Устройство для учета расхода электроэнергии
Предложенное изобретение относится к области электроэнергетики, в частности к средствам контроля и учета расхода электроэнергии, и может быть применено в коллективных и индивидуальных системах учета и контроля. Задача, на решение которой направлено данное изобретение, состоит в том, чтобы обеспечить возможность отключения сети потребителя при несанкционированном потреблении электроэнергии. Предложенное устройство для учета расхода электроэнергии содержит установленный в пломбируемом щите учета электроэнергии счетчик, автомат отключения нагрузки, снабженный катушкой отключения, два соединенных между собой проводами идентичных трансформатора тока, установленных на разных концах питающего счетчик вводного кабеля, причем указанные трансформаторы тока и катушка отключения включены в схему устройства для учета расхода электроэнергии так, что при появлении вследствие подключения нагрузки без учета электроэнергии тока небаланса на вторичных обмотках трансформаторов тока катушка отключения размыкает цепь потребителя. При этом первый трансформатор тока установлен в фазу сети электроснабжающей организации в районе опоры воздушной линии или трубостойки, а второй трансформатор тока совместно с автоматом отключения нагрузки и счетчиком установлен в пломбируемом щите учета электроэнергии, а в качестве соединяющих трансформаторы тока проводов выбраны гибкие изолированные провода тонкого сечения, размещенные в зоне видимости контролирующих субъектов. 1 ил.
Изобретение относится к области электроэнергетики, в частности к средствам контроля и учета расхода электроэнергии, и может быть применено в коллективных и индивидуальных системах учета и контроля.
Известно устройство для учета потребления электроэнергии, содержащее установленное на опоре воздушной линии токоограничительное сопротивление (предохранитель) (см. книгу П.А.Умов. Обслуживание городских электрических сетей. М.: Высшая школа, 1984. С.71-75).
Наличие токоограничительного сопротивления не допускает превышения использования установленной мощности, а расчет за электроэнергию производится по усредненным данным электроснабжающей организации.
Известное устройство не позволяет производить учет расхода электроэнергии индивидуально каждого абонента, а установленное на опоре воздушной линии токоограничительное сопротивление усложняет его обслуживание.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому (прототипом) является устройство для учета потребления электроэнергии, раскрытое в заявке РФ на изобретение RU 2003138033 (вариант 1), на основании которой выдан патент РФ RU 2253121, опубликованный 27.05.2005. Указанное устройство для учета расхода электроэнергии содержит установленный в пломбируемом щите учета электроэнергии счетчик, автомат отключения нагрузки, снабженный катушкой отключения, два соединенных между собой проводами идентичных трансформатора тока, установленных на разных концах питающего счетчик вводного кабеля, причем указанные трансформаторы тока и катушка отключения включены в схему устройства для учета расхода электроэнергии так, что при появлении вследствие подключения нагрузки без учета электроэнергии тока небаланса на вторичных обмотках трансформаторов тока катушка отключения размыкает цепь потребителя.
Недостатком данного устройства является то, что несанкционированное использование электроэнергии возможно при подключении к вводному кабелю в скрытых, не видимых контролирующим субъектам, местах (в стене, трубе, земле перекрытии).
Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, состоит в том, чтобы обеспечить возможность гарантированного отключения сети потребителя при несанкционированном потреблении электроэнергии в скрытых местах.
Поставленная задача решается тем, что в известном устройстве для учета расхода электроэнергии, содержащем установленный в пломбируемом щите учета электроэнергии счетчик, автомат отключения нагрузки, снабженный катушкой отключения, два соединенных между собой проводами идентичных трансформатора тока, установленных на разных концах питающего счетчик вводного кабеля, причем указанные трансформаторы тока и катушка отключения включены в схему устройства для учета расхода электроэнергии так, что при появлении вследствие подключения нагрузки без учета электроэнергии тока небаланса на вторичных обмотках трансформаторов тока катушка отключения размыкает цепь потребителя, согласно предложенному изобретению первый трансформатор тока установлен в фазу сети электроснабжающей организации в районе опоры воздушной линии или трубостойки, а второй трансформатор тока совместно с автоматом отключения нагрузки и счетчиком установлен в пломбируемом щите учета электроэнергии, а в качестве соединяющих трансформаторы тока проводов выбраны гибкие изолированные провода тонкого сечения, размещенные в зоне видимости контролирующих субъектов.
Альтернативным вариантом получения технического результата является соединение начала вторичной обмотки первого трансформатора тока с началом вторичной обмотки второго трансформатора тока, а концов вторичных обмоток первого и второго трансформаторов тока с катушкой отключения выключателя нагрузки.
Соединительные провода между первым и вторым трансформаторами тока и катушкой отключения выключателя нагрузки выполнены гибкими, а по длине с запасом с возможностью их осмотра путем перемещения на величину толщины скрытой полости.
В случае же наличия нескольких отдельных потребителей электроэнергии в одном здании количество дополнительных трансформаторов тока может быть и два, и три, и более по количеству, равному количеству потребителей. При этом при несанкционированном подключении одного из потребителей происходит отключение одного только этого потребителя.
