Tất cả các thiết bị điện, để đảm bảo an toàn cho người vận hành và sử dụng, đều có vỏ máy không mang điện. Các phần tử mang điện đều được cách điện rất tốt với vỏ máy. ở những thiết bị điện có công suất lớn yêu cầu vật liệu cách điện phải có chất lượng rất tốt. Thậm chí cách điện của các thiết bị điện còn phải thường xuyên được theo dõi kiểm tra, bảo dưỡng và phục hồi nếu không đảm bảo yêu cầu. Đặc biệt là đối với các thiết bị điện làm việc trong môi trường hoá chất, cách điện của chúng rất dễ bị hư hại, giảm tính chất cách điện. Việc xảy ra chạm mạch của vỏ máy ở những thiết bị điện có công suất lớn sẽ gây thiệt hại nghiêm trọng về người và của. Vì vậy phải có một thiết bị luôn theo dõi và kiểm tra cách điện cho các thiết bị điện. Nếu xảy ra sự cố về cách điện thì phải lập tức cắt ngay thiết bị điện đó ra khỏi lưới.
Công việc theo dõi và tác động loại trừ thiết bị điện có sự cố về cách điện ra khỏi lưới điện cũng như báo động về sự cố này, được thực hiện bởi thiết bị có tên là Rơle bảo vệ cách điện.
124 trang |
Chia sẻ: ngtr9097 | Lượt xem: 3104 | Lượt tải: 2
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Rơle số bảo vệ cách điện, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
MỤC LỤC
MỤC LỤC 1
CHƯƠNG I. ĐẶT VẤN ĐỀ VÀ VÀ NHIỆM VỤ THƯ 3
I. Đặt vấn đề 3
II. Các nhiệm vụ , chức năng của rơle số bảo vệ cách điện: 3
III.Nhiệm vụ cụ thể của Rơle số bảo vệ cách điện cho một động cơ tại nhà máy phân đạm Hà Bắc 4
CHƯƠNG 2:TỔNG QUAN VỀ RƠLE SỐ 5
I. Tổng quan về sự phát triển của Rơle số 5
II. Các chức năng của rơle số 6
2.1 .Chức năng đo lường : 6
2.2. Chức năng lấy mẫu và canh sự cố 7
2.3. Chức năng bảo vệ rơle và ghi chép sự cố 7
2.4. Chức năng chống sự cố 7
2.5. Chức năng tự động đóng lại 8
2.6. Chức năng giao tiếp với người dùng 8
III. Các chủng loại Rơle thành bộ ngày nay 8
3.1.Đường đây truyền tải 8
3.2. Đường dây phân phối 9
3.3. Bảo vệ máy biến áp 9
3.4. Bảo vệ môtơ 9
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ TỔNG QUÁT 10
I.Phương hướng giải quyết vấn đề 10
II.Giới thiệu về một số vi mạch dùng trong thiết bị 16
2.1 Vi điều khiển 89C52 16
2.3 Đồng hồ thời gian thực DS12887 34
CHƯƠNG 4:TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT 41
I.Tính toán thiết kế mạch đo: 41
II .Mạch số hoá: 43
III. Hiển thị kết quả đo: 45
IV. Bàn phím chức năng 49
V. EEPRROM 53
VI. Ghép nối máy tính. 53
CHƯƠNG 5. THIẾT KẾ PHẦN MỀM 56
I. Lưu đồ thuật toán cho vi điều khiển: 56
1. Lưu đồ thuật toán cho chương trình khởi tạo: 56
2. Lưu đồ chương trình phục vụ ngắt phím: 57
3. Lưu đồ chương trình phục vụ phím FUNC: 58
4. Lưu đồ chương trình phục vụ phím INC: 59
6. Lưu đồ chương trình phục vụ phím OK: 61
7. Chương trình phục vụ ngắt RTC 62
8. Chương trình phục vụ ngắt truyền tin 63
II.thiết kế giao diện trên PC bằng Visual Basic:
Giao diện..........................................................................................
lưu đồ chương trình nhận bản tin của máy tính....................................
CHƯƠNG 6: CHẠY THỬ, ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ
PHỤ LỤC:
Chương trình phần mềm cho vi điều khiển của Rơle số bảo vệ cách điện.
