Tài liệu Kỹ thuật: Thiết kế lắp đặt điện công nghiệp phần 1

Chuyên khảo kỹ thuật phân tích Thiết kế lắp đặt điện công nghiệp phần 1, đánh giá các khía cạnh quan trọng, đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo.

• Tác giả: Lê Thị Hồng Gấm
• Trường học: Trung Tâm Kỹ Thuật Hướng Nghiệp Dạy Nghề Lê Thị Hồng Gấm
• Chuyên ngành: Điện Công Nghiệp
• Đề tài: Thiết Kế Lắp Đặt Điện Công Nghiệp Toàn Tập - Phần 1: Lý Thuyết Cơ Sở
• Loại tài liệu: Hướng Dẫn Thực Hành

Tóm tắt

I. Giới thiệu về Thiết kế Lắp đặt Điện Công nghiệp

Thiết kế lắp đặt điện công nghiệp là một lĩnh vực quan trọng trong ngành điện và công nghiệp hiện đại. Cuốn hướng dẫn thực hành thiết kế lắp đặt điện công nghiệp toàn tập được biên soạn nhằm đáp ứng nhu cầu đào tạo công nhân lắp đặt, bảo trì và sửa chữa các hệ thống điện công nghiệp. Tài liệu này được cập nhật với các thiết bị mới nhất được sử dụng trong sản xuất hiện đại. Nội dung được chia thành hai phần chính, với phần 1 tập trung vào các kiến thức cơ bản. Đây là nền tảng thiết yếu để hiểu rõ về hệ thống điện trong các nhà máy và cơ sở sản xuất. Cuốn sách cung cấp kiến thức toàn diện, từ lý thuyết đến thực hành, giúp học viên và giáo viên các trường dạy nghề nắm vững các nguyên lý và kỹ năng cần thiết.

1.1. Mục đích của Hướng dẫn Thực hành

Hướng dẫn này được thiết kế để cung cấp kiến thức thiết kế lắp đặt điện công nghiệp cho công nhân và học viên. Nó giúp hiểu rõ các nguyên lý cơ bản của hệ thống điện công nghiệp, từ phân phối điện đến điều khiển động cơ. Mục đích chính là nâng cao chất lượng đào tạo nhân lực, đảm bảo an toàn và hiệu quả trong lắp đặt, bảo trì các thiết bị điện công nghiệp.

1.2. Đối tượng Sử dụng Tài liệu

Tài liệu thiết kế lắp đặt điện công nghiệp phù hợp cho học viên, giáo viên các trường dạy nghề, công nhân lắp đặt và bảo trì điện công nghiệp. Nó cũng là tài liệu tham khảo hữu ích cho những người muốn nâng cao kỹ năng trong lĩnh vực điện công nghiệp. Cuốn sách mang giá trị thực tiễn cao trong công việc lắp đặt và bảo dưỡng thiết bị.

II. Nội dung Phần 1 Kiến thức Cơ bản

Phần 1 của tài liệu thiết kế lắp đặt điện công nghiệp bao gồm các kiến thức cơ bản liên quan trực tiếp đến hệ thống điện công nghiệp. Nội dung chính bao gồm: hệ thống phân phối điện, các loại khí cụ điện, rơ le điện, các mạch điều khiển động cơ ba pha và một pha. Ngoài ra, tài liệu còn trình bày về hệ thống truyền lực bằng dầu và khí nén, những công nghệ được sử dụng phổ biến trong các cơ sở sản xuất để tạo nguồn động lực. Mỗi phần được trình bày một cách rõ ràng, logic, giúp người học dễ dàng tiếp cận và hiểu sâu về các khái niệm điện công nghiệp.

2.1. Hệ thống Phân phối Điện

Hệ thống phân phối điện công nghiệp là nền tảng quan trọng trong mọi cơ sở sản xuất. Nó bao gồm các thiết bị từ máy phát điện, máy biến áp, cho đến các tủ điện phân phối. Hệ thống này đảm bảo điện năng được cung cấp ổn định, an toàn đến tất cả các khách hàng trong nhà máy. Hiểu rõ cấu trúc và nguyên lý hoạt động của hệ thống phân phối là bước đầu tiên quan trọng.

