Nghiên cứu thiết kế chế tạo thiết bị kiểm toán năng lượng hợp bộ cty cp giải pháp công nghệ năng lượng

Trang 1 BO KHOA HOC VA CONG NGHE QUY PHAT TRIEN KHOA HOC VA CONGNGHE QUOC GIA CHUONG TRINH HỖ TRỢ DOANH NGHIỆP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ ĐÔI MỚI CÔNG NGHỆ - THỰC HIỆN THEO NGHỊ ĐỊNH 119/200

Trang 1

BO KHOA HOC VA CONG NGHE QUY PHAT TRIEN KHOA HOC

VA CONGNGHE QUOC GIA

CHUONG TRINH HỖ TRỢ DOANH NGHIỆP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ ĐÔI MỚI CÔNG NGHỆ - THỰC HIỆN THEO NGHỊ ĐỊNH 119/2009/NĐ-CP

BAO CAO TONG HỢP

KET QUA KHOA HOC CONG NGHE DE TAI

Tên dé tai

“Nghiên cứu thiết kế, chế tạo thiết bị kiểm toán năng lượng hợp bộ” Mã số: 11/2009

Trang 2

BO KHOA HỌC VẢ CÔNG NGHỆ QUY PHAT TRIEN KHOA HOC

VA CONGNGHE QUOC GIA

CHƯƠNG TRÌNH HỖ TRỢ DOANH NGHIỆP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ ĐÔI MỚI CÔNG NGHỆ - THỰC HIỆN THEO NGHỊ ĐỊNH 119/2009/NĐ-CP BÁO CÁO TỎNG HỢP KET QUA KHOA HOC CONG NGHE DE TAI Tên để tài “Nghiên cứu thiết kế chế tạo thiết bị kiểm toán năng lượng hợp bộ” Mã số: 11/2009 Chủ nhiệm đề tài Cơ quan chủ trì để tài ® Giám đốc

Ths Phạm Văn Hiệp Cao Đình Biển

Ban chủ nhiệm chương trình Bộ Khoa học và công nghệ

Trang 3

CÔNG TY CPGIẢIPHÁP CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

CONG NGHE NANG LUQNG Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Hồ NỘI, ngày tháng năm 20

BAO CAO THONG KE

KET QUA THYC HIEN ĐẺ TÀI THEO NGHỊ ĐỊNH 119/1999/NĐ-CP

1 THÔNG TIN CHUNG

1 Tên để tài/dự án: Nghiên cứu thiết kế chế tạo thiết bị kiểm toán năng lượng

hợp bộ

Mã số đề tài: 11/2009

"Thuộc chương trình: Hỗ trợ doanh nghiệp nghiên cứu khoa học và đổi mới công nghệ thực hiện theo Nghị định 119/1999/NĐ-CP của chính phủ

2 Chủ nhiệm để tài:

Họ và tên: Phạm Văn Hiệp

Ngày, tháng, năm sinh: 17/08/1972 Nam/ Nữ: Nam Hoc hàm, học vị: Thạc sỹ Điện tử viễn thông

Chức danh khoa học: Chủ nhiệm đề tài Chức vụ: Phó Giám đốc Điện thoại: Tổ chức: 04.22055555 Nhà riêng: 04.38683656

Mobile: 0904050372 Fax: 04.22696775

E-mail: hieppv123@yahoo.com

Trang 4

Địa chỉ tổ chức: A10 TT Học viện hành chính quốc gia- Tổ 61- Đường

Trung Kinh- Phường Yên Hòa- Quận Cần Giấy - Hà Nội

Địa chỉ nhà riêng: P 304 K10 A Tập thẻ Bách Khoa- Hai Bà Trưng- Hà Nội

3 Tổ chức chủ trì dé tài:

'Tên tổ chức chủ trì đề tài: Công ty CP Giải Pháp Công nghệ năng lượng

Điện thoại: 04.22055555 Fax: 04.22696775

Địa chỉ: A10 TT Học viện hành chính quốc gia- Tổ 61- Đường Trung Kính- Phường Yên Hòa- Quận Cầu Giấy - Hà Nội

Họ và tên thủ trưởng tổ chức: Nguyễn Đình Hiếu Số tài khoản: 5395836

Ngân hàng: VP Bank- Chỉ nhánh Hoàng Quốc Việt- Hà Nội

Tén co quan chủ quản để tài: Quỹ Phát triển khoa học và công nghệ quốc

gia

IL TINH HiNH THUC HIEN 1 Thời gian thực hiện đề tài:

- Theo Hợp đồng đã ký kết: từ tháng 12 năm 2009 đến tháng 12 năm 2010

- Thực tế thực hiện: từ tháng 12 năm 2009 đến tháng 09 năm 2011 - Được giahạn : Đến tháng 09 năm 2011

2 Kinh phí và sử dụng kinh phí:

Trang 5

Trong đó : + Kinh phí hỗ trợ từ SNEH: 150 triệu đồng (Mộf tăm năm mươi triệu đằng) + Kinh phí từ các nguồn khác: 350 triệu đồng (Ba #ăm năm mươi triệu đằng b) Tình hình cấp và sử dụng kinh phí từ nguồn SNKH:

(Năm) —_ | (Triệu đồng) | (Nam) (Triệu đằng) _| tốn) (Triệu đơng)

1| 2010 150 2010 0 150

c) Kết quả sử dụng kinh phí theo các khoản chỉ:

Đơn vị tính: Triệu đầu,

Theo kế hoạch Thực tế đạt được

khác

| trả công lao động Œhoa[ 1s« | 1 | as | ise | 0 học, phổ thông) 156

Trang 6

3, Các văn bản hành chính trong quá trình thực hiện để tài:

Số Số, thời gian ban

hành văn bản Tên văn bản Cơ quan ban hành

Số 10/QĐ-HĐQLQ

ngày 29 tháng 12 năm 2009

Quyết định về việc hỗ trợ kinh phí cho các để tài nghiên cứu khoa học và công nghệ của

doanh nghiệp năm 2009 theo Nghị định 119/1999/NĐ-CP của chính phủ Hội đồng quản lý Quỹ phát triển khoa học và công nghệ quốc gia Số 11⁄2009/HĐNCKH- DN ngày 29 tháng 12 năm 2009 Hợp đồng nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ Quỹ phát triển khoa học và công nghệ quốc gia- Cty CP Giải pháp Công nghệ năng lượn Số 70/TĐCNĐT- ViePower ngày 20 tháng 12 năm 2009 Công văn về việc thay đổi chủ nhiệm đề tài Cty CP Giải pháp Công nghệ năng lượn, $6 794/QD- BKHCN ngay 02 tháng 05 năm 2008 Quyết định về việc thành lập Hội đồng thẩm định chuyển ngành xem xét hỗ trợ kinh phí cho doanh nghiệp thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học và công nghệ năm 2009 theo Nghị định 119/1999/NĐ-CP của Chính phủ Bộ Khoa học và công nghệ Số 10/QĐ-HĐQLQ ngày 29 tháng 12 năm 2009

Quyết định về việc hỗ trợ kinh phí cho các để tài do doanh nghiệp thực hiện năm 2009 theo Nghị định 119/1999/NĐ-CP của Chính phủ Hội đồng quản lý Quỹ phát triển khoa học và công nghệ quốc gia Số 92/QPTKH- HĐQL ngày 02 tháng 08 năm 2011

Trang 7

4 Tổ chức phối hợp thực hiện để tài:

trên Onchip, toán hợp bộ),

Tên tổ chức | Tên tô

Số | đăng ký chức đã Nội dung Sản phẩm chủ yến đạt | Ghi

TT | theo thuyết | tham gia | tham gia chủ yếu được chú

minh thực hiện

Xây dựng hoàn | Thuyết minh để cương

thiện để cươn, đề tài

Tìm hiểu một số|Báo cáo nội dung tìm thiế ong tự trên | hiểu, đánh giá ưu nhược

thế giới điểm

Bản vẽ sơ đô thiết kế

Thiết kế mạch | MAH nguyen lý và báo nguyên lý cáo phân tích tác dụng

guyền linh kiên, nguyên lý làm

việc

Bản vẽ thiết kế mạch in

Thiết kế mạch in và | và báo cáo quy trình lắp lặp ráp sản phẩm ráp Sản phẩm mạch in

was của thiết bị

Ti non Xây đụng thuật|Báo cáo xây dụng thuật

P hệ ong toán, phần mềm trên | toán để viết chương trình 1 Lư PC và phẩn mềm | (Onchip của thiết bị kiểm Viết chương trình cho sản phẩm “Chương trình cho Onchip và PC” Chương trình máy tính và Onchip của thiết bị kiểm toán hợp bộ Chạy thử nghiệm

theo doi kết quả tại

một số công ty, hia

chỉnh sản phẩm

Viết hướng dẫn sử

dụng sản phẩm

Bộ thiết bị kiểm toán năng lượng hợp bộ đã hiệu chỉnh theo đúng yêu

Trang 8

5 Cá nhân tham gia thực hiện để tài: Tên cá an cd

„ | nhân đăng | TC | Nerang | LẠ

; thực hiện minh ene

¡ | Phạm Văn | Phạm Văn | Xây dựng hoàn | Thuyết minh đề tài Hiệp Hiệp thiện để cươn; được duyệt

2 | Phương | Phương ' h tương tự trên ` | tìmhiểu, đánh giá | cà với Phạm Thảo Thảo thể giới ue ưu nhược điểm Văn Hiệp ern

TS Bản vẽ thiết kế Phi h

Kong zoz„ | Thiết kế mạch | mạch in và báo cáo ep

3 | DéQuéce | Để Quốc | „và tạp „ nợ trình lắp ráo, | thực hiện

Đáng Đáng sản phẩm _ | sản phẩm mạhin | vụ, gi va lep rap) guy tr 2? ™P> Í với phạm

của thiết bị ĐANG

Báo cáo xây dựng

trong trong Onchip bị kiểm toán hợp | Văn Hiệp

bộ)

Chạy thử

nghiệm,the© | p¿ thiếtbjkiểm | Phốihọp

5 dõi kết quả tại eee thực hiện Am Šở 8 Đàm mee toán năng lượng

Đàm Xuân m Ì một số cơng ty, mg Mọi ve 5 Định ƒ Xuân , hiệu chỉnh sản Sere? | hợp bộ đãhiệu nhờ Nguyễn 3

