Nghiên cứu thiết kế chế tạo thiết bị kiểm toán năng lượng hợp bộ

Sản phẩm mạch in của thiết bị Xây dựng thuật toán, phần mềm trên PC và phần mềm trên Onchip Báo cáo xây dựng thuật toán để viết chương trình Onchip của thiết bị kiểm toán hợp bộ Viết chư

VÀ CÔNG NGHỆ QUỐC GIA

CHƯƠNG TRÌNH HỖ TRỢ DOANH NGHIỆP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

VÀ ĐỔI MỚI CÔNG NGHỆ - THỰC HIỆN THEO NGHỊ ĐỊNH 119/2009/NĐ-CP

VÀ CÔNG NGHỆ QUỐC GIA

CHƯƠNG TRÌNH HỖ TRỢ DOANH NGHIỆP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

VÀ ĐỔI MỚI CÔNG NGHỆ - THỰC HIỆN THEO NGHỊ ĐỊNH 119/2009/NĐ-CP

Ban chủ nhiệm chương trình Bộ Khoa học và công nghệ

Hà Nội, ngày … tháng … năm 20

BÁO CÁO THỐNG KÊ KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI THEO NGHỊ ĐỊNH 119/1999/NĐ-CP

I THÔNG TIN CHUNG

1 Tên đề tài/dự án: Nghiên cứu thiết kế chế tạo thiết bị kiểm toán năng lượng

hợp bộ

Thuộc chương trình: Hỗ trợ doanh nghiệp nghiên cứu khoa học và đổi mới

công nghệ thực hiện theo Nghị định 119/1999/NĐ-CP của chính phủ

2 Chủ nhiệm đề tài:

Họ và tên: Phạm Văn Hiệp

Ngày, tháng, năm sinh: 17/08/1972 Nam/ Nữ: Nam

Học hàm, học vị: Thạc sỹ Điện tử viễn thông

Chức danh khoa học: Chủ nhiệm đề tài Chức vụ: Phó Giám đốc

Mobile: 0904050372 Fax: 04.22696775 E-mail: hieppv123@yahoo.com

Tên tổ chức đang công tác: Công ty CP Giải pháp Công nghệ năng lượng

Trung Kính- Phường Yên Hòa- Quận Cầu Giấy - Hà Nội

Địa chỉ nhà riêng: P 304 K10 A Tập thể Bách Khoa- Hai Bà Trưng- Hà

Ngân hàng: VP Bank- Chi nhánh Hoàng Quốc Việt- Hà Nội

Tên cơ quan chủ quản đề tài: Quỹ Phát triển khoa học và công nghệ quốc gia

II TÌNH HÌNH THỰC HIỆN

1 Thời gian thực hiện đề tài:

- Theo Hợp đồng đã ký kết: từ tháng 12 năm 2009 đến tháng 12 năm 2010

- Thực tế thực hiện: từ tháng 12 năm 2009 đến tháng 09 năm 2011

- Được gia hạn : Đến tháng 09 năm 2011

2 Kinh phí và sử dụng kinh phí:

a) Tổng số kinh phí thực hiện : 500 triệu đồng (Năm trăm triệu đồng)

+ Kính phí hỗ trợ từ SNKH: 150 triệu đồng (Một trăm năm mươi triệu

Thời gian (Năm)

Kinh phí (Triệu đồng)

Ghi chú

(Số đề nghị quyết toán) (Triệu đồng)

Số

TT

Số, thời gian ban

Cơ quan ban hành

1

Số 10/QĐ-HĐQLQ

ngày 29 tháng 12 năm 2009

Quyết định về việc hỗ trợ kinh phí cho các đề tài nghiên cứu khoa học và công nghệ của doanh nghiệp năm 2009 theo Nghị định 119/1999/NĐ-CP của chính phủ

Hội đồng quản lý Quỹ phát triển khoa học và công nghệ quốc gia

2

Số 11/2009/HĐNCKH-

CP Giải pháp Công nghệ năng lượng

3

Số ViePower ngày 20

70/TĐCNĐT-tháng 12 năm 2009

Công văn về việc thay đổi chủ nhiệm đề tài

Cty CP Giải pháp Công nghệ năng lượng

4

Số BKHCN ngày 02 tháng 05 năm 2008

794/QĐ-Quyết định về việc thành lập Hội đồng thẩm định chuyên ngành xem xét hỗ trợ kinh phí cho doanh nghiệp thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học và công nghệ năm 2009 theo Nghị định 119/1999/NĐ-CP của Chính phủ

