Author Archives: Phong Van

1. Giới thiệu chung

Động cơ không đồng bộ 3 pha dùng rộng rãi trong công nghiệp, vì chúng có cấu trúc đơn giản, làm việc tin cậy, nhưng có nhược điểm dòng điện khởi động lớn, gây ra sụt áp trong lưới điện. Phương pháp tối ưu hiện nay là dùng bộ điều khiển điện tử để hạn chế dòng điện khởi động, đồng thời điều chỉnh tăng mô men mở máy một cách hợp lý, vì vậy các chi tiết của động cơ chịu độ dồn nén về cơ khí ít hơn, tăng tuổi thọ làm việc an toàn cho động cơ. Ngoài việc tránh dòng đỉnh trong khi khởi động động cơ, còn làm cho điện áp nguồn ổn định hơn không gây ảnh hưởng xấu đến các thiết bị khác trong lưới.

Phương pháp khởi động được áp dụng ở đây là cần hạn chế điện áp ở đầu cực động cơ, tăng dần điện áp theo một chương trình thích hợp để điện áp tăng tuyến tính từ một giá trị xác định đến điện áp định mức. Đó là quá trình khởi động mềm (ramp) toàn bộ quá trình khởi động được điều khiển đóng mở thyristor bằng bộ vi sử lý 16 bit với các cổng vào ra tương ứng, tần số giữ không đổi theo tần số điện áp lưới. Ngoài ra còn cung cấp cho chúng ta những giải pháp tối ưu nhờ nhiều chức năng như khởi động mềm và dừng mêm, dừng đột ngột, phanh dòng trực tiếp, tiết kiệm năng lượng khi non tải. Có chức năng bảo vệ động cơ như bảo vệ quá tải, mất pha ..

* Những ứng dụng điển hình của bộ khởi động mềm

– Động cơ điện cho chuyên chở vật liệu.

– Động cơ bơm.

– Động cơ vân hành non tải lâu dài.

– Động cơ có bộ chuyển đổi (ví dụ hộp số, băng tải ..)

– Động cơ có quán tính lớn (quạt, máy nén, bơm, băng truyền, thang máy, máy nghiền, máy ep, máy khuấy, máy dệt …

* Những đặc điểm khác:

– Bền vững tiết kiệm không gian lắp đặt.

– Có chức năng điều khiển và bảo vệ.

– Khoảng điện áp sử dụng 200 – 500 V, tần số 45 – 65 Hz.

– Có phần mềm chuyên dụng đi kèm.

– Lắp và đặt chức năng dễ dàng.

2. Kỹ thuật khởi động và dừng

a. Những nét chính

Mạch lực của hệ thống khởi động mềm gồm 3 cặp thyristor đấu song song ngược cho 3 pha. Vì mô men động cơ tỉ lệ với bình phương điện áp, dòng điện tỉ lệ với điện áp, mô men gia tốc và dòng điện khởi động được hạn chế thông qua điều chỉnh trị số hiệu dụng của điện áp. Quy luật điều chỉnh này trong khi khởi động và dừng nhờ điều khiển pha (kích, mở 3 cặp thyristor song song ngược) trong mạch lực. Như vậy, hoạt động của bộ khởi động mềm hoàn toàn dựa trên việc điều khiển điện áp khi khởi động và dừng, tức là trị số hiệu dụng của điện áp là thay đổi.

Nếu dừng động cơ, mọi tín hiệu kích mở thyristor bị cắt và dòng điện dừng tại điểm qua không kế tiếp của điện áp nguồn.

 

Giải thích:

IA – Dòng điện ban đầu khi khởi động trực tiếp.

IS – Dòng điện bắt đầu có ramp điện áp.

In – Dòng điện định mức của động cơ.

U­s­ – Điện áp bắt đầu ramp.

Un – Điện áp định mức của động cơ.

tr – Thời gian ramp.

n – Tốc độ động cơ.

Nếu phát hiện động cơ đạt tốc độ yêu cầu trước khi hết thời gian đặt của bộ khởi động mềm, điện áp vào lập tức được tăng lên 100% điện áp lưới, đó chính là chức năng phát hiện tăng tốc.

b. Dừng tự do theo quán tính

Nếu điện áp cấp bị cắt trực tiếp, động cơ chạy theo quán tính cho tới khi dừng trong khoảng thời gian xác định. Thời gian dừng với mômen quán tính nhỏ có thể rất ngắn, cần tránh trường hợp này đề phòng sự phá huỷ về cơ và sự dừng tải đột ngột không mong muốn.

c. Dừng mềm

Không nên cắt trực tiếp các động cơ có mômen quán tính nhỏ như băng truyền, thang máy, máy nâng để đảm bảo không nguy hiểm cho người, thiết bị và sản phẩm.

Nhờ chức năng dừng mềm mà điện áp động cơ được giảm từ từ trong khoảng từ 1 đến 20 giây tuỳ thuộc vào yêu cầu. Điện áp ban đầu cho dừng mềm Ustop = 0,9Un và điện áp cuối quá trình vào khoảng 0,85 điện áp ban đầu. Thời gian ramp điện áp tới 1000 giây cùng điện áp đầu và cuối quá trình dừng mềm đặt theo chương trình.

 

Như vậy, thực chất dừng mềm là cố ý kéo dài quá trình dừng bằng cách giảm từ từ điện áp nguồn cung cấp vào động cơ sew. Nếu trong quá trình dừng mà có lệnh khởi động, thì quá trình dừng này lập tức bị huỷ bỏ và động cơ được khởi động trở lại.

d. Tiết kiệm năng lượng khi non tải

Nếu động cơ điện vận hành không tải hay non tải, trong trường hợp này khởi động mềm giúp tiết kiệm điện năng nhờ giảm điện áp động cơ tới gia trị U0, việc giảm điện áp do đó làm giảm dòng điện, dẫn đến giảm bớt cả tổn hao đồng và tổn hao sắt %.

Tại sao phải sử dụng khởi động mềm :

1.Khởi động sao -tam giác

Đây là một phương pháp cho phép giảm dòng khởi động và momen khởi động.Thông thường các thiết bị bao gồm 3 contactor ,1 rơ le bảo vệ quá tải, và một rơ le thời gian để đặt thời gian trong vị trí chạy sao. Động cơ phải được đấu nối để chạy tam giác trong chế độ làm việc bình thường để có thể sử dụng phương pháp này.

Dòng khởi động nhận được chỉ khoảng 30% dòng khởi động trực tiếp và mô men xoắn ban đầu được giảm xuống còn khoảng 25% mô men xoắn trong khởi động trực tiếp.

Phương pháp khởi động này chỉ hoạt động khi các ứng dụng là tải nhẹ trong quá trình khởi động. Nếu tải của động cơ là quá lớn thì phương pháp này không đủ mô men xoắn để đẩy nhanh tốc độ động cơ trước khi chuyển sang chế độ tam giác.

Ví dụ khi khởi động các bơm và quạt, tải định mức là thấp tại lúc bắt đầu khởi động và tăng lên cùng với bình phương tốc độ .

Khi đạt xấp xỉ 80-85% tốc độ định mức của động cơ mô men định mức là bằng mô men động cơ và gia tốc không còn.

Để đạt được tốc độ định mức chuyển sang chế độ tam giác là cần thiết và điều này thường đem lại kết quả truyền tải cao, và dòng đỉnh. Trong một số trường hợp dòng đỉnh có thể đạt đến một giá trị lớn hơn khi khởi động trực tiếp.

Các ứng dụng với mô men tải cao hơn 50% mô men danh định của động cơ sẽ không thể sử dụng khởi động bằng đổi nối sao-tam giác.

2. Khởi động mềm

Một bộ khởi động mềm có các đặc trưng khác với các phương pháp khởi động khác. Nó có các thysistor trong mạch chính, và điện áp đặt vào động cơ được điều chỉnh với một bảng mạch in. Bộ khởi động mềm sử dụng trong thực tế là khi trong quá trình bắt đầu khởi động thì điện áp đặt vào động cơ thấp. Dòng khởi động và mô men khởi động cũng thấp.

Trong phần đầu của khởi động, điện áp đặt vào động cơ là thấp …

Nói một cách khác, loại bỏ dao động là không cần thiết trong quá trình khởi động.

Dần dần, điện áp và mô men tăng lên để động cơ bắt đầu tăng tốc.

Một trong những lợi ích của phương pháp khởi động này là khả năng để điều chỉnh mô men chính xác khi cần thiết cho dù ứng dụng là tải hay không.

