TỔNG QUAN VỀ GIÁO TRÌNH THỰC TẬP ĐIỆN CƠ BẢN 1 (MÃ MÔ ĐUN: ELEI53150)

Tổng quan về giáo trình

Giáo trình mô đun Thực tập điện cơ bản 1 (mã số ELEI53150) được biên soạn bởi tập thể giảng viên Trường Cao đẳng Dầu khí gồm ThS. Phạm Văn Cấp (Chủ biên), ThS. Nguyễn Lê Cương và ThS. Nguyễn Xuân Thịnh, ban hành theo Quyết định số 203/QĐ-CĐDK ngày 01 tháng 03 năm 2022 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Dầu khí (thuộc Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam).

                             CHƯƠNG TRÌNH CAO ĐẲNG NGHỀ
                            BẢO TRÌ THIẾT BỊ CƠ ĐIỆN
                         (Tổng 80 tín chỉ / 1905 giờ)
       MÔN HỌC ĐẠI CƯƠNG                            MÔN CHUYÊN MÔN NGHỀ
    (23 tín chỉ / 465 giờ)                        (57 tín chỉ / 1440 giờ)
                           MÔ ĐUN CƠ SỞ                                       MÔ ĐUN CHUYÊN MÔN
                      (21 tín chỉ / 435 giờ)                                (36 tín chỉ / 1005 giờ)
                                                                             THỰC TẬP ĐIỆN CƠ BẢN 1
                                                                                  (ELEI53150)
                                                                             3 tín chỉ / 75 giờ
                                                                             • Lý thuyết: 14h
                                                                             • Thực hành: 58h
                                                                             • Kiểm tra: 03h

Về vị trí trong khung đào tạo, đây là mô đun chuyên môn bắt buộc thuộc chương trình đào tạo trình độ Cao đẳng nghề Bảo trì thiết bị cơ điện (tổng khối lượng toàn khóa gồm 80 tín chỉ với 1.905 giờ học). Mô đun có thời lượng 3 tín chỉ, tương đương 75 giờ định mức, được phân bổ thành:

  • Lý thuyết: 14 giờ
  • Thực hành, thí nghiệm, thảo luận: 58 giờ
  • Kiểm tra: 03 giờ

Mục tiêu đào tạo của mô đun được xác định theo 3 chuẩn đầu ra:

  • Kiến thức: Trang bị các nguyên lý an toàn điện, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của dụng cụ đo lường vạn năng VOM, cấu trúc hệ thống mạng phân phối điện hạ áp $220/380\text{ V}$, nguyên lý làm việc của các mạch chiếu sáng, động cơ không đồng bộ và mạch khởi động từ.
  • Kỹ năng nghề: Thực hiện thành thạo thao tác đo kiểm đại lượng điện, gia công mối nối dây dẫn, bấm đầu cốt, đấu nối hoàn chỉnh các mạch chiếu sáng dân dụng - công nghiệp, lắp đặt mạch khởi động từ đơn, khởi động từ kép đảo chiều quay động cơ và mạch đo đếm điện năng bằng công tơ 1 pha, 3 pha.
  • Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Rèn luyện quy chuẩn an toàn lao động, tính cẩn thận, ý thức thực hiện đúng quy trình công nghệ và khả năng làm việc độc lập hoặc phối hợp nhóm trong xưởng thực hành điện.

Giáo trình được cấu trúc thành 6 bài học theo chu trình kỹ năng tích hợp, lấy khối lượng thao tác thực hành (chiếm $77{,}3%$ thời lượng) làm trọng tâm nhằm chuyển hóa trực tiếp kiến thức lý thuyết cơ sở thành kỹ năng thao tác nghề nghiệp.

