CHƯƠNG 6: CÔNG NGHỆ RƠLE

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. Rơle là thiết bị điện dùng để đóng cắt mạch điện điều khiển, bảo vệ và điều khiển sự làm việc của mạch điện động lực Thời gian đã cho ta chứng kiến những thay đổi to lớn trong công nghệ rơle

© Department of Power Systems CHƯƠNG 6: CÔNG NGHỆ RƠLE I Giới thiệu II Rơle điện từ (Electromechannical) III Rơle tĩnh (Static) IV Rơle kỹ thuật số (Digital) V Rơle số (Numerical) VI Tính bổ sung rơle số VII.Các vấn đề rơle số Chương 6: Công nghệ Rơle page I GIỚI THIỆU Khái niệm giới thiệu – Rơle một loại thiết bị điện tự đợng mà tín hiệu đầu thay đổi nhảy cấp tín hiệu đầu vào đạt những giá trị xác định Rơle © Department of Power Systems thiết bị điện dùng để đóng cắt mạch điện điều khiển, bảo vệ điều khiển sự làm việc mạch điện động lực – Thời gian cho ta chứng kiến những thay đổi to lớn công nghệ rơle – Mỗi thế hệ rơle cải tiến kích cỡ, chức đặc biệt đợ tin cậy không ngừng nâng cao Chương 6: Công nghệ Rơle page I GIỚI THIỆU Phân loại - Rơle điện từ (Electromechanical relays) © Department of Power Systems - Rơle tĩnh (Static relays) - Rơle kỹ thuật số (Digital relays) - Rơle số (Numerical relays) Chương 6: Công nghệ Rơle page II RƠLE ĐIỆN TỪ (ELECTROMECHANICAL) o Đây rơle có hình thức sớm sử dụng để bảo vệ hệ thống điện chúng có từ gần 100 năm o Loại rơle làm việc nguyên lý điện cơ, lực điện động tác © Department of Power Systems động làm cấu hoạt đợng có tác đợng kích thích… o Cấu tạo gồm: - Lõi sắt làm khung sườn mạch tĩnh - Phần động giá mang tiếp điểm - Lò xo kéo phần đợng cho tiếp điểm hở - Cuộn dây tạo từ thông IR Chương 6: Công nghệ Rơle  page II RƠLE ĐIỆN TỪ (ELECTROMECHANICAL) o Nguyên lý hoạt động: - Khi có dòng điện chạy vào c̣n dây sinh sức từ động từ thông Φ chạy lõi sắt FR  K '  - Vì lõi sắt khơng bão hòa nên:   K '' I R © Department of Power Systems - Từ thông Φ sinh lực hút: IR - Như ta có:  FR  K   K K I R ' ' ''   KI  IR   - NếuFR  FLoxo lõi sắt bị hút vào lõi sắt dẫn đến tiếp điểm đóng lại Chương 6: Công nghệ Rơle page II RƠLE ĐIỆN TỪ (ELECTROMECHANICAL) o Rơle điện từ phân thành nhiều loại khác như: -Attracted armature (phần ứng bị hút) © Department of Power Systems -Moving coil (cuộn dây động) -Induction (cảm ứng) -Thermal (nhiệt) -Motor operated (đợng cơ) -Mechanical (cơ khí) o Và chương ta quan tâm vào phần ứng bị hút Chương 6: Cơng nghệ Rơle page © Department of Power Systems II RƠLE ĐIỆN TỪ (ELECTROMECHANICAL) Chương 6: Công nghệ Rơle page II RƠLE ĐIỆN TỪ (ELECTROMECHANICAL)  Rơle phần ứng bị hút (Attracted armature) - Rơle phần ứng bị hút hoạt đợng sự chủn đợng © Department of Power Systems một miếng sắt nhờ lực hút nhờ cuộn dây tạo - Cấu tạo nó thường có một lõi sắt bị hút vào bản lề có dòng điện qua c̣n dây tạo từ trường giống một nam châm - Lực hút phần ứng: Với N: số vòng cuộn dây; I: dòng cuộn dây g: khoảng cách kẻ hở khơng khí A: tiết diện mặt c: từ trở Chương 6: Công nghệ Rơle page II RƠLE ĐIỆN TỪ (ELECTROMECHANICAL) © Department of Power Systems - Nguồn AC: hoạt động với dòng xoay chiều nên nữa chu kỳ từ thông không, làm cho rơle có thể bị rung gây tiếng động Để loại bỏ hiệu ứng ta phân chia cực từ một shading loop (vòng che) - Nguồn DC: khơng nguồn AC, từ thông nguồn DC tăng dẫn đến dư từ, buộc phải thay nam châm điện làm từ vật liệu có tính chất thơng lượng dư thấp Chương 6: Công nghệ Rơle page II RƠLE ĐIỆN