5. Khái niệm
CB là chữ viết tắt của danh từ “Circuit Breaker
tiếng Anh” hay “Áptômát – Liên Xô”. CB là khí cụ
điện dùng đóng ngắt mạch điện (một pha, ba
pha); có công dụng bảo vệ quá tải, ngắn mạch,
sụt áp... mạch điện. Ngoài ra, có một số loại
aptomat còn có chức năng tiên tiến như chống rò
rỉ điện hoặc chống giật.
6. Cấu tạo
Tiếp điểm
Hai cấp tiếp điểm: Tiếp điểm chính và hồ quang
Ba cấp tiếp điểm: Tiếp điểm chính, phụ và hồ quang
Hộp dập hồ quang
Kiểu nửa kín
Kiểu hở
Cơ cấu truyền động cắt CB
Bằng tay
Bằng cơ điện (điện từ, động cơ điện)
Móc bảo vệ
Hệ thống điện từ
Rơ le nhiệt
7. MCB ( CB tép)
Phân loại theo số pha:
• MCB 1P
• MCB 2P
• MCB 3P
• MCB 4P
8. MCB ( CB tép)
Phân loại theo đường cong đặc tính của tải:
• MCB loại B: Ngắt mạch khi cđdđ qua nó cao
gấp 3-4 lần so với bình thường.
• MCB loại C: Ngắt mạch khi cđdđ qua nó cao
gấp 5-10 lần so với bình thường.
• MCB loại D: Ngắt mạch khi cđdđ qua nó cao
gấp 10-20 lần so với bình thường.
15. ACB (Máy cắt không khí)
ACB cũng có thể được dùng làm máy cắt chủ cho đường dây điện
ngoài trời
ACB có khả năng xử lý sự cố nhanh chóng, làm việc ổn định, hiệu
quả và rất linh hoạt trong cả khâu lắp đặt (lắp đặt trên tường hoặc
giá)
Buồng dập hồ quang chế tạo theo kiểu khí nén kết hợp với các tấm
ngăn bằng thủy tinh hữu cơ. Các lá thép xẻ rãnh hình V và các cuộn
dây tạo từ trường để kéo dài hồ quang.
16. ACB (Máy cắt không khí)
Phân loại theo cấu tạo:
• ACB loại cố định(Fixed)
• ACB dạng rút kéo(Withdrawable)
Phân loại theo số pha/số cực: 3P,4P
Phân loại theo dòng cắt ngắn mạch:
• Dòng cắt tiêu chuẩn
• Dòng cắt cao
17. ACB (Máy cắt không khí)
Các loại máy cắt không khí phổ biến nhất hiện nay:
• Máy cắt thiết kế kiểu đứt mạch bằng máy không khí hay máy nổ chéo ACB.
• Bộ ngắt mạch thổi khí.
• Máy thổi từ tính.
• Bộ ngắt mạch Air Chute.
18. Cấu tạo
Bộ phận dập
hồ quang(Arc
Chutes)
Cơ chế tiếp
xúc (Contact
Mechanism)
Cơ chế nhả
của máy cắt
không khí
19. 1.Buồng dập hồ quang;
2.Đấu nối mạch điều khiển;
3.Khóa;
4.Rơ le ngắt máy;
5.Cần nạp điện;
6.Nút on ;
7.Nút off ;
8.Bô hiển thị on/off;
9.Bộ hiển thị nạp điện;
10.Lỗ hỏng cho cơ cấu kéo;
11.Cái móc khóa;
12.Bộ hiển thị vị trí;
13.Bộ đếm;
14.Tay vịnh mở rộng;
15.Lổ hổng cố định vị trí.
20. 1.Trạm đấu nối của mạch điều khiển;
2.Đấu nối mạch điều khiển;
3.Công tắc phụ;
4.Thiết bị cắt mạch song song, cuộn
đóng;
5.Rơ le ngắt máy – điện tử;
6.Mặt che trước;
7.Cơ cấu đóng;
8.Cơ cấu nhả;
9.Cơ cấu sạc ;
10.Lò xo đóng ;
11.Cơ cấu kéo ra ;
12.Đế cách ly;
13.Buồng dập hồ quang ;
14.Tiếp điểm động chính;
15.Tiếp điểm cố định chính ;
16.Thanh dẫn phía dây ;
17.Thanh dẫn phía tải ;
18.Lò xo tiếp xúc ;
19.Biến dòng ;
20.Cuộn dây cảm biến dòng ;
21.Lưới bảo vệ ;
22.Mạch nối.
