Chế tạo mô đun đo điện năng một pha dùng công tơ điện tử

MỤC LỤC
CHƯƠNG 1:............................................................................................................... 3
GIỚI THIỆU MỘT SỐ LOẠI CÔNG TƠ..................................................................3
1.1 Công tơ điện một pha............................................................................................3
1.1.1 Vỏ......................................................................................................................4
1.1.2 Khung................................................................................................................4
1.1.3 Phần tử phát động..............................................................................................4
1.1.4 Rô to.................................................................................................................. 5
1.1.5 Gối đỡ trên.........................................................................................................5
1.1.6 Gối đỡ dưới........................................................................................................5
1.1.7 Bộ số..................................................................................................................6
1.2 Công tơ điện 3 pha................................................................................................6
1.2.1 Vỏ......................................................................................................................8
1.2.2 Khung................................................................................................................8
1.2.3 Phần tử phát động..............................................................................................8
1.2.4 Rô to.................................................................................................................. 8
1.2.5 Gối đỡ trên.........................................................................................................9
1.2.6 Gối đỡ dưới........................................................................................................9
1.2.7 Nam châm hãm..................................................................................................9
1.2.8 Cơ cấu chống quay ngược..................................................................................9
1.2.9 Bộ số................................................................................................................. 10
1.3 Công tơ điện tử một pha nhiều biểu giá...............................................................10
1.3.1 Cơng tơ có thể đo đếm theo biểu giá:...............................................................10
1.4 Công tơ điện tử 1 pha 1 biểu giá..........................................................................15
1.4.1 Tổng quan.........................................................................................................15
1.4.3 Ngun tắc làm việc.........................................................................................16
1.4.4 Mơ tả bên ngồi................................................................................................17
CHƯƠNG 2:.............................................................................................................. 18
CƠNG SUẤT VÀ ĐIỆN NĂNG...............................................................................18
2.1 Đo cơng suất tác dụng:........................................................................................18
1

2.2 Đo công suất phản kháng.....................................................................................18
2.3 Kiểm tra công tơ điện..........................................................................................19
2.3.1 Khái quát chung...................................................................................................19
2.3.2 Cấu tạo công tơ một pha:..................................................................................20
2.3.3 Nguyên lý cấu tạo.............................................................................................23
2.3.4 Nguyên lý làm việc...........................................................................................24
2.4 Kiểm tra công cơ điện..........................................................................................26
2.4.1 Dựa vào hằng số công tơ...................................................................................26
2.4.2 Phương pháp công suất thời gian......................................................................26
2.4.3 Phương pháp so sánh trực tiếp với cơng tơ chuẩn:............................................31
2.4.4 Phương pháp đóng tải dài hạn:..........................................................................34
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ - CHẾ TẠO MÔ DUN ĐO ĐIỆN NĂNG.......................35
3.1 Modul đo điện năng.............................................................................................35
3.1.1 Sơ đồ modul đo điện năng................................................................................35
3.1.2 Sơ đồ modul tải bóng đèn.................................................................................35
3.2 Sơ đồ đấu nối thực tế...........................................................................................37
3.2.1 Cách mắc nối tiếp tải........................................................................................37
3.2.2 Các mắc song song tải......................................................................................37
3.2.3 Kết quả đo thực tế.............................................................................................38
3.2.4 Phần cảnh báo lỗi..............................................................................................39
3.2.5 Hình ảnh sau khi chế tạo...................................................................................40
................................................................................................................................... 40
LỜI KẾT...................................................................................................................41

2


CHƯƠNG 1:

GIỚI THIỆU MỘT SỐ LOẠI CƠNG TƠ
1.1 Cơng tơ điện một pha

- Cấu tạo :

Hình 1.1Cơng tơ điện 1 pha cơ

7.

Bộ số

1.

Ổ đấu dây

8.

Rô to

2.

Đế

9.

3.

Nam châm hãm

Cơ cấu chống quay

ngược

4.

Khung

10.

Gối đỡ dưới

5.

Phần tử điện áp

11.

Phần tử dòng điện

6.

Gối đỡ trên

12.

Mặt số

13.

Nắp

14.

