tìm hiểu về rơ le tự động hóa

Chương 6: RƠ LE
1. Khái niệm
Rơle là một loại thiết bị điện tự động mà tín hiệu đầu ra thay đổi nhảy cấp khi tín hiệu đầu
vào
đạt những giá trị xác định.
2. Các bộ phận chính
+ Cơ cấu tiếp thu( khối tiếp thu)
Có nhiệm vụ tiếp nhận những tín hiệu đầu vào và biến đổi nó thành đại lượng cần thiết cung
cấp
tín hiệu phù hợp cho khối trung gian.
+ Cơ cấu trung gian( khối trung gian)
Làm nhiệm vụ tiếp nhận những tín hiệu đưa đến từ khối tiếp thu và biến đổi nó thành đại
lượng
cần thiết cho rơle tác động.
+ Cơ cấu chấp hành (khối chấp hành).Làm nhiệm vụ phát tín hiệu cho mạch điều khiển.
3. Phân loại
a) Phân loại theo nguyên lí làm việc gồm các nhóm
+ Rơle điện cơ (rơle điện từ, rơle từ điện, rơle điện từ phân cực, rơle cảm ứng,...).
+ Rơle nhiệt.
+ Rơle từ.
+ Rơle điện tử -bán dẫn, vi mạch.
+ Rơle số.
b) Phân theo nguyên lí tác động của cơ cấu chấp hành
+ Rơle có tiếp điểm
+ Rơle không tiếp điểm (rơle tĩnh)
c) Phân loại theo đặc tính tham số vào
+ Rơle dòng điện.
+ Rơle điện áp.
+ Rơle công suất.
+ Rơle tổng trở,...
d) Phân loại theo cách mắc cơ cấu

+ Rơle sơ cấp: loại này được mắc trực tiếp vào mạch điện cần bảo vệ.
+ Rơle thứ cấp: loại này mắc vào mạch thông qua biến áp đo lường hay biến dòng điện.
e) Phân theo giá trị và chiều các đại lượng đi vào rơle
+Rơle cực đại.
+Rơle cực tiểu.
+Rơle cực đại-cực tiểu.
+Rơle so lệch.
+Rơle định hươngs


4. Đặc tính vào ra của rơ le
4.1 Vẽ và giải thích

4.2 Nêu và phân tích các thông số

4.3 Các qui tắc chọn rơ le
 Hệ số dự trữ :
Tỷ số Kdt = xlv/xtđ gọi là hệ số dự trữ của rơle. Kdt > 1 khi Kdt lớn càng đảm bảo rơle làm
việc tin cậy.


Hệ số điều khiển :
Tỷ số Kđk = Pđk/Ptđ gọi là hệ số điều khiển của rơle.

A. Rơ le điện từ
Rơle điện từ làm việc trên nguyên lý điện từ. Nếu đặt một vật bằng vật liệu sắt từ (gọi là
phần ứng hay nắp từ) trong từ trường do cuộn dây có dòng điện chạy qua sinh ra.
Từ trường này tác dụng lên nắp một lực làm nắp chuyển động.

 Công suất tác động Ptđ tương đối lớn, độ nhạy thấp, Kđk nhỏ. Hiện nay có xu hướng cải
tiến sử dụng vật liệu sắt từ mới sản xuất các loại rơle để tăng Kđk
 Một số loại rơle điện từ thông dụng :
 Rơle trung gian
 Rơle Rơle dòng điện và điện áp
 Rơ le thời gian và điện từ
B. Rơ le trung gian
Rơle trung gian là một khí cụ điện dùng trong lĩnh vực điều khiển tự động, cơ cấu kiểu điện từ.
Rơle trung gian đóng vai trò điều khiển trung gian giữa các thiết bị điều khiển (contactor, rơle
thời gian …)
Rơle trung gian có số lượng tiếp điểm lớn
Phân loại:
Rơ le chịu tải dòng RH
Rơ le dòng RU chất lượng cao
Rơ le chốt đầu ra RR2KP
C. Rơ le điều khiển
Rơle điều khiển, còn gọi là rơle RID hay công tắc TRON có chức năng như rơle trung gian,
nhưng có kích thước nhỏ hơn, tần số thao tác lớn, khả năng ngắt lớn, hệ số nhả cao.
D. Rơ le tín hiệu
Rơle tín hiệu được sử dụng trong mạch điện một chiều của các sơ đồ bảo vệ hệ thống điện, để chỉ
rõ các rơle và các thiết bị bảo vệ khác đã tác động
E. Rơ le dòng cực đại
Rơle dòng điện cực đại điện từ dùng trong lĩnh vực bảo vệ hệ thống điện hoặc thiết bị riêng lẽ
quan trọng như : động cơ điện, máy biến áp công suất lớn.
F. Rơ le điện động
G. Rơ le nhiệt (cái ni quan trọng anh em coi bị bắt tài liệu nghe)
Rơle nhiệt là thiết bị điện dùng để bảo vệ động cơ và mạch điện khỏi bị quá tải, thường dùng
kèm với contactor
Rơle nhiệt không tác động tức thời theo trị dòng điện vì có quán tính nhiệt lớn, phải cần thời
gian để phát nóng

