Câu 1 Trình bày nguyên lí cấu tạo và nguyên lí làm việc của NCĐ? Hiện
tượng rung ở nam châm điện? biện pháp khắc phục
Cấu tạo: NCĐ gòm hai bộ phận chính: mạch từ và cuộn dây; phụ thuộc dạng dòng
chạy trong cuộn dây; NCĐ một chiều và NCĐ xoay chiều; phụ thuộc vào cách mắc
cuộn dây với tải: mắc nối tiếp tải- cuộn dòng; mắc song song tải: cuộn áp;
LV:
*Cấu tạo: ( hình 1a )
Cuộn dây 1với số vòng dây w , quấn trên một nhánh thân từ;
*Mạch từ: Gòm thân từ 2,có nhiều nhánh từ dạng chữ U, I hay E bằng thép lá kỉ
thuật ghép lại (NCĐ xoay chiều) hay trụ đặt (NCĐ một chiều);
Nắp từ 3- phần động NCĐ, cách cực từ thân từ khe hở không khí δ;
Lò xo 4- duy trì khe hở ban đầu δ; tạo lực trở về cho nắp từ.
*Nguyên lí làm việc: Khi đặt điện áp U vào hai cực cuộn dây, sẽ có dòng I chạy
trong 1, tạo nên sức từ động F
tđ
=*Nguyên lí là i.w, nguồn phát sinh từ thông Φ
0
,
khép mạch trong mạch từ, khi đi qua δ, tạo nên từ thông Φ
δ
–từ thông có ích, tạo
nên lực điện từ làm nắp di chuyển; một phần từ thông khép mạch sang các trụ từ -
từ thông rò Φ
r
; khi mất dòng nắp 3 trở về vị trí ban đầu nhờ lò xo 4 .
hiện tượng rung : lực hút điện từ biến đổi theo tần số gấp đôi tần số của nguồn
điện (2w).Ở thời điểm B = 0 thì Fdt = 0 lực lò xo Flx > Fdt thì nắp bị kéo nhả ra. Ở
những thời điểm Flx < Fdt thì nắp được hút về phía lõi.Như vậy trong một chu kỳ
nắp bị hút nhả ra hai lần nghĩa là nắp bị rung với tần số 100Hz nếu tần số nguồn
điện là 50Hz. Để chống hiện tượng rung này, ta phải làm sao cho lực hút điện từ
Fdt ở mọi thời điểm phải lớn hơn lực Flx. Muốn Fdt> Flx người ta tạo ra 2 từ thông
Do đó phương trình cân bằng điện áp sẽ là Uo=Ur + Uhq =I.R+I.rhq
HQD xoay chiều : *Dòng xoay chiều i(t) = I
m
sinωt, biến thiên với ω = 2πf, trong
một chu kì T, khi cắt mạch dòng hồ quang phát sinh có 100 lần cháy và tắt;
*Tại thời điểm trước và sau khi dòng đi qua trị số o tự nhiên, dòng ở ½ T đầu và
cuối không còn dang hình sin, i ≈0, trong khoảng thời gian t
k
khá nhỏ, hồ quang mất
tính dẫn điện, →điều kiện tốt để tắt.
*Điện trở tác dụng r
hq
có dạng phi tuyến nên u
hq
và i
hq
trùng pha;
*cắt mạch hồ quang có thể xảy ra đầu hay cuối ½ T hay giữa ½ T.
Dập hq xc Quá trình dập tắt hồ quang điện xoay chiều không những tùy thuộc vào
tương quan giữa độ lớn của điện áp chọc thủng với độ lớn của điện áp hồ quang mà
còn phụ thuộc tương quan giữa tốc độ tăng của chúng
Câu 3 Điều kiện dập tắt HQĐ? Và các biện pháp dập tắt HQĐ?
Điều kiện dập tắt HQĐ : Hồ quang điện sẽ bị dập tắt khi môi trường giữa các điện
cực không còn dẫn điện hay nói cách khác hồ quang điện sẽ tắt khi có quá trình
phản ion hóa xảy ra mạnh hơn quá trình ion hóa. Ngoài quá trình phân li đã nói trên,
song song với quá trình ion hóa còn có các quá trình phản ion gồm hai hiện tượng
sau: 1 ,Hiện tượng tái hợp 2 ,Hiện tượng khuếch tán các yêu cầu khi dập hồ
quang :dập trong tg ngắn ,hạn chế phạm vi cháy hq,tốc độ đóng mở tiếp điểm
lớn,năng lượng hq sinh ra bé Rhp tăng nhanh,tránh hiện tượng quá điện áp
các biện pháp dập tắt HQĐ
-Thiết bị đóng cắt dòng trên vài chục ampe , điện áp thấp hồ quang thường dài
không tăng khoảng cách các tiếp điểm do kích thước bị giới hạn;
-Thiết bị đóng cắt > 1000V, dòng nhỏ như dao cách ly dùng biện pháp này.