Chương trình phần mềm cho Giao diện trên PC với rơle cách điện.
Tài liệu tham khảo.
Lời nói đầu:
Ngày nay, sự phát triển của công nghệ vi điện tử, kỹ thuật vi xử lý đã tạo ra những bước ngoặt cho quá trình tự động hoá sản xuất cũng như các hoạt động xã hội khác. Điều này đã mang lại những lợi ích to lớn: mở rộng chức năng của hệ thống, nâng cao độ tin cậy, giảm giá thành sản phẩm. Tuy nhiên, việc triển khai ứng dụng những tiến bộ nói trên vào nước ta còn nhiều hạn chế.
Việc nghiên cứu thiết kế những thiết bị sử dụng những tiến bộ này là cần thiết.
Em thực hiện đồ án nghiên cứu và thiết kế Rơle số bảo vệ cách điện sử dụng Vi điều khiển với sự hướng dẫn của PGS. Nguyễn Bình Thành và ThS.Trần Văn Tuấn. Nhằm mục đích khẳng lại định những kiến thức lý thuyết đã học bằng thực tế nâng cao kỹ năng kinh nghiệm thiết kế.
Do thời gian ngắn và kinh nghiệm bản thân còn hạn chế nên đề tài chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong được sự góp ý từ phía thầy cô và các bạn.
Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của các thầy, cô trong bộ môn và các bạn đã giúp em hoàn thành đồ án.
Hà nội, ngày 18 tháng 5 năm 2004
Sinh viên thực hiện Vũ Trọng Quyền
CHƯƠNG I. ĐẶT VẤN ĐỀ VÀ VÀ NHIỆM VỤ THƯ
I. Đặt vấn đề
Tất cả các thiết bị điện, để đảm bảo an toàn cho người vận hành và sử dụng, đều có vỏ máy không mang điện. Các phần tử mang điện đều được cách điện rất tốt với vỏ máy. ở những thiết bị điện có công suất lớn yêu cầu vật liệu cách điện phải có chất lượng rất tốt. Thậm chí cách điện của các thiết bị điện còn phải thường xuyên được theo dõi kiểm tra, bảo dưỡng và phục hồi nếu không đảm bảo yêu cầu. Đặc biệt là đối với các thiết bị điện làm việc trong môi trường hoá chất, cách điện của chúng rất dễ bị hư hại, giảm tính chất cách điện. Việc xảy ra chạm mạch của vỏ máy ở những thiết bị điện có công suất lớn sẽ gây thiệt hại nghiêm trọng về người và của. Vì vậy phải có một thiết bị luôn theo dõi và kiểm tra cách điện cho các thiết bị điện. Nếu xảy ra sự cố về cách điện thì phải lập tức cắt ngay thiết bị điện đó ra khỏi lưới.
Công việc theo dõi và tác động loại trừ thiết bị điện có sự cố về cách điện ra khỏi lưới điện cũng như báo động về sự cố này, được thực hiện bởi thiết bị có tên là Rơle bảo vệ cách điện.
II. Các nhiệm vụ , chức năng của rơle số bảo vệ cách điện:
+Đo canh điện trở cách điện của thiết bị điện. Phải đo ngay khi thiết bị đang là việc.
+Khi xảy ra sự cố về cách điện của thiết bị điện phải tác động cắt ngay thiết bị đó ra khỏi lưới điện. Thông báo về sự cố này bằng đèn báo hoặc còi báo.
+Hiển thị giá trị điện trở đo được.
+Có thể cài đặt các thông số config và thông số setting cho rơle như khoảng đo yêu cầu chính xác, số đoạn tuyến tính hoá, hệ số tuyến tính hoá trên từng đoạn, điện trở ngưỡng...
+Ghi lại lịch sử cách điện.
+Truyền tin với phòng điều khiển trung tâm của hệ thống thu thập quản lý và điều khiển dữ liệu của nhà máy qua cổng truyền thông RS232 hoặc RS485, để người vận hành có thể đối thoại, cài đặt thông số cho Rơle từ phòng điều khiển trung tâm.
