mạch từ và bão hòa từ: Khảo sát đặc tính bão hòa từ thông qua đường cong từ hóa cuộn nhị thứ máy biến dòng; đánh giá độ sai lệch đặc tuyến không vượt quá 10%.
  • Chế độ thử nghiệm quá áp: Quy chuẩn điện áp thử nghiệm tăng cao tần số công nghiệp đạt 90% (thiết bị mới lắp đặt/thay thế hoàn toàn cuộn dây) hoặc 85% (thiết bị sau đại tu sửa chữa).

Kỹ năng phát triển

  • Kỹ năng kỹ thuật chuyên môn: Thao tác chuẩn xác các thiết bị thí nghiệm chuyên dụng (Mêgaôm 500V/2500V, cầu đo điện trở, máy phân tích công suất, Variac điều chỉnh điện áp, máy đo mômen tải cơ học, máy đo độ rung).
  • Kỹ năng phân tích số liệu: Đọc, quy đổi tổn hao công suất không tải ($P_0$), ngắn mạch ($P_k$), xử lý đồ thị đặc tuyến từ hóa và đặc tuyến tải của động cơ điện xoay chiều.
  • Kỹ năng nghiệm thu kỹ thuật: Đối chiếu dữ liệu thực đo với bảng số liệu xuất xưởng của nhà sản xuất, phát hiện khiếm khuyết cơ - điện, lập biên bản thí nghiệm và thực hiện quy trình niêm chì nghiệm thu bàn giao.

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình áp dụng phương pháp sư phạm tích hợp (dạy học theo vấn đề, diễn giảng kết hợp vấn đáp trực quan và tổ chức thực hành theo ca nhóm). Tỷ trọng phân bổ thời gian tập trung chủ yếu vào thực nghiệm kỹ năng với 87 giờ thực hành/thí nghiệm (chiếm 72,5% tổng thời lượng 120 giờ của mô đun).

Quá trình tổ chức đào tạo được chuẩn hóa theo các điều kiện cụ thể:

  • Cơ sở vật chất: Phòng thí nghiệm điện, trang bị máy tính, máy chiếu, các bộ nguồn thử nghiệm chuyên dụng, hệ thống tải và các thiết bị đo lường chuẩn.
  • Học liệu & Biểu mẫu: Giáo án tích hợp, phiếu phân tích công nghệ, phiếu học tập và mẫu biên bản thí nghiệm thiết bị điện.

Quy trình đánh giá kết quả học tập gồm 3 cấu phần:

  1. Kiểm tra thường xuyên (03 bài): Thực hiện vấn đáp trực tiếp trên lớp, kiểm tra viết dưới 30 phút hoặc chấm điểm thao tác kỹ năng thực hành.
  2. Kiểm tra định kỳ (05 bài - thời gian 45÷60 phút/bài):
    • Bài số 1 (Thực hành): Nội dung Bài 1 (Thí nghiệm máy biến áp lực).
    • Bài số 2 (Lý thuyết): Nội dung Bài 4 (Thí nghiệm biến điện áp).
    • Bài số 3 (Thực hành): Nội dung Bài 6 (Thí nghiệm động cơ điện xoay chiều).
    • Bài số 4 (Lý thuyết): Nội dung Bài 7 (Thí nghiệm máy phát điện).
    • Bài số 5 (Thực hành): Nội dung Bài 7 (Thí nghiệm máy phát điện).
  3. Thi kết thúc mô đun: Thi thực hành thao tác trên thiết bị với thời gian 45÷60 phút.

Điểm nổi bật và cập nhật

Tài liệu được biên soạn dựa trên cơ sở khảo sát thực tế tại các nhà máy điện, trạm biến áp và công trình công nghiệp dầu khí, mang các đặc điểm kỹ thuật cập nhật:

  • Hệ thống sơ đồ đấu nối trực quan: Cung cấp 18 sơ đồ mạch đo chuẩn xác từ Hình 1 đến Hình 18, thể hiện rõ nguyên lý mắc tải, sơ đồ kiểm định cực tính theo cầu so, phương pháp đo điện trở cuộn dây qua đồng hồ VOM/cầu đo và cấu trúc mạch tạo dòng đo đặc tuyến từ hóa.
  • Tiêu chuẩn kiểm định đo lường đồng bộ: Phân định rõ yêu cầu kỹ thuật đối với máy biến dòng điện (TI) theo các cấp chính xác từ 0,01 đến 1,0 (kiểm định ở mức tải 25% và 100% định mức, $\cos\varphi = 0,8$) và cấp chính xác từ 3 đến 5 (kiểm định ở 50% và 100% tải định mức).
  • Tích hợp công nghệ điều khiển và bảo vệ hiện đại: Hướng dẫn trình tự đóng điện và kiểm tra hệ thống kích từ máy phát điện sử dụng chỉnh lưu Thyristor nguồn 0,4kV, kiểm tra mạch tạo xung, rơ le bảo vệ kỹ thuật số và máy cắt dập từ hạ thế QFG.
  • Định mức kỹ thuật an toàn chặt chẽ: Quy định cụ thể tốc độ tăng điện áp thí nghiệm cao áp (2÷3 kV/giây), khe hở phóng điện bảo vệ (110%÷120%), thời gian duy trì điện áp thử nghiệm (1 phút đến 5 phút) và giới hạn dòng điện ngắn mạch tối thiểu ($I_n \ge 0,25 I_{đm}$).

