0
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
ĐIỆN - ĐIỆN TỬ
THUYẾT MINH
ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG
ĐỀ TÀI
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐO THÔNG SỐ CƠ BẢN
CỦA MẠNG ĐIỆN HẠ THẾ TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM
Chủ nhiệm đề tài: TS. ĐẶNG HỒNG HẢI
Thành viên tham gia: Ths PHẠM THỊ HỒNG ANH
Hải Phòng, tháng 4 /2016
1
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
ĐIỆN - ĐIỆN TỬ
THUYẾT MINH
ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG
ĐỀ TÀI
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐO THÔNG SỐ CƠ BẢN
CỦA MẠNG ĐIỆN HẠ THẾ TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM
Chủ nhiệm đề tài: TS. ĐẶNG HỒNG HẢI
Thành viên tham gia: Ths PHẠM THỊ HỒNG ANH
Hải Phòng, tháng 4 /2016
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
ĐIỆN - ĐIỆN TỬ
THUYẾT MINH
ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG
ĐỀ TÀI
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐO THÔNG SỐ CƠ BẢN
CỦA MẠNG ĐIỆN HẠ THẾ TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM
Chủ nhiệm đề tài: TS. ĐẶNG HỒNG HẢI
Thành viên tham gia: Ths PHẠM THỊ HỒNG ANH
Hải Phòng, tháng 4 /2016
2
1. Tính cấp thiết của đề tài
Hiện nay, nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ đời sống nhân dân được
nâng cao nhanh chóng. Nhu cầu điện năng trong các lĩnh vực công nghiệp, nông
nghiệp, dịch vụ và sinh hoạt tăng trưởng không ngừng. Công nghiệp luôn là khách
hàng tiêu thụ điện năng lớn nhất. Trong tình hình kinh tế thị trường hiện nay, các xí
nghiệp lớn nhỏ, các tổ hợp sản xuất đều phải hạch toán kinh doanh trong cuộc cạnh
tranh quyết liệt về chất lượng và giá cả sản phẩm. Điện năng thực sự đóng góp một
phần quan trọng vào lỗ lãi của các nhà máy, xí nghiệp. Chất lượng điện không tốt ảnh
hưởng rất lớn đến chất lượng sản phẩm và gây gián đoạn quy trình sản xuất của các
nhà máy, xí nghiệp.
Việc thiết kế hệ thống đo thông số mạng điện để quản lý, giám sát chất lượng
nguồn điện và khả năng hoạt động của tải là rất cần thiết. Với các thông số thu được từ
mạng điện sẽ giúp đưa ra các phương án cải thiện làm tăng chất lượng điện và không
ảnh hưởng tới quy trình sản xuất của các nhà máy, xí nghiệp.
2. Mục đích của đề tài
Thiết kế và xây dựng mô hình hệ thống đo các thông số của mạng điện trong
phòng thí nghiệm. Cài đặt và vận hành hệ thống đo để đưa ra kết quả đo thông số
mạng điện trong phòng thí nghiệm.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Mạng điện trong phòng thí nghiệm là nguồn lưới điện 3 pha 4 dây. Đối tượng và
phạm vi nghiên cứu là bộ tự động chuyển nguồn lưới điện chính – nguồn lưới điện dự
phòng và hệ thống đo thông số mạng điện trong phòng thí nghiệm.
4. Phương pháp nghiên cứu khoa học
Dựa vào cơ sở lý thuyết từ các môn học khí cụ điện, cung cấp điện để tính toán,
thiết kế cấu trúc hệ thống, lựa chọn thiết bị và đi dây cho mô hình hệ thống.
