Tài liệu Tài liệu kỹ thuật công tơ SmartRF-3 pha pdf

4.1 Đo điện năng Công tơ Smart đo các đại lượng sau: - Điện năng hữu công kWh tổng giao, tổng nhận - Điện năng hữu công kWh theo từng biểu giá cả chiều giao và nhận - Điện năng vô công

TỔNG CÔNG TY ĐIỆN LỰC VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC - -

CÔNG TƠ ĐIỆN TỬ BA PHA ĐA CHỨC NĂNG

TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐẲNG ĐIỆN LỰC

SmartRF

1 GIỚI THIỆU CHUNG

Công tơ điện tử 3 pha SmartRF là sản phẩm của Trung tâm nghiên cứu và pháttriển thuộc Trường Đại học Điện lực Công tơ SmartRF cung cấp nhiều tính năngđặc biệt trong việc đo đếm điện năng nhiều biểu giá cho các khách hàng thươngmại, dân dụng và công nghiệp Hiện tại công tơ có các phiên bản sau:

- Công tơ đấu nối trực tiếp

- Công tơ đấu nối qua biến dòng, biến áp hoặc qua biến dòng

- Công tơ đấu nối trực tiếp hoặc công tơ tương thích đa năng đấu nốiqua biến dòng, biến áp cho phép dữ liệu được lấy về từ các công tơ khác

Công tơ SmartRF được thiết kế theo kiểu module, cho phép 1 module vào ra vàmột module truyền thông ghép lại với nhau bên dưới vỏ công tơ

Công tơ SmartRF được lắp ráp trên dây chuyền công nghệ SMD có độ chínhxác, độ bền và tính linh hoạt cao, hoạt động ổn định trong các điều kiện môi trườngkhắc nghiệt

Người sử dụng có thể đọc dữ liệu tại chỗ thông qua màn hình hiển thị LCD, kếtnối với PC qua cổng giao tiếp RS232 hoặc đọc từ xa thông qua mạng GSM,CDMA bằng tin nhắn SMS, GPRS, kết nối bằng quay số cũng như sử dụng máytính cầm tay có gắn module RF

Bằng việc tích hợp các tính năng đặc biệt mà các công tơ thông thườngkhông thể có, SmartRF cho phép người quản lý có thể theo dõi, giám sát mức tiêuthụ điện năng, đọc chỉ số từ xa, điều khiển thiết bị ngoại vi một cách dễ dàng vàtiện lợi

Phần mềm lập trình và quản lý của công tơ được cài đặt trên hệ điều hànhWindows với giao diện thân thiện, đầy đủ các chức năng như: quản lý công tơ, lậpcác báo cáo, form mẫu, in ấn hoá đơn, đọc chỉ số từ xa, gửi tin nhắn SMS, kết nốiGPRS… rất tiện và dễ dàng cho người sử dụng

Công tơ được bảo vệ bởi 3 mức mật khẩu, dữ liệu trên đường truyền được

mã hoá theo một thuật toán đặc biệt đảm bảo độ tin cậy và an toàn cao

5 Dòng điện cực đại (Imax) 3x20A

10 Khả năng chịu điện áp xung 12kV 1.2/50μs 500

11 Công suất tiêu thụ: (1) Mạch điện áp

(2) Mạch dòng điện

 0.2W

 0.2VA

12 Dòng điện khởi động nhỏ nhất 0.1%Ib

(1) Dải nhiệt độ làm việc công tơ

(2) Dải nhiệt độ làm việc của màn

hình

(3) Dải nhiệt độ lưu kho

-25oC  +55oC-100C→ +550C-200C→ +700C

19 Vật liệu: (1) Đế công tơ

(2) Mặt công tơ(3) Cửa sổ mặt công tơ(4) Cực đấu dây

(5) Nắp boóc

PC

PC

PC Đồng PC

20 Số chì niêm phong: (1) Vỏ chính

(2) Năp boóc

22

25 Dung lượng bộ nhớ EEP - ROM 384Kbyte

3 MÔ TẢ VẬT LÝ

Công tơ SmartRF bao gồm các phần sau:

1 Đáy công tơ phía dưới làm bằng nhựa PC nơi để gắn khối thiết bị và boardmạch cính vào Đáy công tơ có 3 điểm vit cố định, một điểm ở trên cùng dùng đểmóc công tơ lên, 2 điểm còn lại phía dưới (bên trái và bên phải) dùng để vít cố địnhcông tơ

