Giáo trình Máy điện - Khí cụ điện

TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC SÖ PHAÏM KYÕ THUAÄT TP. HCM 
KHOA ÑIEÄN 
BOÄ MOÂN: CÔ SÔÛ KYÕ THUAÄT ÑIEÄN 
------------0----------- 
GVC-ThS.NGUYEÃN TROÏNG THAÉNG 
 GV-ThS.TRAÀN PHI LONG 
 GIAÙO TRÌNH 
MAÙY ÑIEÄN-KHÍ CUÏ ÑIEÄN 
TP. HCM Thaùng 12 / 2005 
LÔØI NOÙI ÑAÀU 
Giaùo trình MAÙY ÑIEÄN-KHÍ CUÏ ÑIEÄN nhaèm giuùp sinh vieân baäc ñaïi hoïc hoaëc cao 
ñaúng ngaønh Coâng ngheä Ñieän- Ñieän töû, Coâng ngheä Ñieän töû –Vieãn thoâng cuûa tröôøng 
Ñaïi Hoïc Sö Phaïm Kyõ Thuaät TP.HCM laøm taøi lieäu hoïc taäp cuõng coù theå duøng laøm taøi 
lieäu tham khaûo cho sinh vieân ngaønh Ñieän Coâng Nghieäp, Ñieän Töï Ñoäng vaø caùc ngaønh 
khaùc lieân quan ñeán lónh vöïc ñieän-ñieän töû. 
 Giaùo trình Maùy ñieän- Khí cuï ñieän trình baøy nhöõng lyù thuyeát cô baûn veà: caáu taïo; 
nguyeân lyù laøm vieäc; caùc quan heä ñieän töø; caùc ñaëc tính cuõng nhö caùc hieän töôïng vaät lyù 
xaûy ra trong: Maùy ñieän moät chieàu; Maùy bieán aùp; Maùy ñieän khoâng ñoàng boä, Maùy ñieän 
ñoàng boä vaø caùc khí cuï ñieän thoâng duïng. 
Ñeå giuùp sinh vieân deã daøng tieáp thu kieán thöùc moân hoïc, giaùo trình trình baøy noäi dung 
moät caùch ngaén goïn, cô baûn. ÔÛ moãi chöông coù ví duï minh hoïa, caâu hoûi vaø baøi taäp ñeå 
sinh vieân coù theå hieåu saâu hôn nhöõng vaán ñeà mình ñaõ hoïc. 
 Caùc taùc gæa 
Truong DH SPKT TP. HCM 
Thu vien DH SPKT TP. HCM - 
Ban qu
yen © T
ruong D
H Su ph
am Ky
 thuat 
TP. HC
M
 Trang 
PHẦN 1: MÁY ĐIỆN ................................................................................... 1 
 CHƯƠNG I: MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU ................................................................2 
 § 1.1. Đại cương về máy điện một chiều..................................................................2 
 § 1.2. Các quan hệ điện từ trong máy điện một chiều.............................................7 
 § 1.3. Máy phát điện một chiều..............................................................................15 
 § 1.4. Mở máy và điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều................................32 
 CHƯƠNG II: MÁY BIẾN ÁP ................................................................................43 
 § 2.1. Đại cương về máy biến áp..............................................................................43 
 § 2.2. Tổ nối dây và mạch từ của máy biến áp..........................................................54 
 § 2.3. Các quan hệ điện từ trong máy biến áp...........................................................67 
 § 2.4. Máy biến áp làm việc ở tải xác lập đối xứng...................................................85 
 CHƯƠNG III: CÁC VẤN ĐỀ LÝ LUẬN CHUNG 
 CỦA MÁY ĐIỆN XOAY CHIỀU ...................................................98 
 § 3.1. Sức điện động của dây quấn máy điện xoay chiều..........................................98 
 § 3.2. Dây quấn máy điện xoay chiều........................................................................106 
 § 3.3. Sức từ động của dây quấn máy điện xoay chiều..............................................115 
 CHƯƠNG IV: MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ ................................................126 
 § 4.1. Đại cương về máy điện không đồng bộ...........................................................126 
 § 4.2. Quan hệ điện từ trong máy điện không đồng bộ............................................ 130 
 § 4.3. Mở máy và điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ...................................158 
 CHƯƠNG V: MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ ..................................................................172 
 § 5.1. Đại cương về máy điện đồng bộ.......................................................................172 
 § 5.2. Quan hệ điện từ trong máy điện đồng bộ........................................................ 178 
 § 5.3. Máy phát điện đồng bộ.....................................................................................189 
 § 5.4. Mở máy và điều chỉnh công suất phản kháng của động cơ đồng bộ............... 204 
PHẦN 2: KHÍ CỤ ĐIỆN ...........................................................................208 
 CHƯƠNG I: MẠCH TỪ VÀ SỰ BIẾN ĐỔI NĂNG LƯỢNG ĐIỆN CƠ ......... 209 
 § 1.1. Khái niệm chung..................................................................................................209 
 § 1.2. Từ dẫn trong khe hở không khí............................................................................213 
 § 1.3. Nam châm điện từ một chiều................................................................................215 
