Áp tô mát hoạt động như thế nào? Cách nối tầng Cascade cho áp tô mát

Bài viết này gồm những nội dung sau: Nguyên lý hoạt động của Áp tô mát theo mức dòng, tác động của Áp tô mát theo điện áp và cách nối tầng Cascade cho Áp tô mát.

Thiết bị điện Schneider là dòng thiết bị điện cao cấp được nhập khẩu trực tiếp từ nước Pháp. Được sử dụng rất phổ hàng biến tại Việt Nam do đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật khắt khe trong công nghiệp. Chất lượng sản phẩm Schneider đã được khẳng định qua nhiều năm với hàng triệu công trình tầm cỡ trên khắp thế giới, được sử dụng rộng rãi rong khắp các công trình công nghiệp, dân dụng. Ứng dụng bảo vệ tòa nhà, chung cư, công ty, văn phòng,… tránh các nguy hiểm về điện như giật điện cho người, nguy cơ cháy nổ. Ứng dụng trong hàng hải, bảo vệ động cơ…

1. Nguyên lý hoạt động của Áp-tô-mát theo định mức dòng

► Loại dòng cực tiểu

Nguyên lý làm việc: Nó tự động ngắt mạch khi dòng điện trong mạch nhỏ hơn dòng điện chỉnh định Icđ. Khi I < Icđ, lực điện từ của nam châm điện 1không đủ sức giữ nắp 2 nên lực kéo của lò xo 3 sẽ kéo tiếp điểm động ra khỏitiếp điểm tĩnh, mạch điện bị ngắt. Áp tô mát dòng cực tiểu dùng để bảo vệ máy phát khỏi chuyển sang chế độ động cơ khi nhiều máy phát làm việc song song, vì áp-tô-mát loại dòng cực tiểu có nhiều nhược điểm nên ít sử dụng.

► Loại cực đại

Nguyên lý làm việc: Áptômát loại dòng cực đại tự động ngắt mạch khi dòng điện vượt quá trị số dòng chỉnh định Icđ. Khi I > Icđ, lực điện từ của nam châm điện 1 thắng lực cản lò xo 3, nắp 2 bị kéo làm mấu giữa thanh 4 và đòn 5 bật ra, lò xo ngắt 6 kéo tiếp điểm động ra khỏi tiếp điểm tĩnh, mạch điện bị ngắt. Ápômát dòng cực đại dùng bảo vệ mạch điện khi bị quá tải hoặc ngắn mạch.

2. Nguyên lý hoạt động của Áp-tô-mát theo điện áp

► Loại thấp áp

Nguyên lí làm việc: Nó tự động ngắt mạch khi điện áp U giảm xuống dưới mức chỉnh định Ucđ. Nếu U < Ucđ. Lực điện từ của nam châm điện 1 có cuộn dây mắc song song với lưới giảm yếu hơn lực kéo của lò xo 3 nên mấu giữa thanh 4 và đòn 5 bật ra, lò xo 6 kéo tiếp điểm động rời khỏi tiếp điểm tĩnh, mạch điện bị cắt. Áptômát điện áp thấp dùng để bảo vệ mạch điện khi điện áp sụt quá thấp hay khi mất điện áp ( bảo vệ thấp áp ở UTA ≤ 85% Uđm )

► Áp-tô-mát loại dòng điện ngược ( cho mạng một chiều)

Nguyên lý làm việc: Nó tự động cắt mạch điện khi hướng truyền dòng điện thay đổi (khi dòng điện thay đổi chiều). Nếu năng lượng truyền thuận chiều, từ thông của cuộn dây dòng điện và cuộn dây điện áp của nam châm điện 1 cùng chiều với nhau, lực điện từ lớn hơn lực lò xo 3, áp-tô-mát đóng.
Khi chiều dòng điện thay đổi (công suất truyền ngược), lực điện từ của nam châm điện tỷ lệ với bình phương hiệu hai từ thông do dòng điện và điện áp sinh ra, do đó lực điện từ giảm đi rất nhiều, không thắng nổi lực kéo lò xo 3, mấu giữa thanh 4 và đòn 5 bật ra, lò xo ngắt 6 kéo tiếp điểm động rời khỏi tiếp điểm tĩnh, mạch điện bị ngắt.
Cách nối tầng Cascade cho Áp tô mát.

1.Nối tầng tác động theo mức dòng
 

Kỹ thuật này sử dụng sự phân bậc ngưỡng dòng tác động của phần tử tác động tức thời kiểu từ, tính chọn lọc tuyệt đối trong trường hợp này là không thể có do ISCA ≈ ISCB nên cả hai CB này cùng tác động, khi ấy chọn lọc là từng phần và được giới hạn theo Irm của CB nằm phía trước, CB phía sau là loại hạn chế dòng.
Để cải thiện đặc tính chọn lọc theo giá trị dòng nên sử dụng một CB hạn chế dòng ở mạch phía sau nghĩa là CB khi xảy ra ngắn mạch phía sau thiết bị B, dòng hạn chế IB sẽ tác động CB B, song không đủ để A tác động.
Lưu ý: mọi CB mà ta xem xét ở đây đều có mức hạn chế dòng nào đó, dù cho chúng không được xếp vào loại hạn chế dòng. Điều này cần lưu ý cho đặc tuyến của CB chuẩn A trên hình dưới đây. Chỉ bằng cách tính toán và thử nghiệm cẩn thận mới cho phép thực thi kiểu phối hợp này.