Nội dung kiến thức cốt lõi

                                  TIẾN TRÌNH KỸ NĂNG 6 BÀI HỌC
                                       (Tổng số: 75 giờ)

Các chương/chủ đề chính

Giáo trình triển khai qua 6 bài học có sự gắn kết logic chặt chẽ theo mức độ phức tạp của công nghệ lắp đặt điện:

Tên bài học Phân bổ thời gian Khái niệm & nội dung trọng tâm
Bài 1: Sử dụng đồng hồ đa năng VOM và làm quen với hệ thống phân phối điện hạ áp 6 giờ (2 LT + 4 TH) • Cấu tạo cơ cấu từ điện, kim chỉ thị, mặt chia độ Ohm, Volt, Ampere, hệ số $h_{FE}$, dòng rỉ $I_{ceo}$
• VOM điện tử, quy trình đo thông mạch, phát hiện đứt dây ($R = \infty$), ngắn mạch ($R = 0$)
• Cấu trúc mạng điện 3 pha 4 dây ($220/380\text{ V} - 50\text{ Hz}$)
• Phân tích ưu - nhược điểm của phương thức phân tải rẽ nhánh từ đường dây chính và phân tải tập trung từ tủ điện chính
Bài 2: Kỹ thuật nối dây và bấm đầu cốt 7 giờ (2 LT + 5 TH) • Quy trình tuốt vỏ bọc cách điện (cắt góc $30^\circ$, bóc phân đoạn lệch $8\text{--}10\text{ mm}$)
• Kỹ thuật nối nối tiếp và nối phân nhánh cho dây lõi 1 sợi và dây nhiều sợi (uốn gập, vặn xoắn 5–6 vòng, siết ngược chiều bằng hai kìm)
• Kỹ thuật hàn thiếc nhiệt độ nóng chảy $200^\circ\text{C}$ với nhựa thông, si chì
• Quy trình bọc cách điện (băng dính dẻo quấn chồng $1/3$ chiều rộng, ống gen tổng hợp)
• Kỹ thuật chọn và bấm đầu cốt (cosse đồng, nhôm, cốt tròn, chỉa) bằng kìm bấm cơ và kìm ép thủy lực; đấu nối ổ cắm theo tiêu chuẩn CEE
Bài 3: Lắp các mạch đèn chiếu sáng 16 giờ (3 LT + 12 TH + 1 KT) • Sơ đồ nguyên lý và lắp ráp mạch đèn sợi đốt đơn, điều khiển nhiều đèn, mạch mắc nối tiếp, mạch mắc song song
• Mạch đèn cầu thang dùng 2 công tắc ba chấu (cách đấu chuẩn và cách đấu tiết kiệm dây dẫn)
• Mạch đèn thay đổi độ sáng (chuyển đổi nối tiếp - song song)
• Mạch đèn huỳnh quang $1{,}2\text{ m} - 220\text{ V}$ và $1{,}2\text{ m} - 110\text{ V}$ chấn lưu 3 dây
• Mạch đèn cao áp thủy ngân 2 điện cực và 4 điện cực: nguyên lý phóng điện xung qua khe hở spark gap (SG) tạo điện áp $400\text{--}800\text{ V}$ ion hóa hơi thủy ngân, mạch chấn lưu, tụ bù nâng cao hệ số công suất $\cos\varphi$
• Mạch đèn hầm lò điều khiển bật/tắt tuần tự, mạch đèn tín hiệu giao thông
• Quy trình gia công bảng điện panel: vạch dấu, khoan lỗ định vị ($\varnothing 2\text{ mm}$, $\varnothing 5\text{ mm}$), đấu nối cầu chì, công tắc, ổ cắm
Bài 4: Đấu dây vận hành động cơ không đồng bộ 1 pha & 3 pha 16 giờ (3 LT + 12 TH + 1 KT) • Sơ đồ đấu dây động cơ không đồng bộ (ĐCKĐB) 1 pha tại cấp điện áp $110\text{ V}$ và $220\text{ V}$
• Phương pháp xác định cực tính các đầu dây stator ($AX$, $BY$, $CZ$) bằng nguồn một chiều accu và miliampe kế ($\text{mA}$)
• Kỹ thuật đấu nối stator động cơ 3 pha theo hình sao ($\text{Y}$) và hình tam giác ($\Delta$) tương ứng với cấp điện áp lưới
Bài 5: Đấu dây khởi động từ đơn và khởi động từ kép 22 giờ (3 LT + 18 TH + 1 KT) • Sơ đồ mạch động lực và mạch điều khiển khởi động từ đơn (contactor, rơ le nhiệt, nút nhấn Start/Stop)
• Sơ đồ mạch động lực và mạch điều khiển đảo chiều quay động cơ 3 pha dùng khởi động từ kép
• Nguyên lý liên động khóa chéo cơ điện thông qua tiếp điểm phụ của contactor và tiếp điểm thường đóng của bộ nút nhấn kép
Bài 6: Đấu dây công tơ đo điện năng 8 giờ (1 LT + 7 TH) • Cấu tạo và nguyên lý đĩa quay của điện năng kế (công tơ điện) 1 pha
• Sơ đồ đấu dây công tơ 1 pha vào lưới tiêu thụ
• Sơ đồ đấu dây công tơ 3 pha 3 phần tử (1-2-3: cuộn áp; 4-5-6: cuộn dòng) và công tơ 3 pha 2 phần tử (1-2: cuộn áp; 3-4: cuộn dòng)

