Đang tải... (xem toàn văn)
XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN GHÉP QUANG TRONG MẠCH ĐO DÒNG Ở NGUỒN TỔNG ĐÀI
xÂY DựNG PHƯƠNG áN GHéP QUANG TRONG MạCH ĐO DòNG ở NGUồN TổNG ĐàI 1. Tính cấp thiết của đề tài. Cảnh báo, bảo vệ và đo dòng, đo áp là những bộ phận không thể thiếu đợc của môt bộ nguồn trong tổng đài. Cảnh báo nhằm mục đích thông báo kịp thời cho ngời vận hành tổng đài biết các tình trạng của thiết bị để kịp thời xử lý, tránh các sự cố nghiêm trọng xảy ra trong các thiết bị nguồn cung cấp và đảm bảo an toàn cho tải tiêu thụ. Các mạch cảnh báo theo dõi liên tục sự làm việc của nguồn cung cấp điện về các tham số nh cờng độ dòng điện, mức điện áp . Các mạch đo dòng và đo áp nhằm mục đích giúp cho ngời vận hành biết đợc chính xác cờng độ dòng điện và mức điện áp ca bộ nguồn. Tuy nhiên với các phơng pháp đo dòng và cảnh báo hiện tại còn gặp một nhợc điểm cơ bản là vấn đề tổn hao. Trong phạm vi đề tài này sẽ xem xét khả năng ứng dụng bộ ghép quang trong mạch cảnh báo và đo dòng để khắc phục nhợc điểm cơ bản nói trên. Nội dung báo cáo của đề tài này bao gồm : + Mục đích nghiên cứu của đề tài + Các mạch cảnh báo dòng có dùng bộ ghép quang + Các phơng pháp đo dòng hiện tại + Khả năng ứng dụng bộ ghép quang trong mạch đo dòng + Kết luận 2. Các mạch cảnh báo dòng có dùng bộ ghep quang. a. Mạch cảnh báo dòng thấp có sử dụng bộ ghép quang. b.Mạch cảnh báo dòng cao có sử dụng bộ ghép quang. I I vào R I ra +V +V R I vào I +V +V -Hình 1- đồng hồ đo dòng I Iđo -Hình 4- -Hình 2- c. Nhận xét. + Nếu không dùng bộ ghép quang trong mạch cảnh báo dòng thì ta phải dùng một bộ nguồn riêng để cấp điện cho mạch cảnh báo. + Nếu có sử dụng bộ ghép quang thì ta có thể sử dụng bộ nguồn cấp điện cho tải để cấp điện cho mạch cảnh báo .Vì trong trờng hợp này bộ ghép quang có tác dụng cách điện lớn nên dòng cần cảnh báo khônh thể nối tắt qua mạch cảnh báo. + Yêu cầu đối với bộ ghép quang là khi dòng vào lớn thì dòng đầu ra cũng phải lớn và ngợc lại. ở đây không yêu cầu giửa dòng đầu vào và dòng đầu ra phải có mối quan hệ tuyến tính . 3. Các phơng pháp đo dòng hiện tại a. Phơng pháp đo dòng một chiều : Sơ đồ mạch đo dòng một chiều (Hình 3) b. Phơng pháp đo dòng xoay chiều . Sơ đồ mạch đo xoay chiều (Hình 4) c. Nhận xét - Cả hai phơng pháp trên đều đạt đợc yêu cầu giữa dòng cần đo và dòng đa vào đồng hồ đo luôn có mối quan hệ tuyến tính. I r I đo 1kR Đồng hồ đo dòng -Hình 3- - Trong phơng pháp đo dòng môt chiêu tổn hao chủ yếu là do toả nhiệt trên điện trở R theo hiệo ứng Jun-Lenxơ. - Trong phơng pháp đo dòng xoay chiều ,tổn hao chủ yếu là do một phần từ thông không khép kín trong lõi sắt từ và do dòng fucô sinh ra trong lõi sắt. 4. Khả năng ứng dụng bộ ghép quang trong các mach đo dòng. a. Đặt vấn đề Nh đ nói ở phần trã ớc, trong cả hai phơng pháp đo dòng đều có nhợc điểm. Đối với phơng pháp đo dòng xoay chiều ta có thể khắc phục đợc tổn hao bằng cách tạo lõi thép có chất lợng tốt. Đối với phơng pháp đo dòng một chiều, tổn hao có thể đợc giảm nhỏ nếu ta giảm nhỏ giá trị điện trở R. Nhng khi R quá nhỏ thì dòng đa vào đồng hồ đo dòng sẽ rất nhỏ do đó sẽ gây ra sai số lớn. Trong phạm vi đề tài này sẽ xem xét khả năng ứng dụng của bộ ghép quang để khắc phục nhợc điểm này của phơng pháp đo dòng một chiều. Trớc hết phải xem xét đến độ tuyến tính giữa dòng đâu vào và dòng đầu ra của bộ ghép quang. b. Kết quả thử nghiệm Vì trên thị trờng chỉ có bán bộ ghép quang 4N35 nên trong phần này chỉ tiến hành thử nghiệm với bộ ghép quang 4N35. Sơ đồ mạch kiểm tra độ tuyến tính của bộ ghép quang 4N35: - Đặc tuyến giữa dòng vào và dòng ra của bộ ghép quang 4N35 (hình vẽ H6). - Nhận xét đặc tuyến của bộ ghép quang . + Khi thay đổi dòng đầu vào của bộ ghép quang, thì ứng với mỗi giá trị của dòng đầu vào ta đo đợc dòng đầu ra. Với dòng vào thay đổi từ giá trị 1mA đến 20mA thì dòng đầu ra biến đổi tuyến tính với dòng đầu vào. Nh vậy với dòng trong các bộ nguồn tổng đài thay đổi trong phạm vi từ 20A đến 200A thì bằng phơng pháp san dòng ta hoàn toàn có thể sử dụng đoạn tuyến tính của bộ ghép quang để đo chính xác dòng đó. + U mA mA R 1 +10 V -Hình 5- Đặc tuyến dòng vào-dòng ra của 4N35 0102030 1 7 13 19 25 31 37 43 49 I vào(mA) I ra( m A) Đặc tuyến dòngvào-dòng ra của -Hình 6- + Khi dùng bộ ghép quang thì điện trở R (điện trở san dòng) phải thoả mản điều kiện : I min .R = U D . Ta có : I R I I Rmin I min = 20A Với U D là điện áp phân cực thuận cho Led, U D 1,6V R=U D /I Rmin =0,08 Vậy công suất tổn hao trên điện trở R: + ứng với dòng I min = 20A là P th = I 2 .R = 32W + ứng với dòng I max = 200A là P th = I 2 max .R = 3200W. 4. Kết luận . Từ kết quả trên ta thấy rằng. Khi dòng có cờng độ không quá lớn thì phơng pháp đo dòng dùng bộ ghép quang có tổn hao có thể chấp nhận đợc. Nhng đối với trờng hợp dòng lớn thì tổn hao có trị số tơng đối lớn. Do vậy việc khắc phục tổn hao trong phơng pháp đo dòng một chiều bằng cách sử dụng bộ ghép quang cha thực hiện đựơc hoàn toàn. Sơ đồ mạch đo dòng có sử dụng bộ ghép quang nh sau: Bộ ghép quang đồng hồ đo dòng R Ivào -Hình 7- +V