Hình sao: nối ba điểm cuối của ba cuộn dây (hoặc ba tải) lại tạo điểm trung tính; có thể có dây trung tính (3 pha 4 dây).
Tam giác: cuối cuộn này nối đầu cuộn kế tiếp, nối vào 3 dây pha.
Những sai lầm cần tránh khi dùng điện gia đình
Cắm nhiều thiết bị công suất lớn vào một ổ qua phích chia: nguy cơ cháy nổ.
Công tắc phải lắp trên dây pha (không phải dây trung tính) để ngắt điện an toàn khi thay bóng.
Dòng định mức aptomat tổng phải lớn hơn dòng làm việc lớn nhất của tải, không được nhỏ hơn.
Bảo vệ an toàn cho ổ cắm ở nhà tắm, nhà bếp (ẩm ướt)
Dùng ổ cắm có nắp đậy chống nước và lắp thêm aptomat chống rò (RCCB/RCBO), tự ngắt khi dòng rò vượt ngưỡng an toàn (thường 30 mA).
Dây dẫn và nối đất trong hệ thống điện gia đình
Dây đồng bọc cách điện PVC gồm 3 sợi: dây pha L, dây trung tính N, dây bảo vệ nối đất PE.
Vỏ kim loại thiết bị (máy giặt, tủ lạnh, bình nóng lạnh) bắt buộc nối với dây PE.
Dây thường đi ngầm trong tường qua ống bảo vệ.
Phương án đấu nối an toàn, chọn lọc cho nhà nhiều tầng
Lắp aptomat tổng ở đầu vào, đồng thời aptomat nhánh riêng cho từng tầng và từng thiết bị công suất lớn (điều hòa, bình nóng lạnh); không đấu chung với đèn; phải có dây tiếp địa bảo vệ.
Aptomat nhánh nhảy khi dùng bếp từ 2000 W + bình nóng lạnh 2500 W + nồi cơm 800 W cùng một nhánh: nguyên nhân?
Quá tải: tổng công suất (5300 W) vượt dòng điện định mức của aptomat nhánh. Cách xử lý: tách thiết bị công suất lớn ra các nhánh riêng.
Vì sao ưu tiên aptomat (CB) hơn cầu chì?
Aptomat tự ngắt mạch nhanh, chính xác khi quá tải, ngắn mạch và tái sử dụng ngay bằng cách gạt công tắc; cầu chì đứt phải thay.
Đặc điểm phụ tải mạng điện hạ áp sinh hoạt
Đa dạng, công suất nhỏ, thay đổi thường xuyên, mang tính sinh hoạt (chiếu sáng, làm mát, gia nhiệt); dùng nguồn một pha 220 V lấy từ 1 dây pha và 1 dây trung tính của lưới 3 pha 4 dây 380 V.
Sơ đồ khối mạng điện hạ áp sinh hoạt (theo chiều dòng điện)
Nguồn điện (lưới hạ áp) → Công tơ điện → Thiết bị đóng cắt, bảo vệ tổng → Các mạch nhánh → Tải tiêu thụ.
Cấu trúc phân cấp của mạng điện phân xưởng có lợi gì?
Tủ động lực và tủ chiếu sáng tách riêng, mỗi nhánh có aptomat riêng nên khi một động cơ quá tải nhảy aptomat nhánh thì chiếu sáng vẫn hoạt động. Không bắt buộc gộp chung một vỏ tủ.
Mạng điện sản xuất quy mô nhỏ: cấu trúc và nguồn cấp
Lấy điện từ trạm biến áp phân phối hạ áp hoặc lưới hạ áp. Gồm: thiết bị đóng cắt bảo vệ tổng (aptomat), đo lường (công tơ) ở đầu nguồn, tủ điện phân phối, tủ động lực, tủ chiếu sáng, dây hạ áp, tải.
Không có trạm biến áp tăng áp trung gian.
Ba bóng đèn 220 V - 100 W đấu vào nguồn Ud = 380 V thì đấu thế nào?
Đấu hình sao có dây trung tính vào nguồn 3 pha 4 dây, để mỗi đèn chịu 220 V. Đấu tam giác sẽ đặt 380 V lên đèn làm cháy.
