Đồ án tốt nghiệp: Bảo vệ so lệnh máy biến áp sử dụng rơle so lệnh số 7UT51 pps

TRƯỜNG ………………….
KHOA……………………….

[\[\



Đồ án tốt nghiệp

Đề tài:



Bảo vệ so lệnh máy biến áp sử
dụng rơle so lệnh số 7UT51
Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46
Khoa Cơ Điện Trờng ĐHNNI-Hà Nội
1

Lời cảm ơn

Trong suốt khóa học (2001-2006) tại trờng Đại học Nông
nghiệp I Hà Nội, với sự giúp đỡ của qúy thầy cô và giáo viên h-
ớng dẫn về mọi mặt từ nhiều phía và nhất là trong thời gian thực
hiện đề tài, nên đề tài đã đợc hoàn thành đúng thời gian quy định.
Em xin chân thành cảm ơn đến:
Bộ môn Cung cấp & Sử dụng điện cùng bộ môn Điện kỹ
thuật và tất cả qúy thầy cô trong khoa Cơ Điện đã giảng dạy
những kiến thức làm cơ sở để thực hiện đồ án tốt nghiệp và tạo
điều kiện thuận lợi cho em hoàn tất khóa học.

Đặc biệt, thầy Đỗ Văn Công - giáo viên hớng dẫn đề tài đã
tận tình giúp đỡ và cho em những lời chỉ dạy qúy báu, giúp em
định hớng tốt trong quá trình thực hiện đồ án này.
Tất cả bạn bè, gia đình đã giúp đỡ động viên trong suốt quá
trình làm đồ án tốt nghiệp.
Tuy nhiên, do khả năng còn hạn chế và thời gian có hạn,
chắc chắn đồ án không tránh khỏi thiếu sót, mong đợc sự thông
cảm và đóng góp ý kiến của qúy thầy cô và các bạn để đề tài hoàn
chỉnh hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, tháng 3 năm
2006


Sinh viên


§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi
2
TrÇn V¨n
Quúnh


Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46
Khoa Cơ Điện Trờng ĐHNNI-Hà Nội
3
Mục lục

mở đầu 7
1/ Đặt vấn đề 7
2/ Giới hạn của đề tài: 8
3/ Mục đích nghiên cứu: 8
4/ Hình thức nghiên cứu: 8
5/ Đối tợng nghiên cứu: 8
6/ Phơng pháp nghiên cứu: 8
Chơng 1: tổng quan về rơle thuật số 9
1/ Khái niệm về rơle bảo vệ 9
1.1/ Khái niệm 9
1.2/ Các yêu cầu đối với rơle bảo vệ 10
1.3/ Các chỉ danh của rơle đang sử dụng trong hệ thống điện. 11
2/ Cấu tạo chung của rơle số sử dụng bộ vi xử lý 12
2.1/ S khi ca rle s s dng b vi x lý 12
2.2/ Dựng chng trỡnh phn mm iu khin phn cng. 13
2.2.1/ Chng trỡnh phn mm h thng. 13
2.2.1.1/ Chng trỡnh t kim tra khi úng ngun 13
2.2.1.2/ Chng trỡnh h thng vo/ra c s (BIOS) 13
2.2.1.3/ Chng trỡnh a nhim 14
2.2.1.4/ Cỏc chng trỡnh phc v cho lp trỡnh ng dng 14
2.2.2/ Chng trỡnh phn mm ng dng 14
2.2.2.1/ Phn mm ng dng ca b vi x lý trong ch khi ng 15
2.2.2.2/ X lý d liu tng t 15
2.2.2.3/ X lý tớn hiu s. 15
2.2.2.4/ Thụng tin liờn lc. 16
2.2.2.5/ Chc nng bo v 16
2.2.2.6/ o lng v bn ghi s kin. 16
3/ Các tín hiệu đầu vào và đầu ra 17
3.1/ Đầu vào tơng tự 17
Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46

Khoa Cơ Điện Trờng ĐHNNI-Hà Nội
4
3.2/ Đầu vào số 18
3.3/ Đầu ra số 20
4/ Xử lý tín hiệu tơng tự. 21
4.1/ Các bộ biến đổi đầu vào. 21
4.2/ Các bộ lọc sơ bộ và khuếch đại 22
4.3/ Bộ chuyển đổi tơng tự-số (ADC) 22
5/ Các bộ lọc số. 23
6/ Bộ nguồn dùng cho rơle số 24
7/ Cổng vào ra thông tin tuần tự. 25
8/ Phơng pháp so sánh trong rơle số 28
8.1/ Phơng pháp so sánh 2 đại lợng điện ở dạng cơ số 2 nhiều bít
bằng sơ đồ phần cứng 28

8.2/ Phơng pháp so sánh 2 đại lợng điện theo giá trị góc pha bằng
phơng pháp phần mềm 29

9/ Các bộ phận khác của rơle số 31
9.1/ Các bộ nhớ 31
9.2/ Giao diện với ngời sử dụng 31
9.3/ Kết cấu lắp giáp 32
Chơng 2: Bảo vệ máy biến áp động lực 33
1/ Các dạng sự cố trong máy biến áp. 33
1.1/ Ngắn mạch nhiều pha trong cuộn dây MBA 33
1.2/ Ngắn mạch một pha chạm đất 33
1.3/ Ngắn mạch giữa các vòng dây của cùng một cuộn dây MBA. 35
1.4/ Những h hỏng và chế độ làm việc không bình thờng bên ngoài
máy biến áp. 35

2/ Các phơng án bảo vệ máy biến áp 36
2.1/ Bảo vệ ngắn mạch 36
2.1.1/ Dùng bảo vệ so lệch có hãm 36
2.1.2/ Sử dụng cầu chì. 38
2.1.3/ Sử dụng rơle quá dòng 39
2.1.4/ Bảo vệ khoảng cách 40
2.1.5/ Bảo vệ chống chạm đất 41
Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46
Khoa Cơ Điện Trờng ĐHNNI-Hà Nội
5
2. 2/ Bảo vệ quá tải. 43
2.2.1/ Bảo vệ bằng rơle hơi 44
2.2.2/ Sử dụng rơle nhiệt độ dầu 45
2.2.3/ Sử dụng rơle nhiệt độ cuộn dây 46
2.2.4/ Sử dụng rơle mức dầu 47
Chơng 3: Nguyên lý hoạt động của rơle so lệch số 7ut1* 50
1/ Các thông số kỹ thuật 50
2/ Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của rơle 7UT51* 52
3/ Nguyên lý của bảo vệ so lệch máy biến áp 54
3.1/ Nguyên lý đo 54
3.2/ Làm phù hợp các giá trị đo đợc 54
3.3/ Đánh giá các giá trị đo đợc 57
3.4/ Hãm cộng thêm khi máy biến dòng bị bão hòa. 60
3.5/ Hãm hài. 60
3.6/ Tác động cắt. 61
3.7/ Sử dụng ở máy biến áp đơn pha. 61
4/ Bảo vệ chạm đất có giới hạn máy biến áp 63
4.1/ Nguyên lý của bảo vệ. 63
4.2/ Đánh giá các đại lợng đo đợc 64
5/ Một số chức năng khác trong 7UT51* 67