Nắp che ổ đấu dây

A1: Hiệu chỉnh tải đầy 100%
A2: Hiệu chỉnh tải thấp (5%và 10%)
A3: Hiệu chỉnh tải cảm ứng (cos φφ)
3




Hình 1.2 Cơng tơ điện tử 1 pha

1.1.1 Vỏ
Đế và Ổ đấu dây Cơng tơ bằng nhựa Bakêlít đen.
Các Đầu cốt đồng của Ổ đấu dây được bắt vít hoặc hàn với Cuộn dây dịng. 1
vít M3 hoặc 1 cầu nối mạch áp trượt trong Ổ đấu dây (được bố trí

bên trong hoặc

bên ngồi Nắp Cơng tơ) để nối hoặc không nối mạch áp, dễ dàng cho việc hiệu chỉnh
và kiểm tra Công tơ.
Nắp Công tơ bằng thuỷ tinh hoặc nhựa PC (Polycacbonat) chống cháy hoặc
bằng nhựa bakêlít đen có cửa sổ bằng kính. Cửa sổ trong suốt cho phép nhìn thấy
Bộ số, Mặt số và Đĩa rơto.
Nắp che ổ đấu dây dài hoặc ngắn bằng nhựa Bakêlít đen hoặc sắt. Sơ đồ đấu dây
Cơng tơ ở phía trong Nắp che ổ đấu dây.
1.1.2 Khung
Khung Công tơ bằng hợp kim nhơm. Trên Khung gá lắp các phần tử dịng, áp cùng

với Nam châm hãm, hệ thống Gối đỡ , Bộ số thường và Cơ cấu chống quay ngược
hoặc Bộ số 1 hướng.
1.1.3 Phần tử phát động
Phần tử phát động gồm có 1 phần tử dịng điện và 1 phần tử điện áp. Mỗi phần
tử có 1 Lõi từ và 1 Cuộn dây.
Các Lõi từ dịng và áp bằng tơn silic có đặc tính từ tốt, được xử lý chống gỉ. Lõi
dịng có bù q tải bằng thép đặc biệt, có khả năng quá tải lớn.
Các cuộn dây dòng và áp cách điện cao và chống ẩm tốt.
4


Phần tử phát động có Cơ cấu hiệu chỉnh tải thấp và Cơ cấu hiệu chỉnh tải cảm
ứng có hiệu quả tuyến tính
1.1.4 Rơ to
Trục rơto bằng thép khơng gỉ. Đĩa rôto được gắn với Trục rôto nhờ phương pháp
ép phun nhựa đặc biệt.
Đĩa rơto bằng nhơm có độ tinh khiết cao đảm bảo mômen quay đủ cho dải tải
rộng. Mặt phía trên đĩa Rơto có các vạch chia và cạnh bên Đĩa rơto có dấu đen
tại vị trí 0 để hiệu chỉnh và kiểm tra Cơng tơ.
Trục vít bằng nhựa POM (Polyacetal) lắp trên Trục rôto để dẫn động Bộ số.
Rôto tránh được những hư hại do vận chuyển theo hướng dọc trục và hướng
kính bằng các cữ dừng cơ khí.
1.1.5 Gối đỡ trên
Gối đỡ trên (khơng bơi trơn): 1 bạc nhựa POM

liền Trục vít (lắp trên Trục

Rơto) quay trong 1 Trục thép khơng gỉ có vỏ nhựa POM bảo vệ (lắp trên Khung
Công tơ).
1.1.6 Gối đỡ dưới

Công tơ có thể được cấp với 1 trong 2 loại Gối đỡ dưới
sau: a. Gối đỡ dưới loại 2 chân kính:
Viên bi quay giữa 2 Chân kính (1 Chân kính lắp cố định trên Khung Cơng
tơ và 1 Chân kính quay cùng với Trục rơto), do đó ma sát giảm đáng kể và đặc tính
Cơng tơ ổn định tốt ngay cả ở tải thấp.
b. Gối đỡ dưới loại gối từ:
Nam châm hình vành khăn nạp từ đồng cực (1 Nam châm lắp cố định
trên Khung Công tơ và 1 Nam châm lắp với trục rôto) đẩy nhau. Ổ đỡ gồm 1 Trục
thép không gỉ và 1 bạc nhựa POM (không bôi trơn). Do đó Gối từ mang được khối
lượng Rơto trên một "đệm từ", gần như khơng có ma sát. Ngun lý lực đẩy từ của
Gối từ phòng ngừa được sự xâm nhập của các phần tử sắt từ vào khe hở giữa 2
nam châm, đảm bảo ổn định đặc tính Công tơ. Sự ổn định từ của
Gối từ được đảm bảo bởi một quá trình chế tạo đặc biệt.
5