 § 1.4. Nam châm điện từ xoay chiều .............................................................................218 
 § 1.5. Nam châm vĩnh cửu..............................................................................................222 
 § 1.6. Lực điện động.......................................................................................................226 
Truong DH SPKT TP. HCM 
Thu vien DH SPKT TP. HCM - 
Ban qu
yen © T
ruong D
H Su ph
am Ky
 thuat 
TP. HC
M
 CHƯƠNG II: CÁC LOẠI KHÍ CỤ ĐIỆN THÔNG DỤNG .........................................233 
 § 2.1. Contactor.............................................................................................................233 
 § 2.2. Cầu chì bảo vệ.....................................................................................................237 
 § 2.3. Aptomat...............................................................................................................241 
 § 2.4. Thiết bị chống dòng điện rò.................................................................................248 
 § 2.5. Relay dòng điện...................................................................................................251 
 § 2.6. Relay điện áp........................................................................................................252 
 § 2.7. Relay trung gian...................................................................................................253 
 § 2.8. Relay thời gian.....................................................................................................254 
 § 2.9. Relay tốc độ.........................................................................................................255 
Truong DH SPKT TP. HCM 
Thu vien DH SPKT TP. HCM - 
Ban qu
yen © T
ruong D
H Su ph
am Ky
 thuat 
TP. HC
M
 1 
PHẦN 1 : 
MÁY ĐIỆN
Truong DH SPKT TP. HCM 
Thu vien DH SPKT TP. HCM - 
Ban qu
yen © T
ruong D
H Su ph
am Ky
 thuat 
TP. HC
M
 2 
CHƯƠNG 1 : MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 
§ 1.1 ĐẠI CƯƠNG VỀ MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 
Trong nền sản xuất hiện đại, máy điện một chiều vẫn được coi là một loại máy quan trọng. Nó có 
thể dùng làm động cơ điện, máy phát điện ... 
Động cơ điện một chiều có đặc tính điều chỉnh tốc độ rất tốt, vì vậy được dùng nhiều trong 
những ngành công nghiệp có yêu cầu cao về điều chỉnh tốc độ như cán thép, hầm mỏ ... 
Máy phát điện một chiều dùng làm nguồn điện cho động cơ điện một chiều, làm nguồn điện một 
chiều kích thích từ trong máy điện đồng bộ, dùng trong công nghiệp mạ điện... 
Nhược điểm của máy điện một chiều : Giá thành đắt, sử dụng nhiều kim loại màu, chế tạo và bảo 
quản cổ góp phức tạp... 
I. CẤU TẠO CỦA MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU: 
Kết cấu của máy điện một chiều có thể phân thành 2 phần chính là : phần tĩnh và phần quay . 
 1.Phần tĩnh (stato): 
 Đây là phần đứng yên của máy gồm các bộ phận chính sau: 
a.Cực từ chính: 
Là bộ phận sinh ra từ trường gồm có lõi sắt cực từ và dây quấn kích từ lồng ngoài lõi sắt cực từ. 
Lõi sắt cực từ làm bằng những lá thép kỹ thuật điện hay thép cacbon dày 0,5 đến 1mm ép lại và tán 
chặt . Trong máy điện nhỏ có thể dùng thép khối . Cực từ được gắn chặt vào vỏ máy nhờ các bulông. 
Dây quấn kích từ được quấn bằng dây đồng bọc cách điện và mỗi cuộn dây đều được bọc cách điện 
kỹ thành 1 khối và tẩm sơn cách điện trước khi đặt trên các cực từ . Các cuộn dây kích từ đặt trên các 
cực từ này được nối nối tiếp với nhau . 
 Hình 1-1. Cực từ chính 
b. Cực từ phụ: 
Được đặt giữa các cực từ chính và dùng để cải thiện đổi chiều. Lõi thép của cực từ phụ thường 
làm bằng thép khối và trên thân cực từ phụ có đặt dây quấn mà cấu tạo giống như dây quấn cực từ 
chính. Cực từ phụ được gắn vào vỏ nhờ bulông. 
Truong DH SPKT TP. HCM 
Thu vien DH SPKT TP. HCM - 
Ban qu
yen © T
ruong D
H Su ph
am Ky
 thuat 
TP. HC
M
 3 
c. Gông từ: 
Dùng làm mạch từ nối liền các cực từ, đồng thời làm vỏ máy. Trong máy điện vừa và nhỏ 
thường dùng thép tấm dày uốn và hàn lại. Trong máy điện lớn thường dùng thép đúc . 
d. Các bộ phận khác: 
 - Nắp máy : Bảo vệ máy khỏi bị những vật ngoài rơi vào làm hư hỏng dây quấn hay an toàn 
cho người khỏi chạm phải điện. Trong máy điện vừa và nhỏ, nắp máy có tác dụng làm giá đỡ ổ bi . 
- Cơ cấu chổi than : Để đưa dòng điện từ phần quay ra ngoài. Cơ cấu chổi than gồm có chổi 
than đặt trong hộp chối than và nhờ 1 lò xo tì chặt lên cổ góp. Hộp chổi than được cố định trên giá 
chổi than và cách điện với giá. Giá chổi than có thể quay được để điều chỉnh vị trí chổi than cho 
đúng chỗ. Sau khi điều chỉnh xong thì dùng vít cố định chặt lại. 
