CHƯƠNG 3: CÁC LOẠI RƠLE và ỔN ÁP XOAY CHIỀU

Đặc điểm - Tín hiệu đầu vào thường đặt trực tiếp hoặc gián tiếp lên cuộn dây NCĐ hoặc mạch điện tử có thể là: điện áp, dòng điện, tần số, công suất, nhiệt độ, áp suất, tốc độ,….. - Tí

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN ĐIỆN

Bộ môn Thiết bị điện - điện tử

Giảng viên: Đặng Chí Dũng

Email: dung.dangchi@hust.edu.vn

Điện thoại: 0903178663

THIẾT KẾ KHÍ CỤ ĐIỆN

PHẦN 1:

CÁC KHÍ CỤ ĐIỆN HẠ ÁP VÀ CAO ÁP

CHƯƠNG 3:

CÁC LOẠI RƠLE và ỔN ÁP XOAY CHIỀU

MỤC ĐÍCH

1 Trang bị kiến thức cơ bản về nguyên lý làm việc, cấu tạo,

đặc điểm cấu tạo các loại RƠLE cơ bản và CÁC THIẾT BỊ

ỔN ÁP XOAY CHIỀU

2 Có kiến thức và kỹ năng tính toán, lựa chọn RƠLE cơ

bản và CÁC THIẾT BỊ ỔN ÁP XOAY CHIỀU trong hệ thống

điều khiển

I CÁC LOẠI RƠLE

1 Định nghĩa

Rơle là một loại KCĐ hoạt động dựa trên nguyên lý: Tín hiệu

đầu ra thay đổi nhảy cấp đột ngột khi tín hiệu đầu vào đạt

được ngưỡng tác động

2 Đặc điểm

- Tín hiệu đầu vào (thường đặt trực tiếp hoặc gián tiếp lên

cuộn dây NCĐ hoặc mạch điện tử) có thể là: điện áp, dòng

điện, tần số, công suất, nhiệt độ, áp suất, tốc độ,…

- Tín hiệu đầu ra (phản ánh trực tiếp trên các cơ cấu chấp

hành đóng cắt có tiếp điểm hoặc không tiếp điểm) thường là

tín hiệu điện áp  đưa đi tác động

- Nguyên lý làm việc đa dạng: điện từ, điện động, điện nhiệt,

cảm ứng, điện tử bán dẫn,…

3 Phân loại

Theo thông số đầu vào, rơle được phân thành: Rơle trung gian,

Rơle dòng điện, Rơle điện áp, Rơle nhiệt, Rơle thời gian, Rơle

kỹ thuật số

Theo nguyên lý làm việc, rơle được phân thành: Rơle điện từ,

điện động, điện nhiệt, cảm ứng, điện tử bán dẫn

Theo nguồn điện làm việc, rơle được phân thành: Rơle điện

một chiều, rơle điện xoay chiều

Theo mục đích sử dụng, rơle được phân thành: Rơle điều

khiển, rơle bảo vệ, rơle tự động và thông tin liên lạc

………

A Rơle trung gian – Power Relay

- Là một loại rơle hoạt động dựa trên nguyên lý điện từ, số

lượng tiếp điểm đầu ra lớn

- Sử dụng chủ yếu trong các sơ đồ bảo vệ hệ thống điện và

sơ đồ điều khiển tự động

- Vì số lượng tiếp điểm đầu ra lớn nên rơle trung gian thường

được sử dụng để truyền tín hiệu khi khả năng đóng cắt và số

lượng tiếp điểm của rơle chính không đủ

- Trong các bảng mạch điện tử, rơle trung gian được sử dụng

làm phần tử đầu ra để truyền tín hiệu tới các cơ cấu chấp

hành phía sau, đồng thời cách ly giữa điện áp mạch điều

khiển bé với điện áp mạch lực lớn

Thông số định mức:

- Điện áp điều khiển: 24VDC; 110VDC; 220VAC

- Dòng điện / điện áp định mức: 1; 3; 5; 7; 10A / 250VAC

- Số lượng tiếp điểm NO và NC: 2; 3; 4; 6; 8

- Công suất tiêu thụ: 1,6W (DC); 3,3VA (AC)

B Rơle thời gian – Timer

- Là một loại rơle có đặc tính: Tín hiệu đầu ra (tiếp điểm) sẽ

thay đổi trạng thái (đóng  cắt) trễ sau một khoảng thời

gian xác định, khi tín hiệu đầu vào (điều khiển) đã có

Cấu trúc của rơle thời gian:

- Bộ phận mạch lực (đầu vào): thường là các NCĐ, Động cơ,

các bộ biến đổi điện áp (MBA, chỉnh lưu, ổn áp,…)  nhận

các tín hiệu điện truyền từ bên ngoài vào

- Bộ phận tạo thời gian (trung gian): có thể là các cơ cấu thủy

khí (ít gặp); thường là các mạch điện tử  thực hiện các

phép cộng trừ, so sánh, đếm xung,  tạo nên khoảng thời

gian trễ theo yêu cầu

- Bộ phận đầu ra: thường là sự thay đổi trạng thái đóng mở

của các tiếp điểm

- Ngoài ra trên rơle còn có các bộ phận để điều chỉnh thời gian

tác động, hiển thị thời gian điều chỉnh,…

Thông số của rơle thời gian:

- Điện áp làm viêc (điều khiển): thường là 12VDC; 24VDC,

110VDC; 110VAC; 220VAC

- Dòng điện, điện áp định mức trên tiếp điểm: 3A; 5A /

250VAC, 415VAC

- Loại tiếp điểm: thường là các tiếp điểm NO, NC tức thời và

NO, NC trễ (on delay hoặc off delay)

