6.4.1. Nguyên lý làm việc của rơle số
Rơle số làm việc trên nguyên tắc đo lờng số. Các giá trị của đại lợng tơng tự dòng và áp nhận đợc từ phía thứ cấp của máy biến dòng điện và máy biến điện áp là những biến đầu vào của rơle số.
Sau khi qua các bộ lọc tơng tự, bộ lấy mẫu (chặn hoặc băm đại lợng tơng tự theo một chu kỳ nào đó), các tín hiệu này sẽ đợc chuyển thành các tín hiệu số. Tùy theo nguyên tắc bảo vệ, tần số lấy mẫu có thể thay đổi đợc trong khoảng từ 12 đến 20 mẫu trong một chu kỳ của dòng điện công nghiệp.
Đối với một số rơle (thờng dùng cho các bảo vệ máy phát điện) tần số lấy mẫu có thể đợc kiểm tra liên tục tuỳ thuộc vào trị số hiện hữu của tần số hệ thống.
Nguyên lý làm việc của rơle dựa trên thuật toán tính toán theo chu trình các đại lợng điện từ trị số của dòng và áp đã lấy mẫu. Trong quá trình tính toán liên tục này sẽ phát hiện ra chế độ sự cố sau một vài phép tính nối tiếp nhau, khi đó bảo vệ sẽ tác động, bộ xử lý sẽ gửi tín hiệu đến các rơle đầu ra để điều khiển cắt máy cắt.
Sơ đồ khối của rơle số trình bày trên hình 6.1a và mạch điều khiển đóng máy cắt điện nh hình 6.1b.
Một u điểm quan trọng của rơle số là có thể thực hiện việc tự kiểm tra và cảnh báo trạng thái của từng khối chức năng trong rơle: từ trị số của đại lợng tơng tự đầu vào đến bộ chuyển đổi A /D (so sánh với các giá trị đổi chuẩn), bộ vi xử lý (phần cứng và phần mềm, kể cả bộ nhớ của vi xử lý), rơle đầu ra.
Các đại lợng chỉnh định đợc nạp vào bộ nhớ EEPRROMS để đề phòng khả năng mất số liệu chỉnh định khi mất nguồn thao tác.
Trong các rơle số việc tổ chức ghi chép và lu trữ các dữ liệu về sự cố rất dễ dàng theo trình tự diễn biến về thời gian và độ chính xác đến miligiây (ms). Để giảm dung lợng bộ nhớ của bộ phận ghi sự cố, ngời ta thờng khống chế số lợng các lần sự cố còn lu lại trong bộ nhớ tối đa khoảng 8 ữ10 lần. Khi xuất hiện sự cố mới vợt quá số lần cho phép lu trữ, thì số liệu của sự cố cũ nhất trong quá trình lu trữ sẽ bị xoá khỏi bộ nhớ để nhờng chỗ cho số liệu của sự cố mới vừa xảy ra.
Tất cả các thông tin về vận hành, thao tác và sự cố đều đợc bảo vệ ngăn ngừa trờng hợp nguồn thao tác có thể bị trục trặc. Đầu ra của rơle có các đèn tín hiệu LED để cảnh báo về trạng thái của rơle cũng nh thao tác mà rơle đã tiến hành.
Các rơle số hợp bộ thờng có một phần mềm đi kèm rất thuận tiện cho việc sử dụng PC để chỉnh định, theo dõi hoạt động của rơle và trao đổi các thông tin vào, ra với rơle, cũng nh để giúp nhân viên vận hành có thể phân tích sự cố từ các số liệu đã ghi chép đợc trong quá trình sự cố. Cổng vào, ra của rơle số cho phép dễ dàng ghép nối với các thiết bị thông tin, đo lờng, điều khiển và bảo vệ ở cùng cấp điều độ hoặc cấp điều độ cao hơn.