Truong DH SPKT TP. HCM 
Thu vien DH SPKT TP. HCM - 
Ban qu
yen © T
ruong D
H Su ph
am Ky
 thuat 
TP. HC
M
 4 
2. Phần quay ( rôto ): 
Gồm các bộ phận sau : 
a. Lõi sắt phần ứng: Dùng để dẫn từ. 
Thường dùng những tấm thép kỹ thuật điện dày 0,5 mm phủ cách điện mỏng ở 2 mặt rồi ép 
chặt lại để giảm hao tổn do dòng điện xoáy gây nên. Trên lá thép có dập hình dạng rãnh để sau khi ép 
lại thì đặt dây quấn vào. 
 Trong những máy cỡ trung trở nên, người ta còn dập những lỗ thông gió để khi ép lại thành lõi 
sắt có thể tạo được những lỗ thông gió dọc trục . 
Trong những máy hơi lớn thì lõi sắt chia thành từng đoạn nhỏ. Giữa các đoạn ấy có để 1 khe hở 
gọi là khe thông gió ngang trục. Khi máy làm việc, gió thổi qua các khe làm nguội dây quấn và lõi 
sắt . 
Trong máy điện nhỏ, lõi sắt phần ứng được ép trực tiếp vào trục. Trong máy điện lớn, giữa trục 
và lõi sắt có đặt giá rôto. Dùng giá rôto có thể tiết kiệm thép kỹ thuật điện và giảm nhẹ trọng lượng 
rôto . 
b. Dây quấn phần ứng: 
Là phần sinh ra sức điện động và có dòng điện chạy qua. Dây quấn phần ứng thường làm bằng 
dây đồng có bọc cách điện. Trong máy điện nhỏ dùng dây có tiết diện tròn. Trong máy điện vừa và 
lớn dùng dây tiết diện chữ nhật. Dây quấn được cách điện cẩn thận với rãnh của lõi thép . 
Để tránh khi quay bị văng ra do sức ly tâm, ở miệng rãnh có dùng nêm để đè chặt hoặc phải 
đai chặt dây quấn. Nêm có thể làm bằng tre, gỗ hay bakêlit . 
Truong DH SPKT TP. HCM 
Thu vien DH SPKT TP. HCM - 
Ban qu
yen © T
ruong D
H Su ph
am Ky
 thuat 
TP. HC
M
 5 
Hình 1-7. Mặt cắt rãnh phần ứng 
c. Cổ góp: Dùng để đổi chiều dòng điện xoay chiều thành 1 chiều . 
Cổ góp gồm nhiều phiến đồng có đuôi nhạn cách điện với nhau bằng lớp mica dày 0,4 đến 1,2 
mm và hợp thành 1 trụ tròn. Hai đầu trụ tròn dùng 2 vành ốp hình chữ V ép chặt lại. Giữa vành ốp và 
trụ tròn cũng cách điện bằng mica. Đuôi vành góp có cao hơn lên một ít để hàn các đầu dây của các 
phần tử dây quấn vào các phiến góp được dễ dàng . 
Hình 1- 8. Cổ góp. 
d. Các bộ phận khác : 
 - Cánh quạt : Để quạt gió làm nguội máy. 
 - Trục máy : Trên đó đặt lõi sắt phần ứng, cổ góp, cánh quạt và ổ bi. Trục máy thường làm 
bằng thép cacbon tốt . 
2. Các trị số định mức: 
Chế độ làm việc định mức của máy điện là chế độ làm việc trong những điều kiện mà xưởng chế 
tạo đã quy định. Chế độ đó được đặc trưng bằng những đại lượng ghi trên nhãn máy và gọi là những 
đại lượng định mức. 
- Công suất định mức Pđm ( KW hay W) 
- Điện áp định mức Uđm (V) 
- Dòng điện định mức Iđm (A) 
- Tốc độ định mức nđm ( vg/ph) 
- Hiệu suất định mức  đm 
Truong DH SPKT TP. HCM 
Thu vien DH SPKT TP. HCM - 
Ban qu
yen © T
ruong D
H Su ph
am Ky
 thuat 
TP. HC
M
 6 
CÂU HỎI 
 1. Tại sao lõi sắt phần ứng phải làm bằng thép kỹ thuật điện ? Tại sao vỏ máy một chiều không 
dùng gang là vật liệu rẻ tiền và dễ đúc ? 
 2. Ý nghĩa của trị số công suất định mức ghi trên nhãn máy ? Công suất định mức ghi trên động cơ 
điện là công suất cơ đầu trục hay công suất điện đưa vào động cơ điện ? 
 3. Các bộ phận chính của máy điện một chiều và công dụng của các bộ phận đó ? 
Truong DH SPKT TP. HCM 
Thu vien DH SPKT TP. HCM - 
Ban qu
yen © T
ruong D
H Su ph
am Ky
 thuat 
TP. HC
M
 7 
§ 1.2 CÁC QUAN HỆ ĐIỆN TỪ TRONG MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU. 
I. Sức điện động cảm ứng trong dây quấn máy điện một chiều: 
Cho dòng điện kích thích vào dây quấn kích thích thì trong khe hở sẽ sinh ra từ thông. Khi phần 
ứng quay với một tốc độ nhất định nào đó thì trong dây quấn sẽ cảm ứng một sức điện động. Sức 
điện động đó phụ thuộc vào từ thông dưới mỗi cực từ, tốc độ của máy, số thanh dẫn của dây quấn và 
kiểu dây quấn . 
