Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và phân loại. Rơ le bảo vệ là gì? Các hãng rơ le bảo vệ thông dụng hiện nay

Thứ Năm, 08/08/2024

CÔNG TY TNHH THƯƠNG MẠI CƠ ĐIỆN ĐÔNG Á

RƠ LE BẢO VỆ LÀ GÌ? CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG, PHÂN LOẠI VÀ CÁC HÃNG RƠ LE BẢO VỆ THÔNG DỤNG HIỆN NAY

Rơ le bảo vệ là một trong thiết bị điện để gửi tín hiệu máy cắt khi phát hiện ra sự cố điện. Vậy rơ le bảo vệ là gì? Nguyên lý hoạt động của rơ le bảo vệ như thế nào thì cùng Cơ Điện Đông Á tìm hiểu qua bài viết dưới đây nhé.

1. Rơ le (relay) bảo vệ là gì?

Rơ le bảo vệ là thiết bị được thiết kế để gửi tín hiệu cắt máy cắt khi trong lưới điện có một lỗi hay sự cố nào đó được phát hiện.

Rơ le bảo vệ truyền thống là các thiết bị điện từ, dựa trên hoạt động của cuộn dây điện từ tác động lên các bộ phận truyền động để phát hiện các điều kiện hoạt động bất thường như quá dòng, quá áp, dòng công suất ngược, quá hoặc thấp tần số.

Còn đối với dòng Rơ le bảo vệ kỹ thuật số thì dựa trên bộ vi xử lý hiện nay mô phỏng lại hoạt động của các thiết bị cơ trước kia, cũng như hỗ trợ nhiều loại bảo vệ và giám sát mà các loại các rơle cơ điện không thể thực hiện được.

2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

a. Cấu tạo của rơ le bảo vệ:

- Rơ le gồm nam châm điện (1), cần dẫn động (2) và các ngõ vào ra (3)

- Khi có dòng điện chạy ở cuộn dây nam châm điện (1), cơ năng làm đổi mạch lối ra từ ngõ "thường đóng" (normally closed, ngõ vẽ bên trên trong sơ đồ) sang ngõ "thường mở" (normally open).

- Các thanh đổi mạch có thể có lắp lẫy lò xo để quá trình đóng cắt diễn ra dứt khoát.

b. Nguyên lý hoạt động của rơ le bảo vệ:

- Các Rơ le bảo vệ cơ điện hoạt động bằng một trong hai nguyên lý là dùng lực từ để hút, hoặc là cảm ứng từ. Không giống như các rơ le điện cơ loại chuyển mạch với các ngưỡng điện áp hoạt động và thời gian hoạt động cố định và thường không rõ ràng, các rơ le bảo vệ thường có tuổi thọ dài, có thể điều chỉnh và lựa chọn được các thông số thời gian/dòng điện (hoặc các tham số hoạt động khác).

- Rơ le bảo vệ có thể sử dụng các mảng đĩa cảm ứng, nam châm có cực từ bị xẻ rãnh, các cuộn dây hãm và tác động, các tác nhân loại cuộn dây điện từ, công tắc rơ le điện thoại, và mạng dịch chuyển pha. Các rơ le bảo vệ cũng có thể được phân loại theo phương pháp đo lường của chúng.

- Một Rơ le bảo vệ có thể đáp ứng với cường độ của đại lượng điện áp hay dòng điện.

- Loại rơ le cảm ứng có thể đáp ứng với tích của hai đại lượng trong 2 cuộn dây, thí dụ như công suất trong một mạch điện. Mặc dù một rơ le điện cơ tính toán tỉ số của hai số lượng là không thực tế, tác dụng tương tự có thể thu được bằng một sự cân bằng giữa hai cuộn dây làm việc, có thể được bố trí để mang lại các kết quả tương tự.

- Nhiều cuộn dây làm việc có thể được sử dụng để cung cấp “độ lệch” cho rơ le, cho phép điêu khiển độ nhạy của phản ứng trong một mạch bởi một rơ le khác.

- Các kết hợp khác nhau của “mô-men làm việc” và “mô-men hãm” có thể được tạo ra trong rơ le.

