Измеритель потерь мощности (варианты)



Измеритель потерь мощности (варианты)
Измеритель потерь мощности (варианты)
Измеритель потерь мощности (варианты)
Измеритель потерь мощности (варианты)
Измеритель потерь мощности (варианты)
Измеритель потерь мощности (варианты)
Измеритель потерь мощности (варианты)
Измеритель потерь мощности (варианты)
Измеритель потерь мощности (варианты)

 


Владельцы патента RU 2467337:

Балыкин Евгений Сергеевич (RU)
Коваленко Алексей Николаевич (RU)
Ермаков Владимир Филиппович (RU)
Воротницкий Валерий Эдуардович (RU)
Ермакова Елена Владимировна (RU)
Зайцева Ирина Владимировна (RU)

Группа заявленных изобретений относится к области информационно-измерительной и вычислительной техники, предназначена для определения и индикации усредненных на 1-минутном интервале потерь мощности. Первый вариант реализации измерителя содержит датчик тока (ДТ), квадратор, блок умножения, первое и второе апериодические звенья, первый и второй источники опорного напряжения, сумматор, датчик температуры окружающей среды (ДТОС), стрелочный индикатор, датчик температуры электрооборудования (ДТЭО), инвертор, переключатель; 2) второй вариант реализации измерителя содержит ДТ, микроконтроллер, регистр, цифровой индикатор, ДТОС, ДТЭО, генератор прямоугольных импульсов, приемопередатчик, компьютер. Технический результат - повышение точности и расширение функциональных возможностей устройства. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 8 ил., 1 табл.

 

Предлагаемая группа изобретений относится к области информационно-измерительной и вычислительной техники и предназначена для измерения усредненной на 1-минутном интервале мощности потерь электроэнергии.

Известно устройство для определения начальных моментов любого порядка [1], содержащее входной зажим, функциональный преобразователь, интегратор, источник опорного напряжения, компаратор, одновибратор, первый и второй счетчики, генератор прямоугольных импульсов, блок деления, индикатор.

Недостатками аналога являются невысокая точность, обусловленная наличием в схеме устройства аналогового интегратора, выполненного на операционном усилителе и конденсаторе, а также узкие функциональные возможности.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является счетчик потерь электроэнергии [2], содержащий генератор прямоугольных импульсов, компьютер, таймер, таймер-часы, датчик тока, аналого-цифровой преобразователь, функциональный преобразователь, накапливающий сумматор, индикатор, блок деления, постоянное запоминающее устройство, приемо-передатчик, первый и второй счетчики, первый и второй одновибраторы.

Недостатками прототипа являются невысокая точность, обусловленная неучетом зависимости активного сопротивления токоведущих элементов электрооборудования от температуры нагрева (погрешность по этой причине может достигать 40% [3]), а также узкие функциональные возможности.

Технические задачи, решаемые изобретением, - повышение точности за счет учета зависимости активного сопротивления токоведущих элементов электрооборудования от температуры нагрева и расширение функциональных возможностей устройства за счет возможности непрерывного контроля мощности потерь электроэнергии.

Указанные технические задачи (в первом варианте реализации измерителя) решаются благодаря тому, что в счетчик потерь электроэнергии, содержащий датчик тока, квадратор, дополнительно введены переключатель, датчики температуры окружающей среды и электрооборудования, первый и второй источники опорного напряжения, инвертор, сумматор, стрелочный индикатор, блок умножения, первое и второе апериодические звенья, второй вход последнего подключен к выходу датчика температуры окружающей среды, а выход соединен с первым выводом переключателя, второй вывод которого через инвертор подключен к выходу датчика температуры электрооборудования, а общий вывод соединен с третьим входом сумматора, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам первого и второго источников опорного напряжения, а выход соединен с вторым входом блока умножения, первый вход которого через квадратор подключен к выходу датчика тока, а выход соединен с объединенными первым входом второго апериодического звена и входом первого апериодического звена, выход которого через стрелочный индикатор соединен с общей шиной измерителя.

Указанные технические задачи (во втором варианте реализации измерителя) решаются благодаря тому, что в счетчик потерь электроэнергии, содержащий генератор прямоугольных импульсов, компьютер, цифровой индикатор, датчик тока, приемо-передатчик, дополнительно введены датчики температуры окружающей среды и электрооборудования, микроконтроллер, регистр, информационный выход которого соединен с информационным входом цифрового индикатора, а информационный и управляющий входы подключены соответственно к выходам портов D и Е микроконтроллера, выход порта F которого через приемо-передатчик соединен с входом компьютера, выход генератора прямоугольных импульсов соединен с тактовым входом микроконтроллера, входы портов А, В и С которого подключены соответственно к выходам датчиков тока, температуры окружающей среды и температуры электрооборудования.