2.2. Khí cụ Điện và Rơ le

Khí cụ điện và rơ le là các thành phần thiết yếu trong lắp đặt điện công nghiệp. Khí cụ điện được sử dụng để cắt ngắt mạch điện, bảo vệ mạch khỏi quá tải. Rơ le thực hiện chức năng điều khiển, cho phép điều khiển từ xa các thiết bị. Các thiết bị này đóng vai trò quan trọng trong tự động hóa quy trình sản xuất.

III. Máy Biến áp Công nghiệp

Máy biến áp là thiết bị quan trọng trong hệ thống truyền tải điện công nghiệp. Nó có chức năng tăng hoặc giảm điện áp theo yêu cầu sử dụng. Để hạn chế tổn thất trên đường dây truyền tải, điện áp được nâng lên hàng trăm KV trong quá trình truyền tải. Đến nơi tiêu thụ, điện áp được hạ xuống theo yêu cầu. Máy biến áp bao gồm hai thành phần chính: mạch từ và bộ dây quấn. Mạch từ được tạo từ nhiều lá sắt có tính chất từ, còn dây quấn là dây đồng hoặc nhôm có bọc cách điện. Nguyên lý làm việc của máy biến áp dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ, tạo ra sức ứng điện động trong hai cuộn dây.

3.1. Cấu tạo của Máy Biến áp 1 pha

Máy biến áp 1 pha được cấu tạo từ mạch từ dạng cột và hai bộ dây quấn: cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp. Mạch từ gồm nhiều lá sắt móng ghép với nhau, có hàm lượng silic khoảng 1-4%, giúp giảm tổn hao điện năng. Dây quấn là dây đồng hoặc nhôm có bọc êmay hoặc cotton để cách điện, đường kính không quá 3mm.

3.2. Nguyên lý Hoạt động và Tỉ số Biến áp

Nguyên lý làm việc của máy biến áp dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. Từ thông được tạo ra tại cuộn sơ cấp lan truyền qua mạch từ đến cuộn thứ cấp. Tỉ số biến áp K là tỉ số giữa số vòng dây cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp, xác định mức tăng hay giảm điện áp. Khi cuộn thứ cấp hở, dòng điện sơ cấp rất nhỏ.

IV. Hệ thống Truyền Lực và Ứng dụng Công nghiệp

Hệ thống truyền lực công nghiệp bao gồm hai loại chính: truyền lực bằng dầu (Hydraulic) và truyền lực bằng khí nén (Pneumatic). Cả hai hệ thống này được sử dụng rộng rãi trong các cơ sở sản xuất để tạo nguồn động lực cho các máy móc, thiết bị. Hệ thống truyền lực bằng dầu thường được sử dụng cho các ứng dụng yêu cầu lực lớn, còn khí nén được dùng cho các ứng dụng yêu cầu tốc độ cao và độ chính xác. Hiểu biết về hai hệ thống này là kỹ năng cần thiết cho công nhân lắp đặt điện công nghiệp, vì chúng thường được tích hợp với các mạch điều khiển điện.

4.1. Truyền Lực bằng Dầu

Hệ thống truyền lực bằng dầu sử dụng chất lỏng để truyền và điều khiển lực. Nó có khả năng tạo ra lực rất lớn trong không gian nhỏ, phù hợp cho các máy có yêu cầu công suất cao. Hệ thống dầu được kiểm soát bằng các van điều khiển, có thể được kết hợp với mạch điều khiển điện để tự động hóa quy trình.

4.2. Truyền Lực bằng Khí Nén

Hệ thống truyền lực khí nén sử dụng khí nén để tạo động lực. Nó an toàn, sạch sẽ, và có chi phí bảo trì thấp. Khí nén được tạo bởi các máy nén, điều khiển bằng van, và truyền tải qua các ống dẫn. Hệ thống này thích hợp cho các ứng dụng cần tốc độ cao, bảo trì dễ dàng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