Rơle nhiệt không tác động tức thời theo trị dòng điện vì có quán tính nhiệt lớn, phải cần thời
gian để phát nóng
Phân loại
Theo kết cấu: rơle nhiệt chia làm hai loại kiểu hở, kiểu kín.
 Theo yêu cầu sử dụng: có loại 1 cực, loại 2 cực
 Theo phương pháp đốt nóng :


Đốt nóng trực tiếp.



Đốt nóng gián tiếp.



Đốt nóng hỗn hợp.

Cấu tạo
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Đòn bẩy
Tiếp điểm thưởng mở
Tiếp điểm thường đóng
Vít chỉnh dòng điện tác động
Thanh lưỡng kim
Dây đốt nóng
Cần gạt
Nút phục hồi

Cách chọn:


Lựa chọn dùng rơle nhiệt là sao cho đường đặc tính A-S của rơle gần sát đường
đặc tính A-S của đối tượng cần bảo vệ

 Trong thực tế cách lựa chọn phù hợp là chọn dòng điện định mức của động cơ điện cần
bảo vệ, rơle sẽ tác động ở giá trị từ(1.2 ÷ 1.3 Iđm ) Bên cạnh chế độ làm việc của phụ tải và
nhiệt độ môi trường xung quanh được xem xét.

H. Rowle thời gian


Rơle thời gian là rơle tạo trễ đầu ra, nghĩa là khi có tín hiệu điều khiển ở đầu vào thì sau một thời
gian nào đó, đầu ra mới có tác động (tiếp điểm rơle mới đóng hoặc mở).
I. Rơ le số
Rơle kỹ thuật số là loại rơle trong đó việc xử lý các đại lượng tín hiệu làm việc trên các bộ phận
chức năng của rơle được thực hiện theo kỹ thuật số hay kỹ thuật logic.
a. Ưu điểm rơ le số
Rơle sô có độ tin cậy cao .
Rơle số có độ nhạy, độ chính xác cao. Có thể điều chỉnh đặt thông số làm việc của rơle

sát với khả năng làm việc của thiết bị
Thời gian tác động nhanh.
Kích thước và không gian lắp đặt nhỏ
Có khả năng kết nối với máy tính sử dụng chương trình phần mềm.
b. Nhược điểm
Yêu cầu người vận hành, sửa chữa có trình độ cao.
Giá thành cao vốn đầu tư lớn.
Chỉ cần 1 linh kiện hoặc bộ phận nào đó của rơle bị hư hỏng cũng làm cho rơle không
làm việc được, gây ngưng trệ, tác hại cho cả hệ thống. Khó có thể sữa chữa phục hồi nên
cần có dự phòng cao.
c. Các khối cấu tạo
Khối đầu vào .
Khối vi xử lý.
Khối đầu ra.
Khối giao diện sử dụng.
Khối cung cấp nguồn
J. Rơ le điện tử (role số)
Rơ le điện tử ( Rơ le kỹ thuật số) là loại rơ le trong đó việc xử lý các đại luợng tín hiệu làm việc
trên các bộ phận chức năng của rơle được thực hiện theo kỹ thuật logic. về cấu tạo Rơ le điện tử
được xây dựng từ các linh kiện bán dẫn chủ yếu là các vi mạch số.
a. Phân loại
 Theo chức năng sử dụng:
 Rơ le bảo vệ
 Rơ le điều khiển


