Rơ le bảo vệ (Protection relay) là gì? Nguyên lý hoạt động, phân loại, ứng dụng rơ le bảo vệ

Trong bài viết này hãy cùng ATSCADA Lab tìm hiểu Rơ le bảo vệ (Protection relay) là gì? Cũng như nguyên lý hoạt động, phân loại, ứng dụng của rơ le bảo vệ.

Khái niệm về Rơ le bảo vệ (Protection relay) là gì? 

Rơ le bảo vệ ( Protection Relays) một loại thiết bị điện từ. Cuộn dây điện từ hoạt động và tác động lên các bộ phận truyền động. Nhằm phát hiện các điều kiện bất thường như dòng công suất ngược, quá dòng, quá áp, tần số quá cao hay thấp. Rơ le bảo vệ đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ các thiết bị và hệ thống khỏi các tình huống không mong muốn nguy hiểm hoặc hỏng hóc. 

Rơ le bảo vệ (Protection relay) được phân loại như thế nào?

Phân loại dựa theo cấu tạo

Relay bảo vệ điện cơ:

Loại relay này sử dụng cơ cấu cơ học và/hoặc điện cơ để phát hiện và phản ứng đối với các điều kiện hoạt động bất thường trong hệ thống điện.

Relay bảo vệ tĩnh:

Relay bảo vệ tĩnh không sử dụng các cơ cấu cơ học hoặc điện cơ mà thay vào đó dùng điện tử để phát hiện và xử lý các điều kiện bảo vệ.

Relay bảo vệ kỹ thuật số:

Loại relay này sử dụng công nghệ số hóa để phát hiện và phản ứng đối với các điều kiện hoạt động bất thường trong hệ thống điện.

Relay bảo vệ số 

Relay bảo vệ số cũng là một loại relay kỹ thuật số, nhưng có thể có sự phân biệt về các đặc điểm kỹ thuật cụ thể. Điều này có thể bao gồm tính năng phân tích số liệu số, đánh giá chính xác hơn các điều kiện hoạt động và tính năng tự kiểm tra và báo động.

Phân loại dựa theo chức năng và ứng dụng

Rơ le bảo vệ quá dòng: Phát hiện và bảo vệ hệ thống khỏi các tình huống quá dòng bất thường. Sử dụng trong các mạch điện đơn giản hoặc phức tạp để bảo vệ chống lại tình trạng quá dòng.

Rơ le bảo vệ khoảng cách: Đo khoảng cách đến điểm ngắn mạch và phản ứng. Đối với các sự cố theo một cách dựa trên khoảng cách tính từ rơ le đến vị trí sự cố.

Rơ le bảo vệ so lệch dòng điện: Phát hiện sự chênh lệch trong dòng điện giữa hai điểm trong một mạch và phản ứng khi phát hiện sự cố. Thường được sử dụng để bảo vệ các máy biến áp, động cơ, và các thiết bị quan trọng khác trong hệ thống điện.

Rơ le định hướng: Xác định hướng của sự cố dựa trên hướng dòng điện và phản ứng tương ứng. Sử dụng để xác định và bảo vệ mạng lưới điện khỏi các sự cố như ngắn mạch và mất pha.

Rơ le kiểm tra tính đồng bộ: Đảm bảo rằng các thiết bị điện được kết nối với mạng lưới được đồng bộ với nhau trước khi kết nối. Sử dụng trong quá trình kết nối hoặc ngắt kết nối máy phát điện với mạng lưới chính.

Phân loại dựa theo nguồn điện

Relay cung cấp bởi dòng điện (CT-Powered Relay):

Loại relay này được cung cấp năng lượng từ dòng điện thu được từ dòng bằng một dòng biến dòng (CT – Current Transformer).

Relay tự hành (Self-Powered Relay):

Loại relay này hoạt động dựa trên năng lượng có nguồn gốc từ mạch bảo vệ. Thông qua các máy biến dòng được dùng để đo dòng của dòng điện. Đã giúp loại bỏ chi phí cũng như độ tin cậy của một nguồn cung cấp riêng biệt.

Relay phụ trợ (Auxiliary-Powered Relay):

Loại relay này phụ thuộc vào một pin hoặc nguồn cung cấp AC hoặc DC từ bên ngoài. 

Relay điện (Electrical Relay):

Loại relay này có thể cung cấp nguồn điện phụ trợ. Chính vì thế tất cả các ắc quy, bộ sạc và các yếu tố bên ngoài khác,…Tất cả  đều được làm dự phòng và được sử dụng làm bản sao lưu.

