Thiết kế và xây dựng modul đo các thong số của mạng điện trong phòng thí nghiệm

LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, em đã nhận đƣợc nhiều sự giúp đỡ,
đóng góp ý kiến và chỉ bảo nhiệt tình của thầy cô, gia đình và bạn bè.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến T.s Đặng Hồng Hải, giảng viên Bộ
môn Điện Tự Động Công nghiêp - trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam ngƣời
đã tận tình hƣớng dẫn, chỉ bảo em trong suốt quá trình làm khoá luận.
Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong trƣờng Đại Học
Hàng Hải Việt Nam nói chung, các thầy cô trong Bộ môn Điện Tự Động Công
nghiêp nói riêng đã dạy dỗ cho em kiến thức về các môn đại cƣơng cũng nhƣ
các môn chuyên ngành, giúp em có đƣợc cơ sở lý thuyết vững vàng và tạo điều
kiện giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập.
Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè, đã luôn tạo điều
kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên em trong suốt quá trình học tập và hoàn
thành khoá luận tốt nghiệp.
Hải Phòng, ngày 13 tháng5 năm 2016
Sinh Viên Thực Hiện

Phạm Quốc Nguyên


MỤC LỤC
PHẦN MỞ ĐẦU ................................................................................................ 1
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI ................................................................ 1
2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI ........................................................................... 1
3. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU .............................................. 1
4. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................................ 1
5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VA THỰC TẾ CỦA ĐỀ TÀI ................................ 2
CHƢƠNG 1.TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐO THÔNG SỐ MẠNG ĐIỆN
TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM ....................................................................... 3
1.1. BÀI TOÁN ĐO THÔNG SỐ MẠNG ĐIỆN TRONG PTN ...................... 3
1.1.1. Bài toán đo thông số mạng điện trong PTN ............................................ 3

1.1.2. Yêu cầu công nghệ ................................................................................. 3
1.1.3. Phƣơng án thiết kế ................................................................................. 4
1.2. CẤU TRÚC HỆ THỐNG ......................................................................... 5
CHƢƠNG 2. LỰA CHỌN THIẾT BỊ CỦA HỆ THỐNG ĐO THÔNG SỐ
MẠNG ĐIỆN TRONG PTN ............................................................................ 10
2.1. BỘ THIẾT BỊ TỰ ĐỘNG CHUYỂN NGUỒN LƢỚI ĐIỆN .................. 10
2.1.1. Cấu trúc của bộ chuyển nguồn lƣới điện .............................................. 10
2.1.2. PLC LOGO! ........................................................................................... 11
2.2. CÔNG TƠ ĐIỆN 1 PHA CƠ .................................................................. 14
2.2.1. Cấu tạo................................................................................................. 14
2.2.2. Thông số kỹ thuật ................................................................................... 16
2.2.3. Chức năng .............................................................................................. 17
2.2.4. Lắp đặt ................................................................................................... 17
2.3. CÔNG TƠ ĐIỆN 1 PHA ĐIỆN TỬ VINASONO VSE11 ...................... 18
2.3.1. Chức năng .............................................................................................. 18


2.3.2. Thông số kỹ thuật ................................................................................... 18
2.3.3. Lắp đặt ................................................................................................... 19
2.4. CÁC THIẾT BỊ KHÁC TRONG HỆ THỐNG .......................................... 20
2.4.1. Công tơ ba pha cơ................................................................................... 20
2.4.2. Biến dòng đo lƣờng ................................................................................ 25
2.4.3. Aptomat 3 pha ........................................................................................ 26
2.4.4. Công tắc tơ ............................................................................................. 26
2.4.5. Role điện từ ............................................................................................ 27
2.4.6.Đồng hồ đo đa năng MFM384-C ............................................................. 28
CHƢƠNG 3: MÔ HÌNH HỆ THỐNG ............................................................. 34
3.1. MÔ HÌNH HỆ THỐNG .......................................................................... 34
3.1.1. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống ............................................................. 34
3.1.2. Mô hình hệ thống ................................................................................. 37

3.2. KẾT QUẢ ĐO ........................................................................................ 40
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................... 43
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 44
NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN ............................ 45
ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ………………….……………46


DANH MỤC CÁC HÌNH
Số hình
1.1

1.2

2.1

Tên hình
Sơ đồ cấu trúc hệ thống đo thông số mạng điện PTN
sử dụng công tơ điện
Sơ đồ cấu trúc hệ thống đo thông số mạng điện PTN
sử dụng đồng hồ đa năng MFM384-C
Cấu trúc bộ tự động chuyển nguồn lƣới điện trong
phòng thí nghiệm