c. Nam châm hãm
Nam châm bằng Alnico có lực kháng từ cao, có vỏ bảo vệ bằng hợp kim
nhơm đúc. Một hợp kim đặc biệt được gắn với cực Nam châm để bù ảnh hưởng
của nhiệt độ. Hiệu chỉnh tinh thực hiện được nhờ chuyển động của Sun từ lắp
bên trong Nam châm hãm do quay Vít hiệu chỉnh.
d.Cơ cấu chống quay ngược
Cơ cấu chống quay ngược gồm 1 Đĩa cam POM lắp trên Trục rôto, 1 Cá
hãm POM quay trên 1 trục thép không gỉ và Trụ đỡ lắp trên Khung Công tơ.
Cơ cấu chống quay ngược làm dừng sự quay ngược của Rôto và sự đếm của Bộ
số khi Cơng tơ bị quay ngược.
1.1.7 Bộ số
Cơng tơ có thể được cấp với 1 trong 2 loại bộ số sau:
a. Bộ số thường
Các Tang trống số, Bánh gảy, Bánh răng, Bạc đỡ, Bạc chặn bằng nhựa

POM và các Trục thép không gỉ được lắp trên khung bộ số. Khung bộ số bằng
hợp kim nhôm tấm.
b. Bộ số một hướng:
Bộ số một hướng có thể được cung cấp theo yêu cầu để thay thế cho Bộ
số thường và Cơ cấu chống quay ngược. Bộ số một hướng sẽ chỉ quay theo 1
hướng, ngay cả khi Rôto của Công tơ bị quay ngược.
Các Tang trống số, Bánh gảy, Bánh răng, Bánh cóc, Cá, Bạc đỡ, Bạc chặn bằng
nhựa POM và các Trục thép không gỉ được lắp trên Khung bộ số bằng hợp kim
nhơm tấm.
Các bộ số có 5 hoặc 6 Tang trống số (trong đó có hoặc khơng có phần thập
phân). Chữ số của Tang trống màu trắng trên nền đen từ 0 đến 9 (Riêng chữ số
của Tang trống số thập phân màu đỏ trên nền trắng từ 0 đến 9). Chữ số cao
5mm, rộng 3mm và nét 0,8mm. Bộ số (khơng bơi trơn) có ma sát rất nhỏ.
1.2 Công tơ điện 3 pha
6


- Cấu tạo :

Hình 1.3 Cơng tơ điện tử 3 pha

1. ổ đấu dây

8. Phần tử dòng điện

2. Đế

9. Cơ cấu chống quay ngược

3. Nam châm hãm

10. Gối đỡ dưới

4. Khung

11. Phần tử điện áp

5. Gối đỡ trên

12. Mặt số

6. Bộ số

13. Nắp

7. Rôto

14. Nắp che ổ đấu dây
A1. Hiệu chỉnh tải đầy (100%)
A2. Hiệu chỉnh tải thấp (5% and 10%)
A3. Hiệu chỉnh tải cảm ứng (cos )
A4. Hiệu chỉnh cân bằng mômen

7


1.2.1 Vỏ
Đế và ổ đấu dây Công tơ bằng nhựa Bakêlít đen.
Các Đầu cốt đồng của Ổ đấu dây được bắt vít hoặc hàn với Cuộn dây dịng.
Cầu nối mạch áp trượt trong ổ đấu dây(được bố trí bên trong hoặc bên ngồi