3.2.Phân đoạn hồ quang.
*Mục đích:-Chia hồ quang ra nhiều đoạn nhỏ, khi dòng xoay chiều đi qua không
điện áp u
ct
= 150÷250V, hồ quang tắt dễ dàng;
-Khi phân đoạn hồ quang dòng một chiều, chiều dài tổng hồ quang lớn do tác dụng
lực điện động nên dẽ tắt hơn;
*Nguyên lí thực hiện:- Dùng tiếp điểm bắt cầu( hình 4-9a);
-Dùng buồng hồ quang kiểu dàn dập( hình 4-9b), các tấm dàn dập làm bằng sắt non,
mạ ,tác dụng phân đoạn , kéo dài và làm nguội hồ quang.
*Ứng dụng:- trong các thiết bị điều khiển hạ áp ( công tắc tơ, khởi động từ);
- Máy cắt cao áp ≥ 110 kV, phân từ 2 đến 4 đoạn (MC siêu cao áp).
3.3.Thổi hồ quang bằng từ.(hình 4-9c).
*Nguyên lí thực hiện:-thổi, kéo hồ quang bằng lực điện động do tác động tương hỗ
giữa i
hq
và môi trường sắt từ vào buồng dập có cấu tạo đặc biệt dạng khe hẹp kiểu
ziczắc, hồ quang bị kéo dài, tiếp xúc nhiều với thành buồng, quá trình khử ion xảy
ra mạnh, dễ tắt.
*Ứng dụng:-Rộng rãi ở khí cụ đóng cắt hạ áp với mọi trị số dòng điện;riêng hồ
quang dòng một chiều khó dập tắt nên phải dùng cuộn thổi từ riêng nối tiếp với i
hq
để thổi hồ quang.
3.4.Dùng môi trường dập hồ quang đặc biệt.
*Dầu biến áp:-Cường độ bền cách điện cao, dẫn nhiệt tốt;
-Khi hồ quang cháy trong môi trường dầu, do nhiệt lượng hồ quang, dầu xung
quanh bị phân tách ra hỗn hợp chất khí và hơi có có độ bền cách điện cao, áp suất
s
mà tốc độ phục hồi điện
áp xảy ra chậm hơn nên hạn chế được hiện tựng dao động điện áp hồi phục từ lưới.
Câu 4 Quá điện áp trong mạch 1 chiều?
Khi cắt mạch điện một chiều thường xảy ra quá điện áp, khi ở mạch có điện cảm lớn
nếu tốc độ cắt càng nhanh thì quá điện áp càng lớn. Nếu tại thời điểm cắt có I= 0 thì
Uo=L.di/dt + Uhq => Uhq-Uo=-Ldi/dt=đenta U ( nếu L lớn và di/dt lớn thì đenta U
sẽ rât lớn => xảy ra quá điện áp )Đen ta U là trị số quá điện áp xoay chiều.rong mạch
một chiều làm việc với công suất lớn lại có nhiều vòng dây khi dập hồ quang điện
quá điện áp sẽ xảy ra rất lớn có thể gây đánh thủng cách điện và hư hỏng thiết bị. Vì
vậyĐể hạn chế hiện tượng quá điện áp người ta phải tiêu tán nhanh cóng năng lượng
từ L.i2/2 ở các tải .thường dùng thêm một mạch điện phụ mắc song song với phụ tải.
Mạch này có thể là điện trở, điện trở và tụ nối tiếp hoặc một chỉnh lưu mắc ngược
1. mắc r ss với tải với trị số r=( 5 - 7 )R nhược :tổn hao trên điện trở phụ lớn .2. mắc
ss với tải 1 tụ điệnc và r , ở chế độ xác lập không có tổn hao r nhưng có thể xuất hiện
cộng hưởng => tránh cộng hưởng L/C<((R+r)/2)² .3, dùng điốt mắc ss ngược với tải
ưu năng lượng từ sẽ tiêu tán rất nhanh trên R chú ý :dòng xung kích qua van rất lớn
cần chọn van thích hợp và mắc đúng chiều điốt
Câu 5 Trình bày khái niệm chung về role, đặc tính của role, các tham số
của role?