Định phẩm Viết Lowe chinh ding theo ên cầu đã tài Minh ;

hướng dẫn sử | YU Cau để Fat Phương

dụng sản phẩm

Trang 9

2 R Phối hợp

Nguyễn | Nguyễn | XÃ dung bao thực hiện

7 Hoài Nam | Hoài Nam | “0 ey EY cáo khoa học, "208 20° với Phạm fe

tổng kết đề tài Văn Hiệp Bears 8 Nguyễn

Đình Hiểu

- Lý do thay đổi Do ông Nguyễn Đình Hiếu

nghiên cứu đề tài 6 Tình hình tổ chức hội thảo: bận không trực tiếp tham gia

a Theo kế hoạch Thực tế đạt được ou

Hội thảo ban về chuyên đề Hội thảo bàn về chuyên đề “Thiết kế mạch nguyên lý” “Thiết kế mạch nguyên lý” Thời gian: Tháng 04 năm 2010 | Thời gian: Tháng 04 năm 2010 1 | Kinh phí: 2,000,000 (7# tri€w | Kinh phi: 2,000,000 (Hai triéu

đẳng) đẳng)

Địa điểm: Cty CP Giải pháp — | Địa điểm: Cty CP Giải pháp

Công nghệ năng lượn Công nghệ năng lượn

Hội thảo bàn về chuyên đề Hội thảo bàn về chuyên đề “Thiết kế mạch in và lắp ráp _ | “Thiết kế mạch in và lắp ráp

xătpphàn” sản phẩm"

+ _ | Thời gian: Tháng 05 năm 2010 | Thời gian: Tháng 09 năm 2010 Kinh phi: 2,000,000 (Hai #riệu | Kinh phí: 2,000,000 (772: triệu

đẳng) đẳng)

Địa điểm: Cty CP Giải pháp — | Địa điểm: Cty CP Giải pháp

Công nghệ năng lượn Công nghệ năng lượn

Hội thảo bàn về chuyên đề Hội thảo bàn về chuyên đề

“Xây dựng thuật toán phần “Xây dựng thuật toán phan

mềm trên PC và phan mém mm trên PC và phản mềm trên

trên Onchip” ONchip”

3 | Thoi gian: Thang 08 nam 2010 | Thời gian: Tháng 02 năm 2011 Kinh phi: 2,000,000 (Hai triéu đẳng)

Địa điểm: Cty CP Giải pháp

Công nghệ năng lượn Kinh phi: 2,000,000 (Hai triệu đẳng)

Địa điểm: Cty CP Giải pháp

Công nghệ năng lượn

Trang 10

- Lý do thay Do khối lượng công việc nhiều nên tiến độ hoàn thành của

chuyên đề “Thiết kế mạch in và lắp ráp sản phẩm” và chuyên đề “Xây dựng thuật

toán phần mềm trên Onchip” bị chậm lại

7, Tóm tắt các nội dung, công việc chủ yếu:

só | Các nội đung công Thời gian Nguồi cơnnan

a việc chủ yếu Theo KẾ | Thực té nh tí li

hoạch _ | đạt được MS mẻ

Xây dụng hoàn thiện để 155599 |qa/zpgg | Phạm Văn Hiệp - Cty ỚP Giải pháp

cươn Công nghệ năng lượn;

? tm anu a ơng tự trên thế gidi_— | 5519 | 22019 _ | Thae- Cty thiết bị | 192009 - | 12/2009- pen he Ute, omg a Panne iải pháp Công nghệ

năng lượn;

3 [Thiết kế mạch nguyên lý | 12 20ps_ |12/2009- Phạm Văn Điệp Hoàng TH ương

32010 |3⁄2010 | năng lượn; y PAR SDB DEAS

4 | Thiết kế mạch in va lip Phạm Văn Hiệp, Đồ Quốc Đáng- ráp sản phẩm 3-5/2010 |3-9/2010 | Cty CP Giải pháp Công nghệ năng

lượn

5 | Xây dựng thuật toán, apoio | Phạm Văn Hiệp, Nguyễn Minh

phần mềm trên PCvà |4-8/2010 12011 | Phương- Cty CP Giải pháp Công

phan mém trên Onchip nghệ năng lượn;

6 | Viết chương trình cho 62010 | Đàm Xuân Định- Đại học Điện lực;

sản phẩm “Chương trình | 6-9/2010 a 7/2011 Tran manh Hing- Cty CP Giải pháp : ey

cho Onchip va PC” Công nghệ năng lượn:

7_ | Chạy thử nghiệm theo Đàm Xuân Định- Đại học Điện lực;

đối kết quả tại một số 5 sa ee pm 8/2010- Nguyễn Minh Phương- Cty CP Giải xâm ang công ty, hiệu chỉnh sản | 8-11/2010 Bee he pest 8/2011 pháp Công nghệ năng lượng

phẩm Viết hướng dẫn sử dụng sản phẩm

$ | Xây dựng báo cáo khoa 8/2oio | Pham Văn Hiệp, Nguyễn Hoài Nam-

học tổng kết đẻ tài 8-12/2010 |gzp, | Cự CP Giải pháp Công nghệ năng

lượn

Trang 11

- Lý do thay đổi: Do khối lượng công việc nghiên cứu lớn, mặt khác do linh kiện

sử dụng với số lượng ít nên không mua trực tiếp được từ hãng mà phải nhập qua

nhà phân phối trung gian hỗ trợ loại chip đó tại Việt Nam dẫn đến sự chậm trễ vẻ

thời gian nhập linh kiện khiến cho quá trình lắp ráp sản phẩm bị kéo dài

I SAN PHAM KH&CN CUA ĐỂ TÀI

1 Sản phẩm KH&CN đã tạo ra: a) Sản phẩm Dạng I: 38 lêu chat heong Tên sân phẩm và chỉ cha yéu vido Số Theo ké hoạch Thực tẾ đt được

