Bây giờ trên thị trường có rất nhiều loại relay điện tử bảo vệ mất pha, sai thứ tự pha, quá tải của rất nhiều hãng nước ngoài khác nhau. Giá tương đối cao. Trên thực tế loại relay này cũng được sử dụng nhiều để bảo vệ các mô-tơ tải. Trên diễn đàn cũng ít thấy ai đề cập đến mạch điện của loại relay này. Tôi nghĩ ta cũng có thể làm ra loại rơ-le này. Dùng VĐK để thực hiện yêu cầu của mạch này.
Ta đã biết đ.a 3 pha là 3 đ.a 1 pha lệch nhau 120o hình như dưới
- Khi bị mất pha thì 1 hoặc 2 pha bị mất, đ.a=0V
- Khi đ.a của 1 hoặc 2 pha nhỏ hơn giá trị bình thường thì bị lệch pha
- Khi đảo thứ tự đấu nối dây từ nơi cấp điện đến mô-tơ thì bị sai pha, mô-tơ quay chiều ngược lại. Để phát hiện ra hiện tượng mất pha, đảo pha và sai thứ tự pha trước hết ta tách dòng điện 3 pha ra làm 3 pha riêng biệt, tách lấy nửa chu kỳ dương và cho qua bộ phân áp. Ta tính toán bộ phân áp sao cho đ.a đỉnh (điểm cực đại) khoảng 4V. xem hình dưới
Bình thường các đ.a vào Ua=Ub=Uc=311V(cực đại=U hiệu dụng * căn hai = 220V*1,41)
Điện áp ra A, B, C lấy ra U cực đại = 4V để đưa vào bộ biến đổi A-D của vi điều khiển.
Ta sử dụng Atmega8 để giải quyết công việc này, nó nhỏ gọn và có cấu hình vừa đủ. Có bộ biến đổi AD (đổi t.h analog sang t.h digital), có 4 đường vào biến đổi ra t.h số 10 bít trên cổng PORTC (C0 – C3), ta chỉ cần dùng 3 đường cho 3 pha khác nhau. Hình dưới
Đ.a điểm A
Đ.a điểm B
Đ.a điểm C
Sau đó ta biến đổi A-D của từng pha riêng và sẽ lưu giá trị vào 1 mảng 1 chiều, mỗi mảng có 60 phần tử.
Trong 1 chu kỳ điện lưới tần số 50Hz là 20ms, ta chia ra làm 60 khoảng, mỗi khoảng có
Thời gian Tk = 20ms/60 = 333s (hay là t.s 3KHz), lấy Tk làm chu kỳ lấy mẫu biến đổi A-D, tại mỗi thời điểm Tk lấy mẫu đồng thời 3 t.h của 3 pha, như vậy trong 1 chu kỳ 20ms ta sẽ có 60 giá trị đ.a của mỗi pha và 180 giá trị đ.a của 3 pha, mỗi 1 giá trị là 1 số nguyên 10 bít và được lưu trong một mảng. Như vậy có 3 mảng a[60], b[60], c[60] cho 3 pha.
- Giá trị cực đại sau khi biến đổi A-D bằng (4V*1024)/5V = 819 (ở đây lấy điện áp chuẩn biến đổi A-D là 5V)
- Giá trị cực tiểu bằng 0
Tiếp theo ta tìm giá trị cực đại trong mỗi mảng, sẽ có 1 giá trị cực đại vì trong 1 chu kỳ 20ms của điện lưới bao giờ cũng có 1 giá trị cực đại không phụ thuộc vào thời điểm bắt đầu lấy mẫu.
Thuật toán để tìm giá trị cực đại trong 1 mảng a[60] sẽ như sau:
phần tử a[i] mà cực đại thì a[i]>=a[i-1] và a>a[i+1]
For(i=1;i<60;i++) if((a[i-1]<=a[i])&(a>a[i+1)) {a0=i; break;}
//biến a0 để nhớ chỉ số của phần tử cực đại, khi tìm đc phần tử cực đại thì break để thoát ra khỏi vòng lặp for
Ta sẽ tìm được 3 giá trị cực đại a0, b0, c0 trong 3 mảng a, b, c.
Bình thường thứ tự phần tử cực đại a0 (chỉ số phần tử mảng) trong mảng a[60] sẽ sớm hơn b0 trong mảng b[60] là 20 chỉ số và c0 trong mảng c[60] là 40 chỉ số.
- Nếu thứ tự này thay đổi thì dòng điện 3 pha bị sai thứ tự pha
- Một (hoặc hai) trong các trị cực đại a[a0] hoặc b[b0] hoặc c[c0] bằng 0 thì bị mất pha
- Một (hoặc hai) trong các trị cực đại a[a0] hoặc b[b0] hoặc c[c0] nhỏ hơn 819 thì bị lệch pha (nếu ta quy định giá trị cực đại = bao nhiêu % của giá trị định mức là lệch pha. VD 80%, giá trị cực đại của pha lệch sẽ nhỏ hơn 819*80% = 655)
Như vậy ta đã biết cách phát hiện ra hiện tượng sai pha, mất pha và lệch pha. Lần sau tôi sẽ post tiếp sơ đồ mạch và code chương trình.
