Bài tập lớn môn đo lường và thông tin công nghiệp

Bài tập lớn môn đo lường và thông tin công nghiệp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

Thái Nguyên – 2011…

TRƯỜNG ĐHKTCN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA ĐIỆN TỬ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

BÀI TẬP LỚN

MÔN HỌC:Đo lường và thông tin công nghiệp

BỘ MÔN :ĐO LƯỜNG ĐIỀU KHIỂN

Ngành

Giáo viên hướng dẫn : Phạm Văn Thiêm

Ngày giao đề 30/10/2011 Ngày hoàn thành 5/12/2011

Tên đề tài

Yêu cầu

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Thái Nguyên, ngày….tháng… năm 200

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN CHẤM

Thái Nguyên, ngày….tháng… năm 200

(Ký ghi rõ họ tên)

Biểu mẫu: 05

BÀI TẬP DÀI ĐO LƯỜNG

Phần I:

I: Vẽ sơ đồ đo dòng, áp, cosφ, tần số, năng lượng tác dụng, năng lượng phản

kháng cho trạm phía cao áp.

Sơ đồ III: công tơ tác dụng 3 pha 3 phần tử, công tơ phản kháng 3 pha 2 phần tử tạo góc lệch pha 60 o

Thay vào phương trình Mq1,Mq2 :

II-φChọn thang đo cho các thiết bị trên sơ đồ.

1, Chọn thang đo biến dòng điện

Dòng điện định mức phía sơ cấp là:

8000

2, Chọn thang đo cho biến điện áp

3, Chọn thang đo cho ampekế

Dùng ampe kế điện từ:

Ampe kế điện từ được chế tạo dựa trên cơ cấu chỉ thị điện từ.Ampe kế này

đo được cả dòng một chiều và dòng xoay chiều

Bộ phận chính là một cuộn dây dẫn, có thể quay quanh một trục, nằm trong từ trường của một nam châm vĩnh cửu Cuộn dây được gắn với một kim chỉ góc quaytrên một thước hình cung Một lò xo xoắn kéo cuộn và kim về vị trí số không khi không có dòng điện

Nguyên lý hoạt động

Khi dòng điện một chiều chạy qua cuộn dây, dòng điện chịu lực tác động của từ trường (do các điện tích chuyển động bên trong dây dẫn chịu lực Lorentz) và bị kéo quay về một phía, xoắn lò xo, và quay kim Vị trí của đầu kim trên thước đo tương ứng với cường độ dòng điện qua cuộn dây

Đây là một thiết bị thực tế đo dòng điện có bán ngoài thị trường

=> DA=5(A)

4, Chọn thang đo cho volkế

Mạch từ gồm lõi từ bằng tôn silic có đặc tính từ tốt và cuộn dây cách điệncao Cơ cấu chỉnh Kim về 0 bằng cơ khí Cản dịu ổn định kim bằng nam châm vĩnh cửu, đế bằng nhựa bakêlit có độ cách điện cao Vỏ bằng

nhựa ABS Cửa sổ bằng nhựa PC trong suốt (hạn chế cháy) 2 cài vỏ dễ cho việc lắp đặt Vôn mét vào bảng điện.

Vì cos có cuộn dòng mắc vào thứ cấp BI , cuộn áp mắc vào thứ cấp BU nên ta

Do góc lệch pha giữa điện áp và dòng điện không phụ thuộc vào hệ số biến đổi của BU và BI nên ta chọn thang đo cho Cosφ với Cosφ € [-φ1÷1]

6, Thiết bị đo tần số :

Do tần số giữa điện áp và dòng điện không phụ thuộc vào hệ số biến đổi của BU

và BI nên ta chọn thang đo cho thiết bị đo tần số có thang đo 0≤ f ≤ 60 (Hz)Đồng hồ đo tần số met cộng hưởng

Nguyên lý hoạt động

Nhà Cung Cấp : Munhean được nhập từ Singapre.

Công Dụng :Đồng hồ đo tần số

Cat.No

Mã số

Type Phân loại

Range Thang đo

CP-φ96

7, Công tơ đo năng lượng

7,1, Công tơ đo năng lượng tác dụng.

Vì cho thời gian làm việc trong một tháng t=720h

Với dòng điện áp thứ cấp cuả BU là:

Utcdm =0,1 (KV) = 100 (V)

Dòng điện thứ cấp của BI là :5 (A)

Vậy chọn công tơ đo năng lượng tác dụng có thang đo là 650 (KWh)

7,2, Công tơ đo năng lượng phản kháng

Vì cho thời gian làm việc trong một tháng t=720h

Wpk = .Utcdm.Itcdm.Sinφ.t

Với dòng điện áp thứ cấp cuả BU là:

Utcdm =0,1 (KV) = 100 (V)

Dòng điện thứ cấp của BI là :5 (A)

Vậy chọn công tơ đo năng lượng phản kháng có thang đo là 650 (KVArh)

III-φTính số chỉ của mỗi công tơ trong thời gian một tháng, biết rằng có 80% thời gian máy biến áp làm việc ở chế độ định mức , 20% thời gian máy biến áp làm

