BÀI TẬP DÀI ĐO LƯỜNG da xong potx

Bài tập lớn Đo Lường TTCN  Khoa điện tử
II. Chọn thang đo cho các thiết bị trên sơ đồ :
II.1. Chọn thang đo cho ampe kế
Dòng định mức ở phía cao áp kế :
s
dm
dm
dm
15000
I = = = 247,435(A)
3.U 3.35
Muốn đo được dòng điện này ta phải sử dụng máy biến dòng
I
B
vì dòng
điện định mức của
I
B
là 5(A) ta chọn Ampe kế có thang đo ( 0
÷
5 A).
Chọn K
I
=
300
5
.Ta chọn thang đo của
I
B
(0
÷

50 A)
II.2. Chọn thang đo cho volmet.
Ở mạng phía cao áp và điện áp cao do vậy ta phải đo thông qua máy biến
áp ( máy biến áp đo lường ).Vì điện áp định mức của B
U
là 100(V) nên:
1 m
350
U
100
đ
U
⇒ =
35000
K = =
100
Ta chọn Volmet có thang đo ( 0
÷
100 V)
B
U
có thang đo ( 0
÷
350 V)
II.3. Chọn thang đo của công tơ và tần số kế.
Vì tần số và góc pha giữa dòng và áp không phụ thuộc vào
I
B
và
U

B
nên ta chọn thang đo cho
ϕ
Cos
và tần số như sau với tần số của mạng
điện là 50H
Z
và ít dao động nên ta chọn thang đo trong khoảng
(40,5
÷
50,5) H
Z
Góc lệch pha giữa áp và dòng ở cùng tần số là (0
÷
360) nên ta
chọn thang đo của
ϕ
Cos
met là (-1
÷
1).
Ta chọn thang đo cho công tơ tác dụng và công tơ phản kháng theo
đầu bài ta chọn công suất trong một tháng.(giả sử 1 tháng có 30 ngày)
Dòng điện thứ cấp của máy biến dòng I
2đm

I = 5 (A)
2dm
Điện áp thứ cấp của máy biến áp đo lường:
1dm

2
U
U
dm
U
35000
= = = 100 (V) = 0.1(kV)
K 350
t= 720 (h) ta lấy
ϕ
Cos
= 1 (Với t = 720 h = 30 ngày)
GVHD: Phạm Phú Thiêm 4 SVTH: Hà Công Lực
Nguyễn Chiếu Quý
Bài tập lớn Đo Lường TTCN  Khoa điện tử
3
W = 2.U .I .Cos .720
td dm 2dm 2dm
. =
pha
P t
ϕ
W
td
= 2.0,1.5.720.1 = 720(kWh)
Chọn thang đo của công tơ tác dụng (0
÷
720).
*Ta có:

3 2
. 3 .720
pha dm dm dm
W Q t Sin
pkdm
ϕ
== .U I .
(lấy
Sin
ϕ
=1)

3 .720 623,54W
pkdm
== .0,1.5.1

(kWh)
Chọn thang đo của công tơ phản kháng (0
÷
625).
III. Tính số chỉ của công tơ trong một tháng.
Có 80% thời gian máy biến áp làm việc ỏ chế độ định mức :
mđ
t
80 80
= = .720 = 576(h)
100 100
t
Có 20% thời gian máy biến áp làm việc non tải :
nt

t
20 20
= = .720 = 144(h)
100 100
t
III.1.Tính số chỉ công tơ tác dụng :
*Năng lượng tác dụng ở chế độ định mức :
mđ
ϕ
Cos
= 0,87=>
mđ
ϕ
=30
0

nt
ϕ
Cos
=0,68 =>
nt
ϕ
=47
0
m
m
m
đ
đ
đ

W = W + W
B
A
td
m
m
dm Adm
)
đ
đ
 
 
& & & &
W = U .I .Cos(U I + U .I .Cos(U I .t
AC A AC BC BC
td Bdm Bdm
, ) ,
GVHD: Phạm Phú Thiêm 5 SVTH: Hà Công Lực
Nguyễn Chiếu Quý
Bài tập lớn Đo Lường TTCN  Khoa điện tử
mđ
W = [ 35. 247,435. Cos 0 + 35.247, 435.Cos 60].576 = 7482434,4(kWh)
td

