Bài giảng Bảo vệ rơle và tự động hóa - Chương 3: Các loại rơle - Phạm Thị Minh Thái

BẢO VỆ RƠLE  VÀ TỰ ĐỘNG HÓA GV : ĐẶNG TUẤN KHANHĐại học quốc gia Tp.HCMTrường Đại học Bách Khoa Tp.HCM1BV rơle và tự động hóaRơle điện từRơle trung gian điện từRơle tín hiệuRơle thời gianRơle cảm ứngRơle công suấtRơle tổng trởRơle kỹ thuật số2 Giới thiệu một số loại rơle BV rơle và tự động hóaChương 3: Các loại rơle Gồm có:Lõi sắt 1 làm khung sườn và mạch tĩnhPhần động 2 và là giá mang tiếp điểm 5Lò xo 3 kéo phần động 2 luôn cho tiếp điểm 5 hởCuộn dây 4 tạo từ thông123453rơle điện từ - cấu tạo BV rơle và tự động hóaKhi có dòng điện chạy vào cuộn dây 4 sẽ sinh ra sức từ động và từ thông Φ chạy trong lõi sắt 1 và 2Từ thông Φ sinh ra lực hút Vì lõi sắt không bảo hòa nên Như vậy ta có: Nếu thì 2 sẽ bị hút vào 1 dẫn đến tiếp điểm 5 đóng lại, gọi rơle tác động123454rơle điện từ - nguyên lý hoạt động BV rơle và tự động hóaĐường đặc tính hút nhảRơle đang ở vị trí hở. Cho tăng dần từ 0 đến thời điểm nào đó thì rơle tác động. Còn khi thì rơle không tác động. Rơle đang ở vị trí đóng. Cho giảm dần về 0 đến thời điểm nào đó thì rơle nhả ra. Nhận xét: dòng điện trở về để rơle nhả ra luôn bé hơn dòng điện để rơle hút.5rơle điện từ - đặc tính BV rơle và tự động hóa Đóng cắt mạng điện Rơle dòng điện Rơle kém điện áp6rơle điện từ - ứng dụng BV rơle và tự động hóaGiống như rơle điện từ, nhưng rơle trung gian điện từ có kích thước lớn hơn vì có nhiều tiếp điểm thường đóng (NO) thường hở (NC) và tiếp điểm có kích thước lớn hơn. Có khả năng đóng cắt đồng thời nhiều mạch và có công suất lớn7rơle trung gian điện từ - cấu tạoBV rơle và tự động hóaLõi sắt 1 làm khung sườn và là phần tĩnhCuộn dây quấn 2 trên lõi sắtPhần động giá 3 (lõi sắt) trên đó có khớp giữTấm thẻ 4Lò xo 5 kéo phần động làm cho nó hở lúc bình thường123548rơle tín hiệu – cấu tạoBV rơle và tự động hóa Khi có dòng điện chạy vào cuộn dây sẽ sinh ra sức từ động và từ thông Φ chạy trong lõi sắt 1 và 2Từ thông Φ sinh ra lực hút Vì lõi sắt không bảo hòa nên Như vậy ta có: Nếu thì 2 sẽ bị hút vào 1 dẫn đến tiếp điểm 5 đóng lại, gọi rơle tác độngLúc này tấm thẻ rơi xuống. Khi rơle nhả ra thì tấm thẻ vẫn ở dưới. Do đó, ta muốn về trạng thái ban đầu thì ta phải nâng tấm thẻ lên.123549rơle tín hiệu – nguyên lý hoạt độngBV rơle và tự động hóaĐể báo động và lưu lại dấu tích đã tác động10rơle tín hiệu - ứng dụngBV rơle và tự động hóaGồm mạch từ có khe hở không khí và đĩa nhôm đặt tại khe hở không khí. Trên đĩa nhôm có tiếp điểm và lò xo. Trên mạch từ có quấn cuộn dâyCó nam châm hình chữ U để đĩa nhôm không bị dao động và có nhiệm vụ làm cho đĩa nhôm quay chậm lại 11rơle cảm ứng – cấu tạoBV rơle và tự động hóaKhi có điện IR vào cuộn dây sẽ tạo ra từ thông ΦR . Từ thông ΦR tách ta thành ΦR1 và ΦR2 . Từ thông ΦR1 xuyên qua vòng ngắn mạch, cảm ứng vòng ngắn mạch sinh ra sức điện động EN và dòng ngắn mạch IN . Dòng IN sinh ra từ thông ΦN .Tại khe hở không khí ta có ;Moment điện từ tác động lên đĩa nhôm 12rơle cảm ứng – nguyên lý hoạt độngBV rơle và tự động hóaThời gian tác động của tiếp điểm rơle cảm ứng tùy thuộc vào khoảng hở tiếp điểm, lực kéo lò xo và dòng điện IR Vì khoảng hở tiếp điểm và lực kéo lò xo được chỉnh cố định nên thời gian tác động chỉ còn phụ thuộc vào IR Tuy nhiên, trên thực tế thì do lọi sắt bị bảo hòa nên khi I tăng mà Φ không tăng nên M cũng không tăng, thời gian tác động không giảm.