5.1/ Bảo vệ quá dòng có thời gian. 67
5.2/ Bảo vệ quá tải theo nhiệt độ. 68
5.3/ Bảo vệ chạm vỏ 68
5.4/ Xử lý các tín hiệu cắt từ bên ngoài và các tín hiệu định nghĩa
bởi ngời xử dụng 69

5.5/ Ma trận cắt 69
5.6/ Các chức năng phụ thuộc. 69
Chơng 4: Tính toán chọn thông số đặt cho
trạm biến áp 110/22 kv sài đồng 2 máy s =2x40 mva.
sử dụng rơle số 7ut51*
75
1/ Cách cài đặt cho rơle 7UT51* 75
1.1/ Giới thiệu bàn phím và bảng chỉ thị. 75
Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46
Khoa Cơ Điện Trờng ĐHNNI-Hà Nội
6
1.2/ Làm việc với máy tính cá nhân. 77
1.3/ Các điều kiện trớc khi vận hành rơle 7UT51*. 77
1.4/ Cách cài đặt các thông số chức năng 77
1.5/ Cài đặt cấu hình các chức năng bảo vệ 80
1.6/ Xếp đặt các đầu vào, ra nhị phân và các chỉ thị LED 83
1.6.1/ Xếp đặt các đầu vào nhị phân khối địa chỉ 61 83
1.6.2/ Xếp đặt các rơle tín hiệu đầu ra-khối địa chỉ 62 86
1.6.3/ Xếp đặt các chỉ thị LED khối địa chỉ 63 92
1.6.4/ Xếp đặt các rơle cắt khối địa chỉ 64 94
1.7/ Cài đặt thông số máy biến áp khối địa chỉ 11 98
1.8/ Các chỉnh định cho bảo vệ so lệch máy biến áp khối địa chỉ 16 101
1.9/ Cách cài đặt cho bảo vệ chạm đất giới hạn-khối địa chỉ 19 106
1.10/ Cài đặt cho bảo vệ quá dòng dự phòng khối địa chỉ 21. 108

1.11/ Cài đặt cho bảo vệ quá tải theo nhiệt độ khối địa chỉ 24 và 25 111
1.12/ Các chỉnh định cho bảo vệ dòng chạm vỏ khối dịa chỉ 27 114
1.13/ Các tín hiệu 116
1.13.1/ Các tín hiệu vận hành khối địa chỉ 51 116
1.13.2/ Đọc giá trị vận hành các khối địa chỉ 57 và 59 117
2/ Tính toán ngắn mạch 118
2.1/ Khái niệm chung 118
2.2/ Phơng pháp tính toán dòng ngắn mạch 118
2.3/ Tính toán ngắn mạch cho trạm biến áp 119
2.4/ Tính toán ngắn mạch ở thanh cái máy biến áp 120
2.5/ Chọn biến dòng cho bảo vệ 121
2.6/ Cài đặt cho trạm biến áp 110/22 Kv Sài Đồng 122
2.7/ Các sơ đồ nối dây của rơle 7UT512 và 7UT513 125
kết luận 128
Tài liệu tham khảo 128


Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46
Khoa Cơ Điện Trờng ĐHNNI-Hà Nội
7
Mở đầu
1/ Đặt vấn đề
Ngày nay, hầu nh hoạt động của con ngời trong mọi lĩnh vực đều không
thể tách khỏi nguồn năng lợng điện, ở nớc ta điện năng hầu hết đợc sản xuất
ở những nhà máy nhiệt điện, thủy điện có công suất lớn nh: Thủy điện Hòa
Bình, thủy điện Đa Nhim, thủy điện Trị An, nhiệt điện Phú Mỹ, nhiệt điện Phả
Lại vv
Các nhà máy thủy điện thì đợc xây dựng ở những vùng có vị trí địa lý
thuận lợi cho viêc xây dựng nhà máy thủy điện, còn các nhà máy nhiệt điện thì
đợc xây dựng ở những nơi gần nguồn nhiên liệu, nhng hộ tiêu thụ thì không

chỉ những hộ ở xung quanh nhà máy. Vấn đề đặt ra là làm sao truyền tải đợc
điện năng từ các nhà máy đến các hộ tiêu thụ một cách liên tục, an toàn và kinh
tế nhất.
Để đảm bảo sản lợng và chất lợng điện năng cần thiết, tăng cờng độ tin
cậy cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ, đảm bảo an toàn cho thiết bị và sự làm
việc ổn định trong toàn hệ thống cần phải sử dụng một cách rộng rãi có hiệu quả
các phơng tiện bảo vệ, thông tin đo lờng, điều chỉnh và điều khiển tự động
trong hệ thống điện. Trong số các phơng tiện này rơle và các thiết bị bảo vệ
bằng rơle đóng vai trò hết sức quan trọng.
Cùng với sự phát triển của kỹ thuật điện nói chung và hệ thống điện lực
nói riêng, kỹ thuật bảo vệ rơle trong mấy mơi năm gần đây đã có những biến
đổi và tiến bộ rất to lớn. Những thành tựu của kỹ thuật bảo vệ rơle hiện đại cho
pháp chế tạo những loại bảo vệ phức tạp với những đặc tính kỹ thuật khá hoàn
hảo nhằm nâng cao độ nhạy của các bảo vệ và tránh không cho các bảo vệ làm
việc nhầm lẫn khi có những đột biến của phụ tải, khi có những h hỏng trong
mạch điện hoặc khi có dao động điện, nhằm hoàn thiện các phơng pháp dự
phòng trong các hệ thống khi có h hỏng trong các sơ đồ bảo vệ và sơ đồ điều
khiển máy cắt điện cũng nh khi bản thân máy cắt điện bị trục trặc vvhiện nay
ngời ta đã chế tạo đợc các thiết bị bảo vệ rơle ngày càng gọn nhẹ, hoạt động
chính xác, tác động nhanh, độ an toàn và tin cậy rất cao.
Vì vậy, để đáp ứng một phần yêu cầu này tôi quyết định nghiên cứu đề tài:
Bảo vệ so lệch máy biến áp sử dụng rơle so lệch số 7UT51*
Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46
Khoa Cơ Điện Trờng ĐHNNI-Hà Nội
8
2/ Giới hạn của đề tài:
Đề tài chỉ tập chung nghiên cứu về lý thuyết, cha đa ra đợc mô hình cụ
thể cho trạm biến áp, do khả năng còn hạn chế và thời gian có hạn, chắc chắn
không tránh khỏi thiếu sót, mong đợc sự thông cảm và đóng góp ý kiến của quí
thầy cô và các bạn để đề tài hoàn chỉnh hơn.

