Tổng cục tiêu chuẩn-đo lờng-chất lợng Trung tâm đo lờng việt nam Báo cáo tổng kết khoa học và công nghệ dự án Chế tạo công tơ mẫu cấp chính xác 0,1 và các thiết bị kiểm định công tơ 1 pha và 3 pha Mã số: DAĐL 2004/02 Chủ nhiệm đề tài: cn . ngô huy văn 6404 15/5/2007 Hà Nội- 2007 Dự án Sản xuất thử nghiệm chuẩn và thiết bị đo lờng Mã số : DLĐL/2004/02. nội dung SảN PHẩM TB3: THIếT Bị KIểM CôNG Tơ 3 PHA 6 I Mục đích 8 II Yêu cầu đo lờng 9 III Yêu cầu kỹ thuật 9 IV Giải pháp kỹ thuật 10 4.1 Thiết kế chế tạo công tơ mẫu ba pha kiểu điện tử (CTC3) cấp chính xác 0,1 11 4.1.1 Giới thiệu 12 4.1.2 Đặc điểm 12 4.1.3 Thông số kỹ thuật 13 4.1.4 Các chức năng và thao tác thực hiện của công tơ 14 a Bàn phím điều khiển 14 b Thao tác đo điện áp 14 c Thao tác đo dòng điện 15 d Thao tác đo hệ số công suất 15 e Thao tác đo công suất tác dụng và công suất phản kháng 15 f Thao tác thực hiện tính sai số với đầu đọc điện tử 16 g Thao tác đo điện năng tác dụng 16 h Thao tác phát điện năng 17 4.1.5 Nguyên lý cấu tạo 18 a Mặt trớc 18 b Mặt sau 18 c Sơ đồ chân của Jắc xung ra 19 d Sơ đồ chân của Jắc đấu đầu đọc 19 e Sơ đồ đấu dây 20 4.1.6 Nguyên lý hoạt động 21 a Máy biến dòng đo lờng 21 b Bộ phân áp 24 c Bộ vi xử lý 27 4.2 Bộ tạo góc 39 4.2.1 Mục đích 39 4.2.2 Khả năng ứng dụng 39 4.2.3 Thông số kỹ thuật 39 4.2.4 Nguyên lý hoạt động 40 a Tạo góc lệch pha bằng phơng pháp cảm ứng(động cơ làm việc ở chế độ hãm)40 b Phơng pháp tạo góc lệch pha bằng cách sử dụng điện áp dây 41 4.2.5 Nguyên lý cấu tạo 42 4.3 Bộ tạo dòng 44 4.3.1 Chỉ tiêu kỹ thuật yêu cầu đầu vào 44 4.3.2 Vật liệu và số liệu tính toán thiết kế 44 4.3.3 Thiết kế mạch từ và khuôn cuốn dây bộ tạo dòng 46 4.4 Máy biến dòng 49 4.4.1 Chỉ tiêu kỹ thuật yêu cầu đầu vào 50 4.4.2 Vật liệu và số liệu tính toán thiết kế 50 4.5 Bộ tạo áp 52 4.5.1 Chỉ tiêu kỹ thuật yêu cầu đầu vào 52 4.5.2 Vật liệu và số liệu tính toán thiết kế 52 Dự án Sản xuất thử nghiệm chuẩn và thiết bị đo lờng Mã số : DLĐL/2004/02. 3 4.5.3 Thiết kế mạch từ và khuôn cuốn dây bộ tạo áp4.6 Đầu đọc và hệ thống gá 54 4.6 Đầu đọc và hệ thống gá 57 4.6.1 Khả năng ứng dụng 57 4.6.2 Nguyên lý hoạt động 57 4.6.3 Sơ đồ nguyên lý và lắp ráp 58 4.6.4 Bản vẽ thiết kế vỏ đầu đọc và bộ gá đầu đọc 59 4.7 Phần mềm kiểm định công tơ 66 4.7.1 Cấu trúc chơng trình 66 a Cấu trúc và chức năng của phần Tiến hành kiểm định 66 b Cấu trúc và chức năng phần Tìm kiếm dữ liệu 67 4.7.2 Chức năng các thanh công cụ 68 a Thanh công cụ File 68 b Thanh công cụ Chọn COM 70 c Thanh công cụ Help 71 4.7.3 Lu đồ thuật toán 75 a Thuật toán tổng quát 75 b Thuật toán kiểm định công tơ theo phơng pháp công tơ chuẩn76 c Thuật toán xử lý kết quả và lu trữ 79 d Thuật toán biên bản kết quả 80 4.7.4 Lập trình trong phần mềm Visual Basic 81 a Trang Kết quả 81 b Trang tra cứu 85 c Trang Vào số liệu 87 4.8 Thiết kế cơ khí thiết bị kiểm công tơ 3 pha 91 4.9 Bản vẽ thiết kế hộp hiển thị sai số công tơ 3 pha 109 SảN PHẩM TB1: THIếT Bị KIểM CôNG Tơ 1 PHA 113 I Mục đích 115 II Yêu cầu đo lờng 116 III Yêu cầu kỹ thuật 116 IV Giải pháp kỹ thuật 117 4.1 Thiết kế chế tạo công tơ mẫu một pha kiểu điện tử (CTC1) cấp chính xác 0,1 118 4.1.1 Giới thiệu 119 4.1.2 Đặc điểm 119 4.1.3 Thông số kỹ thuật 120 4.1.4 Các chức năng và thao tác thực hiện của công tơ 121 a Bàn phím điều khiển 121 b Thao tác đo điện áp 121 c Thao tác đo dòng điện 122 d Thao tác đo hệ số công suất 122 e Thao tác đo công suất tác dụng và công suất phản kháng 122 f Thao tác tính toán sai số với đầu đọc điện tử 123 g Chức năng đo điện năng tác dụng 123 h Chức năng phát điện năng 124 4.1.5 Nguyên lý cấu tạo 125 a Mặt trớc 125 b Mặt sau 125 c Sơ đồ chân của Jắc xung ra 126 d Sơ đồ chân của Jắc đấu đầu đọc: 126 e Sơ đồ đấu dây 127 Dự án Sản xuất thử nghiệm chuẩn và thiết bị đo lờng Mã số : DLĐL/2004/02. 4 4.1.6 Nguyên lý hoạt động 128 a Máy biến dòng đo lờng 128 b Bộ phân áp 131 c Bộ vi xử lý 134 4.1.7 Thiết kế vỏ hộp công tơ 1 pha và một số chi tiết cơ bản4.2 Bộ tạo góc 141 4.2 Bộ tạo góc 146 4.2.1 Mục đích: 146 4.2.2 Khả năng ứng dụng 146 4.2.3 Thông số kỹ thuật 146 4.2.4 Nguyên lý hoạt động 147 a Tạo góc lệch pha bằng phơng pháp cảm ứng(độngcơ làm việc ở chế độhãm)147 b Phơng pháp tạo góc lệch pha bằng cách sử dụng điện áp dây 147 4.2.5 Nguyên lý cấu tạo 148 4.3 Bộ tạo dòng 150 4.3.1 Chỉ tiêu kỹ thuật yêu cầu đầu vào : 150 4.3.2 Vật liệu và số liệu tính toán thiết kế 150 4.3.3 Thiết kế cơ khí bộ tạo dòng 152 4.4 Máy biến dòng 155 4.4.1 Chỉ tiêu kỹ thuật yêu cầu đầu vào : 156 4.4.2 Vật liệu và số liệu tính toán thiết kế 156 4.5 Bộ tạo áp 158 4.5.1 Chỉ tiêu kỹ thuật yêu cầu đầu vào : 158 4.5.2 Vật liệu và số liệu tính toán thiết kế 158 4.5.3 Thiết kế cơ khí bộ tạo áp 160 4.6 Đầu đọc và hệ thống gá 163 4.6.1 Khả năng ứng dụng 163 4.6.2 Nguyên lý hoạt động 163 4.6.3 Sơ đồ nguyên lý và lắp ráp 164 4.6.4 Bản vẽ thiết kế vỏ đầu đọc và bộ gá đầu đọc 165 4.7 Phần mềm kiểm định công tơ 173 4.7.1 Cấu trúc chơng trình 173 a Cấu trúc và chức năng của phần tiến hành kiểm định 173 b Cấu trúc và chức năng phần tìm kiếm dữ liệu 174 4.7.2 Chức năng các thanh công cụ 175 a Thanh công cụ File: 175 b Thanh công cụ Chọn COM: 177 c Thanh công cụ Help: 177 4.7.3 Lu đồ thuật toán 182 a Thuật toán tổng quát 182 b Thuật toán kiểm định công tơ theo