Trang
6

7

10

2.2

Sơ đồ mạch động lực của mô hình thí nghiệm

11

2.3

Sơ đồ điều khiển cho PLC LOGO

12

2.4

Công tơ điện 1 pha cơ

14

2.5

Sơ đồ đấu nối

17

2.6

Công tơ 1 pha điên tử Vinasono VSE11

18

2.7

Sơ đồ đấu nối

19

2.8

Công tơ 3 pha cơ Emic MV3E4

20

2.9

Kích thƣớc của công tơ

21

2.10

Cấu tạo của cong tơ

22

2.11

Sơ đồ đấu dây

24

2.12

Biến dòng đo lƣờng

25

2.13

Aptomat 3 pha

26

2.14

Công tắc tơ 3 pha

26

2.15

Role điện từ

27

2.16

Mặt trƣớc của đồng hồ đo MFM384-C

28

2.17

Sơ đồ kết nối chân xung đầu ra với PLC.

31


2.18

Sơ đồ kết nối chân xung đầu ra với bộ đếm và mạch
điều khiển.

32

2.19

Sơ đồ lắp đặt và đấu nối dây dẫn cho đồng hồ đo.

33

3.1

Sơ đồ nguyên lý của hệ thống

34

3.2

Mô hình hệ thống

37

3.3

Mô hình đo điện năng bằng công tơ điện

38

3.4

Mô hình đo điện năng bằng đồng hồ đa năng
MFM384-C

39


PHẦN MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Hiện nay, nền công nghiệp của nƣớc ta đang phát triển mạnh mẽ.nhu cầu
tiêu thụ điện năng trong các lĩnh vực công nghiệp, dịch vụ và sinh hoạt đang
tang lên nhanh chóng.Và công nghiệp chính là một khác hàng tiêu thụ điện năng
lớn nhất. Hầu hết các công ty xí nghiệp dù lớn hay nhỏ đều phải hoạch toán kinh
doanh trong cuộc cạnh tranh quyết liệt về chất lƣợng về giá cả sản phẩm. Tính
toán sử dụng điện năng một cách hợp lý góp phần quan trọng vào doanh thu của
các nhà máy, xí nghiệp. chất lƣơng điện năng cũng ảnh hƣởng rất nhiều đến chất
lƣợng của sản phẩm và tác động mạnh mẽ đến quá trình sản xuất của các nhà
máy,xí nghiệp.
Việc thiết kế hệ thống đo thông số mạng điện để giám sát, quản lý chất
lƣợng mạng điện và chất lƣơng vận hành của tải là rất cần thiết. Với các số liệu
thu đƣợc từ lƣới điện sẽ giúp chúng ta đƣa ra các phƣớng pháp cải thiện làm

tăng chất lƣợng điện và không để quá trình sản xuất của các nhà máy, xí nghiệp
bị ảnh hƣởng.
2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI
Thiết kế và xây dựng modul đo các thong số của mạng điện trong phòng
thí

nghiệm. Cài đặt và vận hành hệ thống đo để đƣa ra kết quả đo thông số

mạng điện trong phòng thí nghiệm(PTN).
3. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Mạng điện trong phòng thí nghiệm là nguộn lƣới điện 3 pha 4 dây. Đối
tƣợng nghiên cứu là hệ thống chuyển nguồn tự động giữa nguồn lƣới điện chính
và nguồn điện dự phòng sử dụng PLC-LOGO!và hệ thống đo thông số mạng
điện trong phòng thí nghiệm.
4. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Dựa trên cơ sở lý thuyết từ các môn học khí cụ điện, cung cấp điện, PLC
để tính toán, xây dựng cấu trúc hệ thống, lựa chọn thiết bị va đi dây cho mô hình
hệ thống.
1


Dựa trên tài liệu cài đặt, lắp ráp và vận hành của các thiết bị để thực hiện
xây dựng mô hình.
5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VA THỰC TẾ CỦA ĐỀ TÀI
Việc xây dựng đề tài giúp emcungr cố kiến thức đã học trong các môn
học.Đồng thời việc xây dựng mô hình hệ thống giúp em hiểu biết hơn về
mô hình thực tế.
Ngày tháng năm
Sinh viên

Phạm Quốc Nguyên

2


CHƢƠNG 1.TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐO THÔNG SỐ
MẠNG ĐIỆN TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM
1.1.

