PHẦN THỨ HAI THIẾT BỊ ĐIỆN HẠ ÁP - CHƯƠNG 6 RƠLE, GIÁO TRÌNH THIẾT BỊ ĐIỆN

PHÁƯN THỈÏ HAI
THIÃÚT BË ÂIÃÛN HẢ ẠP

Chỉång 6. RÅLE

6.1. KHẠI NIÃÛM CHUNG VÃƯ RÅLE

Råle l mäüt loải thiãút bë âiãûn tỉû âäüng m tên hiãûu âáưu ra thay âäøi nhy cáúp khi tên hiãûu âáưu vo
âảt nhỉỵng giạ trë xạc âënh. Råle l thiãút bë âiãûn dng âãø âọng càõt mảch âiãûn âiãưu khiãøn, bo vãû v âiãưu
khiãøn sỉû lm viãûc ca mảch âiãûn âäüng lỉûc.

1. Cạc bäü pháûn (cạc khäúi) chênh ca råle
+ Cå cáúu tiãúp thu( khäúi tiãúp thu)
Cọ nhiãûm vủ tiãúp nháûn nhỉỵng tên hiãûu âáưu vo v biãún âäøi nọ thnh âải lỉåüng cáưn thiãút cung cáúp
tên hiãûu ph håüp cho khäúi trung gian.
+ Cå cáúu trung gian( khäúi trung gian)
Lm nhiãûm vủ tiãúp nháûn nhỉỵ
ng tên hiãûu âỉa âãún tỉì khäúi tiãúp thu v biãún âäøi nọ thnh âải lỉåüng
cáưn thiãút cho råle tạc âäüng.
+ Cå cáúu cháúp hnh (khäúi cháúp hnh)
Lm nhiãûm vủ phạt tên hiãûu cho mảch âiãưu khiãøn.
Vê dủ cạc khäúi trong cå cáúu råle âiãûn tỉì hçnh 6-1.
-Cå cáúu tiãúp thu åí âáy l cün dáy.
-Cå cáúu trung gian l mảch tỉì nam chám âiãûn.
-Cå cáúu cháúp hnh l hãû thäúng tiãúp âiãøm.

Hçnh 6-1: Så âäư khäúi ca råle âiãûn tỉì
Y
X

2. Phán loải råle
Cọ nhiãưu loải råle våïi ngun lê v chỉïc nàng lm viãûc ráút khạc nhau. Do váûy cọ nhiãưu cạch âãø
phán loải råle:
a) Phán loải theo ngun lê lm viãûc gäưm cạc nhọm
+ Råle âiãûn cå (råle âiãûn tỉì, råle tỉì âiãûn, råle âiãû
n tỉì phán cỉûc, råle cm ỉïng, ).
+ Råle nhiãût.
+ Råle tỉì.
+ Råle âiãûn tỉí -bạn dáùn, vi mảch.
+ Råle säú.
b) Phán theo ngun lê tạc âäüng ca cå cáúu cháúp hnh
+ Råle cọ tiãúp âiãøm: loải ny tạc âäüng lãn mảch bàòng cạch âọng måí cạc tiãúp âiãøm.
+ Råle khäng tiãúp âiãøm (råle ténh): loải ny tạc âäüng bàòng cạch thay âäøi âäüt ngäüt cạc tham säú ca
cå cáúu cháúp hnh màõc trong mảch âiãưu khiãøn nhỉ: âiãûn cm, âiãûn dung, âiãûn tråí,

58
c) Phỏn loaỷi theo õỷc tờnh tham sọỳ vaỡo
+ Rồle doỡng õióỷn.
+ Rồle õióỷn aùp.
+ Rồle cọng suỏỳt.
+ Rồle tọứng trồớ,
d) Phỏn loaỷi theo caùch mừc cồ cỏỳu
+ Rồle sồ cỏỳp: loaỷi naỡy õổồỹc mừc trổỷc tióỳp vaỡo maỷch õióỷn cỏửn baớo vóỷ.
+ Rồle thổù cỏỳp: loaỷi naỡy mừc vaỡo maỷch thọng qua bióỳn aùp õo lổồỡng hay bióỳn doỡng õióỷn.
e) Phỏn theo giaù trở vaỡ chióửu caùc õaỷi lổồỹng õi vaỡo rồle
+Rồle cổỷc õaỷi.

+Rồle cổỷc tióứu.
+Rồle cổỷc õaỷi-cổỷc tióứu.
+Rồle so lóỷch.
+Rồle õởnh hổồùng.


3. ỷc tờnh vaỡo -ra cuớa rồle
Quan hóỷ giổợa õaỷi lổồỹng vaỡo vaỡ ra cuớa rồle nhổ hỗnh 6-2.
Khi x bióỳn thión tổỡ 0 õóỳn x
2
thỗ y = y
1
õóỳn khi x= x
2
thỗ
y tng tổỡ y = y
1
õóỳn y = y
2
(nhaớy bỏỷc). Nóỳu x tng tióỳp thỗ
y khọng õọứi y = y
2
. Khi x giaớm tổỡ x
2
vóử laỷi x
1
thỗ y = y
2

õóỳn x = x

1
thỗ y giaớm tổỡ y
2
vóử y = y
1
.








Hỗnh 6-2: ỷc tờnh vaỡo-ra cuớa rồle
X
Y
X
1
X
2
Y
2
Nóỳu goỹi:
Y
1
+ X = X
2
= X
tõ

laỡ giaù trở taùc õọỹng rồle.
+ X = X
1
= X
nh
laỡ giaù trở nhaớ cuớa rồle.
Thỗ hóỷ sọỳ nhaớ:

õt
nh
2
1
nh
X
X
X
X
K ==

4. Caùc thọng sọỳ cuớa rồle
a) Hóỷ sọỳ õióửu khióứn rồle

tõ
õk
õk
P
P
K = , vồùi:
+P
õk

laỡ cọng suỏỳt õióửu khióứn õởnh mổùc cuớa rồle, chờnh laỡ cọng suỏỳt õởnh mổùc cuớa cồ cỏỳu chỏỳp
haỡnh.
+P
tõ
laỡ cọng suỏỳt taùc õọỹng, chờnh laỡ cọng suỏỳt cỏửn thióỳt cung cỏỳp cho õỏửu vaỡo õóứ rồle taùc õọỹng.
Vồùi rồle õióỷn tổỡ P
õk
laỡ cọng suỏỳt tióỳp õióứm (nghộa laỡ cọng suỏỳt tióỳp õióứm cho pheùp truyóửn qua). P
tõ

laỡ cọng suỏỳt cuọỹn dỏy nam chỏm huùt.
Caùc loaỷi rồle khaùc nhau thỗ K
nh
vaỡ K
õk
cuợng khaùc nhau.
b) Thồỡi gian taùc õọỹng
Laỡ thồỡi gian kóứ tổỡ thồỡi õióứm cung cỏỳp tờn hióỷu cho õỏửu vaỡo, õóỳn luùc cồ cỏỳu chỏỳp haỡnh laỡm vióỷc.
Vồùi rồle õióỷn tổỡ laỡ quaợng thồỡi gian cuọỹn dỏy õổồỹc cung cỏỳp doỡng (hay aùp) cho õóỳn luùc hóỷ thọỳng tióỳp õióứm
õoùng hoaỡn toaỡn (vồùi tióỳp õióứm thổồỡng mồớ) vaỡ mồớ hoaỡn toaỡn (vồùi tióỳp õióứm thổồỡng õoùng).
Caùc loaỷi rồle khaùc nhau t
tõ
cuợng khaùc nhau.
+t
tõ
< 1.10
-3
[s] : rồle khọng quaùn tờnh.
+t
tõ

= (1 ữ 50).10
-3
[s]: rồle taùc õọỹng nhanh.

59
+t
tâ
> 150.10
-3
[s]: råle thåìi gian.
Mäüt säú vê dủ vãư råle âiãûn cå

Bng 6-1: Rå le âiãûn cå
Loải råle. P
tâ
[W] P
âk
[W] K
âk
t
tâ
[10
-3
s]
Råle âiãûn tỉì : 10
-1
÷10
-3
10÷10
4

5÷5000 1÷2000

Råle tỉì âiãûn : 10
-9
÷10
-4
0,1÷2 10
4
÷10
8
10÷500
Råle cm ỉïng : 10
-2
÷10
2
10
-1
÷10
3
10
2
÷10
4
1÷100

6.2. RÅLE ÂIÃÛN TỈÌ

1. Ngun lê lm viãûc
Sỉû lm viãûc ca loải råle ny dỉûa trãn ngun lê âiãûn tỉì. Xẹt mäüt råle nhỉ hçnh 6-3. Khi cho
dng âiãûn i âi vo cün dáy ca nam chám âiãûn thç nàõp s chëu mäüt lỉûc hụt F. Lỉûc hụt âiãûn tỉì âàût vo nàõp

:
⎪
⎩
⎪
⎨
⎧
δ
δ
=
5) chỉång(xem säú hãûl:K
âiãûn dng : i
håíkhe :
våïi,
2
2
i.K
F :
Khi dng âiãûn vo cün dáy i > I
tâ
(dng âiãûn tạc âäüng) thç lỉûc F hụt nàõp v khi lỉûc F tàng thç
khe håí gim (δ gim) lm âọng tiãúp âiãøm (do tiãúp âiãøm âỉåüc gàõn våïi nàõp).
Khi dng âiãûn i ≤ I
tv
(dng tråí vãư) thç lỉûc l xo
F
l xo
> F (lỉûc âiãûn tỉì) v rå le nh.

4
53
1
2
i
âk
Tè säú:
vãư tråísäú hãûl gi âỉåüc
tâ
I
tv
I
tv
K = .
+ Råle dng cỉûc âải K
tv
< 1.
+ Råle dng cỉûc tiãøu K
tv
> 1.
Råle cng chênh xạc thç K
tv
cng gáưn 1.

⎪
⎩
⎪
⎨
⎧
=
råle.ca âäüng sút tạc cäng :
tâ
P
khiãøn. âiãưusút cäng :
âk
P
Våïi
rålecakhiãøn âiãưu säú hãû
P
P
K
.
tâ
âk
âk

Råle cng nhảy K
âk
cng låïn.
Khong thåìi gian tỉì lục dng âiãûn i bàõt âáưu låïn
hån I
tâ
âãún lục cháúm dỉït sỉû hoảt âäüng ca råle gi l thåìi gian tạc âäüng t
tâ

.
Hçnh 6-3: Cáúu trục chung
ca råle âiã
û
n t
ỉ
ì
Säú láưn tạc âäüng trong mäüt âån vë thåìi gian (giåì) gi l táưn säú tạc âäüng.
Råle âiãûn tỉì phán ra hai loải:
+ Råle mäüt chiãưu
2
2
U
'.KF tênh nãn ta
'R
U
I thç
δ
== cọ U l âiãûn ạp âàût vo cün dáy.
+ Råle xoay chiãưu : lỉûc F = 0 (táưn säú 2f) khi I = 0. Giạ trë trung bçnh ca lỉûc hụt s
l:
2
2
tb
I
"kF
δ
= , nãúu cün dáy âàût song song våïi ngưn âiãûn ạp U thç
2
2

tb
U
"kF
δ
= .

60
Nam chám xoay chiãưu khi lỉûc F = 0 l xo kẹo nàõp ra, do váûy råle loải ny khi lm viãûc cọ rung
âäüng gáy tiãúng kãu, âãø hản chãú ngỉåìi ta sỉí dủng dng vng ngàõn mảch.
Råle âiãûn tỉì cọ cạc âàûc âiãøm:
- Cäng sút âiãưu khiãøn P
âk
tỉì vi W âãún hng nghçn W.
- Cäng sút tạc âäüng P
tâ
tỉì vi pháưn W âãún hng tràm W.

Hçnh 6-4 :Mäüt säú loải råle âiãûn tỉì
a)råle dng diãûn v âiãûn ạp; b)råle trung gian; c)råle thåìi gian
- Hãû säú âiãưu khiãøn K
âk
= (5 ÷ 20).
- Thåìi gian tạc âäüng t
tâ
= (2 ÷ 20)ms.

2. Nhỉåüc âiãøm ca råle âiãûn tỉì
Cäng sút tạc âäüng P
tâ
tỉång âäúi låïn, âäü nhảy tháúp, K
âk
nh. Hiãûn nay cọ xu hỉåïng ci tiãún ỉïng
dủng váût liãûu sàõt tỉì måïi sn xút cạc loải råle âãø tàng K
âk
.

