సామర్థ్యవంతమైన డిజిటల్ పవర్ మీటర్ల వ్యతిరేక ప్రభావాన్ని తగ్గించడం: 4kV EFT & 15kV ESD పరీక్షలను పాసైంది
I. सारांश
या उपायाचा डिझाइन केला गेला आहे जेणेकरून पारंपारिक डिजिटल विद्युत मीटर्सनी जटिल औद्योगिक इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक पर्यावरणात बऱ्याच चुनौतीचा सामना करण्यासाठी, विशेषतः अपर्याप्त विरोधीक्षमतेच्या मुख्य दुखापेसाठी. एक श्रृंखला महत्त्वाच्या नवीन डिझाइन अस्थिर वाहिका संरचनांद्वारे, हे उपाय मीटरची इलेक्ट्रिकल फास्ट ट्रान्सिएन्ट (EFT) आणि इलेक्ट्रोस्टॅटिक डिस्चार्ज (ESD) विरोध क्षमता खूप वाढवते. एकाच काळात, ते प्रणालीची रचना विकसित करते, दोन्ही उद्देश वाढवण्यासाठी विश्वासार्हता आणि खर्चाचे विनियमन, त्यामुळे विद्युत प्रणाली निरीक्षणासाठी स्थिर आणि योग्य डेटा आधार देते.
II. बाळगाई आणि उद्देश
1. समस्या विश्लेषण
पारंपारिक मीटर्समध्ये डिझाइन दुर्बलता आहेत. त्यांच्या डिस्प्ले मॉड्यूल आणि मुख्य नियंत्रण बोर्डमध्ये जोडण्याच्या इंटरफेसमध्ये अशी भांडण योजना अक्षरशः अभाव असते जी इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक संगतता (EMC) रक्षणात्मक उपाय देते. त्यामुळे ते इम्युनिटी टेस्ट्समध्ये खराब प्रदर्शन करतात, EFT रोधीक्षमता औद्योगिक अनुप्रयोगांच्या गरजांपेक्षा खूप कमी असते, वास्तविक वितरण पर्यावरणात थेट ऑपरेशनल स्थिरतेला गंभीरपणे प्रभावित करते.
2. मुख्य उद्देश
- प्रदर्शन वाढ: मीटरची EMC खूप वाढवा, त्यामुळे 4 kV EFT टेस्ट आणि उच्चस्तरीय ESD टेस्ट पार पाडा जाऊ शकतात.
- स्थिर ऑपरेशन: थेट आणि ट्रान्सिएन्ट पल्स आणि इलेक्ट्रोस्टॅटिक इंटरफिरेन्सन्याने भरलेल्या विद्युत स्थळांमध्ये मीटरचे लांब वेळाचे, दोषरहित ऑपरेशन सुनिश्चित करा, डेटा एकूण आणि प्रसारणाच्या निरंतरतेला सुनिश्चित करा.
- रचना विकसिती: सर्किट डिझाइन सरळ करा, बाहेरील घटकांची संख्या कमी करा, आणि खर्च कमी करा/संतुलित करा त्यामुळे प्रदर्शन वाढवा.
III. संपूर्ण प्रणाली रचना
मीटर मुख्य नियंत्रण चिपकडे केंद्रीत असलेल्या मॉड्यूलर डिझाइन वापरते, त्याची रचना स्पष्ट आणि विभागांच्या उत्तरदायित्वांची स्पष्टीकरण आहे. त्यात खालील महत्त्वाचे युनिट समाविष्ट आहेत:
- मुख्य नियंत्रण युनिट: प्रणालीचे "मस्तिष्क", डेटा कॅल्क्युलेशन, लॉजिक कंट्रोल, आणि प्रणाली व्यवस्थापनासाठी उत्तरदायी.
- सिग्नल एकूण युनिट: विद्युत ग्रिडपासून रॉ मुख्य वोल्टेज आणि धन दिशेने चालणारे सिग्नल एकूण करणे आणि पूर्वीचे प्रक्रिया करणे.
- विद्युत प्रबंधन युनिट: सर्व कार्यात्मक मॉड्यूल्सांसाठी स्थिर, अलगावित अनेक चॅनेल्सचे काम करणारे विद्युत देणे.
- मानव-मशीन इंटरॅक्शन (HMI) युनिट: स्थानिक पैरामीटर्स डिस्प्ले करण्यासाठी डिस्प्ले कंट्रोल मॉड्यूल समाविष्ट आहे.
- डेटा कम्युनिकेशन युनिट: रिमोट मॉनिटरिंग प्रणालीशी डेटा एक्सचेंज करण्यासाठी RS485 इंटरफेस देणे.
- डेटा स्टोरेज आणि क्लॉक युनिट: ऐतिहासिक डेटा संचयित करणे आणि योग्य वेळाचा संदर्भ देणे.
