Tài liệu Tài liệu kỹ thuật công tơ SmartRF-3 pha pdf

TỔNG CÔNG TY ĐIỆN LỰC VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
♦♦♦
CÔNG TƠ ĐIỆN TỬ BA PHA ĐA CHỨC NĂNG
TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐẲNG ĐIỆN LỰC
E-mail : .vn
SmartRF
Website :
R&D CENTER EPU –
2
1 GIỚI THIỆU CHUNG
Công tơ điện tử 3 pha SmartRF là sản phẩm của Trung tâm nghiên cứu và phát
triển thuộc Trường Đại học Điện lực. Công tơ SmartRF cung cấp nhiều tính năng
đặc biệt trong việc đo đếm điện năng nhiều biểu giá cho các khách hàng thương
mại, dân dụng và công nghiệp. Hiện tại công tơ có các phiên bản sau:
- Công tơ đấu nối trực tiếp
- Công tơ đấu nối qua biến dòng, biến áp hoặc qua biến dòng
- Công tơ đấu nối trực tiếp hoặc công tơ tương thích đa năng đấu nối
qua biến dòng, biến áp cho phép dữ liệu được lấy về từ các công tơ khác.
Công tơ SmartRF được thiết kế theo kiểu module, cho phép 1 module vào ra và
một module truyền thông ghép lại với nhau bên dưới vỏ công tơ.
Công tơ SmartRF được lắp ráp trên dây chuyền công nghệ SMD có độ chính
xác, độ bền và tính linh hoạt cao, hoạt động ổn định trong các điều kiện môi trường
khắc nghiệt.
Người sử dụng có thể đọc dữ liệu tại chỗ thông qua màn hình hiển thị LCD, kết
nối với PC qua cổng giao tiếp RS232 hoặc đọc từ xa thông qua mạng GSM,
CDMA bằng tin nhắn SMS, GPRS, kết nối bằng quay số cũng như sử dụng máy
tính cầm tay có gắn module RF.
Bằng việc tích hợp các tính năng đặc biệt mà các công tơ thông thường
không thể có, SmartRF cho phép người quản lý có thể theo dõi, giám sát mức tiêu

thụ điện năng, đọc chỉ số từ xa, điều khiển thiết bị ngoại vi một cách dễ dàng và
tiện lợi.
Phần mềm lập trình và quản lý của công tơ được cài đặt trên hệ điều hành
Windows với giao diện thân thiện, đầy đủ các chức năng như: quản lý công tơ, lập
các báo cáo, form mẫu, in ấn hoá đơn, đọc chỉ số từ xa, gửi tin nhắn SMS, kết nối
GPRS… rất tiện và dễ dàng cho người sử dụng.
Công tơ được bảo vệ bởi 3 mức mật khẩu, dữ liệu trên đường truyền được
mã hoá theo một thuật toán đặc biệt đảm bảo độ tin cậy và an toàn cao.
R&D CENTER EPU –
3
2 CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT
TT HẠNG MỤC ĐẶC TRƯNG KỸ THUẬT
1 Tên nhà sản xuất Trường Đại học Điện lực-Việt Nam
2 Kiểu SmartRF
3 Lắp đặt 3 vít
4 Dòng điện định mức (Ib) 3x5A
5 Dòng điện cực đại (Imax) 3x20A
6 Điện áp định mức (Un) 3x220V
7 Tần số 50Hz hoặc 60Hz
8 Cấp chính xác 0.5
9 Độ bền điện môi 4kV RMS
10 Khả năng chịu điện áp xung
12kV 1.2/50μs 500Ω
11 Công suất tiêu thụ: (1) Mạch điện áp
(2)Mạch dòng điện
≤ 0.2W
≤ 0.2VA
12 Dòng điện khởi động nhỏ nhất 0.1%Ib
13 Hằng số công tơ 3600xung/kWh và 3600xung/kVArh
14 Độ rộng xung đầu ra 50ms

15 Kiểu màn hình LCD (phông chữ 7.5mm, độ tương
phản cao, góc nhìn rộng)
16 Số lượng chữ số hiển thị 8 số (2 số sau dấu phẩy)
17 Dải nhiệt độ
(1) Dải nhiệt độ làm việc công tơ
(2) Dải nhiệt độ làm việc của màn
hình
(3) Dải nhiệt độ lưu kho
-25
o
C → +55
o
C
-10
0
C→ +55
0
C
-20
0
C→ +70
0
C
18 Độ ẩm 100% không đọng sương
19 Vật liệu: (1) Đế công tơ
(2)Mặt công tơ
(3)Cửa sổ mặt công tơ
(4)Cực đấu dây
(5)Nắp boóc
PC

PC
PC
Đồng
PC
20 Số chì niêm phong: (1) Vỏ chính
(2) Năp boóc
2
2
21 Trọng lượng tổng 1,5kg
R&D CENTER EPU –
4
22 Kích thước (mm) 240mm x 177mm x 75mm
23 Cấp an toàn 2
24 Định dạng truyền thông
(RS232/RS485, RF, GSM)
(1) Cổng truyền tin
(2) Tốc độ truyền
Comport 1
9600BPS
25 Dung lượng bộ nhớ EEP - ROM 384Kbyte
3. MÔ TẢ VẬT LÝ
Công tơ SmartRF bao gồm các phần sau:
1. Đáy công tơ phía dưới làm bằng nhựa PC nơi để gắn khối thiết bị và board
mạch cính vào. Đáy công tơ có 3 điểm vit cố định, một điểm ở trên cùng dùng để
móc công tơ lên, 2 điểm còn lại phía dưới (bên trái và bên phải) dùng để vít cố định
công tơ.
2. Mặt công tơ xung quanh làm bằng nhựa PC và ở giữa là cửa sổ làm bằng
chất liệu trong suốt để có thể quan sát được màn hình LCD. Mặt công tơ được lắp
khít với đề bằng các khe và 2 vít có lỗ để niêm chì. Trên mặt công tơ có một phím
bấm dùng để điều khiển chế độ hiển thị trên màn hình LCD.