Khái niệm :Rơle là một loại thiết bị điện tự động mà tín hiệu đầu ra thay đổi theo
cấp khi tín hiệu đầu vào đạt những giá trị xác định. Rơle là thiết bị điện dùng để
đóng cắt mạch điện điều khiển, bảo vệ và điều khiển sự làm việc của mạch điện
động lực đặc tính rơle : Đường biểu diễn
quan hệ giữa đại lượng vào x và đầu ra y của rơle gọi là đặc tính “ vào - ra “ và còn
được coi là đặc tính cơ bản của rơle. Nên đặc tính này còn gọi là đặc tính rơle.
Khi đại
lượng đầu vào x thay đổi từ 0 → xtđ, thì đại lượng đầu ra y luôn bằng ymin .
Khi x đạt đến giá trị tác động x = xtđ, đại lượng đầu ra tăng đột ngột đến giá trị
ymax. Sau đó dù x tiếp tục tăng đến xlv thì y vẫn giữ nguyên giá trị ymax , tương
Rơle nhiệt : Rơle nhiệt là một thiết bị điện dùng để bảo vệ động cơ và mạch điện
khỏi bị quá tải, thường dùng kèm với khởi động từ, công tắc tơ Rơle nhiệt không tác
động tức thời theo trị dòng điện vì có quán tính nhiệt lớn phải cần thời gian để phát
nóng. Thời gian làm việc từ khoảng vài giây[s] đến vài phút, nên không dùng để bảo
vệ ngắn mạch được. Muốn bảo vệ ngắn mạch thường dùng kèm cầu chảy
1 phần tử đót nóng,2 tiếp điêmt
thường đóng,3 băng kép kim loại,4 đòn xoay,5 lò xo đòn xoay,nút ấn phục hồi
rơle điện từ : 1lõi thép, 2 cuộn dây , 3 nắp mạch từ , 4 lò
xo,5 tiếp điểm động .Khi cung cấp điện cho cuộn dây, sẽ tạo từ trường chạy trong
mạch từ chính. Lực hút điện từ sinh ra thắng được lực hút lò xo nắp mạch từ được về
phía lõi thép. Ứng với mạch từ 1 chiều - xoay chiều có các rơle 1 chiều - xoay chiều.
Mạch từCuộn dây
Nắp mạch từ
Lò xo nhã
Tiếp điểm
Ống ngắn mạch
2
1
3
4
5
6
Hình : Cấu trúc chung
của rõle điện từ
4
3 5
1
2
i
đk
dây đánh dấu “sao” BU : Biến điện áp đo lường dùng để biến
đổi điện áp từ trị số lớn xuống trị số thích hợp (100V hay 100/ V) để
cung cấp cho các dụng cụ đo lường, rơle và tự động hóa.Như vậy các
dụng cụ thứ cấp được tách khỏi mạch điện cao áp nên rất an toàn cho
người.Cũng vì an toàn, một trong những đầu ra của cuộn dây thứ cấp
phải được nối đất. Các dụng cụ phía thứ cấp của BU có điện trở rất lớn
nên có thể coi BU làm việc ở chế độ không tải.
Câu 9 Máy cắt điện cao áp là gì? Có những loại máy cắt nào? Ưu nhược
điểm của từng loại máy cắt này
Máy cắt điện cao áp (còn gọi là máy cắt cao áp) là thiết bị dùng để đóng cắt mạch
điện có điện áp từ 1000 V trở lên ở mọi chế độ vận hành : chế độ tải định mức, chế độ
sự cố, trong đó chế độ đóng cắt dòng điện ngắn mạch là chế độ nặng nề nhất.
phân loại máy cắt : Phân loại theo môi trường dập hồ quang : Máy cắt dầu ( nhiều
dầu, ít dầu) Máy cắt khí nén, Máy cắt chân không,Máy cắt tự sinh khí,Máy cắt khí
SF6 ; Phân loại theo môi trường làm việc : Máy cắt lắp đặt trong nhà ,Máy cắt lắp
đặt ngoài trời ;Phân loại theo kết cấu : Máy cắt hợp bộ (thường được ghép tổ hợp với
các thiết bị khác như DCL, các thiết bị điều khiển, đo lường, bảo vệ hay còn gọi là
trạm đóng cắt hợp bộ),Máy cắt rời.