Блок умножения содержит операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной измерителя, а выход соединен с объединенными выходом блока умножения и, через резистор обратной связи, с инвертирующим входом операционного усилителя, подключенным через цифроаналоговый преобразователь к первому входу блока умножения, второй вход которого соединен с аналоговым информационным входом аналого-цифрового преобразователя, вход опорного напряжения которого подключен к выходу источника опорного напряжения, а цифровой информационный выход соединен с цифровым входом цифроаналогового преобразователя.

Квадратор содержит операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной измерителя, а выход связан с объединенными выходом квадратора и, через резистор обратной связи, с инвертирующим входом операционного усилителя, подключенным через цифроаналоговый преобразователь ко входу квадратора, соединенному с аналоговым информационным входом аналого-цифрового преобразователя, вход опорного напряжения которого подключен к выходу источника опорного напряжения, а цифровой информационный выход соединен с цифровым входом цифроаналогового преобразователя.

Инвертор содержит операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной измерителя, а выход соединен с объединенными выходом инвертора и через резистор обратной связи - с инвертирующим входом операционного усилителя, подключенным через входной резистор ко входу инвертора.

Сумматор содержит операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной измерителя, а выход соединен с объединенными выходом сумматора и через резистор обратной связи - с инвертирующим входом операционного усилителя, подключенным через входные резисторы ко входам сумматора.

Первое апериодическое звено содержит операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной счетчика, а выход соединен с объединенными выходом первого апериодического звена и через параллельно соединенные резистор обратной связи и конденсатор - с инвертирующим входом операционного усилителя, подключенным через входной резистор ко входу первого апериодического звена.

Второе апериодическое звено содержит операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной счетчика, а выход соединен с объединенными выходом второго апериодического звена и через параллельно соединенные резистор обратной связи и конденсатор - с инвертирующим входом операционного усилителя, подключенным через входные резисторы ко входам второго апериодического звена.

Существенным отличием предлагаемого измерителя является введение дополнительных элементов в различных вариантах его реализации:

1) переключателя, датчиков температуры окружающей среды и электрооборудования, первого и второго источников опорного напряжения, инвертора, сумматора, блока умножения, стрелочного индикатора, первого и второго апериодических звеньев;

2) микроконтроллера, регистра, датчиков температуры окружающей среды и электрооборудования.

К существенным отличиям измерителя также относятся организация его новой структуры и введение новых связей между элементами. Совокупность элементов и связей между ними обеспечивает достижение положительного эффекта - расширения функциональных возможностей счетчика, за счет возможности непрерывного контроля мощности потерь электроэнергии, и повышения его точности за счет учета зависимости активного сопротивления токоведущих элементов электрооборудования от температуры нагрева.

Схемы первого и второго вариантов реализации измерителя приведены на фиг.1 и 2; схемы элементов измерителя представлены на: фиг.3 - блока умножения, фиг.4 - квадратора, фиг.5 - инвертора, фиг.6 - сумматора, фиг.7 и 8 - первого и второго апериодических звеньев.

Схема первого варианта реализации измерителя (фиг.1) содержит датчик 1 тока (ДТ), квадратор 2, блок 3 умножения (БУ), первое 4 и второе 5 апериодические звенья (AЗ), первый 6 и второй 7 источники опорного напряжения (ИОН), сумматор 8, датчик 9 температуры окружающей среды, стрелочный индикатор 10, датчик 11 температуры электрооборудования, инвертор 12, переключатель 13. Выход датчика 1 тока через квадратор 2 соединен с первым входом блока 3 умножения, выход которого соединен с объединенными первым входом второго апериодического звена 5 и входом первого апериодического звена 4, выход которого через стрелочный индикатор 10 соединен с общей шиной измерителя, второй вход второго апериодического звена 5 подключен к выходу датчика 9 температуры окружающей среды, а выход соединен с первым выводом переключателя 13, второй вывод которого через инвертор 12 подключен к выходу датчика 11 температуры электрооборудования, а общий вывод соединен с третьим входом сумматора 8, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам первого 6 и второго 7 источников опорного напряжения, а выход соединен со вторым входом блока 3 умножения.