 Theo khả năng xử lý thông tin:
 Rơ le không có bộ vi xử lý
 Rơ le có bộ vi xử lý
 Theo đại lượng đầu vào

 Rơ le một đại lượng: Rơ le dòng, áp,nhiệt độ
 Rơ le hai đại lượng: Rơ le công suất
Được cấu tạo trên cở sở sử dụng khối vi xử lý MCU(microprocessor control unit)và vi mạch
chuyên dùng, rơ le tác động khi trị số dòng qua rơ le vượt quá trị số dòng tác động đã đặt trước
cho rơ le
Chức năng :
- Quá tải, ngắn mạch, chạm đất.
- Mất pha, đảo pha.
- Kẹt rotor
TẠI SAO NÊN DÙNG RELAY ĐIỆN TỬ
Hiện nay, hầu hết các động cơ điện đều được đóng cắt bởi contactor (khởi động từ) và
được bảo vệ bởi relay nhiệt nhưng động cơ vẫn cháy rất thường xuyên vì sao :
Trước hết ta xét cấu tạo của relay nhiệt :
Relay nhiệt hoạt động dựa trên lưỡng kim nhiệt phát nóng khi có dòng điện chạy khi đạt
đến nhiệt độ tới hạn lưỡng kim sẽ cong đủ tác động lên thanh trượt cho tiếp điểm rời ra và tác
động ngắt động cơ, việc hiệu chỉnh dòng tải thực chất là điều chỉnh nút chỉnh làm thay đổi
khoảng cách giữa thanh trượt và lưỡng kiM
Độ chính xác của relay nhiệt phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố :
+ Môi trường làm việc : nhiệt độ , độ ẩm, bụi …
+ Chất lượng lưỡng kim : phụ thuộc vào nhà sản xuất, thời gian sử dụng, môi trường sử dụng.
+ Độ nhạy của cơ cấu cơ khí :
+ Tính chính xác của vạch hiển thị trên nút chỉnh và dòng bảo vệ tương ứng (thông số này rất
quan trọng nhưng người sử dụng không thể tự mình kiểm định độ chính xác của nó).
+ Do không có thời gian
+ Do không có thời gian trễ nên không thể chỉnh relay không tác động trong khoảng thời gian
khởi động (nhất là với các động cơ khởi động nhiều lần trong ngày) nên không thể chỉnh chính
xác dòng bảo vệ nếu không muốn relay nhảy sai.
+ Không có cơ cấu tự kiểm tra nên không thể biết khi nào cơ cấu cơ khí còn làm việc tốt hay
không điều này dẫn đến thay vì bảo vệ động cơ không bị quá tải thì relay nhiệt thường bị nổ tung
sau khi động cơ đã bị cháy.

Với các nhược điểm trên, relay nhiệt ngày càng trở khó đáp ứng các đòi hỏi trong việc bảo vệ
động cơ và relay điện tử xuất hiện để xóa đi các nhược điểm của relay nhiệt.
Ưu điểm của relay điện tử so với relay nhiệt :
+ Relay điện tử hoạt động hoàn toàn trên sự biến đổi điện từ và từ điện không thông qua bất cứ
cơ cấu cơ khí nào nên tốc độ xử lý là nhanh nhất và không có độ trễ do nhiệt. Cũng không bị ảnh
hưởng bởi khả năng nhớ của kim loại nên không tác động sai.
+ Dòng bảo vệ cài đặt trực tiếp dựa vào dòng điện thực tế nên độ chính xác là cao nhất và không
có sai sót. Trong thực tế sử dụng, hầu hết các động cơ đều hoạt động dưới tải. Khi đó dòng bảo
vệ tính toán không sát với dòng hoạt động thực của động cơ. Với khả năng chỉnh dòng trực tiếp
EOCR cho phép chỉnh dòng bảo vệ theo dòng điện thực đang hoạt động mà không phải tính
toán. Giúp động cơ và tải cơ khí được bảo vệ tốt hơn.
+ Nhờ các bộ định thời (timer) nên loại trừ các trường hợp tác động không mong muốn khi khởi
động và quá tải thoáng qua nên giá trị dòng bảo vệ được cài chính xác nhất mà không sợ có sự
sai sót.