- महत्त्वाची नवीनता: विशेष इंटरफिरेन्स रोधी मॉड्यूल: हे उपायाचे एक महत्त्वाचे पक्ष आहे, महत्त्वाच्या सिग्नल पथांसाठी संरक्षण मॉड्यूल्स जोडणे.
IV. महत्त्वाचे तकनीकी उत्क्रांती
1. विशेष EFT फिल्टर सर्किट डिझाइन
- नवीन दृष्टिकोन: डिस्प्ले कंट्रोल मॉड्यूल आणि मुख्य नियंत्रण चिपमध्ये जोडण्याच्या संचार लाइन्सला EFT इंट्रुजनचे दुर्बल पॉइंट योग्य ओळखले. त्यामुळे, आम्ही प्रत्येक संचार सिग्नल लाइनसाठी स्वतंत्र फिल्टरिंग चॅनेल्स डिझाइन केले.
- प्रामाणिकीकरण: एक विशिष्ट मूल्याचा कॅप्यासिटर प्रत्येक संचार लाइनपासून ग्राउंडपासून समानांतर कनेक्ट केला, एक सोपा लो पास फिल्टर नेटवर्क बनवणे. हा कॅप्यासिटर EFT यांनी सिग्नल लाइन्सवर निर्माण केलेल्या उच्च फ्रिक्वेंसी स्पाइक एनर्जी चांगल्या प्रकारे अवशोषित करतो, त्यामुळे मुख्य नियंत्रण चिप इंटरफेसला इंटरफिरेन्समधून रक्षा करतो.
- परिणाम: हा खूप सस्ता डिझाइन मीटरची EFT रोधीक्षमता 4 kV वाढवतो, पारंपारिक मीटर्समध्ये या क्षेत्रातील दुर्बलता दूर करतो.
2. मुख्य नियंत्रणसाठी प्रणालीस्तरीय इंटरफिरेन्स रोधी विकसिती
- क्लॉक सर्किट विकसिती: पारंपारिक इंटरफिरेन्सप्रिय उच्च फ्रिक्वेंसी क्रिस्टल्सचा वापर छोडून, एक कमी फ्रिक्वेंसी क्रिस्टल एक मुख्य क्लॉक स्रोत म्हणून निवडला. कमी फ्रिक्वेंसी क्लॉक सिग्नल्स आपल्याला आपल्या स्वतःला अधिक इंटरफिरेन्स रोधीक्षमता देतात, प्रणालीस्तरीय प्रभावांची संभाव्यता कमी करतात.
- प्रणाली इंटीग्रेशन सरळीकरण: आधुनिक मुख्य नियंत्रण चिप्सच्या उच्च इंटीग्रेशन योग्यतेचा पूर्ण वापर. आंकलित-डिजिटल कन्वर्टर (ADC) आणि ऑसिलेटर कंपेंशेशन कॅप्यासिटर्सचा आंतरिक इंटीग्रेशन बाहेरील डिस्क्रीट कंपोनेंट्सची गरज रद्द करते.
- संपूर्ण फायदे:
- विकसित केलेला क्लॉक सर्किट मीटरची बाहेरील इलेक्ट्रोस्टॅटिक इंटरफिरेन्स रोधीक्षमता खूप वाढवतो, त्यामुळे तो उच्चस्तरीय ESD टेस्ट्स पार पाडू शकतो.
- उच्च इंटीग्रेशन डिझाइन PCB लेआउट सरळ करते, कंपोनेंट्सची संख्या कमी करते, त्यामुळे सामग्री खर्च कमी करते आणि उत्पादन दक्षता आणि संपूर्ण विश्वासार्हता वाढवते.
V. उपायाचे फायदे आणि मूल्य
1. अत्याधिक विश्वासार्हता
- 4 kV या उत्तराधिक EFT इंटरफिरेन्स पर्यावरणात आणि 15 kV या उत्तराधिक ESD पर्यावरणात स्थिर ऑपरेशन करण्याची क्षमता, सर्वात गंभीर औद्योगिक मानकांनुसार.
- विकसित केलेला हार्डवेअर आधार डेटा एकूण आणि मापनांच्या लांब वेळाच्या स्थिरतेला सुनिश्चित करतो.
2. विशेष आर्थिक दक्षता
- बाहेरील कंपोनेंट्सची संख्या कमी करून सामग्री खरेदी खर्च थेट कमी करा.
- सरळ डिझाइन प्रथम उत्पादन दक्षता वाढवते आणि बाद विक्री रक्षणांशी खर्च कमी करते, ग्राहकांना जीवनचक्रातील खर्चाचे फायदा देते.
3. उत्कृष्ट उत्पादन योग्यता
- वापरलेली इंटरफिरेन्स रोधी उपाय स्थापित, परिपक्व, सामान्य घटक वापरते. डिझाइन सरळ आणि विश्वसनीय आहे, त्यामुळे तो खूप योग्य आहे लांब वेळाच्या उत्पादनासाठी, उत्पादन सुसंगतता आणि उच्च गुणवत्ता देते.
