Giáo trình An toàn điện

it b dùng  hút hoc y không khí nhm thông gió, 
làm mát cho môi trng lm vic, sinh sng ca con ngi. 
 Trong khai thác hm lò, thông gió l nhim v cc k quan trng, 
nhm m bo sc khe cho ngi lao ng, ngn chn nguy c cháy n 
do các khí c tích t trong quá trình khai thác... 
2.2.1. Yêu cu trang b in qut gió 
 Các qut công sut nh hn 200kW thng dùng ng c không 
ng b rotor lng sóc, m máy trc tip hoc gián tip vi các bin pháp 
thông thng ... cng có th dùng ng c rotor dây quá khi có yêu cu iu 
chnh tc  trong phm vi hp 
 Vi qut có công sut trên 200kW thng dùng ng c ng b cao 
áp, c bit l các qut thông gió ca hm lò. Quá trình khi ng không 
ng b ca ng c ng b có th trc tip hoc hn ch in áp qua 
din kháng ph, bin áp t ngu... 
2.2. Sơ đồ nguyên lý 
 Hình 3.2: S  mch iu khin qut H7304 ca liên xô 
 78
2.3. Giới thiệu trang bị điện của máy 
2.4. Nguyên lý hoạt động: 
 S  ny thng dùng cho qut hm, lò. M máy ng c nh sau: 
óng cu dao cách ly CL, óng máy ct du CD  cp ngun cho Stator 
ng c v ng c tng tc  ch  không ng b. Mch rotor ni 
qua máy phát kích FK và àiàn trà dàp tà R. Dòng mà máy làn làm rà le 
dòng in 3RD tác ng óng tip im 3RD cp ngun cho r le thi gian 
1R. Tip im thng m m chm 1R óng li cp ngun cho R le thi 
gian 2R, tip im thng óng óng chm 2R m ra ct ngun cp cho 
cun dây công tc t K. Khi tc  ng c t gn tc  ng b, 
dòng Stator gim nên r le dòng 3RD thôi tác ng nên 1R mt in. Sau thi 
gian t 1 ÷ 1,5s tip im thng m m chm 1R m ra ct ngun cp 
cho 2R và tiàp àiàm thààng àóng àóng chàm 1R àòng lài càp nguàn càp 
cho cun hút K tác ng óng tip im K bên mch ng lc li ni tt 
in tr dp t R. ng c ng b c kích t v kéo vo lm vic 
 ch  ng b. Khi 2R có in, sau thi gian khong t 2 ÷ 3s, tip 
im thng m m chm 2R m ra nhng K vn có in nh có cht 
in c t gi. Khi ngt máy ct du CD, cun KC c cp ngun m 
cht t gi lm công tc t K thôi tác ng, tip im thng m K m 
ra a in tr R vo mch dp t. 
  bo v ng c khi ngn mch, quá ti cng nh mt ng 
b ta dùng r le dòng in 1RD v 2 RD. Khi xy ra s c, dòng qua stator 
tng lm 2 r le 1RD, 2RD tác ng ngt in cp cho cun dây bo v 
in áp không RD  t ó ngt máy ct du CD ct ngun cp bo v 
ng c. 
 Khi mt in áp li hay in áp tt mnh thì cun RD cng thôi tác 
ng, ct máy ct du CD ct ngun cp bo v ng c. 
 Trng hp in áp li tt mt 15 ÷ 20 % thì cn tng dòng kích 
t ng c  duy trì ch  ng b. Lúc này rà le R thôi tác ng 
và công tàc tà  c cp in  ni tt in tr kích t RKT ca máy 
phát kích FK  tng dòng kích t máy phát, tng in áp phát ra, tng dòng 
kích t cho ng c ng b. Lúc in áp li khôi phc bình thng thì 
h cng bc dòng kích t tr v trng thái ban u do r le R tác ng 
ct công tc t . 
 79
80
3. Trang bị điện máy nén khí 
3.1. Đặc điểm và yêu cầu công nghệ. 
