Nguyên lý của rơle giám sát mạch cắt – Rơ le 74

Trên thị trường có rất nhiều hãng sản xuất rơ le giám sát mạch cắt nổi tiếng như Siemens, Arteche. Trong bài viết này chúng ta sẽ đi tìm hiểu chức năng và nguyên lý của rơ le giám sát mạch cắt 7PA30 của hãng Siemens.

Rơ le 7PA30 được thiết kế để giám sát mạch cắt cho máy cắt. Mạch cắt được giám sát từ cực dương nguồn bảo vệ đến cực âm nguồn trong cả 2 trường hợp máy cắt đóng hoặc cắt.

1. Các tính năng của rơ le:

– Rơ le 7PA30 thực hiện giám sát nguồn cung cấp cho mạch cắt luôn ở trạng thái tốt tức là giám sát cầu chì hoặc áp-to-mat bảo vệ nguồn cắt của máy cắt. Nó sẽ đưa ra cảnh báo nếu điện áp nguồn cắt bị giảm thấp hoặc bị mất.

Khi máy cắt ở trạng thái đóng hoặc cắt, rơ le 7PA30 thực hiện việc giám sát:

– Dây nối mạch cắt.

– Cuộn cắt của máy cắt.

– Tiếp điểm phụ của máy cắt (52a và 52b) (xem sơ đồ nối dây bên dưới).

Việc giám sát được thực hiện bằng cách đưa một dòng điện nhỏ chạy qua rơ le 7PA30 được nối tiếp với cuộn cắt của máy cắt. Dòng điện chạy qua mạch giám sát này thông thường nhỏ hơn 1,4mA. Do đó mà rơ le 7PA30 tiêu thụ một lượng công suất rất nhỏ (nhỏ hơn 4,5W). Tuy nhiên chúng ta không cần phải mắc thêm điện trở hạn chế bởi vì trong rơ le 7PA30 đã được thiết kế sẵn các điện trở hạn chế rồi.

Tín hiệu cảnh báo mạch cắt bị hư hỏng: 

– Phải tương thích với thời gian làm việc của lệnh cắt máy cắt. Thời gian làm việc của máy cắt (thời gian cắt) phải nhỏ hơn 150ms, nếu không rơ le sẽ tác động nhầm và cảnh báo mạch cắt bị hư hỏng khi rơ le bảo vệ tác động.

Việc hoạt động của rơ le thông qua:

– Một đèn LED màu xanh lá cây.

– Hai tiếp điểm thay đổi trạng thái điện áp.

Cả 2: đèn LED và các tiếp điểm được mắc nối tiếp với nhau nên sự vận hành là hòan tòan tương thích với nhau.

– Trong chế độ vận hành bình thường, 7PA30 không thể đưa ra một lệnh cắt không mong muốn bởi vì trở kháng của mạch giám sát tương đối cao. Để tránh ngắn mạch xảy ra trong rơ le (và qua đó sẽ có thể đưa ra lệnh cắt không mong muốn) thì trong rơle đã được tích hợp sẵn chức năng tự hở mạch khi có sự cố xảy ra.

Rơ le 7PA30 cho phép nối với tiếp điểm đi cắt của rơ le bảo vệ: Tiếp điểm đi cắt từ rơ le Lock-out.

2. Sơ đồ chức năng của 7PA30:

Sơ đồ nối dây dưới đây thể hiện một mạch cắt hoàn chỉnh từ nguồn cắt đến cuộn cắt của máy cắt.

Các tiếp điểm trong sơ đồ trên không thể hiện nguồn cung cấp phụ.

3. Nguyên lý làm việc:

Đèn LED sáng và cả 2 tiếp điểm 5-9 và 6-10 ở trạng thái đóng khi mạch cắt tốt. Sự giám sát được thực hiện trong 4 điều kiện như sau:

Giám sát khi máy cắt đang đóng:

– Mạch cắt được giám sát từ dương nguồn qua cầu chì, qua K1, qua tiếp điểm thường mở và cuộn cắt. K2 không có điện do tiếp điểm thường đóng của máy cắt đang mở.

Mạch liền theo đường vẽ màu đỏ.

Những trường hợp sau đây có thể xảy ra:

– Nếu nguồn cắt bị giảm thấp thì bộ phận giám sát (phần có K4) sẽ làm việc, do điện áp thấp nên tiếp điểm K4-1 mở ra, K6 mất điện và sau 150ms thì K3 mất điện khiến K3-1 và K3-2 tiếp sang 6-14 và 5-13, rơ le phát tín hiệu cảnh báo. Tương tự nếu mất áp nguồn cắt thì bộ phận giám sát (phần có K5) sẽ làm việc và rơ le phát tín hiệu cảnh báo.

– Trong trường hợp bị hở mạch trong mạch giám sát thì K1 mất điện, K1-1 hở khiến K6 và K3 (sau 150ms) mất điện, rơ le cũng đưa ra cảnh báo. K2 không có điện do tiếp điểm thường đóng của máy cắt đang mở.

Giám sát trong trường hợp bảo vệ tác động cắt máy cắt:

– Trong trường hợp này, tiếp điểm của rơ le bảo vệ và 52a đóng, do đó K1 và K2 mất điện. Thời gian cắt của máy cắt phải nhỏ hơn 150ms, điều này đảm bảo cho K6 không bị mất nguồn. K6 được cấp nguồn từ con tụ C đấu song song với nó, do đó cad đèn LED và K3 không mất điện. Điều này tránh cho rơ le 7PA30 đưa ra cảnh báo nhầm.

Giám sát trong trường hợp máy cắt ở trạng thái cắt và rơ le ở trạng thái đóng:

Tiếp điểm rơ le đóng nhưng 52b cũng đóng, K1 mất điện nhưng K2 có điện. Mạch giám sát báo bình thường (mạch khép kín thao đường màu đỏ).

Nếu mạch cắt của bảo vệ được đấu qua rơ le Lock-out thì tiếp điểm của nó vẫn đóng cho đến khi nhân viên vận hành nhấn nút Reset.

Giám sát trong trường hợp máy cắt đang ở vị trí cắt:

Trong trường hợp này, tiếp điểm của bảo vệ rơ le và tiếp điểm52a mở nhưng tiếp điểm 52b đóng, K1 và K2 nối tiếp nhau nối với nguồn nên 7PA30 báo trạng thái mạch cắt bình thường.

Bảng trạng thái của 4 trường hợp trên:

LỜI KẾT:

– Những mạch có lắp 2 rơ le giám sát (F74-1 và F74-2) là do máy cắt đó có 2 cuộn cắt nên việc giám sát được thực hiện cho cả 2 cuộn cắt.

– Nguyên lý trình bày trên là khi mạch đấu được thực hiện giám sát 2 trạng thái của máy cắt (đóng và cắt), nếu chỉ thực hiện giám sát 1 trạng thái (thường là trạng thái máy cắt đang đóng) thì khi máy cắt ở trạng thái cắt, chức năng F74 cũng cảnh báo là mạch cắt bị hư hỏng, đây là điều bình thường.

Nội dung chính