Dựa vào tài liệu cài đặt và vận hành đồng hồ đo đa năng của hãng Selec để thực
hiện cài đặt, đo và hiển thị kết quả đo thông số mạng điện trong phòng thí nghiệm.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
3
CHƯƠNG 1
HỆ THỐNG ĐO THÔNG SỐ MẠNG ĐIỆN
TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM
1.1. TỔNG QUAN
1.1.1. Bài toán đo thông số mạng điện trong PTN
Ngày nay, ngành công nghiệp điện lực giữ vai trò quan trọng trong công cuộc
xây dựng đất nước. Năng lượng điện hay còn được gọi là điện năng, hiện nay là một
dạng năng lượng rất phổ biến, nhu cầu sử dụng điện năng ngày càng tăng. Sở dĩ điện
năng được sử dụng thông dụng như vậy vì nó có nhiều ưu điểm như: dễ dàng chuyển
thành các dạng năng lượng khác (cơ, hóa, nhiệt,…), dễ truyền tải đi xa, hiệu suất lại
cao. Điện năng là loại năng lượng có ý nghĩa vô cùng to lớn đối với sự phát triển kinh
tế xã hội, đặc biệt nó là yếu tố không thể thiếu trong hoạt động sản xuất và kinh doanh
của các doanh nghiệp. Do nhu cầu sử dụng điện năng ngày càng tăng nên chi phí cho
sử dụng nguồn năng lượng này càng tăng cao. Vì vậy việc quản lý nguồn năng lượng
này là rất cần thiết. Bài toán đặt ra cho các nhà quản lý là làm sao để lấy được các
thông số lưới điện tại các nhà máy, xí nghiệp. Từ đó có thể giám sát mạng điện và đưa
ra các phương án tiết kiệm năng lượng ở mức tối đa, giảm chi phí và tạo thuận lợi cho
doanh nghiệp trong hoạt động sản xuất.
Trong phạm vi đề tài này, ta cần giải quyết vấn đề quản lý, giám sát mạng điện
trong phòng thí nghiệm. Để việc quản lý, giám sát mạng điện đạt hiệu quả thì cần phải
có hệ thống đo thông số mạng điện. Bài toán đặt ra là ta phải xây dựng được hệ thống
đo thông số của mạng điện trong phòng thí nghiệm.
1.1.2. Yêu cầu kỹ thuật
- Hệ thống đo phải có độ chính xác cao, hoạt động tin cậy, tốc độ xử lý nhanh.
- Hệ thống đo có khả năng hoạt động trong môi trường khắc nghiệt, ít chịu ảnh
hưởng từ môi trường xung quanh như: bụi bẩn, rung lắc, nhiệt độ ở giới hạn cho phép,
độ ẩm cao,…
- Công suất tiêu thụ nhỏ.
- Khả năng chịu quá tải cao.
- Hệ thống có thể đo đa chức năng. Cụ thể, hệ thống đo có thể đo các thông số
của mạng điện như: điện áp, dòng điện, tần số, công suất (tác dụng, phản kháng, biểu
kiến), tần số, hệ số công suất, năng lượng.
4
- Hệ thống có khả năng đo ở các loại mạng điện khác nhau như: 3 pha 4 dây, 3
pha 3 dây, 1 pha 2 dây.
- Hệ thống đo có thể kết nối với các thiết bị điều khiển khác và kết nối với máy
tính để thực hiện giám sát mạng điện.
- Hệ thống đo phải có khả năng hoạt động dài hạn và cập nhật thông số đo mạng
điện liên tục.
- Hệ thống đơn giản, gọn nhẹ; dễ dàng cho việc lắp đặt, cài đặt cấu hình và vận
hành.
- An toàn cho người vận hành hệ thống.
1.1.3. Lập phương án đo thông số mạng điện trong PTN
Mạng điện trong phòng thí nghiệm là mạng điện 3 pha 4 dây. Mạng điện sử dụng
hai nguồn lưới chính và nguồn lưới dự phòng để cấp nguồn cho tải. Vì vậy, hệ thống
đo cần phải được đặt ở sau thiết bị đóng cắt của hai nguồn để đo thông số của cả hai
nguồn lưới điện.
Hệ thống đo thông số mạng điện trong phòng thí nghiệm cần phải được thiết kế
gồm thiết bị đo và đồng hồ đo. Thiết bị đo để đo lường lấy thông số mạng điện và
truyền kết quả đo về đồng hồ đo. Đồng hồ đo xử lý kết quả đo và hiển thị kết quả đo.
1.2. CẤU TRÚC HỆ THỐNG ĐO THÔNG SỐ MẠNG ĐIỆN TRONG PTN
TB§ C
nguån 1
TB§ C
nguån 2
CCCH 1 CCCH 2
ThiÕt bÞ
§ KCNT§
TB § o § ång hå ®o
Nguån
líi 1
Nguån
líi 2
T¶i 3 pha
Hình 1.1: Cấu trúc hệ thống đo thông số mạng điện trong phòng thí nghiệm.