phơng pháp công tơ chuẩn 183 c Thuật toán xử lý kết quả và lu trữ.186 d Thuật toán biên bản kết quả187 4.7.4 Lập trình trong phần mềm Visual Basic.188 a Trang Kết quả 188 b Trang tra cứu 191 c Trang Vào số liệu 194 4.8 Thiết kế cơ khí bàn kiểm công tơ 198 4.9 Bản vẽ thiết kế hộp hiển thị sai số công tơ 1 pha 216 sản phẩm tb0: thiết bị kiểm công tơ lu động 220 I Mục đích 222 II Yêu cầu đo lờng 223 Dự án Sản xuất thử nghiệm chuẩn và thiết bị đo lờng Mã số : DLĐL/2004/02. 5 III Yêu cầu kỹ thuật 223 IV Giải pháp kỹ thuật 224 4.1 Bộ tạo góc 225 4.1.1 Mục đích: 225 4.1.2 Khả năng ứng dụng 225 4.1.3 Thông số kỹ thuật 225 4.1.4 Nguyên lý hoạt động 226 4.2 Bộ tạo áp 227 4.2.1 Chỉ tiêu kỹ thuật yêu cầu đầu vào 227 4.2.2 Vật liệu và số liệu tính toán thiết kế 227 4.2.3 Thiết kế cơ khí bộ tạo áp 228 4.3 Bộ tạo dòng 231 4.3.1 Chỉ tiêu kỹ thuật yêu cầu đầu vào 231 4.3.2 Vật liệu và số liệu tính toán thiết kế 231 4.3.3 Thiết kế cơ khí bộ tạo dòng 233 4.4 Máy biến dòng 236 4.4.1 Chỉ tiêu kỹ thuật yêu cầu đầu vào 237 4.4.2 Vật liệu và số liệu tính toán thiết kế 237 4.5 Thiết kế cơ khí thiết bị kiểm công tơ lu động 239 4.5.1 Bố trí mặt trớc thiết bị kiểm công tơ lu động 239 4.5.2 Bố trí mặt bên trong thiết bị kiểm công tơ lu động 240 4.5.3 Thiết kế cơ khí vỏ và các phụ kiện cho bàn kiểm lu động 241 Dự án Sản xuất thử nghiệm chuẩn và thiết bị đo lờng Mã số : DLĐL/2004/02. 6 Sản phẩm TB3: thiết bị kiểm công tơ ba pha Dự án Sản xuất thử nghiệm chuẩn và thiết bị đo lờng Mã số : DLĐL/2004/02. 8 I Mục đích Thiết bị kiểm định công tơ 3 pha nhằm mục đích sử dụng để kiểm định các loại công tơ điện xoay chiều 3 pha các loại có cấp chính xác đến 0,5 đo điện năng tác dụng và điện năng phản kháng phục vụ đắc lực cho việc quản lý nhà nớc về đo đếm điện năng và ngành sản xuất chế tạo thiết bị đo điện phục vụ nhu cầu trong nớc và xuất khẩu. Thiết bị kiểm định công tơ 3 pha hiện nay đang sử dụng tại các Chi cục Tiêu chuẩn Đo lờng Chất lợng, các đơn vị Uỷ quyền nhà nớc về kiểm định công tơ điện (nay gọi là các đơn vị đợc công nhận khả năng kiểm định) tại Điện lực của các tỉnh thành phố và các đơn vị khác thuộc các bộ ngành hoặc cơ sở công nghiệp hầu hết là các thiết bị hoặc là quá cũ và lạc hậu không có khả năng ứng dụng các công nghệ mới vào phục vụ công tác kiểm định hoặc là thiết bị mới nhập khẩu từ các nớc thì lại rất đắt tiền và có những tính năng không thực sự phù hợp và không tiện lợi cho sử dụng gây lãng phí cho nhà nớc. Để khắc phục những nhợc điểm trên của thiết bị kiểm định công tơ ba pha, trong khuôn khổ của dự án sản xuất thử nghiệm độc lập cấp Nhà nớc mã số DAĐL- 2004/02. Trung tâm