3. Mäüt säú loải råle âiãûn tỉì
a) Råle dng âiãûn v âiãûn ạp loải
∋
T (hçnh 6-4a).
b) Råle trung gian (hçnh 6-4b). Nhiãûm vủ chênh ca råle trung gian l khúch âải tên hiãûu âiãưu khiãøn, nọ
thỉåìng nàòm åí vë trê trung gian giỉỵa cạc råle khạc. Âàûc âiãøm råle trung gian cọ cå cáúu âiãưu chènh âiãûn ạp

tạc âäüng âãø cọ thãø tạc âäüng khi âiãûn ạp tàng gim trong khong
±
15% U
âm
.
c) Råle thåìi gian âiãûn tỉì (hçnh 6-4c) khi tỉì thäng φ
0
gim thç sỉïc âiãûn âäüng e chäúng sỉû gim âãø duy trç
thåìi gian khong t = (0,5 ÷ 5)s.

4. Råle phán cỉûc
Råle phán cỉûc l mäüt dảng ca råle âiãûn tỉì cọ thãm tỉì thäng phán cỉûc do nam chám vénh cỉíu tảo
nãn. Chuøn âäüng ca nàõp phủ thüc vo chiãưu dng trong cün dáy. Khi chỉa cọ dng âiãûn thç pháưn
âäüng råle â åí mäüt trong hai vë trê do lỉûc hụt tỉì trỉåìng nam chám vénh cỉíu.

61
Mảch tỉì nam chám vénh cỉíu
cọ cáúu trục sao cho mäüt phêa khe håí
khäng khê låïn cn mäüt phêa nh âãø khi
cho dng vo cün dáy nam chám thç
täøng lỉûc hụt âiãûn tỉì ca cün dáy v
nam chám vénh cỉíu phán cỉûc hai bãn
khäng bàòng nhau, nàõp bë hụt vãư mäüt
bãn, lỉûc hụt nam chám vénh cỉíu lm
nhiãûm vủ giỉỵ nàõp khi càõt âiãûn cün
dáy. Mún nàõp chuøn âäüng ngỉåüc lải
thç phi âäøi chiãưu dng âiãûn âãø âäøi
chiãưu lỉûc hụt âiãûn tỉì. Hai kiãøu råle
phán cỉûc nhỉ hçnh 6-5.

Hçnh 6-5: Råle phán cỉûc

Loải ny cọ ỉu âiãøm chênh l âäü nhảy cao kêch thỉåïc gn thåìi gian tạc âäüng nhanh cåỵ (2 ÷ 3).10
-
3
s , cho phẹp thao tạc våïi táưn säú låïn.


6.3. RÅLE ÂIÃÛN ÂÄÜNG

1. Ngun lê
Theo ngun tàõc, råle âiãûn âäüng cọ hai cün dáy nhỉ hçnh 6-6.
Khi cọ dng qua cün dáy 1 l i
1
v cün dáy 2 cọ dng âiãûn i
2
. Tải vë trê nhỉ hçnh 6.6 ta cọ cm
ỉïng tỉì B
12
= K’.i
1

v cọ lỉûc âiãûn tỉì F = K”.B
12
.i
2
hay lỉûc F = K
1
”.i
1.
i
2
s sinh ra mä men M = Ki
1
i
2
âàût lãn
cün dáy 2, lm cün dáy 2 quay v âọng tiãúp âiãøm.
Nãúu hai cün âỉåüc màõc näúi tiãúp thç i
1
= i
2
= i cọ M =
Ki
2
lục ny mä men âäüc láûp våïi chiãưu dng âiãûn. Khi
mảch âiãûn xoay chiãưu våïi táưn säú f thç thç F thay âäøi,
råle s lm viãûc våïi giạ trë trung bçnh ca lỉûc âiãûn tỉì v
mä men.

Hçnh 6-6: Råle âiãûn âäüng
1
2
1
I
1
I
2

∫
ϕ==
T
0
21tb
cosIkIMdt
T
1
M .
Trong âọ :
+ I
1
, I
2

:trë hiãûu dủng.
+ ϕ :gọc lãûch pha giỉỵa hai dng âiãûn i
1
, i
2
.
Nãúu i
1
= i
2
thç cosϕ = 1 v M
tb
= Ki
2
.
Khi mäüt trong hai cün dáy âỉåüc âäøi chiãưu dng âiãûn thç chiãưu mä men trung bçnh M
tb
cng thay âäøi.

2. ỈÏng dủng
Råle âiãûn âäüng âỉåüc sỉí dủng lm råle cäng sút tạc dủng, phn khạng. Cọ thãø chãú tảo råle sàõt
âiãûn âäüng âãø tàng trë säú mä men M
tb
v s tàng âäü nhảy ca råle. Loải råle âiãûn âäüng xoay chiãưu khäng
cọ mảch sàõt tỉì tuy M
tb
nh nhỉng dng nhiãưu trong tỉû âäüng âiãưu khiãøn.

6.4. RÅLE KIÃØU TỈÌ ÂIÃÛN

1. Ngun lê

62
Sổỷ laỡm vióỷc cuớa rồ le loaỷi naỡy dổỷa trón cồ sồớ lổỷc õióỷn tổỡ do tổỡ trổồỡng cuớa nam chỏm vộnh cổớu taùc
duỷng lón mọỹt cuọỹn dỏy khi coù doỡng õióỷn chaỷy qua. Nguyón lờ chung bióứu dióựn nhổ hỗnh 6-7.
Tổỡ trổồỡng nam chỏm vộnh cổớu vồùi caớm ổùng tổỡ B taùc duỷng lón khung coù doỡng I taỷo ra mọmen quay.
Lổỷc õióỷn tổỡ laỡ F = KB
12
I.









Hỗnh 6-7: Rồle tổỡ õióỷn
S
I
N
Mọ men quay M = KI (tố lóỷ vồùi doỡng õióỷn I).

2. ỷc õióứm
Rồle tổỡ õióỷn coù õọỹ nhaỷy lồùn, cọng suỏỳt taùc õọỹng nhoớ
(cồợ 10
-10
w) sổớ duỷng nhióửu trong tổỷ õọỹng hoùa, cọng suỏỳt õióửu
khióứn cồợ 1 õóỳn 2 W.

Khọng laỡm vióỷc ồớ maỷch xoay chióửu vỗ ồớ maỷch xoay
chióửu mọ men trung bỗnh M
tb
= 0.


6.5. RLE CAM ặẽNG

1. Nguyón lờ
Dổỷa trón taùc õọỹng tổồng họự giổợa tổỡ trổồỡng xoay chióửu vồùi doỡng õióỷn caớm ổùng trong bọỹ phỏỷn quay
(õộa, cọỳi) õóứ taỷo mọmen quay. Hỗnh 6-8a laỡ sồ lổồỹc kóỳt cỏỳu mọỹt rồ le caớm ổùng.
Hai tổỡ thọng
1
,
2
bióỳn thión xuyón qua õộa nhọm tổồng ổùng caớm ổùng caùc sổùc õióỷn õọỹng e
1
, e
2

sinh ra caùc doỡng i
1
, i
2
. Caùc lổỷc õióỷn tổỡ laỡ F
12
= B
2
i
1

l vaỡ F
21
= B
1
i
2
l, lổỷc õióỷn tổỡ tọứng:

[]
ii
S
1
=FFF
, FFF
21122112
2112
:thỗthổồỡng
=
+=
r
r
r

Vỗ doỡng õióỷn vaỡ tổỡ thọng laỡ nhổợng õaỷi lổồỹng thay õọứi theo thồỡi gian nón tỏỳm kim loaỷi seợ chởu lổỷc
trung bỗnh:

[]
sink. =dt .ii
S
1

T
1
=F
m2m12112
T
0
t b



vồùi laỡ goùc lóỷch pha giổợa
1
vaỡ
2
.
Mọ men quay trung bỗnh taùc duỷng vaỡo phỏửn õọỹng seợ laỡ: M
tb
= k
m
.
m1.

m2
.sin.
Trong thổỷc tóỳ sổỷ lóỷch pha tổỡ thọng coù thóứ thổỷc hióỷn bũng nhióửu caùch nhổng thổồỡng duỡng voỡng ngừn maỷch.
Nhỏỷn xeùt
+ = 0 thỗ F = 0 nghộa hai tổỡ thọng truỡng pha nhau õộa khọng quay.
+ = 90
0
thỗ F = F

max
.
Vỏỷy muọỳn õộa quay thỗ tổỡ thọng cuớa hai nam chỏm phaới coù vở trờ khaùc nhau trong khọng gian vaỡ
lóỷch pha vóử thồỡi gian.

2. ặẽng duỷng rồle caớm ổùng chóỳ taỷo
+ Rồle doỡng àT-80 (hỗnh 6-8b), PT-80.
+ Rồle cọng suỏỳt loaỷi cọỳc 4 cổỷc tổỡ ( 2 cổỷc quỏỳn cuọỹn doỡng, 2 cổỷc quỏỳn cuọỹn aùp).
+ Rồle kióứm tra tọỳc õọỹ kióứu caớm ổùng kờ hióỷu PKC.


63
















Hçnh 6-8: a)Så lỉåüc kãút cáúu råle cm ỉïng ; b)ì Råle cm ỉïng kiãøu
µ

T-80
6.6. RÅLE NHIÃÛT - RÅLE THÅÌI GIAN - RÅLE TÄÚC ÂÄü
RÅLE ÂIÃƯU KHIÃØN

1. Råle nhiãût
a) Khại niãûm - cäng dủng
Råle nhiãût l mäüt loải thiãút bë âiãûn dng âãø bo vãû
âäüng cå v mảch âiãûn khi bë quạ ti, thỉåìng dng km
våïi khåíi âäüng tỉì, cäng tàõc tå. Dng åí âiãûn ạp xoay chiãưu
âãún 500 V, táưn säú 50Hz, loải måïi I
âm
âãún 150A âiãûn ạp mäüt
chiãưu tåïi 440V. Råle nhiãût khäng tạc âäüng tỉïc thåìi theo trë
dng âiãûn vç cọ quạn tênh nhiãût låïn phi cáưn thåìi gian âãø
phạt nọng. Thåìi gian lm viãûc tỉì khong vi giáy [s] âãún
vi phụt, nãn khäng dng âãø bo vãû ngàõn mảch âỉåüc.
Mún bo vãû ngàõn mảch thỉåìng dng km cáưu chy.
b) Ngun lê ( hçnh 6-9a)
Dỉûa trãn tạc dủng nhiãût ca dng âiãûn, ngy nay sỉí
dủng phäø biãún råle nhiãût cọ phiãún kim loải kẹp, ngun lê
lm viãûc dỉûa trãn sỉû khạc nhau vãư gin nåí di ca hai kim
loải khi bë âäút nọng. Pháưn tỉí cå bn råle nhiãût l phiãún kim
loa
ûi kẹp (bimetal) cáúu tảo tỉì hai táúm kim loải, mäüt táúm hãû
säú gin nåí bẹ (thỉåìng dng invar cọ 36% Ni, 64% Fe) mäüt
táúm hãû säú gin nåí låïn (thỉåìng l âäưng thau hay thẹp cräm -
niken, nhỉ âäưng thau gin nåí gáúp 20 láưn invar). Hai phiãún
ghẹp lải våïi nhau thnh mäüt táúm bàòng phỉång phạp cạn nọng hồûc hn.

a)












a)Ngun lê; b) Âàûc tênh:1.âàûc tênh thiãút
bë,2.âàûc tênh råle,3.âàûc tênh mong mún.
H
çnh 6-9
b)
61
1
2
3
10.000
1000
100
10
5 4 3 21,2
t[s]

I/I
âm
Khi âäút nọng do dng I phiãún kim loải kẹp ún vãư phêa kim loải cọ hãû säú gin nåí nh hån, cọ thãø
dng trỉûc tiãúp cho dng âiãûn qua hồûc dáy âiãûn tråí bao quanh. Âãø âäü ún cong låïn u cáưu phiãún kim
loải phi cọ chiãưu di låïn v mng. Nãúu cáưn lỉûc âáøy mảnh thç chãú tảo táú
m phiãún räüng, dy v ngàõn.