2 Mặt công tơ xung quanh làm bằng nhựa PC và ở giữa là cửa sổ làm bằngchất liệu trong suốt để có thể quan sát được màn hình LCD Mặt công tơ được lắpkhít với đề bằng các khe và 2 vít có lỗ để niêm chì Trên mặt công tơ có một phímbấm dùng để điều khiển chế độ hiển thị trên màn hình LCD

3 Một cầu đấu dây bằng nhựa PC cách điện và chịu nhiệt tốt được bắt chặt với

đế công tơ bằng 2 vít

4 Nắp đậy cầu đấu (nắp booc) làm bằng nhựa PC được giữ bằng các khe và 2vít vặn chặt vào cầu đấu công tơ Sơ đồ đấu dây được dán ở phía trong nắp đậy

4 CHỨC NĂNG CƠ BẢN ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN

SmartRF bao gồm nhiều tính năng, có thế kết hợp bất kỳ các tính năng dướiđây để tạo thành một công tơ cung cấp các tính năng cần thiết theo yêu cầu củangười sử dụng Các chức năng của công tơ có thể lập trình được bằng phần mềmchạy trên các máy PC tương thích IBM

4.1 Đo điện năng

Công tơ Smart đo các đại lượng sau:

- Điện năng hữu công kWh tổng giao, tổng nhận

- Điện năng hữu công kWh theo từng biểu giá (cả chiều giao và nhận)

- Điện năng vô công tổng giao, tổng nhận

- Công suất hữu công tức thời của 3 pha (kW)

- Công suất vô công tức thời (kVAr)

- Hệ số cos trung bình, góc pha giữa U, I của 3 pha

- Dòng điện (A) và điện áp (V) của 3 pha

- Tần số

4.2 Thanh ghi năng lượng

Công tơ SmartRF được thiết kế với các thanh ghi điện năng riêng rẽ theo chiềugiao và chiều nhận .

4.2.1 Tổng điện năng hữu công kWh

SmartRF có 2 thanh ghi tổng điện năng hữu công, một cho chiều giao và mộtcho chiều nhận Các thanh ghi điện năng theo chiều giao và chiều nhận không baogiờ tăng đồng thời

Các bộ thanh ghi điện năng hữu công:

- kWh tổng giao

- kWh tổng nhận

4.2.2 Điện năng phản kháng

Smart RF có 4 thanh ghi riêng rẽ cho điện năng của 4 góc phần tư

Các bộ thanh ghi điện năng phản kháng:

- Q1: kVArh giao chậm sau

- Q2: kVArh giao vượt trước

- Q3: kVArh nhận chậm sau

- Q4: kVArh nhận vượt trước

4.2.3 Các thanh ghi do khách hàng định nghĩa

SmartRF có tất cả 3 thanh ghi do khách hàng định nghĩa Đầu vào của cácthanh ghi do khách hàng định nghĩa này là giá trị từ điện năng lấy từ 2 trong các bộthanh ghi ở mục 4.2.1 và 4.2.2

Ví dụ: Thanh ghi định nghĩa 1: Tổng kWh (kWh giao + kWh nhận)

Thanh ghi định nghĩa 2: Tổng giao kVArh (Q1 + Q2)

Thanh ghi định nghĩa 3: Tổng kVArh chậm sau (Q1 + Q3)

4.3 Cấu trúc biểu giá

Công tơ SmartRF có cấu trúc biểu giá rất đa dạng và có thể lựa chọn dựa vàocác đặc điểm sau để tạo ra một cấu trúc biểu giá theo yêu cầu

4.3.1 Thanh ghi biểu giá

SmartRF có tất cả 6 thanh ghi biểu giá được lập trình độc lập nhau Đầu vàocủa các thanh ghi này là giá trị từ bất kỳ thanh ghi nào được chỉ ra trong mục 4.2.Các thanh ghi này sẽ được kích hoạt trong một khoảng thời gian biểu giá tươngứng nào đấy Trong thời gian kích hoạt, các đại lượng cần đo sẽ được tích luỹ vàothanh ghi được chọn Vào một thời điểm có thể có nhiều thanh ghi biểu giá đượckích hoạt cùng một lúc

4.3.2 Mốc thời gian biểu giá

Mốc thời gian biểu giá trong ngày được định nghĩa là những thời điểm trongngày mà các thanh ghi biểu giá chuyển đổi giữa trạng thái kích hoạt và không kíchhoạt Mốc thời gian được định nghĩa bằng giờ và phút với kiểu thời gian là 24h.SmartRF có tới 6 mốc thời gian

