Where and are the two fluxes and is the phase angle between the fluxes
Những kết luận quan trọng sau đây có thể được rút ra từ phương trình trên.
- Cần phải có hai luân phiên luân chuyển với sự dịch chuyển pha để tạo mô-men xoắn.
- Mô men xoắn cực đại được tạo ra khi hai luồng xoay chiều cách nhau 90 độ.
- Kế quả mômen là ổn định và không phải là một chức năng của thời gian.
Khi dòng điện đầu vào vượt quá giới hạn dòng, đĩa quay, tiếp điểm di chuyển sang trái và chạm tới tiếp điểm cố định. Quy mô phía trên tấm cho biết thời gian trễ.
Cuộn dây chính của rơle được cung cấp từ máy biến áp dòng của hệ thống điện thông qua cầu cắm, được gọi là bộ nhân lập trình cắm (PSM). Thường thì có bảy khoảng cách đều nhau hoặc các dải hoạt động xác định độ nhạy của rơ le. Cuộn dây chính được đặt trên điện cực trên. Cuộn dây thứ cấp có các đầu nối trên nam châm trên được nạp năng lượng từ cuộn dây chính và nối với nam châm thấp hơn. Một khi các nam châm điện trên và dưới được kích hoạt, chúng tạo ra dòng xoáy trên đĩa kim loại và chạy qua các đường dẫn thông lượng. Mối quan hệ giữa dòng xoáy và dòng chạy này tạo ra momen xoắn tỷ lệ với dòng điện đầu vào của cuộn sơ cấp, do hai đường dẫn thổi ra khỏi pha bằng 90 °.
Trong tình trạng quá dòng, một giá trị của dòng sẽ vượt qua áp suất lò xo điều khiển trên trục chính và nam châm phanh, làm cho đĩa kim loại xoay theo hướng tiếp xúc cố định. Sự chuyển động ban đầu của đĩa cũng được giữ lại với một giá trị dương cực trị của dòng điện bởi các khe nhỏ thường được cắt vào mặt đĩa. Thời gian quay để làm cho các điểm tiếp xúc không chỉ phụ thuộc vào dòng mà còn vị trí backstop trục chính, được gọi là hệ số thời gian (tm). Hệ số thời gian được chia thành 10 đơn vị tuyến tính của thời gian xoay tròn đầy đủ.
Với việc cung cấp relay không có bụi bẩn, đĩa kim loại và trục chính với tiếp xúc của nó sẽ đạt được tiếp xúc cố định, do đó gửi một tín hiệu để trip và cô lập các mạch, trong thời gian thiết kế của nó và các thông số kỹ thuật dòng. Dòng điện giảm của rơ le nhỏ hơn nhiều so với giá trị vận hành, và một lần đạt đến rơ le sẽ được thiết lập lại bằng chuyển động ngược bởi áp suất của lò xo điều khiển được điều chỉnh bởi nam châm phanh.
Việc sử dụng các bộ khuếch đại điện tử cho rơle bảo vệ được mô tả vào đầu năm 1928, sử dụng các bộ khuếch đại ống chân không và tiếp tục đến năm 1956. Các thiết bị sử dụng ống điện tử đã được nghiên cứu nhưng không bao giờ được áp dụng như các sản phẩm thương mại vì những hạn chế của bộ khuếch đại ống chân không. Cần phải có một dòng điện dự phòng tương đối lớn để duy trì nhiệt độ sợi filament; điện áp cao bất tiện là cần thiết cho các mạch, và các bộ khuếch đại ống chân không gặp khó khăn với hoạt động không chính xác do nhiễu loạn tiếng ồn.
Rơ le tĩnh không có hoặc ít bộ phận chuyển động, và trở nên thực tế hơn với sự ra đời của bóng bán dẫn. Các thành phần đo của các rơle tĩnh đã được built up thành công và mang tính kinh tế hơn từ điốt, điốt zener, điốt avalanche, các bóng bán dẫn unijunction, bóng bán dẫn lưỡng cực p-n-p và n-p-n, bóng bán dẫn hiệu ứng trường hoặc các kết hợp của chúng. Rơ le tĩnh cung cấp lợi thế về độ nhạy cao hơn các rơ le cơ điện thuần túy, bởi vì điện để hoạt động các tiếp điểm đầu ra có nguồn gốc từ nguồn cung riêng, chứ không phải từ các mạch tín hiệu. Rơ le tĩnh loại bỏ hoặc giảm bounce tiếp xúc, và có thể cung cấp hoạt động nhanh, tuổi thọ cao và bảo trì thấp.