Vì dây quấn có 2a mạch nhánh ghép song song nên sức điện động của dây quấn bằng sức điện 
động cảm ứng trên một mạch nhánh, nghĩa là bằng tống s.đ.đ của các thanh dẫn nối tiếp trong mạch 
nhánh đó . 
Sức điện động trung bình cảm ứng trong thanh dẫn có chiều dài tác dụng l, chuyển động trong từ 
trường với tốc độ v bằng : 
etb = Btb.l.v ( 1-1) 
Tốc độ quay : v = 
60
2
60
. n
p
nD

 Btb = 
l.
 
Trong đó : 
Btb : từ cảm trung bình trong khe hở 
D : đường kính ngoài phần ứng 
 : bước cực 
p : số đôi cực 
n : tốc độ quay phần ứng 
 : từ thông khe hở dưới mỗi cực 
Thế vào biểu thức (1-1) ta có : 
 etb = 2p 
60
n
 ( 1-2) 
 Gọi N là tổng số thanh dẫn của dây quấn thì mỗi mạch nhánh song song có N/2a thanh dẫn nối tiếp 
nhau và như vậy s.đ.đ của máy bằng : 
 Eö = nCn
a
Np
e
a
N
etb    
60
.
2
 ( V) ( 1-3) 
Trong đó : 
 ( Wb). 
 n ( vg/ph). 
Ce = 
a
Np
60
.
 : hệ số phụ thuộc vào kết cấu của máy và dây quấn 
 Chiều của Eư phụ thuộc vào chiều  và n và được xác định theo quy tắc bàn tay phải ( hình 1- 9 ). 
Truong DH SPKT TP. HCM 
Thu vien DH SPKT TP. HCM - 
Ban qu
yen © T
ruong D
H Su ph
am Ky
 thuat 
TP. HC
M
 8 
Hình 1-9. Xác định s.đ.đ phần ứng và mômen điện từ 
 trong máy phát điện một chiều 
Sự phân tích trên dựa trên giả thiết dây quấn bước đủ, s.đ.đ trên các thanh dẫn của phần tử đều 
cộng số học với nhau. Nếu là bước ngắn thì s.đ.đ của các thanh dẫn của một phần tử sẽ cộng véctơ 
nên s.đ.đ của cả phần tử sẽ nhỏ hơn so với phần tử bước đủ và như vậy s.đ.đ phần ứng cũng nhỏ đi 
một ít. Nhưng vì trong máy điện 1 chiều không cho phép bước ngắn lớn nên ảnh hưởng ít ( thường là 
không xét đến khi tính s.đ.đ ). 
II. Mômen điện tử và công suất: 
Khi máy điện làm việc, trong dây quấn phần ứng sẽ có dòng điện chạy qua. Tác dụng của từ 
trường lên dây dẫn có dòng điện sẽ sinh ra mômen điện từ trên trục máy. 
Giả thiết ở một chế độ làm việc nào đó của máy điện một chiều, từ trường và dòng điện phần ứng 
ở dưới 1 cực như hình : 
Theo quy tắc bàn tay trái mômen điện từ do lực điện từ tác dụng lên các thanh dẫn có chiều từ 
p ... m) seõ taùc ñoäng maø khoâng aûnh höôûng ñeán caùc thieát bò 
ñang laøm vieäc gaàn ñoù cuõng nhö löôùi ñieän. Ñieàu naøy ñaûm baûo söï laøm vieäc lieân tuïc cuûa heä thoáng 
ñieän. 
Ví duï: cho heä thoáng coù sô ñoà ñôn tuyeán nhö hình 2-18 ta thaáy neáu coù söï coá quaù doøng döôùi ñieåm C 
thì aptomat C phaûi môû. Neáu ñieàu naøy xaûy ra thì söï coá ñöôïc caét ra khoûi löôùi trong khi caùc phuï taûi 
khaùc vaån laøm vieäc bình thöôøng. Ñeå ñieàu naøy xaûy ra, phaûi löïa choïn hay ñieàu chænh ñaëc tính caét 
(ñaëc tính amper-giaây) cuûa caùc aùptomaùt A,B,C nhö hình 2-18b. Nghóa laø caùc aùptomaùt phía treân 
phaûi coù ñaëc tính amper-giaây naèm treân vaø caùc aùptomaùt caøng gaàn phuï taûi. 