TANI Aaa oa TRUNG TAM KITH HUGNG NGHIEP DAY NGHE LE TH] HONG GAM Hudng Dan Thuc Hanh Thiét ké lap dat L7 Ð [ra [— Cong wei NHA XUAT BAN KHOA HOC VA KY THUAT - TRẦN DUY PHỤNG TRUNG TÂM KTTH HƯỚNG NGHIỆP DẠY NGHỀ LÊ THỊ HỒNG GẤM HUONG DAN THUC HANH Thiét Ké Lap Bat ĐIỆN CÔNG NGHIỆP TOAN TẬP AL. NHÀ XUẤT BAN KHOA HQC VA KY THUẬ Lot ni dau S: một thời gian dài nghiên cứu nhằm đáp ứng công viéc đào tạo công nhân lắp đặt, bảo trì, sửa chữa điện công nghiệp, chúng tôi xin giới Huệu cùng bạn doc cuén THUC HANH DIEN CONG NGHIỆP TOÀN TẬP đã được bố cục lại nội dung hợp lý oà cập nhật uới thiết bị mới hiện nay trong sẵn xuất. Cuốn sách được trình bày gồm hai phần: Phần 1. Trình bày các kiến thức cơ bản liên quan đến điện công nghiệp, bao gỗm các nội dung: Hệ thống phân phối điện, các loại khí cụ điện, rơ le, các mạch điều khiển động cơ3 pha, 1 pha, hệ thống truyền lực bằng đầu, khí nén.

được sử dụng phổ biến trong các cơ sở sẵn xuất để tạo nguẫn động lực, Phân 2. Gồm 70 phiếu hướng dẫn thực hành lấp dặt động cơ, lắp đặt các mạch điều khiển động cơ, hệ thống truyễn lực bằng dầu, khí nén, uầ các mạch điều khiến máu công nghiệp khác. Mỗi phiếu hướng dẫn sẽ trình bàu thứ tự các bước thực hành, các sơ đỗ nguyên lý thường kèm theo sơ đề mắc dây để giúp cho uiệc thực hành được nhanh chóng, thuận lợi, Học niên oà giáo uiên các trường dạy nghề) công nhân lắp dat, bdo trì sửn chữa điện công nghiệp có thể tìm thấy nhiều điều bổ ích trong cuốn sách nàu. Chắc rằng nội dung cuốn sách van còn một số thiếu sót, chúng tôi rất mong đón nhận sự góp ý của bạn đọc.

Xin chan thành biết ơn. Tác giả Phan 1 : LY THUYET CO SO Bats MAY BI ĐẠI CUONG Các nhà máy thủy điện hoặc nhiệt điện thường cách xa khu dân cư, chúng được xây dựng ở nơi có trừ lượng nước lớn hoặc ở vùng giàu tài nguyên than đá, dầu mỏ, khí đốt. Điện năng sản xuất ra được truyền tải đến nơi tiêu thụ có thể cách xa đến hàng ngàn kilômét. Để hạn chế tổn thất trên đường dây, điện áp được nảng lên hàng trăm KV trong quá trình truyền tải, Đến nơi tiêu thụ, điện áp được hạ xuống theo yêu cầu sử dụng.

(4) Trong hệ thống truyền tải điện Hình 1-1. Các dạng mạch từ xoay chiều, máy biến áp là thiết bị a) Mach ti dang El (Shell type). điện chủ yếu được sử dụng để tăng b) Mạch tử dạng cột (Core type) và giảm điện áp. ©) Mạch từ chữ X (Shell type).

d) Mạch từ hình xuyến MAY BIEN AP 1PHA Bộ dây quấn Cau tao Bộ dây quấn có nhiệm vụ tăng hoặc Cấu tạo cơ bản của máy biến áp gồm giảm điện áp, gồm cuộn sơ cấp và mạch từ và dây quấn. cuộn thứ cấp. Dây quấn là dây đồng Mạch từ hoặc nhôm, có bọc êmay hoặc cotton để cách điện. Máy biến áp công suất Gôm nhiều lá sắt móng ghép với nhẻ thường dùng dây tròn, đường nhau.

Đây là những lá sắt từ tính, có kính không quá 3 mm. Đối với tải hàm lượng silie khoảng 1-4%, chiều đòng điện cao, máy biến áp công dày từ 0,35 đến 0,B mm. Cấu tạo này suất lớn sử dụng dây đẹp, tiết diện cho phép giảm tổn hao điện năng vuông hoặc chữ nhật để tăng hệ số trong mạch từ do tác dụng của dòng lắp đầy dây. điện Fu-cô và biện tượng từ trễ làm phát nhiệt.

