chế tạo công tơ mẫu cấp chính xác 0,1 và các thiết bị kiểm định công tơ 1 pha và 3 pha

Tổng cục tiêu chuẩn-đo lờng-chất lợng Trung tâm đo lờng việt nam Báo cáo tổng kết khoa học công nghệ dự án Chế tạo công tơ mẫu cấp xác 0,1 thiết bị kiểm định công tơ pha pha Mà số: DAĐL 2004/02 Chủ nhiệm đề tài: cn ngô huy văn 6404 15/5/2007 Hà Nội- 2007 nội dung SảN PHẩM TB3: THIếT Bị KIểM CôNG Tơ PHA I Mơc ®Ých II Yêu cầu đo lờng III Yêu cầu kü thuËt IV 4.1 Giải pháp kỹ thuật .10 Thiết kế chế tạo công tơ mẫu ba pha kiểu điện tử (CTC3) cấp xác 0,1 11 4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.1.4 Giíi thiƯu 12 Đặc điểm 12 Th«ng sè kü thuËt 13 Các chức thao tác thực công t¬ 14 a Bàn phím điều khiển 14 b Thao tác đo ®iƯn ¸p 14 c Thao tác đo dòng ®iÖn 15 d Thao tác đo hệ số c«ng suÊt 15 e Thao tác đo công suất tác dụng công suất phản kháng 15 f Thao t¸c thùc hiƯn tÝnh sai sè với đầu đọc điện tử 16 g Thao tác đo điện tác dụng 16 h Thao tác phát điện 17 Nguyªn lý cÊu t¹o 18 a MỈt tr−íc 18 b MỈt sau 18 c Sơ đồ chân Jắc xung 19 d Sơ đồ chân Jắc đấu đầu đọc 19 e Sơ đồ đấu dây 20 Nguyên lý hoạt ®éng 21 a Máy biến dòng đo lờng 21 b Bộ phân áp 24 c Bé vi xö lý 27 4.1.5 4.1.6 4.2 Bé t¹o gãc 39 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4 4.2.5 Mơc ®Ých 39 Khả ứng dụng 39 Th«ng sè kü thuËt 39 Nguyên lý hoạt động 40 a Tạo góc lệch pha phơng pháp cảm ứng(động làm việc chế độ hÃm)40 b Phơng pháp tạo góc lệch pha cách sử dụng điện áp dây 41 Nguyên lý cấu tạo 42 4.3 Bộ tạo dòng 44 4.3.1 4.3.2 4.3.3 ChØ tiªu kü thuËt yªu cầu đầu vào 44 VËt liƯu vµ sè liƯu tÝnh to¸n thiÕt kÕ 44 Thiết kế mạch từ khuôn dây tạo dòng 46 4.4 Máy biến dòng 49 4.4.1 4.4.2 Chỉ tiêu kỹ thuật yêu cầu đầu vµo 50 Vật liệu số liệu tính toán thiÕt kÕ 50 4.5 Bộ tạo áp 52 4.5.1 4.5.2 Chỉ tiêu kỹ thuật yêu cầu đầu vµo 52 Vật liệu số liệu tính toán thiÕt kÕ 52 Dự án Sản xuất thử nghiệm chuẩn thiết bị đo lờng Mà số : DLĐL/2004/02 4.5.3 Thiết kế mạch từ khuôn dây tạo áp4.6 Đầu đọc hệ thống gá 54 4.6 Đầu đọc hệ thống g¸ .57 4.6.1 4.6.2 4.6.3 4.6.4 Khả ứng dụng 57 Nguyên lý hoạt động 57 Sơ đồ nguyên lý lắp ráp 58 Bản vẽ thiết kế vỏ đầu đọc gá đầu đọc 59 4.7 Phần mềm kiểm định công tơ .66 4.7.1 Cấu trúc chơng trình 66 a Cấu trúc chức phần Tiến hành kiểm ®Þnh” 66 b CÊu tróc chức phần Tìm kiếm liệu 67 Chức công cô 68 a Thanh c«ng File 68 b Thanh c«ng Chän COM 70 c Thanh c«ng Help 71 Lu đồ thuật toán 75 a Tht to¸n tỉng qu¸t 75 b Thuật toán kiểm định công tơ theo phơng pháp công tơ chuẩn76 c Thuật toán xử lý kết lu trữ 79 d Thuật toán biên kết 80 