Tải 3 pha đối xứng nối Y, Ud = 380 V, R = 22 Ω mỗi pha: tính Up, Ip, Id
Up = Ud/√3 = 220 V.
Ip = Up/R = 220/22 = 10 A.
Nối Y: Id = Ip = 10 A.
Nếu nối ∆ thì mỗi pha chịu 380 V (Up = Ud), dòng pha lớn hơn.
Động cơ ghi 220 V/380 V - ∆/Y, nguồn Ud = 380 V thì nối thế nào?
Nối hình sao (Y), để mỗi cuộn dây chịu 380/√3 ≈ 220 V đúng định mức.
Nguồn Ud = 220 V thì nối tam giác (∆).
Quy tắc: điện áp đặt lên mỗi cuộn dây/tải phải bằng điện áp định mức của nó.
Dòng điện trên dây trung tính khi tải ba pha đối xứng bằng bao nhiêu?
Bằng 0. Dây trung tính giữ cho điện áp pha ổn định khi tải không đối xứng. Nếu mất dây trung tính, tải một pha (đèn) có thể bị lệch áp, hỏng; động cơ 3 pha đối xứng vẫn chạy bằng 3 dây pha.
Ưu điểm của mạch ba pha bốn dây
Cho hai trị số điện áp: Ud (380 V) cho thiết bị công nghiệp như động cơ 3 pha và Up (220 V) cho thiết bị dân dụng, chiếu sáng.
Ngành kĩ thuật điện là gì?
Ngành kĩ thuật nghiên cứu, ứng dụng công nghệ điện, điện từ vào sản xuất, truyền tải, phân phối và sử dụng điện năng.
Mạch ba pha: điện áp dây và điện áp pha
Điện áp pha Up: giữa dây pha và dây trung tính (vd 220 V).
Điện áp dây Ud: giữa hai dây pha (vd 380 V).
Nối hình sao: Ud = √3 Up, Id = Ip.
Nối tam giác: Ud = Up.
Cấu tạo và nguyên lý máy phát điện xoay chiều ba pha
Stato (phần tĩnh): 3 cuộn dây đặt lệch nhau 120 độ. Rôto: nam châm quay.
Rôto quay đều tạo 3 suất điện động xoay chiều cùng biên độ, cùng tần số, lệch pha nhau 120 độ (không phải cùng pha).
Kí hiệu ba dây pha: A, B, C.
Công việc chính của nghề Thiết kế điện
Lập hồ sơ, tính toán thông số kĩ thuật và vẽ sơ đồ hệ thống điện.
Kĩ sư điện khác thợ điện ở điểm nào? Trình độ tối thiểu của kĩ sư điện?
Kĩ sư: nghiên cứu, tính toán thiết kế, quản lý kĩ thuật; tối thiểu tốt nghiệp đại học (kĩ sư chuyên ngành).
Thợ điện: thực hành lắp đặt, vận hành, sửa chữa trực tiếp thiết bị.
Xu hướng phát triển bền vững của kĩ thuật điện
Phát triển năng lượng tái tạo (gió, mặt trời) và thiết bị thông minh, tiết kiệm năng lượng.
Nguồn năng lượng nào là tái tạo? Vì sao điện gió, điện mặt trời gọi là nguồn không ổn định?
Tái tạo: gió, mặt trời, nước... (than, LNG, urani thì không).
Không ổn định vì công suất phát phụ thuộc thời tiết (bức xạ mặt trời, tốc độ gió), thay đổi theo giờ và mùa.
Nguyên lý biến đổi năng lượng của thủy điện
Thế năng và động năng của dòng nước làm quay tua-bin (cơ năng), máy phát điện biến cơ năng thành điện năng.
Nhiệt điện: nguyên lý và nhược điểm môi trường
Đốt than đá, dầu mỏ, khí để đun sôi nước tạo hơi áp lực cao quay tua-bin phát điện.
Nhược điểm: phát thải nhiều khí nhà kính CO2, khí độc SO2, NO2 và bụi mịn.
Trung tâm điều độ hệ thống điện quốc gia có vai trò gì?
