1 GIÁO ÁN 06 Người thực hiện: Nguyễn Văn Đạt 2 1.7/ GIỚI THIỆU VỀ RƠ LE SỐ (1) 1) GIỚI THIỆU CHUNG: Các loại rơ le điện cơ và rơ le tĩnh ngày nay hầu như không còn được sản xuất nữa, thay vào đó là những rơ le số với những ưu việt rất lớn Tích hợp được nhiều chức năng vào một bộ bảo vệ, nhờ đó mà kích thước của hệ thống bảo vệ và giá thành giảm rất đáng kể. Độ tin cậy và độ sẵn sàng rất cao do giảm được yêu cầu để bảo trì các chi tiết cơ khí và trạng thái của rơ le có thể được kiểm tra thường xuyên. Độ chính xác cao nhờ các bộ lọc số và các thuật toán đo lường tối ưu. Công suất tiêu thụ bé: ≈0,1VA (Rơ le tĩnh ≈1VA; Rơ le cơ ≈10VA). Ngoài chức năng bảo vệ còn có thể thực hiện được nhiều chức năng đo lường và tự động, như: hiển thị va ghi chép các thông số của hệ thống trong chế độ tải bình thường và chế độ tải sự cố, lưu trữ các dữ liệu cần thiết để giúp ích cho việc phân tích sự cố, xác định vị trí điểm sự cố,… Dễ dàng lấy ra được các thông tin đã lưu trữ thông qua cổng nối tiếp của rơ le với máy tính. *Cổng chuẩn RS-232*. Dễ dàng liên kết với các thiết bị bảo vệ khác và với mạng thông tin đo lường, điều khiển và bảo vệ toàn HTĐ. Các rơ le số hiện đại thường được chế tạo theo quan điểm: *Mỗi phần tử của HTĐ (Ví dụ: MPĐ, MBA, Đường dây truyền tải, Thanh cái ) được bảo vệ bằng một rơ le tổ hợp*. 3 GIỚI THIỆU VỀ RƠ LE SỐ (2) • Ví dụ để bảo vệ một đường dây tải điện, người ta sử dụng 1 Rơle số có các chức năng sau: Bảo vệ khoảng cách; Bảo vệ quá dòng điện; Bảo vệ quá dòng thứ tự không; Bảo vệ quá dòng điện có hướng; Bảo vệ quá điện áp; Chức năng Tự động đóng trơ lại MCĐ; Chức năng Kiểm tra đồng bộ. • Từ bộ nhớ của rơ le có thể nhận được các thông tin sau đây: Thông số của phụ tải /thông số vận hành (U, I, P, Q, f). Khoảng cách từ điểm đặt rơle đến chỗ sự cố; Dòng điện và Điện áp sự cố của 3 pha; Thông số khởi động, Các đại lượng chỉnh định (Cài đặt) và Thời gian làm việc (tác động) của từng chức năng bảo vệ của rơle. • Trong thực tế, để bảo vệ cho 1 đối tượng , người ta sử dụng 2 bộ bảo vệ (2 rơle số) của 2 hãng sản xuất khác nhau có các chức năng tương tự (hoặc có một vài chức năng khác nhau), Trong đó: 1 bộ làm nhiệm vụ bảo vệ chính, 1 bộ làm nhiệm vụ bảo vệ dự phòng. Cả 2 bộ bảo vệ cùng làm việc song song liên tục giám sát và phát hiện sự cố. Mục đích là để nâng cao yêu cầu về đảm bảo và chọn lọc của bảo vệ 4 GIỚI THIỆU VỀ RƠ LE SỐ (3) • Thông số làm việc của rơle số có thể xác định trực tiếp bằng các phím bấm trên rơle, hoặc từ xa thông qua kênh thông tin. • Để cài đặt cho rơle, chúng ta có thể sử dụng phím bấm trên rơle hoặc sử dụng phần mềm kết nối máy tính với rơle. 2) NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA RƠLE SỐ Rơ le số làm việc trên nguyên tắc đo lường số. Các trị số của đại lượng tương tự dòng và áp nhận được từ phía thứ cấp của BI và BU là những biến (đại lượng) đầu vào của rơ le số. Sau khi qua các bộ lọc tương tự, bộ lấy mẫu (thực hiện chặt hoặc băm các đại lượng tương tự đầu vào theo một tần số lấy mẫu nào đó), các tín hiệu này sẽ được chuyển thành các