Мобильное устройство контроля за учетом электрической энергии


 


Владельцы патента RU 2501023:

Мовчан Роман Сергеевич (RU)

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.

 

Настоящие 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.

Известен ближайший аналог - однофазный счетчик электрической энергии серии СЕ101 (www.energomera.ru Техническое описание и руководство по эксплуатации ИНЕС.411152.082. РЭ, ОАО Концерн "Энергомера"), у которого используется встроенный в корпус счетчика датчик тока (трансформатор тока), включенный в рассечку фазного провода последовательно с нагрузкой.

Включение датчика тока в корпус счетчика ограничивает значение максимального тока на уровне 50-100 А. Это объясняется ограниченностью размеров токовых контактов по конструктивным соображениям, что задает допустимую мощность рассеивания в контактах и, следовательно, максимальный ток счетчика.

Наиболее близким по технической сущности прототипом является трехфазный электросчетчик МЕРКУРИЙ 231 (www.incotexcom.ru), содержащий управляющий микроконтроллер, совмещенный с модулем преобразования, устройство отображения информации (жидкокристаллический индикатор), источник питания, энергонезависимую память, телеметрический выход, последовательный интерфейс, интерфейс IrDA.

В качестве измерительных элементов в данном счетчике используются токовые трансформаторы. Недостатком этого типа измерительных элементов является необходимость производить долгий трудоемкий монтаж для их установки. Для производства монтажа необходимо рассекать токовые проводники, затем для работы электросчетчика зажимать в клеммную колодку, что влияет на появление большого количества переходных сопротивлений и может привести к нагреву. Этот электросчетчик является стационарным устройством.

В последнее время преобладает способ хищения электроэнергии методом влияния на внутренние элементы электросчетчика посредством использования мощного магнита или встраиваемого радиоуправляемого реле, выявить такие методы хищения в момент проведения проверки у потребителя практически невозможно. Для выявления такого рода хищений используют установку повторного электросчетчика рядом с расчетным. Потребитель часто не согласен с установкой повторного электросчетчика в его электроустановках, так как для этого необходимо отключать напряжение и производить длительный монтаж с разрывом токовых цепей.

Задачей данного патента является создание высокоточного устройства с большим приделом измерений для учета электроэнергии, которое можно установить без монтажа и снятия напряжения на долгий промежуток времени для контроля работы стационарного электросчетчика, в целях выявления хищения электроэнергии.

Технический результат заключается в создании мобильного устройства, способного контролировать работу стационарного электросчетчика без монтажа и снятия напряжения на долгий промежуток времени.

Технический результат достигается тем, что устройство, 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, дополнительно снабжено блоком автоматической коммутации пределов измерения, передающим сигнал от токовых клещей, снимающих параметры с питающей цепи, на аналого-цифровой преобразователь и запитанным от блока питания, к которому через предохранитель подключен разъем для подключения внешних устройств (видеорегистратора и радиоустройства).

Такая конструкция позволяет создать высокоточное устройство, которое возможно установить в максимально короткий срок без снятия напряжения, а возможность подключить видеорегистратор и радиоустройство передачи данных позволяет предотвратить несанкционированный доступ к устройству во время проведения длительной проверки работы стационарного электросчетчика.

По сравнению с прототипом заявляемая конструкция имеет отличительную особенность в совокупности элементов и их взаимном расположении.

Схема мобильного устройства контроля за расходом объема электропотребления электрической энергии показана на фиг.1. Устройство содержит клеммную колодку 1, соединяющую блок датчиков напряжения 2 и блок питания 3 с зажимными устройствами 4, подключенными к питающей сети 5, микроконтроллер 6, подключенный через аналого-цифровой преобразователь 7 к блоку датчиков напряжения 2 и соединенный с энергонезависимой памятью 8, интерфейсом RS-485 9, жидкокристаллическим дисплеем 10, индикатором LED 11, оптическим портом 12, резервным источником питания текущего времени 13 встроенных в микроконтроллер часов и блоком питания 3, дополнительно снабжено блоком автоматической коммутации пределов измерения 14, передающим сигнал от токовых клещей 15, основанных на разъемных магнитопроводах с намотанной на них вторичной обмоткой и имеющих механические замки на разомкнутых концах, снимающих параметры с питающей цепи, на аналого-цифровой преобразователь 6 и запитанным от блока питания 3, к которому через предохранитель 16 подключен разъем 17 для подключения внешних устройств (видеорегистратора и радиоустройства).

Мобильное устройство контроля за учетом электроэнергии работает следующим образом.