Trong nguyên tắc đầy đủ mô men khởi động là có ích, nhưng với sự khác biệt lớn là biện pháp khởi động tránh đi những ảnh hưởng nhiều hơn cho các thiết bị máy móc, và kết quả là chi phí bảo trì thấp hơn.

Một tính năng của bộ khởi động mềm là chức năng dừng mềm, chức năng này thực sự hữu ích khi dừng bơm, nơi mà xảy ra hiện tượng búa nước khi dừng trực tiếp như trong khởi động sao- tam giác và khởi động trực tiếp.

Chức năng dừng mềm cũng rất hữu ích khi dừng băng tải vận chuyển các vật liệu dễ vỡ, có thể bị hư hỏng khi các vành đai dừng quá nhanh.

Các giải pháp khởi động động cơ và ưu điểm của bộ khởi động mềm:

Bộ khởi động mềm không thay đổi tần số nguồn cấp giống như biến tần. Thay vào đó nó tăng dần điện áp cấp vào động cơ từ 1 mức điện áp định trước lúc vừa khởi động lên đến điện áp định mức. Với phương pháp khởi động này, ta có thể điều chỉnh được chính xác lực khởi động mong muốn, bất kể đó là khởi động không tải hay có tải. Khởi động mềm giúp giảm dòng khởi động từ đó tránh gây sụt áp trong hệ thống nguồn điện. Bên cạnh đó nó cũng giúp giảm các xung lực cơ khí lên thiết bị khi khởi động do vậy giàm được chi phí bảo trì, bảo dưỡng. Khởi động mềm cũng có chức năng dừng mềm như biến tần, nó loại trừ được các hiện tượng xấu như xung áp lực nước, tăng vọt áp suất trong hệ thống bơm và tránh các hư hỏng cho các vật liệu dễ vỡ khi được tải trên băng chuyền.

Tất cả động cơ đều đều được dùng để khởi động hay lai các ứng dụng khác nhau. Chúng ta sẽ tìm hiểu vài ứng dụng động cơ thông dụng nhất: bơm ly tâm, quạt và máy nén….

1/ Quạt ly tâm:

Quạt thường cần momen quán tính lớn khi khởi động do nó có các cánh gió lớn. Đôi khi để giảm tải khi khởi động, người ta đóng kín van cấp gió, quạt khởi động ở chế độ không tải nên việc khởi động dễ dàng hơn . Tuy nhiên momen quán tính khởi động vẫn cao nên thời gian khởi động vẫn còn khá dài.

Khởi động trực tiếp: monen quán tính cao của cánh quạt sẽ dẫn tới thời gian khởi động dài. Dòng khi khởi động trực tiếp rất cao có thể làm sụt nghiêm trọng điện áp nguồn gây ảnh hưởng tới các thiết khác.

Quạt ly tâm thường được kéo bởi 1 hay nhiều dây đai truyền lực. Trong khi khởi động, các đai này có xu hướng bị trượt do lực khởi động quá lớn và các đai này không thể truyền tất cả lực do động cơ tạo ra. Điều này làm tăng chi phí bảo dưỡng cho đai truyền, các ổ đỡ và gây tổn thất do dừng sản xuất để thay thế.

Khởi động sao-tam giác : phương pháp này tạo lực khởi động thấp. Do lực tỷ lệ với bình phương dòng điện, lực do động cơ tạo ra ở chế độ sao có thể không đủ mạnh để gia tốc cánh quạt đạt tới tốc độ định mức. Khi chuyển sang chế độ tam giác, xung lực và dòng điện tăng vọt với cường độ bằng hoặc thậm chí lớn hơn so với khởi động trực tiếp. Điều này làm đai truyền động bị trượt. Ta có thể khắc phục bằng cách kéo căng đai truyền, nhưng làm vậy sẽ tăng áp lực cơ lên các ổ đỡ tại cả động cơ và quạt từ đó làm tăng chi phí bảo dưỡng.

Khởi động mềm: để khắc phục vấn đề đai truyền bị trượt, ta cần giàm momen lực tại thời điểm khởi động. Các bộ khởi động mềm của ABB sẽ giàm điện áp cấp vào động cơ tại thời điểm khởi động. Sau đó điện áp sẽ được tăng lên để kéo cánh quạt. Bộ khởi động mềm cho phép ta điều chỉnh lực khởi động phù hợp với bất kỳ điều kiện khởi động nào, cả không tải lẫn toàn tải. Dòng khởi động sẽ giảm và tránh được sụt áp nguồn lưới.

Một số bộ khởi động mềm được tích hợp sẵn bộ bảo vệ non tải, nó sẽ dừng động cơ khi nhận thấy dòng điện bị sụt do đứt dây đai.

Lựa chọn bộ khởi động: Cánh quạt thường lớn, tạo ra lực quán tính lớn nên khởi động thường khó khăn. Ta nên chọn bộ khởi động mềm có công suất lớn hơn công suất thực của động cơ. Quán tính lớn của quạt làm tăng thời gian dừng, ta nên tránh sử dụng chức năng dừng theo hàm dốc.

2/Bơm ly tâm:

Có nhiều loại bơm như bơm pít-tông, bơm ly tâm, bơm trục vít… Trong đó bơm ly tâm là loại phổ biến nhất, ta sẽ thảo luận về loại bơm này.

Khởi động trực tiếp: khởi động bơm không gây vấn đề gì về điện nhưng nó sẽ làm hệ thống ống dẫn bị mòn và trầy xướt do các xung áp lực chất lỏng, đặt biệt là khi dừng đột ngột. Do quán tính cánh bơm nhỏ và momen hãm lớn, dừng trực tiếp bơm đột ngột sẽ tạo ra các xung búa và áp lực rất lớn. Nếu hê thống ít khi dừng thì không có vấn đề, nhưng nếu cần khởi động-dừng liên tục nó sẽ bào mòn toàn bộ hệ thống bơm. Điều này gây ra chi phí bảo trì lớn, thậm chí phải dừng sản xuất bất thường để sửa chữa.

Khởi động sao-tam giác: dùng phương pháp này sẽ giảm được dòng khởi động. Tuy nhiên động cơ có thể không đủ lực để khởi động và không đạt tới được tốc độ định mức ở chế độ sao. Momen xoắn tải bậc hai trở nên quá lớn đối với động cơ khi nó đạt tới 80-85% tốc độ đinh mức. Để tiếp tục gia tốc lên tốc độ định mức, chế độ tam giác được đưa vào, khi đó côngtắctơ sao mở, côngtắctơ tam giác đóng. Để tránh ngắn mạch, cần có thời gian trễ khoảng 50ms khi chuyển giữa 2 chế độ. Tuy nhiên, do momen hãm của bơm lớn, động cơ sẽ giảm tốc trong khoảng thời gian này. Trong động cơ vẫn có từ trường và khi côngtắctơ tam giác đóng vào, điện áp chênh lệch giữa lưới và động cơ có thể tăng lên gấp đôi, tới 800V đối với lưới 400V. Điện áp 800V này sẽ tạo ra xung dòng điện rất cao, có thể cao hơn cả xung từ hóa cực đại khi khởi động trực tiếp. Nó cũng có thể tạo ra xung lực lớn và sau vài lần khởi động ,trục nối giữa động cơ và tải có thể bị hỏng.

Bên cạnh đó, ta chỉ có thể dừng trực tiếp và điều này cũng gây ra các xung búa và áp suất cao khi dừng.

Khởi động mềm: Bộ khởi động mềm của ABB sẽ giúp làm giảm momen khởi động ban đầu của động cơ bằng việc giảm điện áp cấp vào. Trong quá trình khởi động, nó sẽ tăng điện áp lên cho động cơ đủ mạnh để gia tốc bơm lên tốc độ định mức mà không gây ra các xung lực hay xung dòng nào. Bộ khởi động mềm cũng hỗ trợ khi dừng bơm nhờ chức năng giảm tốc theo hàm dốc của điện áp đầu vào, nhờ vậy tránh được các xung búa và áp suất cao khi dừng. Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp, chức năng trên vẫn chưa đủ. Khi đó ta phải dùng bộ khởi động mềm điều khiển được momen nhằm giảm lực và dừng động cơ theo cách tối ưu nhất để tránh hoàn toàn hiện tượng búa nước.

Một số bộ khởi động mềm còn có chức năng: bảo vệ non tải giúp bảo vệ động cơ khi bơm không có nước, kích khởi động các bộ bơm và khóa rôto để tránh hư hỏng do bị kẹt khi vận hành.