tín hiệu số. Nguyên lý làm việc của rơle số dựa trên giải thuật tính toán theo chu trình các đại lượng điện (chẳng hạn như Tổng trở của mạch điện được bảo vệ) từ trị số của Dòng điện và Điện áp đã lẫy mẫu. Các giá trị cài đặt, dùng làm giá trị tham chiếu, được nạp vào bộ nhớ EEPROM (bộ nhớ chỉ đọc và có thể xoá bằng điện) của rơ le, để đề phòng khả năng mất số liệu chỉnh định khi mất nguồn điện thao tác. Trong quá trình tính toán liên lục này, kết hợp so sánh kết quả tính toán với đại lượng cài đặt, sẽ phát hiện ra chế độ sự cố sau một vài phép tính nối tiếp nhau. Khí đó bảo vệ sẽ tác động, và bộ vi sử lý sẽ gửi tín hiệu đến các rơ le đầu ra (của rơle số) để đi cắt MC (thông qua rơ le trung gian). 5 • Sơ đồ khối của rơ le số GIỚI THIỆU VỀ RƠ LE SỐ (4) Tín hiệu đầu vào I max =100I k (1sec) I A I B I C I 0 U A U B U C U 0 U max =140V Lâu dài BI BU Lọc tín hiệu vào Khuyếch đại Chuyển đổi tương tự số A D ~ 5 0101 Giao diện Bộ xử lý (CPU) Bộ nhớ RAM EEPROM EPRom Bàn phím Cổng Vào -Ra Tín hiệu nhị phân Rơ le cảnh báo Rơ le Cắt Điốt phát quang (LED) Xung điều khiển Số Xung 10 V Tương tự 100V, 110 V, 1A, 5A MáyTính, Thiết bị Tự động 6 GIỚI THIỆU VỀ RƠ LE SỐ (5) - Trong rơle số, việc tổ chức ghi chép và lưu trữ các dữ liệu về sự cố rất dễ dàng theo trình tự diễn biến về thời gian với độ chính xác đến miligiây (ms). - Để đảm bảo dung lượng bộ nhớ của bộ phận ghi sự cố, thường người ta khống chế số lượng các lần sự cố còn lưu lại trong bộ nhớ tối đa khoảng 8÷10 lần. Khi xuất hiện sự cố mới vượt quá số lần cho phép lưu trữ, thì số liệu của sự cố cũ nhất trong quá trình lưu trữ sẽ bị xoá khỏi bộ nhớ để nhường chỗ cho số liệu của sự cố mới vừa xảy ra. - Tất cả các thông tin về thông số vận hành, thao tác và sự cố đều được bảo vệ để ngăn ngừa trường hợp nguồn thao tác có thể bị trục trặc. - Đầu ra của rơ le có các đèn tín hiệu LED để cảnh báo về trạng thái của rơ le cũng như thao tác mà rơ le đã tiến hành. - Các rơ le số hợp bộ thường có một phần mềm đi kèm rất thuận tiện cho việc sử dụng Máy tính để chỉnh định, theo dõi hoạt động của rơ le, và trao đổi các thông tin vào/ra với rơ le, cũng như để giúp nhân viên vận hành có thể phân tích sự cố từ các số liệu đã ghi chép được trong quá trình sự cố - Cổng vào/ra của rơle số cho phép dễ dàng ghép nối với các thiết bị thông tin, đo lường, điều khiển và bảo vệ ở cùng cấp điều độ hoặc cấp điều độ cao hơn đến tận điều độ quốc gia hoặcliên quốc gia. . Nguyễn Văn Đạt 2 1.7/ GIỚI THIỆU VỀ RƠ LE SỐ (1) 1) GIỚI THIỆU CHUNG: Các loại rơ le điện cơ và rơ le tĩnh ngày nay hầu như không còn được sản xuất nữa, thay vào đó là những rơ le số với những ưu. bộ vi sử lý sẽ gửi tín hiệu đến các rơ le đầu ra (của r le số) để đi cắt MC (thông qua rơ le trung gian). 5 • Sơ đồ khối của rơ le số GIỚI THIỆU VỀ RƠ LE SỐ (4) Tín hiệu đầu vào I max =100I k. đặt cho r le, chúng ta có thể sử dụng phím bấm trên r le hoặc sử dụng phần mềm kết nối máy tính với r le. 2) NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA R LE SỐ Rơ le số làm việc trên nguyên tắc đo lường số. Các