Chỉ huy, điều khiển quá trình sản xuất, truyền tải, phân phối điện theo thời gian thực để hệ thống vận hành an toàn, tin cậy, kinh tế.
Vì sao nhà máy điện thường đặt xa đô thị lớn?
Để tận dụng tài nguyên thiên nhiên tại chỗ (sông cho thủy điện, mỏ than cho nhiệt điện, vùng nhiều gió) và đảm bảo an toàn, môi trường đô thị.
Hai loại lưới điện quốc gia theo chức năng
Lưới điện truyền tải: điện áp rất cao (vd 220 kV, 500 kV), truyền điện đi xa liên vùng.
Lưới điện phân phối: nhận điện từ lưới truyền tải và phân phối trực tiếp đến hộ tiêu thụ (nhà dân, phân xưởng).
Vì sao khi truyền tải điện đi xa phải nâng điện áp lên cao (110, 220, 500 kV)?
Để giảm hao phí điện năng do tỏa nhiệt trên đường dây (cùng công suất, điện áp càng cao thì dòng điện càng nhỏ). Không phải để dòng điện chạy nhanh hơn hay đổi tần số.
Vai trò của máy biến áp trong hệ thống điện
Biến đổi điện áp của dòng điện xoay chiều nhưng giữ nguyên tần số, để tối ưu truyền tải và phân phối.
Phân biệt vai trò: nhà máy điện, máy biến áp, đường dây, tải trong hệ thống điện
Sản xuất điện: tổ máy phát điện trong nhà máy (thủy điện, nhiệt điện...).
Biến đổi điện áp: máy biến áp.
Truyền tải: đường dây (vd 500 kV).
Tiêu thụ (tải): động cơ điện, đèn, thiết bị gia dụng.
Lưu ý: máy phát, pin mặt trời là nguồn, không phải tải.
Hệ thống điện quốc gia gồm những thành phần nào?
Các nhà máy điện (nguồn), lưới điện (truyền tải và phân phối) và các hộ tiêu thụ điện, liên kết thành một hệ thống thống nhất toàn quốc.
Hình sao: nối ba điểm cuối của ba cuộn dây (hoặc ba tải) lại tạo điểm trung tính; có thể có dây trung tính (3 pha 4 dây).
Tam giác: cuối cuộn này nối đầu cuộn kế tiếp, nối vào 3 dây pha.
Những sai lầm cần tránh khi dùng điện gia đình
Cắm nhiều thiết bị công suất lớn vào một ổ qua phích chia: nguy cơ cháy nổ.
Công tắc phải lắp trên dây pha (không phải dây trung tính) để ngắt điện an toàn khi thay bóng.
Dòng định mức aptomat tổng phải lớn hơn dòng làm việc lớn nhất của tải, không được nhỏ hơn.
Bảo vệ an toàn cho ổ cắm ở nhà tắm, nhà bếp (ẩm ướt)
Dùng ổ cắm có nắp đậy chống nước và lắp thêm aptomat chống rò (RCCB/RCBO), tự ngắt khi dòng rò vượt ngưỡng an toàn (thường 30 mA).
Dây dẫn và nối đất trong hệ thống điện gia đình
Dây đồng bọc cách điện PVC gồm 3 sợi: dây pha L, dây trung tính N, dây bảo vệ nối đất PE.
Vỏ kim loại thiết bị (máy giặt, tủ lạnh, bình nóng lạnh) bắt buộc nối với dây PE.
Dây thường đi ngầm trong tường qua ống bảo vệ.
Phương án đấu nối an toàn, chọn lọc cho nhà nhiều tầng
Lắp aptomat tổng ở đầu vào, đồng thời aptomat nhánh riêng cho từng tầng và từng thiết bị công suất lớn (điều hòa, bình nóng lạnh); không đấu chung với đèn; phải có dây tiếp địa bảo vệ.
Aptomat nhánh nhảy khi dùng bếp từ 2000 W + bình nóng lạnh 2500 W + nồi cơm 800 W cùng một nhánh: nguyên nhân?
Quá tải: tổng công suất (5300 W) vượt dòng điện định mức của aptomat nhánh. Cách xử lý: tách thiết bị công suất lớn ra các nhánh riêng.