Lập trình phần mềm Visual Basic……… ………………………………………… 81 a Trang KÕt qu¶ 81 b Trang tra cøu 85 c Trang Vµo sè liƯu 87 4.7.2 4.7.3 4.7.4 4.8 4.9 Thiết kế khí thiết bị kiểm công t¬ pha 91 Bản vẽ thiết kế hộp hiển thị sai số công tơ pha 109 SảN PHẩM TB1: THIếT Bị KIểM CôNG Tơ PHA 113 I Mơc ®Ých 115 II Yêu cầu đo lờng .116 III Yêu cầu kỹ thuật .116 IV 4.1 Giải pháp kü thuËt .117 Thiết kế chế tạo công tơ mẫu pha kiểu điện tử (CTC1) cấp xác 0,1 118 4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.1.4 Giíi thiƯu 119 Đặc điểm 119 Th«ng sè kü thuËt 120 Các chức thao tác thực công tơ 121 a Bàn phím điều khiển 121 b Thao t¸c ®o ®iƯn ¸p 121 c Thao tác đo dòng điện 122 d Thao tác đo hệ số c«ng suÊt 122 e Thao tác đo công suất tác dụng công suất phản kháng 122 f Thao tác tính toán sai số với đầu đọc ®iƯn tư 123 g Chức đo điện tác dụng 123 h Chức phát điện 124 Nguyên lý cấu tạo 125 a MỈt tr−íc 125 b MỈt sau 125 c Sơ đồ chân Jắc xung 126 d Sơ đồ chân Jắc đấu đầu đọc: 126 e Sơ đồ đấu dây 127 4.1.5 Dự án Sản xuất thử nghiệm chuẩn thiết bị đo lờng Mà số : DLĐL/2004/02 4.1.6 4.1.7 Nguyên lý hoạt động 128 a Máy biến dòng đo lờng 128 b Bộ phân áp 131 c Bé vi xö lý 134 ThiÕt kÕ vỏ hộp công tơ pha số chi tiết bản4.2 Bộ tạo góc 141 4.2 Bé t¹o gãc 146 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4 4.2.5 Mơc ®Ých: 146 Khả ứng dụng 146 Th«ng sè kü thuËt 146 Nguyªn lý hoạt động 147 a T¹o gãc lƯch pha phơng pháp cảm ứng(độngcơ làm việc chế độhÃm)147 b Phơng pháp tạo góc lệch pha cách sử dụng điện áp dây 147 Nguyên lý cÊu t¹o 148 4.3 Bé tạo dòng 150 4.3.1 4.3.2 4.3.3 ChØ tiêu kỹ thuật yêu cầu đầu vào : 150 VËt liệu số liệu tính toán thiết kế 150 ThiÕt kế khí tạo dòng 152 4.4 Máy biến dòng 155 4.4.1 4.4.2 ChØ tiªu kỹ thuật yêu cầu đầu vào : 156 VËt liÖu số liệu tính toán thiết kế 156 4.5 Bé tạo áp 158 4.5.1 4.5.2 4.5.3 ChØ tiêu kỹ thuật yêu cầu đầu vào : 158 VËt liệu số liệu tính toán thiết kế 158 ThiÕt kế khí tạo áp 160 4.6 Đầu đọc hệ thống gá .163 4.6.1 4.6.2 4.6.3 4.6.4 Khả ứng dụng 163 Nguyªn lý hoạt động 163 Sơ đồ nguyên lý lắp ráp 164 B¶n vÏ thiÕt kế vỏ đầu đọc gá đầu đọc 165 4.7 PhÇn mềm kiểm định công tơ 173 4.7.1 Cấu trúc chơng trình 173 a Cấu trúc chức phần tiến hành kiểm định 173 b Cấu trúc chức phần tìm kiÕm d÷ liƯu 174 Chức công cụ 175 a Thanh c«ng File: 175 b Thanh c«ng Chän COM: 177 c Thanh c«ng Help: 177 Lu đồ thuật toán 182 a ThuËt to¸n tỉng qu¸t 182 b Thuật toán kiểm định công tơ theo phơng pháp công tơ chuẩn 183 c Thuật toán xử lý kết lu trữ.186 d Thuật toán biên kết quả187 Lập trình phần mỊm Visual