Đo lờng Việt nam đã tiến hành nghiên cứu tìm hiểu các giải pháp công nghệ để tiến hành chế tạo thiết bị kiểm công tơ 3 pha đáp ứng đợc các yêu cầu kỹ thuật đề ra trong văn bản đo lờng Việt nam ĐLVN 07: 2003 về quy trình kiểm định công tơ điện xoay chiều kiểu cảm ứng và văn bản đo lờng Việt Nam ĐLVN 39: 2004 về quy trình kiểm định công tơ điện xoay chiều kiểu điện tử và dễ sử dụng, vận hành, lắp đặt thao tác thuận tiện Dự án Sản xuất thử nghiệm chuẩn và thiết bị đo lờng Mã số : DLĐL/2004/02. 9 II Yêu cầu đo lờng a. Cấp chính xác của chuẩn: chuẩn chế tạo để sử dụng trong thiết bị kiểm là công tơ mẫu ba pha cấp chính xác 0,1 b. Máy biến dòng đo lờng có cấp chính xác 0,05; dung lợng 5VA phạm vi đo: (0,1 100)/5 A III Yêu cầu kỹ thuật Thiết bị kiểm công tơ ba pha phải đáp ứng đợc các yêu cầu về thiết bị và phơng tiện chuẩn để kiểm định công tơ điện 3 pha của các văn bản kỹ thuật đo lờng Việt Nam : a. Phạm vi dòng điện của thiết bị: (0,1 100) A/ pha b. Phạm vi điện áp của thiết bị: (0 600) V/ pha c. Phạm vi điều chỉnh góc pha của thiết bị: (0 0 - 180 0 ) LC d. Có đầu đọc để tự động đọc số vòng quay hoặc số xung của công tơ trong khi kiểm định f. Có khả năng kết nối máy tính để sử dụng phần mềm phục vụ kiểm định công tơ, quản lý số liệu và in biên bản kết quả kiểm định. e. Kết quả kiểm định phải đợc hiển thị trực tiếp trên bảng hiển thị sai số bên cạnh mỗi công tơ và hiển thị theo thứ tự trong màn hình máy tính. Dự án Sản xuất thử nghiệm chuẩn và thiết bị đo lờng Mã số : DLĐL/2004/02. 10 IV Giải pháp kỹ thuật Từ các yêu cầu về đo lờng và kỹ thuật nêu trên, dự án DAĐL 02/2004 đã nghiên cứu và đa ra phơng án chế tạo thiết bị kiểm định công tơ ba pha dựa trên nguyên lý sau: - Công tơ mẫu ba pha cấp chính xác 0,1 - Bộ tạo góc: Thay đổi góc lệch pha giữa dòng điện và điện áp theo yêu cầu của các văn bản kỹ thuật đo lờng Việt Nam. - Bộ tạo dòng: Cho phép tạo dòng điện (0.1-0.5-1-2.5-5-10-50-100) A/pha - Máy biến dòng: Dòng điện sơ cấp (0.1-0.5-1-2.5-5-10-50-100) A ; dòng điện thứ cấp 5 A - Bộ biến áp: Cho phép tạo điện áp (0-150-300-600) V/pha - Đầu đọc: Cho phép đọc đợc tín hiệu của đèn Led - Phần mềm kiểm định công tơ - Thiết kế hộp hiển thị sai số. - Thiết kế chế tạo vỏ và các chi tiết phụ cho bàn kiểm Nguồn ba pha đợc đa qua bộ tạo góc để có thể thay đổi góc lệch pha của điện áp so với điện áp ban đầu, sau đó điện áp đi qua bộ biến áp để đạt đợc giá trị điện áp theo yêu cầu của các văn bản kỹ thuật đo lờng Việt Nam (ĐLVN 07 : 2003 và ĐLVN 39 : 2004). Tơng tự nguồn ba pha đi qua bộ tạo dòng để chuyển đổi từ điện áp sang dòng điện, sau đó đợc đa qua máy biến dòng để đạt đợc