zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Công Nghệ Thông Tin

» Quản trị mạng

Thiết kế, chế tạo bộ điều khiển tụ bù thông minh ứng dụng công nghệ IoT

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Báo xấu

20
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Thiết kế, chế tạo bộ điều khiển tụ bù thông minh ứng dụng công nghệ IoT đã thiết kế, chế tạo thành công BĐKTBTM ứng dụng IoT. Sử dụng mô-đun WiFi của ESP8266, thiết bị có thể được truy cập từ xa qua giao diện điện thoại trên phần mềm Blynk.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Thiết kế, chế tạo bộ điều khiển tụ bù thông minh ứng dụng công nghệ IoT

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2022. ISBN: 978-604-82-7001-8 THIẾT KẾ, CHẾ TẠO BỘ ĐIỀU KHIỂN TỤ BÙ THÔNG MINH ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ IoT Ngô Quang Vĩ Trường Đại học Thủy lợi 1. GIỚI THIỆU CHUNG 2. ĐIỀU CHỈNH HỆ SỐ CÔNG SUẤT Ngày nay, điện năng được sử dụng ở hầu hết Theo thông tư số 15/2014/TT-BCT quy các thiết bị điện tử. Điện năng cho phép chúng định về công suất sử dụng cực đại đăng ký tại ta sử dụng các thiết bị điện khác nhau như tivi, hợp đồng mua bán điện từ 40kW trở lên và lò nướng, điều hòa không khí, tủ lạnh và các có hệ số công suất cosφ < 0,9 thì phải mua thiết bị khác [1]. EVN tính giá điện bằng công công suất phản kháng. suất tác dụng (kW) hoặc công suất biểu kiến Hệ số công suất (PF) được tính toán giữa (kVA). Nếu hệ số công suất thấp, kVA đo hai đại lượng công suất tác dụng và công suất được sẽ cao hơn đáng kể so với kW. biểu kiến. Nhiều nghiên cứu phát triển bộ điều khiển P PF  cos   (1) tụ bù (BĐKTB), như đã thảo luận trong [2,3]. S Do tính năng sử dụng của nó, BĐKTB được Hệ số này nằm trong dải từ 0 đến 1, lý phát triển và lắp đặt tại nhiều tòa nhà, trường tưởng khi bằng 1. Chỉ số này mang lại những học và các khu công nghiệp, như Hình 1. lợi ích như không làm tăng dòng trên dây Nhưng một bộ điều khiển tụ bù thông minh dẫn, giảm tổn thất điện năng, giảm giá thành (BĐKTBTM) có thể cung cấp nhiều chức tiền điện, cũng như giảm thiểu lượng CO2 năng hơn chỉ là hiện thị các thông số P, Q, thải vào khí quyển. cosφ và điều khiển các cấp tụ bù. Nó có thể ghi lại mức tiêu thụ điện năng hàng tháng, so sánh tiền điện các tháng với nhau, và cảnh báo công suất vượt ngưỡng ở các tòa nhà hoặc xí nghiệp để đưa ra được việc sử dụng tiết kiệm lượng điện. Phát hiện tổn thất điện năng khi có rò rỉ. Xuất thông số điện năng ra bảng excel, tính toán giá điện theo giá của Hình 2. Điều chỉnh hệ số công suất EVN. Điều khiển đóng cắt hệ thống tủ bù Tính toán lượng bù công suất phản kháng, thông qua giao diện điện thoại, và có thể cài được tính và đưa ra ở biểu thức (2): đặt để đóng mở các cụm tụ bù theo thời gian Qbù  Ptb  (tan 1  tan 2 ) (2) thực. Đó chính là mục tiêu của bài báo. trong đó: Ptb – công suất trung bình; tan 1 (cos 1 ) – trước khi bù; tan 2 (cos 2 ) – sau khi bù. Giả sử ta có công suất tải là P = 100kW. Hệ số công suất trước khi bù với cos 1  0.75  tan 1  0.88 . Hệ số công suất Hình 1. Các bộ điều khiển tụ bù sau khi bù là cos 2  0.95  tan 2  0.33 theo 259