Lựa chọn bộ khởi động: bơm thường có cánh bơm nhỏ với quán tính ít. Điều này giúp ta chọn bộ khởi động mềm có công suất bằng với công suất thực của bơm. Nếu bơm phải thường xuyên khởi động, 10 lần/giờ thì nên chọn công suất bộ khởi động cao hơn 1 cấp.

3/ Máy nén :

Máy nén loại nhỏ thường là loại pít-tông và momen tải tăng tuyến tính theo tốc độ. Máy nén trục vít được dùng khi có yêu cầu lưu lượng khí lớn hơn và momen tải tăng theo bình phương tốc độ. Truyền động giữa động cơ và đầu nén là loại dây đai hoặc trực tiếp qua các bánh răng cơ khí. Hầu hết máy nén được khởi động khi không tải.

Khởi động trực tiếp: máy nén khởi động trực tiếp tạo ra xung cơ học rất lớn không những lên ngay chính bản thân nó mà còn lên các dây đai, khớp nối. Điều đó làm giảm độ bền của các thiết bị.Trong trường hợp dùng đai truyền động, đai sẽ bị trượt rất nhiều khi khởi động do momen khởi động lớn.

Khởi động sao-tam giác: giúp giảm xung lực và dòng khởi động nhưng động cơ sẽ tạo lực rất yếu khó gia tốc để tăng lên tốc độ định mức. Khi chuyển sang chế độ tam giác, cả dòng và momen tải tăng vọt sẽ gây ra các xung lực cơ khí lớn.

Khởi động mềm: Khởi động mềm ABB có khả năng giới hạn momen khởi động tới 1 mức phù hợp với các ứng dụng khác nhau. Nhờ vậy, các khớp nối, ổ đỡ ít chịu các xung áp lực, đai truyền động cũng không bị trượt khi khởi động. Chí phí bảo trì sẽ giảm xuống mức tối thiểu. Dòng khởi động trong giải pháp này chỉ từ 3-4 lần dòng định mức.

Lựa chọn khởi động mềm:

Chọn bộ khởi động mềm theo công suất thực động cơ. Nếu máy nén làm việc ở môi trường công nghiệp nặng, cần nâng công suất của bộ khởi động mềm lên 1 cấp. Tương tự, nếu khởi động máy nén 10 lần/ giờ thì cũng phải nâng công suất bộ khởi động mềm.

Nguồn: Sưu tập

Động cơ không đồng bộ 3 pha dùng rộng rãi trong công nghiệp, vì chúng có cấu trúc đơn giản, làm việc tin cậy, nhưng có nhược điểm dòng điện khởi động lớn là vấn đề khởi động mềm và dừng mềm động cơ

1. Giới thiệu

Công tắc phao hay còn gọi với nhiều tên khác là van phao điện, phao bồn nước, phao điện máy bơm, phao bơm nước tự động, phao điện chống tràn, phao điện chống cạn, phao bể nước, công tắc điện phao nước, công tắc mực nước, phao chống cạn… Được dùng để điều khiển bơm tự động (mở/tắt) dựa trên sự chìm/nổi của phao.

Hình 1. Công tắc phao (Float Switch).

2. Phân loại

Phao điện có nhiều loại và được sử dụng với các mục đích khác nhau như điều khiển mực nước trong bể chứa, chống cạn cho bể chứa ngầm, chống tràn cho bể chứa trên cao,… Các loại phao điện sẵn có trên thị trường và đang được sử dụng phổ biến là phao chống cạn và công tắc điện phao nước.

Hình 2. Kí hiệu và ứng dụng của công tắc phao.

3. Cấu tạo

Cấu tạo của một công tắc phao bao gồm:

  • Tiếp điểm.
  • Đòn bẫy.
  • Dây dẫn.
  • Vành chống nước.
  • Bi sắt.
  • Vỏ.
  • Quả cân.

Hình 3. Cấu tạo của một công tắc phao.

4. Nguyên lý hoạt động

Công tắc phao về cơ bản là một công tắc với các tiếp điểm dẫn điện được tác động bởi các cơ cấu cơ khí có liên quan đến sự thay đổi của mức nước cần giám sát. Sự thay đổi của mức nước sẽ tác động đến các cơ cấu cơ khí và làm thay đổi trạng thái tiếp điểm của phao điện từ đóng sang mở hoặc ngược lại.

Hình 4. Nguyên lý hoạt động của công tắc phao.

Để hiểu rõ hơn về cách hoạt động của công tắc phao thì các bạn hãy xem đoạn video sau nhé!

5. Ứng dụng

  • Kiểm soát mực chất lỏng.
  • Tự động mở/đóng máy bơm nước tùy theo độ chìm nổi của phao mực nước.

Hình 5. Ứng dụng của công tắc phao.

CÂU HỎI

1. Cách kiểm tra và sửa chữa công tắc phao.

2. Một kiểu loại công tắc phao có thể lắp đặt trong nhiều môi trường hay không? Nếu có thì tại sao và nếu không thì tại sao?

3. Cách kiểm tra và chống rò công tắc phao khi lắp đặt.

Động cơ cảm ứng là một thiết bị nổi tiếng hoạt động theo nguyên lý máy biến áp. Vì vậy, nó còn được gọi là máy biến áp quay.

Mạch tương đương của động cơ cảm ứng cho phép ta đánh giá được các đặc tính hiệu suất trong điều kiện trạng thái ổn định. Một động cơ cảm ứng hoạt dựa trên nguyên tắc cảm ứng điện áp và dòng điện. Điện áp và dòng điện được cảm ứng trong mạch Rotor từ hoạt động của mạch Stator.

Mạch tương đương của động cơ cảm ứng tương tự như của máy biến áp.

Hình 1. Mạch tương đương của động cơ cảm ứng khi Rotor đang quay.

Mạch tương đương khi động cơ đang quay thỏa phương trình cân bằng áp:

Hình 2. Mạch tương đương của động cơ cảm ứng khi Rotor đứng yên.

Hình 2 trình bày mạch tương đương của động cơ khi Rotor đứng yên. Tại trạng thái này tần số phía Rotor và Stator bằng nhau. Trong thực tế trạng thái này xảy ra tại thời điểm động cơ khởi động hay khi Rotor mang tải có momen tải quá lớn so với momen ra trên trục động cơ làm rotor bị ghìm đứng yên không quay.

Muốn qui đổi mạch Rotor về phía Stator để đơn giản đi tác động của từ trường quay lên Rotor tương tự như mạch qui đổi đã thực hiện cho máy biến áp, ta cần thực hiện 2 lượt qui đổi:

  • Qui đổi mạch rotor từ tần số f2 sang tần số f1, (nói cách khác là qui đổi các thông số mạch Rotor lúc đang quay thành các thông số khác tương đương như lúc Rotor đứng yên).
  • Khi đã qui đổi mạch Rotor sang tần số f1, chúng ta qui đổi Rotor về Stator.

1. Mô hình mạch Stator

Mô hình mạch stator của động cơ cảm ứng bao gồm điện trở cuộn dây Stator R1, cuộn kháng Stator X1 như trong sơ đồ mạch sau:

Hình 3. Mô hình mạch Stator.

Trong đó, dòng điện không tải được tính bằng:

Tổng dòng điện từ hóa I0 trong động cơ cảm ứng lớn hơn nhiều so với máy biến áp. Điều này là do sự cưỡng bức cao hơn gây ra bởi khe hở không khí của động cơ cảm ứng.

Như chúng ta đã biết, trong máy biến áp, dòng không tải thay đổi từ 2% đến 5% dòng định mức, trong khi đó trong động cơ cảm ứng, khoảng thay đổi này là từ 25% đến 40% dòng định mức tùy thuộc vào kích thước của động cơ.

2. Mô hình mạch Rotor

Hình 4. Mô hình mạch Rotor.

Khi cấp nguồn ba pha cho cuộn dây Stato, điện áp được tạo ra trong cuộn dây Rotor của máy. Chuyển động tương đối của Rotor và từ trường của Stator càng lớn thì điện áp Rotor sẽ càng lớn.

Chuyển động tương đối lớn nhất xảy ra khi Rotor bị khóa (khoá Rotor). Nếu điện áp cảm ứng ở điều kiện này là E2 thì điện áp cảm ứng tại bất kỳ độ trượt nào được đưa ra theo phương trình: E2s = s.E2.

Tương tự như thế, ta được: X2s = s.X2.

Điện trở của rôto không đổi và không phụ thuộc vào độ trượt. Cảm kháng của động cơ cảm ứng phụ thuộc vào độ tự cảm của Rotor, tần số của điện áp và dòng điện trong Rotor.