BÀI TOÁN ĐO THÔNG SỐ MẠNG ĐIỆN TRONG PTN

1.1.1. Bài toán đo thông số mạng điện trong PTN
Hiện nay, nghanh công nghiệp điện đang giứ vài trò quan trọng trong việc
phát triển đất nƣớc về mọi mặt.Năng lƣợng điện là một dạng năng rất phổ biến,
và nhu cầu sử dụng điện sẽ tang nhanh cùng với sự phát triển của đất nƣớc. Sở
dĩ điện năng đƣợc sử dụng rộng rãi nhƣ vậy là vì nó có nhiều ƣu điểm nhƣ: dễ
dàng chuyển thành các dạng năng lƣợng khác, đễ dàng chuyền tải đi xa, hiệu
suất cao, dễ dàng sử dụng, tổn hao trong quá trình sử dụng nhỏ và có thể sử lý
đƣợc. Điện năng là một nguồn năng lƣợng vô cùng quan trọng trong sự phát trỉn
của đất nƣớc đặc biệt đối với nghành công nghiệp nói riêng.Do nhu cầu sử dụng
điện năng ngày càng tăng nên chi phí cho nguồn năng lƣơng này càng tăng cao.
Vì vậy việc quản lý nguồn năng lƣợng này là rất cần thiết. Bài toán đặt ra cho
các nhà quản lý là làm sao để lấy đƣợc các thông số từ mạng điện 1 cách chính
xác mà không anh hƣởng tới chất lƣơng lƣới điện nhiều để từ đó đƣa ra các
phƣơng pháp tiết kiệm và vận hành 1 cách tối ƣu nhất để giảm chi phí vận hành
và tăng chất lƣợng sản phẩm cũng nhứ qua trình sản xuất trong các nhà máy, xí
nghiệp.
“Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài này, chúng ta cần giải quyết ván đề
quản lý và giám sát mạng điện trong phòng thí nghiệm. Để giám sát và quản lý
mạng điện trong phòng thí nghiệm đặt hiệu quả cao thì cần phải có hệ thống đo

thông số mạng điện. Bài toán đặt ra ở đây là phải xây dựng đƣợc hệ thống đo
thông số mạng điện trong phòng thí nghiệm.
1.1.2. Yêu cầu công nghệ
- Độ chính xác phải cao, tốc độ sử lý nhanh.
- Hoạt động đáng tin cậy

3


- Có khả năng làm việc trong môi trƣờng khắc nghiệt, ít chịu ảnh hƣởng
từ môi trƣờng xung quanh nhƣ: rung, lắc, nhiệt độ cao, độ ẩm cao, bụi
bẩn,…
- Công suất liêu thụ của hệ thống nhỏ.
- Hệ thống có thể làm việc đa năng. Nhƣ có thể đo điện áp, dòng điện,
tần số, công suất,…
- Khả năng chịu quá tải cao.
- Hệ thống đo đƣợc nhiều loại mạng điện khác nhau nhƣ : 3 pha 4 dây, 1
pha 2 dây, 3 pha 3 dây.
- Khả năng điều khiển từ xa và ghép nối máy tính
- An toàn cho ngƣời vận hành.
- Hệ thống đơn giản, gọn nhẹ; dễ dàng cho việc lắp đặt, cài đặt cấu hình
và vận hành.
- Giảm đƣợc sơ sót trong quá trình thu thập dữ liệu bằng tay, tăng độ
chính xác trong đo lƣờng.
- Kiểm soát dữ liệu điện năng liên tục 24 giờ /7 ngày tại bất kỳ trạm làm
việc nào.
- Khả năng đáp ứng nhanh với bất kỳ sự cố điện nào thông qua các cảnh
báo, giảm đƣợc thời gian dừng máy.
1.1.3. Phƣơng án thiết kế
Mạng điện trong phòng thí nghiệm là mạng điện 3 pha 4 dây. Gồm 1

nguồn lƣới chính và 1 nguồn dự phòng cấp nguồn cho tải. Do đó, hệ thống đo
lƣờng của chúng ta phải đặt sau thiết bị đóng cắt của hai nguồn để đo thông số
của cả hai nguồn này khi đƣợc sử dụng.
Hệ thống sẽ đƣợc thiết kế để đóng cắt nguồn tự động bằng cách sử dụng PLC
LOGO!kết hợp với chƣơng trình điều khiển của nó. Trong hệ thống tự động hóa
PLC đƣợc coi nhƣ trái tim với chƣơng trịnh điều khiển đƣợc lƣu trong bộ nhớ
của PLC. Nó điều khiển hệ thống thông qua các phản hồi tín hiệu ở đầu vào dựa
trên nền tảng của quá trình logic để quyết định quá trình hoạt động đƣa ra tín
4


hiệu đến các thiết bị đầu ra.PLC có thể hoạt động độc lặp hoặc có thể kết nối với
máy chủ thông qua mạng truyền thông để điều khiển 1 quá trình phức tạp.
Các thiết bị đo của hệ thống ta sử dụng các công tơ điện 3 pha, công tơ
điện 1 pha, và đồng hồ đa năng. Các thiết bị này hoạt động đơn giản, đo chính
xác và có độ tin cậy cao.
1.2.

