Khởi động: Em hãy cho biết: Hệ thống cung cấp điện cho một cơ sở sản xuất nhỏ gồm có những thiết bị điện nào?
Trả lời:
- Nguồn điện: Máy phát điện hoặc đường dây điện từ lưới điện quốc gia.
- Thiết bị bảo vệ: Cầu dao, aptomat, cầu chì, chống sét.
- Thiết bị biến đổi điện áp: Máy biến áp.
- Thiết bị phân phối điện: Tủ điện, cáp điện, ổ cắm điện.
- Thiết bị sử dụng điện: Động cơ điện, quạt điện, bóng đèn điện, các thiết bị điện khác.
I. Khái niệm mạng điện sản xuất quy mô nhỏ
Câu hỏi 1: Điện áp cấp cho mạng điện sản xuất quy mô nhỏ được lấy từ đâu?
Điện áp cấp cho mạng điện sản xuất quy mô nhỏ được lấy từ:
- Máy phát điện: Chủ động, sử dụng ở nơi không có lưới điện, chi phí thấp, nhưng ô nhiễm môi trường và chất lượng điện không ổn định.
- Lưới điện quốc gia: Ổn định, chất lượng cao, dễ mở rộng, nhưng phụ thuộc và chi phí cao.
Câu hỏi 2: Hãy kể tên một số tải của mạng điện sản xuất quy mô nhỏ.
Trả lời:
- Tải điện của mạng điện sản xuất quy mô nhỏ thường phân bố tập trung và được chia thành hai loại: tải động lực của các phân xưởng sản xuất (động cơ điện của các máy công cụ, quạt gió hoặc máy bơm, máy hàn điện,…); tải chiếu sáng của phân xưởng sản xuất.
II. Cấu trúc mạng điện sản xuất quy mô nhỏ
Câu hỏi 1: Trình bày cấu trúc mạng điện sản xuất quy mô nhỏ.
Cấu trúc mạng điện sản xuất quy mô nhỏ gồm:
- Lưới phân phối
- Máy biến áp
- Tủ điện phân phối tổng:
+ Tủ điện phân phối nhánh 1
+ Tủ điện phân phối nhánh 1
Câu hỏi 2: Điện năng được đưa tới tủ điện động lực và tủ điện chiếu sáng trong mạng điện sản xuất quy mô nhỏ có điện áp là bao nhiêu?
Trả lời:
- Điện áp 22 kV hoặc 35 kV, qua trạm biến áp, điện áp được giảm xuống 0,4 kV
III. Các thiết bị của mạng điện sản xuất quy mô nhỏ
1. Trạm biến áp
Câu hỏi 1: Trạm biến áp trong mạng điện sản xuất quy mô nhỏ có vai trò gì?
- Vai trò của trạm biến áp trong mạng điện sản xuất quy mô nhỏ:
+ Nhận điện năng từ lưới phân phối, hạ điện áp thành 0,4 kV để cấp điện năng cho cơ sở sản xuất.
Câu hỏi 2: Kể tên một số thiết bị có trong trạm biến áp
Trả lời:
- Trạm biến áp gồm thiết bị đóng cắt và bảo vệ, máy biến áp ba pha có dây quấn thứ cấp nối hình sao có dây trung tính để cấp điện cho tải ba pha và một pha.
2. Tủ điện phân phối tổng
Câu hỏi 1: Tủ điện phân phối tổng có vai trò gì?
Vai trò của tủ điện phân phối tổng:
- Nhận điện năng từ phía hạ áp của máy biến áp để cung cấp cho các tủ điện phân phối nhánh.
- Bảo vệ cho hệ thống.
Câu hỏi 2: Kể tên một số thiết bị có trong tủ điện phân phối tổng và vai trò của chúng.
Trả lời:
Trong tủ điện phân phối tổng thường có các thiết bị và vai trò là:
- Aptomat chính và các aptomat nhánh cấp điện cho các tủ điện phân phối nhánh.
- Các thiết bị đo lường và hiển thị dòng điện, điện áp, điện năng tiêu thụ, các đèn tín hiệu, các bộ chuyển mạch,…
3. Tủ điện phân phối nhánh
Câu hỏi 1: Tủ điện phân phối nhánh có vai trò gì?
- Vai trò của tủ điện phân phối nhánh: Cung cấp điện năng cho các tủ điện động lực và tủ điện chiếu sáng của phân xưởng.
Câu hỏi 2: Kể tên một số thiết bị có trong tủ điện phân phối nhánh và vai trò của chúng
Trả lời:
- Trong tủ điện phân phối nhánh có aptomat chính và các aptomat nhánh để cấp điện cho các tủ điện động lực và tủ điện chiếu sáng.
4. Tủ điện động lực
Câu hỏi 1: Tủ điện động lực phân xưởng có vai trò gì?
Vai trò của tủ điện động lực phân xưởng đó là:
- Nhận điện năng từ tủ phân phối nhánh
- Cấp điện cho các thiết bị điện trong phân xưởng sản xuất như động cơ điện của các máy công cụ, máy bơm, quạt gió,... qua cáp điện.
Câu hỏi 2: Kể tên một số thiết bị có trong tủ điện động lực và vai trò của chúng.