Máy cắt không khí: Không khí khô, sạch được nén với áp suất cao (từ 20 đến 40 at)
dùng để thổi hồ quang và để thao tác máy cắt, vì vậy máy cắt loại này được gọi là
máy cắt không khí nén hay máy cắt không khí. Ưu điểm chính của MC khí nén là khả
năng cắt lớn, có thể đạt đến dòng cắt 100 kA, thời gian cắt bé nên tiếp có tuổi thọ
cao.Nhược điểm chính của loại máy cắt này là hiết bị khí nén đi kèm. Vì vậy chỉ nên
dùng cho những trạm có số lượng MC lớnĐến nay thì các loại MC đã được thay thế
dần bằng MC khí SF6 và MC chân không
máy cắt sf6 Ra đời từ những năm 1970 đến nay , sử dụng rộng rải trong HTĐ;
*Chế tạo theo mọi cấp điện áp từ 3÷800kV, dòng định mức đến 4000kA;
*Trong MC dùng khí SF
6
áp suất từ 3 đến 7 bar;
điện kín. Điện cực trên là mũ của cách điện nối với dây dẫn, còn điện cực dưới đáy
được nối với đất. nguyên lý làm việc : Khi có quá điện áp cao, khe hở trong van
chống sét bị phóng điện qua chồng điện trở vilít, được chế tạo từ các hạt cacbuasilic,
có phủ lớp SiO2. Khi có điện áp lớn đặt lên chồng điện trở phi tuyến thì điện trở sẽ
giảm nhiều nhanh chóng dẫn dòng điện xung xuống đất.Khi dòng điện xung hết, dòng
xoay chiều với tần số công nghiệp chạy theo, song điện áp thấp so điện áp xung, điện
trở phục hồiở giá trị lớn, giảm dòng điện xoay chiều chống sét ống : cấu tạo :
1 vỏ ống chống sét 2 điện cực , s1, s2 khe hở phóng
điện ;nguyên lý : Chống sét ống gồm 2 khe hở phống điện S1và S2. Trong đó khe
hở S1 được đặt trong ống làm bằng vật liệu sinh khí như fibrôbakêlit vinipơlát. Khi
có sóng quá điện áp S1và S2 đều phóng điện. Dưới tác dụng của hồ quang, chất sinh
khí phát nóng và sản sinh ra nhiều khí làm cho áp suất trong ống tăng lên đến hàng
chục ata và thổi tắt hồ quang. Khả năng dập hồ quang của CSO rất hạn chế. Ứng với
một số dòng điện giới hạn nhất định, nếu dòng điện lớn hồ quang không bị tắt gây
ngắn mạch tạm thời làm cho bảo vệ rơle có thể cắt mạch điện.Chống sét ống chủ yếu
dùng để bảo vệ chống sét cho các dường dây có truyền tải công suất thấp và không
treo dây chống sét .
Câu 12 Khái niệm chung về lực điện động? LĐĐ tính theo phương pháp
cân bằng năng lượng? tính theo định luật Bio-xava-laplace?
khái niệm : Một vật dẫn đặt trong từ trường, khi có dòng điện I chạy qua sẽ chịu tác
động của một lực.Lực này có xu hướng làm biến dạng hoặc chuyển dời vật dẫn để từ
thông xuyên qua nó là lớn nhất. Lực đó gọi là lực điện động, chiều của lực điện động
được xác định theo quy tắc bàn tay trái
BIO-XAVA-LAPLACE : Xét một đoạn mạch vòng dl1(m) có dòng điện i1 (A) đi
qua, được đặt trong từ trường với từ cảm B (T) như hình , thì sẽ có một lực dF (N) tác
động lên dl1: dF =i1B.dL1sinß .Trong đó : β là góc giữa B và dl1, hướng đi của dl1
theo chiều của dòng điện i1. Lực điện động tác dụng lên đoạn mạch vòng với chiều
dài l1 (m) bằng tổng các lực thành phần.
CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG Năng lượng điện từ của một hệ mạch vòng gồm 2 dây
dẫn có dòng điện đi qua được mô tả bằng phương trình
∫∫
==
11
0
11
0
.sin
ll
dlBidFF
β
21
2
22
2
11
.