64
2. Råle täúc âäü (hçnh 6-10)
Âải lỉåüng âáưu vo l täúc âäü quay ca thiãút bë, âải lỉåüng ra l trảng thại âọng hồûc måí tiãúp âiãøm.
Ngun lê loải li tám nhỉ sau: khi trủc âỉïng n hồûc quay våïi täúc âäü nh hån trë säú täúc âäü tạc âäüng, l
xo 3 kẹo qu vàng 2 t lãn âéa 4, måí hãû thäúng tiãúp âiãøm 5 âọng hãû thäúng 6, khi täúc âäü låïn hån v
tâ
lỉûc li
tám ca qu vàng 2 thàõng lỉûc l xo 3 lm hai qu 2 khäng t vo âéa 4, l xo âáøy âéa 4 ra, tiãúp âiãøm âäüng
gàõn trãn âéa s âọng tiãúp âiãøm thỉåìng måí 6 v càõt tiãúp âiãøm thỉåìng âọng 5. Âiãưu chènh âäü vàng ca hai
qu vàng bàòng l xo 3 thç cọ thãø thay âäøi âỉåüc trë säú váûn täúc tạc âäüng v
tâ
.

Hçnh 6-10: Råle täúc âäüü loải li tám
3. Råle thåìi gian
a) Khại niãûm
Dng âãø duy trç thåìi gian âọng cháûm hồûc måí cháûm
ca hãû thäúng tiãúp âiãøm so
våïi thåìi âiãøm âỉa tên hiãûu tạc âäüng vo råle.
Thåìi gian cháûm ny cọ thãø vi pháưn giáy cho
âãún hng giåì.
b) u cáưu
Thåìi gian cháûm thỉûc hiãûn båíi råle phi äøn âënh
êt phủ thüc vo cạc úu täú khạc nhỉ âiãûn ạp ngưn,
dng âiãûn, nhiãût âäü mäi trỉåìng,
c) Phán loải
Cọ ráút nhiãưu loải råle thåìi gian våïi ngun lê, cáúu
tảo ráút khạc khạc nhau nhỉ:
+ Råle thåìi gian kiãøu âiãûn tỉì (hçnh 6-4c).
+ Råle thåìi gian kiãøu thy lỉûc.
+ Råle thå
ìi gian kiãøu âäưng häư.
+ Råle thåìi gian kiãøu âiãûn tỉí - bạn dáùn.
Ta chè xẹt âải diãûn mäüt loải:
Råle thåìi gian kiãøu âiãûn tỉì cáúu tảo nhỉ hçnh 6-4c loải ny duy trç thåìi gian nh cháûm v chè dng
cho âiãûn mäüt chiãưu.
d) Ngun lê
Trong quạ trçnh âọng hay ngàõt cün dáy råle thç åí trong vng ngàõn mảch (chênh l äúng lọt bàòng
âäưng 1) s sinh ra sỉïc âiãûn âäüng cm ỉïng, dng âiãûn do nọ sinh ra s tảo ra mäüt tỉì thäng chäúng lải sỉû
biãún thiãn tỉì thäng do cün 7 dáy sinh ra. Do âọ nọ lm cho täúc âäü thay âäøi ca tỉì thäng cháûm lải lm
thåìi gian tạc âäüng ca råle cháûm lải.
Thay âäøi thåìi gian tạc âäüng bàòng cạch thay âäø

i âäü càng l xo 3, âiãưu chènh vêt 4 âãø âiãưu chènh
chiãưu räüng khe håí cọ miãúng âãûm 6 hồûc trë säú dng âiãûn.
Loải ny thåìi gian cháûm âãún 3 giáy.

4. Råle âiãưu khiãøn
Cọ chỉïc nàng nhỉ mäüt råle trung gian, nhỉng cọ kêch thỉåïc nh, táưn säú thao tạc låïn, kh nàng
ngàõt låïn, hãû säú nh cao. Cáúu tảo ca råle âỉåüc mä t nhỉ hçnh 6-11a.
Trong äúng thy tinh kên 1 âàût thanh dáùn 2 bàòng thẹp l xo dáùn tỉì. ÅÍ hai âáưu mäùi thanh dáùn cọ
gàõn tiãúp âiãøm bàòng flatin. ÄÚng 1 âỉåüc rụt hãút khäng khê hồûc cho vo âọ mäüt cháút khê thêch håüp, mủc
âêch âãø häư quang dáûp tàõt dãù dng. Ngoi äúng âàût cün dáy 3, khi âỉa âiãûn vo cün dáy 3, lỉûc âiãûn tỉì s

lm hai thanh hụt nhau, hãû tiãúp âiãøm âỉåüc âọng lải. Nãúu ngàõt âiãûn ca cün dáy, lỉûc ân häưi ca hai
thanh dáùn lm tiãúp âiãøm måí ra.

65
Loải råle ny cọ ỉu âiãøm l mäi trỉåìng lm viãûc ca tiãúp âiãøm gáưn nhỉ lê tỉåíng, do âọ khäng bë
oxy họa. Khi âọng/ngàõt khäng cọ häư quang, vç váûy tøi th ca nọ âảt tåïi khong 10 triãûu láưn âọng/ngàõt.
Khe håí giỉỵa hai tiãúp âiãøm bẹ nãn cho phẹp thåìi gian tạc âäüng bẹ, cåỵ (0,2
÷
0,4).10
-3
s. Cọ thãø lm viãûc
våïi táưn säú thao tạc tỉì 400 âãún 2000 láưn âọng ngàõt trong mäüt giáy. Kh nàng ngàõt ca råle våïi âỉåìng kênh
äúng thy tinh d= (2,5
6,5) mm chiãưu di l = (10 ÷
÷
55) mm âảt tåïi 1A, âäi khi tåïi 5A. Tỉì trỉåìng cáưn
thiãút cho âiãưu khiãøn bẹ, sỉïc tỉì âäüng ca cün dáy bẹ khong (20
÷
200) A.vng.

Hçnh 6-11b trçnh by cáúu tảo ca mäüt råle dng
âiãûn, trong äúng thy tinh 1 gạ hai âiãûn cỉûc bàòng vonfram 2
v trong cọ mäüt lỉåüng thy ngán. Phao sàõt tỉì 3 hçnh trủ räùng,
näøi trãn thy ngán (vç tè trng ca sàõt bẹ hån tè trng ca
thy ngán). Cün dáy âiãưu khiãøn 4 âỉåüc âàût lãûch vãư phêa
dỉåïi ca äúng (vãư phêa chỉïa thy ngán). Khi khäng cọ âiãûn
vo cün dáy, phao 3 näøi, cỉûc 2 khäng tiãúp xục våïi thy
ngán, mảch âiãûn håí. Khi cọ âiãûn vo cün dáy, lỉûc âiãûn tỉì s
hụt phao 3 vãư phêa cün dáy lm thy ngán dáng lãn, cỉûc 2
ngáûp trong thy ngán, mảch âiãûn âỉåüc näúi kên. Vç ngàõt bàòng
thy ngán nãn täúc âäü ngàõt ráút låïn, sinh ra quạ ạp cao.


















a

)
i
âk
1
2
3
1
2
3
4
i
âk
b)
H
çnh 6-11: Råle âiãưu khiãøn
i


6.7. ÂẢI CỈÅNG VÃƯ RÅLE TÉNH

1. Sỉû âäøi måïi ca ké thût råle
a) Nhỉỵng hản chãú ca råle âiãûn- cå
Cho âãún khong nhỉỵng nàm 70 cạc thiãút bë bo vãû råle
ch úu cng chè thỉûc hiãûn våïi cå cáúu so sạnh l âiãûn tỉì v
cå khê, cå cáúu thỉìa hnh l tiãúp âiãøm håüp kim.
Cå cáúu âo v so sạnh cå - âiãûn tỉì cọ nhỉỵng âàûc âiãøm :
- Cháûm: mảch âiãûn tỉì âo máút khong 20 ms, cå cáúu so sạnh ân báøy, l xo, cün dáy nhanh cng cåỵ
10ms.
- Kẹm chênh xạc: viãûc âo âiãûn tỉì trỉåïc kia thỉåìng âo qua biãún dng (BI) 5A ÷ 100A, âo ạp ca BU
cåỵ 100V. Thỉåìng khäng qua lc, khi âo láùn c thnh pháưn táưn säú cäng nghiãû

p våïi cạc thnh pháưn tỉû do v
hi. Nhỉỵng thnh pháưn ny thỉåìng khạ låïn cọ thãø lm sai kãút qu âo ráút nhiãưu.
- Cå cáúu âo v so sạnh lải thỉåìng chè l loải âo âån biãún, mäüt dng hồûc mäüt ạp. Thỉåìng khọ thỉûc
hiãûn âỉåüc nhỉỵng phẹp xỉí lê phỉïc tảp cáưn cọ nhỉ cạc phẹp säú hc, gii têch, phẹp trãù, phẹp âãúm ,
Do âọ mún bo vãû cho mäüt âäúi tỉåüng âån gin l mäüt âỉåìng dáy phán phäúi, cng phi cáưn dng
tåïi mỉåìi pháưn tỉí råle, km theo mäüt så âäư näúi dáy phỉïc tảp chiãúm mäüt t thiãút bë. Chi phê cao m âäü tin
cáûy, chênh xạc, täúc âäü v cạc chỉï
c nàng bo vãû thç khiãm täún.
b) Råle âiãûn tỉí họa(råle ténh)
Tỉì khong nhỉỵng nàm 70 âãún 90 cạc råle cå- âiãûn âỉåüc ci tiãún theo hỉåïng âiãûn tỉí họa. Ch
úu ngỉåìi ta tçm cạch thay cạc cå cáúu âo, cå cáúu so ngỉåỵng bàòng cạc mảch âiãûn tỉí v vi mảch bạn dáùn.
Mäüt säú phẹp xỉí lê âån gin nhỉ cäüng, âảo hm, têch phán, âãúm, trãù, cng thỉûc hiãûn bàòng mảch
âiãûn tỉí.
Vi mảch âiãûn tỉí â khiãún thiãút bë bo vãû tiãún mäüt bỉåïc khạ di, tiãøu họa thiãút bë, náng cao thãm
âäü chênh xạc v cháút lỉåüng cạc chỉïc nàng råle.

66
Råle ténh â âỉåüc dng âãø phäúi håüp bo vãû trong hãû thäúng âiãûn tỉì khong nhỉỵng nàm 1970, âáưu
tiãn l sỉí dủng cạc ân âiãûn tỉí sau âọ âãún cạc Tranzitor silic våïi täúc âäü tin cáûy cao âãø tảo nãn cạc cäøng
tên hiãûu.
Råle ké thût analog (tên hiãûu vo/ra l tên hiãûu liãn tủc): Cạc loải råle ny sỉí dủng âäüc láûp riãng
l cạc bäü pháûn cọ mäüt säú chỉïc nàng riãng tỉång tỉû råle âiãûn cå våïi cạc chỉïc nàng thäng thỉåìng, cọ thãø sỉí
dủng khäúi thay thãú trỉûc tiãúp. Trong hçnh 6-17 l råle quạ dng chảm âáút âỉåüc thiãút kãú âãø ci thiãûn tênh
nàng ca råle âiãûn cå bàòng sỉû phán chia phäúi håüp bo vãû.
c) Råle säú họa
Pha
íi âãún khong nhỉỵng nàm 90 khi âỉa ké thût vi xỉí lê, vi âiãưu khiãøn vo thç thiãút bë råle â
thỉûc hiãûn mäüt sỉû thay âäøi tiãún họa ton diãûn.
Vi xỉí lê, vi âiãưu khiãøn l cäng củ thỉûc hiãûn âỉåüc ráút täút cạc cäng viãûc nhỉ lc cạc tên hiãûu vo,
viãûc âo nhanh nhiãưu biãún (3 dng, 3 ạp, thåìi gian, ), viãûc tênh toạn nhanh nhỉỵng xỉí lê phỉïc tảp nháút (säú