Trả lời:
- Trong tủ điện động lực có aptomat chính và các aptomat nhánh có chức năng bảo vệ mạch điện khi các máy sản xuất xảy ra sự cố.
5. Tủ điện chiếu sáng
Câu hỏi 1: Tủ điện chiếu sáng phân xưởng có vai trò gì?
- Vai trò của tủ điện chiếu sáng phân xưởng:
+ Cung cấp điện năng để chiếu sáng cho phân xưởng.
Câu hỏi 2: Kể tên một số thiết bị có trong tủ điện chiếu sáng phân xưởng và vai trò của chúng.
Trả lời:
- Tủ điện chiếu sáng thường có một aptomat chính lấy điện từ tủ điện phân phối và các aptomat phân nhánh để cung cấp điện năng cho các mạch chiếu sáng.
Câu hỏi 3: Trình bày vai trò của cáp điện.
Vai trò của cáp điện là:
- Kết nối tủ điện phân phối tổng với máy biến áp
- Kết nối tủ điện phân phối tông với các tủ điện phân phối nhánh
- Kết nối tủ điện phân phối nhánh với các tủ điện động lực và tủ điện chiếu sáng.
Luyện tập
Luyện tập 1: So sánh tủ điện phân phối tổng và tủ điện phân phối nhánh.
Trả lời:
- Tủ điện phân phối tổng có vai trò nhận điện năng từ phía hạ áp của máy biến áp để cung cấp cho các tủ điện phân phối nhánh. Trong khi đó, tủ điện phân phối nhánh có vai trò cung cấp điện năng cho các tủ điện động lực và tủ điện chiếu sáng.
Luyện tập 2: So sánh tủ điện động lực và tủ điện chiếu sáng.
So sánh tủ điện động lực và tủ điện chiếu sáng:
- Tủ điện động lực thường hoạt động với công suất lớn hơn và dòng điện cao hơn so với tủ điện chiếu sáng.
- Tủ điện động lực cần có hệ thống bảo vệ quá tải, ngắn mạch và chống nhiễu điện từ tốt hơn so với tủ điện chiếu sáng.
- Việc thiết kế, thi công và lắp đặt tủ điện động lực cần có trình độ chuyên môn cao hơn so với tủ điện chiếu sáng.
Luyện tập 3: Hãy vẽ cấu trúc của mạng điện sản xuất quy mô nhỏ gồm một máy biến áp 22/0,4 kV, một tủ phân phối tổng, ba tủ phân phối nhánh cung cấp đến ba phân xưởng, mỗi phân xưởng có hai tủ động lực và một tủ chiếu sáng.
Trả lời:
Vận dụng
Tìm hiểu một cơ sở sản xuất nhỏ và mô tả hệ thống cung cấp điện của cơ sở này. Nêu vai trò của từng thành phần trong hệ thống.
Trả lời:
Hệ thống cung cấp điện cho cơ sở sản xuất nhỏ bao gồm các thành phần chính sau:
- Nguồn điện: Cung cấp năng lượng điện cho toàn bộ cơ sở. Có thể là lưới điện quốc gia hoặc máy phát điện riêng.
- Máy biến áp: Hạ điện áp từ nguồn cao áp (22 kV hoặc 35 kV) xuống điện áp thấp hơn (thường 400 V hoặc 230 V) phù hợp với thiết bị trong cơ sở.
- Tủ phân phối tổng (MDB): Phân phối điện từ nguồn đến các tủ phân phối nhánh (SDB) hoặc trực tiếp đến các phụ tải chính (động cơ, chiếu sáng, v.v.).
- Tủ phân phối nhánh (SDB): Chia nhỏ điện từ MDB thành các mạch nhỏ hơn cho các khu vực hoặc nhóm thiết bị cụ thể. Bảo vệ và cách ly các mạch này.
- Thiết bị bảo vệ: Bảo vệ hệ thống khỏi sự cố điện, quá tải và ngắn mạch. Bao gồm cầu chì, aptomat, và thiết bị chống rò điện.
- Thiết bị điều khiển: Điều khiển hoạt động của thiết bị điện, như bật tắt động cơ hoặc chuyển mạch mạch chiếu sáng.
- Hệ thống tiếp địa: Cung cấp đường dẫn điện trở thấp cho dòng điện sự cố chảy xuống đất, ngăn ngừa hư hỏng thiết bị và bảo vệ nhân viên khỏi điện giật.
Vai trò của từng thành phần:
- Nguồn điện: Cung cấp năng lượng cho hoạt động của cơ sở.
- Máy biến áp: Điều chỉnh điện áp phù hợp với thiết bị trong cơ sở.
- MDB: Phân phối điện hiệu quả và bảo vệ các mạch chính.
- SDB: Cung cấp bảo vệ và điều khiển cho các mạch cục bộ.
- Thiết bị bảo vệ: Đảm bảo an toàn cho thiết bị và nhân viên.
- Thiết bị điều khiển: Cho phép vận hành hiệu quả và an toàn.
- Hệ thống tiếp địa: Bảo vệ thiết bị và nhân viên khỏi nguy cơ điện.