III.Nhiệm vụ cụ thể của Rơle số bảo vệ cách điện cho một động cơ tại nhà máy phân đạm Hà Bắc
Tại nhà máy phân đạm Hà Bắc, một mô tơ quay máy bơm dung dịch Amoniac ,tất cả bị ngâm chìm trong bể dung dịch Amôniac. Vì làm việc trong môi trường hoá chất nên cách điện của mô tơ dễ bị hư hại.
Nhiệm vụ của thiết bị này là đo điện trở cách điện của một động cơ điện xoay chiều ba pha 380V. Động cở được cấp điện bởi một biến áp xoay chiều ba pha 380V qua một máy cắt, phía thứ cấp của máy biến áp là hình sao trung tính không nối đất. Cuộn dây stato của động cơ cũng là ba pha hình sao trung tính không nối đất.
-Ta phải đo điện trở cách điện giữa stato của động cơ và vỏ máy ngay cả khi động cơ đang làm việc.
-Khi thấy điện trở cách điện giảm xuống dưới một ngưỡng an toàn đã đặt thì phải ra lệnh cắt động cơ ra khỏi lưới. Bằng việc cắt máy cắt đặt trên đường cấp điện cho động cơ.
-Giá trị điện trở cách điện được hiển thị trên màn hình LCD và màn hình LED. Ngoài ra còn hệ thống đèn báo để việc thông báo được thuận tiện hơn.
-Lịch sử cách điện được ghi lại theo yêu cầu sau
Nếu Rcđ>600k( , điện trở cách điện đảm bảo cho động cơ vận hành an toàn thì Rcđ được ghi lại mỗi ngày một lần (ghi giá trị nhỏ nhất của Rcđ trong ngày đó) .
Nếu Rcđ nằm trong khoảng từ 500k( ( 600k( tuy động cơ vẫn có thể vận hành được nhưng Rơle phải dưa ra tín hiệu cảnh báo về tình trạng này và Rcđ được ghi lại theo chu kỳ dầy hơn mỗi giờ ghi một lần (ghi giá trị nhỏ nhất của Rcđ trong giờ đó ) .
Nếu Rcđ <500k(, không đảm bảo an toàn cho động cơ vận hành nữa thì nếu động cơ đang chạy phải cắt ngay động cơ ra khỏi lưới và ghi lại lập tức giá trị Rcđ sự cố này cùng thời điểm xảy ra sự cố. Còn nếu động cơ đã được cắt ra khỏi lưới rồi thì Rcđ được ghi lại mỗi giờ một lần( cũng ghi giá trị nhỏ nhất của Rcđ trong giờ đó ).
-Các thông số của Rơle có thể được cài đặt bằng một bàn phím chức năng.
-Rơle có thể truyền tin với máy tính qua cổng RS232.
CHƯƠNG 2:TỔNG QUAN VỀ RƠLE SỐ
I. Tổng quan về sự phát triển của Rơle số
Trước những năm 70 các thiết bị đo lường và bảo vệ là những rơle điện từ tuy chúng có thể bảo vệ thiết bị điện khỏi sự cố nhung còn mang nhiều nhược điểm :
+Thời gian tác động chậm
+Kém chính xác
+Khó thực hiện các phép toán phức tạp
+Với những nhiệm vụ nhỏ cũng yêu cầu thiết bị bảo vệ cồng kềnh , chi phí lớn
Sau những năm 70 điện tử phát triển mạnh . ứng dụng cho thiết bị rơle bảo vệ đã đạt được những bước tiến mạnh . Từ đó cho đến nay được chia làm 2 giai đoạn :
+Những năm 70-năm 90 : Rơle điện tử
Nâng cao hơn về độ chính xác và độ tác động
Thực hiện tốt một số phép xử lý : Cộng , trừ , nhân , chia , đạo hàm , tích phân , đếm , trễ , .....
+Từ sau những năm 90 :Vi xử lý , vi điều khiển được đưa vào thiết bị đo và bảo vệ , đã tạo nên những bước ngoặt trong sự phát triển của các thiết bị trên .