hc, gii têch, âãúm, phán têch phäø, ), so nhiãưu ngỉåỵng , Vç váûy cạc råle säú họa cọ nhỉỵng ỉu viãût låïn :
c.1) Täúc âäü âo, tênh nhanh cạc vẹc tå biãún vo, våïi âäü chênh xạc cao âäü tin cáûy cao.
c.2) Do nhỉỵng âiãưu trãn khiãún mäüt råle cọ thãø thỉûc hiãûn âỉåüc cng mäüt lục táút c nhỉỵng chỉïc nàng bo vãû
phỉ
ïc tảp khạc nhau cho mäüt âäúi tỉåüng, tháûm chê gäưm c nhỉỵng chỉïc nàng bo vãû dỉû bë cng nhỉ cạc
chỉïc nàng bo vãû phủ thãm nỉỵa. Tỉì âọ sinh ra mäüt säú âàûc âiãøm måïi khạc våïi hai thãú hãû råle truưn thäúng
c l :
+Råle säú âỉåüc chãú tảo theo hỉåïng mäüt råle thỉûc hiãûn táút c nhỉỵng phẹp âo lỉåìng, phán têch tênh
toạn táút c nhỉỵng phẹp so sạnh, táút c cạc chỉïc nàng bo vãû cáưn cho mäüt thiãút bë âiãûn lỉûc. Âọ l nhỉỵng
råle âa chỉïc nàng täøng håüp thnh bäü.
+Ngỉåìi ta phán loải cạc råle thnh bäü theo nhọm cạc âäúi tỉåüng bo vãû, säú kiãøu råle âỉåüc thu
gn lải trong mäüt säú nhọ
m sau :
* Cạc kiãøu råle bo vãû mạy phạt âiãûn.
* Cạc kiãøu råle bo vãû âỉåìng dáy siãu cao v cao ạp.
* Cạc kiãøu råle bo vãû âỉåìng dáy phán phäúi trung ạp.
* Cạc kiãøu råle bo vãû biãún ạp.
* Cạc kiãøu råle bo vãû thanh cại.
* Cạc kiãøu råle bo vãû mä tå âiãûn âäưng bäü, khäng âäưng bäü.
* Råle sa thi theo táưn säú,
+Mäùi råle säú lải cọ kh nàng ghi lải säú liãûu váûn hnh, säú liãûu cạc sỉû cäú c nhỉỵng säú liãûu vãư tạc
âäüng bo vãû "CÀÕT", "ÂỌNG LẢI", giụp sỉí dủng vo nhiãưu viãûc phán têch, thäúng kã liãn quan.
Mäùi råle säú lải biãút tỉû âäüng bạo cạc sỉû kiãûn, sỉû cäú
cho ngỉåìi trỉûc v cho mäüt mạy täøng håüp ghi
nháûn, mạy ny lải tỉû âäüng bạo cạo våïi hãû SCADA ca trảm.
c.3) Vãư kãút cáúu thç råle säú cọ thãø têch thu gn ráút nhiãưu; mäüt t råle c âỉåüc thay bàòng mäüt råle säú họa.
Mäüt t råle säú họa ca trảm âiãûn thỉåìng chỉïa xãúp chäưng hai råle cao ạp låïn, hồûc tạm råle bo vãû trung
ạp.
Kãút qu l phng âiãưu khiãøn trung tám thu gn lải táút c chè cn 1 ÷ 2 t råle, 1 ÷ 2 t thu tháûp
thäng tin cho SCADA v 1 ÷ 2 mn hçnh SCADA.

c.4) Viãûc âáúu näúi dáy cho mäüt råle säú chè cn lải sạu dáy dng, sạu dáy ạp, hai dáy ngưn v vi càûp dáy
âi "ÂỌ
NG", "CÀÕT". Táút c âáúu vo cạc cc åí phêa sau ca råle, so våïi cạc t c thi âån gin hån nhiãưu.
c.5) Viãûc chènh âàût, kiãøm tra, thỉí nghiãûm âãưu thỉûc hiãûn bàòng truưn tin giỉỵa råle v mạy tênh, ráút l gin
tiãûn, âàûc biãût nhanh chọng v chênh xạc.
c.6) Giạ thnh ca råle säú họa r hån råle truưn thäúng, nọi chung chè bàòng nỉía.
Vê du:û mäüt t råle truưn thäúng bo vãû mäüt âỉåìng dáy phán phäúi thç khong giạ 3000 ÷ 4000 USD.
Trong khi âọ mäüt råle säú bo vãû âỉåìng dáy phán phäúi giạ chè khong 1500 ÷ 2000 USD. Råle ké thût säú

67
(digital): âàûc âiãøm ca loải ny l trong mäüt mä âun cọ thãø cọ thãø phäúi håüp nhiãưu chỉïc nàng phỉïc tảp m
cạc úu täú âo lỉåìng liãn quan bàòng cạc mỉïc logic phäúi håüp âỉåüc xỉí lê båíi cạc mảch säú trong bäü vi xỉí lê,
âáưu ra l chung cho tên hiãûu âọng càõt v tên hiãûu bạo nhỉ hçnh 6-20.
c.7) Thåìi gian tạc âäüng: thåìi gian tạc âäüng nh hỉåíng nhiãưu âãún sỉû äøn âënh ca hãû thäúng. Nãúu sỉû cäú âỉåüc
gii quút cng nhanh thç kh nàng duy trç sỉû äøn âënh ca hãû thäúng cng cao. Trong råle ténh khäng cọ
cạc pháưn tỉí quạn tênh cå trong chuøn âäüng nãn thåìi gian tạc âäüng ráút nhanh, thỉåìng T
tâ
= 0,6ms. Giåïi
hản täúi âa ca täúc âäü âạp ỉïng trong thỉûc tãú ty thüc chãú âäü quạ âäü ca mạy biãún dng hay cạc pháưn tỉí
khạc.
c.8) Tênh chn lc: viãûc xỉí lê täút nháút âäúi våïi cạc tçnh trảng sỉû cäú cọ nghéa l chè ngỉìng cung cáúp âiãûn cho
mäüt säú lỉåüng täúi thiãøu cạc phủ ti tiãu thủ âỉåüc bo vãû, phi âm bo sng lc chè ngàõt ra khi mảch
nhỉỵng thiãút bë bë sỉû cäú, cn cạc thiãút bë khạc phi váùn tiãúp tủc lm viãûc. Trong trỉåìng håüp bo vãû phỉïc tảp
nhỉ bo vãû khong cạch viãûc chn l do khäúi xỉí lê trung tám xạc âënh. Trỉåìng håüp b
o vãû âån gin, viãûc
tảo tênh lỉûa chn qua cạc pháưn tỉí cå bn (nhỉ âỉa thãm vo mäüt mảch trç hon thåìi gian ) âãø cọ âàûc tênh
tạc âäüng ph håüp trong trỉåìng håüp bo vãû phỉïc tảp. Nãúu khi thåìi gian tạc âäüng khäng âỉåüc ỉu tiãn hng
âáưu thç cọ thãø cháúp nháûn mäüt thåìi gian trç hon no âọ âãø gii quút sỉû cäú theo âiãưu kiãûn chn lc.
c.9) Tênh tin cáûy: âm bo chè tạc âäüng v ln tạc âäüng khi cáưn thiãút v chè khi cáưn thiãút m thäi(tỉïc l
âm bo khäng tạc âäüng sai hay tạc âäüng khäng âụng lục våïi thiãút bë âỉåüc bo vãû). Âãø âảt âỉåüc tênh âm

bo lm viãûc ca bo vãû cáưn ph
i cọ hai âiãưu kiãûn l:
+Bo vãû phi âỉåüc thiãút kãú âụng (theo quan âiãøm så âäư tênh toạn cạc giạ trë âiãưu chènh).
+Trang thiãút bë phi cọ giạ trë tin cáûy cao.
Cạc âiãưu kiãûn ny råle ténh hån hàón råle âiãûn cå vç khäng cọ cạc chuøn âäüng cå hc, khäng tảo
ra tạc âäüng sai nhỉ råle tiãúp âiãøm. Táưn säú tạc âäüng v tøi th ca råle ténh cng hån hàón råle âiãûn cå v
thåìi gian tråí vãư cng nhanh hån.
c.10) Âäü nhảy: cäng sút tiãu thủ ca råle ténh (cạc mảch bạn dáùn) vä cng nh so våïi cạc råle âiãûn cå.
Âäü nhảy cng ráút cao hãû säú tråí vãư gáưn bàòng 1( K
tv
=I
tv
/I
kâbv
≈
1). Âiãưu âọ lm gim dng v tàng âäü nhảy
ca råle, ngoi ra kêch thỉåïc bao bç ca cạc loải råle ténh chè bàòng khong 1/3 âãún 1/5 råle âiãûn cå dáùn
âãún gim kêch thỉåïc bng gàõn v khäng gian âiãưu khiãøn.
c.11) Tinh âäüc láûp våïi cạc âiãưu kiãûn váûn hnh : råle cáưn phi tạc âäüng âụng khi xút hiãûn sỉû cäú åí thiãút bë
bo vãû. Cạc giạ trë khåíi âäüng cáưn phi âỉåüc tênh toạn åí cạc chãú âäü lm viãûc cỉûc âải v cỉûc tiãøu ca trang
thiãút bë âỉåüc bo vãû. Trong råle säú hồûc bạn dáùn tên hiãûu âiãưu khiãøn âỉåüc láúy cạch li våïi tên hiãûu mảch
âäüng lỉûc qua âiäút phạt quang (hay phtotranzitor), nhiãùu lc qua bäü lc táư
n säú cao nãn khäng chëu nh
hỉåíng ca nhiãùu cå hc v nhiãùu táưn säú cao.
c.12) Ỉu âiãøm trong phäúi håüp bo vãû hãû thäúng: Trong råle ténh nháút l råle ké thût säú, viãûc sỉí dủng cạp
quang qua mäâun giao diãûn dỉỵ liãûu dáùn âãún täúc âäü truưn tên hiãûu ráút nhanh v âäü tin cáûy täút khäng bë
nh hỉåíng ca dng âiãûn tỉì ké thût truưn säú. Do thåìi gian tạc âäüng ráút chênh xạc cho nãn cọ thãø phäúi
håüp nhiãưu bo vãû âãø âảt âäü chênh xạc cao nháút cho ton hãû thäúng. Råle ké thût säú våïi hiãøn thë säú ráút tiãûn
låüi cho ngỉåìi váûn hnh.
Trong bo vãû lỉåïi âiãûn hồûc mäüt hãû thäúng thiãút bë ln âi hi phi tiãún h

nh âiãưu khiãøn tỉû âäüng
tạch thiãút bë sỉû cäú ra khi phảm vi ca lỉåïi hay hãû thäúng khi xút hiãûn sỉû cäú hay mäüt chãú âäü lm viãûc
khäng bçnh thỉåìng cọ nguy cå gáy hng thiãút bë. Sỉû ngàn cạch thiãút bë bë sỉû cäú våïi hãû thäúng cáưn phi thỉûc
hiãûn sao cho cọ thãø ngàn ngỉìa âỉåüc sỉû phạt triãøn ca sỉû cäú hay nguy cå hy diãût thiãút bë v thiãút láûp tråí
lải chãú âäü lm viãûc bçnh thỉåìng våïi pháưn hãû thäúng cn lải. Âm bo liãn tủc sỉû lm viãûc ca hãû thäúng
trong âiãưu kiãûn täúi âa cọ thãø âỉåüc. Âãø gii quút sỉû cäú trong nhỉỵng âiãưu kiãûn täút nháút thç sỉû b
o vãû bàòng
råle ténh nọi chung v råle säú nọi riãng tha mn âỉåüc hng loảt cạc chè tiãu ké thût m råle âiãûn cå â
khäng âảt âỉåüc.

68
Hiãûu qu nọi chung ca råle ténh hån hàón råle âiãûn cå, tuy nhiãn trong tênh toạn kinh tãú khi thiãút
kãú bo vãû cáưn chn cạc gii phạp täút nháút âãø gim nh giạ âáưu tỉ thiãút bë bo vãû. Cáưn quan tám cạc váún âãư
nhỉ tiãu täún cho bo qun, bo dỉåỵng v kiãøm tra xem xẹt âënh kç, våïi råle ténh cäng tạc bo dỉåỵng kiãøm
tra thäng qua viãûc thạo làõp cạc mäâun khäng cáưn lm sảch tiãúp âiãøm nhỉ råle âiãûn cå. Thay thãú råle ténh
cng âỉåüc thỉûc hiãûn âån gin khi sỉû cäú, loải âỉåüc cạc sai sọt nhỉ näúi cạp åí råle âiãûn cå. Tuy nhiãn viãûc
thay thãú sỉía chỉỵa råle ténh cng cáưn cạn bäü ké thût cọ chun män cao hån. Hiãûn nay trçnh âäü cạn bäü ké
thût ngy cng âỉåüc náng cao v giạ bạn råle ténh khäng ngỉìng gim, trong hãû
thäúng âiãûn v cạc mảng
âiãûn âiãưu khiãøn råle ténh âang thay chäù dáưn cho råle âiãûn cå.