Bộ Khoa học và công nghệ

5

Số 10/QĐ-HĐQLQ

ngày 29 tháng 12 năm 2009

Quyết định về việc hỗ trợ kinh phí cho các đề tài do doanh nghiệp thực hiện năm 2009 theo Nghị định 119/1999/NĐ-CP của Chính phủ

Hội đồng quản lý Quỹ phát triển khoa học và công nghệ quốc gia

6

Số HĐQL ngày 02 tháng 08 năm 2011

92/QPTKH-Công văn về việc gia hạn thời

NCKH&PTCN theo Nghị định

số 199/1999/NĐ-CP của Chính phủ

Quỹ phát triển khoa học và công nghệ quốc gia

Cty CP Giải pháp công nghệ năng lượng

Nội dung tham gia chủ yếu

Sản phẩm chủ yếu đạt

được

Ghi chú

Xây dựng hoàn thiện đề cương

Thuyết minh đề cương

đề tài Tìm hiểu một số

thiết bị tương tự trên thế giới

Báo cáo nội dung tìm hiểu, đánh giá ưu nhược điểm

nguyên lý

Bản vẽ sơ đồ thiết kế mạch nguyên lý và báo cáo phân tích tác dụng linh kiên, nguyên lý làm việc

Thiết kế mạch in và lăp ráp sản phẩm

Bản vẽ thiết kế mạch in

và báo cáo quy trình lắp ráp Sản phẩm mạch in của thiết bị

Xây dựng thuật toán, phần mềm trên

PC và phần mềm trên Onchip

Báo cáo xây dựng thuật toán để viết chương trình (Onchip của thiết bị kiểm toán hợp bộ)

Viết chương trình cho sản phẩm

“Chương trình cho Onchip và PC”

Chương trình máy tính

và Onchip của thiết bị kiểm toán hợp bộ

Chạy thử nghiệm theo dõi kết quả tại một số công ty, hiệu chỉnh sản phẩm

Viết hướng dẫn sử dụng sản phẩm

Bộ thiết bị kiểm toán năng lượng hợp bộ đã hiệu chỉnh theo đúng yêu cầu của đề tài

Xây dựng báo cáo khoa học tổng kết đề tài

Báo cáo tổng kết đề tài

Nội dung tham gia chính

Tìm hiểu một

số thiết bị tương tự trên thế giới

Báo cáo nội dung tìm hiểu, đánh giá

ưu nhược điểm

Phối hợp thực hiện với Phạm Văn Hiệp

3 Đỗ Quốc Đáng Đỗ Quốc Đáng

Thiết kế mạch

in và lắp ráp sản phẩm

Bản vẽ thiết kế mạch in và báo cáo quy trình lắp ráp, sản phẩm mạch in của thiết bị

Phối hợp thực hiện với Phạm Văn Hiệp

Xây dựng thuật toán trên PC và phần mềm trên Onchip

Báo cáo xây dựng thuật toán để viết chương trình (Onchip của thiết

bị kiểm toán hợp

bộ)

Phối hợp thực hiện với Phạm Văn Hiệp

5 Đàm Xuân Định

Đàm Xuân Định

Chạy thử nghiệm, theo dõi kết quả tại một số công ty, hiệu chỉnh sản phẩm Viết hướng dẫn sử dụng sản phẩm

Bộ thiết bị kiểm toán năng lượng hợp bộ đã hiệu chỉnh đúng theo yêu cầu đề tài

Phối hợp thực hiện với Nguyễn Minh Phương

6 Trần Mạnh Hùng

Trần Mạnh Hùng

Viết chương trình cho sản phẩm (chương trình cho Onchip và PC)

Chương trình máy tính và Onchip của thiết bị kiểm toán hợp bộ

Phối hợp thực hiện với Đàm Xuân Định

7 Hoài Nam Hoài Nam cáo khoa học,

tổng kết đề tài đề tài với Phạm Văn Hiệp

1

Hội thảo bàn về chuyên đề

“Thiết kế mạch nguyên lý”

