Đồ án môn công nghệ 4.0

Đồ án môn công nghệ 4.0, so sánh chủng loại công nghệ các loại điện kế đang sử dụng hiện nay trong Tập đoàn Điện lực Việt Nam. Công tơ điện thông minh là một trong những thiết bị cơ bản để thu thập dữ liệu của lưới điện thông minh (đặc biệt là mạng phân phối điện thông minh). Nó đảm nhận các nhiệm vụ thu thập dữ liệu, đo lường và truyền tải điện năng ban đầu, và là cơ sở để tích hợp, phân tích và tối ưu hóa thông tin và trình bày thông tin. Ngoài chức năng đo cơ bản của đồng hồ đo điện truyền thống, đồng hồ đo điện thông minh còn có các chức năng đo hai chiều tỷ giá khác nhau, chức năng điều khiển người dùng, chức năng truyền dữ liệu hai chiều của nhiều chế độ truyền dữ liệu khác nhau, chức năng chống tamperin và các chức năng khác các chức năng thông minh, thích ứng với việc sử dụng lưới điện thông minh và năng lượng tái tạo. Cơ sở hạ tầng đo đếm tiên tiến (AMI) và hệ thống đọc đồng hồ tự động (AMR) được xây dựng trên cơ sở đo điện thông minh có thể cung cấp cho người dùng thông tin tiêu thụ điện chi tiết hơn, giúp họ quản lý tốt hơn mức tiêu thụ điện nhằm đạt được mục tiêu tiết kiệm điện và giảm phát thải khí nhà kính.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC CẦN THƠ TRƢỜNG BÁCH KHOA KHOA SAU ĐẠI HỌC LỚP KỸ THUẬT ĐIỆN  BÁO CÁO ĐỒ ÁN MÔN CÔNG NGHỆ 4.0 CÔNG TƠ ĐIỆN CÁN BỘ HƢỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN: Lƣơng Vinh Quốc Danh Nguyễn Hoài Nam Lớp: KTĐ – K29 (Đồng Tháp_đợt 2) Tháng 02/2023 MỤC LỤC Trang MỤC LỤC .…… TÓM TẮT ĐỒ ÁN …… DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT .…… CHƢƠNG I: GIỚI THIỆU MỘT SỐ CHỦNG LOẠI CƠNG TƠ …… 1.1 Cơng tơ pha .…… 1.2 Công tơ pha .…… Chƣơng II: ĐO CS TÁC DỤNG VÀ CS PHẢN KHÁNG .…… 2.1 Đo công suất tác dụng: .…… 2.2 Đo công suất phản kháng: …… CHƢƠNG III: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA CÔNG TƠ …… 3.1 Khái quát chung: .…… 3.2 Cấu tạo loại công tơ: …… 3.2.1 Công tơ khí: …… 3.2.2 Công tơ điện tử: …… 3.3 Nguyên lý làm việc loại công tơ: .……11 3.3.1 Nguyên lý hoạt động công tơ điện khí: .……11 3.3.2 Nguyên lý làm việc công tơ điện tử: ……13 Chƣơng IV: CÁC LOẠI CÔNG NGHỆ CÔNG TƠ .……17 4.1 Công nghệ công tơ cơ: ……17 4.1.1 Công tơ điện pha dây loại CV140RF: .……17 4.1.2 Công tơ điện pha d y oại CV: ……18 4.2 Công nghệ công tơ điện tử: ……19 4.2.1 Công nghệ thu thập số liệu qua qua đƣờng dây tải điện (PLC): 20 4.2.2 Công tơ điện sử dụng công nghệ RF: .……22 CHƢƠNG V: BỘ TẬP TRUNG THU THẬP DỮ LIỆU .……27 5.1 Chức Bộ tập trung: ……27 5.1.1 Tiêu chuẩn kỹ thuật: ……28 5.1.2 Thu thập liệu xử lý: .……28 5.1.3 Vị trí lắp đặt: ……29 5.1.4 Đọc liệu công tơ điện tử pha đầu nguồn TBA công cộng: 29 5.1.5 Đọc liệu công tơ PLC: .……30 5.2 Công nghệ sử dụng: ……34 CHƢƠNG VI: CÁC ỨNG DỤNG CÔNG TƠ ĐIỆN TỬ ……35 6.1 Ứng dụng phổ biến: ……35 6.2 Ƣu khuyết điểm công nghệ: .……37 6.2.1 Công nghệ PLC: ……37 6.2.2 Hệ thống thu thập liệu từ xa thông qua tần số vô tuyến (RF-MESH): ……38 6.2.3 Công nghệ truyền liệu thông qua modem GPRS/3G: ……39 6.3 Các ứng dụng kỳ vọng: ……40 TÀI LIỆU THAM KHẢO .