Схема второго варианта реализации измерителя (фиг.2) содержит датчик 14 тока (ДТ), микроконтроллер (МК) 15, регистр 16, цифровой индикатор (ЦИ) 17, датчики температуры окружающей среды (ДТОС) 18 и электрооборудования (ДТЭО) 19, генератор 20 прямоугольных импульсов (ГПИ), приемо-передатчик 21, компьютер 22. Выход датчика 14 тока соединен с входом порта А микроконтроллера 15, входы портов В и С которого подключены соответственно к выходам датчиков температуры окружающей среды 18 и температуры электрооборудования 19, а тактовый вход подключен к выходу генератора 20 прямоугольных импульсов, выходы портов микроконтроллера 15 соединены соответственно D - с информационным входом регистра 16, Е - с управляющим входом регистра 16, F - через приемо-передатчик 21 с входом компьютера 22, информационный выход регистра 16 соединен с информационным входом цифрового индикатора 17.

Блок 3 умножения (фиг.3) содержит операционный усилитель 23, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной измерителя, а выход соединен с объединенными выходом блока 3 умножения и через резистор 24 обратной связи - с инвертирующим входом операционного усилителя 23, подключенным через цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 25 к первому входу блока 3 умножения, второй вход которого соединен с аналоговым информационным входом аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 26, вход опорного напряжения которого подключен к выходу источника 27 опорного напряжения, а цифровой информационный выход соединен с цифровым входом цифроаналогового преобразователя 25.

Квадратор 2 (фиг.4) содержит операционный усилитель 28, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной измерителя, а выход соединен с объединенными выходом квадратора 2 и через резистор 29 обратной связи - с инвертирующим входом операционного усилителя 28, подключенным через цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 30 ко входу квадратора 2, соединенному с аналоговым информационным входом аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 31, вход опорного напряжения которого подключен к выходу источника 32 опорного напряжения (ИОН), а цифровой информационный выход соединен с цифровым входом цифроаналогового преобразователя 30.

Инвертор 12 (фиг.5) содержит операционный усилитель 33, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной измерителя, а выход соединен с объединенными выходом инвертора 12 и через резистор 34 обратной связи - с инвертирующим входом операционного усилителя 33, подключенным через входной резистор 35 ко входу инвертора 12.

Сумматор 8 (фиг.6) содержит операционный усилитель (ОУ) 36, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной измерителя, а выход соединен с объединенными выходом сумматора 8 и через резистор 37 обратной связи - с инвертирующим входом операционного усилителя 36, подключенным через входные резисторы 38-39 ко входам сумматора 8.

Первое апериодическое звено 4 (фиг.7) содержит операционный усилитель 40, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной измерителя, а выход соединен с объединенными выходом первого апериодического звена 4 и через параллельно соединенные резистор 41 обратной связи и конденсатор 42 - с инвертирующим входом операционного усилителя 40, подключенным через входной резистор 43 ко входу первого апериодического звена 4.

Второе апериодическое звено 5 (фиг.8) содержит операционный усилитель 44, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной измерителя, а выход соединен с объединенными выходом второго апериодического звена 5 и через параллельно соединенные резистор 45 обратной связи и конденсатор 46 - с инвертирующим входом операционного усилителя 44, подключенным через входные резисторы 47 и 48 ко входам второго апериодического звена 5.

Потери мощности в токоведущих элементах (ТЭ) электрооборудования (ЭО) определяются по формуле

где I(t) - изменяющийся во времени ток нагрузки, протекающий по ТЭ ЭО;

R - сопротивление ТЭ ЭО.

При упрощенных расчетах сопротивление R принимается неизменным во времени и равным сопротивлению R0 при температуре окружающей среды t0=20°С или сопротивлению при другой фиксированной температуре.

Значение сопротивления R в функции от температуры tЭО ТЭ ЭО определяется по формуле

где α - температурный коэффициент сопротивления ТЭ ЭО; имеет значение для меди αм=0,0041°С-1, алюминия αа=0,0044°°С-1, стали αст=0,006°С-1.

Так как потери мощности отображаются на индикаторах в реальном времени, то масштаб по времени, а также по постоянной времени нагрева τЭО при моделировании в обоих вариантах измерителя принят равным единице.

Первый вариант измерителя (фиг.1) работает следующим образом.