Hình 2-18 a, b. Ñaëc tính caét coù choïn loïc cuûa aùptoâmaùt 
CAÂU HOÛI 
1. Neâu caùc yeâu caàu kó thuaät cuûa CB ? 
2. Trình baøy nguyeân lyù laøm vieäc cuûa CB doøng ñieän cöïc ñaïi vaø CB ñieän aùp thaáp ? 
3. Neâu caáu taïo cuûa MCCB vaø MCB ? 
4. Neâu caùc thoâng soá kó thuaät vaø tieâu chuaån löïa choïn CB ? 
Truong DH SPKT TP. HCM 
Thu vien DH SPKT TP. HCM - 
Ban qu
yen © T
ruong D
H Su ph
am Ky
 thuat 
TP. HC
M
 249
§ 2.4 THIEÁT BÒ CHOÁNG DOØNG ÑIEÄN ROØ (CBRs) 
I. Chöùc naêng 
CBRs ñöôïc duøng ñeå baûo veä choáng doøng ñieän roø cho caùc loaïi heä thoáng ñieän cuûa hoä söû 
duïng ñieän ( HTÑ– SDÑ) töø ñôn giaûn ñeán phöùc taïp, vaø baûo veä choáng doøng ñieän roø caùc loaïi phuï taûi 
ñieän khaùc nhau. Tuy nhieân, caùc loaïi CBRs ñeàu coù hai chöùc naêng: 
- Chöùc naêng thöù nhaát: Baûo veä choáng quaù taûi, choáng ngaén maïch cuûa phuï taûi ñieän vaø HTÑ– 
SDÑ. Ñoái vôùi chöùc naêng naøy, nguyeân taéc hoaït ñoäng cuûa CBRs gioáng nhö nguyeân taéc hoaït 
ñoäng cuûa CB. 
- Chöùc naêng thöù hai: Baûo veä choáng doøng ñieän roø cho caùc phuï taûi ñieän vaø HTÑ – SDÑ. 
Nhö vaäy, CBRs cuõng laø loaïi thieát bò baûo veä, nhöng coù taùc duïng baûo veä toaøn dieän hôn so 
vôùi CB. 
II. Ñaëc ñieåm caáu taïo cuûa CBRs. 
Thoâng thöôøng caùc loaïi CBRs coù caùc boä phaän chính nhö sau: 
- Boä phaän ñoùng – caét maïch: coù chöùc naêng baûo veä choáng quaù taûi vaø choáng ngaén maïch. 
Chuùng coù caáu taïo nguyeân lyù hoaït ñoäng hoaøn toaøn gioáng nhö CB. 
- Boä chöùc naêng choáng doøng ñieän roø: boä phaän naøy coù hai cô caáu chuû yeáu. 
- Cô caáu phaùt hieän doøng ñieän roø: Nguyeân taéc hoaït ñoäng cuûa cô caáu naøy gioáng nhö maùy bieán 
doøng ño löôøng ( TI). Chuùng ñöôïc goïi laø maùy bieán doøng roø vaø vieát taét laø ZCT. 
- Cô caáu so saùnh vaø khueách ñaïi doøng ñieän roø: Cô caáu naøy laø maïch ñieän töû, coù nhieäm vuï 
nhaän tín hieäu doøng ñieän roø töø maùy bieán doøng CT, so saùnh doøng ñieän roø vôùi giaù trò ñaët 
tröôùc cuûa doøng taùc ñoäng roø, khueách ñaïi tín hieäu doøng ñieän roø vaø ñöa ñeán maïch ñieàu khieån 
boä phaän ñoùng – caét maïch cuûa CB. Cô caáu naøy ñöôïc goïi laø rôle doøng roø vaø vieát taét laø ELR. 
 Ñoái vôùi CBRs coù boä phaän chöùc naêng choáng doøng ñieän roø ñôn giaûn: 
Tröôøng hôïp naøy, boä phaän chöùc naêng choáng doøng ñieän roø coù keát caáu raát nhoû goïn vaø ñöôïc 
laép ñaët trong CB. Ñoái vôùi CBRs coù doøng ñieän laøm vieäc ñònh möùc döôùi 1000A vaø boä chöùc naêng 
choáng doøng ñieän roø ñôn giaûn, coù hình daùng vaø kích côõ gioáng hình daùng vaø kích côõ cuûa CB vôùi 
doøng ñieän laøm vieäc ñònh möùc töông ñöông. Loaïi naøy ñöôïc goïi laø CBRs tích hôïp. 
Ñoái vôùi CBRs coù boä phaän chöùc naêng choáng doøng ñieän roø phöùc taïp. 
Thoâng thöôøng, caùc CBRs coù doøng ñieän laøm vieäc ñònh möùc vaøi traêm ampe trôû leân vaø boä 
chöùc naêng choáng doøng ñieän roø phöùc taïp ñieàu chænh ñöôïc giaù trò ñaët tröôùc doøng taùc ñoäng roø vaø 
ñieàu chænh ñöôïc thôøi gian treã khi CBRs taùc ñoäng thì boä chöùc naêng choáng doøng ñieän roø ñöôïc cheá 
taïo thaønh hai khoái rieâng bieät: maùy bieán doøng roø (ZCT) vaø rôle doøng roø (ELR); vaø ñöôïc laép ñaët 
ngoaøi CB. Loaïi CBRs naøy ñöôïc goïi laø CBRs keát hôïp. 
Boå sung chöùc naêng choáng doøng ñieän roø cho CB. 