……41 TÓM TẮT ĐỒ ÁN Trên giới, việc sử dụng công tơ điện tử đƣợc ứng dụng từ lâu ngày trở nên phổ biến Điều đƣợc ứng dụng Việt Nam bối cảnh ngƣời dân khát khao minh bạch từ ngành điện Cụ thể, cơng tơ điện tử có độ xác cao hơn, cơng suất tiêu thụ cơng tơ thấp dẫn đến tiết kiệm điện năng, tích hợp công nghệ truyền thông hỗ trợ việc đọc số công tơ tự động từ xa Việc thực đo xa giúp giảm nguy tai nạn ao động ghi số quản ý công tơ Công tơ điện thông minh thiết bị để thu thập iệu ƣới điện thông minh (đặc biệt mạng ph n phối điện thơng minh) Nó đảm nhận nhiệm vụ thu thập iệu, đo ƣờng truyền tải điện ban đầu, sở để tích hợp, ph n tích tối ƣu hóa thơng tin trình bày thơng tin Ngồi chức đo đồng hồ đo điện truyền thống, đồng hồ đo điện thơng minh cịn có chức đo hai chiều tỷ giá khác nhau, chức điều khiển ngƣời dùng, chức truyền iệu hai chiều nhiều chế độ truyền iệu khác nhau, chức chống tamperin chức khác chức thông minh, thích ứng với việc sử dụng ƣới điện thơng minh ƣợng tái tạo Cơ sở hạ tầng đo đếm tiên tiến (AMI) hệ thống đọc đồng hồ tự động (AMR) đƣợc x y dựng sở đo điện thơng minh cung cấp cho ngƣời dùng thông tin tiêu thụ điện chi tiết hơn, giúp họ quản ý tốt mức tiêu thụ điện nhằm đạt đƣợc mục tiêu tiết kiệm điện giảm phát thải khí nhà kính Qua trình bày đồ án khái quát việc sử dụng công tơ công tơ điện tử Cần Thơ, ngày tháng năm 2023 Sinh viên thực (Ký ghi rõ họ tên) Nguyễn Hoài Nam DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT - KTCK: Kỹ thuật khí - KCN: Khoa cơng nghệ - PLC: Power Line Communication (thu thập số liệu qua qua đƣờng dây tải điện) - RF: Radio Frequency (Truyền tần số) - RF-Spider: đọc số từ xa, không dây theo kiểu mắt ƣới - DCU: Data Collection Unit (Bộ thu thập liệu tập trung) - AMR: Giám sát quản lý liệu đo đếm từ xa - AMI: Advanced Metering Infrastructure (công tơ thông minh có tên) - Filters: lọc - Repeaters: lặp tín hiệu CHƢƠNG I: GIỚI THIỆU MỘT SỐ CHỦNG LOẠI CƠNG TƠ - Cơng tơ điện (đồng hồ điện) thiết bị dùng để đo đếm ƣợng điện tiêu thụ nơi sử dụng điện nhƣ hộ dân, công ty, nhà máy sản xuất Đ y thiết bị để Công ty Điện lực Việt Nam EVN àm sở tính tiền sử dụng điện hàng tháng cho khách hàng Đơn vị đo hiệu chuẩn Kilowat kí hiệu kWh Và đƣợc xác định vào ngày chu kỳ tốn - Cơng tơ điện đƣợc chia loại à: Cơng tơ điện khí, cơng tơ điện điện tử.Trong có cơng tơ điện khí pha d y cơng tơ điện khí pha, cơng tơ điện tử pha công tơ điện tử pha 1.1 Công tơ điện pha: - Công tơ điện pha chủng loại chia làm loại công tơ đo đếm gián tiếp công tơ đo đếm trực tiếp dùng để đo sản ƣợng điện tiêu thụ tải pha Về mặt cấu tạo có oại cơng tơ điện khí công tơ điện điện tử 1.2 Công tơ điện pha: - Công tơ điện pha chủng loại chia làm loại công tơ đo đếm gián tiếp công tơ đo đếm trực tiếp dùng để đo sản ƣợng điện nhiều hệ thống pha đo đếm pha Về mặt cấu tạo có oại cơng tơ điện khí công tơ điện điện tử Chƣơng II: ĐO CS TÁC DỤNG VÀ CS PHẢN KHÁNG - Trong hệ thống ƣới điện, tồn hai loại công suất công suất tác dụng P công suất phản kháng Q Công suất tác dụng P công suất sinh cơng có ích phụ tải, công suất phản kháng Q công suất vơ ích, gây tính cảm ứng loại phụ tải nhƣ: động điện, biến đổi điện áp… Để đánh giá ảnh hƣởng công suất phản kháng hệ thống ngƣời ta sử dụng: hệ số cơng suất cosφ, đó: φ=arctg P/Q 2.1 Đo công suất tác dụng: - Công suất hiệu dụng, công suất thực P, phần công suất điện biến đổi thành dạng cơng suất khác (cơ, nhiệt, hay hóa) Đơn vị cơng suất hiệu dụng P la watt (W) - Khi hiệu điện u(t) cƣờng độ dịng điện i(t) khơng đổi P = U · I - Nếu u(t) i(t) giá trị biến đổi P giá trị trung bình cơng suất tức thời p - Khi u(t), i(t) biến đổi theo đồ thị hàm sin , với U, I: giá trị hiệu dụng u(t), i(t); φ pha ệch u(t), i(t) - Công suất hiệu dụng P phần thực công suất biểu kiến S, S = P + iQ - Hàng tháng sản ƣợng điện tiêu thụ khách hàng đƣợc đo đếm qua công tơ điện, khách hàng sử dụng sản ƣợng lớn việc đo đếm gián tiếp qua TU, TI sử dụng công tơ gián tiếp 2.2 Đo công suất phản kháng: - Công suất phản kháng Q (kVAr) cơng suất vơ ích, gây tính cảm ứng loại phụ tải nhƣ: động điện, máy biến áp, biến đổi điện áp… Q = S*Sinφ - Cơng thức tính cơng suất phản kháng Q Q = U I sinφ - Trong đó: Q: Cơng suất phản kháng (Var) U: Điện áp (V) I: Dòng điện (A) φ: Lệch pha hiệu điện U(t) dòng điện I(t) - Trong thực tế công suất phản kháng Q không sinh công nhƣng ại gây ảnh hƣởng xấu kinh tế kỹ thuật:  Về kinh tế: Chúng ta phải trả chi phí tiền điện cho ƣợng cơng suất phản kháng tiêu thụ thực tế khơng đem ại ợi ích  Về kỹ thuật: Công suất phản kháng nguyên nh n g y tƣợng sụt áp tiêu hao ƣợng trình truyền tải điện - Vì vậy, ta cần có biện pháp bù cơng suất phản kháng Q để hạn chế ảnh hƣởng Cũng tức ta nâng cao hệ số cosφ - Lợi ích nâng cao hệ số cosφ:  Giảm tổn thất công suất phần tử hệ thống cung cấp điện (máy biến áp, đường dây …)  Giảm tổn thất điện áp đường truyền tải  Tăng khả truyền tải điện đường dây máy biến áp - Việc đo đếm công suất phản kháng hàng tháng đƣợc thực thông qua công tơ điện tử pha pha có chức đo đếm giá CHƢƠNG III: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA CƠNG TƠ 3.1 Khái qt chung: - Khi có dịng điện chạy phụ tải hay có tiêu thụ điện cơng tơ điện bắt đầu hoạt động để đo đếm sản ƣợng điện a) Đối với cơng tơ khí: - Nguồn điện qua cuộn vịng tạo từ thơng tỷ lệ với dịng điện cuộn shunt tạo từ thông tỷ lệ với điện áp Do tính chất dịng điện cảm nên từ thông trễ 90 độ Dƣới tác động luồng từ thông tạo momen, úc đĩa nhôm quay - Một nam ch m vĩnh cửu đƣợc đặt mặt đĩa, nam ch m tạo momen hãm đĩa nhôm Độ lớn lực tỷ lệ thuận với tốc độ quay, nhƣng hƣớng ngƣợc với hƣớng quay - Trục đĩa nhôm đƣợc liên kết với bánh tƣơng ứng tỷ lệ với số vòng quay đĩa Từ nhảy số theo số ƣợng vịng quay đĩa nhơm Lúc có đƣợc kết đo điện tiêu thụ tính đơn vị kWh b) Đối với công tơ điện tử: - Với nguyên lý hoạt động công tơ nhƣng sử dụng nhiều công nghệ điện tử, số liệu đo đến điện đƣợc hiển thị trực tiếp hình LCD Nó cịn có khả ghi tích hợp đo ghi từ xa handheld qua sóng radio RF; qua đƣờng dây tải điện nhờ thi công lắp đặt module rời nhƣ: Modu Handheld RF, modu PLC, mod e GRPS… 3.2 Cấu tạo loại công tơ: 3.2.1 Công tơ khí: Cơng tơ pha Cơng tơ pha - Cuộn d y điện áp (11): đƣợc tạo thành từ nhiều cuộn dây, lắp đặt song song với phụ tải Có phần tiết kiện nhỏ với số loại công tơ khác - Cuộn d y dòng điện (8): đƣợc nối lắp nối tiếp với phụ tải Có số vịng dây cuộn nầy số ƣợng vịng d y điện áp Nhƣng có tiết diện lớn - Nam Ch m vĩnh cữu: có nhiệm