Đồ thị đặc tính nằm ngang Phần phụ thuộcPhần độc lậpThực tếLý thuyết13rơle cảm ứng – đặc tínhBV rơle và tự động hóaDùng bảo vệ mạch điệnThông thường người ta đặt chung rơle điện từ và rơle cảm ứng chung với nhau, tiếp điểm của chúng được nối song song nhau. Cho nên đường cong đặc tính (rơle cảm ứng dùng để bảo vệ quá tải, rơle điện từ dùng để bảo vệ ngắn mạch): 14rơle cảm ứng – ứng dụngBV rơle và tự động hóaGồm có:Lõi sắt có cực từ hướng vào trongỞ giữa có 1 ống hình trụ bằng nhôm quay quanh 1 trục, trên trục có gắn tiếp điểm và lò xo.Trên lõi sắt có 2 bộ cuộn dây.15rơle công suất – cấu tạoBV rơle và tự động hóaĐặt điện áp UR vào cuộn dây điện áp sẽ sinh ra dòng điện IU qua cuộn dây và sinh từ thông ΦUCho dòng IR qua cuộn dây dòng điện sẽ sinh ra từ thông ΦIKhi mạch từ chưa bảo hòa: UR tỷ lệ với IU, IU tỷ lệ với Φ U , IR tỷ lệ với ΦIMoment làm quay ống nhôm: φRψφULà góc lệch ΦU và ΦILà góc lệch UR và IRLà góc lệch IU và UR16rơle công suất – nguyên lý hoạt độngBV rơle và tự động hóaMomen quay cực đại khi Là hướng nhạy nhất của rơle công suấtNhớ lạiThông thường nênThông thường nênNM nhiều phaNM chạm đất17rơle công suất – nguyên lý hoạt độngBV rơle và tự động hóaĐường đặc tính thời gian tác động của rơle công suất tương tự như đường đặc tính thời gian tác động rơle cảm ứngMột trong hai đại lượng UR hay IR đổi chiều thì ống nhôm quay đổi chiều.18rơle công suất – đặc tínhBV rơle và tự động hóaDùng cho hệ thống bảo vệ có định hướng công suất, mạng nhiều nguồn.Ví dụ:19rơle công suất – ứng dụngBV rơle và tự động hóaThanh ngang bị lò xo kéo nên luôn luôn áp sát vật cản.Hình vẽ12345620rơle tổng trở - cấu tạoBV rơle và tự động hóa Khi cho dòng điện IR vào cuộn dây dòng điện sẽ sinh ra moment điện hút thanh ngang12345621rơle tổng trở - nguyên lý hoạt độngĐặt điện áp áp U vào cuộn dây điện áp sẽ sinh ra moment điện hút thanh ngangBV rơle và tự động hóa Nếu bỏ qua lực lò xoKhi MU > MI rơle không tác độngKhi MU < MI rơle tác độngKhi MU=MI rơle khởi động:Khi ngắn mạch I tăng (IN), U giảm (UN): tổng trở lúc ngắn mạch 12345622rơle tổng trở - nguyên lý làm việcBV rơle và tự động hóa Sự tác động rơle:Nếu : rơle sẽ không tác độngNếu : rơle sẽ tác độngMuốn điều chỉnh phạm vi tác động của rơle ta phải điều chỉnh Zkđ. Ta thay đổi Zkđ bằng cách thay đổi số vòng dây cuộn dòng điện.12345623rơle tổng trở - nguyên lý hoạt độngBV rơle và tự động hóaYêu cầu rơle tổng trở tác động nhanh, sai số khoảng 10%, hệ số trở về KV = 1.05 đến 10.15Dùng bảo đường dây truyền tải 24rơle tổng trở - đặc tính, ứng dụngLFZRBV rơle và tự động hóa25Rơle kỹ thuật sốRơle kỹ thuật số gồm các khối:MI (measuring inputs) : Nhận tín hiệu analog từ biến dòng điện, biến điện áp.IA(Input amplification) : Cấp khuếch đại tín hiệu đầu vào, trong đó có bộ lọc để xử lý tín hiệu.AD(Analog to digital) : gồm bộ nhớ, bộ đa kênh (multiplexer) và bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự analog sang tín hiệu số.μC (micro computer) : Chức năng bảo vệ & điều khiển sẽ được thực hiện trong cấp này.BV rơle và tự động hóaKết thúc chương 3Các loại rơle26BV rơle và tự động hóa