Rơle bảo vệ kỹ thuật số đã ở giai đoạn thơ ấu vào cuối những năm 1960. Một hệ thống bảo vệ kỹ thuật số thử nghiệm đã được thử nghiệm trong phòng thí nghiệm và trong lĩnh vực này vào đầu những năm 1970. Không giống như các rơle đã đề cập ở trên, rơle bảo vệ kỹ thuật số có hai phần chính: phần cứng và phần mềm. Rơle bảo vệ kỹ thuật số đầu tiên trên thế giới đã được giới thiệu cho ngành công nghiệp điện vào năm 1984. Mặc dù sự phát triển của các thuật toán phức tạp để thực hiện các chức năng bảo vệ, các rơ le dựa trên bộ vi xử lý bán vào những năm 1980 đã không kết hợp chúng. Rơle bảo vệ kỹ thuật số dựa trên bộ vi xử lý có thể thay thế các chức năng của nhiều thiết bị cơ điện rời rạc. Các rơle này chuyển điện áp và dòng điện thành dạng số và xử lý các phép đo kết quả sử dụng bộ vi xử lý. Rơle kỹ thuật số có thể mô phỏng các chức năng của nhiều rơle điện cơ rời rạc trong một thiết bị, đơn giản hóa thiết kế và bảo trì bảo vệ. Mỗi relay số có thể chạy các thói quen tự kiểm tra để xác nhận sự sẵn sàng và báo động nếu phát hiện có lỗi. Rơle kỹ thuật số cũng có thể cung cấp các chức năng như giao tiếp truyền thông (SCADA), giám sát đầu vào tiếp xúc, đo sáng, phân tích dạng sóng, và các tính năng hữu ích khác. Rơle số có thể, ví dụ, lưu trữ nhiều bộ tham số bảo vệ, cho phép thay đổi hành vi của rơle trong quá trình bảo dưỡng thiết bị đính kèm. Rơ le số cũng có thể cung cấp các chiến lược bảo vệ không thể thực hiện với các rơle điện cơ. Điều này đặc biệt quan trọng đối với các mạch điện cao thế xa hoặc các mạch đa đầu cuối hoặc trong các đường dây có tính chu kỳ hoặc bù chênh. Chúng cũng mang lại lợi ích khi tự kiểm tra và truyền thông tới các hệ thống điều khiển giám sát.
Sự khác biệt giữa relay bảo vệ bằng số và kỹ thuật số dựa trên các điểm chi tiết kỹ thuật tốt và hiếm khi được tìm thấy ở các khu vực khác ngoài bảo vệ: Ch 7, trang 102. Các rơle số là sản phẩm của những tiến bộ trong công nghệ từ các rơ le kỹ thuật số. Nói chung, có một số loại rơle bảo vệ số khác nhau. Tuy nhiên, mỗi loại lại chia sẻ cấu trúc tương tự, do đó cho phép các nhà thiết kế xây dựng một giải pháp toàn bộ hệ thống dựa trên một số lượng nhỏ linh kiện linh hoạt. Họ sử dụng bộ xử lý tốc độ cao thực hiện các thuật toán thích hợp. Hầu hết các rơle số cũng đa chức năng và có nhiều nhóm thiết lập thường xuyên với hàng chục hoặc hàng trăm cài đặt.
Relay Characteristic | IEC Equation |
---|---|
Standard Inverse (SI) | |
Very Inverse | |
Extremely Inverse (EI) | |
Long time standard earth fault |
Relay Characteristic | IEEE Equation |
---|---|
IEEE Moderately Inverse | |
IEE Very Inverse (VI) | |
Extremely Inverse (EI) | |
US CO8 inverse | |
US CO2 Short Time inverse |
Ir = là tỷ số dòng điện lỗi của thiết lập chuyển tiếp (relaying) dòng hoặc một Bộ Thiết lập Cân Bằng. "Plug" là một tài liệu tham khảo thuộc phạm vi relay cơ điện và có sẵn trong các bước rời rạc. TD là cài đặt thời gian quay số.
Các kết quả phương trình trên trong một "nhóm" của các đường cong như là một kết quả của việc sử dụng thiết lập khác nhau cài đặt nhân số thời gian (TMS). Rõ ràng từ các phương trình đặc tính chuyển tiếp rằng một TMS lớn sẽ cho kết quả thời gian giải phóng chậm hơn cho một giá trị PMS (Ir) nhất định.
