Способ контроля и управления процессом потребления электрической энергии и устройство для его осуществления



Способ контроля и управления процессом потребления электрической энергии и устройство для его осуществления

 


Владельцы патента RU 2473916:

Общество с ограниченной ответственностью "АРГО-ЦЕНТР" (RU)

Изобретение относится к средствам электроизмерительной техники. Способ включает передачу команд управления, подключение потребителей электроэнергии через устройства коммутации нагрузки, управляемые сигналами от счетчиков электрической энергии с присвоенным идентификатором, объединенных в группы, которые измеряют мощность, потребляемую нагрузкой, и количество потребленной электрической энергии, подключение проводными каналами связи к устройствам управления группой счетчиков, запись в блок энергонезависимой памяти значений величин комплексных сопротивлений и значений длин участков подводящей электросети от трансформаторной подстанции до каждого потребителя электроэнергии, вычисление разницу между отпущенной и суммарной потребленной электрической энергией, фиксацию изменений технического состояния подводящей электросети по величине отклонения за нормируемые пределы разницы отпущенной и потребленной электрической энергии, определение корреляции графика отклонения за нормируемые пределы разницы отпущенной и потребленной электрической энергии с графиками изменения потребления электрической энергии отдельными потребителями, сравнение реальных и рассчитанных падений напряжений в подводящей электросети. Также заявлено устройство, реализующее указанный способ. Технический результат заключается в повышении точности и достоверности определения участков подводящей электросети с техническими неисправностями и (или) несанкционированным отбором электрической энергии. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к средствам электроизмерительной техники для учета расхода электроэнергии и управления средствами коммутации питающих сетей и может быть использовано электроснабжающими организациями для выявления и предотвращения несанкционированного вмешательства в процесс отпуска электроэнергии потребителям.

Известен способ централизованного дистанционного управления процессом отпуска электрической энергии (Патент РФ №2225011, G01R 21/00, 2004 г.), который включает передачу команд управления из центра управления в индивидуальные устройства сбора-передачи данных и управления по двунаправленным каналам связи общего доступа с уникальными идентификационными адресами, подключение потребителей электроэнергии к подводящей электросети через устройства коммутации нагрузки, управляемые счетчиками электрической энергии, которые осуществляют измерение напряжения в электросети, а также электрического тока, мощности и электрической энергии, потребляемые нагрузкой каждого потребителя электрической энергии, и подключение счетчиков электрической энергии каждого потребителя электроэнергии непосредственно к индивидуальному устройству сбора-передачи данных и управления.

Недостатком данного способа является высокая стоимость и значительная сложность реализации, обусловленные применением индивидуальных устройств сбора-передачи данных и управления, а также отсутствие возможности распознавания участков подводящей электросети с техническими неисправностями и (или) несанкционированным отбором электрической энергии.

Наиболее близким к заявляемому является «Способ управления процессом отпуска электрической энергии на территориях с высокой концентрацией потребителей» (Патент РФ №2277280, H02J 13/00, G01R 11/00, 2006 г.), принятый за прототип, заключающийся в том, что команды управления передают из центра управления по радиоканалу, команда управления состоит из адресной части, кода команды и данных, потребителей электроэнергии подключают к подводящей электросети через устройства коммутации нагрузки, управляемые сигналами от счетчиков электрической энергии, которые измеряют мощность, потребляемую нагрузкой, и количество потребленной электрической энергии, накапливают его с нарастающим итогом в регистре-накопителе потребленных кВт-часов, счетчики электрической энергии объединяют в группы, подключают проводными каналами связи к устройствам управления группой счетчиков, каждому счетчику и каждому устройству управления группой счетчиков присваивают свой идентификатор, в центре управления ведут учет общего количества оплаченных кВт-часов для каждого счетчика, сведения об оплаченном количестве кВт-часов передают по радиоканалу в соответствующей команде, указав в ее адресной части идентификатор устройства управления группой счетчиков и идентификатор счетчика, а в части данных общее количество оплаченных кВт-часов, устройства управления группой счетчиков принимают команды, переданные по радиоканалу, записывают и хранят в собственной памяти количество оплаченных кВт-часов для каждого счетчика подчиненной группы, далее передают полученное значение оплаченных кВт-часов по проводному каналу связи счетчику с идентификатором, указанным в адресной части команды, а счетчики электрической энергии получают по проводному каналу связи общее количество оплаченной электрической энергии и записывают его в свой регистр-накопитель оплаченных кВт-часов, вычисляют баланс как разность между регистром-накопителем оплаченных кВт-часов и регистром-накопителем потребленных кВт-часов, по вычисленному значению баланса в таблице, записанной в памяти счетчиков, выбирают допустимый уровень потребляемой мощности, если измеренный счетчиком уровень потребляемой мощности превысил допустимый, выдают устройству коммутации нагрузки сигнал отключения нагрузки от питающей электрической сети.