2. Råle tỉång tỉû
Råle loải ny cọ âàûc trỉng l cạc thäng säú vo/ra råle nhỉ dng, ạp, gọc lãûch pha, cäng sút, l
cạc âải lỉåüng liãn tủc (analog). Tên hiãûu ny âỉåüc so sạnh våïi mäüt hay nhiãưu âải lỉåüng âáưu vo cọ giạ trë
chøn âãø cho tên hiãûu âáưu ra (råle loải ny gäưm cạc loải råle bạn dáùn, råle âiãûn tỉí). Cáúu trục råle loải ny
gäưm cạc khäúi sau:
a) Khäúi tiãúp thu
Khäúi ny gäưm hai pháưn chênh l bäü âo lỉåìng v bäü so sạnh, âải lỉåüng âáưu ra ca bäü pháûn ny
gäưm mäüt trong hai giạ trë chøn.

Hçnh 6-12: Thỉûc hiãûn láúy tên hiãûu v chènh lỉu trong khäúi tiãúp thu
U
r
I
A
i
a
I
B
i
b
I
c
i
c
U
r

I
A
i
a
I
B
i
b
I
c
i
c
a) b)
+ Bäü pháûn âo lỉåì
ng láúy tên hiãûu tỉì cạc mạy biãún dng âãø biãún âäøi thnh âải lỉåüng mäüt chiãưu nhåì
cáưu chènh lỉu. Cọ hai cạch thỉûc hiãûn chènh lỉu nhỉ hçnh 6-12a,b.
+ Bäü so sạnh cọ thãø lm viãûc theo hai ngun tàõc chênh l:
-So sạnh hai âải lỉåüng âiãûn theo giạ trë tuût âäúi (dng cho cạc råle bo vãû khong cạch,
bo vãû so lãûch, bo vãû quạ ạp, bo vãû kẹm ạp, )
-So sạnh hai âải lỉåüng âiãûn theo giạ trë gọc pha (dng cho råle bo vãû khong cạch, råle
âënh hỉåïng cäng sút, ).

69

a) b)
Hçnh 6-13: Thỉûc hiãûn so sạnh theo giạ trë tuût âäúi
U
vo
U
ra
U
0
U
t
0
(
+
)
U
ra
U
vo
U
0
R

C

Bäü pháûn so sạnh hai âải lỉåüng âiãûn theo giạ trë tuût âäúi thỉåìng sỉí dủng mảch têch håüp
(integrated circuit), åí âáy ta chè xẹt mäüt så âäư so sạnh tiãu biãøu dng khúch âải thût toạn nhỉ hçnh 6-
13. Cäøng khäng âo ca khúch âải thût toạn âỉåüc näúi vo âiãûn ạp chøn U
o

l âiãûn ạp cáưn so sạnh våïi
cäøng âo. Nãúu âiãûn ạp vo tháúp hån U
o
chøn thç s cho ra tên hiãûu åí âáưu ra (åí mỉïc cao). Viãûc sỉí dủng
kháu R-C åí âáưu vo l âãø thay âäøi thåìi gian hoảt âäüng bàòng cạch thay âäøi trë säú ca R v C. ÅÍ âáy bäü
pháûn ny s cho ra tên hiãûu nãúu biãn âäü tên hiãûu âiãûn ạp âáưu vo vỉåüt quạ biãn âäü âiãûn ạp âàût trỉåïc U
o

(U
o
cng cọ thãø âiãưu chènh âỉåüc).
Bäü pháûn so sạnh hai âải lỉåüng âiãûn theo giạ trë gọc pha thỉåìng sỉí dủng bäü tạch sọng phán cỉûc
(polanity detector) nhỉ hçnh 6-14.
Âáưu âo ca
khúch âải thût toạn
âỉåüc näúi mạt, tên hiãûu
sọng vo l tên hiãûu hçnh
sin tên hiãûu ra âỉåüc
chuøn sang dảng xung
vng nhåì viãûc dng
khúch âải thût toạn
(KÂTT).







Hçnh 6-14: Thỉûc hiãûn so sạnh theo trë pha

IC
1
IC
2
IC
3
Tên hiãûu ra chè cọ hai mỉïc tỉång ỉïng våïi tên hiãûu vo (hiãøn nhiãn l âäüc láûp våïi biãn âäü tên hiãûu
vo). Viãûc so sạnh gọc pha cọ thãø thỉûc hiãûn bàòng hai bäü tạch sọng phán cỉûc v so sạnh pha âãø cho ra tên
hiãûu xung vng.

b) Khäúi thỉûc hiãûn
Mủc âêch ca khäúi ny thỉûc hiãû
n nhỉỵng biãún âäøi âäüt ngäüt ca mảch âiãûn ngoi nhỉ khúch âải
tên hiãûu âãø âỉa âãún cün càõt mạy càõt. Ta xẹt så ngun lê khäúi thỉûc nhỉ hçnh 6-15.
Mảch thyristor thỉûc hiãûn cạc u cáưu v cung cáúp cho cạc mảch âáưu ra tên hiãûu âäüc láûp. Tên hiãûu
kêch thêch âỉåüc cho tranzitor nhåì âiäút phạt quang, sỉû trç hon tên hiãûu âỉåüc cung cáúp båíi thyristor TH
1
,
âiäút zerne U
z
v âiãûn tråí R
1
. Âiäút U
z
khäng thãø âiãưu khiãøn kêch thêch cho thyristor TH
2
âỉåüc cho âãún
khi âiãûn ạp trãn R
1
vỉåüt quạ âiãûn ạp trãn R

z
lục ny måúi cọ tên hiãûu âãún kêch thêch thyristor TH
2
lm
thyristor ny dáùn v cho tên hiãûu âãún cün tạc âäüng càõt mạy càõt ra.
c) Khäúi trç hon
Mäüt mảch khạc âỉåüc sỉí dủng trong trong råle ténh l mảch tich phán, sỉí dủng kháu chênh l mäüt
kháu khúch âải thût toạn (KÂTT) nhỉ hçnh 6-16.

70

71
Trãn så âäư hçnh 6-
16 dng vo cọ giạ trë i
=
1
1
R
E
nảp cho tủ C thäng
qua mảch phn häưi. Cäøng
khäng âo ca KÂTT ny
näúi mạt, âiãûn ạp trãn tủ l:
∫∫
== dt
R
E
C
1
dti

C
1
U
1
1
cc

ta cọ âiãûn ạp trãn tủ l:
∫
= dtE
CR
1
U
1
1
c

Âiãûn ạp âáưu ra
∫
−
=−= dtE
CR
1
UE
1
1
c0
.
Ta tháúy âiãûn ạp ra E
0

tè lãû
våïi têch phán âiãûn ạp vo
E
1
.
Mảch ny âỉåüc sỉí
dủng liãn tủc nhỉ mảch trç
hon thåìi gian. Täúc âäü thay âäøi ca âiãûn ạp âáưu ra tè lãû våïi biãn âäü ca âiãûn ạp vo.



















Hçnh 6-15: Cáúu trục mäüt khäúi thỉûc hiãûn
d) Khäúi chènh âënh
Våïi råle ténh cho

phẹp viãûc chènh âënh cạc
bäü pháûn trong råle âãø phäúi
håüp bo vãû, thäng thỉåìng
cọ hai cạch:
+ Chènh âënh cạc
thäng säú âáưu vo âãø ph
håüp våúi råle.
+Chènh âënh cạc
thäng säú chøn trong
khäúi so sạnh âãø xạc âënh
ngỉåỵng tạc âäüng ca
råle. Âiãûn ạp ngỉåỵng ca
khäúi so sạnh cng cọ thãø chènh âënh bàòng hai cạch l:
- Chènh âënh U
0
bàòng biãún tråí trỉåïc khi âỉa vo bäü pháûn so sạnh âãø cọ giạ trë ph håüp.
- Chènh âënh ngay åí phêa âáưu vo bàòng viãûc thay âäøi trë säú ca biãún tråí hay âiãûn dung ca kháu
R-C. Qụa trçnh nảp cho tủ C khi âiãûn ạp âáưu vo thay âäøi cọ dảng nhỉ hçnh 6-13b. Nhỉ váûy bäü so sạnh
thỉûc hiãûn cho tên hiãûu ra khi âiãûn ạp trãn cäøng khäng âo (âáưu vo) vỉåüt quạ âiãûn ạp U
0
. Ty trë säú R v
C âäü däúc ca âàûc tênh âọ s nhiãưu hay êt, ta cọ ngỉåỵng tạc âäüng khạc nhau, âäưng thåìi mảch R-C cng cọ
ngỉåỵng tạc âäüng khạc nhau. Så âäư ngun lê ca mäüt råle dng cỉûc âải bàòng ké thût tỉång tỉû nhỉ hçnh
6-17.

Chụ : ngy nay råle ké thût tỉång tỉû háưu nhỉ khäng cn sỉí dủng linh kiãûn ân âiãûn tỉí m háưu
hãút thay bàòng linh kiãûn bạn dáùn nãn åí âáy khäng âãư cáûp linh kiãûn âiãûn tỉí.

Hçnh 6-16: Mảch têch phán dng âãø trç hon
E
0
C


R
E
1
I
c
-
+
Timer
Filtrer
Lever
Detector 2
I
C
I

B
i
i
i

Maximum
Current
Gate and
Recchfier
Filter
Curve Shaper
Lever
Detector 1

RL2
Regulator
I
A
Seting
+

Hçnh 6-17: Så âäư khäúi mäüt loải råle tỉång tỉû ca hng ABB

3. Råle ké thût säú
Âàûc âiãøm: cạc tên hiãûu xỉí lê bãn trong ca råle ké thût säú åí dảng säú (dảng nhë phán 0,1) m nọ
cọ thãø thỉûc hiãûn nhiãưu chỉïc nàng tưn tỉû. Tên hiãûu âáưu vo âỉåüc chuøn sang tên hiãûu säú âãø âiãưu khiãøn
tên hiãûu ra.
a) Chỉïc nàng v cáúu trục täøng quan råle säú
Mäüt råle säú cọ nhỉỵng loải nhiãûm vủ chỉïc nàng sau :
a.1) Chỉïc nàng âo lỉåìng : l chỉïc nàng âáưu tiãn v quan trng nháút, nhàòm âo, lc, tênh ra nhỉỵng thäng
säú mảch âiãûn m råle phi canh. Cạc lỉåüng vo âáưu tiãn nọi chung l :
- Dng ba pha, dng trung tênh.
- Ạp ba pha, ạp thỉï tỉû zãrä.
Säú lỉåüng vo củ thãø lải ty u cáưu ca råle. Nhỉỵng lỉåüng ny khi khäng cọ sỉû cäú thỉåìng l
hçnh sin v cán bàòng, dng trung tênh, ạp thỉï tỉû zãrä bàòng khäng. Nhỉng khi sỉû cäú s cọ mäüt biãún âäüng
mảnh ca thnh pháưn táưn säú cäng nghiãûp, thỉåìng km theo máút âäúi xỉïng khiãún sinh ra cạc thnh pháưn thỉï
tỉû nghëch v zãrä. Mäüt nẹt âàûc biãût quan trng khạ
c nỉỵa l km theo âọ thỉåìng sinh ra nhỉỵng thnh pháưn
quạ âäü tỉû do låïn, khäng chu kç, khiãún dng ạp quạ âäü cäú máút dảng hçnh sin.
Do âọ nhỉỵng dng ạp âo vo cáưn âỉåüc :
- Biãún nh lải bàòng nhỉỵng BU v BI âàûc biãût (BI khäng bo ha, di âo räüng).
- Lc thäng tháúp ra thnh pháưn táưn säú cäng nghiãûp gäưm lc cỉïng, khi cáưn kãút håüp lc bàòng pháưn
mãưm.
- Chøn họa âãún mỉïc âiãûn ạp thêch håüp, qui âënh cåỵ 2V ỉïng våïi U
âënh mỉïc

v ỉïng våïi 10.I
âënh mỉïc
.
Nhỉỵng viãûc trãn thỉûc hiãûn ch úu bàòng pháưn cỉïng.
a.2) Chỉïc nàng láúp máùu, tênh toạn canh sỉû cäú, khåíi âäüng cạc råle ch úu gäưm cạc viãûc sau :
* Láúp máùu dng, ạp, táưn säú, âãúm pha âỉa vo bäü âãûm máùu.
* lc säú tiãúp nãúu cáưn.
* Tênh toạn phán têch ra cạc säú liãûu cáưn nhỉ :
- Dng, ạp hiãûu dủng (hồûc säú gia ∆i, ∆u).
- Cạc thnh pháưn thỉï tỉû pha dng ạp.