 Máy nén khí là màt thiàt bà dùng àà nén khí và càp khí nén theo 
ng ng dn khí n các h tiêu th khí nén. Khí nén c s dng 
rng rãi trong ngnh xây dng, trong các xí nghip công nghip nh máy 
khoan dùng khí nén, ba khí nén, thit b phun cát v.v 
 Nn sn xut hin i có nhu cu rt ln v s dng khí nén (có áp 
sut ln). Khí nén c s dng nh mt trong các dng sau: 
 Nguyên liu cho quá trình sn xut: trong công nghip iu ch ô xy 
hóa lng, không khí c nén lên áp sut cao ri giãn n t ngt. Quá 
trình giãn n ca khí lm nhit  khí gim t ngt v hóa lng. Do 
nhit  hóa lng ca không khí khác nhau nên d dng tách c 2 loi 
khí chính là ô xy và ni tà. 
 Tác nhân mang nng lng: c s dng trong các c cu chp 
hành sà dàng khí nén. Chênh làch áp suàt càa các ngàn chàa khí nén sà 
to ng lc  dch chuyn c hc (dch chuyn ca pitton trong 
cilinder, kéo theo các b phn công tác di chuyn) 
 Tác nhân mang tín hiu iu khin: Dùng trong các b phn diu 
khin áp sut, lu lng ca các h thng truyn ng khí nén 
 Là nguàn ààng làc: Các thit b phc v trong công nghip lp ráp, 
sa cha nh kích khí nén, h thng phanh các thit b di chuyn, dp h 
quang in trong các thit b óng ct (máy ct in) 
3.2. Sơ đồ nguyên lý 
 81
Hình 3.4: S  mch iu khin máy nén khí 
 82
3.3. Giới thiệu trang bị điện của máy 
3.4. Nguyên lý làm việc 
 S  c thit k có ba ch  lm vic: lm vic t ng 
(T), lm vic bng tay (BT) v ch  d phòng (DP). Chn ch  lm 
vic bng khoá chuyn mch 
* M máy nén khí (ch  bng tay) 
 Chuyn mch CM chuyn t “0” sang v trí BT, tip im (5-7) kín, 
cun dây công tc t KQ có in, óng in cp ngun cho ng c Q truyn 
ng qut gió lm mát máy nén khí. ng thi cun dây rle thi gian RTh 
có in; sau mt thi gian tip im RTh (4-6) óng, rle trung gian 1RTr có 
in s óng tip im cp ngun cho cun dây công tc t KK, ng c 
K truyn ng máy nén khí c cp in. 
* Ct máy nén khí ( ch  bng tay) 
 Chuyn mch CM t v trí BT sang v trí “0”. Tip im (5-7) h, 
các ngun cp cho các cun dây KQ, rle thi gian 1RTh v rle trung gian 
1RTr, các tip im ca chúng ct ngun cp cho ng c Q v K. 
* Ch  t ng 
 iu khin óng - ct máy nén khí t ng khi khoá chuyn mch 
CM chuyn sang v trí T (2-4) kín hoc v trí d phòng DP(2-3) kín. Vic 
óng ct t ng máy nén khí tu thuc vo trng thái lm vic ca hai 
rle liên ng 1RL v 2RL. Th t khi ng các ng c K v Q 
tng t nh ch  bng tay. 
 * Sy du trong h thng bôi trn máy nén khí 
 Khi nhit  du bôi trn trong hp cacte ca máy nén khí gam, rle 
nhit không tác ng, tip im thng kín RN óng ngun cp ngun 
cp cun dây rle trung gian 2RTr, óng ngun cp cho dây iên tr D  
sy du. ng thi tip im thng óng 2RTr m ra ct ngun cp cho 
cun dây RTh v KQ, ct in ng c Q v K. Khi nhit  ca du 
bôi trn ln hn 100C, rle nhit tác ng, ct ngun cp ca 2RTr v ct 
ngun cp ca dây in tr D. 
 * Mch bo v 
 Trong máy nén khí có ba khâu bo v sau: 
 - Bo v khi áp sut trong h thng cp khí cao hn tr s nh mc 
bng cm bin áp lc 3RAL. 