*Năng lượng tác dụng ở chế độ non tải :

m
35( )
đ
U U kV

= =
GVHD: Phạm Phú Thiêm 6 SVTH: Hà Công Lực
Nguyễn Chiếu Quý
Bài tập lớn Đo Lường TTCN  Khoa điện tử
0,66. 0,66.247,435 163,307( )
nt dm
I I A
= = =
W = W + W
Bnt
Ant
tdnt
) )
nt
 
 
& & & &
W = U .I .Cos(U ,I + U .I .Cos(U ,I .t
Bnt Bnt
AC Ant AC Ant BC BC
tdnt
[35.163,307. 17 35.163,307. 77].144 972253( )
tdnt
W Cos Cos kWh
= + =
*Năng lượng tác dụng trong một tháng :
8454687,4( )
tddm tdnt
Wtd W W kWh= + =
*Số chỉ của công tơ tác dụng trong một tháng là :

1
8454687,4
483,12
. 50.350
td
u I
W
W
K K
= = =
( )kWh
III.2. Tính số chỉ của công tơ phản kháng
*Năng lượng phản kháng ở chế độ định mức :
( )
2
2
3
3 1
3. 1 0,87 ( )
dm
dm
Cos
kVarh
ϕ
ϕ
−
−
W = U .I .Sin .t
pkdm dm dm dm
W = U .I . .t

pkdm dm dm dm
W = 35.247,435. .576 = 4259952,6
pkdm
.
.
*Năng lượng phản kháng ở chế độ non tải :
( )
3.
nt
ϕ
W = U .I .Sin .t
nt
pknt pknt pknt
3.35.0,66.247,435.0,73.144 1040684,51( )
pknt
W kVarh= =
Năng lương phản kháng trong một tháng
5300637,11( )
pkdm pknt
Wpk W W kVarh
= + =
*Số chỉ của công tơ phản kháng
2
5300637,11
302,89
. 50.350
pk
u I
W
W

K K
= = =
( )kVarh
*Xác định
ϕ
Cos
tb
của phụ tải :
1
2 2 2 2
1 2
483,12
0,85
W W 483,12 302,89
W
ϕ
= = =
+ +
Cos
tb
IV. Khi biết cấp chính xác của B
U
và B
I
và các đồng hồ đo sai số tuyệt
đối và tương đối của các phép đo trong hai trường hợp phụ tải.
IV.1.Tính toán sai số của phép đo gián tiếp:
GVHD: Phạm Phú Thiêm 7 SVTH: Hà Công Lực
Nguyễn Chiếu Quý
Bài tập lớn Đo Lường TTCN  Khoa điện tử

Giả sử có 1 phép đo gián tiếp đại lượng y thông các phép đo trực tiếp
1
x
,
2
x
,
n
x
. y=f(
1
x
,
2
x
,
n
x
).
Ta có:
dy=
1 2
. . .
n
y y y
dx dx dx
x x x
∂ ∂ ∂
+ + +
∂ ∂ ∂

- Sai số tuyệt đối của phép đo gián tiếp được đánh giá:
Δy=
2 2 2 2
1 2
1
1 2
( . ) ( . ) ( . ) ( . )
n
n k
k
n k
y y y y
x x x x
x x x x
=
∂ ∂ ∂ ∂
∆ + ∆ + + ∆ = ∆
∂ ∂ ∂ ∂
∑
Δ
1
x
,
2
x
,
n
x
: Sai số tuyệt đối của phép đo các đại lượng trực tiếp
1

x
,
2
x
,
n
x
.
- Sai số tương đối của phép đo gián tiếp được đánh giá:

y
γ
=
y
y
∆
=
2 2 2 2 2 2 2 2 2
1 2
1 2
1 2
( ) .( ) ( ) .( ) ( ) .( )
n
n
n
x
x xy y y
x x x
y x y x y x
γ γ γ

∆
∆ ∆∂ ∂ ∂
+ + + = + + +
∂ ∂ ∂
Δ
1
x
γ
,
2
x
γ
,
n
x
γ
: Sai số tương đối của phép đo trực tiếp các đại lượng
1
x
,
2
x
,
n
x
.
-Bảng tính sai số của hàm y=
1
x
.