vụ tạo monen xoắn trƣờng hợp đĩa nhôm quay từ trƣờng cuộn dây - Hộp số khí: có nhiệm vụ hiển thị số vịng quay đĩa nhôm Đƣợc gắn với trục đĩa nhôm Thông qua tính đƣợc ƣợng điện tiêu thụ 3.2.2 Công tơ điện tử: Công tơ điện tử pha Công tơ điện tử pha - Công tơ điện tử đƣợc chế tạo dựa nguyên lý công tơ cơ, nhƣng sử dụng công nghệ điện tử, số liệu đo đếm điện đƣợc hiển thị trực tiếp hình LCD - Máy biến áp nguồn (Phần tử chỉnh ƣu): 28 - Ngoài DCU đƣợc thiết kế cổng giao tiếp RS485 cho phép quản lý thu thập liệu công tơ điện tử qua hệ thống mạng dựa chuẩn giao tiếp Serial (RS232/RS485) Điều cho phép sản phẩm đƣợc ứng dụng linh hoạt cho nhiều giải pháp thu thập liệu công tơ điện tử 5.1.1 Tiêu chuẩn kỹ thuật: - DCU đáp ứng tiêu chuẩn IEC, EN đƣợc thực hợp chuẩn/hợp quy theo quy định hành nƣớc Cộng hòa Xã hội Chủ nghĩa Việt Nam - IEC 60950-1 : Thiết bị công nghệ thông tin (an toàn – Phần I) - IEC 61968-9 : Tiêu chuẩn giao tiếp đọc điều khiển công tơ - EN 50065-1: Đặc tính tín hiệu truyền ƣới điện hạ dải tần từ đến 148.5kHz (phần 1) - EN 301 511: Hệ thống thông tin di động tồn cầu - EN 300 607-1: Hệ thống viễn thơng di động kỹ thuật số Phần 1: Đặc tính kỹ thuật phù hợp - IEC 61000: Tiêu chuẩn tƣơng thích điện từ - QCVN 18:20 10/BTTTT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia tƣơng thích điện từ thiết bị thông tin vô tuyến điện - DCU loại sử dụng anten rời tuân thủ theo QCVN 42:2011IBTTTT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia thiết bị vô tuyến ƣu động mặt đất có anten rời dùng cho truyền số liệu thoại 5.1.2 Thu thập liệu xử lý: - DCU tự động thu thập liệu thơng số dịng điện, điện áp, số điện tức thời, số điện chốt ghi công tơ, kiện cảnh báo… Lƣu trữ nhớ truyền server trung tâm (hệ thống AMR) qua kênh truyền GPRS - DCU vận hành độc lập trì hoạt động theo tính đƣợc lập trình trƣớc Truyền thơng liên lạc DCU công tơ truyền thông hai chiều, 29 trình độc lập với hệ thống máy chủ trung t m Điều cho phép việc thu thập, xử lý liệu từ công tơ thực không phục thuộc vào việc kết nối truyền thơng DCU hệ thống server - Có thể thu thập liệu chế độ khác nhau, hỗ trợ hình thức: tự động theo chu kỳ định sẵn thu thập thời điểm thông qua phần mềm điều khiển Thời gian thu thập liệu từ công tơ DCU khơng q TBA có 300 khách hàng thời điểm ngày điều kiện ƣới điện vận hành bình thƣờng Tần suất thu thập tối thiểu lần ngày theo nhu cầu khách hàng 5.1.3 Vị trí lắp đặt: - DCU đƣợc lắp đặt phía hạ Trạm biến áp cơng cộng DCU quản ý đọc liệu công tơ điện tử pha đầu nguồn qua giao tiếp RS485 công tơ điện tử khác công nghệ PLC - Trƣờng hợp sử dụng cơng nghệ RF, DCU đƣợc lắp đặt thêm module RF gắn bên lắp vỏ để thu thập liệu công tơ công nghệ RF 5.1.4 Đọc liệu công tơ điện tử pha đầu nguồn TBA công cộng: - Đối với công tơ điện tử pha đầu nguồn trạm biến áp công công cộng, DCU thực giao tiếp với công tơ qua giao tiếp RS485, thu thập liệu công tơ truyền hệ thống server - Các chủng loại cơng tơ thu thập: chủng loại cơng tơ điện tử đƣợc thu thập liệu qua giao tiếp RS232/485 bao gồm: Elster A1700, VSE3T, VSE1T, DDS26D, DTS27 - Trƣờng hợp cần thu thập loại liệu công tơ điện tử khác, Công ty IFC cần lập trình bổ sung giao