22. a) Sơ đồ nguyên tắc
b) Cách thổi hồ quang khi cắt
1. Ngăn truyền động
2. Pittông truyền động
3 vs 8. Đầu tiếp xúc tĩnh
4 vs 9. Cực bắt dây
5. Đầu tiếp xúc trượt
6. Ngăn dập hồ quang
7. Đầu tiếp xúc động
10. Nắp qui lát
11. Lỗ thoát khí
12. Nắp
13 vs 14. Tiếp điểm phụ thuận
và nghịch
24. Ưu điểm
• Là lựa chọn hoàn hảo trong các môi trường yêu cầu hoạt
động thường xuyên. Điều này xuất phát từ tình trạng năng
lượng hồ quang quá thấp.
• Hạn chế tối đa các nguy cơ xảy hỏa hoạn.
• Kích thước nhỏ gọn giúp việc sử dụng dễ dàng, tiết kiệm
diện tích.
• Tốc độ dập tắt hồ quang nhanh, đảm bảo an toàn cho
mạch điện.
• Có khả năng hoạt động ổn định.
• Ở mỗi giá trị dòng điện cao hay thấp thì thời gian mà bộ
ngắt mạch thổi khí dùng để dập tắt hồ quang đều nhanh
như nhau.
• Tuổi thọ cao nên không cần bảo trì quá nhiều.
25. Nhược điểm
• Quá trình sử dụng bộ ngắt mạch thổi khí có thể yêu cầu
bảo trì bổ sung cao từ nhà máy cung cấp.
• Thiết bị chứa máy nén khí với công suất cao nên chi phí
đầu tư khá lớn.
• Tình trạng rò rỉ áp suất không khí có thể xảy ra trong quá
trình sử dụng. Đặc biệt là ở vị trí giao nhau của ống dẫn
khí.
• Có thể xảy ra tình trạng gia tăng tốc độ cao của điện áp và
dẫn đến tình trạng ngắt dòng điện.
26. Các sự cố CB
CB bị nhảy
(tự ngắt điện)
CB bị nóng CB bị nổ
27. Nguyên nhân
• Do quá tải nguồn điện
• Do nguồn điện bị cháy hoạt bị chập
• Do đấu dây lỏng lẻo
• Do CB bị hỏng, kém chất lượng
Cách khắc phục: Mua CB mới
28. Thông số kĩ thuật
• In: là chỉ số dòng định mức của CB
• Icu: là giá trị dòng điện lớn nhất đi qua tiếp điểm trong 1 giây mà tiếp điểm
không bị phá hủy.
• Ics: là giá trị dòng điện lớn nhất đi qua tiếp điểm trong 3 giây mà tiếp điểm
không bị phá hủy.
• Ir: là giá trị dòng bảo vệ quá tải
• Iinst: là giá trị dòng ngắn mạch mà CB cắt tức thời (không thời gian trễ).
29. Thông số kĩ thuật
• Loại thiết bị;
• Tên mã sản phẩm;
• Số cực;
• Dòng điện định mức;
• Loại AC hay DC;
• Mã đường cong;
• Dòng cắt;
• Tiêu chuẩn thiết bị (IEC/EN);
• Tần số hoạt động;
• Dòng cắt định mức lớn nhất;
• Điện áp hoạt động;
• Kích thước.
31. Cách chọn CB
Dòng điện tính toán đi trong mạch
Dòng điện quá tải
Khi CB thao tác phải có tính chọn lọc
32. Bài tập tính chọn CB
Ta có bài toán sau: Lựa chọn CB để bảo vệ động cơ không đồng bộ rôto
dây quấn và dùng biến trở khởi động, có công suất 60kW, điện áp
380/220V, cosφ = 0,8. Dòng điện khởi động của động cơ Ikđ = 2.5 Iđm.
Giải
- Dòng điện định mức của động cơ:
- Dòng điện khởi động: Ikđ = 2,5. Iđm = 3.114 = 342 A
- Vậy lựa chọn CB có thông số kỹ thuật đảm bảo yêu cầu sau:
Uđmcd ≥ 380V; Iđmatm ≥ 342 A.
34. CONTACTOR
Khái niệm: Contactor là một loại khí
cụ điện dùng để đóng cắt từ xa tự
động hoặc bằng nút ấn các mạch điện
lực có phụ tải, điện áp đến 500V, dòng
điện đến 600A.
35. CẤU TẠO
Nam châm điện: gồm có các chi
tiết: Cuộn dây dùng tạo ra lực hút
nam châm; Lõi sắt; Lò xo tác dụng
đẩy phần nắp trở về vị trí ban đầu.