2
x

Hàm y Sai số tuyệt đối Δy
Sai số tương đối
y
γ
= Δy/y
1
x
.
2
x
2 2 2 2
1 2 2 1
( ) ( )x x x x± ∆ + ∆

2 2
1 2
1 2
( ) ( )
x x
x x
∆ ∆
± +
IV.2. Tính sai số của phép đo dòng điện :

I K I
I
CA A

.=

Gọi
A
ΔI
là sai số tuyệt đối của Ampe met ta có :
2.5
. 0,1
100 100
A
A A
D
I
γ
∆ = = =
A
Gọi
ΔK
I
là sai số tuyệt đối của Ampe met ta có :

2.50
. 1
100 100
BI
I I
D
K
γ
∆ = = =

A
GVHD: Phạm Phú Thiêm 8 SVTH: Hà Công Lực
Nguyễn Chiếu Quý
Bài tập lớn Đo Lường TTCN  Khoa điện tử
* Chế độ định mức :
( )
I = = 250 A
1dm
50.5
Sai số tuyệt đối của phép đo dòng điện :
2 2 2 2
1
( . ) ( . ) (0,1.50) (5.1) 7
dm I A A I
I K I I K A∆ = ± ∆ + ∆ = ± + =
Sai số tương đối của phép đo dòng :

2 2
2 2
1
1
2 2 2 2
1
1 0,1
.100 .100 .100 2,8%
50 5
dm
I A
dm
dm I A

I
K I
I
I K I
γ
∆
∆ ∆
= ± = ± + = ± + =
* Chế độ non tải :
1
0,66.250 165
nt
I A= =
Sai số tuyệt đối của phép đo dòng điện :
( )
2 2 2 2
1
( . ) ( . ) (0,1.50) (0,66.5.1) 6
nt A I A I
I I K I K A∆ = ± ∆ + ∆ = ± + =
Sai số tương đối của phép đo dòng điện :
1
1
1
6
.100 .100 3,6%
165
nt
I
nt

I
I
γ
∆
= = =
IV.3. Tính sai số của phép đo điện áp :

K
CA
.
U V
U U=

Gọi
ΔU
V
là sai số tuyệt đối của Vol met ta có :
2.100
. 2
100 100
V
V V
D
U
γ
∆ = = =
V
Gọi
ΔK
U

là sai số tuyệt đối của
U
B
met ta có :

1.350
. 3,5
100 100
BU
U U
D
K
γ
∆ = = =
V
* Chế độ định mức :
( )
= 350 = 35000
1dm
.100U V
Sai số tuyệt đối của phép đo điện áp :
2 2 2 2
1
( . ) ( . ) (350.2) (100.3,5) 782( )
dm U V V U
U K U U K V∆ = ± ∆ + ∆ = ± + =
Sai số tương đối của phép đo điện áp :

1
1

1
782
.100 2, 24%
35000
dm
dm
dm
U
U
U
γ
∆
= ± = ± =
* Chế độ non tải :
Sai số bằng sai số ở chế độ định mức.
IV.4. Sai số của phép đo năng lượng tác dụng .
Gọi
W
tdCA
là công suất tác dụng thực tế phía cao áp :
GVHD: Phạm Phú Thiêm 9 SVTH: Hà Công Lực
Nguyễn Chiếu Quý
Bài tập lớn Đo Lường TTCN  Khoa điện tử
U I
W = K .K .W
tdCA tdHA
Gọi
∆
W
tdHA

là sai số tuyệt đối của phép đo năng lượng tác dụng ở HA

1,5.720
. 10,8
100 100
kWh
kWh
D
γ
∆ = = =W
tdHA
(kWh)
Gọi
∆W
tdCA
là sai số tuyệt đối của phép đo
( ) ( ) ( )
U I
U I
I U U I U I
2
2 2
W W W
tdCA tdCA tdCA
W = ± .ΔK + .ΔK + .ΔW
td td
K K W
td
2 2 2
W = ± K .W .ΔK + K .W .ΔK + K .K .ΔW