Khoảng cách chuyển tiếp khác nhau về nguyên tắc từ các hình thức bảo vệ khác do hiệu suất của chúng không bị chi phối bởi cường độ của dòng điện hoặc điện áp trong mạch bảo vệ mà là về tỷ lệ của hai số lượng này. Các rơ le khoảng cách thực sự kích hoạt gấp đôi số lượng rơ le với một cuộn dây được cấp nguồn bởi điện áp và cuộn dây khác theo dòng điện. Các yếu tố dòng sản xuất một tích cực hoặc chọn mô-men xoắn trong khi các yếu tố điện áp sản xuất một tiêu cực hoặc thiết lập lại mô-men xoắn. Rơ le chỉ hoạt động khi tỷ số V / I nằm dưới một giá trị đã xác định trước (hoặc giá trị đặt). Trong một lỗi trên đường dây truyền, dòng lỗi tăng lên và điện áp tại điểm lỗi giảm. Tỷ lệ V / I được đo tại vị trí của CT và PT. Điện áp tại vị trí PT phụ thuộc vào khoảng cách giữa PT và lỗi. Nếu điện áp đo được nhỏ hơn, có nghĩa là lỗi gần hơn và ngược lại. Do đó bảo vệ được gọi là relay khoảng cách. Tải trọng chảy qua đường dây xuất hiện như một trở kháng cho tiếp sức và tải trọng đủ (như trở kháng tỷ lệ nghịch với tải) có thể dẫn đến một chuyến đi của relay ngay cả khi không có lỗi.
Một lược đồ sai biệt tác động đến sự khác biệt giữa dòng vào một khu vực được bảo vệ (có thể là thanh dẫn, máy phát, máy biến áp hoặc các thiết bị khác) và dòng điện rời khỏi khu vực đó. Một lỗi bên ngoài khu vực cung cấp cho cùng một lỗi dòng vào và ra của khu vực, nhưng lỗi trong vùng hiển thị như là một sự khác biệt trong dòng.
"Sự bảo vệ sai lệch được lựa chọn 100% và do đó chỉ đáp ứng các lỗi trong khu vực được bảo vệ của nó. Ranh giới của khu vực được bảo vệ được xác định duy nhất bởi vị trí của máy biến áp dòng. mà không có sự chậm trễ bổ sung vì vậy bảo vệ vi sai là phù hợp để bảo vệ chính nhanh cho tất cả các danh mục quan trọng của nhà máy.
Bảo vệ vi sai có thể được sử dụng để bảo vệ khu vực có nhiều đầu cuối và có thể được sử dụng để bảo vệ dây chuyền, máy phát, động cơ, máy biến áp và các nhà máy điện khác.
Các máy biến dòng trong một sơ đồ phân biệt phải được lựa chọn để có phản ứng gần như giống hệt với dòng điện quá mức. Nếu một kết quả "qua lỗi" dẫn đến một máy biến dòng bão hoà trước cái khác, sự bảo vệ phân khu sẽ thấy dòng điện hoạt động sai và có thể sai lệch.
Bộ phận ngắt mạch GFCI (mạch ngắt mạch đất) kết hợp bảo vệ quá dòng và bảo vệ sai biệt (không điều chỉnh được) trong các mô đun tiêu chuẩn, thường có sẵn.
Một relay định hướng sử dụng một nguồn phân cực bổ sung của điện áp hoặc dòng điện để xác định hướng của một lỗi. Các yếu tố hướng ảnh hưởng đến sự dịch chuyển pha giữa số lượng phân cực và số lượng vận hành. Lỗi có thể được đặt ở thượng nguồn hoặc hạ lưu vị trí của relay, cho phép các thiết bị bảo vệ thích hợp được vận hành bên trong hoặc bên ngoài khu vực bảo vệ.
Một relay kiểm tra đồng bộ cung cấp một tiếp xúc đóng khi tần số và giai đoạn của hai nguồn tương tự như trong một số biên chấp nhận. Một relay "kiểm tra đồng bộ" thường được áp dụng khi hai hệ thống điện được kết nối với nhau, chẳng hạn như tại một switchyard kết nối hai lưới điện, hoặc tại một mạch cắt của máy phát để đảm bảo máy phát được đồng bộ với hệ thống trước khi kết nối nó.
Các rơle cũng có thể được phân loại theo loại nguồn điện mà họ sử dụng để làm việc.
- Các rơle tự hành hoạt động dựa trên năng lượng có nguồn gốc từ mạch bảo vệ, ví dụ như thông qua các máy biến dòng dùng để đo dòng của dòng điện. Điều này giúp loại bỏ chi phí và độ tin cậy của một nguồn cung cấp riêng biệt.
- Rơ le phụ trợ phụ thuộc vào một pin hoặc nguồn cung cấp ac bên ngoài. Một số rơle có thể sử dụng AC hoặc DC. Nguồn cung cấp phụ trợ phải có độ tin cậy cao trong thời gian lỗi hệ thống.
- Các rơle điện có thể cung cấp nguồn điện phụ trợ, vì vậy tất cả các ắc quy, bộ sạc và các yếu tố bên ngoài khác đều được làm dự phòng và được sử dụng làm bản sao lưu.
(Nguyễn Thảo Trường - DienElectric.Com theo Wikipedia)