В том случае, если доступ к ТЭ ЭО невозможен или затруднителен, опасен (в этом случае переключатель 13 на фиг.1 устанавливается в правое положение), то температура tЭО(t) определяется путем имитационного моделирования из дифференциального уравнения нагрева [4]

где - коэффициент изменения сопротивления ТЭ ЭО в функции от температуры.

tном - номинальная длительно допустимая температура ТЭ ЭО;

tокр - температура окружающей среды;

Iном - номинальный ток ЭО;

I(t) - ток нагрузки.

С выхода ДТ 1, проходя через квадратор 2, на первый вход БУ 3 поступает напряжение, пропорциональное квадрату тока нагрузки U=-(I/mI)2 (где mI=I/UI - масштаб по току).

Схемы квадратора 2 и БУ 3 одинаковы, у квадратора два входных зажима объединены. В БУ 3 (фиг.3) умножение аналогового сигнала x, поступающего через первый вход БУ 3 на аналоговый вход ЦАП 25, выполняет ЦАП 25, к цифровому входу которого приложен код с выхода АЦП 26 [5, 6]. Этот код пропорционален напряжению y, поступающему через второй вход БУ 3 на вход АЦП 26. На выходе БУ 3 появляется напряжение z=-ху. Инверсию выходного сигнала БУ 3 (так же, как и у остальных элементов измерителя, изображенных на фиг.4-8) вносит ОУ 23.

На второй вход БУ 3 с выхода сумматора 8 поступает напряжение, пропорциональное сопротивлению R ТЭ ЭО, по которому протекает ток I. На выходе БУ 3 появляется напряжение, пропорциональное потерям мощности в ЭО

где Кп - коэффициент пропорциональности.

Напряжение U3 для удобства наблюдения при исследовании резко-переменных нагрузок пропускается через первое апериодическое звено 4, имеющее постоянную времени сглаживания τ4=1 мин.

Выходное напряжение AЗ 4, пропорциональное сглаженному значению потерь мощности ЭО ΔР, отображается стрелочным индикатором 10, а также поступает на первый вход второго AЗ 5, постоянная времени сглаживания которого равна постоянной времени нагрева исследуемого ЭО τ5ЭО. Второй вход AЗ 5 подключен к выходу ДТОС 9, выходное напряжение которого пропорционально температуре окружающей среды U9=tокр/mt (где tокр - температура окружающей среды, mt=t/Ut - масштаб по температуре).

Напряжения U3 и U9 суммируются вторым AЗ 5 (фиг.8), выходное напряжение которого U5=-tЭО/mt, пропорциональное температуре ТЭ ЭО tЭО, изменяется по экспоненте с постоянной τ5ЭО и представляет собой решение дифференциального уравнения модели нагрева ТЭ ЭО

которое для удобства пояснений можно записать, как

Решение уравнения 6 осуществляется апериодическим звеном 5 [7, 8]. Понижение порядка производной dU5/dt выполняет интегратор, реализованный на элементах 44-48 (фиг.8) и имеющий постоянную интегрирования Т=τЭО. На вход интегратора на ОУ 44 поступают суммируемые напряжения через резисторы: 47 - U3, 48 - U9, 45 - (-U5).

Отрицательное напряжение U5 с выхода AЗ 5 через переключатель 13 поступает на третий вход сумматора 8, к первому и второму входам которого соответственно приложены: отрицательное напряжение с выхода первого ИОН 6 U6=-R0/mR (где R0 - сопротивление ТЭ ЭО при температуре окружающей среды t0=20°С, mR=R/UR - масштаб по сопротивлению) и положительное напряжение с выхода второго ИОН 7 U5=t0/mt.

С учетом инвертирования сигнала операционным усилителем 36 (фиг.6) сумматор 8 вычисляет сопротивление ТЭ ЭО по формуле (2).

В том случае, если ТЭ ЭО доступен, то значение температуры tЭО определяется с помощью датчика ДТЭО 11 (в этом случае у первого варианта измерителя на фиг.1 переключатель 13 устанавливается в левое положение).

В этом режиме группа элементов 1-4, 6-8, 10 первого варианта измерителя работает так же, как и в описанном выше режиме с имитацией tЭО.

Напряжение U11, пропорциональное температуре ТЭ ЭО tЭО, задается датчиком ДТЭО 11. Это напряжение, после прохождения через инвертор 12 (фиг.5) и переключатель 13, подается на первый вход сумматора 8 и т.д.

Потери мощности в обоих режимах отображаются на индикаторе 10.