Thiết bị kiểm toán năng lượng hợp bộ: Đo điện áp hiệu dụng (0-600) V (Uạws 3 pha) với sai số <1%

Đo dòng dién higu dung 5 (6)A (laws 3 pha) với sai số <1%

Đo công suất hữu công (1-100) KW (P 3

pha) với sai số <1%

Đo công suất vô công (1- 100) KW với sai số <1%

Đo cơng suất tồn phần (1-100) KW với sai s6<1%

Do hé số công suất (0-0.99) cosy (cos ọ 3 pha) với sai số < 1%

Do tin số điện lưới (48-65) Hz (3 pha)

với sai số< 1%

Thời gian lấy mẫu kết quả đo 15 phút/

lần, bộ nhớ trong lưu được 48 giờ liên tục

Hiển thị LCD loại đen trắng (128x256)

điểm hiển thị chữ và số

Sử dụng nguồn Pin sạc 3,6 VDC, 1200

mAh với sai số + 0.5%

Trang 12

b) Sản phẩm Dang IIT: Yêu cầu khoa học Số | Tên sản À Ghi

TTỊ phẩm Theo kế hoạch : tân đợt, Thực tế đụt được : chú

Chương trình | Hiển thị được toàn bộ các | Hiển thị được toàn bộ các

máy tính và thông số của thiết bị bị

thông số của thị

1 | chương trình | Ghi và đọc dữ liệu từ thiết | Ghỉ và đọc đữ liệu từ Onchip bị lên PC và ngược lại thiết bị lên PC và ngược

lại

Báo cáo khoa | Đầy đủ các chuyên để, nội |Đầy đủ các chuyên để, 2 |học dung nghiên cứu trong đẻ |nội dung nghiên cứu

cương yêu cầu trong để cương yêu cầu

2 Đánh giá về hiệu quả do đề tài mang lại:

a) Hiệu quả về khoa học và công nghệ:

Nhóm nghiên cứu đề tài đã nghiên cứu thiết kế chế tạo thành công thiết bị

kiểm toán năng lượng hợp bộ trên thế giới, làm chủ được công nghệ chế tạo thiết bị

Thiết bị kiểm toán năng lượng do nhóm nghiên cứu chế tạo có tính ổn định

cao, dễ sử dụng, chất lượng tương đương với các sản phẩm cùng loại trên thế

giới song giá thành lại rẻ hơn rất nhiễu

b) Hiệu quả về kinh tế xã hội:

Sản phẩm của đề tài khi đưa vào sử dụng với chức năng kiểm toán điện

năng tiêu thụ sẽ giúp cho việc quản lý mức tiêu thụ điện năng một cách dễ dàng với chỉ phí hợp lý, từ đó sẽ giúp cho việc sử dụng điện một cách tiết kiệm và

hiệu quả, đặc biệt là với những khu vực sản xuất tiêu tốn nhiều điện năng của

Trang 13

Ngoài ra, ở cùng mức chất lượng tương đương, nếu đưa sản phẩm của để

tài vào sản xuất, ở mức giá bán đầu ra là khoàng 17,000,000 VNĐ chỉ bằng 10-

50% giá thiết bị kiểm toán năng lượng ngoại nhập vì giá của sản phẩm ngoại

nhập rất đắt dao động từ 2,000-8,000 USD Sản phẩm của đẻ tài hoàn toàn có thể

thay thế các sản phẩm ngoại nhập trên thị trường

Chủ nhiệm đề tài KT Giám đốc

Phó Giám đốc

Trang 14

DANH MỤC CÁC BẰNG BIÊU

Hình 1.1 Dữ liệu hiển thị trên máy tính

Tĩnh 1.2 Đữ liệu hiển thị trên máy tính Tĩnh 13 Máy PowerPad 3493 Tình 14 iy DENT Hinh 1.5 Giao diện trên máy tính Tĩnh 16 May DMI HN Model 382093 — 1000 A

Hình 1.8 Giao diện, để thị trên máy tính

run Model Hioki 3196

Hình 1.10 Điện áp tăng đột ngột

Tĩnh 1.11 Điện áp bị gián đoạn

Hình 112 Í Hiến tượng điện áp giảm đột ngột Hình 1.13 Đồ thị lệch pha

Hình 2.1 Cấn trúc ARM Cortex M3

inh 2.2 Cấn trúc của ADE 7878

Trang 15

Hình 2.3 Cảm biến CT5006A Hình 2.4 Hình dang LCD 128x64 Hình 2.5 Mô tả chân của IC 24LC Hình 2.6 Hình đạng thẻ nhớ Hình 2.7 Mô tả chân của 1C DS3231 Hình 2.8 Mạch bảo vệ cho đồng hỗ Hình 3.1 Luật 3W Hình 3.2 Mặt trên của mạch in Hình 3.3 Mặt dưới của mạch in Hình 3.4 Sơ đỗ tên linh kiện trên mạch Hình 3.5 Quy trình lắp ráp tổng thể

Hình 3.6 Quy trình sản xuất đồng hồ công đoạn 1

Hình 3.7 Quy trình sản xuất đồng hẻ công đoạn 2 Hình 3.8 Sơ đồ mô tả hệ thống nhúng thiếc