72
- Gọc lãûch pha.
* Tênh cạc biãøu thỉïc âàûc trỉng sỉû cäú, so ngỉåỵng âãø phạt hiãûn sỉû cäú.
a.3) Cạc thnh pháưn bo vãû råle v ghi chẹp sỉû cäú :
Khi xy ra sỉû cäú thç modul canh s khåíi âäüng chảy chỉïc nàng bo vãû råle âãø xỉí lê ỉïng våïi sỉû cäú
áúy. Mäüt råle säú cọ nhiãưu chỉïc nàng råle khạc nhau do cạc CPU thỉûc hiãûn. Mäüt modul chỉång trçnh bo
vãû råle tỉång ỉïng s bàõt âáưu tiãúp nháûn láúy nhỉỵng säú liãûu âang tiãúp tủc diãùn biãún, âãø tênh âënh lỉåüng củ thãø
cạc thäng säú ca sỉû cäú áúy v tênh ra thåìi gian trãù cáưn cho viãûc "CÀÕT" sỉû cäú. Âäưng thåìi mäüt modul cng
ghi chẹp lải diãùn biãún c
a sỉû cäú âãø cọ thãø láúy ra dng sau ny.
a.4) Chỉïc nàng "CÀÕT" sỉû cäú.
a.5) Chỉïc nàng "ÂỌNG LẢI" (nãúu cọ).



Sample interrupt
Sampling
Line energizd
Undervoltage

distance relay
pickc up
Power swing
blocking
Tripping logic
Closing logic
Normal
operation

p
ro
g
ram
Phase distatace
rela
y

p
icks u
p


Faul detector starts
earth distance
rela
y

p
icks u
p

Y
Y
Y
Y
N
N
N

Return to main program



a.6) Chỉïc nàng tỉû kiãøm tra thiãút bë, nhỉ kiãøm tra BU, BI âỉït, cháûp, kiãøm tra âiãûn ạp âãø "ÂỌNG", "CÀÕT"
â khäng v nháút l kiãøm tra cạc vi xỉí lê cọ chảy täút khäng. Âãø cọ nhỉỵng xỉí lê bạo tên hiãûu hay bạo âäüng

Hçnh 6-18
Biãøu âäư chỉïc nàng bo vãû ca CPU1 trong LFP 931 ca hng NARI
(Trung Qúc).

73
cáưn thiãút. Hçnh 6-18 v mäüt pháưn lỉu âäư xỉí lê ca råle bo vãû nhanh âỉåìng dáy cao ạp LFP.931 ca hng
NARI Trung Qúc.
b) Pháưn mãưm ca råle säú
Kãút cáúu pháưn cỉïng v pháưn mãưm ca cạc kiãøu råle säú ca cạc hng khạc nhau thỉåìng cọ nhỉỵng nẹt
âàût biãût riãng, khäng giäúng nhau. Cạc hng âọ âãưu khäng cho thäng bạo gç r vãư pháưn cỉïng, pháưn mãưm
ca h. ÅÍ âáy s chè nãu trãn nhỉỵng nẹt chung vãư pháưn mãưm ca råle säú.
b.1) Pháưn mãưm ca råle säú åí Runtime sau khi KHÅÍI ÂÁƯU thỉåìng gäưm mäüt säú bäü pháûn

Tråí vãư RTI

Âäưng häư láúy
máùu
g
o
ü
i
Do modul
CANH sỉû cäú
khåíi âäüng
Modul láúy
máùu 12,16,24
láưn chu kç tråí
vãư ca RTI
Modul
CANH
sỉû cäú

Khåíi âäüng
cạc råle
bo vãû

Tênh v lỉu
säú liãûu
sỉû cäú

Modul cạc bo vãû råle
-Kiãøm tra cåì tênh sỉû cäú
ca bo vãû.
-Dỉûng /xọa cạc cåì sỉû cäú
-Ghi cạc thåìi gian CÀÕT

Modul CÀÕT
-Kiãøm tra cạc cåì CÀÕT.
-Âãúm ngỉåüc cạc thåìi
gian CÀÕT.
-Ra lãûnh CÀÕT
Modul ÂỌNG LẢI
-Kiãøm tra settings.
-Âãúm ngỉåüc cạc thåìi
gian Reclose.
-Ra lãûnh ÂỌNG
Âäưng häư
20ms gi
Âäưng häư
20ms gi
Cọ sỉû cäú ?
N
Y

Hçnh 6-19
Lỉu âäư khại quạt "RUNTIME" ca råle säÚ


a)
Bäü pháûn thỉåìng kç chảy liãn tủc theo nhỉỵng chu kç

74
* Modul "LÁÚY MÁÙU" cạc dng, ạp, trảng thại cáút vo byffer cạc máùu. Táưn säú láúy máùu 12, 16
hồûc 24 láưn/chu kç âiãûn.
*Modul "CANH" sỉû cäú, nọ tênh liãn tủc nhỉỵng thäng säú âàûc trỉng sỉû cäú hay dng cạc biãn âäü

dng v canh, khi chụng vỉåüt nhỉỵng ngỉåỵng thç phạt hiãûn ra sỉû cäú v khåíi âäüng nhỉỵng modul bo vãû lm
viãûc. Khåíi âäüng modul "LỈU GIỈỴ" cạc säú liãûu ca sỉû cäú (dng, ạp, cạc lãûnh âọng/càõt, ). Chu kç canh
giỉỵ thỉåìng 10ms hay 20ms.
b)
Cạc modul "BO VÃÛ RÅLE" do modul "CANH" khåíi âäüng
Gäưm mäüt säú modul bo vãû chênh v mäüt säú modul bo vãû háûu bë. Vê dủ bo vãû quạ dng càõt nhanh,
bo vãû quạ dng âënh thåìi gian, bo vãû quạ dng thåìi gian, bo vãû phỉång hỉåïng gọc pha, bo vãû khong
cạch, bo vãû tháúp táưn, Tháût ra chè khåíi âäüng nhỉỵng bo vãû â âỉåüc ngỉåìi dng chn. Cạc modul ny cọ
thãø âỉåüc thiãút kãú theo kiãøu chảy láưn lỉåüt, theo mäüt thỉï tỉû â âënh. Chụng láưn lỉåüt tênh chi tiãút nhỉỵng thäng
säú liãn quan âãún nhiãûm vủ bo vãû ca mçnh.
Vê dủ modul bo vãû quạ dng thåìi gian s tênh xem :
- Quạ dng cạc pha no, giạ trë bao nhiãu.
- Thåìi gian càõt theo tiãu chøn thåìi gian ngỉåüc no, tênh ra l bao nhiãu ms bao nhiãu chu kç
20ms.
Sau âọ tỉìng modul dỉûng cåì sỉû cäú ca mçnh v ghi vo ä nhåï thåìi gian ca mçnh âãø modul "TRIP"
thỉûc hiãûn.
c)
Modul "TRIP" cng âỉåüc modul "CANH" khåíi âäüng bàõt âáưu chảy
Nọ kiãøm tra cạc cåì sỉû cäú v cạc ä ghi thåìi gian càõt âãø âãúm ngỉåüc cho âãún hãút thåìi gian càõt no trỉåïc
thç ra lãûnh "CÀÕT". Sau âọ nọ xem cọ âàût chãú âäü "ÂỌNG LẢI" RECLOSE (sau càõt quạ dng) thç khåíi
âäüng cho modul "RECLOSE" hoảt âäüng.
d) Modul âọng lải "RECLOSE" âỉåüc khåíi âäüng
Nọ s kiãøm tra chãú âäü Reclose (máúy láưn, thåìi gian gin cạch bao nhiãu) v âãúm li càn thåìi gian ra
lãûnh cạc láưn "ÂỌNG LẢI".
Viãûc "ÂỌNG LẢI" cng nhỉ lãûnh "ÂỌNG CÀÕT" cn thãm option âënh ràòng phi kiãøm tra âäưng bäü
hay khäng. Lỉu âäư thay thãú nhỉ hçnh 6-19.
c) Pháưn mãưm khạc
Bãn cảnh Runtime cn cọ bäü pháûn giao tiãúp sau :
c.1) Modul "BẠO CẠO"
Nọ bạo cạo cạc thäng tin vãư sỉû cäú xy ra (nhỉ thåìi gian, kiãøu sỉû cäú, cỉåìng âäü sỉû cäú, thåìi âiãøm ra lãûnh

càõt, thåìi âiãøúm càõt xong) gåíi lãn mạy "QUN LÊ RÅLE" (nãúu trong hãû cọ âàût mạy ny) âãø "QUN LÊ
RÅLE" bạo cạo sang cho hãû SCADA.
c.2) Modul ny cng bạo cạo vãư lëch sỉí cạc sỉû cäú cho mäüt mạy tênh näúi thäng tin våïi nọ qua mäüt cäøng
PORT RS - 232.
c.3) Mäüt modul "LÁÛP TRÇNH CHÃÚ ÂÄÜ"
Cng giao tiãúp våïi mạy mạy tênh qua "PORT" âọ âãø âäúi thoải giụp ngỉåìi thiãút kãú khai bạo cáúu
hçnh bo vãû cho råle, nhỉ dng chỉïc nàng bo vãû no, cạc säú âàût settings bao nhiãu. Modul ny s ghi giỉỵ
lải cạc säú âàût áúy trong bäü nhåï, âãø cạc modul Runtime s tra âc m lm viãûc.
d) Cáúu trục chung ca råle säú
Tỉì cạc chỉïc nàng trãn tháúy råle säú cọ mäüt säú chỉïc nàng thỉûc hiãûn bàòng nhỉỵng pháưn cỉïng gáưn
tỉång tỉû nhau :
- Mảch BI, BU âo vo chøn họa (nhỉỵng lỉåüng dng, ạp vo).
- Mảch lc cỉïng; Mảch láúy máùu (láúy máùu nhỉỵng lỉåüng gç, táưn säú láúy máùu).
- Mảch vi xỉí lê (máúy CPU, kiãøu gç); Mảch "CÀÕT".
- Mảch giao tiãúp våïi ngỉåìi, mảch thäng tin; Cạc ân bạo.

75
Tên hiãûu sau khê láúy qua biãún dng cọ trë säú thêch håüp âỉåüc âỉa vo chènh lỉu tảo ra dng âiãûn
mäüt chiãưu. Tuy nhiãn cạc mảch âiãûn tỉí chè lm viãûc våïi mäüt dng âiãûn âënh mỉïc giåïi hản nh nháút âënh
no âọ. Âãø âỉa dng âiãûn thêch håüp vo CPU, ta phi lỉûa chn dng âiãûn âáưu vo nhåì cäng tàõc lỉûa chn
âãø cọ tên hiãûu vo trong di cho phẹp. Cáúu trục chung ca mäüt råle säú gäưm cạc khäúi sau:

Hçnh 6-20: Så âäư khäúi mäüt råle säú ca hng ABB
0/0
16/0
5/0
2/0
1/0
0.2/0.1 0.4/0 0.5/0
0.2/0 0.4/0
Time
H.S
H.S output relay
Output Drivers
Micro
computer
TMS
Switch
setting
Time current
output relay
0.4/0
0.2/0
0.1/0
0.05/0

0.05/0.025
High
Switch
setting
Current select swiches
A to D
Current setting switch
Interposing
Input
d.1) Bäü biãún âäøi A/D: trong CPU cọ khäúi A/D lm nhiãûm vủ chuøn tên hiãûu tỉì tỉång tỉû(liãn tủc) sang tên
hiãûu säú. Bäü pháûn ny cọ hai chỉïc nàng l lỉåüng tỉí họa tên hiãûu liãn tủc cho ra tên hiãûu råìi rảc sau âọ m
họa tên hiãûu råìi rảc ny. Viãûc m họa l gạn nhỉỵng m nhë phán cho tỉìng tên hiãûu råìi rảc trong quạ trçnh
lỉåüng tỉí họa.
d.2) Sau khi láúy tên hiãûu tỉì bäü chuøn âäøi âáưu vo A/D: åí dảng säú bäü vi xỉí lê (CPU) s phán têch âạnh giạ
v cho tên hiãûu âáưu ra. Bäü CPU cọ nhiãưu khäúi nh håüp thnh viãûc chènh âënh cạc thäng säú tạc âäüng nhåì
cạc cäng tàõc láûp trçnh cho cạc giạ trë âàût. Cạc cäng tàõc l mäüt trong säú chùi nhë phán ca ca giạ trë láûp
trçnh âọ, nọ cọ thãø åí mỉïc 0 hay mỉïc 1. Khi chènh âënh cạc thäng säú cạc giạ trë ny cọ thãø hiãøn thë trãn
mn hçnh tỉång ỉïng cạc giạ trë ca cạc cäng tàõc láûp trçnh âọ.

