Tổng quan về khí cụ điện

1. Khái niệm chung về khí cụ điện

Khí cụ điện là thiết bị điện dùng để: đóng cắt, điều khiển, kiểm tra, tự động điều khiển, khống chế các đối tượng điện cũng như không điện và bảo vệ chung trong trường hợp sự cố.

Khí cụ điện làm việc lâu dài trong các mạch dẫn điện, nhiệt độ của khí cụ điện tăng lên gây tổn thất điện năng dưới dạng nhiệt năng và đốt nóng các bộ phận dẫn điện và cách điện của khí cụ. Vì vậy khí cụ điện làm việc được trong mọi chế độ khi nhiệt độ của các bộ phận phải không quá những giá trị cho phép làm việc an toàn lâu dài.

Khí cụ điện có rất nhiều chủng loại với chức năng, nguyên lý làm việc và kích cỡ khác nhau, được dùng rộng rải trong mọi lĩnh vực của cuộc sống.

Hình 1. Một số khí cụ điện thường gặp trong công nghiệp.

2. Phân loại khí cụ điện

2.1. Phân loại theo công dụng

Nhóm khí cụ điện khống chế: dùng để đóng cắt, điều chỉnh tốc độ chiều quay của các máy phát điện, động cơ điện (như cầu dao, MCCB, MCB, Contactor).
Nhóm khí cụ điện bảo vệ: làm nhiệm vụ bảo vệ các động cơ, máy phát điện, lưới điện khi có quá tải, ngắn mạch, sụt áp,… (như Relay, cầu chì, máy cắt,…).

Hình 2. Nhóm khí cụ điện bảo vệ.

Nhóm khí cụ điện tự động điều khiển từ xa: làm nhiệm vụ thu nhận phân tích và khống chế sự hoạt động của các mạch điện, như khởi động từ.
Nhóm khí cụ điện hạn chế dòng điện ngắn mạch (như điện trở phụ, cuộn kháng,…).

Hình 3. Phụ kiện biến tần điện trở hãm Fuji Electric BRU-4.8KW và cuộn kháng.

Nhóm khí cụ điện làm nhiệm vụ duy trì ổn định các tham số điện (như ổn áp, bộ tự động điều chỉnh điện áp máy phát …)

Hình 4. Máy biến áp.

Nhóm khí cụ điện làm nhiệm vụ đo lường (như máy biến dòng điện, biến áp đo lường,…)

Hình 5. Hợp bộ biến dòng đo lường – biến áp đo lường ba pha 24kV (MOF 24).

2.2. Phân loại theo tính chất dòng điện

Nhóm khí cụ điện dùng trong mạch điện một chiều.
Nhóm khí cụ điện dùng trong mạch điện xoay chiều.

2.3. Phân loại theo nguyên lý làm việc

Khí cụ điện được chia các nhóm với nguyên lý điện cơ, điện từ, từ điện, điện động, nhiệt, có tiếp xúc và không có tiếp xúc.

2.4. Phân loại theo điều kiện làm việc

Loại làm việc vùng nhiệt đới khí hậu nómg ẩm, loại làm việc ở vùng ôn đới , có loại chống được khí cháy nổ, loại chịu rung động…

2.5. Phân loại theo cấp điện áp

Khí cụ điện hạ áp có điện áp dưới 3 kV.
Khí cụ điện trung áp có điện áp từ 3 kV đến 36 kV.
Khí cụ điện cao áp có điện áp từ 36 kV đến nhỏ hơn 400 kV.
Khí cụ điện siêu cao áp có đIện áp từ 400 kV trở lên.

3. Các yêu cầu khí cụ điện

Khí cụ điện phải đảm bảo sử dụng lâu dài với các thông số kỹ thuật ở định mức. Dòng điện qua vật dẫn không được vượt quá trị số cho phép, vì nếu không sẽ làm nóng khí cụ điện và chóng hỏng.
Khí cụ điện phải ổn định nhiệt và ổn định điện động. Vật liệu phải chịu nóng tốt và
có cường độ cơ khí cao vì khi quá tải hay ngắn mạch, dòng điện lớn có thể làm khí cụ điện bị hư hỏng hay biến dạng.
Vật liệu cách điện phải tốt, để khi xảy ra quá điện áp trong phạm vi cho phép, khí cụ điện không bị chọc thủng.
Khí cụ điện phải đảm bảo làm việc được chính xác, an toàn, gọn nhẹ, dễ gia công, dễ lắp ráp, dễ kiểm tra và sửa chữa.
Ngoài ra còn yêu cầu phải làm việc ổn định ở điều kiện khí hậu môi trường mà khi thiết kế cho phép.

CÂU HỎI

Những yêu cầu cơ bản về khí cụ điện? Cho biết khái niệm về ổn định điện động và ổn định nhiệt?
Khí cụ điện là gì? Các phương pháp phân loại khí cụ điện. Các loại điện áp thử nghiệm của khí cụ điện?