Ngiiyên lý làm việc Đối với máy biến áp công suất Nguyên lý làm việc của máy biến áp lớn, các lá sắt còn được cách ly với dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. nhau bằng sơn cách điện hoặc giấy. Khảo sát máy biến áp đơn giản Hình 1-1 minh họa các dạng gồm hai cuộn dây quấn trên lõi sắt mạch từ. mạch từ dạng cột.

Cuộn đây W¡ mắc 8 r Hình 1-2. Sơ đồ máy biến áp đơn giản với nguồn điện la cuộn sơ cấp. lấy điện ra, là cuộn thứ cấp (Hình 1-2). Nhưng tổng giá trị sụt áp qua Khi cuộn thứ cấp W;¿ hở, dòng điện trở Rị, R¿ và cảm kháng Xi, X¿ điện sơ cấp lị = lo vào cuộn sơ cấp trong hai cuộn dây vào khoảng (2 Wì sẽ tạo ra sức từ động Fụ.5)% Unam, coi nhu không đáng kể.

động này sinh ra từ thông ®„ lưu thông trong mạch từ qua 2 cuộn dây tông thức cơ han về máy hiến án W\ và W¿ làm phát sinh sức ứng Sức ứng điện động E; và Ez điện động E¡ và E;¿ trong hai cuộn sơ cấp và thứ cấp. Các sức ứng điện động E¡ và E; sinh Ta trong cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp Nếu nối cuộn thứ cấp W¿; với phụ được xác định như sau; tải, dòng điện thứ cấp I, sé xuất hiện. Phụ tải càng tăng, đòng điện E-ws® 1¿ càng cao, dòng điện l¡ cũng tăng tương ứng để duy trì từ thông ®ụ 4,44 f£0. Đó là nguyên lý làm việc 4,44.

Các sức ứng dién dong E,va Ey Trường hợp trong cuộn so cap W, va cuộn thứ Uz > Us: máy biến áp tăng áp, cấp W¿ có cùng pha, tức là sức ứng Ứ¿ < U¡: máy biến áp giảm áp. điện động B¡ cùng chiều với sức ứng « Khí máy biến áp vận hành điện động B¿. không tải, do cuộn thứ cấp W¿ Con dòng dién I, va 1, trong các chưa có tải, nên l¿ = 0, ta có cuộn W; và W¿ lệch pha 180” điện, phương trình cơ bản: tức là chiều của chúng ngược nhau. U, =-B +R NI, Tỉ số biến áp +R,1,+X,1, =E, Ti s6 giữa điện áp U¡ với điện áp U; 2 gọi là ti số biến áp.

Ta có: Do dòng điện không tải lu rất K. VD, nhỏ, I„= 0,04 + 0,11;am, nên Ủi x Eị, "TM, TW TỦ, e Khi máy biến áp vận hành có Muốn xác định tỉ số biến áp K„, tải, ly > 0, ta có: bạn nên đo khi máy biến áp vận hành không tải. U, =-B, +R,], +jX,] > Ur > B, Tỉ số biến dòng MAY BIEN AP 3 PHA Tí số giữa các dòng điện I¡ và 1¿ được Máy biến áp 3 pha thường được sử gọi là tỉ số biến dòng. Ta có: dụng để tăng áp trong quá trình _1 —W bk,_ truyền tải điện năng.

Đến nơi phân “i WE, phối. điện áp được giảm xuống 15KV/ 220V-380V/3PH. Máy biến áp 3 phá Hiéu suat có thể được sản xuất chung trong 1 Tí số giữa công suất của phần thứ bình, hoặc kết hợp 3 máy biến áp L cấp và công suất của phần sơ cấp pha thành máy biến áp 3 pha. được gọi là hiệu suất của máy biến áp.

Giá trị này nhỏ hơn 1 và được Cau tao tính theo phần trăm (%). Ta có: Máy biến áp 3 pha có cấu tạo gồm mạch từ dạng 3 trụ, bộ đây quấn 3 nee Sim C089, 100%. pha, vỏ bình và các phụ kiện bảo vệ, P, Su, cose, + Pp, + Po, giải nhiệt. Trong dé: Sami Công suất biểu kiến (V.A) Mạch từ coso;: Hệ số công suất mạch tiêu thụ Mạch từ được cấu tạo bằng các lá sắt Phần tổn hao trong mạch từ có từ tính có hàm lượng silic 1-4%, dày thể được xác định bằng cách đo thử 0,35 đến 0,5 mm, và được tráng verni nghiệm không tải, mắc theo so dé hoặc lót giấy mỏng.