Đo nhanh tác động nhanh chính xác cao tin cậy cao
Có thể thu thập dữ liệu và lưu trữ chúng với dung lượng lớn
Khả năng biểu diễn thông tin đa dạng phong phú ( hiển thị trên LCD , LED , ghi và vẽ đồ thị về giá trị trạng thái của quá trình ...)
Có thể thực hiện cùng một lúc nhiều chức năng bảo vệ cho một đối tượng được bảo vệ ( Tính thành bộ cao )
Truyền tin được với phòng điều khiển trung tâm
Về kết cấu có thể tích thu gon rất nhiều : Một rơle số có thể thay thế 1 tủ rơle cũ
Giá thành rẻ hơn thiết bị truyền thống : Ví dụ một tủ role truyền
thống bảo vệ một đường dây phân phối cùng với tủ giá khoảng 3500 USD . Trong khi đó một role số bảo vệ đường dây phân phối giá khoảng 1500 USD , tối đa là 2000 USD . Nếu sản xuất trong nước thì giá chỉ còn một nửa đến 2/3 giá trên thậm chí nếu đưa vào sản xuất hàng loạt giá chỉ còn 1/3 .
II. Các chức năng của rơle số
2.1 .Chức năng đo lường :
Là chức năng đầu tiên và quan trọng, nhằm đo, lọc, tính ra những thông số mạch điện mà rơle phải canh. Các dại lượng vào đầu tiên nói chung là : dòng 3 pha , dòng trung tính , áp 3 pha , áp thứ tự zêro . Số lượng cụ thể tuỳ theo yêu cầu cụ thể của từng loại rơle . Những đại lượng này khi không có sự cố có dạng hình sin và cân bằng , dòmh trung tính áp thứ tự zêro bằng không . Nhưng khi có sự cố sẽ có những biến động mạnh của tần số công nghiệp , thường sinh ra mất đối xứng và sinh ra các thành phần ngược và zêro . Một nét đặc biệt quan trọng khác nữa là kềm theo đó thường sinh ra những thành phần quá độ tự do lớn không chu kỳ khiến cho dòng điện áp quá độ mất dạng hình sin . Do đó những dòng áp đo cần được :
- Biến nhỏ bằng những biến dòng CT ( Current transformer ) , biến áp VT ( Votlage transformer ) đặc biệt ( Không bão hoà và dãi rộng )
Lọc thông thấp ra thành phần tần số công nghiệp gồm lọc cứng khi cần kết hợp với lọc mềm . Do tất cả các rơle tính toán bằng giá trị hiệu dụng hình sin của U , I mà các đại lượng U ,I khi xảy ra sự cố đều không có hình sin nên phải lọc để có tín hiệu hình sin . Ví dụ khi đo tần số bằng phương pháp đo chu kỳ thì phải tạo ra một xung vuông từ xung xung hình sin khi hình sin đi qua điểm 0 . Do đó muốn có kết quả đo chính xác phải tiến hành lọc thông thấp
2.2. Chức năng lấy mẫu và canh sự cố
Gồm các công việc sau :
Lấy mẫu dòng , áp , tần số đếm pha đưa vào bộ đếm mẫu.
Tính toán phân tích ra các số liệu cần thiết, tính toán các biểu thức đặc trưng sự cố, so ngưỡng để phát hiện sự cố.
2.3. Chức năng bảo vệ rơle và ghi chép sự cố
Khi xảy ra sự cố thì modul canh đo sẽ khởi động chạy choc năng bảo vệ rơle để xử lý ứng với các sự cố ấy. Đồng thời một modul sẽ ghi chép lại diễn biến của sự cố để có thể lấy ra dùng sau này.
2.4. Chức năng chống sự cố
Khi phát hiện ra sự cố rơle sẽ canh một khoảng thời gian tuỳ vào người sử dụng đặt. Sau khoảng thời gian đó nếu rơle vẫn phát hiện sự cố thì nó sẽ phát tín hiệu điều khiển tác động lên máy cắt để cắt phần tử sự cố ra khỏi lưới.
2.5. Chức năng tự động đóng lại
Nếu rơle được lập trình tự động đóng lại thì khi lưới điện trở lại trạng thái ổn định bình thường một khoảng thời gian do người dùng đặt rơle sẽ phát tín hiệu điều khiển tác động đến cuộn đóng để đóng phần tử đã bị cắt lúc trước trở lại hoạt động.