giá trị dòng điện nh yêu cầu. Việc điều chỉnh dòng điện và điện áp đợc thực hiện dựa vào việc điều chỉnh các núm xoay và các công tắc trên bàn kiểm công tơ. Sau khi chuyển đổi, dòng điện và điện áp sẽ cung cấp tới công tơ mẫu và công tơ cần kiểm định. Sử dụng đầu đọc và phần mềm kiểm định công tơ sẽ cho ta khả năng tính toán sai số của công tơ cần kiểm định so với công tơ mẫu. Bộ tạo dòng Bộ tạo góc Bộ tạo áp Máy biến dòng Công tơ mẫu Công tơ cần kiểm A B C Bộ tính sai số và hiển thị Máy tính Dự án Sản xuất thử nghiệm chuẩn và thiết bị đo lờng Mã số : DLĐL/2004/02. 11 4.1 Thiết kế chế tạo công tơ mẫu ba pha kiểu điện tử (CTC3) cấp chính xác 0,1 [...]... cho hiểu chỉnh và kiểm định - Bộ tính toán sai số để kiểm định công tơ 1pha, 3pha cấp chính xác đến 0,5 - Có khả năng phát ra điện năng tơng ứng với 1 số vòng đặt trớc Đặc điểm này rất tiện lợi cho công tác hiệu chỉnh công tơ - Có cổng truyền tin RS485 Dự án Sản xuất thử nghiệm chuẩn và thiết bị đo lờng Mã số : DLĐL/2004/02 12 - Cho phép kiểm định các loại công tơ 3 pha có cấp chính xác đến 0,5 4.1.3... cho công tơ kiểm Trớc tiên nạp các thông số: hằng số công tơ, hệ số Ti, số vòng lấy mẫu Sau đó ấn phím Wh để chờ Cuối cùng ấn phím ST để công tơ chuẩn phát điện năng cho số vòng quay N đã đặt trớc Khi công tơ chuẩn phát đủ lợng điện năng tơng ứng với N vòng theo tính toán thì công tơ chuẩn sẽ tự động cắt điện áp, lúc đó công tơ kiểm sẽ dừng lại Căn cứ vào vị trí của điểm đen trên đĩa công tơ kiểm. .. tơng ứng của từng pha A, B, C Dự án Sản xuất thử nghiệm chuẩn và thiết bị đo lờng Mã số : DLĐL/2004/02 14 c Thao tác đo dòng điện ấn phím 2, 5, 8 công tơ sẽ hiển thị giá trị dòng điện đo tơng ứng của từng pha A, B, C d Thao tác đo hệ số công suất ấn phím 3, 6, 9 công tơ sẽ hiển thị giá trị Cos tơng ứng của từng pha A, B, C e Thao tác đo công suất tác dụng và công suất phản kháng ấn phím P công tơ. .. CTC3 là công tơ chuẩn 3 pha đo điện năng tác dụng và điện năng phản kháng cấp chính xác cao CTC3 đợc thiết kế để lắp đặt trong các bàn kiểm công tơ 3 pha CTC3 sử dụng 6 ADC, bộ lọc số, DSP để thực hiện các phép đo, tính toán giá trị điện áp trung bình, dòng điện trung bình, công suất tác dụng, công suất phản kháng và điện năng tác dụng, điện năng phản kháng CTC3 có thể cấu hình để đo theo các sơ đồ... chuẩn 3 pha Dự án Sản xuất thử nghiệm chuẩn và thiết bị đo lờng Mã số : DLĐL/2004/02 29 Nguyên lý mạch tính toán sai số và hiển thị công tơ 3 pha Dự án Sản xuất thử nghiệm chuẩn và thiết bị đo lờng Mã số : DLĐL/2004/02 30 Sơ đồ linh kiện lắp ráp mạch đo lờng công tơ 3 pha Dự án Sản xuất thử nghiệm chuẩn và thiết bị đo lờng