TỪ (ELECTROMECHANICAL) © Department of Power Systems - Mợt số ứng dụng yêu cầu sử dụng một rơle phân cực (thêm một nam châm vĩnh cửu gắn với nam châm điện bản) Khi chưa có dòng điện phần ứng bị hút phần nam châm cĩnh cửu Thời gian hoạt động nhanh có thể đạt tốc độ nhỏ 1ms Solenoid Rơle một c̣n dây hình trụ hoạt đợng mợt nam châm mang điện Chương 6: Công nghệ Rơle Reed Rơle (rơle lưỡi gà) loại rơle giảm tải phần ứng điểm tiếp xúc, điều giúp khả hoạt động nó hoạt động 1ms page 10 VI TÍNH NĂNG BỔ SUNG RƠLE SỐ 6.5 Thời gian đồng bợ hóa Ghi chú: © Department of Power Systems  Tiêu chuẩn IRIG định nghĩa định dạng mã thời gian nối tiếp sử dụng với mạng truyền thơng nối tiếp  (Hệ thống định vị tồn cầu (GPS): Các vệ tinh GPS đồng hồ nguyên tử có độ xác cao đặt quỹ đạo quanh trái đất Tín hiệu vệ tinh mang thơng tin thời gian, có thể truyền tốc độ ánh sáng tới thiết bị thu trên mặt đất Những tín hiệu vệ tinh điều chỉnh theo nguyên tắc thuyết tương đối, nó cung cấp cho thiết bị thu trên mặt đất thơng tin thời gian với độ xác cao.) Chương 6: Cơng nghệ Rơle page 52 © Department of Power Systems VI TÍNH NĂNG BỔ SUNG RƠLE SỐ Hiển thị giá trị đo Giám sát CT/VT Điều khiển CB, điều hành, điều khiển có điều kiện Tổng hợp dữ liệu đầu vào Thời gian đồng bợ hóa Lập trình logic Dự phòng, thiết lập nhóm Rơle Chương 6: Cơng nghệ Rơle page 53 VI TÍNH NĂNG BỔ SUNG RƠLE SỐ © Department of Power Systems 6.6 Lập trình logic: • Bằng cách cung cấp số lượng đáng kể thông số I / O dạng kĩ thuật số logic, đồng thời có khả lập trình để sử dụng phần mềm off-line, chức chương trình lập trình tăng cường thêm tính bổ sung cho Rơle • Sẽ khơng cần Rơle riêng biệt số Rơle logic cứng có dây, từ đógiảm chi phí sản xuất Nó dễ dàng để tùy chỉnh cho ứng dụng cụ thể, loại bỏ thiết bị khác không cần thiết Chương 6: Công nghệ Rơle page 54 © Department of Power Systems VI TÍNH NĂNG BỔ SUNG RƠLE SỐ Hiển thị giá trị đo Giám sát CT/VT Điều khiển CB, điều hành, điều khiển có điều kiện Tổng hợp dữ liệu đầu vào Thời gian đồng bộ hóa Lập trình logic Dự phòng, thiết lập nhóm Rơle Chương 6: Cơng nghệ Rơle page 55 VI TÍNH NĂNG BỔ SUNG RƠLE SỐ 6.7 Sự dự phòng – thiết lp nhom Rle: â Department of Power Systems Trong lịch sử, rơle điện tĩnh ghép thành nhóm • Nhưng hệ thống điện thay đổi cấu trúc liên kết họ lý hoạt động cách thường xuyên (ví dụ cung cấp từ bình thường sang khẩn cấp) Chương 6: Cơng nghệ Rơle page 56 VI TÍNH NĂNG BỔ SUNG RƠLE SỐ • 6.7 Sự dự phòng – thiết lập nhom Rle: â Department of Power Systems Vn khắc phục việc sử dụng Rơle số nhóm thiết, số sử dụng thời gian • Chuyển đổi nhóm đạt lệnh từ xa từ nhà điều hành, thơng qua lập trình hệ thống logic Chương 6: Công nghệ Rơle page 57 VI TÍNH NĂNG BỔ SUNG RƠLE SỐ Kết luận © Department of Power Systems • Việc cung cấp thêm tính rơle số tránh việc cần thêm nhiều thiết bị đo lường / kiểm soát khác trang bị trạm biến áp • Xu hướng tích hợp chức Rơle riêng biệt khứ vào Rơle • Bây thực trạm biến áp tự động hóa cách sử dụng rơle kỹ thuật số huy • Khi sức mạnh vi xử lý tiếp tục phát triển áp lực lên nhà khai thác giảm chi phí • Chương trình tự động hóa tồn mạng lưới điện Chương 6: Công nghệ Rơle page 58 VII CÁC VẤN ĐỀ CỦA RƠLE SỐ  Sự đời rơle số khắc phục cho số vấn đề rơ le hệ trước nhiều vấn đề phát sinh © Department of Power Systems  Một số vấn đề cần phải giải sau: a) b) c) Phiên phần mềm điều khiển Rơle Quản lý liệu