Vì sao ưu tiên aptomat (CB) hơn cầu chì?
Aptomat tự ngắt mạch nhanh, chính xác khi quá tải, ngắn mạch và tái sử dụng ngay bằng cách gạt công tắc; cầu chì đứt phải thay.
Đặc điểm phụ tải mạng điện hạ áp sinh hoạt
Đa dạng, công suất nhỏ, thay đổi thường xuyên, mang tính sinh hoạt (chiếu sáng, làm mát, gia nhiệt); dùng nguồn một pha 220 V lấy từ 1 dây pha và 1 dây trung tính của lưới 3 pha 4 dây 380 V.
Sơ đồ khối mạng điện hạ áp sinh hoạt (theo chiều dòng điện)
Nguồn điện (lưới hạ áp) → Công tơ điện → Thiết bị đóng cắt, bảo vệ tổng → Các mạch nhánh → Tải tiêu thụ.
Cấu trúc phân cấp của mạng điện phân xưởng có lợi gì?
Tủ động lực và tủ chiếu sáng tách riêng, mỗi nhánh có aptomat riêng nên khi một động cơ quá tải nhảy aptomat nhánh thì chiếu sáng vẫn hoạt động. Không bắt buộc gộp chung một vỏ tủ.
Mạng điện sản xuất quy mô nhỏ: cấu trúc và nguồn cấp
Lấy điện từ trạm biến áp phân phối hạ áp hoặc lưới hạ áp. Gồm: thiết bị đóng cắt bảo vệ tổng (aptomat), đo lường (công tơ) ở đầu nguồn, tủ điện phân phối, tủ động lực, tủ chiếu sáng, dây hạ áp, tải.
Không có trạm biến áp tăng áp trung gian.
Ba bóng đèn 220 V - 100 W đấu vào nguồn Ud = 380 V thì đấu thế nào?
Đấu hình sao có dây trung tính vào nguồn 3 pha 4 dây, để mỗi đèn chịu 220 V. Đấu tam giác sẽ đặt 380 V lên đèn làm cháy.
Tải 3 pha đối xứng nối Y, Ud = 380 V, R = 22 Ω mỗi pha: tính Up, Ip, Id
Up = Ud/√3 = 220 V.
Ip = Up/R = 220/22 = 10 A.
Nối Y: Id = Ip = 10 A.
Nếu nối ∆ thì mỗi pha chịu 380 V (Up = Ud), dòng pha lớn hơn.
Động cơ ghi 220 V/380 V - ∆/Y, nguồn Ud = 380 V thì nối thế nào?
Nối hình sao (Y), để mỗi cuộn dây chịu 380/√3 ≈ 220 V đúng định mức.
Nguồn Ud = 220 V thì nối tam giác (∆).
Quy tắc: điện áp đặt lên mỗi cuộn dây/tải phải bằng điện áp định mức của nó.
Dòng điện trên dây trung tính khi tải ba pha đối xứng bằng bao nhiêu?
Bằng 0. Dây trung tính giữ cho điện áp pha ổn định khi tải không đối xứng. Nếu mất dây trung tính, tải một pha (đèn) có thể bị lệch áp, hỏng; động cơ 3 pha đối xứng vẫn chạy bằng 3 dây pha.
Ưu điểm của mạch ba pha bốn dây
Cho hai trị số điện áp: Ud (380 V) cho thiết bị công nghiệp như động cơ 3 pha và Up (220 V) cho thiết bị dân dụng, chiếu sáng.
Ngành kĩ thuật điện là gì?
Ngành kĩ thuật nghiên cứu, ứng dụng công nghệ điện, điện từ vào sản xuất, truyền tải, phân phối và sử dụng điện năng.
Mạch ba pha: điện áp dây và điện áp pha
Điện áp pha Up: giữa dây pha và dây trung tính (vd 220 V).
Điện áp dây Ud: giữa hai dây pha (vd 380 V).
Nối hình sao: Ud = √3 Up, Id = Ip.
Nối tam giác: Ud = Up.