Thời gian: Tháng 04 năm 2010

Kinh phí: 2,000,000 (Hai triệu

đồng)

Địa điểm: Cty CP Giải pháp

Công nghệ năng lượng

Hội thảo bàn về chuyên đề

“Thiết kế mạch nguyên lý”

Thời gian: Tháng 04 năm 2010

Kinh phí: 2,000,000 (Hai triệu

Thời gian: Tháng 05 năm 2010

Kinh phí: 2,000,000 (Hai triệu

đồng)

Địa điểm: Cty CP Giải pháp

Công nghệ năng lượng

Hội thảo bàn về chuyên đề

“Thiết kế mạch in và lắp ráp sản phẩm”

Thời gian: Tháng 09 năm 2010

Kinh phí: 2,000,000 (Hai triệu

đồng)

Địa điểm: Cty CP Giải pháp Công nghệ năng lượng

3

Hội thảo bàn về chuyên đề

“Xây dựng thuật toán phần

mềm trên PC và phần mềm

trên Onchip”

Thời gian: Tháng 08 năm 2010

Kinh phí: 2,000,000 (Hai triệu

đồng)

Địa điểm: Cty CP Giải pháp

Công nghệ năng lượng

Hội thảo bàn về chuyên đề

“Xây dựng thuật toán phần mềm trên PC và phần mềm trên ONchip”

Thời gian: Tháng 02 năm 2011

Kinh phí: 2,000,000 (Hai triệu

đồng)

Địa điểm: Cty CP Giải pháp Công nghệ năng lượng

chuyên đề “Thiết kế mạch in và lắp ráp sản phẩm” và chuyên đề “Xây dựng thuật

toán phần mềm trên Onchip” bị chậm lại

7 Tóm tắt các nội dung, công việc chủ yếu:

Thời gian

Số

TT

Các nội dung, công

hoạch

Thực tế đạt được

Người, cơ quan thực hiện

1 Xây dựng hoàn thiện đề

Phạm Văn Hiệp - Cty CP Giải pháp Công nghệ năng lượng

2 Tìm hiểu một số thiết bị

tương tự trên thế giới 12/2009 -1/2010 12/2009-2/2010

Phạm Văn Hiệp, Hoàng Thị Phương Thảo- Cty CP Giải pháp Công nghệ năng lượng

-3/2010

3/2010

12/2009-Phạm Văn Hiệp, Hoàng Thị Phương Thảo- Cty CP Giải pháp Công nghệ năng lượng

4 Thiết kế mạch in và lăp

Phạm Văn Hiệp, Đỗ Quốc Đáng- Cty CP Giải pháp Công nghệ năng lượng

5 Xây dựng thuật toán,

6 Viết chương trình cho

7 Chạy thử nghiệm theo

dõi kết quả tại một số

công ty, hiệu chỉnh sản

học tổng kết đề tài 8-12/2010 8/2010-9/2011

Phạm Văn Hiệp, Nguyễn Hoài Nam- Cty CP Giải pháp Công nghệ năng lượng

sử dụng với số lượng ít nên không mua trực tiếp được từ hãng mà phải nhập qua nhà phân phối trung gian hỗ trợ loại chip đó tại Việt Nam dẫn đến sự chậm trễ về thời gian nhập linh kiện khiến cho quá trình lắp ráp sản phẩm bị kéo dài

III SẢN PHẨM KH&CN CỦA ĐỀ TÀI

1 Sản phẩm KH&CN đã tạo ra:

Theo kế hoạch

Thực tế đạt được

1

Thiết bị kiểm toán năng lượng hợp bộ:

Đo điện áp hiệu dụng (0-600) V (URMS 3

pha) với sai số ≤1%

Đo dòng điện hiệu dụng 5 (6)A (IRMS 3

pha) với sai số ≤1%

Đo công suất hữu công (1-100) KW (P 3

pha) với sai số ≤1%

Đo công suất vô công (1- 100) KW với

sai số ≤1%

Đo công suất toàn phần (1-100) KW với

sai số≤1%

Đo hệ số công suất (0-0.99) cosφ (cos φ 3

pha) với sai số ≤ 1%

Đo tần số điện lưới (48-65) Hz (f 3 pha)

với sai số≤ 1%

Thời gian lấy mẫu kết quả đo 15 phút/

lần, bộ nhớ trong lưu được 48 giờ liên tục

Hiển thị LCD loại đen trắng (128x256)