3/ Mục đích nghiên cứu:
Vận dụng những kiến thức đã đợc học ở trờng để áp dụng nghiên cứu
trên thực tế.
Qua đó, bằng thực tiễn để học hỏi và tích lũy những kiến thức nhằm phục
vụ cho công tác chuyên môn sau này.
4/ Hình thức nghiên cứu:
Các bớc tiến hành nghiên cứu.
Chọn đề tài.
Chính xác hóa đề tài.
Lập đề cơng.
Thu thập tài liệu.
Xử lý tài liệu.
Xây dựng mô hình thí nghiệm.
Viết công trình nghiên cứu.
5/ Đối tợng nghiên cứu:
Đối tợng nghiên cứu là dựa trên cơ sở của việc xây mô hình bàn thí
nghiệm bảo vệ so lệch máy biến áp.
6/ Phơng pháp nghiên cứu:
Sử dụng phơng pháp xây dựng mô hình thí nghiệm và tham khảo tài liệu
là chính. Việc tham khảo tài liệu giúp ngời thực hiện bổ xung thêm kiến thức,
lý luận cũng nh phơng pháp mà những công trình nghiên cứu trớc đó đã thực
hiện. Nhờ đó ngời nghiên cứu tập chung giải quyết những vấn đề còn tồn tại.
Tuy nhiên việc nghiên cứu tham khảo tài liệu luôn đảm bảo tính kế thừa và phát
triển có chọn lọc

Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46
Khoa Cơ Điện Trờng ĐHNNI-Hà Nội
9
Chơng 1
Tổng quan về rơle thuật số

1/ Khái niệm về rơle bảo vệ.
1.1/ Khái niệm
Đối với các trạm biến áp cao thế, cũng nh trong quá trình vận hành hệ
thống điện nói chung, có thể xuất hiện tình trạng sự cố thiết bị đờng dây hoặc
do chế độ làm việc bất thờng của các phần tử trong hệ thống. Các sự cố này
thờng kèm theo các hiện tợng dòng điện tăng lên khá cao và điện áp giảm
thấp, gây h hỏng thiết bị và có thể làm mất ổn định hệ thống. Các chế độ làm
việc không bình thờng làm cho điện áp và tần số lệch khỏi giới hạn cho phép.
Nếu tình trạng làm việc kéo dài thì có thể sẽ xuất hiện sự cố lan rộng.
Muốn duy trì hoạt động bình thờng của hệ thống và các hộ tiêu thụ điện
khi xuất hiện sự cố, cần phải phát hiện càng nhanh càng tốt chỗ sự cố và cách ly
nó ra khỏi phần bị h hỏng. Nhờ vậy các phần còn lại sẽ duy trì đợc hoạt động
bình thờng, đồng thời cũng giảm mức độ h hại của phần tử bị sự cố. Làm đợc
điều này chỉ có các thiết bị tự động mới thực hiện đợc. Các thiết bị này gọi
chung là rơle bảo vệ.
Trong hệ thống điện rơle bảo vệ sẽ theo dõi một cách liên tục tình trạng và
chế độ làm việc của tất cả các phần tử trong hệ thống điện. Khi xuất hiện sự cố
rơle bảo vệ sẽ phát hiện và cô lập phần tử bị sự cố nhờ máy cắt điện thông qua
mạch điện kiểm soát. Khi xuất hiện chế độ làm việc không bình thờng rơle bảo
vệ sẽ phát tín hiệu và tùy theo yêu cầu cài đặt có thể tác động khôi phục chế độ
làm việc bình thờng hoặc báo động cho nhân viên vân hành.
Tùy theo cách thiết kế và lắp đặt mà phân biệt rơle bảo vệ chính, rơle bảo
vệ dự phòng:
Bảo vệ chính trang thiết bị là bảo vệ thực hiện tác động nhanh khi có sự cố
xảy ra trong phạm vi giới hạn đối với trang thiết bị đợc bảo vệ.
Bảo vệ dự phòng đối với cùng trang thiết bị này là bảo vệ thay thế cho bảo
vệ chính trong trờng hợp bảo vệ chính không tác động hoặc trong tình
trạng sửa chữa nhỏ. Bảo vệ dự phòng cần phải tác động với thời gian lớn
hơn thời gian tác động của bảo vệ chính, nhằm để cho bảo vệ chính loại

phần tử bị sự cố ra khỏi hệ thống tr
ớc tiên (khi bảo vệ này tác động
đúng).
Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46
Khoa Cơ Điện Trờng ĐHNNI-Hà Nội
10
1.2/ Các yêu cầu đối với rơle bảo vệ.
Rơle bảo vệ phải bảo đảm các yêu cầu cơ bản sau đây:
Tính chọn lọc.
Là khả năng phân biệt các phần tử h hỏng và bảo vệ bằng cách chỉ cắt (cô
lập) các phần tử đó.
Tính chọn lọc là yêu cầu cơ bản nhất của bảo vệ rơle để bảo vệ để cung
cấp điện an toàn liên tục. Nếu bảo vệ tác động không chọn lọc, sự cố có thể lan
rộng.
Cần phân biệt 2 khái niệm cắt chọn lọc:
Chọn lọc tơng đối: Theo nguyên tắc tác động của mình, bảo vệ có thể
làm việc nh là bảo vệ dự trữ khi ngắn mạch phần tử lân cận.
Chọn lọc tuyệt đối: Bảo vệ chỉ làm việc trong trờng hợp ngắn mạch ở
chính phần tử đợc bảo vệ.
Tác động nhanh:
Yêu cầu này chỉ cần đáp ứng đối với sự cố ngắn mạch. Bảo vệ phải tác
động nhanh để kịp thời cô lập các phần tử h hỏng thuộc phạm vi bảo vệ nhằm:
Đảm bảo tính ổn định của hệ thống.
Giảm tác hại của dòng điện ngắn mạch đối với thiết bị.
Giảm ảnh hởng của điện áp thấp khi ngắn mạch lên các phụ tải.
Bảo vệ tác động nhanh phải có thời gian tác động nhỏ hơn 0,1 giây.
Độ nhạy:
Bảo vệ cần tác động không chỉ với các trờng hợp ngắn mạch trực tiếp mà
cả khi ngắn mạch qua điện trở trung gian. Ngoài ra bảo vệ phải tác động khi
ngắn mạch xảy ra trong lúc hệ thống làm việc ở chế độ cực tiểu tức là một số

nguồn đợc cắt ra nên dòng ngắn mạch nhỏ.
Độ nhạy đợc đánh giá bằng hệ số nhạy:
KD
N
nh
I
I
K
min
=

(1-1)
I
Nmin
: Dòng điện ngắn mạch nhỏ nhất.
Đối với các bảo vệ tác động theo giá trị cực tiểu (ví dụ nh bảo vệ thiếu điện
áp) hệ số nhạy đợc xác định ngợc lại: trị số khởi động chia cho trị số cực tiểu.

Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46
Khoa Cơ Điện Trờng ĐHNNI-Hà Nội
11
Độ tin cậy:
Bảo vệ phải tác động chắc chắn khi xảy ra sự cố trong vùng đợc giao và
không đợc tác động sai đối với các trờng hợp mà nó không có nhiệm vụ tác
động.
Một bảo vệ không tác động hoặc tác động sai có thể dẫn đến hậu quả là
một số lớn phụ tải bị mất điện hoặc sự cố lan rộng trong hệ thống.
1.3/ Các chỉ danh của rơle đang sử dụng trong hệ thống điện.
- 21: Rơ le khoảng cách
- 25: Rơle đồng bộ

- 26: Rơle nhiệt độ
- 27: Rơle điện áp thấp
- 32: Rơle định hớng công suất
- 33: Rơle mức dầu
- 49: Rơle quá tải
- 50,51: Rơle quá dòng tức thì, định thì
- 55: Rơle hệ số công suất
- 59: Rơle quá áp
- 62: Rơle thời gian
- 63: Rơle áp suất
- 64: Rơle chạm đất
- 67: Rơle quá dòng có hớng
- 79: Rơle tự đóng lại (máy cắt điện)
- 81: Rơle tần số
- 85: Rơle so lệch cao tầng
- 87: Rơle so lệch dọc
- 96: Rơle hơi (máy biến áp)
Tùy theo phạm vi, mức độ và đối tợng đợc bảo vệ chỉ danh rơle có thể
có phần mở rộng. Sau đây là một số chỉ danh rơle có phần mở rộng thông dụng:
- 26.W: Rơle nhiệt độ cuộn dây máy biến áp
- 26.O: Rơle nhiệt độ dầu (máy biến áp, bộ đổi nấc máy biến áp)
- 51P, 51S: Rơle quá dòng điện định thì phía sơ cấp, thứ cấp máy biến áp
- 50REF: Rơle quá dòng tức thì chống chạm đất trong thiết bị (MBA).
- 67N: Rơle quá dòng chạm đất có hớng
- 87B: Rơle so lệch dọc bảo vệ thanh cái
- 87T: Rơle so lệch dọc bảo vệ máy bién áp
Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46
Khoa Cơ Điện Trờng ĐHNNI-Hà Nội
12
- 96-1: Rơle hơi cấp một

- 96-2: Rơle hơi cấp 2 (tác động cắt máy cắt điện)
2/ Cấu tạo chung của rơle số sử dụng bộ vi xử lý.
2.1/ S khi ca rle s s dng b vi x lý

Hỡnh 1-1: S khi ca 1 rle s s dng b vi x lý

Thụng tin v i tng bo v s c a vo rle qua u vo tng t
v u vo s. B phn bin i u vo s lc v khuch i tớn hiu tng t
thnh i lng phự hp vi u vo ca b chuyn i tng t - s. Ti õy
tớn hiu tng t s c chuyn i thnh giỏ tr t l vi thụng tin u vo.
B vi x lý s lm vic theo chng trỡnh cha trong b nh lp trỡnh c
EPROM hoc ROM. Nú so sỏnh thụng tin u vo vi giỏ tr t chứa trong b
nh xúa ghi bng in EEPROM. Cỏc phộp tớnh trung gian c lu gi tm
thi trong b nh RAM.
Khi cú s c xy ra, b vi x lý s phỏt tớn hiu s iu khin cỏc rle
u ra b phn vo/ra s úng hoc khộp mch.
Ngi s dng cú th trao i thụng tin vi rle thụng qua bn phớm v
mn hỡnh mt trc rle. Trng thỏi lm vic ca rle cú th hin th
trờn cỏc ốn LED ti õy. Rle liờn lc vi bờn ngoi hoc trung tõm
iu qua cng thụng tin tun t.
Ton b phn cng ca rle c cung cp bi b chuyn i ngun
1chiu/1chiu vi cỏc cp in ỏp khỏc nhau. Ngun cung cp 1 chiu bờn ngoi
Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46
Khoa Cơ Điện Trờng ĐHNNI-Hà Nội
13
cú th l cquy hoc b ngun xoay chiu - 1chiu ly t li in 220v hoc
380v.
2.2/ Dựng chng trỡnh phn mm iu khin phn cng.
Mt trong nhng im khỏc bit ni bt v mt cụng ngh ca rle s so
vi rle th h c l k thut s dng phn mm iu khin phn cng, thc

cht chỳng l cỏc bớt thụng tin đc xp xp theo cỏc trỡnh t qui nh gi l
lnh v c cha trong cỏc b nh khỏc nhau. Khi rle c cp ngun, b vi
x lý v cỏc linh kin phn cng khỏc s hot ng tuõn theo s hng dn ca
tp lệnh ny theo mt chng trỡnh nh trc nh ú rle cú th hot ng c
lp nh mt phn t t ng.
Cỏc chng trỡnh phn mm ca rle s phõn thnh 2 nhúm ln: Phn
mm h thng v phn mm ng dng.
2.2.1/ Chng trỡnh phn mm h thng.
Phn mm h thng bao gm chc nng t kim tra v bỏo li, vo/ra
thụng tin v chc nng x lý a nhim. Nú chi phi s hot ng qua li gia
cỏc b phn phn cng, to mụi trng phn mm cho cỏc ng dng khỏc nhau
cú th chy v hot ng hiu qu. Túm li õy l phn mm c s m bt c
thit b k thut s no cng phi c trang b nú hot ng c.
2.2.1.1/ Chng trỡnh t kim tra khi úng ngun
Cỏc rle s hin nay cho phộp kim tra kh nng lm vic ca cỏc phn
t chớnh ca phn cng ngay sau khi rle c cp ngun v hin th kt qu
kim tra lờn mn hỡnh. Cỏc phn t ny cú th l: b vi x lý, cỏc b nh, b
ngun cung cp vi cỏc in ỏp chun, ng b thi gian, cỏc ốn bỏo, cỏc b
kim tra ngt vo ra thụng tin, b chuyn i tng t / s vvkt qu kim tra
cú th l tt , bỏo ng, v h hng. Tớn hiu bỏo ng thng ch
dựng cho b ngun DC/DC, khi cỏc in ỏp nuụi cỏc vi mch vt qua giỏ tr
cnh bỏo no ú. Khi cú h hng rle s chy li chng trỡnh kim tra mt
vi ln v ph thuc vo dng s c cỏc chng trỡnh phn mm s c gng
phc hi rle ra khi trng thỏi s c. Nu phc hi khụng thnh cụng chỳng s
khúa cỏc chc nng ca rle v a ra tớn hiu thụng bỏo lờn mn hỡnh.
2.2.1.2/ Chng trỡnh h thng vo/ra c s (BIOS)
Chng trỡnh ny cung cp mt giao din nhm tng thớch hon ton
cỏc chng trỡnh ng dng vi c s phn cng ca rle. ú l tp hp cỏc chu
trỡnh iu khin cỏc linh kin phn cng cho phộp ngi lp trỡnh ng dng
giỏm sỏt v truyn cỏc d liu qua cỏc b phn vo/ra mt cỏch d dng. Vi