Ngoi ra, thåìi gian tạc âäüng cng âỉåüc âỉa vo cạc cäng tàõc láûp trçnh, ty theo nhu cáưu phäúi håüp bo vãû
m ta chn säú no trong chùi cäng tàõc láûp trçnh âọ.
d.3) Khäúi âiãưu khiãøn âáưu ra: thỉûc hiãûn viãûc chuøn mảch âỉa tên hiãûu vo cạc råle âáưu ra, mäùi råle âáưu ra
cọ thãø cho tên hiãûu âãún mạy càõt hay ân tên hiãûu khi cọ sỉû cäú xy ra trong vng bo vãû.
d.4) Råle âáưu ra (khäúi thỉûc hiãûn): cng tỉång tỉû åí råle tỉång tỉû tên hiãûu càõt nhåì táưng khúch âải cäng
sút âỉa âãún cün càõt mạy càõt. Trong råle so lãûch trë säú cạc vng dáy ca biãún dng v giạ trë âiãûn tråí
thỉåìng âỉåüc chn âãø hàòng säú thåìi gian ca mảch thỉï cáúp kãø c mảch tỉì họa ráút bẹ (khong 0,06 chu kç
táưn säú trong cäng nghiãûp). Giạ trë täúi ỉu ny âỉåüc hiãûu chènh sao cho khi âọng khäng ti thnh pháưn ngàõn
mảch trong vng bo vãû âỉåüc háúp thủ hon ton båíi mảch tỉì họa ca mạy biãún ạp trong khong 0,18 chu
kç táưn säú cäng nghiãûp. Do váûy råle khäng bë cháûm pha khi cọ dng ngàõn mảch hçnh sin våïi thnh pháưn
khäng chu kç. Hçnh 6-20 v 6-21 v så âäư så lỉåüc c

a råle säú ca hng ABB v hng NARI: Chỉïc nàng
tỉìng bäü pháûn mảch ca råle âỉåüc cạc så âäư thãø hiãûn mäüt cạch så lỉåüc.
e) Bäü pháûn chỉïc nàng giao tiãúp våïi ngỉåìi
e.1) Cạc råle säú cọ nhỉỵng bäü pháûn âãø giao tiãúp våïi ngỉåìi thûn tiãûn (thỉåìng cọ täø chỉïc):

76
* Mäüt PORT truưn tin RS - 232 hồûc RS - 485 âãø truưn tin âäúi thoải våïi ngỉåìi láûp trçnh hồûc
trỉûc ban qua mn hçnh hay bn phêm mạy tênh.
* Mäüt panel bng chỉỵ LCD v bäü phêm sỉí dủng âãø âäúi thoải våïi ngỉåìi láûp trçnh hồûc trỉûc ban.
e.2) Mủc âêch cạc viãûc truưn tin ch úu
e.2.1) Chènh âàût cho cạc chỉïc nàng bo vãû råle :Dng/ khäng dng chỉïc nàng bo vãû no; Âàût cạc giạ trë
mỉïc ngỉåỵng, thåìi gian trãù, säú láưn bao nhiãu ,
e.2.2) Khai bạo cáúu hçnh mảch vo gäưm: hãû säú BI, BU; khai bạo cạch âáúu dáy ca chụng.
e.2.3) Khai bạo vãư cáúu hçnh cạc mảch âọng, càõt.
e.2.4) Âc ra v sỉía cạc thäng säú â âỉåüc chènh âàût, â khai bạo.

Chỉång 7. CM BIÃÚN
Serial port

Printer


Management
CPU
1

protection
CPU
2

Output
relay
Optocoupler
General
sartte
r

Serial port
QJ
Hçnh 6-21: Kãút cáúu råle säú LFP-902 (bo vãû âỉåìng dáy siãu cao).

Banary input


ALF


VFC

i
C
i
B
i
A

i
0
I
0
I
A
I
B
I
C
U
A
U
B
U
C
U
N
tester

77

7.1. KHẠI NIÃÛM CHUNG

1. Khại niãûm
Cm biãún l cạc pháưn tỉí nhảy cm dng âãø biãún âäøi cạc âải lỉåüng âo lỉåìng, kiãøm tra hay âiãưu
khiãøn tỉì dảng ny sang dảng khạc thûn tiãûn hån cho viãûc tạc âäüng ca cạc pháưn tỉí khạc. Cm biãún l
mäüt thiãút bë chëu tạc âäüng ca âải lỉåüng cáưn âo m khäng cọ tênh cháút âiãûn v cho mäüt âàûc trỉng mang bn
cháút âiãûn (nhỉ âiãûn têch, âiãûn ạp, dng âiãûn, tråí khạng) kê hiãûu l s cọ s = F(m). Cm biãún thỉåìng dng åí
kháu âo lỉåìng v kiãøm tra.

Cạc loải cm biãún âỉåüc sỉí dủng räüng ri trong tỉû âäüng họa cạc quạ trçnh sn xút v âiãưu khiãøn
tỉû âäüng cạ
c hãû thäúng khạc nhau. Chụng cọ chỉïc nàng biãún âäøi sỉû thay âäøi liãn tủc cạc âải lỉåüng âáưu vo
(âải lỉåüng âo lỉåìng - kiãøm tra, l cạc âải lỉåüng khäng âiãûn no âọ thnh sỉû thay âäøi ca cạc âải lỉåüng
âáưu ra l âải lỉåüng âiãûn, vê dủ: âiãûn tråí, âiãûn dung, âiãûn khạng, dng âiãûn, táưn säú, âiãûn ạp råi, gọc pha,
Càn cỉï theo dảng âải lỉåüng âáưu vo ngỉåìi ta phán ra cạc loải cm biãún nhỉ: cm biãún chuøn
dëch thàóng, chuøn dëch gọc quay, täúc âäü, gia täúc, mä men quay, nhiãût âäü, ạp sút, quang, bỉïc xả,

2. Cạc thäng säú cå bn ca cm biãún

a) Âäü nhảy
X
Y
S
∆
∆
=
Våïi: +∆X: gia säú âải lỉåüng âáưu vo.
+∆Y: gia säú âải lỉåüng âáưu ra.
Trong thỉûc tãú cn sỉí dủng âäü nhảy tỉång âäúi:
X
X
Y
Y
S
0
∆
∆
=
Våïi: Y l âải lỉåüng ra.

X l âải lỉåüng vo.
Cm biãún cọ thãø l tuún tênh nãúu S
0
=const hồûc l phi tuún nãúu S
0
= var. Cm biãún phi tuún cọ
âäü nhảy phủ thüc vo giạ trë âải lỉåüng vo (X).
b)
Sai säú
Sỉû phủ thüc ca âải lỉåüng ra Y vo âải lỉåüng âáưu vo X gi l âàûc tênh vo ra ca cm biãún. Sỉû
sai khạc giỉỵa âàûc tênh vo ra thỉûc våïi âàûc tênh chøn (âàûc tênh tênh toạn hay âàûc tênh cho trong lê lëch)
âỉåüc âạnh giạ bàòng sai säú.
Phán lm hai loải sai säú
+ Sai säú tuût âäúi
X
'
X
X
−=∆
X': giạ trë âo âỉåüc; X: giạ trë thỉûc.
+ Sai säú tỉång âäúi
X
X
a
∆
=
Cạc ngun nhán nh hỉåíng tåïi sai säú
Cọ nhiãưu ngun nhán khạch quan v ch quan nh hỉåíng tåïi sai säú, trong thỉûc tãú ngỉåìi ta âỉa
ra cạc tiãu chøn v cạc âiãưu kiãûn ké thût âãø hản chãú mỉïc âäü nh hỉåíng ny trong phảm vi cho phẹp.
Sai säú åí giạ trë âënh mỉïc do úu täú ca bãn ngoi gi l sai säú cå bn. Nãúu úu täú ca bãn ngoi

vỉåüt ra khi giåïi hản âënh mỉïc thç xút hiãûn sai säú phủ. Âãø gim sai säú phủ phi gim âäü nhảy ca cm
biãún våïi úu täú ngoi hồûc hản chãú nh hỉåíng ca chụng bàòng mn chàõn hay mäi trỉåìng khạc.
c
) Cạc u cáưu ca cm biãún
Mún cọ âäü nhảy cao, sai säú nh, cm biãún cáưn cọ cạc tênh cháút sau:
+ Cọ di thay âäøi âải lỉåüng vo cáưn thiãút.

78
+ Thêch ỉïng v thûn tiãûn våïi så âäư âo lỉåìng, kiãøm tra.
+ nh hỉåíng êt nháút âãún âải lỉåüng âáưu vo.
+ Cọ quạn tênh nh.
Hiãûn nay cọ ráút nhiãưu loải cm biãún, chụng lm viãûc theo nhiãưu ngun lê khạc nhau, do váûy kãút
cáúu ca cm biãún ráút âa dảng v phong phụ. Bng 7-1 l ngun lê lm viãûc v lnh vỉûc ca cm biãún
cm ỉïng, l loải phäø biãún trong tỉû âäüng họa v âiãưu khiãøn tỉû âäüng.
d) Phán loải cm biãún
Cọ thãø phán cạc cm biãún lm hai nhọm chênh: l cm biãún tham säú (thủ âäüng) v cm biãún phạt (ch
âäüng hay têch cỉûc).
* Nhọm phạt (lm viãûc nhỉ mäüt mạy phạt hçnh 7-1) bao gäưm cạc loải cm biãún sỉí dủng hiãûu ỉïng cm
ỉïng âiãûn tỉì, hiãûu ỉïng âiãûn ạp, hiãûu ỉïng Holl v sỉû xút hiãûn sỉïc âiãûn âäüng ca càûp nhiãût ngáùu, tãú bo
quang âiãûn.
+Hiãûu ỉïng cm ỉïng âiãûn tỉì: trong mäüt dáy dáùn chuøn âäüng trong mäüt tỉì trỉåìng khäng âäøi s
xút hiãûn mäüt sỉïc âiãûn âäüng tè lãû våïi tỉì thäng càõt ngang dáy trong mäüt âån vë thåìi gian, nghéa l tií lãû våïi
täúc âäü dëch chuøn ca dáy dáùn.
Hiãûu ỉïng cm ỉïng âiãûn tỉì âỉåüc ỉïng dủng âãø xạc âënh täúc âäü dëch chuøn ca váût thäng qua viãûc
âo sỉïc âiãû
n âäüng cm ỉïng.
+Hiãûu ỉïng quang phạt xả âiãûn tỉí: l hiãûn tỉåüng cạc âiãûn tỉí âỉåüc gii phọng thoạt ra khi váût liãûu
tảo thnh dng âỉåüc thu lải dỉåïi tạc dủng ca âiãûn trỉåìng.
+Hiãûu ỉïng quang âiãûn trong cháút bạn dáùn: l hiãûn tỉåüng khi mäüt chuøn tiãúp P-N âỉåüc chiãúu
sạng s phạt sinh ra cạc càûp âiãûn tỉí-läù träúng, chụng chuøn âäüng dỉåïi tạc dủng ca âiãûn trỉåìng chuøn

tiãúp lm thay âäøi hiãûu âiãûn thãú giỉỵa hai âáưu chuøn tiãúp.
+Hiãûu ỉïng Holl: trong váût liãûu (thỉåìng l bạn dáùn) dảng táúm mng cọ dng âiãûn chảy qua âàût
trong tỉì
trỉåìng B cọ phỉång tảo thnh mäüt gọc våïi dng âiãûn I s xút hiãûn mäüt hiãûu âiãûn thãú U theo
hỉåïng vng gọc våïi B v I. Hiãûu ỉïng Holl âỉåüc ỉïng dủng âãø xạc âënh vë trê ca mäüt váût chuøn âäüng.
Váût s âỉåüc ghẹp näúi cå hc våïi mäüt thanh nam chám, åí mi thåìi âiãøm vë trê ca thanh nam chám xạc
âënh giạ trë ca tỉì trỉåìng v gọc lãûch tỉång ỉïng våïi táúm bạn dáùn mng lm trung gian. Hiãûu âiãûn thãú âo
âỉåüc giỉỵa hai cảnh táúm bạn dáùn trong trỉåìng håüp ny (giạn tiãúp) l hm phủ thüc vë trê ca váût trong
khäng gian.