Первый вариант измерителя применим для исследования только маломощного ЭО (мощностью до нескольких кВт). Это объясняется трудностью реализации интегратора на ОУ 44 (фиг.8) с большой постоянной интегрирования T=R45·C46. Например: 1) Т=1 мин, R45·=6 МОм, ·С46=10 мкФ; 2) T=10 мин, R45·= 6 МОм, ·С46=100 мкФ. Из рассмотрения приведенных примеров ясно, что при дальнейшем увеличении значений R и С для увеличения постоянной τ рабочие токи через R и С будут соизмеримы со входными токами ОУ 44 и токами утечки конденсаторов, а это, в свою очередь, может привести к значительной погрешности устройства.

Второй вариант измерителя (фиг.2) работает следующим образом.

Выходное напряжение ДТ 14, пропорциональное току нагрузки I(t), поступает на вход порта А МК 15, который соединен со входом встроенного в МК 15 АЦП. Дальнейшая обработка тока I, а также других производных величин (ΔР, tЭО, R и др.) выполняется в МК 15 программными средствами.

В первом режиме применения второго варианта измерителя (при наличии доступа к ТЭ ЭО) датчиком 19 измеряется температура ТЭ ЭО tЭО. В АЦП МК 15 входная аналоговая величина преобразуется в код тока I. Далее в МК 15 вычисляются: 1) квадрат тока I2; 2) сопротивление ТЭ ЭО R=R0[1+α(tЭО-t0)]; 3) потери мощности ΔР=I2R; 4) значение усредненной за 1 мин мощности ΔP1мин, которое ежеминутно записывается в регистр 16 и непрерывно отображается на индикаторе 17.

Во втором режиме применения второго варианта измерителя (при отсутствии доступа к ТЭ ЭО) датчиком 18 измеряется температура окружающей среды tокр, а температура ТЭ ЭО tЭО рассчитывается в МК 15 по следующему алгоритму.

Разрешим уравнение (3) относительно производной температуры tЭО, a также сделаем замену

В памяти МК 15 размещаются константы, используемые в правой части уравнения (7) как коэффициенты перед переменными R, I2, tокр, tЭО. Значения констант приведены в таблице. Константы вводятся в МК 15 компьютером 22 через приемо-передатчик 21 при подготовке измерителя к работе. Эти данные являются индивидуальными для каждого ТЭ ЭО.

Таблица
Значения констант
Номера ячеек памяти МК 15 1 2 3 4 5
Содержимое ячеек R0 αR0 t0=20° tном 1

При решении уравнения (7) численным методом в МК 15 операция интегрирования правой части этого уравнения заменяется на операцию суммирования при каждой выборке очередного значения с ранее накопленной суммой в ячейке «а» памяти МК 15. Несмотря на непрерывное суммирование ячейка «а» не переполняется, поскольку при увеличении температуры tЭО правая часть уравнения (7) положительна, а при уменьшении температуры tЭО - отрицательна.

Следует также отметить, что точность решения уравнения (7) описанным способом очень высока, поскольку выборки тока I выполняются с высокой частотой, а скорость изменения температуры tЭО и сопротивления ТЭ ЭО R(tЭО) на несколько порядков ниже скорости изменения тока I из-за большого значения постоянной нагрева.

В МК 15 в этом режиме применения второго варианта измерителя вычисляются: 1) квадрат тока I2; 2) сопротивление ТЭ ЭО R=R0[1+α(tЭО-t0)]; 3) потери мощности ΔР=I2R; 4) значение усредненной за 1 мин мощности ΔP1мин, которое ежеминутно записывается в регистр 16 и непрерывно отображается на индикаторе 17; 5) правая часть уравнения при i-той выборке тока I ;

6) накапливающаяся сумма в ячейке «а» Sа=Sai=tЭО.

Преимуществами предлагаемого устройства по сравнению с известными аналогами являются меньшая погрешность и более широкие функциональные возможности. Схемы вариантов измерителя ориентированы на применение современной микроэлектронной основы - опытный образец счетчика изготовлен на базе AVR-микроконтроллера Atmega8.

Источники информации

1. Авторское свидетельство 2041496 СССР, МПК G06F 17/18, 1991.

2. Патент 2380715 РФ, МПК G01R 19/02, G01R 11/00, 2008 (прототип).