CẤU TRÚC HỆ THỐNG
Cấu trúc hệ thống đo thông số mạng điện đƣợc chia làm 2 mô hình mắc

nối tiếp nhau. Mô hình 1 sử dụng 4 công tơ điên là công tơ 1 pha cơ, công tơ 1
pha điện tử, công tơ 3 pha cơ, công tơ ba pha điện tử. mô hình 2 sử dụng đồng
hồ đa năng MFM384-C kết hợp với PLc để chuyển nguồn tự động. Mô hình 1 sẽ
cấp nguồn cho mô hình 2 và từ mô hình thứ 2 ta cung cấp nguồn cho PTN.
- Giải thích chức năng của hệ thống:
Hệ thống đo thông số mạng điện trong phòng thí nghiệm sử dụng công tơ
điện bao gồm 3 công tơ điện và 1 aptomat 3 pha.
+ AT: là áp tô mát 3 pha cấp nguồn cho hệ thống
+ CT 3 pha cơ: là công tơ điện 3 pha cơ, dùng để đo thông số lƣới điện 3

pha
+ CT 1 pha điện tử:là công tơ điện 1 pha điện tử dung để đo và hiển thị
thông số mạng điện 1 pha
+ CT 1 pha cơ:là công tơ điện 1 pha cơ dùng để đo và hiển thị thông số
mạng điện 1 pha”

5


LRST

AT

CT
3 pha c¬

CT
1 pha ®iÖn tö

CT
1 pha c¬

Hình 1.1. Sơ đồ cấu trúc hệ thống đo thông số mạng điện PTN sử dụng
công tơ điện
- Nguyên lý hoạt động của hệ thống:
“Đóng aptomat cấp nguồn cho toàn bộ hệ thống, nguồn điện 3 pha 4 dây
đƣợc cấp cho công tơ 3 pha điện tử để đo thống số điện của cả 3 pha RST, sau
đó pha R,L đƣợc đƣa tới công tơ 1 pha điện tử để đo thông số của pha này, pha
S,L đƣợc đƣa tới công tơ 1 pha cơ để đo thông số. Cuối cùng 3 pha đầu ra của
mạng điện trong PTN đƣợc đƣa sang hệ thống đo thông số mạng điện trong PTN

sử dụng động hồ đa năng MFM384-C để tiếp tục đo và giám sát.

6


Nguån
l- í i 1

Nguån
l- í i 2

TB§ C
nguån 1

TB§ C
nguån 2

ThiÕt bÞ
§ KCNT§

CCCH 1

TB § o

CCCH 2

§ ång hå ®o

T¶i 3 pha
Hình 1.2. Sơ đồ cấu trúc hệ thống đo thông số mạng điện PTN sử dụng

đồng hồ đa năng MFM384-C
- Giải thích chức năng cấu trúc hệ thống:
Hệ thống đo thông số mạng điện trong phòng thí nghiệm gồm hai bộ phận
là thiết bị tự động chuyển nguồn lƣới điện và bộ phận đo thông số mạng điện.
-

Bộ thiết bị tự động chuyển nguồn lưới điện:

+ TBĐC nguồn 1: là thiết bị đóng cắt nguồn lƣới chính. Thiết bị đóng cắt
nguồn lƣới chính sử dụng một Aptomat 3 pha và một công tắc tơ. Aptomat 3 pha
để đóng cắt nguồn và bảo vệ ngắn mạch, quá tải cho nguồn lƣới chính, đồng thời
đƣa tín hiệu xác có điện ở lƣới chính tới PLC. Công tắc tơ nhận tín hiệu điều
khiển từ PLC để thực hiện đóng cắt nguồn cấp cho tải hoạt động.
7


+ TBĐC nguồn 2: là thiết bị đóng cắt nguồn lƣới dự phòng. Thiết bị đóng
cắt nguồn lƣới chính sử dụng một Aptomat 3 pha và một công tắc tơ. Aptomat 3
pha để đóng cắt nguồn và bảo vệ ngắn mạch, quá tải cho nguồn lƣới dự phòng,
đồng thời đƣa tín hiệu xác có điện ở lƣới dự phòng tới PLC. Công tắc tơ nhận
tín hiệu điều khiển từ PLC để thực hiện đóng cắt nguồn cấp cho tải hoạt động.
+ Thiết bị ĐKCNTĐ: là thiết bị điều khiển chuyển nguồn tự động. Thiết bị
này là PLC S7-1200 đƣợc cài đặt sẵn chƣơng trình tự động chuyển nguồn với
tím hiệu đầu vào lấy từ nguồn lƣới chính và nguồn lƣới dự phòng.Tín hiệu ra
của thiết bị điều khiển chuyển nguồn tự động đƣa đến các cơ cấu chấp hành để
điều khiển đóng cắt nguồn.
+ CCCH1, CCCH2: là cơ cấu chấp hành 1 và cơ cấu chấp hành 2. Các cơ
cấu chấp hành ở đây là các rơle điện từ nhận tín hiệu điều khiển từ PLC để diều
khiển các công tắc tơ ở thiết bị đóng cắt nguồn 1 và 2.
- Bộ phận đo thông số mạng điện:

+ TB Đo: Thiết bị đo sử dụng ở mạng điện trong phòng thí nghiệm là các
biến dòng đo lƣờng. Các biến dòng đo lƣờng này lấy tín hiệu dòng điện đƣa về
đồng hồ đo để thực hiện đo thông số mạng điện.
+ Đồng hồ đo: Đồng hồ đo sử dụng trong mạng điện này là loại đồng hồ đo
đa chức năng. Đồng hồ có thể đo các thông số điện áp, dòng điện, tần số, công
suất, hệ số công suất, điện năng tiêu thụ của mạng điện.
- Nguyên lý hoạt động của hệ thống:
Muốn cấp nguồn cho hệ thống hoạt động, ta phải đóng cả hai Aptomat cấp
nguồn lƣới chính và nguồn lƣới dự phòng.Tín hiệu từ hai Aptomat cấp nguồn
đƣợc đƣa về PLC.PLC nhận đƣợc tín hiệu đầu vào ở cả hai nguồn lƣới chính và
nguồn lƣới dự phòng đều có điện.Với chƣơng trình đƣợc cài đặt sẵn trong PLC
sẽ đƣa ra tín hiệu điều khiển để đóng tiếp điểm của rơle ở cơ cấu chấp hành 1
cấp nguồn cho công tắc tơ 1.Khi công tắc tơ 1 có điện sẽ cấp nguồn lƣới chính
cho tải hoạt động. Lúc này, các biến dòng đo lƣờng sẽ đƣa tín hiệu dòng điện
của nguồn lƣới chính về đồng hồ đo. Đồng hồ đo là nhiệm vụ đo thông số dòng
8


điện, điện áp, tần số, công suất, hệ số công suất, điện năng tiêu thụ ở nguồn lƣới
chính.
- Khi nguồn lƣới chính bị sự cố sẽ không có tín hiệu gửi về PLC. Khi đó,
PLC sẽ đƣa ra tín hiệu điều khiển đóng tiếp điểm của rơle ở cơ cấu chấp hành 2
cấp nguồn cho công tắc tơ 2, đồng thời đƣa ra tín hiệu điều khiển mở tiếp điểm
của rơle ở cơ cấu chấp hành 1 để chắc chắn rằng đã ngừng cấp nguồn từ nguồn
lƣới chính.
Công tắc tơ 2 có điện sẽ cấp nguồn cho lƣới dự phòng cho tải hoạt động.
Lúc này, các biến dòng đo lƣờng sẽ đƣa tín hiệu dòng điện của nguồn lƣới dự
phòng về đồng hồ đo. Đồng hồ đo là nhiệm vụ đo thông số dòng điện, điện áp,
tần số, công suất, hệ số công suất, điện năng tiêu thụ ở nguồn lƣới dự phòng.
- Khi nguồn lƣới chính có điện trở lại thì tín hiệu đƣợc gửi về PLC. PLC sẽ

đƣa ra tín hiệu điều khiển đóng tiếp điểm của rơle ở cơ cấu chấp hành 1 cấp
nguồn cho công tắc tơ 1 và mở tiếp điểm của rơle ở cơ cấu chấp hành 2 để chắc
chắn rằng ngừng cấp nguồn từ nguồn lƣới dự phòng.”

9


CHƢƠNG 2. LỰA CHỌN THIẾT BỊ CỦA HỆ THỐNG ĐO
THÔNG SỐ MẠNG ĐIỆN TRONG PTN
2.1.