 83
 - Bo v áp sut thp khi khi ng máy nén khí bng cm bin áp 
lc thp 1RAL. 
 - Bo v áp lc du bôi trn thp bng cm bin 2RAL. Khi mt trong 
ba khâu bo v trên tác ng s cp in cun dây rle bo v RBV; tip 
im ca nó s ct in các cun dây KQ, 1RTh. 
 84
85
 CHƯƠNG 4: TRANG BỊ ĐIỆN LÒ ĐIỆN 
1. Lò điện trở 
1.1. Đặc điểm 
 Lò in tr l thit b bin i in nng thnh nhit nng thông 
qua dây ôt ( dây in tr). T dây t qua bc x i lu v truyn 
nhit, dn nhit, nhit nng c truyn ti vt cn gia nhit. Lò in 
tr thng dùng  nung, nhit luyn, nu chy kim loi mu v hp kim 
màu. 
 Lò in tr thng phân thnh 2 nhóm chính: 
 - Lò nung theo chu k bao gm: 
 + Lò buồng thường dùng để nhiệt luyện kim loại. 
 + Lò giếng thường dùng để tôi kim loại và nhiệt luyện kim loại. 
 + Lò đẩy có buồng kích thước chữ nhật dài. 
 - Lò nung nóng liên tục bao gồm: 
 + Lò băng: buồng lò có tiết diện chữ nhật dài, có băng tải chuyển động liên 
tục trong buồng lò. 
 + Lò quay thường dùng để nhiệt luyện các chi tiết có kích thước nhỏ. 
1.2. Sơ đồ nguyên lý 
 86
1.3. Nguyên lý hoạt động 
 Mch ng lc c cp t li 220/ 380V hay qua máy bin áp h 
áp. Dòng in cp cho lò c o qua ampe k vi bin dòng 
 Khoá K dùng chuyn i ch  iu khin bng tay T hay t ng 
T  ch  khng ch nhit  t ng t ng T dng c kim tra 
nhit  T c ni mch. Lúc nhit  thp di mc quy nh ( 
hoc lúc mi khi ng lò). Thì tip im 2 óng, tip im 1 m, r le R 
tác ng óng tip im R cp in cho công tc t K, óng tip im K 
mch ng lc cp in cho lò. èn 2L sáng báo s hot ng bình 
thng ca lò khi c ni in. Lúc nhit  cao hn nh mc quy 
nh thì tip im 1 s óng, tip im 2 m èn 1L sáng báo quá nhit 
 v rle R mt in, công tc t K ct ngun cp cho lò, èn 3L báo lò 
không c cp in. 
2. Lò hồ quang 
2.1. Đặc điểm 
 Lò h quang l lò li dng nhit  ngn la h quang gia các in 
cc hoc gia in cc v kim loi  nu chy kim loi. Lò in h 
quang dùng  nu thép hp kim cht lng cao. 
 - Các thông số quan trọng của lò hồ quang là: 
 + Dung tích định mức của lò: số tấn kim loại lỏng của một mẻ nấu. 
 + Công suất định mức của biến áp lò: ảnh hưởng quyết định tới thời gian 
nấu luyện và năng suất của lò. 
 - Chu trình nấu luyện của lò hồ quang gồm ba giai đoạn với các đặc điểm 
công nghệ sau: 
 + Giai đoạn nung nóng nguyên liệu và nấu chảy kim loại. Trong giai đoạn 
này, lò cần công suất nhiệt lớn nhất, điện năng tiêu thụ chiếm khoảng 60 ÷ 80% 
năng lượng của toàn mẻ nấu luyện và thời gian chiếm 50 ÷ 60% toàn bộ thời gian 
một chu trình (thời gian một mẻ nấu luyện). Trong giai đoạn này thường xuyên xảy 
ra hiện tượng ngắn mạch làm việc, ngọn lửa hồ quang cháy kém ổn định, công suất 
nhiệt không cao do ngọn lửa hồ quang ngắn (1 ÷ 10mm). 