Truong DH SPKT TP. HCM 
Thu vien DH SPKT TP. HCM - 
Ban qu
yen © T
ruong D
H Su ph
am Ky
 thuat 
TP. HC
M
 250
Hieän naøy, phaàn lôùn caùc HTÑ – SDÑ ñang hoaït ñoäng ñeàu ñöôïc laép ñaët caùc CB 3 hoaëc 2 
cöïc ñeå ñieàu khieån ñoùng caét maïch ñieän, baûo veä choáng quaù taûi vaø baûo veä choáng ngaén maïch cho heä 
thoáng daây ñieän, phuï taûi ñieän. Ñeå boå sung chöùc naêng choáng doøng ñieän roø cho chuùng, caàn ñaáu noái 
tieáp boä chöùc naêng choáng doøng ñieän roø sau CB ( tính theo chieàu cung caáp ñieän). Khi ñoù, boä chöùc 
naêng choáng doøng ñieän roø ñöôïc cheá taïo thaønh moät khoái, trong ñoù bao goàm: ZCT, cô caáu caét maïch 
choáng doøng ñieän roø thöôøng ñöôïc vieát taét laø RCD. Nhö vaäy, RCD coù chöùc naêng caét maïch laøm vieäc 
khi xuaát hieän doøng ñieän roø ñuû lôùn, chòu ñöôïc doøng quaù taûi nhöng khoâng coù khaû naêng caét maïch 
choáng quaù taûi vaø ngaén maïch. Trong tröôøng hôïp naøy, CBRs bao goàm coù hai khoái rieâng reõ: CB vaø 
RCD; vaø ñöôïc goïi laø CBRs baùn tích hôïp. 
III. Sô ñoà nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa CBRs 
Treân hình 2-19 trình baøy sô ñoà nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa CBRs tích hôïp 3 cöïc. 
Hình 2-19: Sô ñoà nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa CBRs tích hôïp 3 cöïc 
Khi khoâng coù doøng ñieän roø I , toång doøng ñieän 3 pha A, B, C ñi xuoáng qua ZCT baèng 
khoâng. 
Khi xuaát hieän doøng ñieän roø I ôû moät pha baát kyø, vì doøng ñieän roø chæ ñi qua ZCT moät laàn 
roài xuoáng ñaát ( hoaëc trôû veà daây trung tính “ baûo veä” PE), neân khi ñoù toång doøng ñieän ñi qua ZCT 
baèng doøng ñieän roø I . 
Neáu doøng ñieän roø I ñuû lôùn (lôùn hôn giaù trò doøng taùc ñoäng roø danh ñònh I n cuûa CBRs) 
thì doøng caûm öùng thöù caáp I2 cuûa ZCT sau khi ñi qua rôle doøng roø ( ELR) ñöôïc khueách ñaïi vaø 
truyeàn ñeán maïch ñieàu khieån cuûa CB laøm taùc ñoäng caét maïch daây caáp ñieän. 
Truong DH SPKT TP. HCM 
Thu vien DH SPKT TP. HCM - 
Ban qu
yen © T
ruong D
H Su ph
am Ky
 thuat 
TP. HC
M
 251
Treân hình 2-20 trình baøy sô ñoà nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa rcd 4 cöïc maø noù ñöôïc ñaáu noái 
tieáp sau cb 3 cöïc ( chuùng thuoäc loaïi cbrs baùn tích hôïp). 
Hình 2-20: Sô ñoà nguyeân lyù hoaït ñoäng 
 cuûa RCD 4 cöïc. 
 Rcd 4 cöïc hoaït ñoäng nhö sau: 
Khi khoâng coù doøng ñieän roø I , toång doøng ñieän 3 pha A, B, C vaø doøng ñieän I0 (chaïy trong 
daây trung tính “ laøm vieäc” N) ñi xuyeân qua ZCT baèng khoâng. 
Khi xuaát hieän doøng ñieän roø I , vì doøng ñieän roø chæ xuyeân qua ZCT moät laàn roài ñi xuoáng 
ñaát ( hoaëc trôû veà daây trung tính “ baûo veä” PE), neân khi ñoù toång doøng ñieän ñi xuyeân qua ZCT 
baèng doøng ñieän roø I . 
Neáu doøng ñieän roø I ñuû lôùn (lôùn hôn giaù trò doøng taùc ñoäng roø danh ñònh I n cuûa RCD) thì 
doøng caûm öùng thöù caáp I2 cuûa ZCT sau khi ñi qua rôle doøng roø (ELR) ñöôïc khueách ñaïi vaø truyeàn 
ñeán maïch ñieàu khieån taùc ñoäng caét maïch daây cung caáp ñieän. Song, boä phaän caét maïch cuûa RCD chæ 
coù taùc duïng caét maïch khi xuaát hieän doøng ñieän roø ñuû lôùn, khoâng coù chöùc naêng caét maïch khi quaù 
taûi hay ngaén maïch. 
CAÂU HOÛI 
1. Neâu chöùc naêng vaø ñaëc ñieåm caáu taïo cuûa thieát bò choáng doøng ñieän roø(CBRs) ? 
2. Trình baøy nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa CBRs ? 
3. Rcd 4 cöïc hoaït ñoäng nhö theá naøo ? Vò trí cuûa noù trong maïng ñieän ? 
Truong DH SPKT TP. HCM 
Thu vien DH SPKT TP. HCM - 
Ban qu
yen © T
ruong D
H Su ph
am Ky
 thuat 
TP. HC
M
 252
§ 2.5 RELAY DÒNG ĐIỆN 
Relay dòng điện loại 3T (Liên Xô) thường dùng để bảo vệ mạch điện bị quá tải hoặc ngắn mạch 
và để điều khiển sự làm việc của động cơ điện. 
Cấu tạo của nó gồm mạch từ 1 hình chữ C, trên mạch từ quấn hai cuộn dây dòng điện 2, miếng 
sắt từ 3 hình Z gắn trên trục và quay cùng với trục. Khi có dòng điện chạy qua cuộn dây 2 sẽ tạo lực 
tác dụng lên miếng sắt 3. Nếu dòng điện chạy qua cuộn dây đạt trị số đủ lớn, lực điện từ thắng lực 
cản của ló xo 4, miếng sắt 3 và trục sẽ quay làm mở (hoặc đóng) hệ thống tiếp điểm 5 và 6. 