3. Một cầu đấu dây bằng nhựa PC cách điện và chịu nhiệt tốt được bắt chặt với
đế công tơ bằng 2 vít.
4. Nắp đậy cầu đấu (nắp booc) làm bằng nhựa PC được giữ bằng các khe và 2
vít vặn chặt vào cầu đấu công tơ. Sơ đồ đấu dây được dán ở phía trong nắp đậy.
4 CHỨC NĂNG CƠ BẢN ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN
SmartRF bao gồm nhiều tính năng, có thế kết hợp bất kỳ các tính năng dưới
đây để tạo thành một công tơ cung cấp các tính năng cần thiết theo yêu cầu của
người sử dụng. Các chức năng của công tơ có thể lập trình được bằng phần mềm
chạy trên các máy PC tương thích IBM.
4.1 Đo điện năng
Công tơ Smart đo các đại lượng sau:
- Điện năng hữu công kWh tổng giao, tổng nhận
- Điện năng hữu công kWh theo từng biểu giá (cả chiều giao và nhận)
- Điện năng vô công tổng giao, tổng nhận
- Điện năng vô công kVArh (theo cả bốn góc phần tư).
R&D CENTER EPU –
5
- Công suất hữu công tức thời của 3 pha (kW)
- Công suất vô công tức thời (kVAr)
- Hệ số cosϕ trung bình, góc pha giữa U, I của 3 pha.
- Dòng điện (A) và điện áp (V) của 3 pha.
- Tần số.
4.2 Thanh ghi năng lượng
Công tơ SmartRF được thiết kế với các thanh ghi điện năng riêng rẽ theo chiều
giao và chiều nhận.
.
4.2.1 Tổng điện năng hữu công kWh
SmartRF có 2 thanh ghi tổng điện năng hữu công, một cho chiều giao và một
cho chiều nhận. Các thanh ghi điện năng theo chiều giao và chiều nhận không bao
giờ tăng đồng thời.

Các bộ thanh ghi điện năng hữu công:
- kWh tổng giao
- kWh tổng nhận
4.2.2 Điện năng phản kháng
Smart RF có 4 thanh ghi riêng rẽ cho điện năng của 4 góc phần tư.
Các bộ thanh ghi điện năng phản kháng:
- Q1: kVArh giao chậm sau
- Q2: kVArh giao vượt trước
- Q3: kVArh nhận chậm sau
- Q4: kVArh nhận vượt trước
R&D CENTER EPU –
6
4.2.3 Các thanh ghi do khách hàng định nghĩa
SmartRF có tất cả 3 thanh ghi do khách hàng định nghĩa. Đầu vào của các
thanh ghi do khách hàng định nghĩa này là giá trị từ điện năng lấy từ 2 trong các bộ
thanh ghi ở mục 4.2.1 và 4.2.2.
Ví dụ: Thanh ghi định nghĩa 1: Tổng kWh (kWh giao + kWh nhận)
Thanh ghi định nghĩa 2: Tổng giao kVArh (Q
1
+ Q2)
Thanh ghi định nghĩa 3: Tổng kVArh chậm sau (Q
1
+ Q
3
)
4.3 Cấu trúc biểu giá
Công tơ SmartRF có cấu trúc biểu giá rất đa dạng và có thể lựa chọn dựa vào
các đặc điểm sau để tạo ra một cấu trúc biểu giá theo yêu cầu.
4.3.1 Thanh ghi biểu giá
SmartRF có tất cả 6 thanh ghi biểu giá được lập trình độc lập nhau. Đầu vào