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình thiết lập hệ thống lý thuyết kỹ thuật điện cơ sở thông qua:

  • Cơ cấu đo lường chỉ thị kim: Cơ cấu từ điện gồm nam châm vĩnh cửu và khung dây quay, chuyển đổi mạch đo thông qua hệ thống điện trở bù nhiệt, cầu chỉnh lưu và điện trở sun (shunt).
  • Nguyên lý phân phối điện áp: Đặc tính kỹ thuật của hệ thống điện 3 pha 4 dây ($220/380\text{ V} - 50\text{ Hz}$). Cung cấp mô hình so sánh định lượng giữa phân phối tải phân tán (rẽ nhánh trực tiếp từ trục chính) và phân phối tải tập trung (qua tủ điện có trang bị aptomat/CB phân nhánh).
  • Nguyên lý khí cụ và máy điện xoay chiều: Hoạt động đóng cắt của contactor, bảo vệ quá tải nhiệt, cơ chế đảo hai trong ba pha cấp nguồn để đảo chiều từ trường quay trong động cơ 3 pha, mạch dao động tích phóng kích mồi đèn phóng điện khí thạch anh.
                           SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ ĐÈN CAO ÁP THỦY NGÂN
                           
                                    [C1]             [C2] (Nạp điện ~200V)
    * Tụ C3 mắc song song L-N để nâng cao hệ số công suất cosφ

Kỹ năng phát triển

  • Kỹ thuật cơ khí và gia công điện: Kỹ thuật bóc vỏ dây không phạm lõi, làm sạch lớp oxit kim loại, uốn móc, bện vặn xoắn chịu lực kéo cơ học, hàn ngấu thiếc hàn ở $200^\circ\text{C}$ và ép đầu cốt đạt độ dẫn điện tiếp xúc.
  • Kỹ năng đo kiểm và phân tích sự cố: Sử dụng VOM xác định các trạng thái ngắt mạch ($R = \infty$), ngắn mạch ($R = 0$), kiểm tra dòng rò bán dẫn, kiểm tra cực tính cuộn dây stator bằng xung dòng một chiều.
  • Kỹ năng lắp đặt và vận hành hệ thống: Đọc hiểu và chuyển đổi từ sơ đồ nguyên lý sang sơ đồ đi dây thực tế trên panel; đấu nối tủ phân phối, mạch chiếu sáng chuyên dụng và mạch điều khiển động cơ liên động an toàn.