Hình 2-21. a) Sơ lược kết cấu loại relay cường độ kiểu điện từ 
 b) Kí hiệu relay cường độ 
Trị số dòng điện tác động của relay được chỉnh định bằng hai phương pháp : 
 Thay đổi sơ đồ đấu cuộn dây relay : khi cần dòng điện tác động nhỏ thì hai cuộn dây đấu 
nối tiếp; cần dòng điện tác động lớn thì hai cuộn dây đấu song song. Do vậy, với cùng sức 
căng của lò xo điều chỉnh 4, khi đấu song song trị số dòng điện để relay tác động lớn gấp 2 
lần so với khi đấu nối tiếp. 
 Di chuyển hệ thống đòn bẩy 7 để tăng hoặc giảm sức căng lò xo 4 hoặc điều chỉnh vít 8 
và 9, ta có thể tăng hoặc giảm trị số dòng điện tác động . 
Truong DH SPKT TP. HCM 
Thu vien DH SPKT TP. HCM - 
Ban qu
yen © T
ruong D
H Su ph
am Ky
 thuat 
TP. HC
M
 253
§ 2.6 RELAY ĐIỆN ÁP 
Relay điện áp loại 3H thường dùng để bảo vệ các thiết bị điện khi điện áp của nó tăng hoặc hạ 
quá mức quy định. 
Relay điện áp có cấu tạo tương tự như relay dòng điện nhưng cuộn dây của nó có số vòng nhiều 
hơn và được mắc song song với mạch điện của thiết bị cần bảo vệ. 
Hình 2-22. Ký hiệu relay điện áp 
Tuỳ theo nhiệm vụ bảo vệ, relay điện áp được chia làm hai loại : 
 Relay điện áp cực đại : phần ứng (phần quay) của loại relay này lúc điện áp bình thường 
đứng yên, khi điện áp tăng quá mức quy định, lực điện từ sẽ thắng lực cản, relay tác động. 
 Relay điện áp cực tiểu : ở điện áp bình thường, phần ứng relay chịu lực điện từ tác dụng, 
khi điện áp hạ xuống dưới mức quy định, lực cản thắng, phần ứng sẽ đóng (hoặc mở) các tiếp 
điểm . 
 Điện áp khởi động của relay cũng được điều chỉnh bằng sức căng của lò xo điều chỉnh 4 hoặc 
bằng cách thay đổi sơ đồ đấu cuộn dây relay hoặc bằng vít. 
CÂU HỎI 
1. Nêu cấu tạo của relay dòng điện và relay điện áp ? 
2. Trình bày nguỵên lý hoạt động của relay dòng điện và relay điện áp ? 
Truong DH SPKT TP. HCM 
Thu vien DH SPKT TP. HCM - 
Ban qu
yen © T
ruong D
H Su ph
am Ky
 thuat 
TP. HC
M
 254
§ 2.7 RELAY TRUNG GIAN 
Nhiệm vụ chính của relay trung gian là khuếch đại các tín hiệu điều khiển. Trong sơ đồ điều 
khiển, relay trung gian thường nằm ở vị trí trung gian giữa hai relay khác nhau . 
Hình 2-23. Kí hiệu relay trung gian 
Cấu tạo của relay trung gian gồm có lõi thép 1, cuộn dây 2, phần ứng 3 và hệ thống tiếp điểm 
4. Khi dòng điện chạy qua, cuộn dây sẽ hút phần ứng và đóng (hoặc mở tiếp điểm). 
Đặc điểm của relay trung gian là không có cơ cấu điều chỉnh điện áp tác động, yêu cầu phải tác 
động tốt khi điện áp đặt vào cuộn dây dao động trong phạm vi 15% điện áp định mức. 
Hình 2-24. Sơ lược kết cấu relay trung gian 
CÂU HỎI 
1. Nêu nhiệm vụ của relay trung gian ? 
2. Nêu cấu tạo của relay trung gian ? 
Truong DH SPKT TP. HCM 
Thu vien DH SPKT TP. HCM - 
Ban qu
yen © T
ruong D
H Su ph
am Ky
 thuat 
TP. HC
M
 255
§ 2.8 RELAY THỜI GIAN 
Relay thời gian là thiết bị tạo ra thời gian duy trì cần thiết khi truyền tín hiệu từ một relay 
(hoặc thiết bị) đến relay (hoặc thiết bị) khác. 
Trong sơ đồ điều khiển và bảo vệ, relay thời gian dùng để giới hạn thời gian quá tải của thiết 
bị, tự động mở máy động cơ nhiều cấp biến trở, hạn chế động cơ làm việc không tải . 
Cấu tạo của relay thời gian gồm: lõi thép 2 hình chữ U, mang cuộn dây 7 và ống lót bằng đồng 
4. Một đầu phần ứng 5 gắn với lõi, đầu còn lại mang tiếp điểm động của bộ tiếp điểm 8. Khi cho 
dòng điện chạy qua cuộn dây 7, lõi thép 2 sẽ hút phần ứng 5. Nếu cắt dòng điện, phần ứng 5 không 
nhả ra ngay vì khi từ thông cuộn dây giảm, trong ống lót đồng cảm ứng sức điện động và dòng điện 
cản trở sự giảm của từ thông nên phần ứng vẫn được hút trong một thời gian nữa. 