điểm hiển thị chữ và số

Sử dụng nguồn Pin sạc 3,6 VDC, 1200

mAh với sai số ± 0.5%

Nguồn ngoài 220 VAC ổn áp ±10%

(nguồn cách ly) In 220 VAC với sai số

±10% và out 5.5 VDC với sai số ±0.5%

Yêu cầu khoa học cần đạt

Ghi và đọc dữ liệu từ thiết

bị lên PC và ngược lại

Hiển thị được toàn bộ các thông số của thiết bị Ghi và đọc dữ liệu từ thiết bị lên PC và ngược

Đầy đủ các chuyên đề, nội dung nghiên cứu

trong đề cương yêu cầu

2 Đánh giá về hiệu quả do đề tài mang lại:

a) Hiệu quả về khoa học và công nghệ:

Nhóm nghiên cứu đề tài đã nghiên cứu thiết kế chế tạo thành công thiết bị kiểm toán năng lượng hợp bộ trên thế giới, làm chủ được công nghệ chế tạo thiết

bị

Thiết bị kiểm toán năng lượng do nhóm nghiên cứu chế tạo có tính ổn định cao, dễ sử dụng, chất lượng tương đương với các sản phẩm cùng loại trên thế giới song giá thành lại rẻ hơn rất nhiều

b) Hiệu quả về kinh tế xã hội:

Sản phẩm của đề tài khi đưa vào sử dụng với chức năng kiểm toán điện năng tiêu thụ sẽ giúp cho việc quản lý mức tiêu thụ điện năng một cách dễ dàng với chi phí hợp lý, từ đó sẽ giúp cho việc sử dụng điện một cách tiết kiệm và hiệu quả, đặc biệt là với những khu vực sản xuất tiêu tốn nhiều điện năng của nước ta hiện nay

tài vào sản xuất, ở mức giá bán đầu ra là khoàng 17,000,000 VNĐ chỉ bằng 50% giá thiết bị kiểm toán năng lượng ngoại nhập vì giá của sản phẩm ngoại nhập rất đắt dao động từ 2,000-8,000 USD Sản phẩm của đề tài hoàn toàn có thể thay thế các sản phẩm ngoại nhập trên thị trường