Hệ thống tiếp điểm: gồm có tiếp
điểm chính và tiếp điểm phụ
• Tiếp điểm chính: Có khả năng cho
dòng điện lớn đi qua. Tiếp điểm
chính là tiếp điểm thường hở đóng
lại khi cấp nguồn vào mạch từ của
contactor trong tủ điện làm mạch
từ hút lại.
• Tiếp điểm phụ: Có khả năng cho
dòng điện đi qua các tiếp điểm nhỏ
hơn 5A. Tiếp điểm phụ có hai trạng
thái: Thường đóng và thường mở.
36. _ Hệ thống dập hồ quang: Khi chuyển mạch, hồ quang điện sẽ xuất hiện làm
các tiếp điểm bị cháy và mòn dần, vì vậy cần hệ thống dập hồ quang.
_ Contaror người ta dùng phương pháp cắt hồ quang thành nhiều đoạn nhỏ
và kèm thêm quá trình làm lạnh hồ quang trong một hộp che
37. Hệ thống dập
hồ quang
• Gồm cuộn dây thổi từ, hộp vách
ngăn.Đặt từ trường do cuộn dây
tạo ra vuông góc với dòng điện
hồ quang.
• Khi tiếp điểm mở ra, dòng mất
đột ngột sinh ra sức điện động
cảm ứng tạo dòng cảm ứng
phóng qua không gian giữa hai
tiếp điểm tạo hồ quang điện.
38. Nguyên lý hoạt động
Khi cấp nguồn trong mạch điện điều khiển bằng với giá trị điện áp định mức của
Contactor vào hai đầu cuộn dây quấn trên phần lõi từ đã được cố định trước đó thì
lực từ sinh ra sẽ hút phần lõi từ di động và hình thành mạch từ kín (lúc này lực từ sẽ
lớn hơn phản lực của lò xo). Contactor bắt đầu trạng thái hoạt động.
39. Phân loại
• Phân loại theo nguyên lý truyền động: theo cách phân
loại này thì Contactor được chia làm các loại là
contactor điện từ, contactor hơi ép, contactor thủy
lực,… Thực tế loại contactor điện từ được sử dụng phổ
biến nhất.
• Phân loại theo dòng điện: theo cách phân loại này thì
gồm có Contactor điện một chiều và contactor điện
xoay chiều.
• Phân loại theo kết cấu: người ta phân contactor dùng
ở nơi hạn chế chiều cao (như bảng điện ở gầm xe) và
ở nơi hạn chế chiều rộng (ví dụ buồng tàu điện).
• Phân loại tiếp điểm: theo khả năng tải dòng chia ra
tiếp điểm chính (cho dòng điện lớn đi qua từ 10A đến
1600A hay 2250A), tiếp điểm phụ (cho dòng điện đi
qua có giá trị từ 1A đến 5A).
40. Phân loại
• Phân loại theo dòng điện định mức: Contactor 9A, 12A,
18A,…. 800A hoặc lớn hơn.
• Phân loại theo số cực: Contactor 1 pha, 2 pha, 3 pha,
4 pha. Phổ biến nhất là contactor 3 pha.
• Phân loại theo cấp điện áp: Contactor trung thế,
contactor hạ thế.
• Phân loại theo điện áp cuộn hút: cuộn hút xoay chiều
220VAC, 380VAC,… cuộn hút 1 chiều 24VDC, 48VDC,…
• Phân loại theo chức năng chuyên dụng: một số hãng
chế tạo contactor chuyên dụng cho một ứng dụng đặc
thù ví dụ contactor chuyên dùng cho tụ bù của hãng
Schneider,…
41. Đặc tính
Đặc tính của Contactor khi sử dụng theo các chế độ trong
mạch xoay chiều AC
Đặc tính của Contactor khi sử dụng theo các chế độ trong
mạch một chiều DC
42. Các thông
số cơ bản
1) Điện áp định mức U định mức là điện áp của mạch điện tương ứng
mà tiếp điểm chính phải tắt. Điện áp định mức có các cấp 110V, 220V,
440V một chiều và 127V 220V, 380V,500V xoay chiều.
_Cuộn dây hút có thể làm việc bình thường ở điện áp trong giới hạn
85-105% điện áp định mức của cuộn dây.