Недостатком указанного способа является отсутствие возможности распознавания участков подводящей электросети с техническими неисправностями и (или) несанкционированным отбором электрической энергии.

Технический результат предлагаемого способа заключается в обеспечении точности и достоверности определения участков подводящей электросети с возможными техническими неисправностями и (или) несанкционированным отбором электрической энергии.

Технический результат достигается тем, что в способе контроля и управления процессом потребления электрической энергии передают команды управления из центра управления, подключают потребителей электроэнергии к подводящей электросети через устройства коммутации нагрузки, управляемые сигналами от счетчиков электрической энергии, которые измеряют мощность, потребляемую нагрузкой, и количество потребленной электрической энергии, счетчики электрической энергии объединяют в группы, подключают проводными каналами связи к устройствам управления группой счетчиков, каждому счетчику и каждому устройству управления группой счетчиков присваивают свой идентификатор, записывают в блок энергонезависимой памяти значения величин комплексных сопротивлений и значения длин участков подводящей электросети от трансформаторной подстанции до каждого потребителя электроэнергии, вычисляют разницу между отпущенной и суммарной потребленной потребителями электроэнергии электрической энергии, фиксируют изменение технического состояния подводящей электросети по величине отклонения за нормируемые пределы разницы отпущенной и потребленной потребителями электроэнергии электрической энергии, определяют корреляцию графика отклонения за нормируемые пределы разницы отпущенной и потребленной потребителями электроэнергии электрической энергии с графиками изменения потребления электрической энергии отдельными потребителями электроэнергии, сравнивают реальные и рассчитанные по комплексным сопротивлениям и длинам участков подводящей электросети от трансформаторной подстанции до каждого потребителя электроэнергии падения напряжений в подводящей электросети, выявляют участки подводящей электросети с возможными техническими неисправностями и (или) несанкционированным отбором электрической энергии, направляют на аварийные участки подводящей электросети ремонтно-технический персонал и (или) отключают от подводящей электросети отдельных потребителей электроэнергии, осуществляющих несанкционированный отбор электрической энергии.

Устройство, реализующее данный способ, содержит «n» структурно идентичных локальных модулей учета и регулирования потребления электрической энергии, каждый из которых включает блок учета электрической энергии и коммутации нагрузки, который выходом подключен ко входу потребителя электроэнергии, первым входом связан через электросеть с выходом трансформаторной подстанции, а вторым входом подсоединен по двунаправленному каналу связи общего доступа с уникальным идентификационным адресом к блоку устройств сбора-передачи данных и управления, и центр управления, подключенный по двунаправленным каналам связи общего доступа с уникальными идентификационными адресами к блоку устройств сбора-передачи данных и управления, к трансформаторной подстанции и к блоку энергонезависимой памяти.

На фиг.1 приведена блок-схема предлагаемого устройства для контроля и управления процессом потребления электрической энергии.

Устройство для контроля и управления процессом потребления электрической энергии содержит «n» структурно идентичных локальных модулей учета и регулирования потребления электрической энергии, каждый из которых включает блок учета электрической энергии и коммутации нагрузки 2i, где 1i (i=1÷n), который выходом подключен ко входу потребителя электроэнергии 3i, первым входом связан через подводящую электросеть 4 с выходом трансформаторной подстанции 5, а вторым входом подсоединен по двунаправленному каналу связи общего доступа с уникальным идентификационным адресом к блоку устройств сбора-передачи данных и управления 6. Центр управления 7 подключен по двунаправленным каналам связи общего доступа с уникальными идентификационными адресами к блоку устройств сбора-передачи данных и управления 6, к трансформаторной подстанции 5 и к блоку энергонезависимой памяти 8.

Способ осуществляется следующим образом.

Предварительно в энергонезависимую память 8 записывают величины комплексных сопротивлений и длин участков подводящей электросети от трансформаторной подстанции до каждого потребителя электроэнергии и по двунаправленному каналу связи общего доступа с уникальными идентификационными адресами передаются по запросу в центр управления 7.

Блоки учета электрической энергии и коммутации нагрузки 2i производят непрерывное измерение напряжения Ui в электросети 4, а также электрического тока Ii мощности нагрузки Pi и электрической энергии Wi, потребляемой нагрузкой каждого потребителя электрической энергии 3i.