4.3.3 Các thanh ghi nhu cầu công suất cực đại

Có 8 bộ thanh ghi nhu cầu công suất cực đại, 4 thanh ghi cho chiều giao và 4thanh ghi cho chiều nhận Ở mỗi chiều giao hoặc nhận, có 3 thanh ghi được lập

trình độc lập gắn với từng biểu giá tương ứng và một thanh ghi cực đại ngày.SmartRF sẽ ghi lại giá trị công suất lớn nhất được lấy mẫu trong một khoảng thờigian đã định (thường là 30 phút) Tại thời điểm kết thúc chu kỳ tính hoá đơn, giá trịcủa bộ công suất cực đại sẽ cộng thêm vào bộ ghi công suất cực đại tích luỹ tươngứng, sau đó bộ ghi công suất cực đại sẽ được đặt lại giá trị 0.

 Thanh ghi cực đại theo chiều giao:

- Pmax ngày giao: Công suất cực đại ngày chiều giao, đơn vị kW

- Pmax B1 giao: Công suất cực đại biểu giá 1 chiều giao, đơn vị kW

- Pmax B2 giao: Công suất cực đại biểu giá 2 chiều giao, đơn vị kW

- Pmax B3 giao: Công suất cực đại biểu giá 3 chiều giao, đơn vị kW

 Thanh ghi cực đại theo chiều nhận:

- Pmax ngày nhận: Công suất cực đại ngày chiều nhận, đơn vị kW

- Pmax B1 nhận: Công suất cực đại biểu giá 1 chiều nhận, đơn vị kW

- Pmax B2 nhận: Công suất cực đại biểu giá 2 chiều giao, đơn vị kW

- Pmax B3 nhận: Công suất cực đại biểu giá 3 chiều nhận, đơn vị kW

4.3.4 Chế độ biểu giá

Người dùng có thể chọn làm việc theo hai biểu giá chính hoặc phụ (mặc định)

đã được lập trình trước trong công tơ

Biểu giá điện kích hoạt trong thời điểm vận hành hiện tại (biểu giá chính):

- Bình thường: 04-18 giờ (biểu giá 1)

- Cao điểm: 18-22 giờ (biểu giá 2)

- Thấp điểm: 22-04 giờ (biểu giá 3)

Biểu giá điện kích hoạt tại thời điểm ấn định trong tương lai (biểu giá phụ):

- Bình thường: 04-09 giờ và 13-17 giờ (biểu giá 1)

- Cao điểm: 09-13 giờ và 17-21 giờ (biểu giá 2)

- Thấp điểm: 21-04 giờ (biểu giá 3)

4.4 Tự động chốt chỉ số

Việc chốt chỉ số được thực hiện bằng một trong 2 cách sau:

- Tự động chốt chỉ số theo thời gian được lập trình sẵn trong công tơ Số lầnchốt và thời gian chốt của mỗi tháng sẽ được lập trình thay đổi tuỳ theo yêu cầucủa người quản lý SmartRF có tối thiểu 48 lần chốt chỉ số/năm Công tơ SmartRF

sẽ lưu trữ thông số của 48 lần chốt chỉ số cho từng biểu giá

- Chốt chỉ số bằng lệnh tin nhắn SMS hoặc GPRS thông qua cổng truyền thông.Định dạng nội dung câu lệnh bằng tin nhắn SMS được định nghĩa sẵn hoặc có thể

được thay đổi tuỳ theo yêu cầu người dùng.

4.5 Biểu đồ phụ tải

Công tơ SmartRF có thể lập trình và ghi nhận biểu đồ phụ tải các đại lượng sau,

dữ liệu lưu trữ tối thiểu 365 ngày cho thời gian tích phân là 30 phút:

- Điện năng hữu công kWh (theo cả chiều giao và nhận )

- Điện năng vô công kVArh (theo chiều giao)

- Điện áp 3 pha

- Công suất tức thời P, Q

- Góc pha, cos của hệ thống 3 pha

Khi bộ nhớ đầy, số liệu mới sẽ được ghi đè lên số liệu cũ nhất

Việc lấy dữ liệu của biểu đồ phụ tải có thể được thực hiện thông qua cổngCOM RS232 hoặc từ xa qua mạng điện thoại di động

Trong trường hợp xảy ra sự cố hư hỏng các bộ phận của công tơ dẫn đến dữliệu không thể lấy về theo những cách thông thường (bằng tin nhắn, GPRS, truyền

về máy tính…) thì các số liệu trong bộ nhớ EPROM sẽ được đọc ra bằng các thiết

bị đọc bên ngoài chuyên dụng của người sản xuất

4.7 Đèn Led phát xung ra dùng cho kiểm định

Các xung đầu ra của hai đèn Led trên bề mặt của công tơ được sử dụng chomục đích kiểm định công tơ Nhãn công tơ được ghi các giá trị của các đầu xung ravới đơn vị là kWh hoặc kWArh Hệ số công suất của công tơ SmartRF là