Cấu tạo và nguyên lý máy phát điện xoay chiều ba pha
Stato (phần tĩnh): 3 cuộn dây đặt lệch nhau 120 độ. Rôto: nam châm quay.
Rôto quay đều tạo 3 suất điện động xoay chiều cùng biên độ, cùng tần số, lệch pha nhau 120 độ (không phải cùng pha).
Kí hiệu ba dây pha: A, B, C.
Công việc chính của nghề Thiết kế điện
Lập hồ sơ, tính toán thông số kĩ thuật và vẽ sơ đồ hệ thống điện.
Kĩ sư điện khác thợ điện ở điểm nào? Trình độ tối thiểu của kĩ sư điện?
Kĩ sư: nghiên cứu, tính toán thiết kế, quản lý kĩ thuật; tối thiểu tốt nghiệp đại học (kĩ sư chuyên ngành).
Thợ điện: thực hành lắp đặt, vận hành, sửa chữa trực tiếp thiết bị.
Xu hướng phát triển bền vững của kĩ thuật điện
Phát triển năng lượng tái tạo (gió, mặt trời) và thiết bị thông minh, tiết kiệm năng lượng.
Nguồn năng lượng nào là tái tạo? Vì sao điện gió, điện mặt trời gọi là nguồn không ổn định?
Tái tạo: gió, mặt trời, nước... (than, LNG, urani thì không).
Không ổn định vì công suất phát phụ thuộc thời tiết (bức xạ mặt trời, tốc độ gió), thay đổi theo giờ và mùa.
Nguyên lý biến đổi năng lượng của thủy điện
Thế năng và động năng của dòng nước làm quay tua-bin (cơ năng), máy phát điện biến cơ năng thành điện năng.
Nhiệt điện: nguyên lý và nhược điểm môi trường
Đốt than đá, dầu mỏ, khí để đun sôi nước tạo hơi áp lực cao quay tua-bin phát điện.
Nhược điểm: phát thải nhiều khí nhà kính CO2, khí độc SO2, NO2 và bụi mịn.
Trung tâm điều độ hệ thống điện quốc gia có vai trò gì?
Chỉ huy, điều khiển quá trình sản xuất, truyền tải, phân phối điện theo thời gian thực để hệ thống vận hành an toàn, tin cậy, kinh tế.
Vì sao nhà máy điện thường đặt xa đô thị lớn?
Để tận dụng tài nguyên thiên nhiên tại chỗ (sông cho thủy điện, mỏ than cho nhiệt điện, vùng nhiều gió) và đảm bảo an toàn, môi trường đô thị.
Hai loại lưới điện quốc gia theo chức năng
Lưới điện truyền tải: điện áp rất cao (vd 220 kV, 500 kV), truyền điện đi xa liên vùng.
Lưới điện phân phối: nhận điện từ lưới truyền tải và phân phối trực tiếp đến hộ tiêu thụ (nhà dân, phân xưởng).
Vì sao khi truyền tải điện đi xa phải nâng điện áp lên cao (110, 220, 500 kV)?
Để giảm hao phí điện năng do tỏa nhiệt trên đường dây (cùng công suất, điện áp càng cao thì dòng điện càng nhỏ). Không phải để dòng điện chạy nhanh hơn hay đổi tần số.
Vai trò của máy biến áp trong hệ thống điện
Biến đổi điện áp của dòng điện xoay chiều nhưng giữ nguyên tần số, để tối ưu truyền tải và phân phối.
Phân biệt vai trò: nhà máy điện, máy biến áp, đường dây, tải trong hệ thống điện
Sản xuất điện: tổ máy phát điện trong nhà máy (thủy điện, nhiệt điện...).
Biến đổi điện áp: máy biến áp.
Truyền tải: đường dây (vd 500 kV).
Tiêu thụ (tải): động cơ điện, đèn, thiết bị gia dụng.
Lưu ý: máy phát, pin mặt trời là nguồn, không phải tải.
Hệ thống điện quốc gia gồm những thành phần nào?
Các nhà máy điện (nguồn), lưới điện (truyền tải và phân phối) và các hộ tiêu thụ điện, liên kết thành một hệ thống thống nhất toàn quốc.