Результаты измерений направляются по двунаправленным каналам связи общего доступа с уникальными идентификационными адресами в блок устройств сбора-передачи данных и управления 6 и по запросу в центр управления 7, где осуществляется анализ технического состояния подводящей электросети 4 по величине отклонения за нормируемые пределы δ разницы отпущенной, т.е. измеренной на выходе трансформаторной подстанции 5 электрической энергии Wо, и потребленной потребителями электроэнергии 3i суммарной электрической энергии , причем а также определение корреляции графика отклонения за нормируемые пределы 6 разницы отпущенной Wo и потребленной «n» потребителями электроэнергии 3i суммарной электрической энергии с графиком изменения потребления электрической энергии отдельными потребителями электроэнергии 3i и сравнение реальных и рассчитанных по комплексным сопротивлениям и длинам участков подводящей электросети 4 от трансформаторной подстанции 5 до каждого потребителя электроэнергии 3i падений напряжений в подводящей электросети 4.

Данные об отпущенной электрической энергии Wo с трансформаторной подстанции 5 передаются по запросу в центр управления 7 по двунаправленному каналу связи общего доступа с уникальными идентификационными адресами. Если то можно сделать вывод об ухудшении технического состояния контактов подводящей электросети 4 либо о несанкционированном отборе электрической энергии в случае одновременного снижения мощности нагрузки Pi потребителя электрической энергии 3i.

Более достоверно указывает на несанкционированный отбор электрической энергии потребителем электрической энергии 3i факт следующего соотношения между реальным падением напряжения ΔUi у потребителя электрической энергии 3i и ΔUi(paсч.), рассчитанным по величинам электрических токов Ii, комплексных сопротивлений и длин участков подводящей электросети 4: ΔUi>ΔU(pacч.).

По результатам анализа технического состояния подводящей электросети 4 в центре управления 7 принимается решение о направлении на аварийные участки подводящей электросети 4 ремонтно-технического персонала и (или) об отключении от подводящей электросети 4 отдельных потребителей электроэнергии 3i, осуществляющих несанкционированный отбор электрической энергии.

Таким образом, реализация предложенных способа и устройства позволяет обеспечить высокую точность и достоверность определения участков подводящей электросети с возможными техническими неисправностями и (или) несанкционированным отбором электрической энергии, а также принять необходимые меры по оперативному устранению выявленных нарушений.

1. Способ контроля и управления процессом потребления электрической энергии, включающий передачу команд управления из центра управления в блок устройств сбора-передачи данных и управления по двунаправленным каналам связи общего доступа с уникальными идентификационными адресами, подключение потребителей электроэнергии к подводящей электросети через устройства коммутации нагрузки, управляемые сигналами от счетчиков электрической энергии, которые измеряют для каждого потребителя электрической энергии напряжение в электросети, электрический ток, мощность нагрузки и количество потребленной электрической энергии, и подключение счетчиков электрической энергии каждого потребителя электроэнергии к блоку устройств сбора-передачи данных и управления по двунаправленным каналам связи общего доступа с уникальными идентификационными адресами, отличающийся тем, что предварительно записывают в блок энергонезависимой памяти значения величин комплексных сопротивлений и значения длин участков подводящей электросети от трансформаторной подстанции до каждого потребителя электроэнергии, вычисляют разницу между отпущенной и суммарной потребленной потребителями электроэнергии электрической энергии, фиксируют изменение технического состояния подводящей электросети по величине отклонения за нормируемые пределы разницы отпущенной и потребленной потребителями электроэнергии электрической энергии, определяют корреляцию графика отклонения за нормируемые пределы разницы отпущенной и потребленной потребителями электроэнергии электрической энергии с графиками изменения потребления электрической энергии отдельными потребителями электроэнергии, сравнивают реальные и рассчитанные по комплексным сопротивлениям и длинам участков подводящей электросети от трансформаторной подстанции до каждого потребителя электроэнергии падения напряжений в подводящей электросети, выявляют участки подводящей электросети с возможными техническими неисправностями и (или) несанкционированным отбором электрической энергии, направляют на аварийные участки подводящей электросети ремонтно-технический персонал и (или) отключают от подводящей электросети отдельных потребителей электроэнергии, осуществляющих несанкционированный отбор электрической энергии.

2. Устройство для контроля и управления процессом потребления электрической энергии, отличающееся тем, что содержит «n» структурно идентичных локальных модулей учета и регулирования потребления электрической энергии, каждый из которых включает блок учета электрической энергии и коммутации нагрузки, который выходом подключен к входу потребителя электроэнергии, первым входом связан через подводящую электросеть с выходом трансформаторной подстанции, а вторым входом подсоединен по двунаправленному каналу связи общего доступа с уникальным идентификационным адресом к блоку устройств сбора-передачи данных и управления, и центр управления, подключенный по двунаправленным каналам связи общего доступа с уникальными идентификационными адресами к блоку устройств сбора-передачи данных и управления, к трансформаторной подстанции и к блоку энергонезависимой памяти.



 

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 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.

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