thức cơng tơ vào phần mềm DCU - Các liệu từ công tơ đƣợc thu thập bao gồm:  Thông tin cài đặt công tơ (ID công tơ, hệ số TU, TI cài đặt công tơ thông số cài đặt khác công tơ) 30  Dữ iệu thu thập hàng giờ, ghi nhận theo chu kỳ 60 phút/ ần, 00 00 hàng ngày đến 16h30 hàng ngày, gồm thông số:  Thơng số tức thời gồm: Điện áp, dịng điện, tần số, hệ số công suất theo pha, thời điểm đọc  Sự kiện công tơ: tất kiện đƣợc phát ƣu giữ nhớ công tơ - Dữ liệu thu thập hàng ngày thu thập ngày lần khoảng thời gian từ 0h đến 16h30 gồm thông số:  Thời gian công tơ  Chỉ số chốt điện tác dụng biểu, biểu tổng, Chỉ số điện phản kháng biểu tổng theo chiều giao nhận thời điểm đọc  Biểu đồ phụ tải (Load Profi e) công suất tác dụng, công suất phản kháng theo khoảng chu kỳ tích ph n 30 phút/ ần điểm đo đƣợc ƣu ghi công tơ - Dữ liệu thu thập hàng tháng gồm:  Thông số số chốt: Chỉ số chốt điện tác dụng (theo biểu biểu tổng) điện phản kháng biểu tổng, Công suất tác dụng cực đại thời điểm xảy công suất tác dụng cực đại theo chiều giao nhận, thời điểm chốt iệu sau thời điểm công tơ đƣợc ập trình chốt số tháng  Số ần ập trình thời gian ập trình cuối 5.1.5 Đọc liệu công tơ PLC: - Loại công tơ đƣợc thu thập liệu: cơng tơ có khả thu thập liệu công tơ điện tử đƣợc gắn module PLC gồm chủng loại: VSE11-10, VSE11-20, DDS26, DDS26D (bao gồm công tơ Hữu Hồng 11 (PDM1357-2017, 5(80)A), CE18G SF80P- 20 - Dữ liệu công tơ đƣợc thu thập ngày/ lần với thông tin:  Thời gian công tơ thời điểm đọc iệu  Chỉ số điện tác dụng tổng, biểu giá, thời điểm đọc Đối với khách hàng có nguồn điện ƣợng tái tạo bán ên ƣới, thu thập chiều giao nhận 31  Chỉ số chốt cơng tơ (nếu có)  ID công tơ  Các kiện cảnh báo kèm theo thời gian xảy đƣợc ƣu công tơ - Dung ƣợng ƣu trữ: khả ƣu trữ Bộ tập trung đáp ứng tất yêu cầu chức điều kiện kỹ thuật DCU phân loại, ƣu trữ liệu công tơ có khả ƣu trữ liệu cơng tơ điện tử thu thập đƣợc 1000 công tơ tối thiểu ngày gần - Chức n ng cấp từ xa: việc cấu hình tham số DCU đƣợc thực từ xa thơng qua phần mềm cấu hình điều khiển DCU Ngƣời dùng sử dụng phần mềm để khai báo thông tin danh sách cơng tơ DCU quản lý, cấu hình lại địa kết nối DCU, update firmware DCU… - Có thể giao tiếp với DCU trực tiếp qua giao tiếp RS485 - Thông số kỹ thuật: II Thông số Thông số Bộ tập trung Tên thiết bị/ Kiểu iệu (DCU) Model: D2100-01 Công ty Cổ phần Nhà sản xuất tƣ vấn đầu tƣ phát triển hạ tầng viễn thông Nƣớc sản xuất Việt Nam Công ty Cổ phần Thông tin nhà cung cấp tƣ vấn đầu tƣ phát triển hạ tầng viễn thông 32 Thông số II Địa website nhà cung cấp Thông số Htttp://www.Infra s.com.vn pha dây, DCU trì hoạt Sơ đồ đấu d y cấp nguồn cho DCU động bình thƣờng nguồn điện pha AC 220/380V ± Nguồn điện áp ƣới (pha- đất) 10% 50Hz ± 1Hz Công suất tiêu thụ Max 7w ; 25VA Điều kiện môi trƣờng àm việc: Nhiệt độ àm việc bình thƣờng Nhiệt độ vận chuyển, ƣu kho, bảo quản Độ ẩm trung bình năm Độ ẩm tƣơng đối 30 ngày năm Độ ẩm ngày khác -10 đến 55 độ C -10 đến 70 độ C 75% 95% 85% Cấp cách điện: Cấp theo IEC 10 Thử nghiệm yêu cầu điện 62052-11 Thử nghiệm với điện áp xoay tăng 33 Thông số II Thông số cao mức điện áp 4KV theo IEC 62053-21, 22 Thử nghiệm điện áp xung 1.2/50µs mức