Rơ le bảo vệ mất pha: Nguyên lý, Sơ đồ và Các loại Phổ biến

Rơ le bảo vệ mất pha là thiết bị điện tử dùng để giám sát nguồn điện 3 pha. Chức năng chính của nó là phát hiện ngay lập tức các sự cố như mất một pha, sụt áp, quá áp, hoặc sai thứ tự pha. Khi phát hiện lỗi, rơ le sẽ thay đổi trạng thái tiếp điểm (thường là mở một tiếp điểm đang đóng) để ngắt mạch điều khiển (như cuộn hút contactor), từ đó ngắt nguồn cấp cho thiết bị (như động cơ 3 pha) và bảo vệ chúng khỏi hư hỏng nghiêm trọng.

Tại sao phải bảo vệ mất pha?

Trong hệ thống điện 3 pha, đặc biệt là khi sử dụng motor (động cơ) 3 pha, sự cố mất pha là cực kỳ nghiêm trọng. Nó có thể gây ra hư hỏng rất lớn cho máy móc và thiết bị, phổ biến nhất là cháy động cơ do cường độ dòng điện ở các pha còn lại tăng vọt.

Do đó, cần thiết phải có biện pháp bảo vệ. Giải pháp phổ biến và hiệu quả nhất là ngắt nguồn cấp điện để dừng thiết bị ngay lập tức khi phát hiện mất pha.

Nguyên lý và Sơ đồ mạch điện bảo vệ mất pha

Nguyên lý hoạt động

Để bảo vệ mất pha, cần sử dụng rơ le bảo vệ mất pha kết hợp với các thiết bị đóng cắt (như Contactor).

1. Rơ le bảo vệ mất pha (Thiết bị giám sát): Đây là thiết bị trung tâm, có chức năng giám sát liên tục điện áp 3 pha.
2. Phát hiện lỗi: Khi xảy ra sự cố (mất pha, sụt áp, quá áp…), rơ le sẽ phát hiện và cảnh báo bằng cách tác động vào tiếp điểm của nó (thường là một tiếp điểm thường đóng NC sẽ hở ra).
3. Tác động ngắt mạch (Thiết bị thực thi):
   • Bản thân rơ le bảo vệ mất pha không trực tiếp ngắt nguồn điện động lực. Nó chỉ có chức năng giám sát và cảnh báo qua tiếp điểm.
   • Tiếp điểm này được sử dụng để ngắt mạch điều khiển của thiết bị đóng cắt chính như Contactor (Khởi động từ), Aptomat (MCCB) hoặc Máy cắt không khí (ACB).
   • Khi cuộn hút của Contactor bị ngắt điện (do tiếp điểm rơ le hở ra), Contactor sẽ nhả, làm ngắt nguồn điện 3 pha cấp vào thiết bị.

Sơ đồ mạch điện cơ bản

Giải thích sơ đồ:

• Đầu vào: Điện áp 3 pha (L1, L2, L3) được cấp vào các cọc tương ứng trên Rơ le bảo vệ mất pha để rơ le giám sát.
• Mạch điều khiển: Tiếp điểm thường đóng (NC) của rơ le được đấu nối tiếp với mạch cấp nguồn cho cuộn hút của Contactor (cọc A1-A2).
• Hoạt động bình thường: Khi điện áp 3 pha ổn định, tiếp điểm NC của rơ le ở trạng thái đóng. Nguồn điều khiển đi qua tiếp điểm này, cấp điện cho cuộn hút, Contactor hút lại, cấp điện 3 pha cho động cơ hoạt động.
• Khi xảy ra sự cố (mất pha): Rơ le phát hiện lỗi, tiếp điểm NC lập tức hở ra. Mạch điều khiển bị ngắt, cuộn hút Contactor mất điện, Contactor nhả ra, ngắt hoàn toàn nguồn điện 3 pha cấp vào động cơ.

Vị trí lắp đặt và Ứng dụng

Rơ le bảo vệ mất pha thường được lắp đặt bên trong các tủ điện điều khiển động cơ hoặc tủ phân phối. Chúng là một thành phần quan trọng trong các hệ thống điện hạ thế công nghiệp và tòa nhà, nơi các động cơ 3 pha được sử dụng rộng rãi cho thang máy, máy bơm, quạt thông gió, và dây chuyền sản xuất.

Một số rơ le bảo vệ mất pha thông dụng

Đa số các rơ le bảo vệ mất pha hiện đại đều tích hợp nhiều tính năng bảo vệ trong một thiết bị, bao gồm: mất pha, thấp áp, quá áp, mất cân bằng pha, và thứ tự pha.

Rơ le bảo vệ mất pha Schneider Electric

• RM22TR33: Bảo vệ mất pha, thấp áp, quá áp. Cho phép điều chỉnh được ngưỡng điện áp và thời gian tác động.
• RM22TR31: Tương tự RM22TR33, bảo vệ mất pha, thấp áp, quá áp, có điều chỉnh.
• RM22TG20: Bảo vệ mất pha, thấp áp, quá áp. Không điều chỉnh được ngưỡng điện áp và thời gian tác động (ngưỡng cố định).
• PMR-440N7: Bảo vệ mất pha, mất cân bằng pha, ngược pha, thứ tự pha. Cho phép điều chỉnh thông số cài đặt.

Rơ le bảo vệ mất pha Selec

• 900VPR-2-280/520V: Bảo vệ toàn diện (thấp/quá áp, thấp/quá tần số, mất cân bằng pha, thứ tự pha, mất pha).
• VPRD2M-BL: Bảo vệ thấp áp, quá áp, mất cân bằng pha, thứ tự pha, mất pha.
• VPRA2M: Bảo vệ thấp áp, quá áp, ngược pha, mất pha, mất cân bằng pha.
• 600VPR-310/520: Bảo vệ quá áp, thấp áp, ngược pha, mất pha.
• 600PSR-280/520: Chuyên bảo vệ ngược pha, mất pha.

Rơ le bảo vệ mất pha Mikro

• MX100-400V: Bảo vệ mất pha, ngược pha.
• MX200A-380V: Bảo vệ quá áp, thấp áp, mất pha.
• MX210-415V: Bảo vệ quá áp, thấp áp, mất pha, thứ tự pha.
• MU350-415V / MU250-415V: Bảo vệ quá áp, thấp áp, mất pha, cân bằng pha, thứ tự pha.

Giải pháp Giám sát và Bảo trì Nâng cao

Việc lắp đặt rơ le bảo vệ mất pha là bước cơ bản để bảo vệ thiết bị. Tuy nhiên, trong các hệ thống quan trọng, việc giám sát chủ động là vô cùng cần thiết.

Để ngăn ngừa sự cố thay vì chỉ phản ứng với nó, các doanh nghiệp nên xem xét các giải pháp giám sát động cơ chuyên sâu. Các hệ thống này có thể phân tích các thông số vận hành và cảnh báo sớm các dấu hiệu hư hỏng.

Việc này, kết hợp với dịch vụ bảo trì hệ thống điện định kỳ, sẽ đảm bảo an toàn, giảm thiểu thời gian dừng máy và tối ưu hóa tuổi thọ của thiết bị.