td td td td
Δ
Δ
 
∂ ∂ ∂
   
 ÷
 ÷  ÷
 ÷
∂ ∂ ∂
   
 
Tính sai số cho hai trường hợp :
* chế độ định mức :
Gọi
W
tddm
Δ
là sai số tuyệt đối của phép đo năng lượng tác dụng
trong thời gian máy biến áp làm việc định mức :
( ) ( ) ( )
2 2 2
= K .W .ΔK + K .W .ΔK + K .K . W
tddmHA tddmHA tddmHA
I U U I U I
∆
∆
W
tddmCA
2 2 2

(50.427,57.3,5) (350.427,57.1) (350.50.10,8)
242018,62( ) 242,02( )kWh kWh
= ± + +
= =
∆
W
tddmCA
( )
tddmCA U I tddmHA
W = K .K .W kWh= 7482434,4
Sai số tương đối của công tơ tác dụng định mức:
tddmCA
tddmCA
ΔA
.100
tddmCA
W
γ
=
242,02
.100 0,003
tddmCA
γ
= =
7482434,4
%
* chế độ non tải :
( )
tdntCA U I tdntHA
W = K .K .W 972253 kVarh=

( ) ( ) ( )
2 2 2
= K .W .ΔK + K .W .ΔK + K .K . W
tdntHA tdntHA tdntHA
I U U I U I
∆
∆
W
tdntCA
2 2 2
(50.55,56.3,5) (350.55,56.1) (350.50.10,8) 1900246,38( ) 190,25( )kWh kWh
= ± + + = =
∆
W
tdntCA
Sai số tương đối của công tơ tác dụng non tải :
GVHD: Phạm Phú Thiêm 10 SVTH: Hà Công Lực
Nguyễn Chiếu Quý
Bài tập lớn Đo Lường TTCN  Khoa điện tử
ΔW
tdntCA
= .100
tdntCA
tdntCA
W
γ
190,25
= .100 = 0,02 %
tdntCA
972253

γ
IV.5. Sai số của phép đo năng lượng phản kháng .
Gọi
W
pkCA
là công suất tác dụng thực tế phía cao áp :
U I
W = K .K .W
pkCA pkHA
Gọi
∆
W
pkHA
là sai số tuyệt đối của phép đo năng lượng tác dụng HA

1.625
. 6,25
100 100
kVarh
kVarh
D
γ
∆ = = =W
pkHA
(kWh)
Gọi
∆
W
pkCA
là sai số tuyệt đối của phép đo

( ) ( ) ( )
2 2 2
. . .
2 2 2
. . . . . .
U I pk
U I pk
I pk U U pk I U I pk
K K W
K K W
K W K K W K K K W
∂ ∂ ∂
= ± ∆ + ∆ + ∆
∂ ∂ ∂
= ± ∆ + ∆ + ∆
     
 ÷  ÷  ÷
∆
 ÷  ÷  ÷
     
∆
W W W
pkCA pkCA pkCA
W
pkCA
W
pkCA
Tính sai số cho hai trường hợp :
* chế độ định mức :
Gọi

∆W
pkdmCA
là sai số tuyệt đối của phép đo năng lượng tác
dụng trong thời gian máy biến áp làm việc định mức :
GVHD: Phạm Phú Thiêm 11 SVTH: Hà Công Lực
Nguyễn Chiếu Quý
Bài tập lớn Đo Lường TTCN  Khoa điện tử
(
)
(
)
(
)
2 2 2
= K .W .ΔK + K .W .ΔK + K .K . W
pkdmHA pkdmHA pkdmHA
I U U I U I
∆
∆
W
pkdmCA
2 2 2
(50.243, 43.3,5) (350.243,43.1) (350.50.6,25)
145040,64( ) 145,04( )kVarh kVarh
= ± + +
= =
∆
W
pkdmCA
( )

pkdmCA U I pkdmHA
W = K .K .W kVarh= 4259952,6
Sai số tương đối của công tơ phản kháng định mức :
pkdmCA
pkdmCA
ΔW
.100
pkdmCA
W
γ
=
145,04
.100 0,003
pkdmCA
γ
= =
4259952,6
%
* chế độ non tải :
( )
pkntCA U I pkntHA
W = K .K .W 1040684,51 kVarh
=
(
)
(
)
(
)
2 2 2