- Thời gian trễ: thường theo dãy điều chỉnh, có thể đến 30s,

60s hoặc 30min, 60min; thậm chí có loại đến 24h, 48h,

- Công suất tiêu thụ: thường khoảng 3VA

C Rơle nhiệt – Thermal Relay

- Là một loại rơle hoạt động trên sự giãn nở dài của thanh kim

loại kép khi có sự tăng lên của nhiệt độ (nguyên nhân chính là

do sự tăng của dòng điện vượt quá giá trị định mức)

- Đối với dòng điện làm việc lớn (khoảng trên 150A), người ta

thường chế tạo rơle nhiệt kiểu điện tử

Thông số của rơle nhiệt:

- Rơle nhiệt kiểu lưỡng kim hoặc điện tử

- Điện áp làm viêc: thường là loại 3 pha 415VAC

- Dòng điện định mức trên thanh gia nhiệt: theo dãy dòng làm

việc của tải cần bảo vệ

- Cấp dòng điện điều chỉnh: thường theo dãy điều chỉnh, từ

0,6 đến 2,5 lần dòng định mức của tải cần bảo vệ

- Loại tiếp điểm: thường là 1 cặp tiếp điểm NO, NC tác động

tức thời

- Số phần tử nhiệt: loại 2 hoặc 3 phần tử nhiệt

- Cho phép thay đổi tác động bằng tay và tự động

D Rơle Kỹ Thuật Số

- Là một loại rơle hoạt động dựa trên việc xử lý tín hiệu dưới

dạng tín hiệu số

- Cấu tạo: rơle KTS được xây dựng nên từ các linh kiện điện

tử bán dẫn, chủ yếu là các vi mạch số

So sánh ưu, nhược điểm Rơle Kỹ Thuật Số - Rơle cơ

Ưu điểm:

- Độ tin cậy làm việc khá cao: do khử được nhiễu, thông số

chỉnh định ít bị trôi theo thời gian làm việc, ít bị hỏng hóc do

các chi tiết cơ khí

- Độ nhạy và độ chính xác tác động cao: vì cho phép thay đổi

điều chỉnh ngưỡng điều khiển và bảo vệ linh hoạt và sát với

khả năng của thiết bị điện cần được bảo vệ

- Rơle KTS cho phép kết nối với hệ thống máy tính để điều

khiển tập trung hoặc phân tán

- Thời gian tác động nhanh, kích thước nhỏ gọn

- Thông số hoạt động của hệ thống được hiển thị rõ ràng; thậm

chí cho phép ghi nhớ lại chương trình làm việc của rơle để

tiện cho việc theo dõi, xử lý sự cố

So sánh ưu, nhược điểm Rơle Kỹ Thuật Số vs Rơle Cơ

Nhược điểm:

- Đòi hỏi người vận hành phải được đào tạo chuyên sâu

- Giá thành đầu tư ban đầu lớn

- Do rơle KTS được cấu tạo bởi rất nhiều các linh kiện điện tử

bán dẫn nên khả năng hỏng hóc khá lớn khi bị quá nhiệt

- Chất lượng làm việc của rơle KTS ảnh hưởng rất nhiều bởi

môi trường lắp đặt, nhất là độ ẩm và nhiệt độ

- Công suất đầu ra của hệ thống tiếp điểm thường nhỏ, nên

không thích hợp để điều khiển trực tiếp các TBĐ công suất mà

phải được lắp qua bộ đệm (thường là các rơle trung gian)

- Khi hỏng thì việc sửa chữa rơle số phụ thuộc rất nhiều vào

bên cung cấp, nâng cấp thiết bị

D1 Ví dụ rơle KTS thường gặp: EOCR

- Là loại rơle dùng để bảo vệ dòng điện cho động cơ điện 3 pha

- Ch/năng bảo vệ: mất pha, ngược thứ tự pha, lệch pha, kẹt rôto

- Cho phép điều chỉnh dòng điện tác động, thời gian tác động,

ngưỡng cảnh báo sự cố, hiển thị thông số làm việc

- Hiển thị các thông số làm việc của rơle và nhớ sự cố tác động

Mạch điện minh họa hoạt động

D2 Ví dụ rơle KTS thường gặp: EVR

- Là loại rơle thường dùng để bảo vệ điện áp cho động cơ điện 3 pha

- Ch/năng bảo vệ: quá điện áp, mất pha, ngược thứ tự pha, lệch pha, điện áp thấp

- Cho phép điều chỉnh điện áp tác động, thời gian tác động, ngưỡng cảnh báo sự cố, hiển thị thông số làm việc

- Có bộ nhớ nguyên nhân cắt 24h

D2 Rơle điện áp KTS – EVR

II THIẾT BỊ ỔN ÁP ĐIỆN XOAY CHIỀU

1 Định nghĩa

Các bộ ổn định điện áp xoay chiều là các thiết bị điện tự động

duy trì đại lượng điện áp xoay chiều đầu ra không đổi khi điện

áp đầu vào thay đổi trong một phạm vi nhất định

2 Phân loại

- Có nhiều kiểu ổn áp xoay chiều với các nguyên lý làm việc

khác nhau Chúng thường được phân thành 2 nhóm: nhóm

ổn áp thông số (không có điều khiển) và nhóm ổn áp bù (có

điều khiển)

- Đó là:

+ ỔN ÁP SẮT TỪ

+ ỔN ÁP KIỂU SUPVOLTER

+ ỔN ÁP KIỂU BÙ