của các thanh ghi này là giá trị từ bất kỳ thanh ghi nào được chỉ ra trong mục 4.2.
Các thanh ghi này sẽ được kích hoạt trong một khoảng thời gian biểu giá tương
ứng nào đấy. Trong thời gian kích hoạt, các đại lượng cần đo sẽ được tích luỹ vào
thanh ghi được chọn. Vào một thời điểm có thể có nhiều thanh ghi biểu giá được
kích hoạt cùng một lúc.
4.3.2 Mốc thời gian biểu giá
Mốc thời gian biểu giá trong ngày được định nghĩa là những thời điểm trong
ngày mà các thanh ghi biểu giá chuyển đổi giữa trạng thái kích hoạt và không kích
hoạt. Mốc thời gian được định nghĩa bằng giờ và phút với kiểu thời gian là 24h.
SmartRF có tới 6 mốc thời gian.
4.3.3 Các thanh ghi nhu cầu công suất cực đại
Có 8 bộ thanh ghi nhu cầu công suất cực đại, 4 thanh ghi cho chiều giao và 4
thanh ghi cho chiều nhận. Ở mỗi chiều giao hoặc nhận, có 3 thanh ghi được lập
R&D CENTER EPU –
7
trình độc lập gắn với từng biểu giá tương ứng và một thanh ghi cực đại ngày.
SmartRF sẽ ghi lại giá trị công suất lớn nhất được lấy mẫu trong một khoảng thời
gian đã định (thường là 30 phút). Tại thời điểm kết thúc chu kỳ tính hoá đơn, giá trị
của bộ công suất cực đại sẽ cộng thêm vào bộ ghi công suất cực đại tích luỹ tương
ứng, sau đó bộ ghi công suất cực đại sẽ được đặt lại giá trị 0.
• Thanh ghi cực đại theo chiều giao:
- Pmax ngày giao: Công suất cực đại ngày chiều giao, đơn vị kW.
- Pmax B1 giao: Công suất cực đại biểu giá 1 chiều giao, đơn vị kW.
- Pmax B2 giao: Công suất cực đại biểu giá 2 chiều giao, đơn vị kW.
- Pmax B3 giao: Công suất cực đại biểu giá 3 chiều giao, đơn vị kW.
• Thanh ghi cực đại theo chiều nhận:
- Pmax ngày nhận: Công suất cực đại ngày chiều nhận, đơn vị kW.
- Pmax B1 nhận: Công suất cực đại biểu giá 1 chiều nhận, đơn vị kW.
- Pmax B2 nhận: Công suất cực đại biểu giá 2 chiều giao, đơn vị kW.
- Pmax B3 nhận: Công suất cực đại biểu giá 3 chiều nhận, đơn vị kW.

4.3.4 Chế độ biểu giá
Người dùng có thể chọn làm việc theo hai biểu giá chính hoặc phụ (mặc định)
đã được lập trình trước trong công tơ.
Biểu giá điện kích hoạt trong thời điểm vận hành hiện tại (biểu giá chính):
- Bình thường: 04-18 giờ (biểu giá 1)
- Cao điểm: 18-22 giờ (biểu giá 2)
- Thấp điểm: 22-04 giờ (biểu giá 3)
Biểu giá điện kích hoạt tại thời điểm ấn định trong tương lai (biểu giá phụ):
- Bình thường: 04-09 giờ và 13-17 giờ (biểu giá 1)
- Cao điểm: 09-13 giờ và 17-21 giờ (biểu giá 2)
- Thấp điểm: 21-04 giờ (biểu giá 3).
4.4 Tự động chốt chỉ số
Việc chốt chỉ số được thực hiện bằng một trong 2 cách sau:
- Tự động chốt chỉ số theo thời gian được lập trình sẵn trong công tơ. Số lần
chốt và thời gian chốt của mỗi tháng sẽ được lập trình thay đổi tuỳ theo yêu cầu
của người quản lý. SmartRF có tối thiểu 48 lần chốt chỉ số/năm. Công tơ SmartRF
sẽ lưu trữ thông số của 48 lần chốt chỉ số cho từng biểu giá.
- Chốt chỉ số bằng lệnh tin nhắn SMS hoặc GPRS thông qua cổng truyền thông.
R&D CENTER EPU –
8
Định dạng nội dung câu lệnh bằng tin nhắn SMS được định nghĩa sẵn hoặc có thể
được thay đổi tuỳ theo yêu cầu người dùng.
4.5 Biểu đồ phụ tải
Công tơ SmartRF có thể lập trình và ghi nhận biểu đồ phụ tải các đại lượng sau,
dữ liệu lưu trữ tối thiểu 365 ngày cho thời gian tích phân là 30 phút:
- Điện năng hữu công kWh (theo cả chiều giao và nhận )
- Điện năng vô công kVArh (theo chiều giao).
- Điện áp 3 pha.
- Công suất tức thời P, Q.
- Góc pha, cosϕ của hệ thống 3 pha.

Khi bộ nhớ đầy, số liệu mới sẽ được ghi đè lên số liệu cũ nhất.
Việc lấy dữ liệu của biểu đồ phụ tải có thể được thực hiện thông qua cổng
COM RS232 hoặc từ xa qua mạng điện thoại di động.
4.6 Lưu trữ số liệu
Mọi thông số của công tơ và dữ liệu được lưu trữ duy trì trong bộ nhớ không
thay EPROM. Các số liệu sẽ được duy trì với thời gian tối thiểu là 10 năm.
Dữ liệu trong các thanh ghi được lưu vào bộ nhớ EPROM tối thiểu mỗi ngày 3
lần, vào lúc chuyển biểu giá, nửa đêm và khi mất nguồn AC.
Công tơ có thể lưu trữ dữ liệu 48 lần chốt chỉ số và biểu đồ phụ tải của các đại
lượng P giao, P nhận, Q giao, dòng điện các pha, góc pha, cosϕ trung bình…, lưu
trữ các thông số như hệ số biến dòng, hệ số biến áp, mã khách hàng… Ngoài ra, bộ
nhớ cho phép lưu trữ được thông tin về 10 lần mất điện gần nhất (số lần mất điện 3
pha và từng pha, thời gian mất điện 3 pha và từng pha, thời gian mất điện đó được
cộng vào để tính thời gian sử dụng pin).
Trong trường hợp xảy ra sự cố hư hỏng các bộ phận của công tơ dẫn đến dữ
liệu không thể lấy về theo những cách thông thường (bằng tin nhắn, GPRS, truyền
về máy tính…) thì các số liệu trong bộ nhớ EPROM sẽ được đọc ra bằng các thiết
bị đọc bên ngoài chuyên dụng của người sản xuất.
4.7 Đèn Led phát xung ra dùng cho kiểm định
Các xung đầu ra của hai đèn Led trên bề mặt của công tơ được sử dụng cho
mục đích kiểm định công tơ. Nhãn công tơ được ghi các giá trị của các đầu xung ra
R&D CENTER EPU –
9
với đơn vị là kWh hoặc kWArh. Hệ số công suất của công tơ SmartRF là
3600xung/kWh và 3600xung/kVArh với các xung đèn Led có độ rộng là 50ms.
Đèn Led hiển thị kWh sẽ nháy tỷ lệ với giá trị tải tác dụng, đèn Led hiển thị kVArh
sẽ nháy tỷ lệ với giá trị tải phản kháng. Tốc độ nháy của Led chỉ thể hiện độ lớn
của tải không có sự phân biệt giữa tải theo chiều nhận hoặc chiều giao.
4.8 Bảo mật
Công tơ có mật khẩu vào phần mềm và có 3 mức mật khẩu độc lập (mức 1: đọc