10-Chủ nhiệm đề tài

Phạm Văn Hiệp

KT Giám đốc Phó Giám đốc

Cao Đình Biểu

Hình 1.1 Dữ liệu hiển thị trên máy tính

Hình 1.2 Dữ liệu hiển thị trên máy tính

Hình 1.12 Hiện tượng điện áp giảm đột ngột

Hình 4.5 Sơ đồ nguyên lý đầu vào đo dòng điện của một pha

Hình 4.6 Quá trình nội suy để đo tần số

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

BÁO CÁO KHOA HỌC KẾT QUẢ ĐỀ TÀI……….1

CHUYÊN ĐỀ 1:TIM HIỂU MỘT SỐ CÁC THIẾT BỊ TƯƠNG TỰ TRÊN THẾ GIỚI 3

1.1 Hãng Fluke 3

1.2 Hãng AEMC 7

1.3 Hãng DENT……… 9

1.4 Hãng AMPROBE 11

1.5 Hãng EXTECH 13

1.6 Hãng HIOKI 16

CHUYÊN ĐỀ 2: THIẾT KẾ MẠCH NGUYÊN LÝ 19

2.1 Bộ vi xử lý 19

2.2 Bộ biến đổi ADE 7878 20

2.3 Bộ cảm biến dòng điện AC 22

2.4 Màn hình hiển thị 23

2.5 Bộ nhớ ngoài 24C512 24

2.6 Bộ thời gian thực 25

2.7 Mạch in 26

2.8 Nguồn AC/DC 26

2.9 Mạch nguyên lý 26

2.10 Mạch bảo vệ cho đồng hồ 27

2.11 Mạch ADE 7878 27

2.12 Mạch đo dòng 28

2.13 Mạch đo điện áp 29

2.14 Mạch truyền thông 29

CHUYÊN ĐỀ 3: THIẾT KẾ MẠCH IN VÀ LẮP RÁP SẢN PHẨM 31

3.1 Thiết kế mạch in 31

3.1.1 Giới thiệu chương trình vẽ mạch 31

3.1.2 Phương pháp thiết kế mạch in và quy trình sản xuất 31

3.2 Lắp ráp sản phẩm 37

3.2.1 Xây dựng quy trình lắp ráp tổng thể 37

3.2.3.3 Quy trình nạp kiểm tra các module trên mạch in 45

3.2.3.4 Quy trình nạp chương trình của thiết bị và kiểm tra 47

3.3 Đánh giá thiết bị………51

CHUYÊN ĐỀ 4: XÂY DỰNG THUẬT TOÁN PHẦN MỀM TRÊN PC VÀ PHẦN MỀM TRÊN ONCHIP PHẦN MỀM ĐO VÀ GIÁM SÁT CÁC CHỈ SỐ 54

4.1 Sơ đồ khối và lưu đồ thuật toán 54

4.2 Đo điện áp và dòng điện 57

4.3 Tính công suất 58

4.4 Tính S, cosφ 59

4.5 Đo tần số 59

4.6 Hiển thị LCD và xuất xung ra LED 60

CHUYÊN ĐỀ 5: VIẾT CHƯƠNG TRÌNH MÁY TÍNH VÀ ONCHIP CỦA THIẾT BỊ KIỂM TOÁN NĂNG LƯỢNG HỢP BỘ 61

CHUYÊN ĐỀ 6: CHẠY THỬ NGHIỆM, THEO DÕI KẾT QUẢ TẠI MỘT SỐ CÔNG TY, HIỆU CHỈNH SẢN PHẨM VIẾT HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG SẢN PHẨM 93

6.1 Hiệu chỉnh thiết bị 93

6.1.1 Tham số hiệu chỉnh 93

6.1.2 Điều chỉnh điện áp và dòng điện 96

6.1.3 Điều chỉnh pha 97

6.2 Dự kiến kết quả hoạt động và kinh doanh sau khi có kết quả của đề tài 102

6.2.1 Nhân lực triển khai trong đề tài sau khi sản xuất thử nghiệm 102

6.2.2 Dự kiến phát triển thị trường 103

6.2.3 Tác động môi trường 103

6.3 Hướng dẫn sử dụng 104

6.3.1 Khởi động chương trình truy nhập vào thiết bị kiểm toán 104

6.3.2 Menu hệ thống 105

6.3.2.1 Thay đổi mật khẩu phần mềm 105

6.3.2.2 Thay đổi mật khẩu thiết bị 106

6.3.2.3 Đóng/mở cổng COM 106

6.3.2.4 Thiết lập thông số cổng giao tiếp 107

6.3.3.2 Đọc chỉ số điện năng 108

6.3.3.3 Đọc thông tin mất áp, mất dòng 112

6.3.3.4 Đọc biểu đồ phụ tải 115

6.3.4 Menu cài đặt 117

6.3.4.1 Cho phép cảnh báo 118

6.3.4.2 Cài đặt thông số cho thiết bị 118

6.3.5 Menu cảnh báo 123

KẾT LUẬN 124

BÁO CÁO KHOA HỌC KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 1- Tên đề tài:

Nghiên cứu thiết kế chế tạo thiết bị kiểm toán năng lượng hợp bộ

2- Thời gian thực hiện: Từ tháng 12 năm 2009 đến tháng 09 năm 2011

Tên cơ quan chủ trì đề tài: Công ty cổ phần Giải pháp Công nghệ năng

lượng

Địa chỉ trụ sở chính: A10, Tập thể Học viện Hành chính quốc gia, tổ 61, đường Trung Kính, phường Yên Hòa, Quận Cầu Giấy, Thành phố Hà Nội Điện thoại: 04.22055555 Fax: (04) 22696775