2) Dòng điện định mức là dùng điện định mức đi qua tiếp điểm chính
trong chế độ làm việc gián đoạn – lâu dài, nghĩa là ở chế độ này, thời
gian contacor ở trang thái đóng không lâu quá 8 giờ
_Dòng điện định mức của contactor hạ ấp thông dung có các cấp 10;
20; 25: 40, 75: 100, 150, 250; 300; 600A..
_Khi đặt thiết bị ở nơi tản nhiệt kém thì dòng điện định mức lấy thấp
hơn 10% và trong chế độ làm việc dài hạn thì dòng điện cho phép qua
contactor phải thấp hơn dòng điện định mức.
3) Khả năng cắt và khả năng đóng - đó là dòng diện cho phép đi qua
tiếp điểm chính khi cắt hoặc khi đóng mạch.
43. Kí hiệu bản vẽ
Theo tiêu chuẩn IEC
Cuộn dây Contactor Tiếp điểm chính trên Contactor
Tiếp điểm phụ trên Contactor
46. Ứng dụng thực tế
• Điều khiển đèn chiếu sáng: điều khiển contactor bằng rơ le thời gian hoặc PLC để
đóng ngắt điện cấp cho đèn chiếu sáng bật/tắt đúng giờ quy định.
• Trong công nghiệp, thường dùng contactor kết hợp với replay nhiệt để bảo vệ động
cơ. Vì khi dòng động cơ lên cao quá mức sẽ tác động qua replay nhiệt để ngắt
nguồn cấp cho contactor.
• Đối với mạch khởi động, động cơ 3 pha công suất lớn. Mạch sẽ được thiết kế hình 3
sao để giảm dòng khởi động. Sau đó, chuyển sang mạch tam giác để chạy ổn định.
• Contactor dùng trong hệ thống bù tự động được điều khiển bằng bộ điều khiển tụ bù
nhằm đóng ngắt các cấp tụ phù hợp với tải.
• Ngoài ra còn rất nhiều ứng dụng của cotactor trong công nghiệp và dân dụng nữa.
50. Bài tập tính chọn Contactor
Chọn mạch Contactor cho động cơ công suất là 2.7KW và áp là 380V hệ số
công suất là 0.8. Dòng khởi động là 1.3 lần
51. Bài tập tính chọn Contactor
Chọn mạch Contactor cho động cơ công suất là
2.7KW và áp là 380V hệ số công suất là 0.8
Dòng khởi động là 1.3 lần
Giải
Như vậy Iđm =
2799
1,73.380.0,8
= 6.83 (𝐴)
=> Icontactor=1,3.6.83=8.88 (A)
Chọn Contactor có dòng >= 8.88 A
53. Khởi động từ
Khái niệm: Khởi động từ là một loại
khí cụ điện dùng để điều khiển từ xa
việc đóng ngắt, đảo chiều và bảo vệ
quá tải(nếu lắp thêm role điện) các
động cơ ba pha không đồng bộ.
54. Công dụng
• Khởi động từ có 1 contactor thì gọi là khởi động
từ đơn.Thường dùng để điều khiển đóng cắt các
động cơ điện.
• Khởi động từ có 2 contactor thì được gọi là khởi
động từ kép. Dùng để thay đổi chiều quay của
động cơ còn gọi là khởi động từ đảo chiều. Để
bảo vệ khởi động từ ngắt mạch cần gắn thêm
cầu chì.
55. Các tiêu chí phân loại Khởi động từ
Theo điện áp định mức cuộn dây hút: 35V, 127V, 220V, 380V, 500V.
Theo kết cấu bảo vệ các tác động môi trường xung quanh:
• Hở
• Bảo vệ
• Chống bụi
• Nước
• Nổ
56. Các tiêu chí phân loại Khởi động từ
Theo khả năng đổi chiều quay động cơ điện:
• Không làm đảo chiều quay
• Làm đảo chiều quay
Số lượng và loại tiếp điểm: thường hở, thường đóng.
57. Yêu cầu kĩ
thuật đối với
Khởi động từ
Để động cơ hoạt động tốt khởi động từ cần một số yêu
cầu cở bản:
• Tiếp điểm chịu mài mòn cao
• Khả năng đóng cắt cao
• Thao tác đóng cắt dứt khoát
• Tiêu thụ công suất ít nhất
• Bảo vệ động cơ không quá tải lâu dài
• Thỏa điều kiện khởi động (dòng điện 5-7 dòng định mức)
58. Nguyên lí hoạt động của khởi động từ
Khởi động từ đơn
- CD: cầu dao đóng cắt mạch điện
- F1, F2, F3, F4: cầu chì bảo vệ ngắn mạch mạch
động lực và mạch điều khiển
- Start, Stop: các nút đóng dừng động cơ
- K1 , K2: công tắc tơ đóng mở động cơ
- RLN: rơ le nhiệt bảo vệ quá tải cho động cơ
- DC: động cơ điện 3 pha
59. A B C
O
K1
RLN
K2
RLN
K
STOP
CD
§C
F4
F1 F2 F3
START
- Đóng (CD) Nguồn điện chờ
ở đầu (K1).