Напряжение в питающей цепи фиксируется блоком датчиков напряжения 2 через клеммную колодку 1 и зажимные устройства 4, аналоговые сигналы которого поступают на аналого-цифровой преобразователь 7. Сила тока в питающей цепи фиксируется токовыми клещами с механическими замками 15, сигналы от которых поступают на блок автоматической коммутации пределов измерения 14, а затем на аналого-цифровой преобразователь 7. Аналого-цифровой преобразователь 7 передает сигналы тока и напряжения в питающей сети в цифровом виде на соответствующие входы микроконтроллера 6, который в свою очередь производит вычисление параметров электрической сети. Значения потребленной энергии, измеренные устройством на начало суток, месяца, года, а также за определенные интервалы времени с привязкой к дате и времени измерения, записываются в энергонезависимую память 8. Фактические показания потребленной электроэнергии и другие параметры электрической сети отображаются на жидкокристаллическом дисплее 10. Светодиодный индикатор LED 11 преобразует сигналы микроконтроллера в световые импульсы с частотой, пропорциональной измеренной энергии в единицу времени, а также информирует о работоспособности устройства. Оптический порт 12 обеспечивает считывание информации и программирования параметров пользователя. Через интерфейс RS-485 9 к микроконтроллеру 6 возможно подключение радиомодуля, который передает в заданные промежутки времени или по запросу диспетчера информацию о расходе электроэнергии. Видеорегистратор, параллельно подключенный к разъему для подключения питания внешних устройств, осуществляет круглосуточное видеонаблюдение за состоянием стационарного электросчетчика и устройства.

Питание устройства осуществляется с помощью блока питания 3, основанного на понижающем трехфазном выпрямителе и стабилизаторе выходного напряжения, при этом к разъему для подключения внешних устройств 17, подключенному через предохранитель 16 к блоку питания 3, возможно подключение радиомодуля и видеорегистратора.

Преимуществами предлагаемого технического решения являются мобильная конструкция, многофункциональность, защита от несанкционированного доступа, возможность применения данного устройства в автоматизированных системах контроля и учета электроэнергии (АСКУЭ).

Предлагаемое устройство может быть реализовано на базе многофункционального прибора учета, фиксирующего число часов использования мощности.

Устройство может найти применение в сфере электроэнергетики, учета электроэнергии.

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, отличается тем, 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).



 

Похожие патенты:

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.

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 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 электротехнике и может быть использовано при разработке электросчетчиков активной энергии. .

Изобретение относится к области приборостроения и может найти применение в системах формирования защитных отключений электроэнергии. .

Изобретение относится к области измерительной техники и может найти применение для поверки электронных электросчетчиков электроэнергии. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для предотвращения преднамеренного нарушения работы однофазного счетчика электроэнергии.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для предотвращения преднамеренного нарушения работы счетчика электроэнергии в однофазных сетях: остановки счетчика электроэнергии или уменьшения его показаний.