Họ tên chủ nhiệm đề tài: Phạm Văn Hiệp

Chức danh khoa học: Thạc sỹ

3- Mục tiêu của đề tài

- Nghiên cứu thiết kế và chế tạo thử nghiệm thiết bị đo lường đa năng tích

hợp cho phép đo, hiển thị, tổng hợp đồng thời nhiều thông số điện năng như

U, I, f, P, Q, S, cosφ, , phục vụ công tác giám sát quá trình sử dụng năng lượng, đánh giá tiềm năng tiết kiệm năng lượng tại các cơ quan doanh nghiệp

và các đơn vị tiêu thụ điện năng

- Xây dựng chương trình phần mềm kiểm toán trên máy tính có chức năng thu thập, quản lý và tổng hợp dữ liệu từ thiết bị đo hay nhập dữ liệu từ bàn phím Phân tích, tính toán và đưa ra các kết quả tiêu thu điện năng

- Viết hướng dẫn sử dụng cho thiết bị kiểm toán và các bước tiến hành thực hiên kiểm toán

4 Nội dung nghiên cứu

4.1 Tìm hiểu một số thiết bị tương tự trên thế giới

4.2 Thiết kế mạch nguyên lý

4.3 Thiết kế mạch in + lắp ráp sản phẩm

4.4 Xây dựng thuật toán trên PC và trên Onchip

4.5 Viết chương trình cho sản phẩm “Chương trình cho Onchíp và PC” 4.6 Chạy thử nghiệm tại một số công ty, hiệu chỉnh sản phẩm

CHUYÊN ĐỀ 1 TÌM HIỂU MỘT SỐ CÁC THIẾT BỊ TƯƠNG TỰ TRÊN THẾ GIỚI

Điện năng là một tài nguyên rất quý giá, không thể thiếu trong sinh

hoạt và sản xuất trong thời đại hiện nay Vì vậy mà việc khảo sát, đánh giá các thông số kỹ thuật của năng lượng điện là việc rất cần thiết Với sự phát triển của công nghệ số, các bộ kiểm toán năng lượng hợp bộ bằng kỹ thuật số ngày càng được quan tâm do các đặc tính ưu việt về độ chính xác và tiện lợi

mà chúng mang lại Trên thế giới đã có rất nhiều hãng sản xuất máy đo có chất lượng như: AEMC, Fluke, Accuenergy, Dent, PowerVisa, Summit …

1.1 Hãng Fluke:

Đây là hãng nổi tiếng trên thế giới về thiết bị kiểm tra năng lượng Hãng Fluke bao gồm: Fluke 17xx, Fluke 43xx, Fluke 34xx, Fluke VR1730, là những thiết bị phân tích năng lượng điện có độ chính xác cao

Hình 1.1: Dữ liệu hiển thị trên máy tính

Các tính năng:

1 Phân tích nguồn điện một pha và ba pha theo thời gian thực

2 Có giao diện đồ họa

3 Khả năng chịu điện áp cao 600V đến 1000V

4 Tự động lấy mẫu đồng thời tất cả các pha

5 Hoạt động theo tiêu chuẩn quốc tế IEC

6 Tự động lưu dữ liệu

7 Có khả năng vẽ đồ thị và xuất ra báo cáo

8 Có khả năng lưu trữ hơn 400 thông số ở những thời điểm tùy chọn

9 Pin có khả năng cung cấp năng lượng trong 7 giờ liên tục

10 Tự động bắt sự kiện

11 Mỗi khi có thay đổi về điện áp thiết bị tự động lưu trữ các giá trị năng lượng

Khả năng phân tích dữ liệu mở rộng

Fluke 430 cung cấp 3 cách để phân tích các phép đo Có thể dùng con trỏ và tính năng Zoom hoặc các phím tắt để quan sát dữ liệu

Dữ liệu đo được có thể xuất lên máy tính để xử lý Bộ nhớ lưu trữ lên đến 50 ảnh chụp

Sau 200ms dữ liệu được cập nhật một lần và đồng thời đồ thị được vẽ lại

Hình 1.2: Dữ liệu hiển thị trên máy tính

Ứng dụng

a Xử lý sự cố điện lưới

b Bảo dưỡng các dịch vụ điện

c Thu thập, phân tích dữ liệu liên tục, dài hạn

d Nghiên cứu khả năng chịu tải

e Đánh giá định lượng năng lượng và cải tiến các thiết bị tiết kiệm năng lượng

Các thông số kỹ thuật:

9 Các đồ thị

Vrms,Arms, Vcursor, Acursor,

Vfund, Afund, Hz, V phase angles,

A phase angles

10 Đại lượng hiển thị

Watts, VA, VAR, Power factor,

Cos j/DPF, Arms, Vrms, kWh,

kVAh, kVARh,

1.2 Hãng AEMC

Thiết bị PowerPad 3495 do hãng AEMC sản xuất có khả năng phân tích điện áp ba pha với những tính năng rất tiên tiến

Các tính năng:

− Có khả năng lựa chọn ngưỡng bắt nhận

− Ghi lại tối đa 4096 sự kiện

− Tốc độ lấy mẫu 1 mẫu/giây

− Lưu trữ tối đa 12 đồ thị

− Có thể kết nối trực tiếp máy in

Hình 1.3: Máy PowerPad 3495

Các thông số kỹ thuật:

gian

1.3 Hãng DENT

Hãng DENT với sản phẩm được biết đến là ELITEpro Sản phẩm này

có thể đo được các thông số điện lưới 3 pha, có trang bị cổng COM để kết nối với máy tính Trên máy tính có thể hiển thị thông số về điện áp, dòng điện, công suất của ba pha

Hình 1.4: Máy DENT

Hình 1.5: Giao diện trên máy tính

Các thông số kỹ thuật:

Vrms, Arms, Vcursor, Acursor,

Vfund, Afund, Hz, V phase angles,

A phase angles

10 Đại lượng hiển thị

Volts, Amps, Watts, kWh, Volt-Amps, kVAh, Volt-Amps-Reactive, kVARh, Power Facto

1.4 Hãng AMPROBE

Hãng AMPROBE có các dòng sản phẩm: ACD-45PQ, DM-II Plus, DM-III Multitest, DM-III Multites F, PRM-4 Trong đó phổ biến là dòng DM-III Multitest

− Đo được các giá trị hiệu dụng

− Điện áp tối đa 600V

− Phát hiện thay đổi sóng hài

− Đo tần số điện lưới

− Lưu trữ được 64 khung dữ liệu

− Có khả năng nén dữ liệu

− Giao tiếp máy tính có hệ điều hành Windows

Bộ công cụ đi kèm gồm: Kẹp đo dòng, kẹp đo thế, phần mềm và cáp nối máy tính

Các thông số kỹ thuật:

3 Dải điện áp hoạt động lối vào 0 V đến 600 v

A phase angles

1.5 Hãng EXTECH

Hãng AMPROBE có các dòng sản phẩm: DL150, PQ3350, Model 3820xx.Với model 382095 có phân tích điện áp ba pha, dòng chịu đựng tối đa

là 1000A Loại sản phẩm này có LCD để hiển thị các thông số và vẽ đồ thị, có thể hiển thị đồng thời 35 thông số

− Ghi lại 52428 dữ liệu của một pha, 17476 dữ liệu của ba pha

− Bắt nhận 28 sự kiện biến đổi đột ngột (bao gồm quá áp, quá dòng, mất điện) với ngưỡng lập trình được

− Giao tiếp RS232 có cách ly quang, có giao diện hiển thị các thông số điện, dạng sóng điện áp, sóng hài

Hình 1.8: Giao diện, đồ thị trên máy tính

Các thông số kỹ thuật:

174746 dữ liệu 3 pha

− Quan sát đồ thị công suất

− Phát hiện đột biến điện áp

− Đo điện áp, điện áp đỉnh

− Đo công suất tức thời

Thiết bị này có khả năng đo lường và xử lý dữ liệu đồng thời và liên tục Vì thế mà các lỗi xảy ra đều được phát hiện kịp thời Có khả năng phát hiện thay đổi điện áp đột ngột trong khoảng 2000V với thời gian thay đổi nhỏ nhất là 0.5 us Hiển thị được bảy loại ngôn ngữ khác nhau: Tiếng Nhật, tiếng

Anh, tiếng Đức, tiếng Pháp, tiếng Tây Ban Nha, tiếng Ý, tiếng Trung Quốc Màn hình LCD màu, có độ phân giải 6.4 inch rất thuận tiện quan sát dạng sóng Bộ nhớ có thể lưu trữ dữ liệu liên tục trong vòng một tháng Có khả năng giao tiếp máy tính để ghi lại thông số đo đạc trong thời gian dài thông qua cổng kết nối RS232 hoặc qua mạng LAN Giao diện hiển thị bao gồm các thông số và dạng sóng về điện áp, dòng điện, công suất theo thời gian thực Việc lựa chọn các thông số hiển thị có thể được thực hiện thông qua các nút bấm