Rơle Thử nghiệm vận hành Chương 6: Công nghệ Rơle page 59 VII CÁC VẤN ĐỀ CỦA RƠLE SỐ 7.1 Phần mềm iu khiờn phiờn ban: â Department of Power Systems Rơle số thực chức phần mềm • Các chương trình sử dụng cho việc tạo phần mềm nguyên tắc không khác nhau,đối với thiết bị khác sử dụng phần mềm theo thời gian thực, bao gồm khó khăn việc xây dựng mã khơng có lỗi • cần phải hiệu chỉnh dự đoán để chứng minh chức bảo vệ thực rơle thực cách, ta biết chức phụ trợ sử dụng gặp lỗi Chương 6: Công nghệ Rơle page 60 VII CÁC VẤN ĐỀ CỦA RƠLE SỐ 7.1 Phần mềm iu khiờn phiờn ban â Department of Power Systems Cập nhật phần mềm cần thiết Quá trình u cầu hình thức kiểm sốt phiên phần mềm thực như: a có phiên phần mềm b khác phiên c lý cho thay đổi d Rơle hỗ trợ phiên • Với trợ giúp phần mềm phù hợp viết người sử dụng, dễ dàng tải phiên mà không cần đến dịch vụ nâng cấp kỹ sư chuyên nghiệp (chương trình dành cho nhà phát triển) Chương 6: Công nghệ Rơle page 61 VII CÁC VẤN ĐỀ CỦA RƠLE SỐ 7.2 Quản lý dữ liu rle â Department of Power Systems Mt rle số thường cung cấp nhiều tính so với rơle sử dụng công nghệ tĩnh điện • Người sử dụng phải lưu giữ hồ sơ tất liệu, trường hợp liệu rơle, để sử dụng nghiên cứu hệ thống, v.v • Lượng liệu rơle số lưu trữ gấp 10-50 lần so với rơle điện tương đương, người dùng phải thêm vào khả định nghĩa chức logic • Nhiệm vụ truy cập liệu cách xác vào rơle số trở thành nhiệm vụ phức tạp nhiều so với trước đây, điều làm tăng khả sai sót Chương 6: Cơng nghệ Rơle page 62 VII CÁC VẤN ĐỀ CỦA RƠLE SỐ © Department of Power Systems 7.2 Quản lý dữ liệu Rơle • Những vấn đề giải việc cung cấp phần mềm để tự động hóa trình kết nối tải liệu cài đặt rơle từ máy tính xách tay kết nối với cổng giao tiếp Rơle • Dữ liệu cài đặt đọc lại từ rơle so sánh với thiết lập mong muốn để đảm bảo khơng có lỗi • Một liệu cài đặt (bao gồm nhận diện người dùng chương trình logic nơi sử dụng) lưu trữ máy tính, cho in sau / tải lên sở liệu cho người dùng Chương 6: Công nghệ Rơle page 63 VII CÁC VẤN ĐỀ CỦA RƠLE SỐ 7.3 Kiểm tra vận hành relay: © Department of Power Systems • Vận hành thường giới hạn trong thân phần mềm tự kiểm tra với điều kiện dòng điện điện áp đo xác • Các vấn đề bộc lộ kiểm tra đòi hỏi phải thiết bị chun dụng để giải quyết, đó, sách thường sửa chữa thay Chương 6: Công nghệ Rơle page 64 © Department of Power Systems SO SÁNH SỰ KHÁC NHAU Chương 6: Công nghệ Rơle page 65 © Department of Power Systems LỜI KẾT Cơng nghệ chế tạo Rơle ngày đại, xác đa dạng thuật tốn phần mềm điều khiển, khả tự động hóa làm cho công việc bảo vệ Rơle hệ thống điện trở nên xác, tin cậy giảm hao phí sức lao động Tuy nhiên, trình độ người vận hành cần theo kịp cơng nghệ để sử dụng phát triển thêm tính Rơle, nhằm đảm bảo vận hành xác hệ thống điện Chương 6: Công nghệ Rơle page 66 ... khí) o Và chương ta quan tâm vào phần ứng bị hút Chương 6: Công nghệ Rơle page © Department of Power Systems II RƠLE ĐIỆN TỪ (ELECTROMECHANICAL) Chương 6: Công nghệ Rơle page II RƠLE ĐIỆN TỪ... giai đoạn với một đầu vào thứ hai Chương 6: Công nghệ Rơle page 16 © Department of Power Systems III RƠLE TĨNH (STATIC) Chương 6: Công nghệ Rơle page 17 III RƠLE TĨNH (STATIC) e) Bợ tích phân... khác thực thi thiết bị riêng Chương 6: Công nghệ Rơle page 29 V RƠLE SỐ (NUMERICAL) © Department of Power Systems Cấu trúc phần cứng Chương 6: Công nghệ Rơle page 30 V RƠLE S (NUMERICAL) â Department