3. Qui đổi mạch rotor từ tần số f2 sang tần số f1

Phương trình cân bằng áp phía rotor lúc đang quay ứng với tần số f2:

Mà E2s = s.E2 và X2s = s.X2, nên ta suy ra:

Hình 5. Mạch tương đương lúc rotor quay và tần số Rotor qui về f1.

4. Qui đổi mạch Rotor về Stator

Sau khi qui đổi mạch Rotor từ tần số f2 sang tần số f1, muốn qui đổi mạch Rotor về phía Stator, ta căn cứ vào các biểu thức sức điện động hiệu dụng của mỗi pha dây quấn phía stator và rotor suy ra tỉ số biến đổi Kbd như sau:

Ta có một số mối quan hệ:

Ta suy ra các phương trình:

Hình 6. Mạch tương đương chính xác qui đổi rotor vế stator.

Hôm nay chúng ta sẽ cùng tìm hiểu dòng điện và điện áp một chiều để có thể hiểu thêm một trong những phát minh lớn nhất trong lịch sử loài người.

Khái niệm cơ bản về dòng điện

Tất cả các nguyên tố đều được cấu tạo lên từ các nguyên tử và mỗi nguyên tử của một chất được cấu tạo bởi hai phần:

– Một hạt nhân ở giữa các hạt mang điện tích dương gọi là Proton và các hạt trung hòa điện gọi là Neutron.

– Các Electron (điện tử ) mang điện tích âm chuyển động xung quanh hạt nhân  .

– Bình thường các nguyên tử có trạng thái trung hòa về điện nghĩa là số Proton hạt nhân bằng số electron ở bên ngoài nhưng khi có tác nhân bên ngoài như áp xuất, nhiệt độ, ma sát tĩnh điện, tác động của từ trường .. thì các điện tử electron ở lớp ngoài cùng có thể tách khỏi quỹ đạo để trở  thành các điện tử tự do.

– Khi một nguyên tử bị mất đi một hay nhiều điện tử, chúng bị thiếu điện tử và trở thành ion dương và ngược lại khi một nguyên tử nhận thêm một hay nhiều điện tử thì chúng trở thành ion âm.

Bản chất dòng điện và chiều dòng điện

Khi các điện tử tập trung với mật độ cao chúng tạo nên hiệu ứng tích điện

– Dòng điện chính là dòng chuyển động của các hạt mang điện như điện tử , ion.

– Chiều dòng điện được quy ước đi từ dương sang âm ( ngược với chiều chuyển động của các điện tử – đi từ âm sang dương ).

Tác dụng của dòng điện :

Khi có một dòng điện chạy qua dây dẫn điện như thí nghiệm sau :

Ta thấy rằng dòng điện đã tạo ra một từ trường xung quanh để làm lệch hướng của nam châm, khi đổi chiều dòng điện thì từ trường cũng đổi hướng =>  làm nam châm lệch theo hướng ngược lại.

– Dòng điện chạy qua bóng đèn làm bóng đèn phát sáng và sinh nhiệt năng

– Dòng điện chạy qua thiết bị điện, động cơ làm quay động cơ quay  sinh ra cơ năng

– Khi ta nạp ác quy các cực của ắc quy bị biến đổi và dòng điện có tác dụng hoá năng..

Như vậy dòng điện có các tác dụng là tác dụng về nhiệt , tác dụng về cơ năng , tác dụng về từ trường và tác dụng về hóa năng.

Dòng điện và điện áp một chiều

  1. Cường độ dòng điện :
     Là đại lượng đặc trưng cho độ mạnh yếu của dòng điện hay đặc trưng cho số lượng các điện tử đi qua tiết diện của vật dẫn trong một đơn vị thời gian –

Ký hiệu là I

– Dòng điện một chiều là dòng chuyển động theo một hướng nhất định từ dương sang âm theo quy ước hay là dòng chuyển động theo một hướng của các điện tử tự do.

Đơn vị của cường độ dòng điện là Ampe

Đơn vị

Kilo Ampe  = 1000 Ampe

Mega Ampe = 1000.000 Ampe

Mili Ampe = 1/1000 Ampe

Micro Ampe = 1/1000.000 Ampe

  1. Điện áp :
     Khi mật độ các điện tử tập trung không đều tại hai điểm A và B nếu ta nối một dây dẫn từ A sang B sẽ xuất hiện dòng chuyển động của các điện tích từ nơi có mật độ cao sang nơi có mật độ thấp, như vậy người ta gọi hai điểm A và B có chênh lệch về điện áp và áp chênh lệch chính là hiệu điện thế.
    – Điện áp tại điểm A gọi là UA
    – Điện áp tại điểm B gọi là UB.
    – Chênh lệch điện áp giữa hai điểm A và B gọi là hiệu điện thế UAB
    UAB = UA – UB
    – Đơn vị của điện áp là Vol  ký hiệu là U hoặc E.

Đơn vị điện áp

Kilo Vol ( KV) = 1000 Vol.

Mini Vol (mV) = 1/1000 Vol.

Micro Vol = 1/1000.000 Vol.

Điện áp có thể ví như độ cao của một bình nước, nếu hai bình nước có độ cao khác nhau thì  khi nối một ống dẫn sẽ có dòng nước chảy qua từ bình cao sang bình thấp hơn, khi hai bình nước có độ cao bằng nhau thì không có dòng nước chảy qua ống dẫn. Dòng điện cũng như vậy nếu hai điểm có điện áp chên lệch sẽ sinh ra dòng điện chạy qua dây dẫn  nối với hai điểm đó từ điện áp cao sang điện áp thấp và nếu hai điểm có điện áp bằng nhau thì dòng điện trong dây dẫn sẽ = 0.

Hi vọng qua bài viết này bạn đã biết thêm về dòng điện và điện áp để hỗ trợ cho công việc của mình. Theo dõi chuyên mục của chúng tôi để cập nhật những thông tin và kiến thức về điện khác các bạn nhé!

Van điều khiển tuyến tính  van analogvan điều khiển tuyến tính, bộ điều khiển van tuyến tínhvan điều khiển áp suất, điều khiển lưu lượng,  .

Van điều khiển tuyến tính – van analog, được sản xuất theo công nghệ Hàn Quốc, van được thiết kế để điều khiển nhiệt độ, áp suất, lưu lượng trong đường ống. Được sử dụng nhiều trong các lò sấy, sấy cám, sấy trấu, seo giấy, sấy dừa… Hơi nóng có áp suất sẽ đi trong đường ống qua van điều khiển tuyến tính, tùy theo nhiệt độ, áp suất cài đặt, van sẽ được điều khiển sao cho đạt được nhiệt độ và áp suất cài đặt.

Van điều khiển tuyến tính hoạt động ổn định, chính xác và độ bền cao.

Van điều khiển tuyến tính – van analog.

 1. Van điều khiển tuyến tính gồm hai bộ phận.

Bộ điều khiển hay bộ truyền động hoặc Actuator. Là loại điều khiển bằng motor sẽ kéo cần van lên hoặc xuống, nhận tín hiệu điều khiển từ đồng hồ điều khiển (4-20mA, 0-10vdc, on/off). Tùy vào kích thước van và áp suất hoạt động sẽ chọn bộ điều khiển có lực kéo thích hợp.

 

a. Bộ phận điều khiển tuyến tính – van analog.

Bộ điều khiển tích hợp các công tắc chọn chế độ thường đóng và thường mở, chế độ dùng tại chổ khi mất tín hiệu điều khiển hoặc tự động đóng van.

Tích hợp cần quay tay khi van có sự cố, có thể điều chỉnh đóng mở mà không cần tín hiệu điện.

Van điều khiển tuyến tính - van analog

Van điều khiển tuyến tính – van analog

 

Thông số kỹ thuật bộ điều khiển van tuyến tính, Actuator.

 

  • Lực kéo: 2000N .
  • Điều khiển: Tuyến tính hoặc ON-OFF
  • Nguồn cấp: 110~220VAC hoặc 24VAC.
  • Tín hiệu điều khiển: 4-20mA hoặc 0-10VDC.
  • Tín hiệu output: 4-20mA,  làm tín hiệu hiển thị hành trình hoặc đưa về PLC xử lý.
  • Thời gian hành trình: 50 giây.
  • Nhiệt độ hoạt động: -15~60 độ C.
  • Độ ẩm: 5~95%.
  • IP: 54.
  • Hành trình: 20mm hoặc 40mm.

 

b. Bộ phận thân van.