Phương pháp giảng dạy và học tập

                    QUY TRÌNH 8 BƯỚC THỰC HÀNH CHUẨN TẠI XƯỞNG
                    
  [Bước 1] Gá lắp hộp nối, thiết bị lên bảng điện / panel
  [Bước 2] Lắp đặt hệ thống kẹp cáp định vị
  [Bước 3] Cắt dây dẫn theo kích thước bản vẽ thiết kế
  [Bước 4] Tuốt vỏ cách điện và luồn dây vào đường ống/kẹp
  [Bước 5] Cố định dây dẫn chắc chắn vào bộ kẹp
  [Bước 6] Đấu nối dây dẫn vào khí cụ theo sơ đồ nối dây
  [Bước 7] Đo kiểm an toàn: Thông mạch PE, điện trở cách điện, thử RCD
  [Bước 8] Đóng nắp hộp nối, cấp nguồn và kiểm tra chức năng vận hành

Phương pháp sư phạm

Giáo trình triển khai phương pháp giảng dạy tích hợp (kết hợp lý thuyết chuyên ngành với thực hành kỹ năng trực tiếp trên panel mẫu). Giáo viên áp dụng phương pháp dạy học nêu vấn đề, phân tích sơ đồ nguyên lý, thị phạm các bước thao tác mẫu và chia nhóm thực hành từ 2 đến 4 sinh viên trên một vị trí panel tại Xưởng thực tập điện.

Hệ thống bài tập và quy trình thực hành

Tài liệu thiết kế chi tiết các bài tập tình huống thực hành, điển hình gồm:

  • Bài tập đấu nối cáp nguồn CEE: Gia công cáp $3\times 2{,}5\text{ mm}^2$ và $5\times 2{,}5\text{ mm}^2$, bấm đầu cốt kim $2{,}5\text{ mm}^2$, đấu nối phích cắm 1 pha và ổ cắm công nghiệp 3 pha 5 chấu có ngạnh tiếp địa tiêu chuẩn CEE.
  • Bài tập lắp mạch chiếu sáng tích hợp ổ cắm: Bố trí aptomat B16A/230V, công tắc đơn 250V/5A, ổ cắm 250V/16A, đèn sợi đốt 230V/25W trên bảng thực hành kích thước $1100\times 700\text{ mm}$.
  • Bài tập mạch đèn điều khiển 2 vị trí và mạch công tắc 4 cực: Đấu nối hệ thống chuyển mạch điều khiển đèn cầu thang và hệ thống hành lang nhiều điểm bật/tắt.

Mỗi bài tập thực hành đều bắt buộc tuân thủ quy trình công nghệ chuẩn 8 bước:

  1. Gá lắp hộp nối và các thiết bị lên bảng điện.
  2. Gá lắp các loại kẹp cáp.
  3. Cắt dây dẫn theo chiều dài phù hợp bản vẽ.
  4. Tuốt vỏ và luồn dây dẫn qua lỗ kỹ thuật.
  5. Cố định dây dẫn với bộ kẹp cáp.
  6. Đấu nối dây dẫn vào khí cụ theo sơ đồ nối dây.
  7. Đo kiểm tra thông số an toàn toàn bộ mạch điện.
  8. Đóng nắp đậy hộp nối và vận hành thử nghiệm.

Phương pháp kiểm tra và đánh giá

Kết quả học tập mô đun được lượng hóa thông qua 2 hình thức:

  • Kiểm tra định kỳ (3 bài):
    • Bài kiểm tra số 1: Đánh giá kỹ năng sử dụng VOM và kỹ thuật nối dây, bấm đầu cốt (nội dung Bài 1 và Bài 2).
    • Bài kiểm tra số 2: Đánh giá kỹ thuật lắp đặt các mạch chiếu sáng và đấu nối động cơ không đồng bộ (nội dung Bài 3 và Bài 4).
    • Bài kiểm tra số 3: Đánh giá kỹ năng đấu nối mạch khởi động từ và công tơ điện năng (nội dung Bài 5 và Bài 6).
  • Thi kết thúc mô đun: Thi thực hành trực tiếp trên bảng lắp ráp panel. Đánh giá dựa trên phiếu chấm điểm kỹ thuật với các tiêu chí: độ chính xác cơ học của mối nối, tính mỹ thuật đường dây, độ tin cậy khi đóng điện vận hành và chỉ số an toàn qua đo kiểm.
                              BẢNG TIÊU CHÍ ĐO KIỂM BẮT BUỘC
                         (Trước khi đóng điện vận hành thử nghiệm)