3. Осипов Д.С. Учет нагрева токоведущих частей в расчетах потерь мощности и электроэнергии при несинусоидальных режимах систем электроснабжения: Автореф. дис.… канд. техн. наук. - Омск, 2005.

4. Брагин С.М. Электрический и тепловой расчет кабеля. - М.-Л.: Госэнергоиздат, 1960. - 328 с.

5. Гнатек Ю.Р. Справочник по цифроаналоговым и аналого-цифровым преобразователям: Пер. с англ. - М.: Радио и связь, 1982. - 552 с.

6. Свид-во на полезную модель 2878 РФ, МПК G06G 7/12. Устройство для выполнения арифметических операций (варианты), 1991 (4-й н.п. ф-лы).

7. Коган Б.Я. Электронные моделирующие устройства и их применение для исследования систем автоматического регулирования. - М.: Физматгиз, 1963. - 512 с.

8. Анисимов Б.В., Голубкин В.Н. Аналоговые вычислительные машины: Учебник для вузов. - М.: Высш. шк., 1971. - 448 с.

1. Измеритель потерь мощности, содержащий датчик тока, квадратор, отличающийся тем, что в него дополнительно введены переключатель, датчики температуры окружающей среды и электрооборудования, первый и второй источники опорного напряжения, инвертор, сумматор, стрелочный индикатор, блок умножения, первое и второе апериодические звенья, второй вход последнего подключен к выходу датчика температуры окружающей среды, а выход соединен с первым выводом переключателя, второй вывод которого через инвертор подключен к выходу датчика температуры электрооборудования, а общий вывод соединен с третьим входом сумматора, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам первого и второго источников опорного напряжения, а выход соединен с вторым входом блока умножения, первый вход которого через квадратор подключен к выходу датчика тока, а выход соединен с объединенными первым входом второго апериодического звена и входом первого апериодического звена, выход которого через стрелочный индикатор соединен с общей шиной измерителя.

2. Измеритель по п.1, отличающийся тем, что блок умножения содержит операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной измерителя, а выход соединен с объединенными выходом блока умножения и через резистор обратной связи - с инвертирующим входом операционного усилителя, подключенным через цифроаналоговый преобразователь к первому входу блока умножения, второй вход которого соединен с аналоговым информационным входом аналого-цифрового преобразователя, вход опорного напряжения которого подключен к выходу источника опорного напряжения, а цифровой информационный выход соединен с цифровым входом цифроаналогового преобразователя.

3. Измеритель по п.1, отличающийся тем, что квадратор содержит операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной измерителя, а выход соединен с объединенными выходом квадратора и через резистор обратной связи - с инвертирующим входом операционного усилителя, подключенным через цифроаналоговый преобразователь ко входу квадратора, соединенному с аналоговым информационным входом аналого-цифрового преобразователя, вход опорного напряжения которого подключен к выходу источника опорного напряжения, а цифровой информационный выход соединен с цифровым входом цифроаналогового преобразователя.

4. Измеритель по п.1, отличающийся тем, что инвертор содержит операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной измерителя, а выход соединен с объединенными выходом инвертора и через резистор обратной связи - с инвертирующим входом операционного усилителя, подключенным через входной резистор ко входу инвертора.

5. Измеритель по п.1, отличающийся тем, что сумматор содержит операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной измерителя, а выход соединен с объединенными выходом сумматора и через резистор обратной связи - с инвертирующим входом операционного усилителя, подключенным через входные резисторы ко входам сумматора.

6. Измеритель по п.1, отличающийся тем, что первое апериодическое звено содержит операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной счетчика, а выход соединен с объединенными выходом первого апериодического звена и через параллельно соединенные резистор обратной связи и конденсатор - с инвертирующим входом операционного усилителя, подключенным через входной резистор ко входу первого апериодического звена.

7. Измеритель по п.1, отличающийся тем, что второе апериодическое звено содержит операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной счетчика, а выход соединен с объединенными выходом второго апериодического звена и через параллельно соединенные резистор обратной связи и конденсатор - с инвертирующим входом операционного усилителя, подключенным через входные резисторы ко входам второго апериодического звена.

8. Измеритель потерь мощности, содержащий компьютер, генератор прямоугольных импульсов, цифровой индикатор, датчик тока, приемопередатчик, отличающийся тем, что в него дополнительно введены датчики температуры окружающей среды и электрооборудования, микроконтроллер, регистр, информационный выход которого соединен с информационным входом цифрового индикатора, а информационный и управляющий входы подключены соответственно к выходам портов D и Е микроконтроллера, выход порта F которого через приемопередатчик соединен с входом компьютера, выход генератора прямоугольных импульсов соединен с тактовым входом микроконтроллера, входы портов А, В и С которого подключены соответственно к выходам датчиков тока, температуры окружающей среды и температуры электрооборудования.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при разработке электросчетчиков активной энергии. .