Hình 4.1 Sơ đỗ khôi của thiết bị

Hình 4.2 Lưu đồ thuật toán chương trình chính

Hình 4.3 Lưu đồ thuật toán sử dụng ngắt Timer_A0

Trang 17

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC BẰNG BIEU

BẢO CÁO KHOA HỌC KÉT QUÁ ĐẺ TẢI

CHUYÊN ĐẺ 1:TIMHIEU MOT SÓ CÁC THIẾT BỊ TƯƠNG TỰ TREN THE GIới 11 Hang Fluke 12 Hang AEMC 13 Hang DENT 14, Hang AMPROEE 15 HãngEXTECH 16 HãngHIOKI CHUYÊN ĐẺ 2: THIẾT KÉ MẠCH NGUYÊN LÝ 21 Bộvi xử lý

2.2 Bộ biến đổi ADE 7878

23 Bộ cảm biến dòng điện AC 2.4, Màn hình hiển thị 25 Bộ nhớ ngoài 24CS12 2.6 Bộ thời gian thực 2.7 Mach in 248 Nguồn AC/DC 2.9 Mach nguyén ly 2.10 Mạch bão vệ cho 2.11 Mạch ADE 7878 2.12 Mạch đo dòng 2.13 Mạch đo điện ap 2.14 Mạch truyền thông CHUYENDE 3: THIET KE MACH IN VALAP RAP SAN PHAM 3.1 Thiétkémach i

3.1.1 Giới thiệu chương trình vẽ mạch

Trang 18

3.2.3.1 Quy trink han géin link kiện dân vào mạch in 3.2.3.2 Quy trink han link kiện chân cắm vao mach in 3.2.3.3 Quy trình nạp kiểm tra cdc module trén mach in 3.2.3.4 Quy trình nạp chương trình cla thiée bj va kad tra 3.3 Đánh giá thiết bị

CHUYEN DE 4: XAY DỰNG THUẬT TOÁN PHẢN MẺM TRÊN PC VA PHAN

MÉẺM TRÊN ONCHIP PHÀN MẺMĐO VẢ GIÁMSÁT CÁC CHỈ SÓ

4.1 Sơ đề khối và lưu đề thuật toán 42 Đo điện áp và dòng điệ 4.3 Tính công suất 444 Tính § coso 45 Dotan

4.6 Hiển thị LCD và xuất xungra LED

CHUYÊN ĐẺ 5: VIẾT CHƯƠNG TRÌNH MÁY TÍNH VÀ ONCHIP CỦA THIẾT

BỊ KIẾM TOÁN NĂNG LƯỢNG HỢP BỘ

CHUYEN DE 6: CHẠY THỬ NGHIỆM, THEO DÕI KET QUA TẠI MỘT SO CÔNG TY, HIỆU CHỈNH SẢN PHẢM VIẾT HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG SẢN PHAM 6.1 Hiệu chỉnh thiết bị 6.1.1 Tham số gu chink 6.12 Điều chỉnh điện áp và dòng điệ 6.14 Điều chỉnh pha 6.2 Dự kiến kết quả hoạt động và kinh doanh sau khi có kết quả của đề t: 6.2.1 Nhân lực triển khai trong để tài sau khi sẵn xuất thử nghiệm 62.2 Dự kiến phát triển thị trường 623 Tác động môi trường 6.3 Hướng dẫn sử dụng 63.1 Khi 6.3.2 Menu hệthống

Trang 20

BAO CAO KHOA HOC

KET QUA THUC HIEN DE TAI 1- Tên đề tài:

Nghiên cứu thiết kế chế tạo Huiết bị kiêm toán năng lượng hợp Độ

2 Thời gian thực hiện: Từ tháng 12 năm 2009 đến tháng 09 năm 2011

Tén co quan chủ trì đề tài: Cổng ty cổ phần Giải pháp Công nghệ năng

lượng

Địa chỉ trụ sở chính: A10, Tập thể Học viện Hành chính quốc gia, tổ 61,

đường Trung Kính, phường Yên Hòa, Quận Cầu Giấy, Thành phố Hà Nội

Điện thoại: 04.22055555 Fax: (04) 22696775

'Họ tên chủ nhiệm đề tài: Phạm Văn Hiệp

Chức danh khoa học: Thạc sỹ

3- Mục tiêu của để tài

- Nghiên cứu thiết kế và chế tạo thử nghiệm thiết bị đo lường đa năng tích hợp cho phép đo, hiển thị, tổng hợp đồng thời nhiều thông số điện năng như U, 1, £ P, Q, S, cosọ, phục vụ công fác giám sát quá trình sử dụng năng lượng, đánh giá tiềm năng tiết kiệm năng lượng tại các cơ quan đoanh nghiệp và các đơn vị tiêu thụ điện năng

- Xây dựng chương trình phần mềm kiểm toán trên máy tính có chức năng thu thập, quản lý và tổng hợp dữ liệu từ thiết bị đo hay nhập dữ liệu từ bàn phím Phân tích, tính toán và đưa ra các kết quả tiêu thu điện năng

- Viết hướng dẫn sử dụng cho thiết bị kiểm toán và các bước tiến hành thực hiên kiểm toán