§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi
14
các chng trình BIOS, ngi lp trình ng dng không cn phi hiu t m
các b phn vào/ra d liu trong rle làm vic nh th nào mà ch cn bit
chúng có th làm c gì. Khi phn cng ca rle c nâng cp, ch cn thay
i các chng trình BIOS kèm theo mà không cn ng chm n các chng
trình ng dng. iu này cho phép các phn mm ng dng có th tn ti lâu
dài không ph thuc vào s phát trin ca phn cng.
Các chng trình vào/ra c s này cho phép iu khin các b phn sau:
các u vào trng thái s, các u ra thao tác s, các cng song song và tun t,
màn hình, bàn phím, các èn LED, các u vào tng t vv…
2.2.1.3/ Chng trình a nhim
ây là chng trình cho phép b VXL có th thc hin ng thi vài chc
nng ng dng theo thi gian thc. Nó hot ng bng cách cho phép ngi lp
trình ng dng phân chia chng trình ng dng thành các v nh riêng bit.
Mi nhim v này c gán mt th t u tiên. Chng trình a nhim ch cho
phép thc hin mt nhim v trong mt thi im, các nhim v khác c
kích hot khi nó c nh trong các b nh theo trt t hàng nu không th
thc thi chúng ngay lp tc. Các nhim v có thú t u tiên cao hn s c
thc hin trc các nhim v có th t u tiên thp hn. Vic phân chia các
chng trình ng dng nh vy cho phép bin hóa các chc nng bo v sn có
trong rle  các ch  làm vic khác nhau.
2.2.1.4/ Các chng trình phc v cho lp trình ng dng
ây là chng trình phn mm c s dng trong giai on phát trin
các phn mm ng dng dùng trong rle. ó có th là chng trình g ri
(dubugging) s dng khi ngt ngun hoc ang chy chng trình ng dng 
kim tra và thay i ni dung các b nh và các cng vào/ra, các thanh ghi cng
nh các bc thc hin chng trình.
2.2.2/ Chng trình phn mm ng dng

Chng trình phn mm ng dng c s dng ph thuc vào chc nng
bo v c cài t trong rle.  rle làm vic có hiu qu, chng trình quy
nh chi tit thao tác ca các linh kin phn cng trong mi ch  làm vic
khác nhau nh: X lý s liu tng t, s liu s, tng tác vi ngi s dông,
vào ra thông tin, ra quyt nh thao tác, ng b thi gian, thông tin liên lc
tun t.
B vi x lý thc hin chng trình ng dng theo 2 cách:
• Cách 1
: Chy các chng trình ng dng ln lt theo trình t thi gian
Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46
Khoa Cơ Điện Trờng ĐHNNI-Hà Nội
15
Cỏch 2: Cho phộp khi ng chng trỡnh ng dng no ú khi b Vi x
lý nhn c thụng tin t bờn ngoi. Khi ú nú dng cỏc hot ng khỏc
ca rle thc hin chng trỡnh ng dng phự hp vi thụng tin bờn
ngoi ú, sau ú quay li thc hin cỏc thao tỏc cũn d dang . Phng
phỏp ny gi l phng phỏp ngt (Interrupt).
2.2.2.1/ Phn mm ng dng ca b vi x lý trong ch khi ng
Phn mm ny thc hin cỏc thao tỏc sau:
- c thụng tin trng thỏi trong EEPROM hoc NVRAM. Nu cỏc cnh
bỏo cha c loi tr trong ln lm vic trc thỡ chỳng c phc hi
v hin th mt trc rle.
- Tt c cỏc giỏ tr t ca bo v c nh trong EEPROM c r soỏt
li xem cú trong min lm vic cho phộp khụng. Nu giỏ tr t ngoi
min lm vic thỡ tớn hiu cnh bỏo s c phỏt ra. Cỏc giỏ tr hp lý
s c ti t EEPROM vo trong min lm vic ca b nh RAM.
- B vi x lý khi ng cỏc ng h thi gian, cỏc b iu khin ngt v
vo/ra cựng cỏc bin d liu.
2.2.2.2/ X lý d liu tng t
Cỏc tớn hiu tng t u vo nh dũng v ỏp c ly mu ri chuyn

thnh giỏ tr s. Kt qu thu c lu tr trong b m. B vi x lý tin hnh
lc cỏc giỏ tr s theo cỏc thut toỏn (nh b lc Furicie ri rc hoc ly o
hm) xỏc nh nhanh biờn v pha ca tớn hiu cú ớch. Trong mt s rle
tc thu thp thụng tin cao, ngi ta s dng riờng mt b vi x lý thc
hin thao tỏc ny kốm theo chng trỡnh phn mm phc v nú.
2.2.2.3/ X lý tớn hiu s.
Cỏc tớn hiu s u vo trng thỏi c kim tra liờn tc theo chu k
di ngn khỏc nhau tựy theo tớnh cp thit ca tng loi thụng tin.
Vớ d nh tớn hiu ct liờn ng phi c cp nhp trong mt vi chu k
ly mu, cỏc tớn hiu khỏc nh gii tr hoc ng b thi gian cú th i lõu hn.
B vi x lý thng xuyờn kim tra s ng b ca cỏc b phn trong rle
v gia rle vi thit b ngoi vi. Cỏc tớn hiu li ng truyn cng c cp
nht ra tớn hiu thụng bỏo cn thit.
Cỏc tớn hiu iu khin ca rle u ra c b vi x lý liờn tc quột ti
trong vũng mt hoc hai chu k ly mu. Khi b s c, tớn hiu iu khin ca
b vi x lý thay i trong thi gian rt ngn, cỏc rle u ra s khi ng i
bỏo tớn hiu hoc i ct ng dõy.
Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46
Khoa Cơ Điện Trờng ĐHNNI-Hà Nội
16
2.2.2.4/ Thụng tin liờn lc.
Vic trao i tớn hiu vi thit b ngoi vi qua cng tun t hoc song
song c thc hin thụng qua cỏc giao thc.
Trong cỏc rle cú yờu cu nghiờm ngt v cht lng thụng tin nh rle
so lch thỡ ụi khi ngi ta s dng riờng mt b vi x lý cho chc nng thụng
tin liờn lc, kốm theo ú l mt phn mm phc v b vi x lý ny.
phc tp ca phn mm thụng tin liờn lc li ph thuc vo cng thụng
tin c chn (song song hay tun t), mó thụng tin hay giao thc thụng tin v
cỏc chc nng ph tr kốm theo. Nú bao gm cỏc thao tỏc lp v truyn gúi
thụng tin, nhn, khng nh v tỏch cỏc thụng tin cú ớch.