 + Giai đoạn ôxy hoá là giai đoạn khử cacbon (C) của kim loại đến một trị số 
hạn định tuỳ theo mác thép, khử phốt pho (P) và khử lưu huỳnh trong mẻ nấu. Ở 
giai đoạn này, công suất nhiệt chủ yếu để bù lại tổn hao nhiệt trong quá trình nấu 
luyện; nó chiếm khoảng 60% công suất nhiệt của giai đoạn nấu chảy kim loại. 
 87
 + Giai đoạn hoàn nguyên là giai đoạn khử oxy, khử sulfua trước khi thép ra 
lò. Công suất nhiệt của ngọn lửa hồ quang trong giai đoạn này khá ổn định. Công 
suất yêu cầu chiếm khoảng 30% của giai đoạn nấu chảy kim loại. Độ dài cung lửa 
hồ quang khoảng 20mm 
 - Có hai loi lò h quang: 
 + Lò h quang nung nóng gián tip: Nhit ca ngn la xy ra gia hai 
in cc (than grafit ) dùng  nu cht kim loi hình a. 
 + Lò h qun nung nóng gián tip: Nhit ca ngn la h quang xy 
ra gia in cc v kim loi dùng  nu chy kim loi hình b. 
2.2. Sơ đồ nguyên lý 
2.3. Giới thiệu trang bị điện của máy 
 Sơ đồ cung cấp điện cho lò hồ quang được giới thiệu trên hình vẽ. Nguồn 
cấp cho lò hồ quang được lấy từ trạm phân phối trung gian với cấp điện áp 6, 10, 
20 hoặc 22kV (tuỳ theo cấp điện áp của trạm phân phối). Sơ đồ cấp điện có các 
thiết bị chính sau: 
 - Cầu dao cách ly, đóng cắt không tải dùng để cách ly mạch lực của lò và 
lưới điên trong trường hợp cần sửa chữa. 
 - Máy cắt dầu 1MC, đóng cắt có tải cấp điện cho lò. 
 - Cuộn kháng CK dùng để hạn chế dòng ngắn mạch làm việc (dòng ngắn 
mạch làm việc không được lớn hơn 3 lần dòng định mức), ngoài ra cuộn kháng còn 
có chức năng đảm bảo cho ngọn lửa hồ quang cháy ổn định, đặc biệt là trong giai 
đoạn nung nóng và nấu chảy kim loại. Sau đó cuộn kháng CK được ngắn mạch 
 88
bằng máy cắt dầu 2MC. 
 - Máy cắt dầu 3MC và 4MC dùng để đổi nối sơ đồ đầu dây cuộn sơ cấp của 
biến áp lò (BAL) thành hình sao (Y) hoặc tam giác (∆). 
 - Biến áp lò (BAL) dùng để hạ áp và điều chỉnh điện áp cấp cho lò. 
 89
90
2.4. Nguyên lý làm việc 
 Nguyên lý hoạt động của lò hồ quang được thực hiện theo các yêu cầu sau: 
 - Đủ nhạy để đảm bảo chế độ làm việc đã cho của lò, duy trì dòng điện hồ 
quang không tụt quá (4÷5)% trị số dòng điện làm việc. Vùng không nhạy của bộ 
điều chỉnh không quá ± (3÷6)% trong khi nấu chảy và ± (2÷4)% trong các giai 
đoạn khác 
 - Tác động nhanh, đảm bảo khử ngắn mạch hay đứt hồ quang trong thời gian 
(1,5 ÷3)s. Điều đó sẽ làm giảm số lần ngắt máy cắt chính, giảm sự thấm Carbon của 
kim loại Các lò hồ quang hiện đại không cho phép ngắt máy cắt chính quá 2 lần 
trong giai đoạn nấu chảy. Đảm bảo yêu cầu này nhờ tốc độ dịch cực nhanh tới 
(2,5÷3)m/ph trong giai đoạn nấu chảy (khi dùng truyền động điện cơ) và (5÷6)m/ph 
(khi truyền động thuỷ lực). Dòng điện hồ quang càng lệch xa vị trí đặt thì tốc độ 