BỘ THIẾT BỊ TỰ ĐỘNG CHUYỂN NGUỒN LƢỚI ĐIỆN

2.1.1. Cấu trúc của bộ chuyển nguồn lƣới điện

Hình 2.1: Cấu trúc bộ tự động chuyển nguồn lưới điện trong phòng thí nghiệm
“Bộ thiết bị tự động chuyển nguồn trong phòng thí nghiệm gồm những
thiết bị sau:
+ Thiết bị đóng cắt: sử dụng 2 Aptomat 3 pha AT1, AT2 và 2 Công tắc tơ
CTT1, CTT2
+ Cơ cấu chấp hành: sử dụng 4 Role điện từ RL1, RL2, RL3, RL4
+ Thiết bị điều khiển: sử dụng PLC LOGO!
+ Cơ cấu chấp hành: sử dụng các rơle điện từ RL1, RL2, RL3, RL4

10


2.1.2. PLC LOGO!
Sơ đồ mạch động lực:

Hình 2.2.Sơ đồ mạch động lực của mô hình thí nghiệm
Nguyên lí của mạch động lực:
Giả sử có 2 nguồn là nguồn lƣới 1 và nguồn lƣới 2, nếu nguồn điện 1
đang sử dụng mà mất điện thì ngay lập tức R2 có điện, tín hiệu đƣợc gửi đến
PLC LOGO. Sau 3s PLC sẽ thực hiện chƣơng trình để điều khiển cấp nguồn
cho rơ le R4, tiếp điểm rơ le R4 ở mạch động lực đóng lại cấp nguồn cho
cuộn hút K2, tiếp điểm K2 đóng lại nguồn lƣới 2 đƣợc cấp đến phụ tải. Khi
nguồn lƣới 1 có điện trở lại thì R1 có điện tiếp điểm R1 đóng lại cấp tín hiệu
điều khiển cho PLC LOGO. Sau 5s plc sẽ thực hiện chƣơng trình cấp nguồn
cho rơ le trung gian R3, tiếp điểm R3 ở mạch động lực đóng lại cấp nguồn
cho cuộn hút K1, tiếp điểm K1 đóng lại, tải lại đƣợc cấp nguồn trở lại từ lƣới
1. Và lúc này đồng thời tiếp điểm K2 ở mạch động lực sẽ mở ra.
11


Hình 2.3.Sơ đồ điều khiển cho PLC LOGO
Sau khi nối dây và cấp nguồn cho Logo, nếu không có chƣơng trình trong
Logo hay card nhớ thì logo hiển thị thông báo: No program.
Nhấn đồng thời 3 phím:

,và

OK thì mànhình sẽ hiển thị menu chính để

vào phƣơng thức lập trình.

Chọn OK để vào màn hình hiển thị các lựa chọn chỉnh sửa chƣơng trình,
xóa chƣơng trình và cài đặt thời gian.

12

- Để lập trình thời gian ta chọn Set Clock
Chọn các ngày DAY: SU- MO- TU- WE- TH- FR- SA bằng phím hay
OK.
Nhấn phím chọn giờ TIME: 00.00 bằng các phím hay  - OK
Để xóa 1 chƣơng trình ta chọn Clear Program  chọn NO hay YES ( chọn
NO là không xóa, chọn YES là xóa hết chƣơng trình cũ), xong OK để thực hiện
lệnh

- Để viết chƣơng trình mới ta chọn Edit Program
Màn hìnhsẽ hiện thị ngõ ra Q1 để bắt đầu lập trình.
Việc lập trình sẽ đƣợc thực hiện theo chiều từ phải sang trái.

13


2.2.

CÔNG TƠ ĐIỆN 1 PHA CƠ

2.2.1. Cấu tạo

Hình 2.4. Công tơ điện 1 pha cơ
1: Ổ đấu dây

10: Gối đỡ dƣới

2: Đế

11: Phần tử dòng điện

3: Nam châm hãm12: Mặt số
4: Khung13: Nặp
5: Phần tử điện áp14: Nắp che ổ đấu dây
14


6: Gối đỡ trênA1: Hiệu chỉnh tải đầy (100%)
7: Bộ sốA2: Hiệu chỉnh tải thấp (5-10%)
8: RotoA3: Hiệu chỉnh tải cảm ứng(Cos 𝜑)
9: Cơ cấu chống quay ngƣợc
Khung của công tơ đƣợc làm bằng hợp kim nhôm đúc áp lực để đảm bảo
độ cứng vững
Phần tử phát động gồm có 1 phần tử dòng điện và 1 phần tử điện áp, mỗi
phần tử có 1 cuộn dây và 1 lõi từ. Các lõi từ dòng và áp đƣợc làm bằng tôn silic
có đặc tính tốt và đƣợc sử lý chống gỉ.Lõi dòng có bù quá tải bằng thép đặc biệt
có khả năng quá tải lớn.Các cuộn dòng và áp có cách điện cao và chông ẩm
tốt.Phần tử phát động có cơ cấu hiệu chỉnh tải thấp và điều chỉnh tải cảm ứng có
hiệu quả tuyến tính.
Roto có trục bằng thép không gỉ đĩa roto đƣợc gắn với trục roto bằng
phƣơng pháp ép nhựa đặc biệt.Đĩa roto bằng nhôm có độ tinh khiết cao đảm bảo
momen quay đủ cho dải tải rộng.Mặt phía trên đĩa roto có các vạch chia và cạch
bên đĩa có dấu đen tại vị trí không để điều chỉnh và kiểm tra công tơ.Trục vít
bằng nhựa POM lắp trên trục roto để đồng bộ số. Roto tránh đƣợc các hƣ hại khi
vận chuyển theo hƣớng dọc trục và hƣớng kính bằng các cữ dữ có khí.
Gối đỡ trên gồm 1 bạc nhựa POM lien trục vít quay trong 1 trục thép
không gỉ có vỏ nhựa POM bảo vệ
Công tơ có thể đƣợc cấp 1 trong hai loại gối đỡ là gối đỡ dƣới loại gối từ
hoặc gối đỡ dƣới loại 2 chân kính. Gối đỡ dƣới loại 2 chân kính có 1 viên bi