– Van tuyến tính, gồm có loại van 2 ngã và van 3 ngã, điều khiển lưu lượng nước nóng, nước lạnh, hơi nóng, van có hai loại kết nối, kết nối ren và kết nối mặt bích, là loại van pittong, cần van chuyển động lên (đóng van), xuống (mở van) nhờ lực kéo của Actuator.

– Van được làm bằng đồng thau đối với van kết nối ren, có kích thước tối đa là DN50.

Van điều khiển tuyến tính - van analog

Các dạng thân van tuyến tính.

 

Thông số kỹ thuật thân van tuyến tính.

 

  • Áp suất hoạt động: 20Kgf/cm2.
  • Nhiệt độ hoạt động: 180 độ C.
  • Dòng rò: <0.01 phần trăm.
  • Kết nối: Ren hoặc mặt bích JIS 20K.
  • Hành trình: 20mm (DN15-DN50), 40mm (DN65-DN150).

 

2. Cấu tạo Van điều khiển tuyến tính – van analog.

 

Van đươc thiết kế đóng mở dạng pittong.

Với vật liệu FC20 là vật liệu thân bằng gang, Viton là ron cao su tổng hợp, chịu nhiệt, mài mòn và axit tốt, SCS13 là loại thép không gỉ đúc chất lượng cao.

 

Van điều khiển tuyến tính - van analog

Bảng cấu tạo vật liệu các bộ phận van tuyến tính.

 

3. Vài thao tác chú ý khi sử dụng van điều khiển tuyến tính – analog.

 

– Sau khi lắp đăt van và actuator thành bộ, cấp nguồn cho bộ điều khiển, trên bo mạch có một cái nút nhấn, nhấn và giữ trong vòng 3 giây. Bộ điều khiển sẽ tự động chạy xuống, lúc này nhả nút nhấn, đợi cho đến khi van chạy xuống hết hành trình, rồi chạy lên lại đến khi ngừng hẳn.

– Thao tác này là định nghĩa lại hành trình cho van và actuator đồng bộ nhau, chú ý là chỉ làm thao tác này trong lần đầu tiên.

– Sau đó mới kết nối dây tín hiệu 4~20mA vào bộ điều khiển.

 

4. Vài chú ý khi lắp đặt Van điều khiển tuyến tính – van analog.

 

Van điều khiển tuyến tính - van analog

Các kiểu lắp van điều khiển tuyến tính đúng cách.

 

5. Bộ điều khiển cấp tín hiệu cho actuator van tuyến tính.

 

Là bộ điều khiển PID, nhận tín hiệu nhiệt độ, áp suất, từ hệ thống để điều khiển van sao cho nhiệt độ, áp suất, lưu lượng đạt yêu cầu. Bộ điều khiển   với đầy đử các dạng kích thước, hoạt động chính xác và ổn định. Đáp ứng tất cả các yêu cầu điều khiển van tuyến tính.

Thông số kỹ thuật.

  • Điện áp: 100-240VAC.
  • Ngõ vào: 4~20mA/0~10VDC/0~5VDC/TC/PT.
  • Ngõ ra điều khiển:4~20mA/0~10VDC/0~5VDC/SSR/RELAY.
  • Transmitter: 4~20mA.
  • Cảnh báo: 1,  2,  3 Alarm.
  • Truyền thông: RS485.

Tủ điện phân phối là một bộ phận không thể thiếu trong bất kỳ công trình công nghiệp hay dân dụng nào, từ nhà máy điện đến các trạm biến áp, hệ thống truyền tải phân phối đến các hộ tiêu thụ điện. Nó được dùng làm nơi để lắp đặt và bảo vệ cho các thiết bị đóng cắt điện và thiết bị điều khiển, là nơi đầu nối phân phối điện cho công trình, đảm bảo cách ly những thiết bị mang điện với người sử dụng điện trong quá trình vận hành.

Tủ điện phân phối được chia thành 2 loại là Tủ điện phân phối tổng (MSB) và Tủ điện phân phối (DB).

1. Tủ điện phân phối tổng (MSB)

Tủ điện phân phối

Ảnh minh họa: Tủ điện phân phối MSB

Tủ điện phân phối MSB (Main Distribution Switchboard) là loại tủ điện được lắp đặt ngay sau các trạm hạ thế (từ 15kV xuống 380VAC), chức năng chính của tủ MSB là đóng cắt, bảo vệ an toàn cho hệ thống điện phụ tải. Dòng điện định mức có thể đến 6300A. Tủ được thiết kế nhiều ngăn, mỗi ngăn tủ được thiết kế với chức năng riêng biệt như: ngăn chứa ACB/MCCB tổng, ngăn chứa các MCCB/MCB ngõ ra tải, ngăn chứa tụ bù, ngăn chứa khối chuyển nguồn ATS, giám sát từ xa thông qua GPRS…. Tủ MSB được thiết kế và lắp ráp theo tiêu chuẩn IEC60439-1.

 

Ứng dụng: 

Tủ điện phân phối tổng được sử dụng trong các mạng điện hạ thế và là thành phần quan trọng nhất trong mạng phân phối điện. Tủ điện này được lắp đặt tại phòng kỹ thuật điện tổng của các công trình công nghiệp như nhà máy, xưởng công nghiệp, trung tâm thương mại, cao ốc văn phòng, chung cư, bệnh viện, trường học, cảng, sân bay… Nó được đăt sau các trạm hạ thế và trước các tủ điện phân phối (DB).

  

2. Tủ điện phân phối (DB)

Tủ điện phân phối

Ảnh minh họa: Tủ điện phân phối DB

Tủ điện phân phối DB (Distribution Board) là tủ phân phối được sử dụng trong các mạng điện hạ thế. Vị trí của tủ DB thường là sau các tủ phân phối tổng (MSB) tại các nút. Dòng điện định mức có thể đến 1000A, cung cấp điện cho 1 nhóm thiết bị hoặc thiết bị đầu cuối (máy bơm, động cơ, máy móc…). Nó là loại tủ điện nhỏ nhất, nó đặt gần các phụ tải, bên trong tủ chỉ bao gồm MCB/RCCB, đèn báo pha, cầu chì. Một số tủ đặc biệt có gắn đồng hồ kWh, Amper kế, Volt kế, bảo vệ mất pha, tụ bù…

Ứng dụng:

Tủ phân phối DB thường lắp đặt tại phòng vận hành của các công trình công nghiệp, nhà máy, xưởng công nghiệp, trung tâm thương mại, chung cư…

Cáp trung áp cách điện là một trong những thiết bị điện không thể thiếu nhằm đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và an toàn. Ngoài ra nó còn có nhiều công dụng khác như tạo thuận lợi cho thiết kế tuyến dây hai cấp, trung áp và hạ áp; giảm nguy cơ chập điện khi có vật lạ rơi vào đường dây,…Bài viết nguyên nhân và biện pháp phòng ngừa đứt cáp trung áp cách điện sẽ giúp bạn bảo vệ thiết bị này tốt hơn trong quá trình sử dụng của mình.

Nguyên nhân đứt cáp trung áp cách điện

Trong thực tế đã có nhiều sự cố đứt cáp, rất nguy hiểm. Có điểm tự đứt dây ở vị trí cách sứ đỡ dây 40cm; có điểm đứt cáp ở ngay đỉnh sứ đỡ kèm theo vỡ sứ; có điểm đứt giữa 2 khoảng cột.

a- Trường hợp tự đứt cáp tại điểm cách sứ đỡ 40cm:

Khi có dòng điện chạy qua, xung quanh cáp sẽ xuất hiện một điện trường mạnh. Đó gọi là hiệu ứng lân cận. Tại vị trí cách sứ đỡ dây 40cm trên cáp buộc định hình, sẽ xuất hiện điện thế có trị số nhỏ hơn điện thế trên dây pha và hình thành một tụ điện“trong đó một cực là dây dẫn điện và một cực là dây buộc định hình, cách điện của dây dẫn đóng vai trò là điện môi”. Cách sứ đỡ 40cm là điểm thắt chặt nhất của dây buộc định hình vào dây dẫn, do tác dụng của gió mưa và ánh sáng mặt trời dây định hình bị co dãn liên tục gây ra trầy xước, nứt vỏ cách điện, nước mưa ngấm vào tạo ra dòng điện phân. Do dây dẫn điện làm bằng nhôm, nên tại điểm phóng dòng điện phân, dây nhôm liên tục bị cháy, dẫn đến đứt lìa. Trên bề mặt cắt ngang dây dẫn sẽ xuất hiện một lớp bột nhôm mỏng bị cháy, vỏ cách điện bị cháy sùi lên.