= K .W .ΔK + K .W .ΔK + K .K . W
pkntHA pkntHA pkntHA
I U U I U I
∆
∆
W
pkntCA
2 2 2
(50.59,47.3,5) (350.59,47.1) (350.50.6,25) 111823,28( ) 111,82( )kVarh kVarh
= ± + + = =
∆
W
pkntCA
Sai số tương đối của công tơ phản kháng non tải :
ΔW
pkntCA
= .100
pkntCA
pkntCA
W
γ
111,82
= .100 = 0,12 %
pkntCA
1040684,51
γ
GVHD: Phạm Phú Thiêm 12 SVTH: Hà Công Lực
Nguyễn Chiếu Quý
Bài tập lớn Đo Lường TTCN  Khoa điện tử
IV.6. Sai số của phép đo Cos φ

tb
.
*Ta có
ϕ
Cos
tb
của phụ tải :
2 2
W W
tdHA
tdHA pkHA
W
ϕ
=
+
Cos
tb
Gọi
∆
W
tdHA
là sai số tuyệt đối của phép đo năng lượng tác dụng ở HA

1,5.720
. 10,8
100 100
kWh
kWh
D
γ

∆ = = =W
tdHA
(kWh)
Gọi
∆
W
pkHA
là sai số tuyệt đối của phép đo năng lượng tác dụng HA

1.625
. 6,25
100 100
kVarh
kVarh
D
γ
∆ = = =W
pkHA
(kWh)
Gọi
ϕ
∆
Cos
tb
là sai số tuyệt đối của phép đo
2 2
2 2 3 2 2 3
2
2
. .

2 2
. .
( (
) )
td HA pkHA
tdHA pkHA
tdHA pkHA tdHA pkHA
tdHA pkHA
tdHA pkHA tdHA pkHA
W W
W W
W W W W
W W
W W W W
ϕ ϕ
ϕ
ϕ
∂ ∂
= ± ∆ + ∆
∂ ∂
= ± ∆ + ∆
 
 
∆
 ÷
 ÷
 ÷
 
 
   

+ − −
 ÷  ÷
∆
 ÷  ÷
+ +
   
Cos Cos
tb tb
Cos
tb
Cos
tb
Tính sai số cho hai trường hợp :
* chế độ định mức :
GVHD: Phạm Phú Thiêm 13 SVTH: Hà Công Lực
Nguyễn Chiếu Quý
Bài tập lớn Đo Lường TTCN  Khoa điện tử
Gọi
ϕ
∆
dm
Cos
tb
là sai số tuyệt đối của phép đo
ϕ
Cos
tbdm
:
2 2
2 2 3 2 2 3

2 2
. .
( (
) )
tddmHA pkdmHA tddmHA pkdmHA
tddmHA pkdmHA
tddmHA pkdmHA tddmHA pkdmHA
W W W W
W W
W W W W
ϕ
= ± ∆ + ∆
   
+ − −
 ÷  ÷
∆
 ÷  ÷
+ +
   
Cos
tbdm
2 2
2 2 3 2 2 3
2 2
. .
( (
427,57 243,43 427,57 243,43
10,8 6,25
427,57 243,43 ) 427,57 243,43 )
ϕ