quay giữa 2 chân kính, do đó ma sát giảm đáng kể và đặc tính công tơ ổn định
tốt ngay cả ở tải thấp. Gối đỡ dƣới loại gối từ có 2 nam châm hình vành khăn
nạp từ đồng cực(1 nam châm nắp cố định trên khung công tơ và 1 nam châm
nắp với trục roto) đẩy nhau. Ổ đĩa gồm 1 trục thép không gỉ và 1 bạc nhữa POM.
Do đó, gối từ mang đƣợc khối lƣợng roto trên 1 đếm từ gần nhƣ không có ma
sát. Nguyên lý lực đẩy từ của gối từ phòng ngừa đƣợc sự xâm nhập của các phần

15


tử sắt vào khe hở giữa 2 nam châm, đảm bảo ổn định đặc tính công tơ.Sự ổn
định của gối từ đƣợc đảm bảo bởi 1 quá trình chế tạo đặc biệt.
Nam châm hãm đƣợc chế tạo bằng Alnico-5 có lực kháng từ cao, đƣợc
thiết kế dạng chữ U có 4 cực, có vỏ bảo vệ bằng hợp kim nhôm đúc. Kết cấu này
làm giảm độ rung, tăng tuổi thọ của công tơ. Một hợp kim đặc biệt đƣợc gắn với
cực của nam châm để bù ảnh hƣởng của nhiệt độ. Có cơ cấu hiệu chỉnh tinh để
hiệu chỉnh từ lực của nam châm.
Cơ cấu chống quay ngƣợc gồm 1 đĩa cam lắp trên truc roto, 1 cá hãm gá
trên trục thép không gỉ và trụ đỡ lắp trên công tơ.Cơ cấu quay ngƣợc làm dừng
sự quay ngƣợc của roto và bộ đếm của bộ số khi công tơ bị quay ngƣợc.
Bộ số gồm khung bằng hợp kim nhôm tấm, các tang trống số, bánh đẩy,
bạc đỡ và bạc chặn bằng nhựa POM và trục bằng thép không gỉ. Các bộ số có 5
hoặc 6 tang trống số(trong đó có hoặc không có phần tử thập phân). Chữ số của
tang trống màu trắng trên nền đen từ các số từ 0-9. Chữ số cao 5mm, rộng 3mm
và nét 0.8mm. Bộ số không bôi trơn có ma sát rất nhỏ.
Tất cả các cơ cấu hiệu chỉnh đều có thể hiệu chỉnh dẽ dàng bằng tuốc nơ
vít từ phía trƣớc.
Hiệu chỉnh tải đầy 100%: Điều chỉnh thô bằng cách quay nam châm hãm
song song với đĩa roto để thay đổi tốc độ danh định của công tơ. Hiệu chỉnh tinh
bằng cách quay cơ cấu hiệu chỉnh theo chiều mũi tên.

Hiệu chỉnh tải thấp(5-10%): Cơ cấu hiệu chỉnh tải thấp nằm trên phần tử
điện áp. Hiệu chỉnh tải thấp bằng quay đòn bẩy tải thấp và quay vít hiệu chỉnh
tải thấp
Hiệu chỉnh tải cảm ứng: cơ cấu hiệu chỉnh tải cảm ứng nằm trên phần tử
dòng điện. Lõi dòng có 1 số vòng nhôm có thể cắt mở để hiệu chỉnh thô gọc lệch
pha.Hiệu chỉnh tinh bằng cách thay đổi điện trở của vòng dây bù nhờ sự tiếp súc
trƣợt của tấm kẹp trên hộp dây bù góc lệch pha.
2.2.2. Thông số kỹ thuật
- Điện áp danh định Un: 110, 120, 220, 230, 240 V
16