Hình 1.10: Điện áp tăng đột ngột Hình 1.11: Điện áp bị gián đoạn

Thiết bị này có khả năng ghi lại sự kiện điện áp tăng đột ngột, bị ngắt quãng, giảm đột ngột Các hiện tượng này thường gây gián đoạt hoạt động

của các thiết bị điện

Hình 1.12: Hiện tượng điện áp giảm đột ngột Hình 1.13: Đồ thị lệch pha

Hiện tượng giảm điện áp đột ngột thường xảy ra khi có một tải lớn mắc vào lưới điện, ví dụ như việc khởi động một chiếc mô tơ

Có khả năng phân tích cân bằng pha Hiện tượng mất cân bằng pha xảy

ra khi tải của các pha không giống nhau Hiện tượng này có thể làm cho các động cơ chạy sai chu kỳ, biến áp bị nóng

Định hướng sản phẩm của dự án sẽ đi theo sản phẩm Fluke, để đạt gần đến các tiêu chuẩn của của hãng Fluke thì dự án cần phải có thêm thời gian và

có kinh nghiệm trong sản xuất, tuy nhiên sản phẩm của dự án phát triển theo hướng mở, có nghĩa là xây dựng hoàn chỉnh phần cứng và nâng cấp bổ sung phần mềm theo từng giai đoạn cho phù hợp với thị hiếu khách hàng, đồng thời cũng bổ sung một số chức năng mà sản phẩm của hãng Fluke chưa có và cải tiến phần hiển thị và giao diện trên PC

CHUYÊN ĐỀ 2 THIẾT KẾ MẠCH NGUYÊN LÝ 2.1 Bộ vi xử lý

- Sử dụng vi điều khiển LM3S8962 có nhân là bộ xử lý ARM Cortex Đây là bộ vi xử lý 32 bit tiên tiến nhất hiện nay

- Bên cạnh đó LM3S8962 được hãng Texas Instruments tích hợp thêm các thành phần ngoại vi rất tiện lợi LM3S8962 có thể đáp ứng tốt yêu cầu chức năng của một đồng hồ điện tử và các yêu cầu mở rộng chức năng của đồng hồ về sau

- Cấu trúc vật lý:

Hình 2.1: Cấu trúc ARM Cortex M3

2.2 Bộ biến đổi ADE7878

- Modul đo các thông số điện lưới sử dụng vi mạch ADE7878 của hãng Analog Devices Vi mạch này là phiên bản mới nhất của dòng chip ADE được chế tạo chuyên cho các ứng dụng đo thông số điện lưới

- Có thể giao tiếp với vi mạch này thông qua giao diện SPI hoặc I2C

- Bộ biến đổi ADE 7878 hỗ trợ các chuẩn EN 50470-1, EN 50470-3,

IEC62053-21, IEC 62053-22, IEC 62053-23

- Hoạt động ở điện áp 2.4V – 3.7V, với sai số 0.1%

- Bộ biến đổi ADE 7878 có 3 lối vào điện áp, 3 lối vào dòng điện ứng với

3 pha của điện lưới Với mỗi lối vào điện áp, dòng điện đều có một bộ khuếch đại có hệ số thay đổi được để khuếch đại tín hiệu đầu vào Sau đó tín hiệu được được đưa qua các bộ ADE chuyển thành tín hiệu số để thực hiện xử lý tín hiệu bằng số Tín hiệu điện áp và dòng điện được đưa qua các bộ lọc, điều chỉnh offset, điều chỉnh pha Sau đó được đưa đến bộ dò điện áp đỉnh và tính toán công suất biểu kiến, công suất tiêu thụ, công suất biểu kiến, công suất phản kháng Vi mạch này có bộ hiệu chuẩn bằng phần cứng nên làm việc với vi mạch mạch này chủ yếu thông qua các thanh ghi bên trong chip

- Cấu trúc vật lý:

Hình 2.2: Cấu trúc của ADE 7878