Mã số : DLĐL/2004/02 31 Sơ đồ linh kiện lắp ráp mạch tính toán và hiển... Xung vào Dự án Sản xuất thử nghiệm chuẩn và thiết bị đo lờng Mã số : DLĐL/2004/02 19 e Sơ đồ đấu dây Sơ đồ đấu dây để kiểm công tơ 3 pha 3 phần tử đo điện năng tác dụng, điện năng phản kháng Sơ đồ đấu dây để kiểm công tơ 3 pha 3 dây đo điện năng tác dụng, điện năng phản kháng Dự án Sản xuất thử nghiệm chuẩn và thiết bị đo lờng Mã số : DLĐL/2004/02 20 4.1.6 Nguyên lý hoạt động Sơ đồ khối công tơ. .. từ Giữa các lớp phải đợc cách điện với nhau bằng cách: khi cuốn xong một lớp thì phải cuốn một lớp giấy cách điện trớc khi cuốn lớp tiếp theo Cuộn thứ cấp đợc cuốn bên ngoài cuộn sơ cấp + Tỷ số biến đổi Ki = W1 / W2 = 6.000 / 60 Dự án Sản xuất thử nghiệm chuẩn và thiết bị đo lờng Mã số : DLĐL/2004/02 24 Dây cuốn cuộn sơ cấp và thứ cấp máy biến áp Dự án Sản xuất thử nghiệm chuẩn và thiết bị đo lờng... từng pha và từng thông số đo bằng cách kết nối với máy tính thông qua cổng truyền tin RS485 4.1.2 Đặc điểm - Cấp chính xác 0,1 - Sơ đồ đấu dây: - 3pha 3dây 3pha 4dây Các đại lợng đo: Điện áp trung bình từng pha Dòng điện trung bình từng pha Hệ số công suất từng pha Công suất tác dụng, phản kháng Điện năng tác dụng, phản kháng - Tín hiệu ra (output) dới dạng xung tơng ứng cho điện năng tác dụng và. .. số Dự án Sản xuất thử nghiệm chuẩn và thiết bị đo lờng Mã số : DLĐL/2004/02 32 Sơ đồ bàn phím Dự án Sản xuất thử nghiệm chuẩn và thiết bị đo lờng Mã số : DLĐL/2004/02 33 4.1.7 Thiết kế vỏ hộp công tơ và một số chi tiết cơ bản Dự án Sản xuất thử nghiệm chuẩn và thiết bị đo lờng Mã số : DLĐL/2004/02 34 20 90 316 Dự án Sản xuất thử nghiệm chuẩn và thiết bị đo lờng Mã số : DLĐL/2004/02 82... cần kiểm - g ấn phím C để nạp hằng số công tơ kiểm Sau đó ấn phím E, công tơ sẽ hiển thị sai số của công tơ kiểm Thao tác đo điện năng tác dụng ấn phím W công tơ sẽ hiển thị ở chế độ đo điện năng tác dụng, đơn vị [W.s] Sau đó ấn phím ST để bắt đầu và ấn ST lần nữa để kết thúc, giá trị điện năng trong khoảng thời gian giữa 2 lần ấn sẽ hiển thị trên màn hình Dự án Sản xuất thử nghiệm chuẩn và thiết bị . việt nam Báo cáo tổng kết khoa học và công nghệ dự án Chế tạo công tơ mẫu cấp chính xác 0,1 và các thiết bị kiểm định công tơ 1 pha và 3 pha Mã số: DAĐL 2004/02 Chủ nhiệm đề. chuẩn và thiết bị đo lờng Mã số : DLĐL/2004/02. 9 II Yêu cầu đo lờng a. Cấp chính xác của chuẩn: chuẩn chế tạo để sử dụng trong thiết bị kiểm là công tơ mẫu ba pha cấp chính xác 0,1. tạo thiết bị kiểm định công tơ ba pha dựa trên nguyên lý sau: - Công tơ mẫu ba pha cấp chính xác 0,1 - Bộ tạo góc: Thay đổi góc lệch pha giữa dòng điện và điện áp theo