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.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для поверки чувствительности индукционных электросчетчиков с вращающимися дисками к реверсированию последних под действием включенной в сеть после электросчетчика несимметричной для положительного и отрицательного полупериодов сетевого напряжения комплексной нагрузки. Схема для поверки индукционных электросчетчиков, выполненная на основе трансформатора с повышающей и понижающей вторичными обмотками, к первичной обмотке которого, включаемой в сеть переменного тока, подключена цепь из последовательно соединенных накопительного конденсатора и тиристора, конденсатор через высоковольтный диод связан с повышающей вторичной обмоткой трансформатора и заряжается от нее при отрицательных полупериодах сетевого напряжения, а управляющий переход тиристора соединен с понижающей обмоткой трансформатора через встречно последовательно включенные стабилитрон и диод, а также резистор, причем тиристор открывается в течение положительных полупериодов сетевого напряжения с некоторой временной задержкой от начала этих полупериодов. Технический результат заключается в возможности обеспечения создания несимметричной для положительных и отрицательных полупериодов сетевого напряжения комплексной нагрузки, что позволяет поверять электросчетчики индукционного типа с вращающимися дисками на предмет их защищенности от реверсивного движения этих дисков. 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники и приборостроения. Устройство содержит вращающийся алюминиевый диск с осью вращения, с одной стороны которого установлен Ш-образный электромагнит с катушкой напряжения, подключенной параллельно вводу сети, а с другой оппозитно расположенный U-образный электромагнит с токовой катушкой, включенной в фазной цепи сети последовательно с нагрузкой, а также содержащий связанный с осью вращения счетный механизм учета расходуемой электроэнергии. При этом на U-образном электромагните размещена дополнительная токовая обмотка, обе токовых обмотки соединены с входным фазным проводником ввода сети через два высоковольтных силовых диода, связанных с фазным проводником ввода сети разными полярностями, а другие концы токовых обмоток соединены между собой и образуют выходной фазный проводник, связанный с нагрузкой, причем к обеим токовым обмоткам подключены раздельно две цепи из параллельно включенных электролитических конденсаторов и низковольтных диодов, гасящих экстратоки, трансформаторно возбуждаемые в токовых обмотках. Полярности этих низковольтных диодов, электролитических конденсаторов и высоковольтных силовых диодов совпадают между собой для каждой из двух фазных цепей; а токовые обмотки включены так, что образуют в U-образном магнитопроводе переменное магнитное поле с частотой сети. Технический результат заключается в обеспечении защиты индукционных электросчетчиков от неправильного учета электроэнергии при действии высокочастотных прерываний рабочего тока в активных нагрузках, допускающих такие прерывания. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при разработке приборов учета электроэнергии, не чувствительных к высокочастотному прерыванию тока в активной нагрузке типа нагревательных приборов. Устройство содержит последовательно включенные поверяемый электросчетчик, калиброванную активную нагрузку и амперметр переменного тока. При этом указанная измерительная цепь с поверяемым электросчетчиком индукционного типа включена к сети переменного тока через двунаправленный транзисторный коммутатор тока, управляемый от импульсного генератора с регулируемой частотой следования импульсов через высокочастотный трансформатор, раздельные вторичные обмотки которого связаны через ограничивающие резисторы с управляющими переходами «база-эмиттер» пары силовых транзисторов, включенных встречно-параллельно их переходами «коллектор-эмиттер» в составе двунаправленного транзисторного коммутатора тока. Импульсный генератор с регулируемой частотой подключен к частотомеру. Технический результат заключается в упрощении устройства для поверки индукционных приборов учета электроэнергии. 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при испытаниях однофазных индукционных электросчетчиков. В устройстве в качестве нагрузки использован накопительный конденсатор, прерывающийся заряд которого при отрицательных полупериодах сетевого напряжения осуществлен от повышающего напряжение высокочастотного автотрансформатора с высоковольтным силовым диодом. При этом автотрансформатор подключен к электрической сети после исследуемого индукционного электросчетчика через последовательно включенные силовой транзистор и силовой диод, пропускающий ток только при действии отрицательных полупериодов сетевого напряжения. Коммутация тока заряда накопительного конденсатора силовым транзистором осуществляется подачей на его переход «база-эмиттер» периодической последовательности импульсных сигналов от генератора с настраиваемой частотой колебаний, например, в диапазоне 1…5 кГц, с усилителем мощности, а плавный во времени разряд накопительного конденсатора обратно в электрическую сеть в положительные полупериоды сетевого напряжения производится через включаемый в начале положительных полупериодов сетевого напряжения тиристор и последовательно с ним включенную катушку индуктивности, величина которой L согласуется с величиной емкости С накопительного конденсатора по формуле (L·С)1/2≈10-2 с. Технический результат заключается в возможности установления значения частоты прерываний тока нагрузки, при которой электросчетчик индукционного типа обладает наихудшей погрешностью правильного учета расходуемой электроэнергии. 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при испытаниях однофазных индукционных электросчетчиков. Устройство для поверки электросчетчиков активной энергии индукционного типа, содержащее коммутирующие ток заряда конденсаторов транзисторы, управляемые от модулируемого генератора высокочастотных импульсов. При этом устройство выполнено по мостовой схеме, первая и вторая ветви которой, параллельно подключены к электросети, включающие последовательно установленные конденсатор и двунаправленный транзисторный коммутатор из двух однотипных параллельно-встречно соединенных транзисторов. Причем первая ветвь мостовой схемы подключена к фазному проводнику сети двунаправленным транзисторным коммутатором, а вторая ветвь - конденсатором, а в диагональ мостовой схемы включен управляемый симистор (двунаправленный тиристор), управление работой четырех транзисторов и симистором осуществлено от блока управления, синхронизируемого сетевым напряжением. Технический результат заключается в повышении точности производимой поверки. 20 ил.

Изобретение относится к измерительной технике. Устройство содержит накопительные конденсаторы, заряд которых осуществляется в первую и третью четверти периодов сетевого напряжения прерывистым током, а разряд происходит плавно во времени во второй и четвертой четвертях периодов сетевого напряжения. При этом конденсаторы попарно подключены к фазному и нулевому проводникам электросети через последовательно с ними включенные диод и транзистор с учетом полярности указанного подключения электролитических конденсаторов, образующих две мостовые схемы, попеременно работающие в положительную и отрицательную полуволны сетевого напряжения. В диагоналях мостовых схем включены последовательно установленные тиристор и дроссель, соединяющие последовательно каждую работающую пару заряженных накопительных конденсаторов мостовых схем для их плавного разряда обратно в сеть. Причем обмотки двух дросселей мостовых схем выполнены на едином магнитопроводе с периодическим его перемагничиванием, а включение-выключение соответствующих транзисторов и тиристоров осуществлено от блока управления, синхронизируемого от сетевого напряжения. Технический результат заключается в обеспечении возможности построения компактного и высокоэффективного устройства для определения погрешности учета электроэнергии при прерывании тока нагрузки на различных частотах прерываний в заданном диапазоне мощности нагрузок. 4 ил.