Đây là điểm yếu nhất khi sử dụng dây cáp nhôm bọc cách điện cho đường dây trên không.

b- Trường hợp đứt dây ngay tại đỉnh sứ:

Trường hợp đứt dây tại đỉnh sứ có thể do cách điện của sứ bị hỏng (phóng điện xuyên ty sứ), đồng thời cách điện của dây dẫn cũng hỏng dẫn đến sự cố nổ vỡ sứ và đứt dây. Trong trường hợp này, mặt cắt ngang của dây nhôm không bằng phẳng, vỏ cách điện bị cháy lan rộng. Ít khi xảy ra trường hợp phóng điện đứt dây trên sứ do dòng điện phân như trường hợp (a).

c- Trường hợp đứt dây giữa 2 khoảng cột.

Khi cải tạo, thay dây trần bằng dây cáp bọc cách điện, khoảng cách cột vẫn được giữ nguyên. Dây được bọc cách điện thường là dây cáp nhôm, khả năng chịu lực kéo kém hơn dây trần. Sự cố đứt dây cáp bọc có thể xảy ra do sức mang tải và sức chịu lực cơ lý của dây cáp kém gây ảnh hưởng không nhỏ đến toàn bộ hệ thống điện của bạn.

Cấu tạo – Dây cáp trung áp là gì:

Dây cáp trung áp bọc cách điện là dây đơn pha nhôm (AAC) hoặc hợp kim nhôm Almélec (AAAC). Lớp cách điện bên trong gồm các hợp chất điền kín các sợi dây dẫn có tiết diện từ 35mm2 đến 240mm2, vỏ bảo vệ bên ngoài làm bằng chất PR (XLPE), độ dày thay đổi từ 1,5mm đến 4,5mm. Để tăng độ bền cách điện và độ bền cơ học lớp vỏ bọc, người ta tiến hành lưu hóa khô hợp chất Polyethylen bằng hơi lưu huỳnh (S), chuyển kết cấu mạng phân tử từ liên kết dọc sang liên kết ngang. Sử dụng loại dây dẫn bọc cách điện trung áp thay thế cho loại dây trần. Việc cố định dây trên sứ được tiến hành bằng cách sử dụng dây buộc định hình làm bằng hợp kim nhôm có lớp bọc ngoài là composite, tạo ra các vòng dây có kết cấu xoắn định hình.

Lựa chọn dây cáp bọc cách điện trung áp:

Quy phạm Kỹ thuật an toàn của Bộ Công Thương quy định, chọn cáp trung áp bọc cách điện theo cấp điện áp pha của cấp điện áp lưới điện đang sử dụng. Quy định như vậy là để dự phòng trường hợp, sứ bị hỏng cách điện, cách điện của cáp phải chịu được điện áp pha của lưới điện trung áp đang sử dụng.

Cụ thể:

– Điện áp 35 kV: Chọn dây có cấp điện áp 24 kV

– Điện áp 22 kV: Chọn dây có cấp điện áp 15 kV

– Điện áp 15 kV: Chọn dây có cấp điện áp 10 kV

– Điện áp 10 kV: Chọn dây có cấp điện áp 6,3 kV

– Điện áp 6 kV: Chọn dây có cấp điện áp 3,6 kV.

Phương pháp chống sự cố đứt dây.

Để chống hiện tượng tự đứt dây cáp, phải tuân thủ các yêu cầu:

– Chọn dây cáp có cấp cách điện lớn hơn hoặc bằng điện áp pha của đường dây.

– Không được làm tổn thương lớp vỏ bọc bên ngoài dây dẫn trong quá trình thi công.

– Dùng kẹp nối dây, ống nối dây có bọc cách điện, đảm bảo mối nối không bị hở cách điện.

– Phải dùng ghíp bấm thủng có bọc cách điện để kẹp dây dẫn với dây buộc định hình nhằm tạo ra sự đẳng thế, xóa bỏ sự phân cực.

– Tuyệt đối không được gọt lớp cách điện khi đấu nối.

– Khi nối dây phải dùng ống nối chịu lực luồn trong ống bằng chất dẻo co ngót, không được để hở cách điện của dây dẫn bọc.

– Tuyệt đối không dùng ghíp nhôm trần để kẹp nối dây dẫn bọc.

– Tăng cường điểm thoát quá điện áp do sét trên đường dây.

– Ưu tiên dùng cáp bọc trong khu vực đông dân cư để đảm bảo an toàn điện cho người. Không sử dụng dây dẫn bọc cách điện trung áp tại các vùng có mật độ sét lớn, vùng ven biển có hơi nước nhiễm mặn.

Chống sét cho đường cáp bọc cách điện:

Khả năng chịu dòng điện sét của cáp bọc cách điện kém, nếu có sét đánh lan truyền trên đường dây, khi thiết bị chống sét hoạt động kém hiệu quả sẽ gây “cháy đoản nhiệt”, lớp cách điện bên ngoài bị già hóa nhanh, dẫn đến hỏng cách điện của cáp.

Để hạn chế ảnh hưởng của sét: Cứ 500m nên đặt 1 bộ chống sét đường dây. Nếu dùng cáp bọc cách điện thì khoảng 200m đến 300m đặt một bộ. Nên kết hợp với bộ chống sét van, vì mỏ phóng điện đầu tròn có tác dụng giảm sự phá hoại của dòng điện sét lan truyền trên đường dây. Việc dùng mỏ phóng điện đầu tròn sẽ giảm được giá thành sản xuất mà vẫn đạt được hiệu quả bảo vệ cao.

Cáp trung áp cách điện góp phần ngăn chặn nguy cơ xảy ra ngắn mạch khi vi phạm khoảng cách an toàn giữa các pha nên tầm quan trọng của thiết bị này là cực kì cần thiết. Vì vậy nắm bắt được nguyên nhân và biện pháp phòng ngừa đứt cáp sẽ hỗ trợ bạn rất nhiều trong việc vận hành hệ thống điện của mình.

Tủ bù hạ thế là một trong những thiết bị điện quan trọng đối với hệ thống điện, thiết bị này có nhiệm vụ tích và phóng điện trong mạch điện, muốn tích điện cho tụ bù điện người ta nối hai bản cực của tụ bù điện với nguồn điện, bản nối với cực dương sẽ tích điện dương, bản nối với cực âm sẽ tích điện âm.

Những công dụng tuyệt vời của tụ bù hạ thế

1. Giúp bù công suất phản kháng cho lưới điện hạ thế

Khi đứng trên cương vị là người quản lý doanh nghiệp hay cán bộ phụ trách điện. Chúng ta đều cảm thấy xót xa khi mỗi tháng phải trả thêm số tiền bị phạt do hệ số cosφ không đạt. Nếu như hệ thống điện của chúng ta có hệ số cosφ nhỏ hơn 0.85 mà chưa được lắp đặt tủ tụ bù hạ thế. Hoặc lắp rồi mà không đáp ứng được nhu cầu thì đó chính là lý do dẫn tới việc bị phạt tiền. Vậy tại sao chúng ta phải lắp đặt hệ thống tủ tụ bù hạ thế? Lợi ích của việc lắp đặt tủ tụ bù hạ thế mang lại?

2. Tủ tụ bù hạ thế giúp giảm tổn hao trên dây truyền tải

Giảm tổn thất công suất trên đường dây truyền tải:

Có hai thành phần làm cho công suất điện bị tổn hao:

  • Thành phần do công suất tác dụng thì không thể giảm
  • Thành phần do công suất phản kháng thì chúng ta hoàn toàn xử lý được. Với việc giảm tổn hao công suất phản kháng dẫn đến giảm tổn hao công suất biểu kiến. Nói tóm lại là giảm tiền điện không bị phạt nữa. Vậy tủ tụ bù phát huy tác dụng ở đâu và khi nào? Xin trả lời là khi đường dây của chúng ra kéo quá xa. Trong khi công tơ điện thì lại lắp ở đầu trạm. Trong trường hợp này ta nên bù gần như tối đa 0.95 để giảm tổn thất điện năng.

3. Giảm hoá đơn tiền điện do lắp đặt tủ tụ bù công suất phản kháng

Hiện tại đồng hồ lắp cho các nhà máy hiển thị 3 loại công suất: công suất thực P(kW), công suất phản kháng Q ( Kvar ) và công suất biểu kiến S (Kva ). Tiền mà chúng ta thường bị phạt chính là tiền mua điện năng phản kháng. Đối với hộ dân thì tính tiền trên công suất P (kWh). Còn các doanh nghiệp do sản lượng tiêu thụ thường lớn nên phải trả thêm công suất phản kháng ( Kvar).