- Tần số danh định Fn: 50 hoặc 60 Hz
- Dòng điện định mức Ib: 5 A
- Dòng làm việc Imax: 6 A
- Hàng số công tơ: 900
- Tốc độ danh định tại Ib: 16.5*10-4 Nm
- Momen danh định tại Ib: 3.5 Vòng/Phút
- Dòng khỏi động: 0,4%Ib với cấp chính xác 1, 0.5%Ib với cấp chính xác 2
- Khối lƣợng công tơ : 1.6 Kg
2.2.3. Chức năng
Công tơ 1 pha loại cơ có đặc tính và độ tin cậy cao dung để đo năng lƣợng
hữu công ở lƣới điện xoay chiều 1 pha 2 dây hoặc 1 pha 3 dây. Đặt cấp chính
xác 1 hoặc 2 theo tiêu chuẩn quốc tế IEC60521 và có nhiều đặc tính nhƣ: dễ
hiệu chỉnh, momen quay lớn, ma sát nhỏ, độ nhạy cao, tổn hao thấp, ảnh hƣởng
nhiệt độ thấp, độ ổn định cao,chịu quá tải lớn, cách điện cao, đọc chỉ số từ xa
(RF), chống ăn cắp điện nhờ cơ cấu chống quay ngƣợc.
2.2.4. Lắp đặt

Hình 2.5.Sơ đồ đấu nối

Hƣớng dẫn sử dụng:
- Khi vẫn chuyển chánh va đập rung lắc mạnh
- Khi bảo quản tại nơi khô ráo, ít bụi bặm, hơi hóa chất ăn mòn kim loại

17


- Khi lắp đặt công tơ phải ở vị trí thẳng đứng góc lệch về các phía không
quá 30
- Yêu cầu chọn đúng tiết diện dây, các đầu dây cáp nhiều sợi cần xoắn
thật chặt và mạ thiếc. Các đầu dây phải gắn thật chặt với các đầu cốt của công tơ
để giảm điện trở tiếp xúc
- Khi đấu dây phải theo đúng sơ đồ đấu dây bên trên hay trong nắp che
của ổ đấu dây.
2.3. CÔNG TƠ ĐIỆN 1 PHA ĐIỆN TỬ VINASONO VSE11
2.3.1. Chức năng

Hình 2.6. Công tơ 1 pha điên tử Vinasono VSE11
Công tơ điện tử 1 pha loại VSE11 dùng để đo điện năng hữu công (kWh)
ở lƣới điện xoay chiều 1 pha, đạt cấp chính xác 1 theo tiêu chuẩn IEC 62053-21
và phù hợp với tiêu chuẩn Việt Nam, đƣợc thử nghiệm type test và đƣợc cấp
chứng nhận phê duyệt mẫu phƣơng tiện đo số 521/QĐ-TĐC ngày 15/04/2011
của Tổng cục Tiêu chuần Đo lƣờng chất lƣợng (STAMEQ)
2.3.2. Thông số kỹ thuật
- Điện áp định mức 220V, làm việc đƣợc từ 0.7 đến 1.2 điện áp định mức
18


- Dòng điện định mức : 5(20)A; 10(40)A; 20(80)A
- Tần số định mức : 50Hz

- Kích thƣớc (HxWxD): 200mm x 112mm x 71mm
- Trọng lƣợng: 0.75Kg
- Cấp chính xác 1.0
- Dòng điện khởi động : 0.4% dòng định mức
- Hiển thị màn hình LCD, giữ số liệu đƣợc 4 năm, Pin tự nuôi 10 năm
- Hiển thị điện áp, dòng điện, công suất
- Led báo xung
- Led báo công suất ngƣợc
- Led báo gian lận điện
-

Có khả năng mở rộng Module thu thập dữ liệu qua RF hoặc PLC

(Power Line Communication)
2.3.3. Lắp đặt

Hình 2.7.Sơ đồ đấu nối
Hƣớng dẫn sử dụng:
- Khi vẫn chuyển chánh va đập rung lắc mạnh
- Khi bảo quản tại nơi khô ráo, ít bụi bặm, hơi hóa chất ăn mòn kim loại

19


- Khi lắp đặt công tơ phải ở vị trí thẳng đứng góc lệch về các phía không
quá 30
- Yêu cầu chọn đúng tiết diện dây, các đầu dây cáp nhiều sợi cần xoắn
thật chặt và mạ thiếc. Các đầu dây phải gắn thật chặt với các đầu cốt của công tơ
để giảm điện trở tiếp xúc”
2.4. CÁC THIẾT BỊ KHÁC TRONG HỆ THỐNG

2.4.1. Công tơ ba pha cơ

Hình 2.8. Công tơ 3 pha cơ Emic MV3E4
20