Điểm nổi bật và cập nhật kỹ thuật

  • Chuẩn hóa quy trình an toàn điện công nghiệp: Giáo trình đưa trực tiếp quy chuẩn bảo vệ tiếp địa (PE - Protective Earth), phích cắm/ổ cắm công nghiệp chuẩn CEE và thiết bị chống dòng rò RCD (Residual Current Device) vào toàn bộ nội dung bài tập thực hành bảng điện.
  • Chi tiết hóa các giải pháp chiếu sáng công nghiệp chuyên dụng: Bên cạnh mạch điện chiếu sáng dân dụng cơ bản, giáo trình cung cấp cấu trúc chi tiết của đèn cao áp thủy ngân, giải thích nguyên lý mạch mồi kích áp dùng khe phóng điện thạch anh (spark gap tạo xung $400\text{--}800\text{ V}$) và sơ đồ mạch đèn hầm lò chuyển tiếp tuần tự phục vụ môi trường công nghiệp mỏ, hầm kho.
  • Tính chuẩn xác trong đo lường cơ điện: Tài liệu phân định rõ giới hạn ứng dụng giữa đồng hồ vạn năng cơ khí (hiệu quả cao trong đo thông mạch tức thời và kiểm tra tiếp giáp bán dẫn) và đồng hồ vạn năng hiện số Digital (cho độ chính xác cao về giá trị điện áp, dòng điện).
  • Hệ thống hóa tài liệu tham khảo chính quy: Giáo trình được xây dựng dựa trên sự kế thừa và đối sánh từ các tài liệu đào tạo chuyên ngành:
    1. Giáo trình hướng dẫn thực hành Điện công nghiệp – Bùi Hồng Huế, Lê Nho Khanh, NXB Xây Dựng.
    2. Hướng dẫn thực hành lắp đặt Điện công nghiệp – Trần Duy Phụng, NXB Đà Nẵng.
    3. Giáo trình Thực tập điện cơ bản ngành điện công nghiệp – ThS. Võ Châu Tuấn, Trường Cao đẳng Dầu khí.

Đối tượng sử dụng giáo trình

                         KHUNG ĐỐI TƯỢNG VÀ ĐIỀU KIỆN TIÊN QUYẾT
  • Người học: Sinh viên theo học hệ Cao đẳng nghề Bảo trì thiết bị cơ điện, sinh viên ngành Điện công nghiệp hoặc Trung cấp kỹ thuật cơ điện.
  • Kiến thức tiên quyết/song hành: Để tiếp thu tốt mô đun, người học cần hoàn thành hoặc học song song các môn học cơ sở gồm: Vẽ kỹ thuật 1 (MECM512003), Khí cụ điện (ELEI53117), Đo lường điện (ELEI53115), An toàn điện (ELET5201), Điện kỹ thuật cơ bản (ELEO53012) và Gia công nguội cơ bản (MECM513104).
  • Giảng viên chuyên ngành: Sử dụng làm cấu trúc chuẩn để xây dựng giáo án tích hợp, thiết kế hệ thống phiếu hướng dẫn thực hành, phiếu đánh giá tiêu chí tay nghề và tổ chức thi kết thúc mô đun.
  • Kỹ thuật viên tại xí nghiệp: Dùng làm tài liệu tham khảo kỹ thuật khi thực hiện công tác bảo trì, đấu nối dây dẫn hạ áp, vận hành động cơ điện và lắp đặt tủ phân phối tại các trạm sản xuất.