2.6. Chức năng giao tiếp với người dùng
Người dùng có thể đặt lại các thông số ngưỡng thông qua phím chức năng, hoặc trực tiếp trên máy tính chủ nếu rơle có chức năng ghép nối truyền tin với máy tính.
III. Các chủng loại Rơle thành bộ ngày nay
3.1.Đường đây truyền tải
Được chia làm các loại đường dây :
Cao và siêu cao áp từ 200 – 500 kV
Trung và cao áp từ 6 – 22 – 35 – 66 và 110 kV
Trong các bảo vệ đường dây cao áp và siêu cao áp bao gồm các bảo vệ chính sau :
So dọc phương hướng và khoảng cách giữa các miền , có thể từ 3 – 4 miền
Quá dòng so lệch dọc từng pha
Khoá và cắt khi dao động mất đồng bộ
Chạm đất tức thời
So lệch pha
Tất cả các bảo vệ trên đều có thể đóng lại và truyền về trung tâm.
Trong các rơle bảo vệ đường dây trung tính và cao áp có thể có các loại bảo vệ sau :
Khoảng cách giữa các miền , giữa pha và từng pha
Quá dòng 4 đoạn thứ tự không
So dọc khoảng cách có hướng
Quá dòng cắt nhanh quá dòng định thời gian
Quá áp và thấp áp
Sa thải tải theo tần số
Chạm đất
3.2. Đường dây phân phối
Bao gồm các bảo vệ chính sau :
Quá dòng thời gian
Quá dòng tức thời
Bảo vệ công suất có hướng
Quá áp và thấp áp
Sa thải tải theo tần số
Tự động phục hồi điện áp thấp
3.3. Bảo vệ máy biến áp
Bao gồm các bảo vệ chính sau :
Bảo vệ so lệch
Quá tải và quá dòng thời gian
Bảo vệ nhiệt độ
Bảo vệ rơle ga ( do ngắn mạch trong cuộn dây biến áp )
Kìm hãm thành phần điều hoà
3.4. Bảo vệ môtơ
Bao gồm các bảo vệ chính sau :
Quá dòng
Quá tải
Ngắn mạch
Chạm đất , cách điện
Giảm công suất khi mất tải
So lệch pha
Quá áp và thấp áp
Ngược pha
Giảm dòng
Nước ta đã đặt 4/5 rơle số ở cấp cao áp . Các rơle này chạy nói chung là tốt tuy nhiên có một số rơle của một số hãng hoạt động chưa tốt . Người ta đã phát hiện ra và thay thế chúng bằng các rơle số khác tốt hơn . Một số nhà máy mới xây dựng đã đặt rơle số ở mức trung áp , còn phần các nhà máy hệ thống trung áp của điện lực chưa lắp đặt rơle số . Yêu cầu của nghành điện là phải nắm vững kỹ thuật rơle nói chung, tiến hành đặt rơle số ở đường dây trung áp, tiến tới đặt rơle số ở đường dây hạ áp
Đối với rơle số việc phân loại thành bộ theo nhóm đối tượng bảo vệ bao gồm :
Rơle bảo vệ đường dây phân phối : 45%
Rơle bảo vệ động cơ : 20%
Rơle bảo vệ máy biến thế : 10%
Rơle bảo vệ máy phát : 5%
Rơle bảo vệ thanh cái : 10%
Rơle chuyên dụng khác như sa thải tải , chạm đất …: 10%
Rơle trung áp yêu cầu về tính toán và tốc độ không cao như rơle cao áp nhưng nhu cầu sử dụng lớn điều đó đặt ra yêu cầu phải nghiên cứu thiết kế, chế tạo đưa ra sử dụng các loại rơle trung áp vào hệ thống các đường dây trung áp trong nước.
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ TỔNG QUÁT
I.Phương hướng giải quyết vấn đề
Với nhiệm vụ đã đặt ra, cần tìm ra hướng giải quyết hợp lý sao cho nhiệm vụ được hoàn thành một cách tốt nhất, đơn giản hiệu quả .