Xem thêm: Contactor ( Khởi động từ) là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động, phân loại và các hãng Contactor hiện nay

3. Phân loại rơ le bảo vệ

A. Phân loại relay bảo vệ theo cấu tạo:

- Rơ le bảo vệ điện cơ: Hút lõi thép, Cuộn dây dịch chuyển, Cảm ứng, Động cơ, Cơ khí, Nhiệt

- Relay bảo vệ tĩnh: Rơle tĩnh có ưu điểm là độ nhạy cao hơn so với các rơle sử dụng cơ điện hoàn toàn, bởi vì nguồi cấp cho các tiếp điểm đầu ra được lấy từ một nguồn cung cấp riêng biệt, không phải từ các mạch tín hiệu.

- Relay bảo vệ kỹ thuật số: Rơ le kỹ thuật số có thể mô phỏng chức năng của nhiều loại rơle điện cơ rời rạc trong một thiết bị, đơn giản hóa thiết kế và bảo trì thiết bị bảo vệ. Mỗi rơle kỹ thuật số có thể tự kiểm tra để xác nhận sự sẵn sàng và cảnh báo của nó có tốt không nếu một lỗi hoặc sự cố được phát hiện. Rơle số cũng có thể cung cấp các chức năng SCADA giám sát và thu thập dữ liệu các tiếp điểm đầu vào, đo lường, phân tích dạng sóng, và các tính năng hữu ích khác

- Relay bảo vệ số (Numerical): Sự phân biệt giữa rơle kỹ thuật số (Digital Protection Relay) và rơ le số (Numerical Protection Relay) dựa trên các đặc điểm kỹ thuật chi tiết, và hiếm khi vượt ngoài chức năng bảo vệ.

B. Phân loại rơ le thông qua chức năng, ứng ddụng

- Rơ le bảo vệ quá dòng: Rơ le quá dòng kỹ thuật số là một loại rơle bảo vệ tác động khi dòng tải vượt quá một giá trị tác động

- Rơ le bảo vệ khoảng cách: Một trong các dạng bảo vệ phổ biến nhất trên hệ thống truyền tải điện cao áp là rơle bảo vệ khoảng cách (Distance Protection Relay)

- Rơ le bảo vệ so lệch dòng điện: Một dạng rơ le bảo vệ phổ biến cho các thiết bị như máy biến áp, máy phát, thanh cái và đường dây là sai lệch dòng điện. Đây là dạng bảo vệ hoạt động dựa trên định luật Kirchhoff dòng điện, trong đó nói rằng tổng các dòng điện vào và ra một nút sẽ bằng không.

- Rơ le định hướng: Một rơle định hướng sử dụng một nguồn phân cực bổ sung của điện áp hoặc dòng điện để xác định hướng của một sự cố (lỗi)

- Rơ le kiểm tra tính đồng bộ: Rơ le kiểm tra đồng bộ dùng để hòa lưới khi tần số và pha của hai nguồn bằng nhau trong một mức độ nào đó. Rơ le “kiểm tra đồng bộ” thường được sử dụng khi hai hệ thống nguồn điện được kết nối với nhau, chẳng hạn như tại một trạm phân phối kết nối hai hệ thống lưới điện, hoặc tại một máy cắt đầu cực máy phát để đảm bảo máy phát được đồng bộ hóa với hệ thống điện trước khi hòa lưới.

C. Phân loại rơ le theo nguồn điện:

- Các rơ le tự hành hoạt động dựa trên năng lượng có nguồn gốc từ mạch bảo vệ, ví dụ như thông qua các máy biến dòng dùng để đo dòng của dòng điện. Điều này giúp loại bỏ chi phí và độ tin cậy của một nguồn cung cấp riêng biệt.

- Rơ le phụ trợ phụ thuộc vào một pin hoặc nguồn cung cấp ac bên ngoài. Một số rơle có thể sử dụng AC hoặc DC. Nguồn cung cấp phụ trợ phải có độ tin cậy cao trong thời gian lỗi hệ thống.

- Các rơle điện có thể cung cấp nguồn điện phụ trợ, vì vậy tất cả các ắc quy, bộ sạc và các yếu tố bên ngoài khác đều được làm dự phòng và được sử dụng làm bản sao lưu.