3600xung/kWh và 3600xung/kVArh với các xung đèn Led có độ rộng là 50ms.Đèn Led hiển thị kWh sẽ nháy tỷ lệ với giá trị tải tác dụng, đèn Led hiển thị kVArh

sẽ nháy tỷ lệ với giá trị tải phản kháng Tốc độ nháy của Led chỉ thể hiện độ lớncủa tải không có sự phân biệt giữa tải theo chiều nhận hoặc chiều giao

4.8 Bảo mật

Công tơ có mật khẩu vào phần mềm và có 3 mức mật khẩu độc lập (mức 1: đọc

dữ liệu trong công tơ; mức 2: cho phép đọc, sửa đổi các thông tin về khách hàng, tỷ

số TI, TU; mức 3: đọc và lập trình công tơ, thay đổi mật khẩu mức 1, 2) Một người

có thể có quyền sử dụng 1 hoặc 2 trong 3 mức mật khẩu và quyền hạn truy cậpđược định ra cho từng mức do người quản lý qui định trước

Người quản lý cả ba mức mật khẩu có thể thay đổi quyền truy cập cho các mứcmật khẩu

5 HIỂN THỊ

Màn hình hiển thị của công tơ của SmartRF là màn hình LCD bằng tiếngViệt không dấu, ma trận điểm với 2 hàng và 32 ký tự Danh mục hiển thị có thể lậptrình được cho phép màn hình hiển thị tới nhiều thông số

5.1 Chế độ hiển thị

SmartRF có 2 chế độ hiển thị khác nhau, đó là chế độ hiển thị tự quay vòng

và chế độ hiển thị từng bước Thời gian làm việc của màn hình ở chế độ tự quayvòng và chế độ từng bước được lập trình theo yêu cầu của người quản lý:

+ Hiển thị tự quay vòng:

Màn hình hiển thị được lập trình để hiển thị quay vòng một số các đại lượng

đo Bình thường công tơ hiển thị ở chế độ này Người sử dụng có thể đặt lại cácthông số hiển thị cho chế độ này nhờ phần mềm trên máy PC

Các thông số chính hiển thị trong chế độ quay vòng:

- Tổng kWh giao

- Tổng kWh nhận

- kWh giao theo từng biểu giá

- kWh nhận theo từng biểu giá

- Tổng kVArh giao

- Tổng kVArh nhận

- kVAr theo 4 góc phần tư

- Ngày giờ hiện tại

+ Hiển thị từng bước:

Bình thường công tơ ở chế độ hiển thị tự quay vòng, muốn chuyển sang chế

độ hiển thị từng bước thì nhấn nhanh phím điều khiển trên bề mặt công tơ Ở chế

độ hiển thị từng bước, người vận hình sẽ chủ động hiển thị quay vòng các thông sốbằng cách nhấn nhanh phím điều khiển Mỗi lần nhấn nhanh phím điều khiển, mànhình sẽ chuyển sang hiển thị một thông số khác Trong một khoảng thời gian dài(mặc định là 2 phút và có thể lập trình thay đổi được), nếu phím điều khiển khôngđược nhấn thì SmartRF sẽ tự động chuyển về chế độ hiển thị tự quay vòng Có thểthoát ngay ra khỏi chế độ hiển thị từng bước bằng cách nhấn lâu phím điều khiển.Thời gian nhấn nhanh và nhấn lâu có thể lập trình thay đổi được và mặc địnhlà:

- Nhấn nhanh: thời gian giữ phím <2s

- Nhấn lâu: thời gian giữ phím >3s

Các thông số chính hiển thị trong chế độ quay vòng: Ở chế độ này, khi ngườivận hành nhấn phím điều khiển, màn hình sẽ hiển thị làn lượt các thông số trongchế độ hiển thị tự quay vòng và ngoài ra còn hiển thị các thông số sau:

- Công suất biểu kiến trên từng pha

- Công suất biểu kiến tổng

- Công suất cực đại và các thông số khác…

5.2 Minh hoạ màn hình hiển thị một số thông số cơ bản

Hiển thị tổng điện năng theo chiều giao:

Hiển thị điện năng chiều giao theo từng biểu giá:

Hiển thị điện năng tổng theo chiều nhận:

Hiển thị điện năng chiều nhận theo từng biểu giá:

Hiển thị điện năng phản kháng tổng theo chiều giao:

Hiển thị điện năng phản kháng tổng theo chiều nhận:

Hiển thị điện năng phản kháng giao chậm sau Q1, điện năng phản kháng giaovượt trước Q2, điện năng phản kháng nhận chậm sau Q3, điện năng phản khángnhận vượt trước Q4:

Hiển thị dòng điện, điện áp và hệ số cos 3 pha:

Hiển thị thời gian thực:

6.2 Cổng quang điện tử

Việc ghép nối truyền thông với SmartRF có thể thực hiện qua cổng quangđiện tử Công tơ có một cổng thông tin hồng ngoại hai chiều cho phép đọc mọi sốliệu lưu trữ của công tơ và lập trình cho các thông số đặc trưng bằng PC hoặc thiết

bị HHU Cổng giao tiếp này phù hợp với chuẩn IEC 1107 Tốc độ truyền thông

2400, 9600bps

6.3 Module RS232

RS 232 được thiết kế cho phép kết nối một cách đơn giản với công tơ CổngRS232 được cách điện với độ an toàn cấp II và tuân theo chuẩn IEC 61036 Cổng

mặc định là comport1.

Module RS232 có sẵn trong công tơ và được tích hợp modem GSM/CDMA vớitốc độ là 9600 bps hỗ trợ việc truyền xa Module này cho phép kết nối trực tiếp tớibất kỳ thiết bị viễn thông RS232 nào SmartRF được kết nối trực tiếp với PC tạichỗ hoặc PC từ xa, thiết bị đầu cuối di động thông qua module này Mỗi công tơ cómột số điện thoại và một số ID để phân biệt

Các đặc điểm của cổng giao tiếp RS232:

- Connector kiểu DB 9 đường

- Có thể kết nối nhiều công tơ cùng một lúc

Người dùng có thể gửi các tin nhắn có nội dung được định nghĩa trước để lấy

dữ liệu về từ công tơ thông qua mạng di động

b) Các lệnh đọc dữ liệu cơ bản bằng tin nhắn SMS thông qua máy tính trung tâm

Các lệnh SMS gửi đi từ máy tính trung tâm sẽ do người sử dụng định nghĩa

Bằng việc tự định nghĩa nội dung của tin nhắn, người dùng có thể đọc bất kỳ thôngtin nào cần thiết trên công tơ khi được quyền truy nhập

7 TÝ SỐ BIẾN DÒNG, BIẾN ÁP

Tỷ số biến áp và tỷ số biến dòng đượcc cài đặt trong công tơ theo đúng loạibiến áp và biến dòng đo lường được đấu vào trong công tơ Người dùng có thế đặtcác giá trị tỷ số tuỳ ý thông qua cổng truyền thông

Sai sè biÕn dßng, biÕn ¸p:

Việc bù sai số của máy biến dòng, biến áp có thể thực hiện bằng cách nhập vàocác giá trị bù cho cả máy biến áp và máy biến dòng Sai số nhập trong công tơkhoảng từ -2.3% đến +2.5%

Chú ý: Mốc thời gian 00:00 chỉ bắt đầu một ngày và kết thúc ngày là 24:00.

Cơ sở của đồng hồ là sự lập trình tuỳ chọn Nó có thể được chia tần từ tần sốnguồn xoay chiều hoặc là từ bộ dao động điều khiển thạch anh Trong trường hợpnguồn cung cấp hỏng thì pin dự phòng sẽ cung cấp nguồn cho bộ dao động thạchanh

Độ chính xác của thạch anh đạt tốt hơn 0.5s/ngày ở điều kiện nhiệt độ chuẩn.Thời gian và ngày của SmartRF có thể được thiết lập thông qua cổng RS232với mức mật khẩu của người dùng từ mức 2 trở lên

10 PIN DỰ PHÒNG

Trong trường hợp nguồn AC mất trên cả 3 pha, pin dự phòng lithium sẽ nuôiđồng hồ thời gian thực và dữ liệu trong RAM Pin được gắn vào mạch in Tuổi thọcủa Pin rất cao, lên tới 10 năm và có thể cấp nguồn cho bộ nhớ với thời gian tốithiểu là 3 năm Khi mất nguồn, nhờ có pin dự phòng nên công tơ vẫn tiếp tục hoạtđộng với các chức năng sau:

+ Tất cả các dữ liệu được lưu vào bộ nhớ và không bị mất