điện áp 6KV 62052-11 11 Cấp bảo vệ bụi nƣớc x m nhập IP51 12 Cổng giao tiếp RS485 13 Ăng ten GSM 14 Công suất tiêu thụ 15 Led hiển thị trạng thái 16 Khối ƣợng II Tham số đặc trƣng Max 7W 25VA Nguồn/ Kết nối mạng/SIM ready < 600 gram GSM/GPRS Quad Band: 850/900/1800/190 Dải tần àm việc 0MHz RF: 408.925 MHz PLC: 180kHz 125kHz; 34 II Thông số Thông số Truyền data qua GPRS: - max 85.6 Tốc độ iệu downlink: kbps - uplink max 85.6 kbps Giao thức truyền thông TCP/IP/SMS GPRS: 2W tần số 850/ Công suất phát xạ vô tuyến 900 MHz 1W tần số 1800/1900 MHz 5.2 Công nghệ sử dụng: - Trƣớc đ y chủng oại RF PLC có DCU đọc riêng oại nhiên với Hệ thống AMR sử dụng DCU thu thập iệu với công nghệ PLC RF - Bảng mạch inh kiện điện tử DCU chủ yếu theo công nghệ hàn dán bề mặt, ngoại trừ số inh kiện bắt buộc hàn ch n cắm xuyên ỗ - Bảng mạch inh kiện điện tử DCU đƣợc xử ý nhiệt đới hóa phƣơng pháp tráng phủ ớp chống nhiễm ẩm - Vỏ bên đƣợc thiết kế sử dụng oại vật iệu nhựa tổng hợp đảm bảo đáp ứng yêu cầu điều kiện môi trƣờng Việt Nam, không bị rạn, nứt suốt trình sử dụng DCU 35 - Việc đấu nối Anten vào DCU thực dễ dàng thơng qua connector đƣợc thiết kế sẵn - Vị trí gắn thẻ SIM đƣợc thiết kế dạng modu e thuận ợi cho việc ắp đặt kiểm tra mà tháo DCU Trên DCU đƣợc bố trí ký hiệu sơ đồ đấu nối nguồn, ắp ăng ten truyền thông ắp thẻ Sim DCU CHƢƠNG VI: CÁC ỨNG DỤNG CÔNG TƠ ĐIỆN TỬ 6.1 Ứng dụng phổ biến: - Để giảm sai số trình thu thập số tiêu thụ điện, Tập đoàn Điện ực Việt Nam (EVN) đẩy mạnh việc chuyển đổi thiết bị đo điện từ công tơ sang công tơ điện tử Đ y biện pháp nhằm tăng tính minh bạch ngành điện nhƣ khả giám sát ngƣời d n - Các số iệu đƣợc truyền trung t m theo chƣơng trình phần mềm quản ý định sẵn gồm, dòng điện, điện áp, tần số, góc ệch pha với tần suất 30 phút/ ần hiển thị trực quan biểu đồ - Khi triển khai ắp đặt công tơ đo xa mang ại nhiều tiện ích cho khách hàng sử dụng điện n ng cao chất ƣợng dịch vụ ngành Điện, cụ thể: Mang đến cho khách hàng sử dụng điện tiện ích mới:  Chỉ số công tơ định kỳ đƣợc thu thập từ xa cung cấp trực tiếp đến Quý khách hàng thông qua tin nhắn nên khơng cịn trƣờng hợp gọi cửa àm phiền khách hàng qua việc ghi số công tơ trực tiếp nhà khách hàng  Đƣợc giảm thời gian điện, đƣợc giải nhanh cố ngành Điện phát sớm qua số iệu trực tuyến xử ý kịp thời nguyên nh n có khả g y hƣ hỏng thiết bị điện, ƣới điện  Khách hàng theo dõi giám sát đƣợc tình hình tiêu thụ điện tức thời, từ khách hàng có sở để thực giải pháp sử dụng điện tiết kiệm hiệu  Chất ƣợng điện cung cấp cho khách hàng ngày đƣợc n ng cao ổn định, hạn chế tối đa tình trạng hƣ hỏng thiết bị điện xuất phát từ nguyên nh n ảnh hƣởng chất ƣợng điện cung cấp 36  Giám sát đƣợc trực tuyến tình trạng cung cấp điện, phát đƣợc trƣờng hợp bất thƣờng để xử ý, từ phục vụ khách hàng ngày tốt  Quản ý, dự báo đƣợc nhu cầu sử dụng điện khách hàng để có kế hoạch đầu tƣ, sửa chữa n ng cấp hệ thống điện phù hợp; có giải pháp giảm thời gian điện khách hàng  Góp phần n ng cao suất ao động sản xuất kinh doanh điện - Trên giới, việc sử dụng công tơ điện tử đƣợc ứng dụng từ u ngày trở nên phổ biến Tại Singapore - quốc gia gần sát với Việt Nam, nƣớc dần thay công tơ truyền thống sang sử dụng oại cơng tơ thơng minh có tên AMI (Advanced Metering Infrastructure) - So với công tơ điện tử Việt Nam, hệ thống cơng tơ AMI gửi iệu tự động trung t m điều khiển kết nối có d y (cáp quang, cáp đồng, PLC, dial-up) ẫn không d y (Mesh network, giao tiếp điểm - đa điểm, mạng di động) tùy theo đặc điểm khu vực 37 - Ngƣời d n Singapore tiếp cận với thông tin gần nhƣ theo thời gian thực thông qua hình hiển thị cơng tơ, website, tin nhắn emai Hệ thống cịn có chức đo ƣợng điện tiêu thụ khoảng thời gian 5, 15, 30 60 phút, từ giúp ngƣời dùng tự điều chỉnh hoạt động sử dụng điện - Với tiện ích mang ại, AMI công nghệ đƣợc áp dụng nhiều bang Mỹ với khoảng 16,1 triệu công tơ thông minh đƣợc triển khai, chiếm tới 29% tổng số công tơ thông minh nƣớc 6.2 Ƣu khuyết điểm công nghệ: 6.2.1 Công nghệ PLC: a) Ƣu điểm: - Đ y công nghệ đƣợc đánh giá ứng dụng tốt ƣới hạ (dƣới 600V) cho việc thu thập iệu, giám sát điều khiển tải dành cho vùng nông thôn, khu nông nghiệp, nơi mật độ khách hàng thấp, rải rác - Đ y công nghệ dựa sở hạ tầng ƣới điện có, khơng u cầu ắp đặt hệ thống đƣờng d y riêng, cho phép truy cập đến điểm với vùng phủ đến khách hàng dùng điện 100% Thiết bị có giá thành tƣơng đối thấp, dễ dàng ắp đặt b) Khuyết điểm: - Vấn đề nhiễu suy giảm tín hiệu phụ thuộc cấu trúc ƣới điện phụ tải ƣới úc thực truyền dẫn iệu công tơ với công tơ với DCU àm giảm hiệu công nghệ Các tác nh n chủ yếu phụ tải năng, iên tục thay đổi, phụ tải d n dụng g y nguồn nhiễu - Để khắc phục khuyết điểm trên, công nghệ cho phép cải thiện đáng kể chất ƣợng truyền iệu đƣờng d y điện ọc (Fi ters) ặp tín hiệu (Repeaters) Nếu việc ứng dụng PLC dừng ại nhu cầu đọc công tơ từ xa (AMR) điều khiển tải (LC) ảnh hƣởng khơng q cao Khả truyền xa nhờ Repeater cho phép đạt hiệu 600m (bán kính cấp điện trạm biến áp ph n phối dƣới 1000m) Theo công nghệ mới, cơng tơ gần tích hợp nhớ trao cầu thông tin với 38 6.2.2 Hệ thống thu thập liệu từ xa thông qua tần số vô tuyến (RFMESH): Sơ đồ mô hệ thống thu thập liệu RF a) Ƣu điểm: - RF-Spider hệ thống thu thập iệu cơngtơ hồn tồn tự động, ứng dụng cơng nghệ mạng ƣới Mesh sử dụng đƣờng truyền sóng vơ tuyến tầm ngắn (Shortrange RF) Với ƣu điểm vƣợt trội chi phí đầu tƣ thấp, RF-Spider kết hợp hiệu công nghệ không d y theo kiểu mắt ƣới (Mesh) thiết bị đo đếm điện CPC IT sản xuất nhằm tạo nên hệ thống thu thập iệu công tơ tự động hồn tồn quy mơ ớn, độ tin cậy cao, giảm thiểu vất vả cho công nh n ghi chữ - Với khả tự tìm đƣờng nhờ giải thuật định tuyến thông minh, tự học hình thành nên mạng ƣới Mesh mà khơng cần phải đầu tƣ phƣơng tiện trung gian Điều có nghĩa cơng tơ (node mạng) bị đi, kết nối ập tức đƣợc hình thành cho thơng tin tồn hệ thống khơng bị gián đoạn Với giải thuật này, hệ thống có khả mở rộng vùng phủ sóng mạng, tự động định tuyến đƣờng xung quanh, xác định trở ngại, cung cấp tuyến đƣờng dự phòng trƣờng hợp tắc nghẽn mạng hay khơng có thiết bị Cơng tơ Mesh RF-Spider có 02 chức chính: Một tự hình thành mạng ƣới 39 Mesh chúng với để truyền iệu server trung t m Hai đóng vai trị trung gian thu gom iệu từ công tơ RF thông thƣờng không hỗ trợ RF-Mesh b) Khuyết điểm: - Mỗi công tơ điện đƣợc gắn