Изобретение относится к измерительной технике приборостроения, в частности, к средствам определения несанкционированного потребления электроэнергии. Осуществляют дистанционный сбор информации о потреблении электроэнергии в замкнутом объекте на стороне потребителя посредством получения картины теплового поля тепловизором непосредственно у соответствующих наружных поверхностей замкнутого объекта на стороне потребителя и выводе информации на экран тепловизора. Сравнивают полученные картины теплового поля у соответствующих наружных поверхностей замкнутого объекта. Подключают прибор для измерения мощности в цепях переменного тока без разрыва электрической цепи к подводящим проводам линии электроснабжения потребителя вне стороны потребителя. Принимают информацию о потреблении электроэнергии на стороне потребителя от прибора для измерения мощности в цепях переменного тока без разрыва электрической цепи и судят о факте несанкционированного и неконтролируемого потребления электроэнергии на основании информации о наличии потребления электроэнергии на стороне потребителя от прибора для измерения мощности в цепях переменного тока без разрыва электрической цепи и соответствующих картин теплового поля. Технический результат заключается в упрощении технологии дистанционного выявления несанкционированного и неконтролируемого потребления электроэнергии при снижении тепловых потерь, необходимых для выявления несанкционированного и неконтролируемого потребления электроэнергии. 5 з.п. ф-лы. 3 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для проверки чувствительности индукционных электросчетчиков с вращающимися дисками. Устройство содержит накопительный конденсатор и силовой транзистор, управляемый от импульсного высокочастотного генератора с регулируемой частотой следования импульсов в диапазоне 1…5 кГц. При этом цепь заряда накопительного конденсатора постоянным током при отрицательных полуволнах сетевого напряжения включает повышающий высокочастотный трансформатор, первичная обмотка которого соединена последовательно к сети через силовой транзистор, а вторичная связана с накопительным конденсатором через высоковольтный диод. Управляющий переход «база-эмиттер» силового транзистора трансформаторно связан через первый ограничивающий резистор с понижающим высокочастотным импульсным генератором с регулируемой частотой прерываний зарядного тока накопительного конденсатора в диапазоне 1...5 кГц, а цепь разряда накопительного конденсатора обратно в сеть включает последовательно соединенные с накопительным конденсатором катушку индуктивности и силовой тиристор, включение которого при положительных полуволнах сетевого напряжения осуществлено с понижающей обмотки низкочастотного трансформатора, включенного в электрическую сеть, через последовательно связанные диод включения силового тиристора и второй ограничивающий резистор. Технический результат заключается в упрощении устройства. 4 ил.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения электрической энергии в цепях переменного тока. Счетчик электрической энергии и утечки в сети содержит датчик тока 1, выходы которого соединены с первым перемножителем 3 тока на напряжение, который, в свою очередь, соединен с первым преобразователем 4 тока в частоту импульсов, трансформатор 5 тока с двумя первичными обмотками, одна из которых соединена с фазным проводником измерительной сети, другая - с нулевым проводником и одной вторичной обмоткой, на которой сигнал пропорционален разности токов первичных обмоток, при этом выходы трансформатора тока 5 подключены ко второму 6 перемножителю тока на напряжение, который, в свою очередь, соединен со вторым 7 преобразователем тока в частоту импульсов. Технический результат заключается в возможности учета утечек электрической энергии. 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для проверки правильной работы электросчетчиков индукционного типа с вращающимися дисками. Устройство для проверки правильности учета электроэнергии индукционными электросчетчиками состоит из последовательно соединенных после поверяемого электросчетчика силового импульсного диода и электролитического конденсатора, к которому параллельно подключена активная нагрузка, допускающая работу на постоянном токе, причем величина емкости С электролитического конденсатора находится по формуле С≈Т/2η(1+η)R, где Т - период переменного тока сети, при условии, что отношение η времени заряда к времени разряда электролитического конденсатора во много раз меньше единицы, например, порядка 0,01, где R - активное сопротивление нагрузки, подключенной параллельно к электролитическому конденсатору, а силовой импульсный диод должен быть рассчитан на импульсный ток IИМП≈2IH/η, где IH - номинальный ток в нагрузке с сопротивлением R. Техническим результатом является упрощение устройства проверки правильного учета электроэнергии индукционными электросчетчиками по сравнению с известными устройствами того же назначения при работе на активные нагрузки, допускающие работу на постоянном токе. 1 ил.
Наверх