CB ở phía trước được dạng tác động nhanh với trễ hạn ngắn (SD). Các thiết bị này được trang bị bộ tác động có gắn thêm bộ làm trễ cơ học không hiệu chỉnh. Như vậy độ trễ đưa vào đảm bảo tính chọn lọc với tất cả CB tác động nhanh (đặt ở phía sau) với bấ kỳ dòng sự cố nào nhỏ hơn Irms.
Ví dụ CB A: compact NS250N trang bị một bộ tác động SD Ir = 250, giá trị đặt bộ tác động là 2000A. CB B compact NS100N, Ir = 100A. Sách tra cứu phân phối điện Merlin Gerin cho biết giá trị giới hạn của tính chọn lọc: 3000A (thay vì 2500A nếu như ta sử dụng bộ tác động kiểu chuẩn).

2. Nối tầng tác động theo thời gian
 

Sự tác động theo thời gian của các CB có tính chọn lọc. Ứng dụng của nó là tương đối đơn giản vì nó dựa trên cơ sở làm trễ nhiều hoặc ít thời điểm mở của các CB mắc nối tiếp theo trình tự thời gian kiểu bậc thang.
Kỹ thuật này cần: Đưa vào bộ định thì trong cơ cấu tác động. Các CB có khă năng chịu được các hiệu ứng nhiệt và điện động của dòng trong thời gian trễ.
Hai CB A và B mắc nối tiếp (như vậy giá trị dòng đi qua chúng là như nhau) sẽ có tính chọn lọc nếu như thời gian cắt của B ngắn hơn thời gian tác động của A.

Chọn lọc nhiều cấp
Ví dụ: thực hiện với các CB Masterpact (bảo vệ điện tử) (MG). Chúng có thể được trang bị các bộ tạo trễ ở bốn nấc điều chỉnh như:
- Độ trễ (tương ứng với một nấc cho trước) có giá trị lớn hơn toàn bộ thời gian cắt của nấc thấp hơn ngay phía sau.
- Độ trễ tương ứng với nấc đầu tiên có giá trị lớn hơn toàn bộ thời gian cắt của một CB cắt nhanh (dạng compact) hoặc của cầu chì.

3. Nối tầng kết hợp

Một bộ làm trễ thời gian kiểu cơ học góp phần cải thiện đặc tính của chọn lọc theo tác động dòng

Chọn lọc tuyệt đối nếu ISCB < IrmA (giá trị tứcc thời). CB ở phía trước có thể sử dụng hai ngưỡng tác động
Giá trị trễ IrmA hoặc tạo bộ trễ kiểu điện tử SD (short delay). Giá trị tức thời IrmA chuẩn (Compact kiểu SA)

4. Nối tầng dựa trên mức năng lượng hồ quang

Hệ thống này cho phép chọn lọc tuyệt đối giữa hai CB có cùng dòng sự cố. Điều này đạt được nhờ sử dụng CB hạn chế dòng và tác động CB nhờ cảm ứng áp suất trong buồng hồ quang của CB. Mức áp suất không khí bị nóng lên tuỳ thuộc vào mức năng lượng của hồ quang.

Kỹ thuật này dùng cho các mạch có dòng ngắn mạch ≥ 25In và đảm bảo tính chọn lọc tuyệt đối giữa hai CB có cùng dòng ngắn mạch đi qua, kỹ thuật này đòi hỏi năng lượng làm tác động CB A trên nguồn.
Nguyên tắc vận hành: Cả hai CB có khả năng hạn chế dòng, do đó lực điện từ do ngắn mạch phía dưới của CB B làm tiếp điểm hồ quang hạn chế dòng của cả hai CB đồng thời mở. Dòng sự cố sẽ bị hạn chế nhờ hai hồ quang mắc nối tiếp cường độ nhiệt hồ quang trong mỗi CB làm không khí trong các ngăn dập hồ quang nở ra và tăng áp suất. Ở trên một mức dòng nào đó, tốc độ tăng áp suất có thể dùng để phát hiện và khởi động cắt tức thời.

Nguyên tắc chọn lọc: Nếu cả hai CB có bộ cắt theo áp suất được chỉnh định đúng, sự chọn lọc cho hai CB có định mức khác nhau đòi hỏi phải chỉnh CB B cắt ở mức áp suất thấp hơn CB A. Nếu ngắn mạch xảy ra sau A và trước B, chỉ có hồ quang của A hạn chế dòng mà thôi. Dòng trong trường hợp này sẽ lớn hơn so với trường hợp sự cố sảy ra sau B. Dòng qua A lớn hơn sẽ sinh áp suất lớn hơn, đủ để làm bộ tác động theo áp suất làm việc ở sơ đồ dưới đây, dòng CB càng lớn thì CB cắt càng nhanh.
Sự chọn lọc được đảm bảo nếu
+ Tỉ số dòng định mức của 2 CB ≥ 2,5
+ Tỉ số dòng ngắt chỉnh định > 1,6
Đối với điều kiện ngắt mạch ≤ 25 In ta dùng sơ đồ bảo vệ truyền thống như đã đề cập

►► Tham khảo ngay cách lựa chọn lắp đặt ELCB – Aptomat chống giật để có thêm nhiều thông tin hữu ích.

Công ty TNHH Thương mại Kỹ thuật Thiên Lộc Phát là đơn vị chuyên cung cấp các loại thiết bị điện công nghiệp. Vui lòng liên hệ để được báo giá và giả đáp nhanh nhất.

CÔNG TY TNHH THƯƠNG MẠI KỸ THUẬT THIÊN LỘC PHÁT

• Địa chỉ: 11/34 Thoại Ngọc Hầu, phường Hòa Thạnh, quận Tân Phú, Tp.Hồ Chí Minh
• Email: nuongpham@thienlocphatelectric.com
• Hotline: 0932.706.899   -   Điện thoại: (028) 3815 88 66
• Fax:(028) 3815 88 77