Basic…………………………………………….188 a Trang KÕt qu¶ 188 b Trang tra cøu 191 c Trang Vµo sè liƯu 194 4.7.2 4.7.3 4.7.4 4.8 4.9 Thiết kế khí bàn kiểm công tơ 198 B¶n vÏ thiết kế hộp hiển thị sai số công tơ pha 216 s¶n phÈm tb0: thiết bị kiểm công tơ lu động 220 I Mục ®Ých 222 II Yêu cầu đo lờng .223 Dự án Sản xuất thử nghiệm chuẩn thiết bị đo lờng Mà số : DLĐL/2004/02 III Yêu cầu kỹ thuật .223 IV 4.1 Gi¶i ph¸p kü thuËt .224 Bé t¹o gãc 225 4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.1.4 Mơc ®Ých: 225 Khả ứng dụng 225 Th«ng sè kü thuËt 225 Nguyên lý hoạt động 226 4.2 Bé tạo áp 227 4.2.1 4.2.2 4.2.3 ChØ tiêu kỹ thuật yêu cầu đầu vào 227 VËt liÖu số liệu tính toán thiết kế 227 ThiÕt kÕ khí tạo áp 228 4.3 Bé tạo dòng 231 4.3.1 ChØ tiªu kü thuật yêu cầu đầu vào 231 4.3.2 VËt liƯu vµ sè liƯu tÝnh to¸n thiÕt kÕ 231 4.3.3 ThiÕt kÕ khí tạo dòng 233 4.4 M¸y biÕn dßng 236 4.4.1 4.4.2 ChØ tiªu kü thuËt yêu cầu đầu vào 237 VËt liƯu vµ sè liƯu tÝnh to¸n thiÕt kÕ 237 4.5 4.5.1 4.5.2 4.5.3 ThiÕt kế khí thiết bị kiểm công tơ lu động .239 Bè trÝ mỈt trớc thiết bị kiểm công tơ lu động 239 Bố trí mặt bên thiết bị kiểm công tơ lu động 240 ThiÕt kÕ c¬ khÝ vỏ phụ kiện cho bàn kiểm lu động 241 Dù ¸n “ Sản xuất thử nghiệm chuẩn thiết bị đo lờng Mà số : DLĐL/2004/02 Sản phẩm TB3: thiết bị kiểm công tơ ba pha Dự án Sản xuất thử nghiệm chuẩn thiết bị đo lờng Mà số : DLĐL/2004/02 I Mục đích Thiết bị kiểm định công tơ pha nhằm mục đích sử dụng để kiểm định loại công tơ điện xoay chiều pha loại có cấp xác đến 0,5 đo điện tác dụng điện phản kháng phục vụ đắc lực cho việc quản lý nhà nớc đo đếm điện ngành sản xuất chế tạo thiết bị đo điện phục vụ nhu cầu nớc xuất Thiết bị kiểm định công tơ pha sử dụng Chi cục Tiêu chuẩn Đo lờng Chất lợng, đơn vị Uỷ quyền nhà nớc kiểm định công tơ điện (nay gọi đơn vị đợc công nhận khả kiểm định) Điện lực tỉnh thành phố đơn vị khác thuộc ngành sở công nghiệp hầu hết thiết bị cũ lạc hậu khả ứng dụng công nghệ vào phục vụ công tác kiểm định thiết bị nhập từ nớc lại đắt tiền có tính không thực phù hợp không tiện lợi cho sử dụng gây lÃng phí cho nhà nớc Để khắc phục nhợc điểm thiết bị kiểm định công tơ ba pha, khuôn khổ dự án sản xuất thử nghiệm độc lập cấp Nhà nớc mà số DAĐL2004/02 Trung tâm Đo lờng Việt nam đà tiến hành nghiên cứu tìm hiểu giải pháp công nghệ để tiến hành chế tạo thiết bị kiểm công tơ pha đáp ứng đợc yêu cầu kỹ thuật đề văn đo lờng Việt nam ĐLVN 07: 2003 quy trình kiểm định công tơ điện xoay chiều kiểu cảm ứng văn đo lờng Việt Nam ĐLVN 39: 2004 quy trình kiểm định công tơ ®iƯn