Tham khảo: Tìm Hiểu Giao Thức HTTP, HTTPS Là Gì? Nên Chọn Sử Dụng HTTP hay HTTPS?

Nguyên lý hoạt động của Rơ le bảo vệ (Protection relay) là gì? 

Rơ le bảo vệ (Protection relay) hoạt động một trong hai nguyên lý sau là cảm ứng từ hoặc dùng lực từ để hút. Với các rơ le bảo vệ thường sẽ có tuổi thọ dài, được điều chỉnh. Được chọn lựa các thông số thời gian/dòng điện (hoặc các tham số hoạt động khác).

Các rơ le bảo vệ sử dụng các mảng đĩa cảm ứng, các cuộn dây hãm và tác động, nam châm có cực từ bị xẻ rãnh, công tắc rơ le điện thoại, các tác nhân loại cuộn dây điện từ và mạng dịch chuyển pha. 

Chúng được phân loại theo phương pháp đo lường. Một rơle bảo vệ đáp ứng với cường độ của đại lượng điện áp hoặc dòng điện. Rơ le cảm ứng đáp ứng với tích hai đại lượng trong 2 cuộn dây, ví dụ như công suất trong một mạch điện. Tác dụng tương tự thu được bằng một sự cân bằng giữa hai cuộn dây làm việc. Sẽ được bố trí để mang lại các kết quả tương tự.

Nhiều cuộn dây làm việc cung cấp “độ lệch” cho rơ le. Cho phép điều khiển độ nhạy của phản ứng trong một mạch bởi một rơ le khác.

Kết hợp khác nhau của “mô-men làm việc” và “mô-men hãm”  tạo ra trong rơ le.

Bằng cách cần sử dụng một nam châm vĩnh cửu trong mạch từ, rơ le phản ứng với dòng điện theo hướng ngược lại. Như vậy các rơ le phân cực được sử dụng trên các mạch điện một chiều để phát hiện các hỏng hóc. 

Các rơ le được sản xuất theo tiêu chuẩn ổn định kép, cho phép duy trì một tiếp điểm khép mạch. Không có dòng trong cuộn dây và để reset lại cần có dòng điện ngược.

Đối với các mạch AC, mở rộng với cuộn dây phân cực nối với một nguồn điện áp tham chiếu.

Các tiếp điểm trọng lượng nhẹ làm cho các rơ le nhạy hơn, tác động một cách nhanh chóng. Tuy nhiên tiếp điểm nhỏ không thể mang hoặc cắt được dòng điện lớn.

Nếu như nhà máy lắp đặt nhiều rơ le điện cơ, khó để xác định thiết bị nào tạo ra tín hiệu gốc để đưa đi tác động mạch bảo vệ. Thông tin này rất hữu ích giúp cho các nhân viên vận hành xác định được nguyên nhân gây ra các lỗi. Và ngăn chặn các sự cố tương tự xảy ra một lần nữa. Rơle được trang bị với một bộ phận “đích” hay “cờ”. Bộ phận này được nhả ra khi tiếp điểm hoạt động, để hiển thị một dấu hiệu màu đặc biệt khi rơ le tác động.

Lời hết 

Trong bối cảnh ngày càng phát triển và phức tạp của hệ thống điện hiện đại. Rơ le bảo vệ (Protection relay) đã trở thành một phần không thể thiếu để đảm bảo an toàn, ổn định và tin cậy của hệ thống. 

Các rơ le bảo vệ được sử dụng phổ biến từ các hệ thống truyền tải lớn đến các mạng phân phối nhỏ. Từ ngành công nghiệp đến ngành dịch vụ, từ các nhà máy sản xuất đến các tòa nhà thương mại và cả các hệ thống năng lượng tái tạo. 

Với vai trò quan trọng và không thể thay thế của mình, rơ le bảo vệ không chỉ là một thiết bị điện tử mà còn là người bảo vệ cuối cùng cho hệ thống điện, đóng góp tích cực vào việc xây dựng một môi trường điện an toàn, ổn định và bền vững.

Hy vọng với bài viết này của ATSCADA Lab sẽ giúp bạn đọc hiểu được Rơ le bảo vệ (Protection relay) là gì? Cũng như các thông tin xung quanh của bộ thiết bị này. Và đừng quên theo dõi và truy cập website của atscada.net để cập nhập tin tức hay mỗi ngày bạn nhé!

ATSCADA - Cung cấp phần mềm ATSCADA - Hệ thống điều khiển giám sát & thu thập dữ liệu là sự lựa chọn phù hợp cho các dự án tích hợp hệ thống, IoT, dự án thành phố thông minh, nông nghiệp 4.0...Được khách hàng tin dùng tại Việt Nam.