Cỏc thao tỏc ny c kim soỏt cht ch theo ta thi gian s dng
ng h riờng ca rle hay tớn hiu ng b t bờn ngoi gi ti.
2.2.2.5/ Chc nng bo v.
Chc nng bo v ca rle c xõy dng thnh cỏc chng trỡnh con vi
cỏc bin u vo l cỏc giỏ tr t ca bo v, kt qu o lng hoc trng thỏi
lụgic ca cỏc tham s trung gian l hm ca cỏc bin o lng u vo v cui
cựng l cỏc trng thỏi lụgic u ra ca cỏc chc nng bo v khỏc.
Khi chc nng bo v c kớch hot, cỏc bin u vo ca nú cng c
kớch hot theo v c np vo cỏc a ch c nh trong b nh RAM. Phn
mm chc nng bo v thc cht l thut toỏn lm vic theo quy trỡnh cho
trc.
Cỏc giỏ tr bin u vo, bin trung gian v kt qu logic u ra ca cỏc
chc nng bo v s c lu gi trong cỏc b nh v cú th hin th ra mn
hỡnh hay truyn i xa ti trung tõm iu ngỡ s dng phõn tớch ỏnh
giỏ tỡnh hỡnh lm vic ca rle.
2.2.2.6/ o lng v bn ghi s kin.
o lng l mt trong nhng nhim v ca b vi x lý thụng tin tun t.
B phn ny s cp nhp thụng tin v h thng in theo chu k ly mu f
s
=
50.N nhm mc ớch phỏt hin s c.
Kt qu o lng v tớnh toỏn nhn c s c lu tr trong b nh
RAM. Theo chu k chm hn (thng khong 1s) thỡ mt vi trong cỏc thụng
s ny s c ti vo b nh ca mn hỡnh.
Khi kớch hot chc nng o lng ca rle, phn mm iu khin s hin
th ni dung ca b nh mn hỡnh theo a ch c chn. ú cú th l giỏ tr
dũng, ỏp, dũng tng 3 pha, gúc lch pha, cụng sut vv theo giỏ tr tc thi hay
Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46
Khoa Cơ Điện Trờng ĐHNNI-Hà Nội
17

hiu dng. Cỏc thụng s ny s liờn tc thay i bng cỏch xúa giỏ tr c v
np thờm giỏ tr mi nht vo.
Bn ghi cỏc s kin lu tr ti cỏc DRAM cú ngun nuụi riờng cho phộp
lu gi thụng tin ngay c khi mt ngun cung cp. Bn ghi cú hai loi:
Loi th 1: Lit kờ vn tt cỏc s kin do rle ghi c theo trỡnh t thi
gian theo nguyờn tc ln lt (FIFO). Tựy theo tng loi rle m s lng
s kin nh cú th lờn ti 40 hoc hn. Cỏc s kin xy ra lõu s b xúa
khi s kin mi c ghi vo, sao cho s lng s kin nh c l khụng
i. Cỏc thụng tin õy cú th l dng s c, thi gian, a im vv
Loi bn ghi s kin th 2: Cho phộp ghi li thụng tin t m hn v s
kin va din ra. iu kin thc hin bn ghi ny l rle thc hin thao
tỏc úng hoc ct mỏy ct, trong mt vi rle thỡ iu kin thc hin bn
ghi cú th do ngi s dng t ra. Khi iu kin ny c thc hin,
phn mm iu khin s ti ton b thụng tin chi tit v h thng in
nh dũng, ỏp vv vo khu vc nh bn vng hn nh NVRAM ti õy cú
th lu tr cỏc thụng tin s nh s kớch hot ca cỏc phn t lụgic trong
bo v. Khỏc vi loi bn ghi th 1 cú th quan sỏt trờn mn hỡnh ca
rle thỡ loi bn ghi th 2 ny cn phi cú chng trỡnh phn mm ph
tr bờn ngoi s dng màn hình mỏy vi tớnh v th hoc hin th
thụng tin.
Vớ d nh rle khong cỏch SEL-321 s dng phn mm SELPOT, rle
quỏ dũng 7SJ512 hay rle khong cỏch 7SA511 ca Siemens, s dng phn
mm DIGSI. Vic giao tip vi mn hỡnh c thụng qua cng tun t t
phớa trc rle.
3/ Các tín hiệu đầu vào và đầu ra
3.1/ Đầu vào tơng tự
Tùy theo từng ứng dụng mà số lợng đầu vào tơng tự của rơle có thể thay đổi.
Đối với rơle dòng, đầu vào thờng là 3 dòng pha (3 đầu vào và 3 đầu ra)
hoặc có khi là hiệu các dòng pha có đầu vào và đầu ra cho dòng thứ tự không.
Dòng này có thể lấy từ dòng tổng của 3 dòng thứ cấp các biến dòng pha (BI)

hoặc từ cuộn thứ cấp của biến dòng thứ tự không (TTK). Đối với rơle áp, đầu vào
thờng là 3 áp pha hoặc hiếm hơn là áp dây (3 đầu vào và 3 đầu ra) hoặc đôi khi
có đầu ra cho áp thứ tự không (TTK) nối tới cuộn thứ cấp tam giác của biến điện
áp (BU) 3 pha 5 trụ.
Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46
Khoa Cơ Điện Trờng ĐHNNI-Hà Nội
18
Đối với các rơle dùng cả áp lẫn dòng nh rơle khoảng cách có thể có tất cả
các đầu vào nh trên (8 đầu vào).
Các giá trị định mức của BU, BI đợc sử dụng tại các đầu vào tơng tự cần
phải đợc cài đặt trong bộ nhớ của rơle.
Các đầu vào tơng tự đợc nối tới các cuộn biến dòng hoặc biến áp trung
gian đầu vào đặt bên trong rơle. Các bộ biến đổi này ngoài nhiệm vụ làm phù
hp các giá trị tơng tự cho mạch tín hiệu tiếp theo mà còn có chức năng ngăn
cách về mặt vật lý giữa đầu vào và mạch bên trong rơle để bảo vệ phần điện có
công suất thấp.
3.2/ Đầu vào số.
Đầu vào số hay con gọi là đầu vào trạng thái, cung cấp thông tin về trạng
thái làm việc của hệ thống điện. Các đầu vào này có thể chia làm 3 loại và thay
đổi tùy theo từng rơle bảo vệ.
Thông tin do đối tợng bảo vệ cung cấp nh máy cắt, dao tiếp đất ở trạng
thái đóng, mở (do tiếp điểm phụ cung cấp) MC không làm việc vv
Thông tin do các bảo vệ cung cấp nh bảo vệ khí của máy biến áp (bảo vệ
Bucholz) cảnh báo hay tác động, tín hiệu khóa hay cho phép trong sơ đồ
cắt liên động, tín hiệu cắt trực tiếp từ bảo vệ cấp dới vv
Tín hiệu điều khiển từ xa của ngời sử dụng nh giải trừ các cảnh báo,
giải trừ rơle, điều khiển đóng, cắt máy cắt, lấy thông tin nhật ký làm việc
của Rơle và bản ghi các sự kiện vv
Tín hiệu đầu vào thờng là tín hiệu áp đợc lấy từ nguồn phụ một chiều
(U