xoay chiỊu kiĨu ®iƯn tư vµ dƠ sư dơng, vận hành, lắp đặt thao tác thuận tiện Dự án Sản xuất thử nghiệm chuẩn thiết bị đo lờng Mà số : DLĐL/2004/02 II Yêu cầu đo lờng a Cấp xác chuẩn: chuẩn chế tạo để sử dụng thiết bị kiểm công tơ mẫu ba pha cấp xác 0,1 b Máy biến dòng đo lờng có cấp 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 yêu cầu thiết bị phơng tiện chuẩn để kiểm định công tơ điện pha văn kỹ thuật đo lờng Việt Nam : a Phạm vi dòng điện thiết bị: (0,1 100) A/ pha b Phạm vi điện áp thiết bị: (0 600) V/ pha c Phạm vi điều chỉnh góc pha thiết bị: (00 - 1800) LC d Có đầu đọc để tự động đọc số vòng quay số xung công tơ kiểm định f Có khả kết nối máy tính để sử dụng phần mềm phục vụ kiểm định công tơ, quản lý số liệu in biên kết kiểm định e Kết kiểm định phải đợc hiển thị trực tiếp bảng hiển thị sai số bên cạnh công tơ hiển thị theo thứ tự hình máy tính Dự án Sản xuất thử nghiệm chuẩn thiết bị đo lờng Mà số : DLĐL/2004/02 IV Giải pháp kỹ thuật Từ yêu cầu đo lờng kỹ thuật nêu trên, dự án DAĐL 02/2004 đà nghiên cứu đa phơng án chế tạo thiết bị kiểm định công tơ ba pha dựa nguyên lý sau: Máy tính A B C Bộ tạo dòng Máy biến dòng Bộ tạo góc Bộ tạo áp Bộ tính sai số hiển thị Công tơ mẫu Công tơ cần kiểm - Công tơ mẫu ba pha cấp xác 0,1 - Bộ tạo góc: Thay đổi góc lệch pha dòng điện điện áp theo yêu cầu văn 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 A - Bộ biến áp: Cho phép tạo điện áp (0-150-300-600) V/pha - Đầu đọc: Cho phép đọc đợc tín hiệu đèn Led - Phần mềm kiểm định công tơ - Thiết kế hộp hiển thị sai số - Thiết kế chế tạo vỏ chi tiết phụ cho bàn kiểm Nguồn ba pha đợc đa qua tạo góc để thay đổi góc lệch pha điện áp so với điện áp ban đầu, sau điện áp qua biến áp để đạt đợc giá trị điện áp theo yêu cầu văn kỹ thuật đo lờng Việt Nam (ĐLVN 07 : 2003 ĐLVN 39 : 2004) Tơng tự nguồn ba pha qua tạo dòng để chuyển đổi từ điện áp sang dòng điện, sau đợc đa qua máy biến dòng để đạt đợc giá trị dòng điện nh yêu cầu Việc điều chỉnh dòng điện điện áp đợc thực dựa vào việc điều chỉnh núm xoay công tắc bàn kiểm công tơ Sau chuyển đổi, dòng điện điện áp cung cấp tới công tơ mẫu công tơ cần kiểm định Sử dụng đầu đọc phần mềm kiểm định công tơ cho ta khả tính toán sai số công tơ cần kiểm định so với công tơ mẫu Dự án Sản xuất thử nghiệm chuẩn thiết bị đo lờng – M· sè : DL§L/2004/02 10 4.1 ThiÕt kÕ chÕ tạo công tơ mẫu ba pha kiểu điện tử (CTC3) cấp xác 0,1 Dự án Sản xuất thử nghiệm chuẩn thiết bị đo lờng Mà số : DLĐL/2004/02 11 4.4.1 Chỉ tiêu kỹ thuật yêu cầu đầu vào + Dòng điện sơ cấp : I1 = (0,5; 