Установка первого трансформатора тока в начале вводной электрической линии (на опломбированном распределительном щите, на электрической опоре на высоте и т.д.) делает невозможным несанкционированное подключение к вводной линии до первого трансформатора тока. Второй трансформатор тока, смонтированный в конце вводной электрической линии, находится в опломбированном блоке определения и индикации потребляемой мощности и поэтому несанкционированное подключение без срабатывания устройства на отключение потребителя также невозможно.
Признаки соединения начала вторичной обмотки первого трансформатора тока с началом вторичной обмотки второго трансформатора тока, а концов вторичных обмоток первого и второго трансформаторов тока с катушкой отключения выключателя нагрузки - являются признаками дополнительными, способствующими в альтернативном варианте достигнуть предусмотренных технической задачей положительных результатов.
Признаки выполнения соединительных проводов между первым и вторым трансформаторами тока и катушкой отключения выключателя нагрузки гибкими, а по длине с запасом с возможностью их осмотра путем перемещения на величину толщины скрытой полости - являются признаками дополнительными, раскрывающими конкретное выполнение основных признаков и способствующими достижению поставленной изобретением технической задачи.
Так, соединительные провода вторичной обмотки первого трансформатора, проходящие через скрытые полости (трубы, стены здания и др.) выполнены по длине с запасом для того, чтобы, например, контролеру можно было периодически осматривать этот провод, протянув его по ту или иную стороны скрытой полости и увидеть, было ли несанкционированное подключение.
На чертеже схематично представлено предлагаемое устройство.
Устройство для учета расхода электроэнергии состоит из вводной электрической линии 1, в начале которой на фазном проводе 2 подключен первый трансформатор 3 тока, с первичной 4 и вторичной 5 обмотками. В конце вводной электрической линии, непосредственно подходящей к потребителю через опломбированный блок 6 определения и индикации потребляемой мощности, на фазном проводе подключен второй трансформатор тока 7 с первичной 8 и вторичной 9 обмотками. Опломбированный блок 6 определения и индикации потребляемой мощности содержит счетчик 10, смонтированный на фазном проводе второй трансформатор тока 7 и катушку отключения 11 (высокочувствительное токовое реле, реагирующее на появление в цепи тока), связанную с выключателем нагрузки 12. Соединительный провод 13, связывающий концы вторичных обмоток первого трансформатора 3 тока с блоком 6 определения и индикации потребляемой мощности, выполнен гибким и по длине с запасом, образуя по обе стороны скрытой полости, стены 14 и др. - петли 15, при этом длина соединительного провода 13 позволяет продернуть (протянуть этот провод с одной стороны стены 14 на другую) и осмотреть его на предмет повреждения. Оба трансформатора тока 3 и 7 имеют одинаковые параметры, при этом первый трансформатор 3 тока устанавливается на фазный провод 2 вводной электрической линии электроснабжающей организации. Для наглядности с левой стороны предлагаемой схемы показан блок 16 несанкционированного подключения.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Трансформаторы тока 3 и 7 подключены к фазному проводу 2 электрической линии 1. При включении и подаче электроэнергии потребителю, когда нет несанкционированного подключения, суммарный ток (ток небаланса) вторичных обмоток 5 и 9 трансформаторов тока 3 и 7 будет равен нулю, т.е. несанкционированного подключения нет.
В случае несанкционированного подключения блока 16 появляется ток небаланса, который приводит к срабатыванию катушки отключения 11 (чувствительного токового реле) и размыканию цепи потребителя через выключатель нагрузки 12. Дальнейшее включение питания потребителю осуществляется инспектором. Таким образом, предлагаемое устройство определяет наличие отклонений от равенства первичных токов в обмотках трансформаторов тока 3 и 7. В рабочем и аварийном режимах вторичные обмотки 5 и 9 и связывающие их соединительные гибкие провода 13 не имеют электрического потенциала и безопасны. Соединительные гибкие провода 13, связывающие обмотки трансформаторов тока 3 и 7, находятся в зоне видимости и упрощают работу инспекции.
В настоящее время автором изготовлено несколько опытных образцов предлагаемого устройства, испытания которых показали хорошие результаты. Разрабатывается конструкторская документация и проводится работа по организации производства предлагаемых устройств.
Устройство для учета расхода электроэнергии, содержащее установленный в пломбируемом щите учета электроэнергии счетчик, автомат отключения нагрузки, снабженный катушкой отключения, два соединенных между собой проводами идентичных трансформатора тока, установленных на разных концах питающего счетчик вводного кабеля, причем указанные трансформаторы тока и катушка отключения включены в схему устройства для учета расхода электроэнергии так, что при появлении вследствие подключения нагрузки без учета электроэнергии тока небаланса на вторичных обмотках трансформаторов тока катушка отключения размыкает цепь потребителя, отличающееся тем, что первый трансформатор тока установлен в фазу сети электроснабжающей организации в районе опоры воздушной линии или трубостойки, а второй трансформатор тока совместно с автоматом отключения нагрузки и счетчиком установлен в пломбируемом щите учета электроэнергии, а в качестве соединяющих трансформаторы тока проводов выбраны гибкие изолированные провода тонкого сечения, размещенные в зоне видимости контролирующих субъектов.