Muốn chỉnh định thời gian duy trì có thể thay đổi lực cản của lò xo 3, điều chỉnh ốc 4, thay đổi 
độ dày của miếng đồng thau 6 (miếng đệm không từ tính) ở kẽ không khí hoặc thay đổi trị số dòng 
điện chạy vào cuộn dây (thêm điện trở ...). 
 Hình 2-25. Sơ lược kết cấu relay thời gian 
CÂU HỎI 
1. Nêu nhiệm vụ của relay thời gian ? 
2. Nêu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của relay thời gian ? 
Truong DH SPKT TP. HCM 
Thu vien DH SPKT TP. HCM - 
Ban qu
yen © T
ruong D
H Su ph
am Ky
 thuat 
TP. HC
M
 256
§ 2.9 RELAY TỐC ĐỘ 
Relay kiểm tra tốc độ được dùng để làm việc trong các sơ đồ hãm phanh tự động các động cơ 
điện không đồng bộ rôto lồng sóc, làm việc ở lưới điện áp 380V. Relay có thể làm việc với động cơ 
điện có tốc độ quay từ 1000 đến 3000 vg/ph ở chế độ liên tục hay ngắn hạn lặp lại có tần số thao tác 
không quá 30 lần trong 1 phút . 
Cấu tạo của relay kiểm tra tốc độ gồm một trục liên hệ với trục động cơ (hoặc máy) có gắn 
cần khống chế. Trên trục có gắn nam châm vĩnh cửu 2, bên ngoài nam châm có trụ quay tự do 3. Mặt 
trong trụ có xẻ rãnh và đặt các thanh dẫn 4, các thanh này khép mạch với nhau tạo thành lồng sóc 
(như ở rôto dộng cơ lồng sóc). Cần tiếp điểm đóng 5 gắn chặt với trụ 3 . 
Hình 2-26. Cấu tạo của relay kiểm tra tốc độ 
Khi trụ 1 quay, từ trường nam châm cắt thanh dẫn 4, cảm ứng sức điện động và sinh ra dòng 
điện. Dòng điện trong các thanh dẫn lại tác dụng với từ trường tạo mômen làm trụ 3 quay. Cần 5 
quay theo trụ 3 đập vào thanh 6 đóng và mở bộ tiếp điểm 7 và 8. 
Relay kiểm tra tốc độ kiểu cảm ứng của Liên Xô chỉ tác động (thanh 5 đập vào thanh 6 đóng 
hoặc mở bộ tiếp điểm) khi tốc độ quay đạt 500  700 vg/ph. Khi tốc độ quay giảm dưới 500  700 
vg/ph thì relay không tác động . 
Hình 2-27. Kết cấu cụ thể của một loại relay 
kiểm tra tốc độ kiểu cảm ứng 
CÂU HỎI 
1. Nêu nhiệm vụ của relay tốc độ ? 
2. Trình bày cấu tạo và nguyên lý hoạt động của relay tốc độ ? 
2
0Irp mFe Truong DH SPKT TP. HCM 
Thu vien DH SPKT TP. HCM - 
Ban qu
yen © T
ruong D
H Su ph
am Ky
 thuat 
TP. HC
M
TAØI LIEÄU THAM KHAÛO 
1- Nguyeãn Troïng Thaéng, Ngoâ Quang Haø, Maùy ñieän I, II. ÑHSPKT TP.HCM, naêm 
2005. 
2- Nguyeãn Troïng Thaéng, Nguyeãn Theá Kieät, Coâng ngheä cheá taïo vaø tính toaùn söûa chöõa 
Maùy ñieän , NXB Giaùo duïc, 1995 . 
3- A.E. Fitzerald, Charles kingsley . Electrical Machines. Mc. Graw - Hill, 1990 . 
4- Jimmie J. Cathey . Electric machines Analysis and Design Applying Matlab . Mc. 
Graw - Hill – 2001. 
5- Mohamed E. El-Hawary, Principle of Electric Machines with Power Electronic 
Applications, Prentice-Hall, 1986. 
6- TS.Nguyeãn Chu Huøng, KS.Toân thaát Caûnh Höng, Kyõ thuaät ñieän 1, NXB Ñaïi hoïc 
quoác gia TP.HCM,2003. 
7- L.Rodstein, Electrical control equipment, Mir Publishers Moscow, 1974. 
8- M.Kostenko, L.Piotrovsky, Electrical machines, vol.1,2, Mir Publishers Moscow, 
1974. 
9- Nguyeãn Xuaân Phuù, Tính toaùn cung caáp vaø löïa choïn thieát bò khí cuï ñieän, NXB 
Khoa hoïc kyõ thuaät, naêm 1998. 
10-Toâ Ñaèng, Nguyeãn Xuaân Phuù, Söû duïng vaø söûa chöõa khí cuï ñieän haï theá, NXB Khoa 
 hoïc kyõ thuaät, naêm 1995. 
Truong DH SPKT TP. HCM 
Thu vien DH SPKT TP. HCM - 
Ban qu
yen © T
ruong D
H Su ph
am Ky
 thuat 
TP. HC
M