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 KHANH 
Đại học quốc gia Tp.HCM 
Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM 
1 
BV rơle và tự động hóa 
Rơle điện từ 
Rơle trung gian điện từ 
Rơle tín hiệu 
Rơle thời gian 
Rơle cảm ứng 
Rơle công suất 
Rơle tổng trở 
R ơ le kỹ thuật số 
2 
 Giới thiệu một số loại rơle 
BV rơle và tự động hóa 
Chương 3: Các loại rơle 
Gồm có: 
Lõi sắt 1 làm khung sườn và mạch tĩnh 
Phần động 2 và là giá mang tiếp điểm 5 
Lò xo 3 kéo phần động 2 luôn cho tiếp điểm 5 hở 
Cuộn dây 4 tạo từ thông 
1 
2 
3 
4 
5 
3 
rơle điện từ - cấu tạo 
BV rơle và tự động hóa 
Khi có dòng điện chạy vào cuộn dây 4 sẽ sinh ra sức từ động 
và từ thông Φ chạy trong lõi sắt 1 và 2 
Từ 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 động 
1 
2 
3 
4 
5 
4 
rơle điện từ - nguyên lý hoạt động 
BV rơle và tự động hóa 
Đường đặc tính hút nhả 
Rơle 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. 
5 
rơle điện từ - đặc tính 
BV rơle và tự động hóa 
 Đóng cắt mạng điện 
	Rơle dòng điện 
	Rơle kém điện áp 
6 
rơle điện từ - ứng dụng 
BV rơle và tự động hóa 
Giống như rơle điện từ, nhưng rơle trung gian điện từ có kích thước lớn hơn vì có nhiều tiếp điểm thường đóng (NO) thường h ở (NC) và tiếp điểm có kích thước lớn hơn. 
Có khả năng đóng cắt đồng thời nhiều mạch và có công suất lớn 
7 
rơle trung gian điện từ - cấu tạo 
BV rơle và tự động hóa 
Lõi sắt 1 làm khung sườn và là phần tĩnh 
Cuộn dây quấn 2 trên lõi sắt 
Phần động giá 3 (lõi sắt) trên đó có khớp giữ 
Tấm thẻ 4 
Lò xo 5 kéo phần động làm cho nó hở lúc bình thường 
1 
2 
3 
5 
4 
8 
rơle tín hiệu – cấu tạo 
BV 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 2 
Từ 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 động 
Lúc 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. 
1 
2 
3 
5 
4 
9 
rơle tín hiệu – nguyên lý hoạt động 
BV rơle và tự động hóa 
Để báo động và lưu lại dấu tích đã tác động 
10 
rơle tín hiệu - ứng dụng 
BV rơle và tự động hóa 
Gồm 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 dây 
Có nam châm hình chữ U để đĩa nhôm không bị dao động và có nhiệm vụ làm cho đĩa nhôm quay chậm lại 
11 
rơle cảm ứng – cấu tạo 
BV rơle và tự động hóa 
Khi có điện I R vào cuộn dây sẽ tạo ra từ thông Φ R . Từ thông Φ R tách ta thành Φ R1 và Φ R2 . Từ thông Φ R1 xuyên qua vòng ngắn mạch, cảm ứng vòng ngắn mạch sinh ra sức điện động E N và dòng ngắn mạch I N . Dòng I N sinh ra từ thông Φ N . 
Tại khe hở không khí ta có ; 
Moment điện từ tác động lên đĩa nhôm 
12 
rơle cảm ứng – nguyên lý hoạt động 
BV rơle và tự động hóa 
Thời gian tác động của tiếp điểm rơle cảm ứng tùy thuộc vào khoảng hở tiếp điểm, lực kéo lò xo và dòng điện I R 
Vì khoảng hở tiếp điểm và lực kéo lò xo được chỉnh cố định nên thời gian tác động chỉ còn phụ thuộc vào I R 
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 thuộc 
Phần độc lập 
Thực tế 
Lý thuyết 
13 
rơle cảm ứng – đặc tính 
BV rơle và tự động hóa 
Dùng bảo vệ mạch điện 
Thông 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): 
14 
rơle cảm ứng – ứng dụng 
BV rơle và tự động hóa 
Gồm có: 
Lõi sắt có cực từ hướng vào trong 
Ở 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. 
15 
rơle công suất – cấu tạo 
BV rơle và tự động hóa 
Đặt điện áp U R vào cuộn dây điện áp sẽ sinh ra dòng điện I U qua cuộn dây và sinh từ thông Φ U 
Cho dòng I R qua cuộn dây dòng điện sẽ sinh ra từ thông Φ I 
Khi mạch từ chưa bảo hòa: U R tỷ lệ với I U , I U tỷ lệ với Φ U , I R tỷ lệ với Φ I 
Moment làm quay ống nhôm: 
φ R 
ψ 
φ U 
Là góc lệch Φ U và Φ I 
Là góc lệch U R và I R 
Là góc lệch I U và U R 
16 
rơle công suất – nguyên lý hoạt động 
BV rơle và tự động hóa 
Momen quay cực đại khi 
Là hướng nhạy nhất của rơle công suất 
Nhớ lại 
Thông thường 
nên 
Thông thường 
nên 
NM nhiều pha 
NM chạm đất 
17 
rơle công suất – nguyên lý hoạt động 
BV rơle và tự động hóa 
Đường đặc tính thời gian tác động của rơle công suất tương tự như đường đặc tính thời gian tác động rơle cảm ứng 
Một trong hai đại lượng U R hay I R đổi chiều thì ống nhôm quay đổi chiều. 
18 
rơle công suất – đặc tính 
BV rơle và tự động hóa 
Dùng cho hệ thống bảo vệ có định hướng công suất, mạng nhiều nguồn. 
Ví dụ: 
19 
rơle công suất – ứng dụng 
BV rơle và tự động hóa 
Thanh ngang bị lò xo kéo nên luôn luôn áp sát vật cản. 
Hình vẽ 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
20 
rơle tổng trở - cấu tạo 
BV rơle và tự động hóa 
Khi cho dòng điện I R vào cuộn dây dòng điện sẽ sinh ra moment điện hút thanh ngang 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
21 
rơle tổng trở - nguyên lý hoạt động 
Đặt đ iện áp áp U vào cuộn dây điện áp sẽ sinh ra moment điện hút thanh ngang 
BV rơle và tự động hóa 
Nếu bỏ qua lực lò xo 
Khi M U > M I rơle không tác động 
Khi M U < M I rơle tác động 
Khi M U =M I rơle khởi động: 
Khi ngắn mạch I tăng (I N ), U giảm (U N ): tổng trở lúc ngắn mạch 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
22 
rơle tổng trở - nguyên lý làm việc 
BV rơle và tự động hóa 
Sự tác động rơle: 
Nếu : rơle sẽ không tác động 
Nếu : rơle sẽ tác động 
Muốn điều chỉnh phạm vi tác động của rơle ta phải điều chỉnh Z kđ . Ta thay đổi Z kđ bằng cách thay đổi số vòng dây cuộn dòng điện. 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
23 
rơle tổng trở - nguyên lý hoạt động 
BV rơle và tự động hóa 
Yêu cầu rơle tổng trở tác động nhanh, sai số khoảng 10%, hệ số trở về K V = 1.05 đến 10.15 
Dùng bảo đường dây truyền tải 
24 
rơle tổng trở - đặc tính, ứng dụng 
LFZR 
BV rơle và tự động hóa 
25 
Rơle kỹ thuật số 
Rơle 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 hóa 
Kết thúc chương 3 
Các loại rơle 
26 
BV rơle và tự động hóa