Nắp Cơng tơ) để nối hoặc khơng nối mạch, dễ dàng cho việc hiệu chỉnh và kiểm
tra Công tơ.
Nắp Công tơ bằng nhựa PC (Polycacbonat) chống cháy hoặc nhựa Bakêlít đen
có cửa sổ kính. Cửa sổ trong suốt cho phép nhìn thấy Bộ số, Mặt số và Đĩa Rôto.
Nắp che ổ đấu dây dài hoặc ngắn bằng nhựa PC chống cháy màu đen.Sơ đồ đấu
dây Công tơ ở phía trong Nắp che ổ đấu dây.
1.2.2 Khung
Khung Cơng tơ bằng hợp kim nhôm. Trên Khung gá lắp các phần tử phát
động cùng với Nam châm hãm, hệ thống Gối đỡ, Bộ số thường và Cơ cấu chống
quay ngược hoặc Bộ số 1 hướng.
1.2.3 Phần tử phát động
Phần tử phát động gồm loại 2 phần tử và loại 3 phần tử (theo loại Công tơ).
Mỗi phần tử phát động gồm có 1 phần tử dịng điện và 1 phần tử điện áp. Mỗi
phần tử có một Lõi từ và 1 Cuộn dây lắp trên 1 Giá đỡ bằng thép dẫn từ.
Các Lõi từ dịng và áp bằng tơn silic có đặc tính từ tốt, được xử lý chống gỉ. Lõi
dịng có bù quá tải bằng một hợp kim đặc biệt, có khả năng q tải lớn.
Các Cuộn dây dịng và áp cách điện cao và chống ẩm tốt.
Mỗi phần tử phát động đều có Cơ cấu hiệu chỉnh cân bằng mô men, Cơ cấu hiệu
chỉnh tải thấp và Cơ cấu hiệu chỉnh tải cảm ứng có hiệu quả tuyến tính.
1.2.4 Rô to
Trục Rôto bằng thép không gỉ. 2 đĩa Rôto được gắn với Trục Rôto nhờ
phương pháp ép phun nhựa đặc biệt.

8


Đĩa Rơto bằng nhơm có độ tinh khiết cao đảm bảo mômen quay đủ cho dải tải
rộng. Cạnh bên Đĩa Rơto có dấu đen tại vị trí 0 để hiệu chỉnh và kiểm tra Cơng
tơ. Trục vít bằng nhựa POM (Polyacetal) lắp trên trục Rôto để dẫn động Bộ số.
Rôto tránh được những hư hại do vận chuyển theo hướng dọc trục và hướng

kính bằng các cữ dừng cơ khí.
1.2.5 Gối đỡ trên
Gối đỡ trên (không bôi trơn): 1 bạc nhựa POM liền Trục vít (lắp trên Trục
Rơto) quay trong 1 Trục thép khơng gỉ có vỏ nhựa POM bảo vệ (lắp trên Khung
Cơng tơ).
1.2.6 Gối đỡ dưới
Cơng tơ có thể được cấp với 1 trong 2 loại Gối đỡ dưới sau:
a. Gối đỡ dưới loại 2 chân kính:
1 Viên bi quay giữa 2 Chân kính (1 Chân kính lắp cố định trên Khung Cơng
tơ và 1 Chân kính quay cùng với Trục Rơto), do đó ma sát giảm đáng kể và đặc
tính Cơng tơ ổn định tốt ngay cả ở tải thấp.
b. Gối đỡ dưới loại Gối Từ :
Gối đỡ dưới loại gối từ: 2 Nam châm hình vành khăn nạp từ đồng cực (1
Nam châm lắp cố định trên Khung công tơ và 1 Nam châm lắp với Trục Rôto)
đẩy nhau. Ổ đỡ gồm 1 Trục thép không gỉ và 1 bạc nhựa POM (khơng bơi trơn).
Do đó Gối từ mang được khối lượng Rôto trên một "đệm từ", gần như khơng có
ma sát. Ngun lý lực đẩy từ của Gối từ phòng ngừa được sự xâm nhập của các
phần tử sắt từ vào khe hở giữa 2 nam châm, đảm bảo ổn định đặc tính Cơng tơ.
Sự ổn định từ của Gối từ được đảm bảo bởi một quá trình chế tạo đặc biệt.
1.2.7 Nam châm hãm
Nam châm bằng Alnico có lực kháng từ cao, có vỏ bảo vệ bằng hợp kim
nhôm đúc. Một hợp kim đặc biệt được gắn với cực Nam châm để bù ảnh hưởng
của nhiệt độ. Hiệu chỉnh tinh thực hiện được nhờ chuyển động của Sun từ lắp
bên trong Nam châm hãm do quay Vít hiệu chỉnh.
1.2.8 Cơ cấu chống quay ngược
9