dữ liệu trong công tơ; mức 2: cho phép đọc, sửa đổi các thông tin về khách hàng, tỷ
số TI, TU; mức 3: đọc và lập trình công tơ, thay đổi mật khẩu mức 1, 2). Một người
có thể có quyền sử dụng 1 hoặc 2 trong 3 mức mật khẩu và quyền hạn truy cập
được định ra cho từng mức do người quản lý qui định trước.
Người quản lý cả ba mức mật khẩu có thể thay đổi quyền truy cập cho các mức
mật khẩu.
5 HIỂN THỊ
Màn hình hiển thị của công tơ của SmartRF là màn hình LCD bằng tiếng
Việt không dấu, ma trận điểm với 2 hàng và 32 ký tự. Danh mục hiển thị có thể lập
trình được cho phép màn hình hiển thị tới nhiều thông số.
5.1 Chế độ hiển thị
SmartRF có 2 chế độ hiển thị khác nhau, đó là chế độ hiển thị tự quay vòng
và chế độ hiển thị từng bước. Thời gian làm việc của màn hình ở chế độ tự quay
vòng và chế độ từng bước được lập trình theo yêu cầu của người quản lý:
+ Hiển thị tự quay vòng:
Màn hình hiển thị được lập trình để hiển thị quay vòng một số các đại lượng
đo. Bình thường công tơ hiển thị ở chế độ này. Người sử dụng có thể đặt lại các
thông số hiển thị cho chế độ này nhờ phần mềm trên máy PC.
Các thông số chính hiển thị trong chế độ quay vòng:
- Tổng kWh giao
- Tổng kWh nhận
- kWh giao theo từng biểu giá
- kWh nhận theo từng biểu giá
- Tổng kVArh giao
- Tổng kVArh nhận
- kVAr theo 4 góc phần tư
R&D CENTER EPU –
10
- Ngày giờ hiện tại
+ Hiển thị từng bước:

Bình thường công tơ ở chế độ hiển thị tự quay vòng, muốn chuyển sang chế
độ hiển thị từng bước thì nhấn nhanh phím điều khiển trên bề mặt công tơ. Ở chế
độ hiển thị từng bước, người vận hình sẽ chủ động hiển thị quay vòng các thông số
bằng cách nhấn nhanh phím điều khiển. Mỗi lần nhấn nhanh phím điều khiển, màn
hình sẽ chuyển sang hiển thị một thông số khác. Trong một khoảng thời gian dài
(mặc định là 2 phút và có thể lập trình thay đổi được), nếu phím điều khiển không
được nhấn thì SmartRF sẽ tự động chuyển về chế độ hiển thị tự quay vòng. Có thể
thoát ngay ra khỏi chế độ hiển thị từng bước bằng cách nhấn lâu phím điều khiển.
Thời gian nhấn nhanh và nhấn lâu có thể lập trình thay đổi được và mặc định
là:
- Nhấn nhanh: thời gian giữ phím <2s
- Nhấn lâu: thời gian giữ phím >3s
Các thông số chính hiển thị trong chế độ quay vòng: Ở chế độ này, khi người
vận hành nhấn phím điều khiển, màn hình sẽ hiển thị làn lượt các thông số trong
chế độ hiển thị tự quay vòng và ngoài ra còn hiển thị các thông số sau:
- Tỷ số TU
- Tỷ số TI
- Điện áp các pha
- Dòng điện các pha
- Hệ số cosϕ các pha
- Hệ số công suất
- Tần số
- Công suất tác dụng trên từng pha
- Công suất tác dụng tổng
- Công suất phản kháng trên từng pha
- Công suất phản kháng tổng
- Công suất biểu kiến trên từng pha
- Công suất biểu kiến tổng
- Công suất cực đại và các thông số khác…
5.2 Minh hoạ màn hình hiển thị một số thông số cơ bản

Hiển thị tổng điện năng theo chiều giao:
R&D CENTER EPU –
11

Hiển thị điện năng chiều giao theo từng biểu giá:
R&D CENTER EPU –
12

Hiển thị điện năng tổng theo chiều nhận:

Hiển thị điện năng chiều nhận theo từng biểu giá:

Hiển thị điện năng phản kháng tổng theo chiều giao:
R&D CENTER EPU –
13

Hiển thị điện năng phản kháng tổng theo chiều nhận:

Hiển thị điện năng phản kháng giao chậm sau Q
1
, điện năng phản kháng giao
vượt trước Q
2
, điện năng phản kháng nhận chậm sau Q
3
, điện năng phản kháng
nhận vượt trước Q
4
:

Hiển thị dòng điện, điện áp và hệ số cosϕ 3 pha:
R&D CENTER EPU –
14

Hiển thị thời gian thực:

6 TRUYỀN THÔNG
6.1 Giới thiệu
Việc ghép nối truyền thông với công tơ SmartRF có thể được thực hiện tại chỗ
hoặc từ xa thông qua module RS232 tích hợp sẵn modem GSM/CDMA hoặc
modem FSK, hoặc thông qua cổng thông tin quang sử dụng PC hoặc thiết bị cầm
thay HHU.
6.2 Cổng quang điện tử
Việc ghép nối truyền thông với SmartRF có thể thực hiện qua cổng quang
điện tử. Công tơ có một cổng thông tin hồng ngoại hai chiều cho phép đọc mọi số
liệu lưu trữ của công tơ và lập trình cho các thông số đặc trưng bằng PC hoặc thiết
bị HHU. Cổng giao tiếp này phù hợp với chuẩn IEC 1107. Tốc độ truyền thông
2400, 9600bps.
6.3 Module RS232
RS 232 được thiết kế cho phép kết nối một cách đơn giản với công tơ. Cổng
RS232 được cách điện với độ an toàn cấp II và tuân theo chuẩn IEC 61036. Cổng
R&D CENTER EPU –
15
mặc định là comport1.
Module RS232 có sẵn trong công tơ và được tích hợp modem GSM/CDMA với

tốc độ là 9600 bps hỗ trợ việc truyền xa . Module này cho phép kết nối trực tiếp tới
bất kỳ thiết bị viễn thông RS232 nào. SmartRF được kết nối trực tiếp với PC tại
chỗ hoặc PC từ xa, thiết bị đầu cuối di động thông qua module này. Mỗi công tơ có
một số điện thoại và một số ID để phân biệt.
Các đặc điểm của cổng giao tiếp RS232:
- Connector kiểu DB 9 đường
- Có thể kết nối nhiều công tơ cùng một lúc
- Modem 9V 80mA
- Cấp an toàn về cách điện: cấp II
- Kết nối theo chuẩn chân RS232
6.4 Kiểu DB 9 đường
Male:
Chân 2 Rx
3 Tx
4 DTE Ready
5 0V
6 DCE Ready
7 RTS
8 CTS
Chú ý: Kết nối trực tiếp cổng RS232 chỉ phù hợp khi khoảng cách truyền dưới
12m.
6.5 Đọc dữ liệu bằng tin nhắn SMS
a) Các lệnh đọc dữ liệu cơ bản bằng tin nhắn SMS thông qua máy điện thoại di
động
Người dùng có thể gửi các tin nhắn có nội dung được định nghĩa trước để lấy
dữ liệu về từ công tơ thông qua mạng di động.
b) Các lệnh đọc dữ liệu cơ bản bằng tin nhắn SMS thông qua máy tính trung
tâm
Các lệnh SMS gửi đi từ máy tính trung tâm sẽ do người sử dụng định nghĩa.
R&D CENTER EPU –

16
Female:
Chân 2 Tx
3 Rx
4 DTE Ready
5 0V
6 DCE Ready
7 CTS
8 RTS
Bằng việc tự định nghĩa nội dung của tin nhắn, người dùng có thể đọc bất kỳ thông
tin nào cần thiết trên công tơ khi được quyền truy nhập.
7 TÝ SỐ BIẾN DÒNG, BIẾN ÁP
Tỷ số biến áp và tỷ số biến dòng đượcc cài đặt trong công tơ theo đúng loại
biến áp và biến dòng đo lường được đấu vào trong công tơ. Người dùng có thế đặt
các giá trị tỷ số tuỳ ý thông qua cổng truyền thông.
Sai sè biÕn dßng, biÕn ¸p:
Việc bù sai số của máy biến dòng, biến áp có thể thực hiện bằng cách nhập vào
các giá trị bù cho cả máy biến áp và máy biến dòng. Sai số nhập trong công tơ
khoảng từ -2.3% đến +2.5%.
8 NGUỒN
Nguồn điện áp cung cấp cho công tơ là nguồn điện áp từ lưới điện
3P4W/3P3W. Trong trường hợp nguồn điện áp cung cấp cho công tơ bị mất điện ở
1 hoặc 2 pha thì công tơ vẫn hoạt động và đạt cấp chính xác khi đo đếm điện năng
hữu công và vô công ở pha còn lại.
9 ĐỒNG HỒ THỜI GIAN THỰC
Đồng hồ thời gian thực dùng kiểu giờ 24, được ký hiệu từ 00:00 đến 23:59.
Lịch thời gian sẽ tự động tính toán cho năm nhuận.
Chú ý: Mốc thời gian 00:00 chỉ bắt đầu một ngày và kết thúc ngày là 24:00.
Cơ sở của đồng hồ là sự lập trình tuỳ chọn. Nó có thể được chia tần từ tần số
nguồn xoay chiều hoặc là từ bộ dao động điều khiển thạch anh. Trong trường hợp