dịch cực phải nhanh 
 - Thời gian điều chỉnh ngắn 
 - Hạn chế tối thiểu sự dịch cực không cần thiết như khi chế độ làm việc bị 
phá vỡ trong thời gian rất ngắn hay trong chế độ thay đổi tính đối xứng. Yêu cầu 
này càng cần đối với lò 3 pha không có dây trung tính. Chế độ hồ quang của một 
pha nào đó bị phá huỷ sẽ dẫn theo phá huỷ chế độ hồ quang của pha còn lại. Điện 
cực các pha còn lại đang ở vị trí chuẩn cũng có thể bị dịch chuyển. Do vậy mỗi pha 
cần có hệ điều chỉnh độc lập để sự làm việc của nó không ảnh hưởng tới chế độ làm 
việc của các pha khác 5. Thay đổi công suất lò trơn trong giới hạn 20÷125% trị số 
định mức với sai số không quá 5% 
 - Có thể di chuyển nhanh từ chế độ điều khiển tự động sang chế độ điều 
khiển bằng tay do phải thực hiện thao tác phụ nào đó (chẳng hạn nâng điện 
cực trước khi chất liệu vào lò) và ngược lại, chuyển nhanh về chế độ điều khiển tự 
động. 
 - Tự động châm lửa hồ quang khi bắt đầu làm việc và sau khi đứt hồ quang 
Khi ngắn mạch thì việc nâng điện cực lên không làm đứt hồ quang. 
 - Dừng mọi điện cực khi mất điện lưới. Cơ cấu chấp hành (cơ cấu dịch cực ) 
có thể truyền động bằng điện - cơ hay thuỷ lực. Trong cơ cấu điện - cơ, động cơ 
được dùng phổ biến là động cơ điện một chiều kích từ độc lập vì nó có mômen 
khởi động lớn, giải điều chỉnh rộng, bằng phẳng, dễ điều chỉnh và có thể dễ mở 
máy, đảo chiều, hãm. Đôi khi cũng dùng động cơ không đồng bộ có mômen quán 
tính của roto nhỏ. 
 91
 * Sơ đồ chức năng một pha khống chế dịch cực hồ quang 
 Hệ gồm đối tượng điều chỉnh 7 (lò hồ quang) và bộ điều chỉnh vi sai. Bộ 
điều chỉnh gồm các phần tử cảm biến dòng 1 và biến áp 2, phần tử so sánh 3, bộ 
khuếch đại 5, cơ cấu chấp hành 6 và thiết bị đặt 3. Trên phần tử so sánh 4 có hai tín 
hiệu từ đối tượng tới (từ đối tượng dòng và áp) và một tín hiệu từ thiết bị đặt tới. 
Tín hiệu so lệch từ phần tử so sánh được khuếch đại qua bộ khuếch đại 5 rồi đến cơ 
cấu chấp hành 6 để dịch cực theo hướng giảm sai lệch. Để hoàn thiện đặc tính động 
của hệ, nâng cao chất lượng điều chỉnh, thường sơ đồ còn có các phần tử phản hồi 
về tốc độ dịch cực, về tốc độ thay đổi dòng , áp hồ quang v.vTrong sơ đồ cũng 
có thể có các phần tử chương trình hoá, máy tính v.v Hệ điều chỉnh có thể dùng 
khuếch đại từ, khuếch đại máy điện, Thyristor, thuỷ lực, ly hợp điện từ 
 TÀI LIỆU CẦN THAM KHẢO 
 [1] V Quang Hi, Trang b in - in t thit b công nghip dùng 
chung, NXB Giáo dc 1996. 
[2] V Quang Hi, Trang b in - in t công nghip, NXB Giáo dc 
2000 
 92
[3] Bùi Quc Khánh, Hong Xuân Bình, Trang b in – in t t ng 
hóa cu trc v cn trc, Nxb KHKT 2006 
[4] Nguyn c Li, Giáo trình chuyên ngành àiàn tàp 1,2,3,4, NXB Thng 
kê 2001 
 93