- Từ pha C nguồn điện F4
qua STOP chờ ở đầu
Start và đầu K2
-Muốn cho động cơ hoạt động ấn Start (K) có điện K1 đóng
Động cơ hoạt động, đồng thời (k2) đóng để duy trì cho (K0) hoạt
động khi thả tay khỏi (START)
60. - Muốn dùng động cơ ta ấn (STOP) cuộn (K) mất điện Tiếp điểm (K1) mở động
cơ ngừng hoạt động, đồng thời K2 mở
A B C
O
K1
RLN
K2
RLN
K
START
STOP
CD
§C
F4
F1 F2 F3
Khởi động từ đơn
62. A B C
O
(RLN) nóng tiếp điểm (RLN) mở
(K) mất điện (K1)và (k2)
mở động cơ ngừng hoạt động
Muốn động cơ hoạt động trở lại, phải khắc phục sự cố quá tải sau đó
nhấn (RLN) và ấn (START)
K1
RLN
K2
RLN
K
START
STOP
CD
§C
F3
F2
F1
F4
Khởi động từ đơn
65. Khởi động từ đảo chiều(khởi động từ kép)
F: Cầu chì
RN: Role nhiệt
D,MT,MN: Công tắt đóng mở
N,T: Công tắc tơ
Nguyên lí hoạt động của khởi động từ
66. Khởi động từ đảo chiều
Khi nhấn nút nhấn MT
cuộn dây Contactor T có
điện hút lõi thép di động
và mạch từ khép kín lại;
làm đóng các tiếp điểm
chính T để khởi động
động cơ quay theo chiều
thuận và đóng tiếp điểm
phụ thường hở T để duy
trì mạch điều khiển khi
buông tay khỏi nút nhấn
khởi động MT
67. Khởi động từ đảo chiều
Để đảo chiều quay động cơ,
ta nhấn nút nhấn MN cuộn
dây Contactor T mất điện,
cuộn dây Contactor N có điện
hút lõi thép di động và mạch
từ khép kín lại; làm đóng các
tiếp điểm chính N, lúc này
trên mạch động lực đảo hai
dây trong ba pha điện làm
cho động cơ đảo chiều quay
ngược lại và tiếp điểm phụ
thường hở N để duy trì mạch
điều khiển khi buông tay khỏi
nút nhấn khởi động MN.
68. Khởi động từ đảo chiều
Quá trình đảo chiều quay
được lặp lại như trên.
Khi nhấn nút dừng D, khởi
động từ N (hoặc T) bị ngắt
điện, động cơ dừng hoạt
động.
Khi có sự cố quá tải động cơ,
Rơle nhiệt sẽ thao tác làm
ngắt mạch điện cuộn dây, do
đó cũng ngắt khởi động từ và
dừng động cơ điện
70. Cách lựa chọn và lắp khởi động từ
70
Khởi
động từ
Điện áp
điều
khiển có
phù hợp
hay
71. Điều kiện
để lắp đặt
khởi động
từ
• Cho các bộ phận chuyển động bằng tay không bị kẹt,
vướng.
• Điện áp điều khiển phải phù hợp điện áp định mức
của cuộn dây.
• Các tiếp điểm phải tiếp xúc đều và tốt.
• Các dây đấu điện phải theo đúng sơ đồ điều khiển.
• Rơle nhiệt phải đặt ở nấc dòng điện thích hợp.
• Khi lắp đặt khởi động từ cần phải đặt kèm theo cầu
chì bảo vệ.
72. Bài tập tính chọn Contactor
Chọn contactor theo tải là động cơ KDDB 3 pha rôto lồng
sóc Pn=5HP, U=220V, cosφ=0,75, kmm=4, vận hành dừng
động cơ bình thường.
Giải
Imm=Kmm.Imm=4.13,05=52.2(A)
Vậy chọn Contactor có Imm > 5,52 A
Idm=
𝑃𝑛
3 𝑈𝑐𝑜𝑠𝜑
=
5𝑥746
3.220.0,75
=13,05(A)