nguồn cung cấp hỏng thì pin dự phòng sẽ cung cấp nguồn cho bộ dao động thạch
anh.
Độ chính xác của thạch anh đạt tốt hơn 0.5s/ngày ở điều kiện nhiệt độ chuẩn.
Thời gian và ngày của SmartRF có thể được thiết lập thông qua cổng RS232
với mức mật khẩu của người dùng từ mức 2 trở lên.
10 PIN DỰ PHÒNG
Trong trường hợp nguồn AC mất trên cả 3 pha, pin dự phòng lithium sẽ nuôi
đồng hồ thời gian thực và dữ liệu trong RAM. Pin được gắn vào mạch in. Tuổi thọ
của Pin rất cao, lên tới 10 năm và có thể cấp nguồn cho bộ nhớ với thời gian tối
thiểu là 3 năm. Khi mất nguồn, nhờ có pin dự phòng nên công tơ vẫn tiếp tục hoạt
động với các chức năng sau:
+ Tất cả các dữ liệu được lưu vào bộ nhớ và không bị mất.
+ Ngày giờ và khoảng thời gian mất điện, có điện trở lại được ghi nhận
R&D CENTER EPU –
17
lại.
+ Đồng hồ thời gian vẫn hoạt động bình thường.
Khi nguồn AC được khôi phục:
+ Công tơ tự động chuyển sang dùng nguồn AC và hoạt động bình
thường.
+ Thời gian mất nguồn được cộng vào để tính thời gian sử dụng pin.
11 CÁC CHỨC NĂNG MỞ RỘNG
11.1 Cảnh báo
Khi có lỗi xảy ra, màn hình sẽ hiển thị các lỗi của công tơ hoặc gửi về máy tính
trung tâm, điện thoại của người quản lý bằng mã lỗi (số điện thoại của người quản
lý được lưu trong công tơ và có thể thay đổi bằng phần mềm). Khi hiển thị trên
LCD, các mã lỗi này được chèn vào góc màn hình mà không ảnh hưởng tới việc
hiển thị của các thông số khác.
Các cảnh báo sau đây được cung cấp:
- Lỗi Pin

- Nhiệt độ làm việc vượt quá ngưỡng cho phép
- Đổi chiều công suất
- Lỗi pha
- Mất nguồn cấp điện áp pha hoặc thấp áp
- Lỗi phần cứng
- Quá dòng, quá áp…
Các trạng thái của các chỉ thị cảnh báo lỗi sẽ được lưu lại bằng một byte của bộ
ghi số liệu trạng thái.
a) Cảnh báo pin
Khi thời gian còn lại của pin nhỏ hơn 100 giờ, màn hình sẽ hiển thị thông báo
mã lỗi pin và cảnh báo này được gửi về máy tính trung tâm hoặc điện thoại người
quản lý.
b) Cảnh báo nhiệt độ làm việc của công tơ
Nhiệt độ làm việc của công tơ được đo và hiển thị trên LCD. Khi nhiệt độ trong
công tơ vượt quá ngưỡng cho phép, công tơ sẽ tự động gửi mã cảnh báo về máy
tính trung tâm hoặc tới điện thoại của người quản lý và hiển thị lên màn hình. Chức
năng tự động cắt tải sẽ được thực hiện nếu được kích hoạt bởi người sử dụng.
R&D CENTER EPU –
18
b) Phát hiện đảo chiều công suất
Công tơ Smart sẽ phát hiện đảo chiều công suất vào bất kỳ lúc nào nếu bộ
ghi chỉ số điện năng tác dụng [kWh] theo chiều phát được đếm tăng lên nhiều hơn
một xung.
Chiều của công suất luôn được hiển thị trên màn hình với mũi tên  (chièu
giao) hoặc  (chiều nhận).
c) Cảnh báo về thứ tự sai pha
Khi có sự đấu nối sai về thứ tự pha thì trên màn hình sẽ xuất hiện cảnh báo và
sẽ tự động gửi về máy tính trung tâm hoặc điện thoại người quản lý bằng mã lỗi.
e) Cảnh báo về quá dòng, quá áp
Khi dòng điện hoặc điện áp vượt quá ngưỡng cho phép, công tơ sẽ đưa ra cảnh