phụ
). Nguồn này có thể là nguồn 1 chiều nuôi rơle hoặc điện áp có các giá trị
định mức nh sau: 24, 30, 60, 110, 220 V. Thông thờng một rơle đợc chế tạo
có khả năng làm việc với nhiều điện áp tín hiệu ở đầu vào số khác nhau. Việc
chuyển đổi điện áp làm việc đợc thực hiện bằng các cầu nhảy (Jumper) hay để
nguyên hoặc cắt các dây nối tại một vài vị trí trên bản mạch thiết bị.
Về mặt cấu tạo, sơ đồ mạch tín hiệu đầu vào thờng là các bộ cách ly làm
việc theo 2 nguyên tắc khác nhau có tác dụng bảo vệ thiết bị chống sự cố bên
ngoài.
Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46
Khoa Cơ Điện Trờng ĐHNNI-Hà Nội
19
Bộ cách ly đầu vào sử dụng Comparator có sơ đồ nh hình 1 - 2

Hình 1 - 2: Bộ cách ly đầu vào sử dụng Comparator

Nó sử dụng khuếch đại thuật toán với tổng trở đầu vào lớn. Tín hiệu đầu ra
của bộ Comparator khi điện áp tín hiệu lớn hơn U
ngỡng
.
Ta có: U
d
= U
ngỡng
-U
phụ
nên:
Khi U
d
>0 tức là U

ngỡng
>U
phụ
suy ra U
ra
=V
sat
.
Khi U
d
<0 tức là U
ngỡng
<U
phụ
suy ra U
ra
= - V
sat
.
Cuộn L: Có tác dụng chặn các xung nhiễu ở đầu vào điốt D: Đóng vai trò
tạo ngỡng cho mạch đầu vào.
Bộ cách ly đầu vào sử dụng bộ chuyển đổi quang điện


Hình 1 - 3: Bộ cách ly đầu vào sử dụng bộ chuyển đổi quang điện

Khi có điện áp tín hiệu điốt phát quang sáng làm mở thông Tranzitor
truyền tín hiệu điện áp vào mạch bên trong. Bộ chuyển đổi quang điện đợc thiết
kế với cổng có điều khiển ở đầu vào, nó chỉ cho tín hiệu vào bên trong khi bộ vi
xử lý quét đến đầu vào số đang xét, điều này làm giảm công suất tiêu thụ của

mạch đầu vào số trong chế độ chờ.
Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46
Khoa Cơ Điện Trờng ĐHNNI-Hà Nội
20
3.3/ Đầu ra số.
Các tín hiệu đầu ra số có thể phân biệt theo 4 nhóm:
Nhóm tín hiệu điều khiển.
Nó đợc đóng, cắt mạch bởi các rơle đầu ra thờng sử dụng rơle có tiếp
điểm làm phần tử thao tác đầu ra. Điẹn áp làm việc của chúng thờng là dòng
một chiều dới 24V. Tiếp điểm có khả năng làm việc với dòng cắt lớn.
Tiếp điểm điều khiển thờng có công suất cắt và dòng làm việc lớn hơn
tiếp điểm báo hiệu. Đôi khi để tăng độ tin cậy thao tác ngời ta sử dụng các cặp
tiếp điểm kép mắc song song để giảm khả năng tiếp điểm bị hở khi khép mạch.
Trên hình 1- 4 giới thiệu sơ đồ làm việc có kết hợp giữa đầu vào và đầu ra
số với cuộn điều khiển máy cắt.

Hình 1- 4: Sơ đồ làm việc kết hợp giữa đầu vào/đầu ra số của rơle số

Khi MC mở, cuộn cắt bị khóa bởi tiếp điểm phụ 2 của MC. Tiếp điểm phụ
3 đóng thì đầu vào số MC mở nhận đợc tín hiệu điện áp.
Khi tiếp điểm Rơle đầu ra Đóng MC khép mạch, cuộn đóng CĐ có điện
tiếp điểm phụ MC sẽ khóa cuộn đóng và đa cuộn cắt CC vào tình trạng sẵn sàng
làm việc. Điện áp biến mất ở đầu vào I
2
, đồng thời ở đầu vào I
1
thông báo trạng
thái MC đóng.
Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46
Khoa Cơ Điện Trờng ĐHNNI-Hà Nội

21
Nhóm các tín hiệu điều khiển.
Cũng sử dụng các rơle có tiếp điểm để đi báo tín hiệu bằng đèn, còi vv
Nhóm tín hiệu điều khiển đèn LED
Trên mặt trớc của rơle thông báo các thông tin cơ bản nhất về tình trạng
làm việc của rơle. Các tín hiệu này không sử dụng tiếp điểm đầu ra vì điện áp
làm việc của đèn LED rất bé (<3V), mà lấy trực tiếp đầu ra của các vi mạch số
phần lôgic sau khi đã đợc khuếch đại.
Mỗi đèn LED tơng ứng với một thông tin cần báo cho ngời sử dụng
hoặc nó cũng có thể gán thông báo nào đó bằng cách lập trình từ bàn phím do
ngời sử dụng thực hiện (marshaling).
Nhóm các tín hiệu trạng thái bên trong rơle.
Trong nhiều rơle số thờng đặt một số thanh ghi để ghi nhận trạng thái
của các phần tử lôgic và các chức năng bảo vệ dới dạng tham số. Qua đó ngời
sử dụng có thể hiển thị các tham số này trên màn hình của rơle hoặc truy suất từ
xa qua cổng tuần tự.
4/ Xử lý tín hiệu tơng tự.
4.1/ Các bộ biến đổi đầu vào.