1; 2,5; 5; 10; 25; 50) A + Dòng điện thứ cấp : I2 = A + Dung lợng : VA + Cấp xác 0,05 4.4.2 Vật liệu số liệu tính toán thiết kế - M¹ch tõ + VËt liƯu chÕ t¹o m¹ch tõ : Qua tham khảo tài liệu kinh nghiệm chế tạo hÃng giới chọn kiểu lõi thép kiểu hình xuyến Vật liệu thép kỹ thuật điện thông thờng, sử dụng loại có ký hiệu: 23 ZD MH85 tơng đơng đợc nhập từ Nhật, Đức Hàn quốc Do khả xử lý lõi thép nên chế tạo TI lõi thép đợc mua sử dụng lõi thép đà đợc xử lý để chế tạo TI cấp xác 0,05 với dung lợng 5VA + Kích thớc lõi : Đờng kính trong: 400 mm Đờng kính ngoài: 1.200 mm Dự án Sản xuất thử nghiệm chuẩn thiết bị đo lờng Mà số : DLĐL/2004/02 237 - Dây + Tỷ số biến đổi Ki = I1 / I2 + Dây cuộn sơ cấp W1 gồm 600 vòng đờng kính dây tơng ứng bảng sau: Dòng điện 50A 25A 10A 5A 2,5A 1A 0,5A Sè vßng 18 30 60 180 300 §−êng kÝnh(mm) 2x1,8 1,8 1,4 1,2 0,7 0,5 Chó thích: Số vòng đợc cộng luỹ tiến; Dùng dây có tiết đờng kính 1,8 mm chập lại để nấc 50A Các nấc khác sử dụng dây sợi + Cuộn thứ cấp gồm 60 vòng (dây đồng có hai lớp ê may cách điện) có đờng kính dây 1,5 mm đợc nhiều lớp rải toàn lõi sắt từ Giữa lớp phải đợc cách điện với lớp giấy cách điện Dự án Sản xuất thử nghiệm chuẩn thiết bị đo lờng Mà số : DLĐL/2004/02 238 4.5 Thiết kế khí thiết bị kiểm công tơ lu động 4.5.1 Bố trí mặt trớc thiết bị kiểm công tơ lu động Dự án Sản xuất thử nghiệm chuẩn thiết bị đo lờng Mà số : DLĐL/2004/02 239 4.5.2 Bố trí mặt bên thiết bị kiểm công tơ lu động Các ký hiƯu: + XP : M¹ch xoay pha R-C + TA : Tạo áp + TD : Tạo dòng + BD : Biến dòng đo lờng + BTA : Biến tự ngẫu tạo áp + BTD : Biến tự ngẫu tạo dòng Dự án Sản xuất thử nghiệm chuẩn thiết bị đo lờng Mà số : DLĐL/2004/02 240 4.5.3 Thiết kế khí vỏ phụ kiện cho bàn kiểm lu động Dự án Sản xuất thử nghiệm chuẩn thiết bị đo lờng Mà số : DLĐL/2004/02 241 Dự án Sản xuất thử nghiệm chuẩn thiết bị đo lờng Mà số : DLĐL/2004/02 242 Dự án Sản xuất thử nghiệm chuẩn thiết bị đo lờng Mà số : DLĐL/2004/02 243 Dự án Sản xuất thử nghiệm chuẩn thiết bị đo lờng Mà số : DLĐL/2004/02 244 Dự án Sản xuất thử nghiệm chuẩn thiết bị đo lờng Mà số : DLĐL/2004/02 245 Dự án Sản xuất thử nghiệm chuẩn thiết bị đo lờng Mà số : DLĐL/2004/02 246 Dự án Sản xuất thử nghiệm chuẩn thiết bị đo lờng Mà số : DLĐL/2004/02 247 Dự án Sản xuất thử nghiệm chuẩn thiết bị đo lờng Mà số : DLĐL/2004/02 248 Dự án Sản xuất thử nghiệm chuẩn thiết bị đo lờng Mà số : DLĐL/2004/02 249 Dự án Sản xuất thử nghiệm chuẩn thiết bị đo lờng Mà số : DLĐL/2004/02 250 Dự án Sản xuất thử nghiệm chuẩn thiết bị đo l−êng ” – M· sè : DL§L/2004/02 251