báo tình trạng làm việc và hiển thị lên màn hình hoặc gửi các mã lỗi về máy tính
trung tâm, điện thoại người quản lý.
11.2 Truyền thông
Việc ghép nối truyền thông với công tơ SmartRF được thiết lập thông qua
module RS232 ở chế độ kết nối điểm - điểm. Tuy nhiên SmartRF có thể có thêm
chế độ 1-nhiều, nghĩa là có thể kết nối nhiều công tơ cùng một lúc (<10 công tơ) và
với bộ quản lý modem cho phép quản lý 10 công tơ dùng chung một số điện thoại,
tính năng ở rộng này sẽ giảm chi phí một cách đáng kể.
12 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC
12.1 Sơ đồ khối
Sơ đồ khối được mô tả như ở hình trang sau.
12.2 Mô tả các khối chức năng
12.2.1 Mạch nguồn Switching
Để đảm bảo công tơ được cấp nguồn (làm việc), khi chỉ có ít nhất một pha của
lưới có điện, nguồn của công tơ sử dụng mạch chỉnh lưu ba pha hình tia. Điện áp
sau chỉnh lưu cỡ khoảng 320VDC, sau đó được rung lên tần số cao (khoảng
100KHz) bằng vi mạch PWM_TOP222. Điện áp một chiều tần số cao, biên độ lớn
đó được đưa qua một biến áp xung hai đầu ra tạo ra hai kênh điện áp một chiều ổn
định: 50VDC cấp cho Modem GSM.
12.2.2 Biến dòng đo dòng điện
R&D CENTER EPU –
19
Công tơ có ba biến dòng (tỉ số 1:2500) dùng để biến đổi dòng điện cần đo cho
phù hợp với đầu vào của ADE7758. Sơ cấp của mỗi biến dòng được mắc với một
điện trở tải tạo ra điện áp cỡ vài trăm milivôn (mV), tỉ lệ với dòng điện cần đo, đưa
vào 5, 6, 7, 8, 9, 10 của ADE7758.
12.2.3 Mạch phân áp để đo điện áp
Sử dụng ba mạng điện trở phân áp để tạo ra ba điện áp cỡ vài trăm milivôn
(mV), tỉ lệ với điện áp ba pha của lưới, đưa vào các chân 16, 15, 14, 13(N) của
ADE 7758. Trên mỗi kênh đo dòng điện, điện áp còn được thiết kế những mạch lọc

nhiễu.
12.2.4 ADE7758 (Phần tử đo điện năng)
ADE7758 được thiết kế tích hợp công nghệ ADCs và DSP trên cùng một vi
mạch. Bao gồm 6 bộ ADC làm nhiệm vụ số hóa các tín hiệu đầu vào Ia, Ib, Ic,
Ua, Ub, Uc. Bộ ADC này có độ phân giải 24 bit, tốc độ lấy mẫu 78kSPS ứng
với 10MHz clock in. Bộ DSP thực hiện các chức năng xử lý tính toán các tín
hiệu số lấy ra ở đầu ra của các ADC. Đầu ra của ADE7758 là các xung tần số tỉ
lệ với điện năng tác dụng, điện năng phản kháng, điện năng biểu kiến tải tiêu
thụ, cùng với giao diện nối tiếp SPI chứa các thanh ghi tỉ lệ với các đại lượng
dòng áp hiệu dụng, công suất tải, điện năng tiêu thụ, tần số, nhiệt độ … Vi điều
khiển sẽ kết nối với ADE7758 qua giao diện SPI, qua đó có thể đọc được các
đại lượng mà ADE7758 đo được. Ngoài ra, thông qua giao diện SPI quá trình
hiệu chỉnh cho ADE7758 cũng được thực hiện.
R&D CENTER EPU –
20
R&D CENTER EPU –
21
AC 220V
Input ~
SPI
Transcurrent 1

ADC
PGA2
Resistor divider 1

ADC
PGA2
Digital
Process

Transcurrent 2

ADC
PGA2
Resistor divider 2

ADC
PGA2
Digital
Process
Transcurrent 3

ADC
PGA2
Resistor divider 3

ADC
PGA2
Digital
Process
+
Urms, Irms and
Power Registers
of phase A
Urms, Irms and
Power Registers
of phase B
Urms, Irms and
Power Registers
of phase C

D/F
Converter
Switching
Power
Digit
al
Data
MICROCONTROLE
R
Liqid Crystal
Display
EEPROM
Real time
clock
Active Power Calibration
Impulse Output
Reactive Power Calibration
Impulse Output
LED Indication of
Active Energy Impulse
Oscilator
Crystal
Control KEY
LED Indication of
Reactive Energy
Impulse
Load control Relay
Analog Power
5V
Digital Power

5V
ADE7758
PIN
Lithium
12.2.5 Vi điều khiển (Phần tử điều khiển chính)
Thực hiện các công việc:
 Đọc các kết quả tử ADE, tính ra năng lương tiêu thụ theo nhiều biểu giá; đo
điện áp hiệu dụng, dòng điện hiệu dụng, công suất tác dụng, công suất phản
kháng, công suất biểu kiến, hệ số công suất, tần số.
 Điều khiển hiển thị các kết quả đo được, cũng như các thông báo trên màn hình
LCD.
 Điều khiển lưu trữ dữ liệu, đảm bảo an toàn và toàn vẹn dữ liệu khi mất điện.
 Thực hiện truyền thông với máy tính qua đường truyền RS232.
 Ngoài ra, trong chế độ chỉnh định, vi điều khiển còn thực hiện hiệu chỉnh cho
công tác đo lường của ADE7758.
12.2.6 Đồng hồ thời gian thực PCF8583
Tạo ra thời gian thực phục vụ công tác tính điện năng tiêu thụ theo nhiều biểu
giá và công tác ghi chép biểu đồ phụ tải.
12.2.7 Nguồn pin dự phòng
Pin chất liệu Lithium, đảm bảo cho đồng hồ thời gian thực chạy trong thời gian
10 năm.
12.2.8 EEPROM (Bộ nhớ không mất dữ liệu khi mất điện)
Là nơi lưu trữ điện năng tiêu thụ, biểu đồ phụ tải cũng như các thông số cài đặt
cho công tơ, các trạng thái làm việc của công tơ.
11.2.9 Màn hình tinh thể lỏng (LCD)
Hiển thị các thông số đo được theo kiểu tự lật. Việc lật màn hình có thể được
điều khiển bằng một phím điều khiển nằm trên mặt công tơ.
12.2.10 Khối Rơle điều khiển tải
Ngoài chức năng đo lường công tơ còn có chức năng bảo vệ tải khỏi các sự cố
quá dòng, quá áp. Khi xảy ra sự cố vi điều khiển sẽ tác động vào khối Rơle đầu ra