Câu hỏi thường gặp (FAQ)

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

Giáo trình được biên soạn phục vụ trực tiếp cho sinh viên trình độ Cao đẳng nghề chuyên ngành Bảo trì thiết bị cơ điện (theo chuẩn chương trình đào tạo của Trường Cao đẳng Dầu khí), đồng thời áp dụng cho hệ Trung cấp Điện công nghiệp và công nhân kỹ thuật cần chuẩn hóa kỹ năng lắp đặt điện hạ áp.

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

Người học cần nắm vững kiến thức từ các môn học cơ sở: An toàn điện (ngăn ngừa tai nạn điện giật, cấp cứu người bị nạn), Đo lường điện (khái niệm đại lượng $U, I, R, P, Q$), Khí cụ điện (cấu tạo CB, cầu chì, contactor, rơ le nhiệt) và Vẽ kỹ thuật (đọc bản vẽ sơ đồ nguyên lý).

3. Cấu trúc bài tập của giáo trình có điểm gì khác biệt so với sách lý thuyết điện thuần túy?

Khác với các tài liệu lý thuyết, giáo trình này thiết kế $77{,}3%$ thời lượng cho thực hành kỹ năng. Toàn bộ nội dung gắn liền với các bản vẽ kích thước thực tế ($1100\times 700\text{ mm}$), bảng kê danh mục vật tư chi tiết (aptomat B16A, giắc kim $2{,}5\text{ mm}^2$, cáp chuẩn CEE), bảng kiểm tra đo lường cách điện, điện trở thông mạch PE và phiếu đánh giá chức năng mạch điện.

4. Phương pháp tự học và rèn luyện kỹ năng qua giáo trình như thế nào để đạt hiệu quả?

Người học cần nghiên cứu trước sơ đồ nguyên lý của từng bài học, lập bảng đối chiếu thứ tự chuyển đổi sang sơ đồ đi dây thực tế, tuân thủ đúng trình tự 8 bước thực hành công nghệ và tự kiểm tra mạch bằng VOM (đo thông mạch, đo cách điện) trước khi tiến hành đóng điện thực tế.

5. Có những tài liệu và trang thiết bị bổ trợ nào đi kèm mô đun?

Tài liệu đi kèm bao gồm phiếu học tập, phiếu hướng dẫn công nghệ, giáo án tích hợp của giáo viên và hệ thống trang thiết bị thực hành chuyên dụng: panel lắp đặt điện mẫu, nguồn điện 1 pha/3 pha, máy cắt CB, contactor, động cơ không đồng bộ, máy biến áp mồi và các dụng cụ cơ khí điện (kìm tuốt, kìm ép cosse thủy lực, mỏ hàn $40\text{--}60\text{ W}$, đồng hồ VOM).

Kết luận

                        LỘ TRÌNH ĐÀO TẠO NGHỀ TIẾP NỐI

Giáo trình Thực tập điện cơ bản 1 (ELEI53150) xác lập nền tảng kỹ năng gia công cơ điện, đo kiểm và lắp đặt hệ thống phân phối hạ áp trong chương trình đào tạo Cao đẳng Bảo trì thiết bị cơ điện. Sau khi hoàn thành mô đun này, người học có đủ điều kiện tiên quyết để tiếp tục thực hiện các mô đun chuyên sâu trong chương trình: Trang bị điện 1 & 2, Bảo trì máy điện, Bảo trì mạch điện, Bảo trì hệ thống truyền động điện và Xử lý sự cố thiết bị cơ điện.

Hệ thống tài liệu tham khảo cốt lõi gồm các giáo trình chuyên ngành của Bùi Hồng Huế, Lê Nho Khanh, Trần Duy Phụng và Võ Châu Tuấn cung cấp nguồn dữ liệu kỹ thuật hoàn chỉnh cho việc nghiên cứu và thực hành tay nghề điện công nghiệp.