Hướng Dẫn Thử Nghiệm Relay Bảo Vệ 50/51, 50N/51N (Bơm Dòng Thứ Cấp)

Nếu máy cắt không khí (ACB) là “người lính” thì Relay bảo vệ chính là “bộ não” ra lệnh. Một sự cố ngắn mạch có thể phá hủy thiết bị trị giá hàng tỷ đồng trong mili giây nếu “bộ não” này ra lệnh sai.

Việc thử nghiệm relay bảo vệ định kỳ là hạng mục kỹ thuật cao, quan trọng nhất trong quy trình bảo trì thí nghiệm điện tổng thể. Bài viết này sẽ giải thích tại sao phải thử và quy trình bơm dòng thứ cấp để kiểm tra các chức năng 50/51 và 50N/51N.

Tại Sao Phải Thử Nghiệm Relay Định Kỳ?

Nhiều kỹ sư vận hành thường gặp tình trạng “relay nhảy không rõ nguyên nhân” (trip vô cớ) hoặc tệ hơn là relay không tác động khi có sự cố. Nguyên nhân thường đến từ 2 yếu tố:

• Thông số bị “Drift” (Trôi): Các linh kiện điện tử (như tụ, điện trở) trong relay kỹ thuật số hoặc cơ cấu cơ khí (trong relay cơ) bị lão hóa theo thời gian, làm cho giá trị cài đặt bị sai lệch (ví dụ: cài 100A nhưng 90A đã nhảy).
• Cài đặt sai: Thông số cài đặt (setting) không còn phù hợp với phụ tải thực tế (do lắp thêm máy) hoặc sai ngay từ khâu thiết kế, dẫn đến bảo vệ nhầm.

Mục đích: Cách thử nghiệm relay 50/51 bằng bơm dòng thử relay (thứ cấp) là để kiểm tra độc lập “bộ não”. Chúng ta giả lập các tín hiệu dòng điện sự cố và kiểm tra xem relay có ra quyết định (gửi tín hiệu TRIP) chính xác về MẶT GIÁ TRỊ (Ampe) và THỜI GIAN (giây) hay không.

Giải Mã Các Chức Năng Bảo Vệ (50/51, 50N/51N)

Theo tiêu chuẩn ANSI, các mã số này định nghĩa chức năng bảo vệ:

• Chức năng 51 (Quá dòng có thời gian): Bảo vệ Quá tải (Overload). Khi dòng điện vượt ngưỡng cài đặt (ví dụ: 1.1 lần dòng định mức), relay sẽ chờ một khoảng thời gian (theo đặc tuyến) rồi mới gửi tín hiệu cắt.
• Chức năng 50 (Quá dòng cắt nhanh): Bảo vệ Ngắn mạch (Short-circuit). Khi dòng điện tăng vọt (ví dụ: 10 lần dòng định mức), relay sẽ ra lệnh cắt NGAY LẬP TỨC (thường < 50ms) để cứu thiết bị.
• 51N & 50N (Quá dòng chạm đất): Tương tự như trên, nhưng là chức năng bảo vệ cho dòng điện rò rỉ xuống đất (Chạm đất).

Chuẩn Bị Trước Khi Thử Nghiệm (An Toàn & Dữ Liệu)

An Toàn Kỹ Thuật (Bắt buộc)

📞

Hotline tư vấn 0968.27.11.99

Ms. Thanh Tâm

Chuyên Viên tư vấn & báo giá

⚡ Phản hồi trong 5 phút

Chat ngay qua Zalo Official

Dù là bơm dòng thứ cấp (dòng điện nhỏ, điện áp thấp) và không cần cắt điện toàn trạm, nhưng kỹ sư vẫn đang làm việc trong tủ điện có điện áp nguy hiểm.

1. Cô lập mạch TRIP: Ngắt aptomat (MCB) cấp nguồn điều khiển cho relay. Quan trọng nhất là cô lập (ngắt kết nối) dây tín hiệu TRIP từ relay đến cuộn cắt (Trip Coil) của máy cắt (ACB/VCB). Nếu không, việc thử nghiệm có thể làm nhảy máy cắt thật, gây dừng sản xuất.
2. Short (Nối tắt) CT: Đây là bước SỐNG CÒN. Trước khi tháo dây tín hiệu dòng điện từ Biến dòng (CT) vào relay, phải dùng “cầu đấu short” (CT shorting block) để nối tắt mạch thứ cấp của CT. Cảnh báo: Hở mạch thứ cấp CT khi đang có tải có thể gây nổ CT do điện áp tăng vọt lên hàng ngàn Volt.