Nêu lại nhiệm vụ thư của thiết bị :
-Nhiệm vụ của thiết bị này là đo điện trở cách điện của một động cơ điện xoay chiều ba pha 380V. Động cơ được cấp điện bởi một biến áp xoay chiều ba pha 380V qua một máy cắt, phía thứ cấp của máy biến áp là hình sao trung tính không nối đất. Cuộn dây stato của động cơ cũng là ba pha hình sao trung tính không nối đất.
-Ta phải đo điện trở cách điện giữa stato của động cơ và vỏ máy ngay cả khi động cơ đang làm việc.
-Khi thấy điện trở cách điện giảm xuống dưới một ngưỡng an toàn đã đặt thì phải ra lệnh cắt động cơ ra khỏi lưới. Bằng việc cắt máy cắt đặt trên đường cấp điện cho động cơ.
-Giá trị điện trở cách điện được hiển thị trên màn hình LCD và màn hình LED. Ngoài ra còn hệ thống đèn báo để việc thông báo được thuận tiện hơn.
-Lịch sử cách điện được ghi lại theo yêu cầu sau
Nếu Rcđ>600k( , điện trở cách điện đảm bảo cho động cơ vận hành an toàn thì Rcđ được ghi lại mỗi ngày một lần (ghi giá trị nhỏ nhất của Rcđ trong ngày đó) .
Nếu Rcđ nằm trong khoảng từ 500k( ( 600k( tuy động cơ vẫn có thể vận hành được nhưng Rơle phải dưa ra tín hiệu cảnh báo về tình trạng này và Rcđ được ghi lại theo chu kỳ dầy hơn mỗi giờ ghi một lần (ghi giá trị nhỏ nhất của Rcđ trong giờ đó ) .
Nếu Rcđ <500k(, không đảm bảo an toàn cho độnh cơ vận hành nữa thì nếu động cơ đang chạy phải cắt ngay động cơ ra khỏi lưới và ghi lại lập tức giá trị Rcđ sự cố này cùng thời điểm xảy ra sự cố. Còn nếu động cơ đã được cắt ra khỏi lưới rồi thì Rcđ được ghi lại mỗi giờ một lần( cũng ghi giá trị nhỏ nhất của Rcđ trong giờ đó ).
-Các thông số của Rơle có thể được cài đặt bằng một bàn phím chức nă.
-Rơle có thể truyền tin với máy tính qua cổng RS232.
Thiết bị sử dụng một bộ xử lý khả trình thông dụng thuộc họ vi xử lý 80xx của Intel: VĐK 89C52.(Vi điều khiển là ứng dụng của vi xử lý trong lĩnh vựu đo lường và điều khiển).
Ý nghĩa của việc ứng dụng vi xử lý vào đo lường và điều khiển:
+Mở rộng chức năng của việc đo lường, tăng ứng dụng của các thiết bị đo.
+Nâng cao độ chính xác, khả năng biểu diễn thông tin(giá trị, dạng tín hiệu...).
+Xây dựng các hệ thống đo hợp bộ(nhiều vào, nhiều ra).
+Vận hành đơn giản độ tin cậy cao.
+Tác động nhanh.
+ Giảm chi phí thiết kế và giảm giá thành thiết bị.
+...
AT89C52 là một hệ vi xử lý đơn chip 8 bits họ CMOS có hiệu suất cao, công suất nguồn thấp với 8 kbyte bộ nhớ ROM Flash lập trình và xoá được. Chip này sản xuất dựa trên công nghệ bộ nhớ không mất nội dung có độ tích hợp cao của ATMEL.
Chip AT89C52 cũng tương thích các tập lệnh và các chân của chuẩn công bghiệp MSC-51. Flash trên chip này cho phép bộ nhớ chương trình được lập trình lại trên hệ thống hoặc bằng bộ lập trình nhớ không mất nội dung quy ước . Bằng cách kết hợp một CPU linh hoạt 8 bit với Flash trên chip đơn thể , AT89C52 là một hệ vi xử lý 8 bit mạnh cho ta một giải pháp có hiệu quả về chi phí và rất linh hoạt với các ứng dụng điều khiển . Nó có đầy đủ các tính năng tốt cùng với các ngoại vi trên chip như SCI , ROM , RAM , Timer , Counter …
Phương pháp đo điện trở cách điện:
Ta dùng phương pháp đo điện trở gián tiếp qua đo điện áp và dòng điện trên điện trở.