Chúng ta sẽ phải lựa chọn 1 trong 2 giải pháp sau để giải quyết vấn đề đó:

  1. Trả tiền cho điện lực toàn bộ số tiền phạt do không đạt công suất cosφ.
  2. Lắp đặt hệ thống tủ tụ bù công suất cosφ để bù lại phần tiêu hao. Bản chất của tủ tụ bù hạ thế giống như một máy phát điện. Nhưng nó phát công suất phản kháng Q.

Khi hệ số cosφ <=0.85 thì theo quy định của điện lực lượng Q tiêu thụ bắt đầu được tính tiền.

Tiền phạt thực chất là tiềm mua điện năng phản kháng. Hiện nay đồng hồ thế hệ mới mà điện lực lắp đặt cho các nhà máy hiển thị 3 loại công suất: công suất thực P (Kw), công suất phản kháng Q (Kvar), công suất biểu kiến S (KVA). Đối với hộ dân thì tính tiền trên công suất P (KWh), còn các doanh nghiệp do sản lượng tiêu thụ lớn nên phải trả thêm công suất phản kháng (công suất ảo) Q (Kvar).

Có 2 lựa chọn để trả tiền cho phần sử dụng công suất này

1. Trả tiền trực tiếp cho điện lực, tiền này thường được gọi là “tiền phạt” (theo tôi hiểu trước đây các công tơ điện không hiển thị công suất Q, do đó người sử dụng không thấy được lượng công suất Q mình sài mà vẫn phải trả tiền nên gọi là “phạt”)

2. Lắp đặt tủ tụ bù hạ thế công suất tại chỗ. Bản chất của tủ tụ bù hạ thế giống như một máy phát điện, nhưng nó phát công suất phản kháng Q

Khi nào thì nên lắp tụ bù?

Theo qui định của điện lực khi hệ thống tiêu thụ của bạn có cos phi <=0.85 thì lượng Q tiêu thụ bắt đầu được tính tiền. Chình vì vậy để không phải phạt, chúng ta nên lắp hệ thống tủ tụ bù công suất cosφ. Có nhiều cách bù như bù cứng hoặc bù mềm, bù tự động hay bằng tay. Nhưng đa số chúng ta thường chọn giải pháp bù mềm và bù tự động.

Chúng ta sẽ phân tủ tụ bù hạ thế ra làm nhiều cấp bù khác nhau như 6 cấp, 12 cấp. Và có bộ điều khiển tủ tụ bù hạ thế được lập trình để giúp việc bù đúng và đủ. Đạt hệ số cosφ như yêu cầu của điện lực, có như vậy chúng ta mới không bị mất tiền phạt.

4. Tụ bù hạ thế giúp bù công suất phản kháng tăng khả năng truyền tải của dây

Dòng điện chạy trên đường dây gồm 2 thành phần tác dụng và phản kháng. Nếu ta bù ở cuối đường dây thì dòng phản kháng sẽ bớt. Chính vì lẽ đó ta có thể cho đường dây tải thêm dòng tác dụng, rất chi là đơn giản.

Ngoài các tác dụng trên thì chúng ta không thể nhắc tới tác dụng của tủ tụ bù hạ thế đối với máy biến áp. Nó giúp bù công suất phản kháng giúp tăng công suất thực máy biến áp.

Từ S=U*I ta thấy rằng dung lượng máy biến áp gồm 2 phần P và Q. Nếu ta bù tốt thì S gần như bằng P, điều này cho phép máy biến áp tăng thêm tải.

5. Tụ bù hạ thế giúp bù công suất phản kháng giảm sụt áp

Chúng ta biết rằng có hai nguyên nhân dẫn tới tổn thất điện áp là do công suất tác dụng và do công suất phản kháng. Nguyên nhân đầu thì chúng ta không xử lý được. Nhưng do công suất phản kháng thì chúng ta hoàn toàn có thể giảm được. Nên khi lắp tủ tụ bù vào sẽ bù lại quãng đường do chúng ta kéo xa. Giúp các thiết bị, động cơ khi khởi động đủ công suất không bị nóng hay cháy.

Trong quá trinh sử dụng điện có những thiết bị yều cầu công suất phản kháng như Máy biến áp, động cơ điện, cuộn dây cảm kháng… Vì vậy lắp đặt tủ bù hạ thế sẽ góp phần làm giảm hệ số công suất tiêu thụ sẽ kéo theo tăng về chi phí đầu tư và vận hành.

Bạn có tin được không khi chúng ta trong tương lai có thể sử dụng lá cây như những thiết bị điện tử công nghệ cao cho nhu cầu sử dụng. Điều này đã được các nhà khoa học Trung Quốc thực tế hóa qua nhiều quá trình nghiên cứu của mình để đạt được thành công này.

Các nhà khoa học tại Sơn Đông, Trung Quốc đã tìm ra phương pháp chuyển đổi chất thải hữu cơ từ lá cây Phượng Hoàng, một loại cây được trồng phổ biến dọc các con đường ở miền Bắc Trung Quốc, thành vật liệu các-bon xốp để sản xuất thiết bị điện tử công nghệ cao.

Hình ảnh các hạt các-bon xốp chụp bằng kính hiển vi điện tử Ảnh: Science Daily

Theo một nghiên cứu được công bố trên Tạp chí Năng lượng Tái tạo và Bền vững, công trình do nhà nghiên cứu Hongfang Ma thuộc Đại học Công nghệ Qilu dẫn đầu, tập trung chủ yếu vào việc biến chất thải thành vật liệu các-bon xốp sử dụng trong công nghệ lưu trữ năng lượng.

Dù quá trình biến lá cây thành chất có thể kết hợp với điện cực để trở thành vật liệu sử dụng trong thiết bị điện tử công nghệ cao đã được nói đến từ lâu, nhưng mới dừng lại ở những giai đoạn đơn giản.

Theo nhóm nghiên cứu Trung Quốc, trước tiên, lá cây khô được nghiền thành bột rồi đốt nóng ở 220 độ C trong vòng 12 giờ. Kết quả thu được là loại bột gồm các hạt các-bon nhỏ. Sau đó bột các-bon được xử lý bằng dung dịch kali hydroxit nhằm tạo độ xốp rồi tiếp tục đốt nóng ở nhiệt độ tăng từ 450 lên 800 độ C.

Sản phẩm cuối cùng các nhà khoa khọc thu được là bột các-bon đen có khả năng tích điện phi thường.

Trong hàng loạt các thử nghiệm điện hoá chuẩn, các nhà khoa học nhận thấy vật liệu này có khả năng tạo ra loại siêu tụ điện có dung lượng lên đến 367 Farads / gram, cao gấp 3 lần siêu tụ điện graphene, loại tụ điện ưu việt nhất hiện nay.

Tụ điện là thành phần được sử dụng rộng rãi để lưu trữ năng lượng bằng cách giữ một điện tích trên hai dây dẫn, cách nhau bởi một chất cách điện. Các tụ điện siêu cấp có thể lưu trữ năng lượng gấp 10-100 lần so với tụ điện thông thường.

Chúng có thể nạp và phóng điện nhanh hơn nhiều so với pin thông thường. Vì lý do này, siêu tụ điện được xem là giải pháp tối ưu đáp ứng nhu cầu lưu trữ năng lượng đặc biệt trong công nghệ máy tính và các phương tiện sử dụng động cơ lai (hybrid) hay chạy điện.

Đặc tính siêu tích điện của vật liệu các-bon xốp làm từ lá cây Phượng Hoàng cao hơn hẳn so với bột các-bon làm từ vật liệu sinh học khác. Các nhà nghiên cứu hy vọng sẽ cải thiện hơn nữa các tính chất điện hóa của vật liệu bằng cách tối ưu hóa quá trình và cho phép pha tạp hoặc thay đổi nguyên liệu.

Ngoài lá cây, nhóm nghiên cứu cũng chuyển đổi thành công chất thải từ khoai tây, thân cây ngô, gỗ thông, rơm rạ và các chất thải nông nghiệp khác thành vật liệu điện cực các-bon.

Đây là một bước tiến lớn trong công nghệ đặc biệt là việc chế tạo và sản xuất các thiết bị điện tử trong tương lai khi mà nguồn nhiên liệu trên Trái Đất đang ngày càng cạn kiệt

Khi ta mua một món hàng nào đó nhưng vẫn loay hoay cách sử dụng nó ra sao?