Đối tượng sử dụng giáo trình

Giáo trình được thiết kế phục vụ các đối tượng đào tạo và nghiên cứu kỹ thuật:

  • Người học: Sinh viên năm thứ hai hệ Cao đẳng hoặc học viên hệ Trung cấp nghề Thí nghiệm điện.
  • Yêu cầu điều kiện tiên quyết (Prerequisites): Người học cần hoàn thành khối kiến thức cơ sở và chuyên môn chung trước khi học mô đun ELET55145, bao gồm:
    • An toàn điện (ELET5201)
    • Điện kỹ thuật cơ bản (ELET5308)
    • Khí cụ điện (ELEI53117)
    • Thực tập điện cơ bản (ELEO53149)
    • Máy điện (ELEI56135)
    • Đo lường điện (ELEI53115)
    • Trang bị điện 1 (ELET55157)
    • Phần điện nhà máy điện và trạm biến áp (ELET52137)
  • Giảng viên chuyên ngành: Sử dụng làm căn cứ thiết kế giáo án lý thuyết, bài giảng tích hợp, xây dựng phiếu hướng dẫn thực hành và biên soạn ngân hàng đề thi đánh giá năng lực nghề nghiệp.
  • Kỹ thuật viên tại doanh nghiệp: Tài liệu tham khảo tra cứu quy trình đo lường, quy chuẩn nghiệm thu thiết bị điện tĩnh và điện quay trong các trạm biến áp và cơ sở sản xuất công nghiệp.

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với đối tượng đào tạo nào?

Giáo trình được biên soạn phục vụ đào tạo sinh viên trình độ Cao đẳng và Trung cấp nghề Thí nghiệm điện (Mã mô đun: ELET55145, thời lượng 120 giờ).

2. Cần chuẩn bị kiến thức nền tảng nào trước khi học mô đun này?

Người học cần tích lũy kiến thức từ các môn học tiên quyết trong chương trình khung: An toàn điện, Điện kỹ thuật cơ bản, Khí cụ điện, Đo lường điện, Máy điện và Phần điện trong nhà máy điện - trạm biến áp.

3. Sự khác biệt về mặt kỹ thuật của giáo trình là gì?

Tài liệu tập trung vào kỹ thuật thử nghiệm và đo lường thực tế với 18 sơ đồ mạch đo nguyên lý, quy định rõ các tiêu chí định lượng nghiệm thu (như hệ số hấp thụ $K_{ht} > 1,3$, tổn hao $\text{tg}\delta \le 1%$, sai số điện trở $\le 2%$, sai lệch đặc tuyến từ hóa $\le 10%$).

4. Quy trình kiểm tra và đánh giá môn học được thực hiện như thế nào?

Môn học áp dụng đánh giá quá trình gồm 03 bài kiểm tra thường xuyên, 05 bài kiểm tra định kỳ (3 bài thực hành, 2 bài lý thuyết) và kết thúc bằng một bài thi thực hành tổng hợp trên thiết bị trong thời gian 45÷60 phút.

5. Tài liệu học tập và tham khảo đi kèm giáo trình gồm những gì?

Người học sử dụng kèm theo hệ thống phiếu hướng dẫn thực hành xưởng và các tài liệu tham khảo chính thức được trích dẫn: Mạch điện 1 (Phạm Thị Cư, NXB Giáo dục, 1996), Bảo dưỡng và thử nghiệm thiết bị trong hệ thống điện (Lê Đăng Doanh et al., NXB Khoa học kỹ thuật, 2002) và Giáo trình đo lường các đại lượng điện và không điện (NXB Giáo dục, 2003).

Kết luận

Giáo trình Thí nghiệm thiết bị điện quay (ELET55145) của Trường Cao đẳng Dầu khí là tài liệu đào tạo chuyên môn chuẩn hóa, phản ánh đầy đủ quy trình kiểm tra, thử nghiệm các thiết bị điện tĩnh (máy biến áp, biến dòng, biến áp đo lường, kháng điện) và thiết bị điện quay (động cơ điện xoay chiều, máy phát điện).

Lộ trình học tập của mô đun tạo tiền đề chuyên môn trực tiếp để người học tham gia các học phần tiếp theo trong chương trình đào tạo, bao gồm Thí nghiệm thiết bị trạm biến áp (ELET66147), Thí nghiệm rơ le bảo vệ (ELET65144), Thực tập sản xuất (ELET54251) và thực hiện Khóa luận tốt nghiệp (ELET63218).

Tài liệu tham khảo chính thức được trích dẫn trong giáo trình:

  1. Phạm Thị Cư (chủ biên), Mạch điện 1, Nhà xuất bản Giáo dục, 1996.
  2. Lê Đăng Doanh, Phạm Văn Chới, Nguyễn Thế Công, Nguyễn Đình Thiên, Bảo dưỡng và thử nghiệm thiết bị trong hệ thống điện, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật, 2002.
  3. Bộ môn Đo lường, Giáo trình đo lường các đại lượng điện và không điện, Nhà xuất bản Giáo dục, 2003.