Để thực hiện được nhiệm vụ đo điện trở cách điện của động cơ mà phải đo ngay cả khi động cơ đang làm việc. Thiết kế ở đây ta sử dụng một nguồn điện một chiều cao áp(300VDC), đặt lên điện trở đo dòng rò qua điện trở sẽ tính được giá trị của điện trở cách điện.
Chọn ADC:
Dải thay đổi của điện trở cách điện là từ 0 đến 20 Mêgaohm là lớn vì vậy cần chọn ADC có độ phân giải cao. Mặt khác chu kỳ đo Rcđ không cần nhanh nên ta chọn ADC loại ICL7109, là ADC biến đổi theo kiểu tích phân hai sườn xung có độ phân giải 12bít tốc độ biến đổi chậm .
Chu kỳ lấy mẫu được tạo bởi đồng hồ thời gian thực mỗi giây ta lấy mẫu và đo điện trở một lần.
Tác dụng của việc sử dụng đồng hồ thời gian thực (RTC_DS12887):
Truớc đây trong những thiết bị đo thông minh để thêm thông tin về thời gian thực người ta thường tạo một chương trình tạo lịch(Calendar) sử dụng một bộ định thời bên trong Vi điều khiển. Nhưng nhược điểm của chương trình này là cồng kềnh phức tạp, khó lập trình, tốn nhiều bộ nhớ, khi mất điện đồng hồ này cũng không chạy được nữa, nên mỗi khi cho thiết bị hoạt động ta phải đặt lại ngày giờ.
Nếu sử dụng RTC ta có thể tránh được những nhược điểm kể trên của chương trình Calendar. Mặt khác, RTC còn cung cấp cho chúng ta một vùng nhớ bảo toàn được dữ liệu khi thiết bị không được cấp nguồn.
Màn hình hiển thị tinh thể lỏng LCD(liquid crystal display):
Có khả năng biểu diễn thông tin phong phú, dùng để hiển thị kết quả đo, hiển thị lịch và là giao diện thân thiện cho người sử dụng khi cần cài đặt thông số cho thiết bị.
Ở đây do yêu cầu về khối lượng thông tin cần hiển thị nên ta dùng loại LCD 2dòng_ 20 kí tự.
Màn hình hiển thị LED.
Mục đích để người dùng có thể quan sát kết quả đo từ khoảng cách xa. Do đặc điểm của dải đo và độ phân giải của thiết bị mà ở đây ta thiết kế màn hình hiển thị LED 3_3/4 digit, có dấu phảy động.
Bộ nhớ EEPROM:
Vì phải lưu trữ thông tin về lịch sử cách điện nên ta cần dùng bộ nhớ EEPROM. Ở đây ta dùng 4kB của bộ nhớ EEPROM 28C64.
Bàn phím chức năng là bàn phím gồm 4 phím : Phím đầu tiên dùng để chọn thông số cần thay đổi(phím FUNC). Hai phím dùng để thay đổi giá trị của thông số được chọn(phím INC(tăng)và phím DEC(giảm). Một phím dùng để đồng ý giá trị mới của thông số(phím OK), nó sẽ tác động để Vi xử lý cất giá trị thông số hiện hành vào vùng nhớ bảo toàn dữ lệu khi mất điện.
Mạch điều khiển đóng cắt Rơle chuyển tiếp, thông báo thông tin bằng đèn báo và còi báo việc này được thực hiện rất đơn giản bằng việc sử dụng các mạch logic để giải mã những lệnh đưa ra từ Vi xử lý.
Đọc tiếp điểm phụ của máy cắt để biết trạng thái của máy cắt cũng như đáp ứng của máy cắt đối với lệnh đóng cắt của Vi xử lý. Chỉ có một vấn đề cần quan tâm là tín hiệu từ máy cắt phải được cách ly về điện với Vi xử lý.
Truyền tin với máy tính qua