Hình 1 - 5: Sơ đồ nối các BU,BI với các bộ biến đổi đầu vào.

Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46
Khoa Cơ Điện Trờng ĐHNNI-Hà Nội
22
Đó là các biến dòng, biến áp đầu vào. Trên hình 1-5 Là sơ đồ khối các
BU,BI với các bộ biến đổi đầu vào.
R: Đóng vai trò là bộ loc dòng. Trong nhiều trờng hợp ngời ta có thể
không sử dụng biến dòng và biến áp TTK mà dùng biến dòng pha mắc theo sơ
đồ hình sao và các biến điện áp pha mắc theo sơ đồ tam giác hở.
4.2/ Các bộ lọc sơ bộ và khuếch đại.

Tín hiệu đầu ra của các bộ biến đổi tín hiệu đầu vào thông qua các bộ lọc
tần số thấp. Chức năng của bộ lọc này là cho dòng điện tần số thấp đi qua mà
biên độ không bị suy giảm, đồng thời làm giảm mạnh dòng điện ở tần số cao.
Các bộ lọc này thờng có kiểu L - C .
Tín hiệu đầu ra của bộ biến đổi tín hiệu cha thể phù hợp ngay với giá trị
đầu vào của bộ chuyển đổi tơng tự - số. Vì vậy ngời ta thờng dùng các bộ
biến đổi và khuếch tín hiệu dòng, áp thành giá trị phù hợp. Trong rơle số thì bộ
khuếch đạit hờng dùng là khuếch đại thuật toán.
4.3/ Bộ chuyển đổi tơng tự-số (ADC).
Trong ADC, tín hiệu đầu vào là liên tục, tín hiệu số mã hóa ở đầu ra là rời
rạc. Sự chuyển đổi AD đòi hỏi phải lấy mẫu với tín hiệu tơng tự ở đầu vào ở
những thời điểm quy định. Sau đó chuyển các giá trị mẫu đó thành số lợng đầu
ra. Vì vậy, quy trình chuyển đổi AD nói chung gồm 4 bớc: lấy mẫu, nhớ mẫu,
lợng tử hóa và mã hóa thành cơ số 2.
Từ 8 giá trị và áp đầu vào ( I
a
, I
b
, I
c
, I
o
và U
a
, U
b
, U
c
, U
o

) khi qua bộ biến
đổi tạo ra 11 tín hiệu liên tục ( I
a
, I
b
, I
c
, I
o
và U
a
, U
b
, U
c
, U
o
, U
ab
, U
bc
, U
ca
). Chúng
đợc trích và giữ mẫu với tần số N khoảng từ 8, 12, 16 lần trong 1 chu kỳ 20 ms
tùy từng rơ le.
Ví dụ: Rơle so lệch N = 8
Rơle khoảng cách SEL - 231 N = 16
Bộ ADC thờng có 12 bite trong đó có 11 bite dữ liệu và 1 bite dấu
Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46

Khoa Cơ Điện Trờng ĐHNNI-Hà Nội
23

Hình 1- 6: Bộ chuyển đổi tơng tự số nhiều dải đo

Vì tín hiệu đầu vào biến thiên rất lớn (Dòng I
nm
có thể đạt giá trị 100 lần
dòng định mức) nên ngời ta phải sử dụng bộ ADC 2 dải đo, dải đo với dòng nhỏ
và dải đo với dòng lớn. Việc chuyển dải đo này có thể đợc thực hiện theo 2
phơng pháp là phơng pháp phần mềm hoặc phơng pháp phần cứng.
Trên hình 1 - 6 trình bày sơ đồ chuyển dải đo bằng phơng pháp phần
cứng, khi tín hiệu đầu vào lớn (vợt quá 3,125 lần I
đm
) các bit đầu ra số của bộ
chuyển đổi bị tràn, bộ chuyển đổi sẽ phát tín hiệu cờ báo để chuyển mạch trích
và giữ mẫu SH sang làm việc với dải đo mới bằng cách thay đổi hệ số khuyếch
đại của mạch. Khi đó mỗi bit cơ số 2 của bộ ADC sẽ có giá trị gấp 32 lần giá trị
trong chế độ dải đo thấp.
Trong một số rơle số do tốc độ thu thập thông tin nhanh, ngời ta phải
trang bị một bộ vi xử lý và bộ nhớ riêng có công suất lớn để điều khiển vài bộ
ADC.
5/ Các bộ lọc số.
Tín hiệu rời rạc nhận đợc ở đầu ra của bộ chuyển đổi tiếp tục đợc xỷ lý để
sử dụng cho các ứng dụng thuật toán tiếp theo. Cũng giống nh bộ lọc tơng tự,
các bộ lọc số cũng có thể chia thành các nhóm sau.
Lọc tần số thấp.
Lọc dải.
Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46
Khoa Cơ Điện Trờng ĐHNNI-Hà Nội

24
Lọc tần số cao.
Lọc loại bỏ một dải tần số nào đó (lọc chắn).
Có 3 chỉ tiêu cơ bản để đánh giá hoạt động của một bộ lọc số trong các
ứng dụng bảo vệ và điều khiển.
Truyền các thành phần cần thiết của tín hiệu với độ chính xác thỏa đáng
và loại bỏ có hiệu quả tất cả các nhiễu.
Tín hiệu đầu ra nhanh chóng ổn định khi tín hiệu đầu vào thay đổi mạnh.
Sử dụng tối thiểu các khả năng của hệ thống nh tính toán là ít nhất .
Đáng tiếc là các yêu cầu trên lại mâu thuẫn với nhau và mỗi bộ lọc đều
phải hòa hợp chúng
6/ Bộ nguồn dùng cho rơle số.
Ngoài tín hiệu lấy từ BI, BU để cho rơle số làm việc đợc nó phải đợc
cấp nguồn từ bên ngoài. Nguồn này thờng là nguồn một chiều cấp từ ắcquy
hoặc từ bộ chuyển đổi xoay chiều - một chiều (AC/DC). Trong rơle số nguồn
một chiều thờng có điện áp sau: 24, 30, 48, 60, 110, 220V.
Trong rơle số có bộ chuyển đổi một chiều - một chiều (DC/DC) sử dụng
điện áp một chiều cao ở đầu vào để tạo ra các điện áp thấp hơn ở đầu ra phục vụ
cho các mục đích khác nhau nh nuôi vi mạch số, bộ khuếch đại thuật toán, điều
khiển cuộn đóng, cắt của rơle đầu ra. Mức điện áp thờng sử dụng là 5, 12, 15
và 24V.
Trên hình 1- 7 giới thiệu sơ đồ khối của bộ nguồn DC/DC dùng cho rơle
bảo vệ.

Hình 1-7: Bộ nguồn một chiều DC/DC của Rơle số