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2022. ISBN: 978-604-82-7001-8 hình 2. Vậy công suất phản kháng cần bù đưa ra ở phần 2. Chỉ số hệ số công suất được theo biểu thức (2) ta có: lập trình theo một kịch bản cho trước và được Qbù  100  ( 0.88  0.33 )  55kVAr cài đặt theo Bảng 1: Từ số liệu này ta chọn tụ bù trong bảng Bảng 1. Các cấp độ bù khác nhau cho tải catalogue của nhà sản xuất loại Mikro 3 pha Cấp bù Hệ số công suất Đóng 440V-50Hz-15kVAr MKC-445150KT. Để bù Cấp 1 cosφ < 0.95 C1 đủ cho tải thì ta cần dùng 4 tụ 15kVAr, tổng Cấp 2 cosφ < 0.85 C1+C2 công suất phản kháng sẽ là 4*15 = 60kVAr. Cấp 3 cosφ < 0.8 C1+C2+C3 3. THIẾT KẾ, CHẾ TẠO BỘ ĐIỀU KHIỂN Cấp 4 cosφ < 0.75 C1+C2+C3+C4 Hình 3 gồm ba khối chính như sau: Khối cảm biến, khối xử lý trung tâm, khối chấp hành. Hình 3. Sơ đồ đấu nối dây mạch điện của BĐKTBTM sử dụng IoT Hình 4. Sơ đồ đấu nối dây BĐKTBTM BĐKTBTM bao gồm các bộ phận chính sau: Mạch nguồn để chuyển đổi nguồn xoay 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU chiều AC sang nguồn một chiều DC, cấp 4.1. Phần cứng bộ điều khiển tụ bù nguồn cho vi điều khiển và các mạch khác thông minh như hình 3. Sau quá trình nghiên cứu tác giả đã thiết Vi điều khiển ESP8266 có nhiệm vụ xử lý kế, chế tạo một bộ điều khiển có nguyên lý các tín hiệu vào/ ra của thiết bị. Từ các tín hoạt động như sau: hiệu đầu vào khác nhau thiết bị sẽ đưa ra những xung lệnh theo từng nhiệm vụ cụ thể. Cảm biến PZEM004T đọc các thông số dòng điện, điện áp của nguồn điện sau đó gửi cho bộ vi điều khiển. Mạch relay đóng cắt cuộn hút contactor. Màn hình LCD 16x2 sẽ hiển thị các giá trị và thông tin. Nút nhấn có vai trò điều khiển đóng cắt ở chế độ bằng tay cho các cụm tụ bù. Hình 4 cho ta thấy sơ đồ đấu nối dây giữa mạch điều khiển và mạch động lực của Hình 5. Mặt trên của BĐKTBTM BĐKTBTM với điện áp nguồn 3 pha 220V/380V, cuộn dây contactor là 220V. Với Cấp nguồn cho hệ thống sau đó thực hiện 4 cấp độ bù khác nhau, theo như tính toán kết nối hệ thống với mạng Wifi, từ đó điện 260
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2022. ISBN: 978-604-82-7001-8 thoại thông minh và BĐKTBTM được kết Các thông số như điện áp, dòng điện, công nối chung một mạng wifi. Sau khi đã kết nối suất tác dụng (P) được hiển thị dưới dạng xong thì các thông số đo được từ cảm biến biểu đồ thời gian trên giao diện Blynk, như như: điện áp, dòng điện, công suất tiêu thụ, hình 8. tần số, hệ số công suất và công suất phản Hình 9a, 9b là hình thể hiện các cấp bù khác kháng sẽ được gửi lên ứng dụng Bynk và nhau được chọn ở hai chế độ bằng tay LCD để giám sát. Ngoài ra, trên mặt (Manual) và tự động (Auto) trên giao diện. BĐKTBTM có các nút nhấn để đóng/ngắt tụ bù ở chế độ bằng tay, như Hình 5 và Hình 6. Hình 6. Hình ảnh bên trong của BĐKTBTM Hình 9a. Đóng các Hình 9b. Đóng các cấp bù khác nhau ở cấp bù khác nhau ở 4.2. Phần giao diện bộ điều khiển tụ bù chế độ Auto chế độ Manual thông minh Chức năng giám sát trên ứng dụng Blynk 5. KẾT LUẬN có thể theo dõi các thông số điện sau: điện áp, dòng điện, cosφ, P, Q, theo như hình 7. Bài báo đã thiết kế, chế tạo thành công BĐKTBTM ứng dụng IoT. Sử dụng mô-đun WiFi của ESP8266, thiết bị có thể được truy cập từ xa qua giao diện điện thoại trên phần mềm Blynk. Bộ điều khiển đã tự động tính toán sau đó đóng/ ngắt các cấp tụ bù theo một kịch bản thông minh được cài đặt sẵn trong chương trình. Hệ thống cho phép người vận hành có thể giám sát, đo và điều khiển từ xa hệ thống tụ bù, ngoài ra nó cũng đã thỏa mãn những điều kiện như giám sát mức tiêu thụ P,Q, cảnh báo công suất P vượt ngưỡng, xuất Hình 7. Hiển thị các thông số trên Blynk ra bảng excel lượng điện dùng theo tháng, so sánh tiền điện giữa các tháng để nhắc nhở người dùng tiết kiệm điện. 6. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] L. L. Grigsby, 2016, “Electric power generation, transmission, and distribution”, CRC press. Hình 8. Các thông số biểu diễn theo thời gian thực trên Blynk 261

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.