Mạch từ có dạng minh hoa trên Hình 1-3. 3 trụ, mỗi trụ được quấn bộ dây cho raỗi pha (Hình 1-5). Tổn thất điện trong mạch từ khoảng 1,1 - 1,3 W/kg đối với mật. độ từ 1 Wb/m” ở tần số f = 50Hz.

Tất cả các bu-lông siết chặt mạch từ đều phải được cách nhiệt bằng Hình 1-3. Đo thử nghiệm không tải ống bakêlit. Bộ dây quấn 3 pha Phần tổn hao trong hai cuộn dây W, và W¿ có thể tính theo công thức Dây quấn của máy biến áp có thể là P= Ry +R}. Hoặc xác định dây tròn, hoặc đẹt, được bọc trong bằng cách đo thử nghiệm ngắn lớp ê-may, cotton, hoặc giấy cách mạch, mắc theo mạch trên Hình 1-4.

điện, và trong trường hợp đặc biệt, Máy biến áp tự ngẫu w cấp điện []? oh Ur Hình 1-4. Đo thử ~U, nghiệm ngắn mạch 5% Ure, Hình 1-5. Dạng mach tu va nòng trụ của máy biến áp 3 pha Hình 1-6. Dây quấn của máy biến áp 3 pha đấu Dyn 11 (Tam giác - Sao, có dây trung tính N, cuộn thứ cấp sớm pha u =30% cuộn đây còn được tẩm nhựa êpoxy Các phụ kiện kèm theo sau khi quấn xong.

Tùy theo công suất, máy biến áp 3 Các cuộn dây sơ cấp và thứ cấp pha có thể được thiết kế để làm mát phải được quấn ngược chiều nhau bằng không khí đối lưu tự nhiên khi được bố trí trên cùng một trụ hoặc giải nhiệt bằng đầu. Với thiết mạch từ. Tùy theo cấp điện áp, các kế giải nhiệt bằng dâu, máy biến áp cuộn dây được ghép chẳng đồng tâm có vỏ chứa đâu cách điện và các van. hoặc ghép rời (Hình 1-6).

an toàn để tránh nổ bình do áp suất H Hình 1-8. Đường đi của từ thông cbạ, dg va ức trong mạch từ của máy biến áp 3 pha. tương ứng sẽ cảm ứng sinh ra các sức ứng điện động cùng pha với cuộn sơ cấp trên cùng trụ mạch từ, với điện Hình 1-7, Cấu tạo máy biến áp điện lực ấp tùy theo số vòng dây của cuộn thứ 3 pha với các phụ kiện an toàn. Bình dầu phụ có ống kiểm tra mức cap la ax.

by, va cz. Ông phòng nổ do áp lực dầu. Trong máy giảm áp 15KV/290- 3. Sứ cách điện ở sơ cấp cao thế.

380V-3PH, 3 cuộn thứ cấp ax, by, và 4. Cọc ra mạng điện hạ áp. ez được đấu Y để lấy ra đây trung tính N. quá lớn khi máy bị nóng vì quá tải Cách đấu day máy hiến ap 3 pha (Hình 1-7).

Máy biến áp 3 pha được đấu dây theo Nguyên lý làm việc nhiều cách: sao (Y), tam giác (A), dích đắc (2). hi cho dòng điện 3 pha vào phần sơ cấp, sức từ động của chúng sẽ tạo ra Các ký hiệu để chỉ cách đấu: các từ thông Œạ, ®ụ và ®¿ (Hình 1-8). * Mach cao dp: Dau sao (Y), tam Từ thông @, do cuộn sơ cấp AX sinh giác (A), ra đi xuyên qua các trụ B, Œ. Từ s Mạch bạ áp: Đấu sao (Y), tam thông ®; được tạo ra bởi cuộn BY đi giác (A), đích đắc (Z) xuyên qua các trụ A, C.