Cơ cấu chống quay ngược gồm 1 Đĩa cam POM lắp trên trục Rôto, 1 Cá
hãm POM quay trên 1 Trục thép không gỉ và Trụ đỡ lắp trên Khung Công tơ.

Cơ cấu chống quay ngược làm dừng sự quay ngược của Rôto và sự đếm của Bộ
số khi Công tơ bị quay ngược.
1.2.9 Bộ số
Cơng tơ có thể được cấp với 1 trong 2 loại bộ số sau:
a. Bộ số thường:

Các Tang trống số, Bánh gảy, Bánh răng, Bạc đỡ, Bạc chặn bằng nhựa POM
và các Trục thép không gỉ được lắp trên Khung Bộ số. Khung bộ số bằng hợp
kim nhôm tấm.
b. Bộ số một hướng:

Bộ số một hướng có thể được cung cấp theo yêu cầu để thay thế cho Bộ số
thường và Cơ cấu chống quay ngược. Bộ số một hướng sẽ chỉ quay theo 1
hướng, ngay cả khi Rôto của Công tơ bị quay ngược.
Các Tang trống số, Bánh gảy, Bánh răng, Bánh cóc, Cá,
Bạc đỡ, Bạc chặn bằng nhựa POM và các Trục thép không
gỉ được lắp trên Khung bộ số bằng hợp kim nhơm tấm.
Các bộ số có 5 hoặc 6 Tang trống số (trong đó có hoặc
khơng có phần thập phân). Chữ số của Tang trống màu
trắng trên nền đen từ 0 đến 9. (Riêng chữ số của Tang
trống số thập phân màu đỏ trên nền trắng từ 0 đến 9). Chữ số cao 5mm, rộng
3mm và nét 0,8mm. Bộ số (không bơi trơn) có ma sát rất nhỏ.
1.3 Cơng tơ điện tử một pha nhiều biểu giá

1.3.1 Cơng tơ có thể đo đếm theo biểu giá:
-Biểu giá theo khoảng thời gian trong ngày: Chuyển biểu giá tự động theo đồng
hồ thời gian thực bên trong Công tơ.
-Biểu giá theo ngưỡng công suất tiêu thụ.
Có thiết bị cầm tay để đọc số liệu Cơng tơ và lập trình lại Cơng tơ.
10

- Lấy chỉ số từ xa:
Cơng tơ có thể được cài đặt sẵn hoặc nâng cấp dễ dàng với tính năng lấy chỉ
số từ xa do khách hàng lựa chọn như:
-Cơng nghệ lấy chỉ số từ xa dùng sóng Radio.
-Cơng nghệ lấy chỉ số từ xa tự động bằng đường dây tải điện hạ thế (PLC).
Cơng tơ có cổng bổ trợ đưa ra các tín hiệu điều khiển lập trình được như:
-Tín hiệu dùng để kiểm tra sai số Cơng tơ.
-Tín hiệu điều khiển các thiết bị đóng cắt ...
Cấu tạo:
- Đế công tơ :
Đế Công tơ bằng nhựa PBT có cơ tính cao, chịu va đập mạnh, chống cháy.
- Ổ đấu dây :
Ổ đấu dây bằng nhựa Bakelit đen, chứa các Đầu nối dây điện áp và dòng
điện bằng đồng khối mạ Ni có các Vít bắt dây dẫn điện cũng bằng đồng mạ Ni
đảm bảo tiếp xúc tốt và khơng gỉ. Cuộn dây dịng điện được hàn nối trực tiếp với
Đầu nối đảm bảo tiếp xúc tin cậy. Một Cầu nối mạch áp trượt trên ổ đấu dây
(bên ngồi Nắp Cơng tơ) để nối hoặc khơng nối mạch áp, dễ dàng cho kiểm tra
Cơng tơ. Ngồi ra cịn có các Cầu nối dây của Cổng bổ trợ.