Bài viết này sẽ hướng dẫn bạn cách sử dụng đồng hồ đo điện trở đất Kyoritsu 4105A để đo điện trở đất của hệ thống tiếp địa, hệ thống chống sét đánh.

Hình 1. Đồng hồ đo điện trở đất Kyoritsu 4105A.

1. Cấu tạo của thiết bị

Hình 2. Cấu tạo của thiết bị của Kyoritsu 4105A.

Kyoritsu 4105A bao gồm các bộ phận sau:

  1. Màn hình LCD.
  2. Hiển thị pin (báo pin yếu).
  3. Đèn LED (Green) báo hiệu đang tiến hành đo.
  4. Nút nhấn kiểm tra (nút TEST).
  5. Công tắc (núm xoay) chọn phạm vi thang đo.
  6. Đầu vào/ra để cắm dây đo.
  7. Dây thí nghiệm/kiểm tra.
  8. Cọc tiếp đất phụ.
  9. Dây đo đơn giản.
  10. Chốt an toàn (hình đầu cá sấu).
  11. Đầu đo.

2. Cách sử dụng máy đo điện trở đất Kyoritsu 4105A

Sau đây chúng ta cùng nhau tìm hiểu cách sử dụng máy đo điện trở đất 4105A của Kyoritsu cho hệ thống tiếp địa.

Để đo điện trở nối đất ta cần làm qua 4 bước theo thứ tự sau đây:

– Bước 1: Kiểm tra Pin bằng cách nhìn thông báo trên màn hình. Nếu xuất hiện dấu (-+) (mục 2 – Hình 2) thì Pin sắp hết điện. Phép đo lúc này sẽ thiếu chính xác. Bạn phải sạc lại cho pin hoặc thay pin. Đảm bảo rằng pin đã được sạc.

– Bước 2: Cắm nối các đầu đo vào thân máy đo điện trở. Chú ý phải đấu nối đầu đo chính xác.

– Bước 3: Đo điện áp của đất:

  • Bật chuyển mạch đồng hồ đo về thang Earth Voltage. Nếu đồng hồ hiển thị giá trị điện áp < 10V là được. Như vậy kết quả đo sẽ chính xác hơn.

– Bước 4: Đo điện trở của đất:

  • Bật chuyển mạch của máy đo về thang 2000Ω.
  • Đồng thời ấn và xoay phím PRES TO TEST để kiểm tra chỉ thị của đồng hồ. Nếu đồng hồ chỉ thị nháy chớp liên tục thì kiểm tra lại que đo hoặc cọc đất. Đảm bảo rằng hai loại này tiếp xúc đất tốt nhất. Có thể đổ nước vào cọc đất.
  • Bật chuyển mạch máy đo về thang 20Ω. Đồng thời ấn và xoay phím PRESS TO TEST kiểm tra chỉ thị của máy. Đọc thông số trên màn hình. Đây chính là giá trị điện trở đất của hệ thống tiếp địa.

3. Nguyên lý đo

Thiết bị này thực hiện phép đo điện trở đất bằng phương pháp giảm giá trị, là phương pháp để đạt được giá trị điện trở đất Rx bằng cách áp dụng dòng điện xoay chiều I không đổi giữa E (điện cực đất) và C (điện cực hiện tại), sau đó tìm ra sự khác biệt về điện áp V giữa hai điện cực E và P.

Hình 4. Nguyên lý đo của Kyoritsu 4105A.

4. Phương pháp đo

4.1. Đo chính xác (với đầu dò M-7095)

– Kết nối đầu dò thử nghiệm

Hình 5. Kết nối đầu dò thử nghiệm.

Đóng các cọc tiếp đất phụ P và C vào sâu trong lòng đất. Chúng cách nhau khoảng cách 5-10m từ thiết bị nối đất đang làm thí nghệm. Kết nối dây màu xanh lá cây với thiết bị nối đất, dây màu vàng với cọc tiếp đất phụ P và dây màu đỏ với cọc tiếp đất phụ C từ các đầu nối E, P và C của thiết bị theo thứ tự.

Lưu ý:

  • Đảm bảo các gai của cọc tiếp đất phụ tiếp xúc với phần ẩm của đất. Khi chỗ tiếp xúc của cọc tiếp đất phụ bị khô hoặc chạm đá hoặc cát trên đất thì ta phải đổ nước vào để đủ ẩm.
  • Trong trường hợp nền là bê tông, ta phải đặt đất phụ trợ và tưới nước lên, hoặc đặt một lớp cát/bụi ướt khi thực hiện phép đo.

– Đo điện áp đất:

  • Xoay núm vặn sang vị trí EARTH VOLTAGE. Điện áp đất sẽ được chỉ định trên màn hình. Đảm bảo rằng điện áp là 10V trở xuống. Khi màn hình đọc hơn 10V, nó có thể dẫn đến sai số quá mức trong phép đo điện trở đất. Để tránh điều này, hãy thực hiện đo sau khi giảm điện áp bằng cách tắt nguồn điện của thiết bị được kiểm tra.

– Đo lường chính xác.

  • Xoay núm vặn đến vị trí 2000Ω và nhấn nút kiểm tra. LED vẫn sáng trong quá trình thí nghiệm. Xoay núm vặn đến vị trí 200Ω và 20Ω khi điện trở đất ở giá trị thấp. Giá trị được chỉ định này là điện trở đất của thiết bị nối đất đang thử nghiệm.

Lưu ý: Nếu điện trở đất phụ của cọc tiếp đất phụ C tăng quá cao để thực hiện đo lường, màn hình hiển thị ‘…’. Kiểm tra lại kết nối dây dẫn thử nghiệm và điện trở đất của cọc tiếp đất phụ.

Chú ý cẩn thận:

  • Nếu phép đo được thực hiện với các đầu dò xoắn hoặc tiếp xúc với nhau, việc đọc thiết bị có thể bị ảnh hưởng bởi nhiễu. Khi kết nối các đầu dò, ta phải đảm bảo rằng chúng được tách ra.
  • Nếu điện trở đất của gai cọc tiếp đất phụ quá lớn, nó có thể dẫn đến phép đo không chính xác. Đảm bảo dán cẩn thận cọc tiếp đất phụ P và C vào phần ẩm của đất và đảm bảo đủ các kết nối giữa chúng.

4.2. Đo đơn giản (với đầu dò M-7127)

Sử dụng phương pháp này khi tăng cọc tiếp đất phụ không thể bị mắc kẹt. Trong phương pháp này, một điện cực đất hiện có với điện trở đất thấp, chẳng hạn như ống nước kim loại, trụ điện cung cấp nguồn điện cho một chung cư thương mại và đầu nối đất của tòa nhà có thể xem như hai cực (E, P).

Sử dụng đầu dò đo được đơn giản hóa kèm theo có cấu trúc thuận tiện mà cả kẹp cá sấu an toàn và thanh thí nghiệm.

– Đấu dây:

Tạo kết nối như hình vẽ.

Hình 6. Đo đơn giản (với Đầu dò thử nghiệm M-7127).

– Đo điện áp đất:

  • Xoay núm vặn sang vị trí EARTH VOLTAGE, điện áp đất sẽ được chỉ định trên màn hình. Đảm bảo rằng điện áp là 10V trở xuống.
  • Khi màn hình đọc hơn 10V, nó có thể dẫn đến sai số quá mức trong phép đo điện trở đất. Để tránh điều này, hãy thực hiện đo sau khi giảm điện áp bằng cách tắt nguồn điện của thiết bị được thử, v.v.

– Đo đơn giản:

  • Xoay núm vặn sang vị trí 2000Ω và nhấn nút kiểm tra. LED vẫn được chiếu sáng trong quá trình thử nghiệm. Xoay núm vặn sang phạm vi 200Ω và 20Ω khi điện trở đất thấp. Giá trị được chỉ định này là điện trở đất của thiết bị nối đất đang được thử nghiệm.

Lưu ý: Nếu điện trở đất phụ của cọc tiếp đất phụ C quá cao để thực hiện phép đo, màn hình sẽ hiển thị ‘…’. Kiểm tra lại kết nối của từng dây dẫn thử nghiệm và điện trở đất của cọc tiếp đất phụ.

– Giá trị đo đơn giản:

  • Phương pháp hai cực được sử dụng để đo lường đơn giản. Trong phương pháp này, giá trị của điện trở đất re của điện cực đất nối với cực P được thêm vào giá trị điện trở đất thực Rx và được hiển thị dưới dạng giá trị chỉ định Re.

Re = Rx + re

  • Nếu re được biết trước, giá trị điện trở đất thực Rx được tính như sau:

Rx = Re – re