2
1
2
1
iiMiLiLW ++=
ATM :là TBĐ tự động cắt mạch điện khi có sự cố , dùng để bảo vệ cho mạch điện
khi có sự cố quá tải, ngắn mạch, sụt áp, truyền công suất ngược. Ngoài ra còn còn
dùng để đóng mở cho mạch điện không thường xuyên đóng mở
công tắc tơ:Công tắc tơ là khí cụ điện dùng để đóng, cắt thường xuyên các mạch điện
động lực, từ xa, bằng tay hay tự động,thực hiện bằng thủy lực khí nen hoặc NCD,
Các công tắc tơ không tiếp điểm, việc đóng cắt công tắc tơ loại này được thực hiện
bằng cách cho các xung điện để khóa hoặc mở các van bán dẫn ( thyristor, triac)Công
tắc tơ có hai vị trí : đóng - cắt, được chế tạo có số lần đóng cắt lớn, tần số đóng cắt có
thể tới 1500 lần trong một giờ
bằng bulông, đinh vit, đinh rivê,
Tiếp xúc đóng mở : là tiếp xúc mà có thể làm cho dòng điện chạy hoặc ngừng
chạy từ vật này sang vật khác (như các tiếp điểm trong thiết bị đóng cắt).
Tiếp xúc trượt : là vật dẫn điện này có thể trượt trên bề mặt của vật dẫn điện kia
(ví dụ như chổi than trượt trên vành góp máy điện).
Dựa vào hình dạng chỗ tiếp xúc, ta chia tiếp xúc điện ra các dạng sau :
Tiếp xúc điểm: là hai vật tiếp xúc với nhau chỉ ở một điểm hoặc trên bề mặt diện
tích với đường kính rất nhỏ (như tiếp xúc hai hình cầu với nhau, hình cầu với mặt
phẳng, hình nón với mặt phẳng, )
Tiếp xúc đường: là hai vật dẫn tiếp xúc với nhau theo một đường thẳng hoặc trên
bề mặt rất hẹp (như tiếp xúc hình trụ với mặt phẳng, hình trụ với trụ, )
Tiếp xúc mặt: là hai vật dẫn điện tiếp xúc với nhau trên bề mặt rộng(ví dụ tiếp
xúc mặt phẳng với mặt phẳng, ).
Những yêu cầu cơ bản : Các yêu cầu đối với tiếp xúc điện tùy thuộc ở công dụng,
điều kiện làm việc, tuổi thọ yêu cầu của thiết bị và các yếu tố khác. Một yếu tố chủ
yếu ảnh hưởng tới độ tin cậy làm việc và nhiệt độ phát nóng của tiếp xúc điện là điện
trở tiếp xúc Rtx.
Câu 17 các dạng tổn hao trong tbd, hiện tượng phát nóng trong kcd ,
các chế độ làm việc khi nghiên cứu về độ phát nóng
Hiện tượng phát nóng trong kcd : Ở trạng thái làm việc, trong các bộ pận của TBĐ
như : mạch vòng dẫn điện, mạch từ, các chi tiết bằng kim loại và cách điện đều có tổn
hao năng lượng tác dụng và biến thành nhiệt năng. Một phần của nhiệt năng này làm
tăng nhiệt đọ của TBĐ, còn 1 phần khác tỏa ra môi trường xung quanh. Ở chế độ xác
lập nhiệt, nhiệt độ của thiết bị không tăng lên nữa mà đạt trị số ổn định, còn toàn bộ
nhiệt năng tỏa ra môi trường xung quanh
Các dạng tổn hao trong tdb : tổn hao trong các chi tiết dẫn điện, trong các vệt liệu
sắt từ , tổn hao điện môi .
Các chế độ làm việc : 1 chế độ làm việc dài hạn là chế độ làm việc của thiết bị điện
với thời gian dài tùy ý nhưng không ngắn hơn thời gian để nhiệt độ phát nóng đạt tới
giá trị ổn định ;2 chế độ làm việc ngắn hạn là chế độ làm việc của thiết bị điện với
các định luật cơ bản :
Định luật Ôm : Trong một phân đoạn của mạch từ, từ áp rơi trên nó bằng tích giữa từ
thông và từ trở hoặc thương giữa từ thông và từ dẫn :
Định luật Kiếckhốp I : Trên mọi điểm của mạch từ, tổng từ thông vào bằng tổng từ
thông ra :
Định luật Kiếckhốp II : Trong một mạch từ khép kín, tổng từ áp của các đoạn
mạch bằng tổng sức từ động :
G
RU
φ
φ
µµ
== .
0
1
=
∑
n
i
φ
∑∑
=
n
ii
n
i
FR
1
.
1
φ
µ
.
.
.
∫
∑
∫
==
l
i
l
FdRdlH
µ
φ