Hình 1.4 Cơng tơ điện tử 1 pha nhiều biểu giá

•

Cổng bổ trợ
11


Cơng tơ có Cổng phụ nằm ở phía bên phải của ổ đấu dây, cho phép nối dây ra

các thiết bị bên ngoài và được đánh số thứ tự từ 1 - 6. Có thể cài đặt được chức
năng của Cổng bổ trợ thơng qua Máy tính.
•

Nắp Cơng tơ
Nắp Cơng tơ bằng nhựa PC trong suốt, chịu va đập mạnh, chịu nhiệt độ cao,

chịu tia cực tím, chống cháy. Trên nắp có các Phím bấm điều khiển và Cổng
giao tiếp quang học (theo chuẩn IEC 1107).
•

Nắp che ổ đấu dây
Nắp che ổ đấu dây bằng nhựa PC đảm bảo che kín Đầu nối và Cáp đấu, chịu

va đập, chống cháy. Sơ đồ đấu dây Cơng tơ ở phía trong Nắp che ổ đấu dây.
•

Bo mạch điện tử :
Bo mạch điện tử được thiết kế trên cơ sở các Linh kiện đặc chủng của các

hãng nổi tiếng trên Thế giới. Mạch điện nhỏ gọn làm việc tin cậy, đơn giản
trong sửa chữa và bảo trì.
Mạch điện được gia cơng hàn dán và kiểm tra hiệu chỉnh trên dây chuyền công
nghệ hiện đại của Tây âu và Nhật Bản.
Bo mạch sau khi chế tạo xong được sơn phủ bề mặt để nhiệt đới hố.
•

Màn hiển thị LCD :
Màn hiển thị LCD của Công tơ là loại chịu được nhiệt độ cao tới 75 oC và tia

cực tím phù hợp với điều kiện nhiệt đới hố và thời tiết Việt Nam.
•

Pin :
Cơng tơ sử dụng Pin Litium có tuổi thọ 10 năm trong điều kiện làm việc liên

tục trên lưới điện và ≥ 2 năm bảo quản Công tơ trong kho. Do vậy mà các số
liệu cài đặt và thu thập được trong Cơng tơ là hồn tồn tin cậy.
• Sơ đồ đấu dây:

12


Hình 1.5 Sơ đồ đấu dây của cơng tơ

• Hoạt động của cơng tơ:
Hệ thống nhiều biểu giá:
Cơng tơ có 4 thanh ghi biểu giá: T1, T2, T3, T4
Nếu cài đặt biểu giá theo thời gian trong ngày thì có thể cài đặt tới 4 biểu giá.
Nếu cài đặt theo cả thời gian trong ngày và theo mức công suất thì cài được 2
cặp
biểu giá:
(T1, T3) là cặp biểu giá mức thấp (T2, T4) là cặp biểu giá mức cao.
•
Có thể cài đặt thêm các lựa chọn sau:
- Biểu giá ngày xác định theo mùa.
- Các ngày đặc biệt (ngày làm việc, ngày nghỉ, ngày lễ...).
Có thể cài đặt thêm cho các lựa chọn sau:
Việc chuyển biểu giá được đồng bộ với thời gian thực. Đồng hồ thời gian thực là
một tính năng của Cơng tơ.