= ± +
   
+ − −
 ÷  ÷
∆
 ÷  ÷
+ +
   
Cos
tbdm
0,02
ϕ
=∆Cos
tbdm

Sai số tương đối của phép đo
ϕ
Cos
tbdm
:
.100
ϕ
ϕ
ϕ
γ
∆
=
tbdm
Cos
Cos

tbdm
Cos
tbdm
0,02
.100 2,3
ϕ
γ
= =
tbdm
Cos
0,87
%
* chế độ non tải :
Gọi
nt
ϕ
∆Cos
tb
là sai số tuyệt đối của phép đo
ϕ
Cos
tbnt
2 2
2 2 3 2 2 3
2 2
. .
( (
) )
tdntHA pkntHA tdntHA pkntHA
tdntHA pkntHA

tdntHA pkntHA tdntHA pkntHA
W W W W
W W
W W W W
ϕ
= ± ∆ + ∆
   
+ − −
 ÷  ÷
∆
 ÷  ÷
+ +
   
Cos
tbnt
2 2
2 2 3 2 2 3
2 2
. .
(55 (55
55,56 59,47 55,56 59,47
10,8 6,25
,56 59,47 ) ,56 59,47 )
ϕ
= ± +
   
+ − −
 ÷  ÷∆
 ÷  ÷
+ +

   
Cos
tbnt
0,03
ϕ
=∆Cos
tbnt

Sai số tương đối của phép đo
ϕ
Cos
tbnt
:
.100
ϕ
ϕ
ϕ
γ
∆
=
tbnt
Cos
Cos
tbnt
Cos
tbnt
0,03
.100 4,4
ϕ
γ

= =
tbnt
Cos
0,68
%
Phần II :
GVHD: Phạm Phú Thiêm 14 SVTH: Hà Công Lực
Nguyễn Chiếu Quý
Bài tập lớn Đo Lường TTCN  Khoa điện tử
Thu thập tín hiệu để truyền dẫn cho trạm biến áp.Với số lượng kênh thu thập 14.
Sử dụng mô hình nối tiếp song song để thu thập tín hiệu.
*Số lượng kênh 14 tương ứng:S1,S2, S14.
*Chọn các Mux: Chọn Mux CD4051B.
+ Dòng:Chọn Mux1 (2 bit)
+ Áp: Chọn Mux2(3 bit)
+Tín hiệu còn lại: Chọn Mux3 (3 bit)
+ Chọn MUX ∑ (2 bit)
*Lập bảng trạng thái.
+ Dòng:
•
pha A S1=D0

•
pha B S2=D1

•
pha C S3=D2
+Áp:
•
Điện áp pha A S4=D3

•
Điện áp pha AB S7=D6

•
Điện áp pha B S5=D4
•
Điện áp pha BC S8=D7

•
Điện áp pha C S6=D5
•
Điện áp pha CA S9=D8

+Các tín hiệu khác:
•
Tín hiệu 1 S10=D9
•
Tín hiệu 3 S12=D11

•
Tín hiệu2 S11=D10
•
Tín hiệu 4 S13=D12

•
Tín hiệu 5 S12=D11


TT
Chân địa chỉ Clock Tín hiệu ra

A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 C1 C2 C3
C
∑
Q1 Q2 Q3
Q
∑
S1 0 0 X X X X X X 0 0 1 0 0 1 D0 0 0 Q1
S2 0 1 X X X X X X 0 0 1 0 0 1 D1 0 0 Q1
S3 1 0 X X X X X X 0 0 1 0 0 1 D2 0 0 Q1
S4 X X 0 0 0 X X X 0 1 0 1 0 1 0 D3 0 Q2
S5 X X 0 0 1 X X X 0 1 0 1 0 1 0 D4 0 Q2
S6 X X 0 1 0 X X X 0 1 0 1 0 1 0 D5 0 Q2
S7 X X 0 1 1 X X X 0 1 0 1 0 1 0 D6 0 Q2
S8 X X 1 0 0 X X X 0 1 0 1 0 1 0 D7 0 Q2
S9 X X 1 0 1 X X X 0 1 0 1 0 1 0 D8 0 Q2
S10 X X X X X 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 D9 Q3
S11 X X X X X 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 D10 Q3
S12 X X X X X 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 D11 Q3
S13 X X X X X 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 D12 Q3
S14 X X X X X 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 D13 Q3
GVHD: Phạm Phú Thiêm 15 SVTH: Hà Công Lực
Nguyễn Chiếu Quý