u
u
F
b)
H
çnh
7
-1: Cm biãún phạt
a) Hiãûu ỉïng âiãûn ạp; b) Hiãûu ỉïng họa âiãûn
F
φ
a)
Cm biãún loải ny l cm biãún têch cỉûc vç trong trỉåìng håüp ny ngưn ca d
ng âiãûn I (chỉï
khäng phi âải lỉåüng cáưn âo) cung cáúp nàng lỉåüng liãn quan âãún tên hiãûu âo.
+Hiãûu ỉïng âiãûn ạp: khi tạc dủng lỉûc cå hc lãn mäüt váût lm bàòng váût liãûu ạp âiãûn (nhỉ thảch anh)
s gáy nãn biãún dảng ca váût âọ v lm xút hiãûn lỉåüng âiãûn têch bàòng nhau nhỉng trại dáúu nhau trãn cạc
màût âäúi diãûn ca váût (l hiãûu ỉïng âiãûn ạp). Hiãûu ỉïng ny âỉåüc ỉïng dủng âãø xạc âënh lỉûc hồûc cạc âải
lỉåüng gáy nãn lỉûc tạc dủng vo váût liãûu ạp âiãûn (nhỉ ạp sút, gia täúc, ) thäng qua viãûc âo âiãûn ạp trãn
hai bn cỉûc tủ âiãûn.

79
Ngoi ra cn cm biãún nhiãût âiãûn, cm biãún họa âiãûn,
*Cm biãún tham säú (thủ âäüng): thỉåìng âỉåüc chãú tảo tỉì nhỉỵng tråí khạng cọ mäüt trong cạc thäng säú ch
úu nhảy våïi âải lỉåüng cáưn âo. Mäüt màût giạ trë ca tråí khạng phủ thüc vo kêch thỉåïc hçnh hc ca máùu,
nhỉng màût khạc nọ cn phủ thüc vo tênh cháút âiãûn ca váût liãûu nhỉ: âiãûn tråí sút, tỉì tháøm, hàòng säú âiãûn
mäi. Vç váûy giạ trë ca tråí khạng thay âäøi dỉåïi tạc dủng ca âải lỉåüng âo nh hỉåíng riãng biãût âãún tênh
cháút hçnh hc, tênh cháút âiãûn hồûc âäưng thåìi nh hỉåíng c hai. Thäng säú hçnh hc hồûc kêch thỉåïc ca tråí
khạng cọ thãø thay âäøi nãúu cm biãún cọ pháưn tỉí chuø
n âäüng hồûc pháưn tỉí biãún dảng.
+Trỉåìng håüp khi cọ pháưn tỉí âäüng thç mäùi vë trê ca pháưn tỉí s tỉång ỉïng våïi mäüt giạ trë tråí
khạng, âo tråí khạng s xạc âënh âỉåüc vë trê âäúi tỉåüng. Âáy l ngun lê nhiãưu cm biãún nhỉ cm biãún vë
trê, cm biãún dëch chuøn.
+Trỉåìng håüp cm biãún cọ pháưn tỉí biãún dảng, thç sỉû biãún dảng gáy nãn båíi lỉûc hồûc cạc âải lỉåüng
dáùn âãún lỉûc (ạp sút, gia täúc) tạc dủng trỉûc tiãúp hồûc giạn tiãúp lãn cm biãún lm thay âäøi tråí khạng. Sỉû
thay âäøi tråí khạng liãn quan âãún lỉûc tạc âäüng lãn cáúu trục, nghéa l tạc âäüng ca âải lỉåüng cáưn âo âỉåü
c
biãún âäøi thnh tên hiãûu âiãûn (hiãûu ỉïng ạp tråí).
Tråí khạng ca cm biãún thủ âäüng v sỉû thay âäøi ca tråí khạng dỉåïi tạc dủng ca âải lỉåüng cáưn
âo chè cọ thãø xạc âënh âỉåüc khi cm biãún l mäüt thnh pháưn ca mảch âiãûn. Trong thỉûc tãú ty tỉìng trỉåìng
håüp củ thãø m ngỉåìi ta chn mảch âo thêch håüp våïi cm biãún. Hçnh 7-2 biãøu diãùn mäüt mảch âiãûn âo âiãûn
thãú trãn bãư màût mng nhảy quang âỉåüc làõp rạp tỉì nhiãưu pháưn tỉí.


FC
1
D
2
PA
3

PC
4
ADC
6
CPU

7
MẠY IN
MN HÇNH


H
çnh
7
-2: Mảch âo âiãûn thãú bãư màût
1.Mạy phạt chỉïc nàng; 2. Cm biãún âiãûn têch
3.Tiãưn khúch âải; 4. So pha lc nhiãùu
5.Khúch âải; 6. Chuøn âäøi tỉång tỉû säú
7. Mạy tênh
5



Bng 7-1: Mäüt säú loải cm biãún thäng dủng

Âải lỉåüng âáưu vo Phỉång phạp thay âäøi tỉì dáùn

80
-Cm biãún chuøn dëch cå hc
- Lỉûc , hồûc ạp sút.

- Nhiãût âäü.
- Cỉåìng âäü tỉì trỉåìng.
-Thay âäøi khe håí khäng khê
-Dng mäüt trong hai phỉång phạp sau:
+ Hiãûu ỉïng ân häưi tỉì (tỉì dáùn thay âäøi dỉåïi tạc dủng ca lỉûc
hồûc ạp lỉûc).
+ Âäü vng ca mng do v chuøn dëch ca pháưn ỉïng liãn
kãút våïi chụng thay âäøi khe håí khäng khê.

-Thay âäøi âäü tỉì tháøm
µ
.
-Thay âäøi âäü tỉì tháøm
µ
(cün khạng bo ha).

Bng 7-2: Âàûc âiãøm mäüt säú loải cm biãún
Âải lỉåüng cáưn âo Âàûc trỉng nhảy cm Loải váût liãûu sỉí dủng
Nhiãût âäü ρ(âiãûn tråí sút) Kim loải:Pt,Ni,Cu
Bạn dáùn
Bỉïc xả ạnh sạng
ρ
Bạn dáùn
Biãún dảng
ρ

Tỉì tháøm (µ)

Håüp kim Ni,Si pha tảp
Håüp kim sàõt tỉì
Vë trê (nam chám)
ρ

Váût liãûu tỉì tråí Bi,InSb
Âäü áøm
ρ
ε (hàòng säú âiãûn mäi)

LiCl
Al
2
O
3
,Polime
Mỉïc
ε
Cháút lỉu cạch âiãûn
Ta chè kho sạt åí âáy mäüt säú loải cọ ngun lê lm viãûc gáưn våïi lnh vỉûc thiãút bë âiãûn, cạc cm
biãún cn lải tham kho cạc ti liãûu khạc.

7.2. CM BIÃÚN ÂIÃÛN TRÅÍ

1.
Khại niãûm
Cm biãún âiãûn tråí cọ âải lỉåüng âáưu vo l cạc âải lỉåüng cå: chuøn dëch cå hc thàóng hồûc
chuøn dëch gọc quay (hçnh 7-3), ạp lỉûc, âäü biãún dảng,

Cn âải lỉåüng âáưu ra l âiãûn tråí hồûc sỉû thay âäøi âiãûn tråí ca cm biãún. Theo kãút cáúu cm biãún
âiãûn tråí cọ cạc loải:
- Cm biãún âiãûn tråí dáy qún.
- Cm biãún âiãûn tråí tiãúp xục.








a)
b)
Hçnh 7-3: Cm biãún âiãûn tråí
U
r
U
v
U
0
U
r
- Cm biãún âiãûn tråí biãún dảng (tenzä).


81
2. Cm biãún âiãûn tråí dáy qún
Ngun lê loải ny hon ton giäúng mäüt biãún tråí trong phng thê nghiãûm. Nãúu cå cáúu âo (pháưn tỉí
chuøn dëch) âỉåüc liãn hãû vãư cå våïi tiãúp âiãøm âäüng (con trỉåüt biãún tråí), thç sỉû chuøn dëch ca tiãúp âiãøm

âäüng s phủ thüc chuøn dëch ca cå cáúu âo (lỉåüng vo) dáùn âãún âiãûn tråí âáưu ra ca cm biãún (lỉåüng ra)
thay âäøi tỉång ỉïng. Tiãúp âiãøm âäüng cọ thãø chuøn âäüng thàóng hồûc quay (hçnh 7-3).
Cáúu tảo: Cạc bäü pháûn chênh ca cm biãún gäưm:
+ Khung ca cm biãún thỉåìng bàòng váût liãûu cạch âiãûn, chëu nhiãût nhỉ ghetinàõc, tẹcxtälêt, sỉï hồûc kim loải
cọ ph låïp cạch âiãûn, cạch nhiãût bãn ngoi. Tiãút diãûn ngang ca khung cọ thãø khäng âäøi (cm biãún tuún
tênh) hồûc thay âäøi (cm biãún phi tuún).
+ Dáy âiãûn tråí : lm bàòng kim loải êt bë äxy họa cọ âiãûn tråí êt thay âäøi theo thåìi gian v theo nhiãût âäü nhỉ
cängstàngtan, vonfram, maganin, Bãn ngoi dáy âỉåüc ph mäüt låïp sån cạch âiãûn hồûc låïp oxit v mäüt
låïp sån âãø gàõn chàût dáy qún våïi khung. Âäü låïn ca dáy qún phủ thüc vo âäü chênh xạc u cáưu ca
cm biãún. Âäúi våïi cm biãún cọ âäü chênh xạc cao, dáy cọ âỉåìng kênh tỉì 0,03mm âãún 0,1 mm, loải cọ âäü
chênh xạc tháúp thç âỉåìng kênh dáy tỉì 0,1mm âãún 0,4 mm.
+ Tiãúp âiãøm: âỉåüc lm bàòng kim loải cọ tênh dáùn âiãûn täút, chëu mi mn v cọ âiãûn tråí tiãúp xục nh, bãư
räüng tiãúp xục trãn cün dáy bàòng 2 âãún 3 láưn âỉåìng kênh dáy. Di ny âỉåüc tảo ra bàòng cạch dng giáúy
nhạm mng âạnh bọng trãn cün dáy. Lỉûc ẹp lãn tiãúp âiãøm bàòng 0,5g âãún 15 g.

3. Cm biãún tuún tênh
Thỉåìng âỉåüc näúi mäüt cạch âån gin bàòng ba cạch nhỉ hçnh 7-4.












Hçnh 7-4 Cm biãún âiãûn tråí tuún tênh

U
0
U
r
x
l
R
x
U
0
U
r
c) a) b)
R
0

ÅÍ chãú âäü khäng ti hồûc khi âiãûn tråí vo ca mảch låïn hån nhiãưu so våïi âiãûn tråí ca cm biãún R
0
thç âiãûn ạp ra U
R0
phủ thüc vo chuøn dëch x hồûc gọc
ϕ
theo phỉång trçnh sau m khäng phủ thüc
vo trë säú âiãûn tråí R
0
:
- Cm biãún thàóng: U
R0
=
x.sx.

l
U
r.
R
U
0
0
0
==
- Cm biãún quay : U
R0
=
ϕ= .sr.
R
U
0
0

Trong âọ: s =
l
U
0
gi l âäü nhảy ca cm biãún, trãn âàûc tênh gọc hçnh 7-5, gọc
α
cọ : tg
α
= s =
l
U
0

.

82