Thiết Bị & Tài Liệu

• Thiết bị thử relay (Relay Test Kit): Các bộ hợp bộ chuyên dụng như Omicron, SMRT, Fluke… có khả năng phát dòng/áp chính xác.
• Bảng Cài Đặt (Setting Sheet): Quan trọng nhất. Đây là tài liệu thiết kế, ghi rõ:
  • Tỷ số Biến dòng (CT Ratio): Ví dụ 1000/5A.
  • Dòng Pickup (I>): Dòng điện cài đặt để relay bắt đầu tính giờ (ví dụ 5A).
  • TMS (Time Multiplier Setting): Hệ số nhân thời gian (ví dụ 0.1).
  • Loại Đặc Tuyến (Curve): Ví dụ “Normal Inverse (NI)”, “Very Inverse (VI)”…
  • Dòng Cắt Nhanh (I>>): Dòng ngắn mạch (ví dụ 50A).

Quy Trình 4 Bước Bơm Dòng Thử Relay (50/51)

BƯỚC 1: Kết Nối Thiết Bị

Sau khi đã thực hiện Bước 3.1 (An toàn), kỹ sư kết nối các đầu bơm dòng (Current output) của máy thử (Omicron) vào các cọc nhận tín hiệu CT (S1, S2) trên relay. Kết nối các tiếp điểm đo thời gian (Binary input) của máy thử vào các tiếp điểm TRIP của relay.

BƯỚC 2: Thử Nghiệm Dòng Khởi Động (Pickup Test – Chức năng 51)

Mục đích: Kiểm tra độ nhạy của relay. Relay có “thấy” sự cố đúng như cài đặt không?

• Cách làm: Giả sử dòng Pickup cài đặt là 5A. Kỹ sư sẽ cho máy thử “bơm” (ramp) dòng điện tăng từ từ (ví dụ 4.5A… 4.6A…).
• Kết quả: Relay phải “Pickup” (đèn báo sáng, tiếp điểm tác động) tại đúng giá trị 5A (sai số cho phép thường là ±5%). Nếu 4.5A đã pickup (quá nhạy, gây nhảy nhầm) hoặc 5.5A mới pickup (kém nhạy, bảo vệ chậm), relay đã bị “drift”.

BƯỚC 3: Thử Nghiệm Đặc Tuyến Thời Gian (Time Curve Test – Chức năng 51)

Mục đích: Kiểm tra đặc tuyến thời gian. Relay có chờ đúng thời gian không? (Nặng thì cắt nhanh, nhẹ thì cắt chậm).

• Cách làm: Dựa trên đặc tuyến (ví dụ: Normal Inverse) và TMS, kỹ sư sẽ tính toán thời gian cắt lý thuyết ở các bội số dòng điện khác nhau.
• Ví dụ, với Pickup = 5A, TMS = 0.1:
  • Bơm dòng 3x Pickup (15A) -> Máy thử đo thời gian TRIP. (Lý thuyết ví dụ: 3.01s).
  • Bơm dòng 10x Pickup (50A) -> Máy thử đo thời gian TRIP. (Lý thuyết ví dụ: 0.86s).
• Kết quả: Thời gian đo thực tế phải khớp với thời gian lý thuyết (sai số ±7%). Nếu thời gian quá nhanh/chậm, relay đang bảo vệ sai.

BƯỚC 4: Thử Nghiệm Cắt Nhanh (Instantaneous Test – Chức năng 50)

Mục đích: Kiểm tra phản xạ bảo vệ Ngắn mạch. Relay có cắt NGAY LẬP TỨC không?

• Cách làm: Giả sử dòng cắt nhanh (I>>) cài đặt là 50A. Kỹ sư sẽ bơm một dòng lớn (ví dụ 55A, 60A).
• Kết quả: Relay phải tác động TRIP tức thời, không theo đặc tuyến thời gian. Thời gian cắt thực tế phải < 50 mili giây (ms).

*Toàn bộ quy trình 4 bước trên được lặp lại cho các chức năng Chạm đất (50N, 51N) với các thông số cài đặt tương ứng.

Kết Luận: Tại Sao Cần Đơn Vị Thí Nghiệm Chuyên Nghiệp?

Như bạn thấy, cách thử nghiệm relay 50/51 không chỉ là “bấm nút”. Nó đòi hỏi 3 yếu tố:

1. Thiết bị đắt tiền: Một bộ Relay Test Kit (Omicron, SMRT) có giá trị hàng trăm triệu đến hàng tỷ đồng và phải được hiệu chuẩn hàng năm.
2. Kỹ sư chuyên sâu: Phải đọc hiểu bản vẽ, phân tích được “Setting Sheet” và đặc tuyến.
3. An toàn tuyệt đối: Thao tác sai (quên short CT) có thể gây nổ thiết bị và nguy hiểm tính mạng.