modu phát sóng RF để truyền số iệu tập trung DCU - Tùy theo địa hình khảo sát, số cơng tơ điện cịn đƣợc ắp thêm tiếp sóng (Repeaters) cho modu RF xa tập trung DCU tạo thành màng ƣới tiếp sóng (MESH) đảm bảo công tơ điện truyền tốt iệu tập trung DCU thông qua tần số vô tuyến điện 6.2.3 Công nghệ truyền liệu thông qua modem GPRS/3G: Sơ đồ mô hệ thống thu thập liệu qua modem a) Ƣu điểm: - Mỗi điện kế ắp modem có gắn sim 3G/4G để đọc từ xa nên việc kết nối đƣợc ổn định, thời gian truy cập đƣợc nhanh chóng dễ dàng 40 - Cung cấp đƣợc nhiều thông số cho ngƣời dùng điện b) Khuyết điểm: - Chi phí giá thành cao điện kế ắp modem đọc từ xa riêng Phụ thuộc ớn vào đƣờng truyền nhà mạng qua sóng điện thoại 6.3 Các ứng dụng kỳ vọng: - Ngoài ƣu điểm truyền thống nhƣ:  Xem số điện, số tiền, số an toàn điện tiêu thụ theo thời gian thực  Tính tốn dự kiến số tiền điện tiêu thụ theo biểu giá nhà nƣớc tùy chỉnh  Xem số iệu điện úc, nơi qua ứng dụng di động  Cài đặt gửi cảnh báo điện vƣợt ngƣỡng  Điều chỉnh thói quen ngƣời dùng, giúp tiết kiệm điện hiệu  Đảm bảo an toàn điện cho ngƣời dùng thiết bị điện  Theo dõi sản ƣợng mặt trời hòa ƣới - Các ƣu điểm khác mang ại từ công tơ điện tử:  Giúp ngành điện phát đƣợc trƣờng hợp khiếm khuyết ƣới điện ảnh hƣởng đến điện áp nhƣ điện áp cao thấp từ có khắc phục kịp thời đảm bảo cung cấp điện an toàn iên tục đến với khách hàng  Dự báo đƣợc xác phụ tải sử dụng theo từ có kế hoạch dự báo phụ tải cung cấp điện inh hoạt  Khách hàng theo dõi đƣợc sản ƣợng tiêu thụ hàng ngày từ phát xử ý trƣờng hợp bất thƣờng nhƣ chạm chập v.v để có xử ý kịp thời  Cơng tơ điện tử có thêm chức cắt điện từ xa khách hàng chậm toán tiền điện mà ngành điện có thơng báo trƣớc thời gian ngừng giảm cung cấp điện, đảm bảo an tồn cho cơng nh n thực cắt điện, mang tính chun nghiệp tự động thời đại cơng nghệ 4.0 41 LỜI CẢM ƠN Trƣớc tiên em xin chân thành cảm ơn thầy Lƣơng Vinh Quốc Danh uôn quan tâm dạy, theo dõi, giúp đỡ tận tình suốt khoảng thời gian em thực đồ án Em xin cảm ơn s u sắc đến cha mẹ vợ cổ vũ, động viên, hỗ trợ tinh thần nhƣ tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành tốt đồ án Và hết, chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn tr n trọng đến quý thầy cô trƣờng Đại học Cần Thơ tận tình dạy, truyền đạt kiến thức quý báo cho chúng em thời gian vừa qua để chúng em có đủ kiến thức, điều kiện để thực đồ án Đồng cảm ơn đến tác giả sách báo, internet, anh chị trƣớc tìm tịi, nghiên cứu đúc kết kinh nghiệm làm tài liệu để em tham khảo trình thực đồ án Sau xin cảm ơn bạn lớp KTĐ – K29 (Đồng Tháp_đợt 2) khoa sau Đại học, trƣờng Bách Khoa - Đại học Cần Thơ tận tình giúp đỡ, hỗ trợ cho tơi thực đồ án Cần Thơ, ngày tháng năm 2023 Sinh viên thực (Ký ghi rõ họ tên) Nguyễn Hoài Nam Tài liệu tham khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Hữu Công, Nguyễn Thanh Hà, Nguyễn Phƣơng Huy, Ngô Phƣơng Thanh; Sách chuyên khảo Kỹ thuật đo đếm điện năng; Nhà xuất Thái Nguyên 2013 [2] Tài iệu kỹ thuật DCU; Công ty cổ phần tƣ vấn đầu tƣ phát triển hạ tầng viễn thông Hà Nội 2019 [3] Tài iệu hƣớng dẫn ắp đặt modu e PLC pha ; Công ty cổ phần tƣ vấn đầu tƣ phát triển hạ tầng viễn thông Hà Nội 2019