4 Nội dung nghiên cứu

4.1 Tìm hiểu một số thiết bị tương tự trên thế giới

4.2 Thiết kế mạch nguyên lý

Trang 21

4.4 Xây dựng thuật toán trên PC và trên Onchip

4.5 Viết chương trình cho sản phẩm “Chương trình cho Onchíp và PC”

Trang 22

CHUYEN DE 1

TÌM HIỂU MỘT SỐ CÁC THIẾT BỊ TƯƠNG TỰ TRÊN THE GIGI

Điện năng là một tài nguyên rất quý giá, không thể thiếu trong sinh hoạt và sản xuất trong thời đại hiện nay Vì vậy mà việc khảo sát, đánh giá các thông số kỹ thuật của năng lượng điện là việc rất cần thiết Với sự phát triển của công nghệ số, các bộ kiểm toán năng lượng hợp bộ bằng kỹ thuật số ngày càng được quan tâm do các đặc tính ưu việt về độ chính xác và tiện lợi mà chúng mang lại Trên thế giới đã có rất nhiều hãng sản xuất máy đo có

chất lượng như: AEMC, Fluke, Accuenergy, Dent, PowerVisa, Summit

11 Hang Fluke:

Đây là hãng nổi tiếng trên thế giới về thiết bị kiểm tra năng lượng Hing Fluke bao gém: Fluke 17xx, Fluke 43x, Fluke 34xx, Fluke VR1730, là những thiết bị phân tích năng lượng điện có độ chính xác cao

Trang 23

Các tính năng:

1 Phân tích nguồn điện một pha và ba pha theo thời gian thực 2 Có giao diện đỗ họa

3 Khả năng chịu điện áp cao 600V đến 1000V

4 Tự động lấy mẫu đồng thời tất cả các pha

5 Hoạt động theo tiêu chuẩn quốc tế IEC

6 Tự động lưu dữ liệu

7 Có khả năng vẽ đỏ thị và xuất ra báo cáo

8 Có khả năng lưu trữ hơn 400 thông số ở những thời điểm tùy chọn

9 Pin có khả năng cung cấp năng lượng trong 7 giờ liên tục

10 Tự động bắt sự kiện

11 Mỗi khi có thay đổi về điện áp thiết bị tự động lưu trữ các giá trị năng lượng

Khả năng phân tích dữ liệu mở rộng

Fluke 430 cung cap 3 cách để phân tích các phép đo Có thể dùng con

trỏ và tính năng Zoom hoặc các phím tắt để quan sát dữ liệu

Dữ liệu đo được có thể xuất lên máy tính đễ xử lý Bộ nhớ lưu trữ lên

đến 50 ảnh chụp

Sau 200ms dữ liệu được cập nhật một lần và đồng thời đồ thị được vẽ

Trang 24

Hình 1.2: Dữ liệu hiển thị trên máy tính

Ứng dung

a Xử lý sự cố điện lưới

b Bảo đưỡng các dịch vụ điệt

c Thu thập, phân tích dữ liệu liên tục, dài hạn d Nghiên cứu khả năng chịu tải

Trang 25

Thông số

Số pha dau vào 3 pha

Điện áp tối đa lối vào 1000V Dai điện áp hoạt động lối vào 50V đến 500V "Trở kháng lối vào 4MQ 10 kHz dén 100 kHz

Dòng dau vio 1A tới 3000A

Độ phân giải ADC 16 bit, 8 kênh "Tốc độ lầy mẫu tối đa 200 Ks/s “Vims,Arms, Vcursor, Acursor, ‘Vfund, Afund, Hz, V phase angles, A phase angles ‘Watts, VA, VAR, Power factor, Dai lượng hién thi Cosj/DPF, Arms, Vrms, kWh, kVAh, KVARh,

Sai số điện áp đo 0.10%

Sai số công suất đo 0.10%

Trang 26

1.2 Hang AEMC

Thiết bị PowerPad 3495 do hãng AEMC sản xuất có khả năng phân

tích điện áp ba pha với những tính năng rắt tiên tiến Các tính năng:

~_ Có khả năng lựa chọn ngưỡng bắt nhận

— Ghilai téi da 4096 sự kiện

— Técd6 lay mẫu 1 mẫu/giây

— Lưu trữ tối đa 12 đồ thị

—_ Có thể kết nối trực tiếp máy in

—

Trang 27

Các thông số kỹ thuật; TT Tên Ký hiệu

1 Số pha đâu vào 3 pha

2— [Điệnáptối đalỗi vào 960 V

3 Giải điện áp hoạt động lồi vào 15V đến 960V

4 | Trởkháng lối vào 4MQ

5 | Giai tin số hoạt động 40 Hz, 69 Hz

6 |Dòng đầu vào 6A tới 3000A

7 | Độphân giải ‘ADC 12 bit, 8 kênh

8 | Téc d6 lay mau tdi da 256 mẫu một giây

9 Các đô thị ‘Watts, VARs, VA

I6 Íbẩemsliedi Valls ‘Amps, pha, thoi

gian

11 | Sai số điện áp đo 0.50%

12 | Sai số công suất đo 0.50%

13 | Sai số dòng điện đo 1%

14 | Sai số Cosọ 0.10%

15 |Bộnhớ 4MB

Trang 28

1.3 HãngDENT

Hãng DENT với sản phẩm được biết đến là ELTTEpro Sản phẩm này

có thể đo được các thông số điện lưới 3 pha, có trang bị cổng COM để kết nói

với máy tính Trên máy tính có thể hiển thị thông số về điện áp, đòng điện,

công suất của ba pha

| PRO SERIES

Trang 29

TT Tên Đặc điểm

1 | Sốpha đầu vào 3 pha

2 [Điện áp tối đa lỗi vào 1000 Vims

3 | Dải điện áp hoạt động lối vào 50 V dén 500 V

4 | Trở kháng lối vào 4M@

3 |Däitần sô hoạt động 30 Hz, 60 Hz,100 Hz

6 | Dòng đầu vào 1A tới 3000 A

7 | Độphân giải ‘ADC 12 bit, 8 kênh

8 | Téc dé lay mau toi da 7.28 KHz

‘Vims, Arms, Veursor, Acursor,

9 | Các đồ thị fund, Afund, Hz, V

phase angles, A phase angles

Volts, Amps, Watts, KWh, 10, | paltegag hid ti Volt-Amps, KVAh, Volt-

Amps-Reactive, KVARh, Power Facto

11 | Sai số điện áp đo 0.10%

12 | Sai số công suất do 0.10%

13 | Sai số đòng điện đo 0%

14 | Sai s0 Cos @ 0.10%

Trang 30

14 HãngAMPROBE

Hãng AMPROBE có các dòng sản phẩm: ACD-45PQ, DM-H Plus,

DM-TI Multitest, DM-HI Multites F, PRM-4 Trong đó phổ biến là dòng

DM-II Multitest

Hinh 1.6: May DM-IIT

Dòng thiết bị này có các đầu đo chuyên biệt có khả năng đo được hầu hết các thông số lưới điện ba pha và có các chức năng cân thiết để khảo sát các thông, số điện lưới Các đầu đo của thiết bị này tương thích với hầu hết các mạng điện lưới hiện nay

Các tính uăng:

— Bo được các giá trị hiệu dụng

— Điện áp tối đa 600V

— Phát

ện thay đổi sóng hài

— Đo tần số điện lưới

— Luu trữ được 64 khung dữ liệu

Trang 31

~—_ Có khả năng nén dữ liệu

—_ Giao tiếp máy tính có hệ điều hành Windows

Bộ công cụ đi kèm gồm: Kẹp đo dòng, kẹp đo thế, phần mềm và cáp nói máy tính Các thông số kỹ thuật; TT Tên Ký hiệu 1 | Sốpha đầu vào 3 pha 2 600 V 3 | Dải điện áp hoạt động lối vào | 0 V đến 600 v 4 | Trở kháng lối vào 1999 MQ

5 | Dai tan số hoạt động 47 KHz dén 63 Hz

6 |Déng dau vio 5 Atéi 1000 A

“Vim, Arms, Veursor, Acursor, ‘Vfund, Afund, Hz, V phase 7 | Các đồ thị angles, A phase angles

8 | Đại lượng hiển thị ‘Watts, VA, VAR, 9 | Sai số điện áp đo 0.10%

11 |Sai số đồng điện đo 1%

12 | Sai số Coso 0.0033

13 | Chuẩn hoạt động TEC 61010-1-A2

Trang 32

15 HangEXTECH

Hãng AMPROBE có các dòng sản phẩm: DL150, PQ3350, Model 3820xx Với model 382095 có phân tích điện áp ba pha, dòng chịu đựng tối đa

là 1000A Loại sản phẩm này có LCD để hiển thị các thông số và vẽ đỏ thị, có

thể hiển thị đồng thời 35 thông số Hình 1.7: Model 382095 — 10004 Các tính năng: — Hiển thị sóng trên LCD — Hién thi giá trị điện áp đỉnh với 1024 mẫu/chu kỳ — Phin tích sóng hài

— Hién thị công suất tiêu thụ (KW), công suất biểu kiến (KVA), công suất

phản kháng (KVAR), hệ số công suất (Cos 9)

—_ Ghỉ lại 52428 dữ liệu của một pha, 17476 dữ liệu của ba pha

— Bắt nhận 28 sự kiện biến đổi đột ngột (bao gồm quá áp, quá dòng, mất

điện) với ngưỡng lập trình được

Trang 33

—_ Giao tiếp RS232 có cách ly quang, có giao điện hiển thị các thông số điện, dạng sóng điện áp, sóng hài

Nụ,

‘Software Harmonics ‘Software Harmonics Analysis ‘Software included to download, Phage Analysis

store data and display on a PC

Hình 1.8: Giao diện, đồ thị trên máy tính

Trang 34

Ký hiệu 3 pha 2 600V 3 | Dải điện áp hoạt động lối vào 0V đến 600V 4 | Trở kháng 4M@