Cài đặt biểu giá và mức công suất tiêu thụ thông qua phần mềm CSMcom trên
Máy tính .
•

Thơng tin hiển thị:
Thơng tin được hiển thị trên màn hình LCD với 7 chữ số và một số ký hiệu

kèm theo. Chỉ số của các biểu giá (kWh) hiển thị bằng 6 chữ số và một số thập
phân.
13


Trong chế độ bình thường - Cơng tơ hiển thị chỉ số của biểu giá tích cực - Khi
bấm nút SC (SCROLL) các thông số sẽ tuần tự hiển thị (Xem chi tiết trong tài
liệu Kỹ thuật kèm theo Công tơ).
•

Tự động lưu chỉ số cơng tơ:
Cho phép lưu chỉ số điện năng của các biểu giá và biểu giá tổng vào

00.00giờ của ngày chỉ định (cài đặt bằng phần mềm CSMcom trên Máy tính).
Nếu lúc đó mất điện thì sẽ lưu ngay sau khi có điện trở lại. Mặc định lưu vào
ngày đầu tháng. Cơng tơ có thể lưu được chỉ số điện năng của 6 tháng gần nhất.
•

Cổng quang:
Cổng quang có kích thước vật lý và giao thức truyền thông phù hợp với

IEC 1107:1996.
Cổng quang dùng để giao tiếp với HHU (Thiết bị cầm tay) hoặc Máy tính thông

qua Cáp nối chuyên dụng.
Sử dụng cổng này để cài đặt và lấy chỉ số của Cơng tơ (ngồi phương thức lấy
chỉ số từ xa).
•

Lưu trữ số liệu:
Cơng tơ lưu giữ thơng tin năng lượng, thời gian thực, mơ hình biểu giá và

thông tin khách hàng được tối thiểu là 2 năm mất điện

14


1.4 Công tơ điện tử 1 pha 1 biểu giá
1.4.1 Tổng quan

Hình 1.6 Cơng tơ điện tử VSE11
Cơng tơ điện xoay chiều kiểu điện tử 1 pha - VSE11 là thiết bị đo đếm điện
năng hiện đại, thông minh được sản xuất bởi Công ty Cổ phần Thiết Bị Điện VINA-SI-NO.
VSE11 sử dụng nhiều công nghệ tiên tiến như IC đo đếm thơng minh, linh
kiện chất lượng cao, màn hình LCD và kỹ thuật đo đếm hiện đại nhất, được sản
xuất với cơng nghệ SMT. Các tính năng được chế tạo theo yêu cầu thực tế của

15


người sử dụng điện. Đây là thế hệ thiết bị đo đếm điện năng mới được thiết kế
và sản xuất theo tiêu chuẩn IEC:
- IEC62052-11 về Công tơ điện AC, bao gồm những yêu cầu chung- thử
nghiệm và điều kiện thử nghiệm

- IEC62053-21 về thiết bị đo năng lượng tĩnh đối với điện năng hữu công
1.4.2 Đặc điểm và thông số kĩ thuật
 Chủng loại và hằng số công tơ:
Model

VSE11

Loại Điệ

Điện áp

1 pha 22

220V

Dịng điện

Hằng số cơng tơ

Ký hiệu PDM

5(20)A

3200 imp/kWh

PDM 054-2011

10(40)A
20(80)A

1600 imp/kWh

PDM 055-2011

800 imp/kWh

PDM 056-2011

 Cấp chính xác: 1.0
 Tần số: 50Hz ±1Hz
 Kích thước: 200mm  112mm  71mm
 Trọng lượng: 0.75kg
 Khởi động: Trong điều kiện điện áp định mức, tần số định mức, hệ số
công suất là 1, và khi dịng tải là 0.4%Ib (Cấp chính xác 1), cơng tơ có
thể đo điện năng liên tục.
 Kiểm tra tự lên số: Khi mức điện áp 115% và dịng điện bị ngắt thì
khơng phát xung đếm điện năng.
 Đường đặc tính kWh:

 Thơng số điện:
0.7 Un ≤ U ≤1.2 Un
≤ 1W và 4VA
≤ 2VA
Cấp 2

Điện áp làm việc
Công suất tiêu thụ của mạch áp
Công suất tiêu thụ của mạch dịng
Cấp cách điện

1.4.3 Ngun tắc làm việc
Khi cơng tơ làm việc thì điện áp và dịng điện được lấy mẫu riêng biệt. Dữ liệu được xử lý
bằng một mạch tổ hợp đặc biệt để tính cơng suất, sau đó được gởi tới CPU để xử lý. Cuối
16