Изобретение относится к электроизмерительной технике, а также к средствам распределения, контроля, учета расхода электроэнергии, защиты от хищений, дистанционной индикации режимов работы сети и управления средствами коммутации питающих сетей.

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и применяется для контроля предоставления и потребления разного вида коммунальных услуг в системах контроля расхода газа, горячей и холодной воды, тепловой и электроэнергии.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано на промышленных предприятиях и в административных зданиях для контроля за потреблением электроэнергии.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано на промышленных предприятиях и в административных зданиях для контроля за потреблением электроэнергии.

Изобретение относится к средствам измерительной техники и может быть использовано при разработке и исследовании однофазных индукционных электросчетчиков, в частности, на чувствительность к высокочастотным составляющим тока в нагрузках

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при испытаниях однофазных индукционных электросчетчиков, в частности, при проверке погрешности отсчета расходуемой электроэнергии при прерывании рабочего тока на повышенной частоте, во много раз превышающей частоту энергоснабжающей сети

Изобретение относится к средствам электроизмерительной техники для учета расхода электроэнергии и управления средствами коммутации питающих сетей и может быть использовано в жилищно-коммунальном хозяйстве

Изобретение относится к электроизмерительной технике и используется для измерения электрической энергии в цепях переменного тока с целью ее учета. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей счетчика электрической энергии. Технической задачей изобретения является обеспечение защиты счетчика электрической энергии от повышенного или пониженного напряжения в сети. Технический результат изобретения достигается тем, что счетчик электрической энергии с защитным отключением, содержащий датчик тока, выходы которого соединены с перемножителем тока на напряжение, который, в свою очередь, соединен с преобразователем тока в частоту импульсов, трансформатор тока с двумя первичными обмотками и одной вторичной обмоткой, на которой сигнал пропорционален разности токов первичных обмоток, и выпрямитель, при этом выходы трансформатора через выпрямитель, преобразующий переменный сигнал в сигнал постоянного тока, подключены к преобразователю тока в частоту импульсов, при этом если сигнал с выхода выпрямителя, превышая сигнал с выхода перемножителя тока на напряжение, подается на преобразователь тока в частоту импульсов, то преобразователь тока в частоту импульсов выдает максимальную частоту импульсов, дополнительно содержит реле защиты от скачков напряжения, входы которого соединены с фазным и нулевым проводниками измерительной сети, первичные обмотки трансформатора тока соединены с фазным и нулевым проводниками измерительной сети через нормально замкнутые контакты реле защиты от скачков напряжения. 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при проверке индукционных приборов учета электроэнергии. Устройство для проверки индукционных электросчетчиков состоит из параллельно подключенных между собой первой и второй групп из тиристора, диода и транзистора, проводники со стороны катода тиристора, анода диода и коллектора транзистора n-р-n-типа в каждой группе подключены к выводам вилки, подключаемой к розетке потребителя электроэнергии, а накопительный конденсатор соединен между эмиттерными цепями транзисторов первой и второй групп, при этом управляющие переходы последних трансформаторно связаны с высокочастотным импульсным генератором с регулируемой частотой, а тиристоры открываются поочередно в начале второй и четвертой четвертей периода сетевого напряжения соответственно для тиристоров второй и первой групп с помощью блока управления, синхронизируемого сетевым напряжением. Технический результат заключается в возможности установления частоты модулирующих колебаний, при которой отмотка показаний максимальна при заданной емкости накопительного конденсатора. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Настоящее изобретение относится к области электроизмерительной техники для учета и контроля расхода объема электропотребления трехфазной электрической сети, а именно к многофункциональным многотарифным приборам учета электрической энергии, устанавливаемым без снятия напряжения и монтажа, предназначенным для технического и коммерческого учета потребленной электрической энергии, мощности, а также для контроля параметров электрической энергии в течение времени. Мобильное устройство контроля за учетом электрической энергии, содержащее клеммную колодку, соединяющую блок датчиков напряжения и блок питания с зажимными устройствами, подключенными к питающей сети, микроконтроллер, подключенный через аналого-цифровой преобразователь к блоку датчиков напряжения и соединенный с энергонезависимой памятью, интерфейсом RS-485, жидкокристаллическим дисплеем, индикатором LED, оптическим портом, резервным источником питания текущего времени встроенных в микроконтроллер часов и блоком питания. Отличие устройства состоит в том, что к аналого-цифровому преобразователю дополнительно подключен блок автоматической коммутации пределов измерения, получающий сигнал от токовых клещей, снимающих параметры с питающей цепи, снабженных механическими замками, и запитанный от блока питания, к которому через предохранитель подключен разъем для подключения внешних устройств (видеорегистратора и радиоустройства). Технический результат изобретения - повышение точности измерения. 1 ил.