5 _ | Dải tân số hoạt động 45Hz, 65Hz

6 | Dòng đầu vào 0A tới 1000A

9 | Các đồ thị Watts, VARs, VA

Tổ: | BglợngkiêNh Volts, ‘Amps, pha, thoi

gian

11 ‘| Sai s6 dién ap do 0.50%

Trang 35

1.6 Hãng HIOKT

Hãng HIOKI với sản phẩm 3196 có khả năng phân tích các thông số điện

lưới, điều khiển đữ liệu qua điều khiển từ xa và mạng LAN

— Quan sát đồ thị công suất

— Phat hién dét biến điện áp

áp đỉnh

—_ ®o cơng suất tức thời

Thiết bị này có khả năng đo lường và xử lý dữ liệu đồng thời và liên tục Vì thế mà các lỗi xảy ra đều được phát hiện kịp thời Có khả năng phát

hiện thay đổi điện áp đột ngột trong khoảng 2000V với thời gian thay đổi nhỏ

nhất là 0.5 us Hiển thị được bảy loại ngôn ngữ khác nhau: Tiếng Nhật, tiếng

Trang 36

Anh, tiếng Đức, tiếng Pháp, tiếng Tây Ban Nha, tiếng Ý, tiếng Trung Quốc

Màn hình LCD màu, có độ phân giải 6.4 inch rất thuận tiện quan sát dạng sóng Bộ nhớ có thể lưu trữ đữ liệu liên tục trong vòng một tháng Có khả năng giao tiếp máy tính để ghỉ lại thông số đo đạc trong thời gian đài thông,

qua cổng kết nối RS232 hoặc qua mạng LAN Giao điện hiển thị bao gồm các

thông số và đạng sóng về điện áp, dòng điện, công suất theo thời gian thực 'Xiệc lựa chọn các thông số hiển thị có thể được thực hiện thông qua các nút

bam

Hình 1.10: Điện áp tăng đột ngột Hình 1.11: Điện áp bị gián đoạn Thiết bị này có khả năng ghỉ lại sự kiện điện áp tăng đột ngột, bị ngắt quãng, giảm đột ngột Các hiện tượng này thường gây gián đoạt hoạt động của các thiết bị điện

Hình 1.12: Hiện tượng điện áp giâm đột ngột Hình 1,13: ĐÔ thị lệch pha

Trang 37

Hiện tượng giảm điện áp đột ngột thường xảy ra khi có một tải lớn mắc vào lưới điện, ví dụ như việc khởi động một chiếc mô tơ

Có khả năng phân tích cân bằng pha Hiện tượng mắt cân bằng pha xảy ra khi tải của các pha không giống nhau Hiện tượng này có thể làm cho các

động cơ chạy sai chu kỷ, biến áp bị nóng Kết luận: Với các hãng sản xuất thiết bị như: Hing Fluke: Hãng AEMC Hãng DENT Hãng AMPROBE Hãng EXTECH Hãng HIOKI

Các sản phẩm trên đều có các tính năng tương tự như nhau, về chất

lượng và giá cả phụ thuộc vào xuất xứ, thương hiệu, thị trường Việt Nam thường đánh giá sản phẩm của hãng Fluke và HIOKI là hàng cao cấp, EXTECH được coi là hàng bình dân

Định hướng sản phẩm của dự án sẽ đi theo sản phẩm Fluke, dé dat gin đến các tiêu chuẩn của của hãng Fluke thì dự án cần phải có thêm thời gian và có kinh nghiệm trong sản xuất, tuy nhiên sản phẩm của dự án phát triển theo hướng mở, có nghĩa là xây dựng hoàn chỉnh phần cúng và nâng cấp bổ sung phan mém theo từng giai đoạn cho phù hợp với thị hiếu khách hàng, đồng thời cũng bổ sung một số chức năng mà sản phẩm của hãng Eluke chưa có và

cải tiến phản hiển thị và giao điện trên PC

Trang 38

CHUYEN DE 2

THIET KE MACH NGUYEN LY

21, Bộvixửlý

- Sử dụng vi điều khiển LM3S8962 có nhân là bộ xử lý ARM Cortex

Đây là bộ vi xử lý 32 bit tiên tiến nhát hiện nay

- Bên cạnh đó LM3S8962 được hãng Texas Instruments tích hợp thêm

các thành phần ngoại vi rất tiện lợi LM3S8962 có thể đáp ứng tốt yêu

cầu chức năng của một đồng hồ điện tử và các yêu cầu mở rộng chức

Trang 39

2.2 Bộ biến đổi ADE7878

- Modul đo các thông số điện lưới sử đụng vi mạch ADE7878 của hãng Analog Devices Vi mạch này là phiên bản mới nhất của đòng chip ADE

được chế tạo chuyên cho các ứng dụng đo thông số đi

- Có thể giao tiếp với vi mạch này thông qua giao điện SPI hoặc 2C

- Bộ biến đổi ADE 7878 hỗ trợ các chuẩn EN 50470-1, EN 50470-3,

20

Trang 40

TEC62053-21, IEC 62053-22, IEC 62053-23

- Hoạt động ở điện áp 2.4V —3.7V, với sai số 0.19

- Bộ biến đổi ADE 7878 có 3 lối vào điện áp, 3 lối vào dòng điện ứng với

3 pha của điện lưới Với mỗi lối vào điện áp, đòng điện đều có một bộ khuếch đại có hệ số thay đổi được để Khuếch đại tín hiệu đầu vào Sau đó tín hiệu được được đưa qua các bộ ADE chuyển thành tín hiệu số để thực hiện xử lý tín hiệu bằng số Tín hiệu điện áp và dòng điện được đưa qua các bộ lọc, điều chỉnh offset, điều chỉnh pha Sau đó được đưa đến bộ dò điện áp đỉnh và tính toán công suất biểu kiến, công suất tiêu thụ, công suất biểu kiến, công suất phản kháng Vi mạch này có bộ hiệu chuẩn bằng phẫn cứng nên làm việc với vi mạch mạch này chủ yếu thông qua các thanh ghỉ

Định dạng
Số trang	143
Dung lượng	13,42 MB