Ta đã biết đ.a 3 pha là 3 đ.a 1 pha lệch nhau 120o hình như dưới
- Khi bị mất pha thì 1 hoặc 2 pha bị mất, đ.a=0V
- Khi đ.a của 1 hoặc 2 pha nhỏ hơn giá trị bình thường thì bị lệch pha
- Khi đảo thứ tự đấu nối dây từ nơi cấp điện đến mô-tơ thì bị sai pha, mô-tơ quay chiều ngược lại. Để phát hiện ra hiện tượng mất pha, đảo pha và sai thứ tự pha trước hết ta tách dòng điện 3 pha ra làm 3 pha riêng biệt, tách lấy nửa chu kỳ dương và cho qua bộ phân áp. Ta tính toán bộ phân áp sao cho đ.a đỉnh (điểm cực đại) khoảng 4V. xem hình dưới
Bình thường các đ.a vào Ua=Ub=Uc=311V(cực đại=U hiệu dụng * căn hai = 220V*1,41)
Điện áp ra A, B, C lấy ra U cực đại = 4V để đưa vào bộ biến đổi A-D của vi điều khiển.
Ta sử dụng Atmega8 để giải quyết công việc này, nó nhỏ gọn và có cấu hình vừa đủ. Có bộ biến đổi AD (đổi t.h analog sang t.h digital), có 4 đường vào biến đổi ra t.h số 10 bít trên cổng PORTC (C0 – C3), ta chỉ cần dùng 3 đường cho 3 pha khác nhau. Hình dưới
Đ.a điểm A
Đ.a điểm B
Đ.a điểm C
Sau đó ta biến đổi A-D của từng pha riêng và sẽ lưu giá trị vào 1 mảng 1 chiều, mỗi mảng có 60 phần tử.
Trong 1 chu kỳ điện lưới tần số 50Hz là 20ms, ta chia ra làm 60 khoảng, mỗi khoảng có
Thời gian Tk = 20ms/60 = 333s (hay là t.s 3KHz), lấy Tk làm chu kỳ lấy mẫu biến đổi A-D, tại mỗi thời điểm Tk lấy mẫu đồng thời 3 t.h của 3 pha, như vậy trong 1 chu kỳ 20ms ta sẽ có 60 giá trị đ.a của mỗi pha và 180 giá trị đ.a của 3 pha, mỗi 1 giá trị là 1 số nguyên 10 bít và được lưu trong một mảng. Như vậy có 3 mảng a[60], b[60], c[60] cho 3 pha.
- Giá trị cực đại sau khi biến đổi A-D bằng (4V*1024)/5V = 819 (ở đây lấy điện áp chuẩn biến đổi A-D là 5V)
- Giá trị cực tiểu bằng 0
Tiếp theo ta tìm giá trị cực đại trong mỗi mảng, sẽ có 1 giá trị cực đại vì trong 1 chu kỳ 20ms của điện lưới bao giờ cũng có 1 giá trị cực đại không phụ thuộc vào thời điểm bắt đầu lấy mẫu.
Thuật toán để tìm giá trị cực đại trong 1 mảng a[60] sẽ như sau:
phần tử a[i] mà cực đại thì a[i]>=a[i-1] và a>a[i+1]
For(i=1;i<60;i++) if((a[i-1]<=a[i])&(a>a[i+1)) {a0=i; break;}
//biến a0 để nhớ chỉ số của phần tử cực đại, khi tìm đc phần tử cực đại thì break để thoát ra khỏi vòng lặp for
Ta sẽ tìm được 3 giá trị cực đại a0, b0, c0 trong 3 mảng a, b, c.
Bình thường thứ tự phần tử cực đại a0 (chỉ số phần tử mảng) trong mảng a[60] sẽ sớm hơn b0 trong mảng b[60] là 20 chỉ số và c0 trong mảng c[60] là 40 chỉ số.
- Nếu thứ tự này thay đổi thì dòng điện 3 pha bị sai thứ tự pha
- Một (hoặc hai) trong các trị cực đại a[a0] hoặc b[b0] hoặc c[c0] bằng 0 thì bị mất pha
- Một (hoặc hai) trong các trị cực đại a[a0] hoặc b[b0] hoặc c[c0] nhỏ hơn 819 thì bị lệch pha (nếu ta quy định giá trị cực đại = bao nhiêu % của giá trị định mức là lệch pha. VD 80%, giá trị cực đại của pha lệch sẽ nhỏ hơn 819*80% = 655)
Như vậy ta đã biết cách phát hiện ra hiện tượng sai pha, mất pha và lệch pha. Lần sau tôi sẽ post tiếp sơ đồ mạch và code chương trình.
Comment