Настоящее изобретение относится к области электроизмерительной техники, мониторинга и сигнализации состояния трехфазной электрической сети, а именно к многофункциональным многотарифным приборам учета электрической энергии, предназначенным для оперативного контроля параметров электрической энергии, технического, а при установке внешнего дисплея, коммерческого учета электрической энергии, мощности и состояния электрической сети в системах электроснабжения на энергетических объектах с возможностью передачи информации по радиоканалу. Устройство мониторинга и сигнализации состояния электрической сети, содержащее клеммную колодку, соединяющую блок питания и блоки датчиков напряжения и тока с питающей сетью, микроконтроллер, подключенный через аналого-цифровой преобразователь к блокам датчиков напряжения и тока и соединенный с интерфейсом RS-485, оптическим портом, резервным источником питания текущего времени встроенных в микроконтроллер часов и блоком питания. При этом к микроконтроллеру дополнительно подключены светодиодный индикатор работы устройства, радиоблок, соединенный с блоком питания и поддерживающий, но не ограничивающийся стандартами передачи данных GSM, CDMA и IEE 802.11, энергонезависимая память, имеющая дополнительный регистр памяти, содержащий географические координаты и оперативное наименование места установки устройства, при этом бесперебойную работу устройства обеспечивает резервный источник питания (аккумуляторная батарея с возможностью замены), связанный с микроконтроллером и радиоблоком. Технический результат, достигаемый от реализации заявленного изобретения, заключается в создании дешевого устройства способного учитывать активную (кВт·ч) и реактивную (квар·ч) энергию, отслеживать режимы работы электросети в реальном времени и при отклонении их от заданных величин, включая случаи отсутствия напряжения в контролируемой электросети, сигнализировать об этом с указанием географических координат устройства, а также в создании устройства, способного в отсутствие напряжения сигнализировать о неполадках в электросетях по радиоканалу с указаниям географических координат места нештатной ситуации. 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники, конкретнее к способам управления электропотреблением промышленных предприятий и производств. Система включает объект управления, блок определения электропотребления, блок определения количественных и качественных характеристик продукции, блок математического моделирования, блок расчета прогнозного значения удельного электропотребления, блок анализа электропотребления, блок монитора советчика оператора, блок управления оператора, блок автоматизированного управления объектом, блок справочной информации и блок плановых заданий. Технический результат изобретения - более точный расчет прогнозного значения электропотребления, экономия электропотребления за счет выявления причин повышенного электропотребления и соответствующего управления технологическим процессом с учетом времени транспортного запаздывания, а также снижение уровня заявляемого максимума электропотребления в период максимума нагрузки энергосистемы. 1 ил., 3 табл.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано на промышленных предприятиях и в административных зданиях для контроля за потреблением электроэнергии с целью ее экономии. Устройство контроля потребления электроэнергии содержит задатчик уровней напряжений, трансформатор тока, связанный со входом выпрямительного устройства, переключатель режимов работы, первый выход которого подключен к входу индикатора, а второй выход - к блоку автоматического отключения потребителей, N выходов которого связаны с соответствующими отключающими входами N автоматических выключателей, установленных в каждой электрической линии, питающей определенную группу электропотребителей. При этом в него дополнительно введены управляющее устройство и блок автоматического включения потребителей, первый вход которого соединен со вторым выходом переключателя режимов работы, второй вход - с (N+1) выходом блока автоматического отключения потребителей, а N выходов связаны с соответствующими включающими входами N автоматических выключателей, причем первый вход управляющего устройства подключен к выходу выпрямительного устройства, второй - к выходу задатчика уровней напряжений, а выход управляющего устройства связан со входом переключателя режимов работы. Технический результат заключается в повышении автоматизации. 3 ил.
Наверх