trong công tơ phát ra tín hiệu điểu khiển máy cắt tải ra khỏi lưới điện.
12.2.11 RS232
Đây là phần đảm nhiệm nhiệm vụ truyền tin với máy tính thông qua đường
R&D CENTER EPU –
22
dây truyền tin. Việc truyền nhận dữ liệu giữa công tơ vói máy tính sẽ tuân theo một
giao thức định sẵn. Dữ liệu từ công tơ sẽ được truyền về máy tính để phân tích,
tính toán, vẽ đồ thị… Đồng thời, qua giao diện trên máy tính, người sử dụng dễ
dàng cài đặt các thông số và chế độ làm việc cho công tơ.
13 CẤU TRÚC VÀ CÁC THÀNH PHẨN CỦA MẠCH
13.1 Cấu trúc
Vỏ công tơ SmartRF được ép bằng nhựa PC, phần cầu đấu được làm bằng
đồng. Mạch bên trong được đặt cố định trên đế công tơ. SmartRF có khả năng chịu
va đập và cách điện rất tốt.
13.2 Các thành phần mạch
Công tơ bao gồm các thành phần cơ bản sau:
 Nguồn điện cung cấp bởi mạng điện ba pha, trong trường hợp chỉ có hai
pha công tơ vẫn có thể chạy tốt;
 Biến dòng (phần tử đo dòng điện);
 Vi xử lý;
 Bộ nhớ EEPROM 384K;
 Màn hình hiển thị LCD;
 Module đo xa (GSM, CDMA modem hoặc FSK modem);
 Đèn LED;
 Relay điều khiển;
 Giao tiếp RS232
14 LẮP ĐẶT VÀ VẬN HÀNH
- Trước khi tháo nắp hộp đấu dây của công tơ nên cắt nguồn cung cấp cho
công tơ để đảm bảo an toàn.
- Không được tự nạp lại Pin trong công tơ một cách tuỳ ý mà phải tuân

theo hướng dẫn của nhà chế tạo.
- Chất màn hình tinh thể lỏng rất độc. Nếu màn hình tinh thể lỏng bị hư
hỏng, tránh không được tiếp xúc với chất lỏng, nếu chất lỏng này dính vào da thì
phải rửa ngay bằng nước lạnh.
- Trước khi đưa công tơ vào lắp đặt cần kiểm tra xem công tơ chạy tốt hay
không.
R&D CENTER EPU –
23
- Nếu phải bảo quản công tơ trong kho trong một thời gian dài, công tơ nên
được đựng trong hộp bảo quản và cất giữ tại nơi khô ráo.
- Nên lắp đặt công tơ ở những nơi không khí khô, thông thoáng. Tránh lắp
đặt ở những nơi có độ rung lớn.
- Để dễ dàng cho việc quan sát, nên treo công tơ tại vị trí thẳng đứng
ngang với tầm mắt và nghiêng tối đa ±10
0
.
- Công tơ phải được gắn chắc lên tường hay tủ công tơ bằng 3 vít định vị.
- Để đảm bảo tính tương thich điện từ, người lắp đặt cần phải thực hiện
đúng các chỉ dẫn:
+ Giữ các mạch điện một chiều và xoay chiều riêng rẽ với khoảng cách tối
thiểu là 50mm.
+ Tại các vị trí mạch điện một chiều và xoay chiều nhất thiết đi qua nhau
thì phải thực hiện góc bắt chéo giữa chúng một cách hợp lý.
+ Các dây cáp của mỗi mạch điện nên được bó lại thành từng bó gọn gàng
để tránh gây tốn diện tích.
+ Khi lắp đặt trong môi trường điện từ mạnh nên sử dụng cáp có bọc kim
loại bên ngoài.Vỏ bọc phải được nối đất.
+ Các thiết bị phụ trợ cũng nhất thiết phải có dấu tương thích điện từ CE.
- Lắp công tơ theo một trong các sơ đồ đấu dây được chỉ dẫn dưới đây, sử
dụng dây đồng và các bộ nối bằng đồng để kết nối các thiết bị đầu cuối. Sơ đồ đấu

dây được dán kèm dưới nắp booc của công tơ.
R&D CENTER EPU –
24
15 DỊCH VỤ VÀ BẢO HÀNH
Chúng tôi cam kết sẽ cung cấp các dịch vụ hỗ trợ và bảo hành miễn phí đối
với các sản phẩm công tơ đo xa do Trung tâm cung cấp. Mọi thông tin xin liên hệ:
Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển – Trường Đại học Điện lực
Địa chỉ : 235 Hoàng Quốc Việt – Từ Liêm – Hà Nội
Điện thoại : 04.7554638
Fax : 04.7554638
Email :
R&D CENTER EPU –
25