Điều khiển
nguồn cung
cấp

Nguồn
Cung cấp

LC
D

Điện áp
CPU

Chip đo
năng
lượng

Module truyền
dữ liệu (RF, PLC)
Bộ nhớ

Dòng điện
Xung điện đầu ra

cùng, CPU sẽ gửi dữ liệu đã xử lý để hiển thị, giao tiếp với các thiết bị đầu ra khác theo
yêu cầu.
Nguyên tắc hoạt động của Công tơ điện xoay chiều kiểu điện tử 1 pha

VSE11 như sơ đồ bên dưới:
Hình 1.7 Sơ đồ khối công tơ điện xoay chiều kiểu điện tử 1 pha - VSE11
1.4.4 Mơ tả bên ngồi

Hình 1.8 Hình dáng bên ngồi cơng tơ điện xoay chiều kiểu điện tử 1 pha – VSE11
17


- Vỏ công tơ sử dụng vật liệu ABS chống cháy, không chứa các thành phần vật
liệu gây ô nhiễm nguy hiểm (thủy ngân, camium, cobalt,…)
- Vỏ cơng tơ có thể niêm phong để các bộ phận bên trong công tơ chỉ có thể tiếp
cận được sau khi đã tháo kẹp thì niêm phong.
CHƯƠNG 2:

CƠNG SUẤT VÀ ĐIỆN NĂNG
2.1 Đo công suất tác dụng:

Công dụng của công tơ điện một pha: Là đo điện năng tiêu thụ
- Công suất và năng lượng là các đại lượng cơ bản của hệ thống điện. Các đại
lượng này có liên quan nhiều đến nền kinh tế quốc dân, vì vậy việc xác định công
suất và năng lượng là nhiệm vụ rất quan trọng.
-Với mạch xoay chiều một pha:

2.2 Đo công suất phản kháng-Định nghĩa:

Trong lưới điện tồn tại 2 loại công suất:

– Công suất hữu dụng P (kW) là công suất sinh ra cơng có ích trong các phụ tải.
P = S*Cosφ.
– Cơng suất phản kháng Q (kVAr) là cơng suất vơ ích, gây ra do tính cảm ứng của
các loại phụ tải như: động cơ điện, máy biến áp, các bộ biến đổi điện áp…
Q = S*Sinφ.
- Công suất phản kháng được tính theo biểu thức: Q=UIsin φ .
Trong đó

Q: Cơng suất phản kháng (Var)
U: Điện áp (V)
I: Dòng điện (A)
φ: Lệchpha giữa hiệu điện thếU(t)và dòng điệnI(t)

18


2.3 Kiểm tra công tơ điện
2.3.1 Khái quát chung

Năng lượng điện trong mạch xoay chiều một pha được tính theo biểu thức:

Trong đó: P là cơng suất tiêu thụ trên tải
t: khoảng thời gian tiêu thụ công suất
K: hệ số
Công tơ được chế tạo dựa trên cơ cấu chỉ thị cảm ứng

Hình 2.1 Cấu tạo của cơng tơ

19

Hình 2.2 Giản đồ véc-tơ

Cấu tạo gồm 2 phần: phần tĩnh và phần động. Phần tĩnh là 2 cuộn dây quấn
trên lõi thép 1 và 2. Khi có dịng điện chạy qua các cuộn dây tạo ra từ trường
móc vịng qua lõi thép và phần động. Phần động là đĩa nhơm 3 được gắn trên
trục quay. Khi có dịng điện I1 và I2 đi vào các cuộn dây phần tĩnh, chúng tạo ra
từ thông 1 và  2 , các từ thông này xuyên qua đĩa nhôm làm xuất hiện trong
đĩa
nhôm các sức điện động tương ứng E1 và E2 lệch pha với 1 và  2một góc
 /2 và các dịng điện xốy I12 và I 22 . Do sự tác động tương hỗ giữa từ thông 1 ,
2 và dịng điện xốy I12, I22 tạo thành momen làm quay đĩa nhôm.

Mômen quay M q là tổng của các momen thành phần:
Mq=C1 1 I22 +CC2  2 I12 sin
C1,C2 là hệ số;  - góc lệch pha giữa 1 và  2

2.3.2 Cấu tạo công tơ một pha:

20