1, Tính số chỉ của công tơ đo năng lượng tác dụng

a, Số chỉ của công tơ tác dụng trong chế độ định mức

I K

U

dm dm I

dm U

200

5 97 , 131 35

1 , 0 35 3

cos 3

b, Số chỉ của công tơ tác dụng trong chế độ non tải

Thời gian non tải:

T KWh

K

I K

U

nt nt I

nt U

200

5 18 , 79 35

1 , 0 35 3

cos 3

2, Tính số chỉ của công tơ đo năng lượng phản kháng

a, Số chỉ của công tơ phản kháng trong chế độ định mức

Bdm U

CA Adm

BA I

Adm U

K

I K

U I

U K

I K

U

,

sin ,

sin

K

I K

U

,

sin ,

sin

1 , 0

b,Số chỉ của công tơ phản kháng trong chế độ non tải.

Thời gian non tải:

nt Bnt CA I

Bnt U

CA Ant

BA I

Ant U

K

I K

U I

U K

I K

U

,

sin ,

sin

K

I K

U

,

sin ,

sin

1 , 0

cttddm tbdm

W W

2 2

cttdnt tbnt

W W

Độ chính xác là là tiêu chuẩn quan trong nhất của thiết bị đo

x

i  



Sai số phép đo là độ sai lệch giữa giá trị thực và giá trị đo được , sai số phép đo chỉ có thể xác định 1 cách tương đối vì ta không thể biết được giá trị thực của đại lượng cần đo

Sai số của phép đó có thể biểu diễn làm 2 dạng

+Sai số tuyệt đối

+Sai số tương đối

Sai số tuyệt đối của một thiết bị đo được định nghĩa là giá trị lớn nhất của sai lệch gây nên bởi thiết bị trong khi đo

đo được đánh giá bằng sai số tương đối

Sai số tương đối được tính với một phép đo



Sai số tương đối được tính với một thiết bị đo

D







với D là khoảng giá trị nhở nhất tới giá trị lớn nhất

cấp chính xác

Theo quy định hiện hành của nhà nước, các dụng cụ đo cơ điện có cấp chính xác :0,05;0,1;0,2;0,5;1;1,5;2;2,5 và 4

Thiết bị đo số có cấp chính xác: 0,005;0,01;0,02;0,05;0,1;0,2;0,5;1

Vậy khi biết cấp chính xác của một thiết bị đo ta có thể xác định được sai số tương đối quy đổi và suy ra sai số tương đối của thiết bị trong phép đo cụ thể

X

D



*Tính toán sai số của phép đo gián tiếp:

-φ Sai số tương đối của phép đo gián tiếp được đánh giá:

a, Sai số của phép đo dòng điện.

Dòng điện qua các pha A,B,C ( ba pha như nhau ) được xác định

I

dm Adm 5 3 , 3

200

97 , 131

1 , 0 40 3

, 3 4 ,

21 , 4

% 100

b, Sai số của phép đo điện áp

Sai số tuyệt đối của biến điện áp:

1 , 0

35 100

1



Sai số tuyệt đối của volkế :

2 350 100

% 100

%    

d

d U

2 350 3

100

% 100



c, Sai số của phép đo năng lượng tác dụng.

Năng lượng tác dụng của phụ tải ở chế độ định mức là:

5

200 1 , 0

35 W

.

% 100

tddm

W    

tddm

tddm W

W



d, Sai số của phép đo năng lượng phản kháng

Năng lượng phản kháng của phụ tải ở chế độ định mức là :

W ctpkdm 650 9 , 75KVarh

100

5 , 1

% 100

2, Sai số của các phép đo ở chế độ non tải

a, Sai số của phép đo dòng điện

Dòng điện ở chế độ non tải được xác định :

1 , 0 40 3

4 ,

b, Sai số của phép đo năng lượng tác dụng

Năng lương tác dụng của phụ tải ở chế độ non tải là:

5

200 1 , 0

35 W

.

% 100

tdnt

W    

tdnt

tdnt W

W



c, Sai số của phép đo năng lượng phản kháng

Năng lượng phản kháng của phụ tải ở chế độ non tải là :

W ctpknt 124 , 7112 1 , 9KVarh

100

5 , 1

Sử dụng mô hình nối tiếp song song để thu thập tín hiệu

*Chọn các Mux: Chọn Mux CD4051B

+ Dòng:Chọn Mux1 (2 bit)

+ Áp: Chọn Mux2(3 bit)

+ Tần số:Chọn Mux3 (2 bit)

+Tín hiệu còn lại: Chọn Mux4 (2 bit)

Các tín hiệu còn lại lấy từ công tơ đo cosφ,năng lượng tác dụng ,phản kháng.+ Chọn MUX ∑ (2 bit)

*Lập bảng trạng thái

+ Tín hiệu dòng:

+Tín hiệu áp:

A1 Q1

Q1 D3

Số đường dữ liệu 3

Số đường địa chỉ 2