Способ учета электрической энергии в трехфазной цепи

Авторы патента:

G01R11/00 - Электромеханические устройства для измерения интеграла электрической мощности или тока по времени, например потребления или расхода (прочие устройства для измерения этих величин G01R 22/00; контроль потребления электроэнергии на транспортных средствах с электротягой B60L 3/00)

Владельцы патента RU 2570828:

Машкин Анатолий Геннадьевич (RU)
Машкина Светлана Юрьевна (RU)

Изобретение относится к метрологии, в частности к средствам учета и контроля потребления электрической энергии. Способ предполагает преобразование токов и напряжений в цифровой код и определение значений активной энергии. При этом перед и после преобразования в цифровой код из величин токов и напряжений выделяют с помощью полосовых фильтров значения токов и напряжений, выделяют из них значения прямой, обратной и нулевой последовательностей и определяют значения активных энергий для каждой из симметричных составляющих. Определение активных энергий по прямой последовательности производят после выделения из действующего значения напряжения прямой последовательности значений равных, больших и меньших диапазону предельно допустимых значений напряжений по прямой последовательности. Определение значений активной энергии высших гармоник осуществляют после прохождения сигналами полосовых фильтров «пробка». Производят синхронизацию времени для отсчетов моментов генерации или потребления раздельно для каждого вида электроэнергии, идентифицированной по показателям качества. Технический результат - более точное определение моментов времени, характеризующих снижение качества поставляемой потребителю энергии. 1 ил.

Изобретение относится к электронно-измерительной технике, в частности к средствам учета и контроля потребления электрической энергии в трехфазных цепях переменного тока, как в бытовых, так и промышленных секторах.

Известен способ учета электрической энергии в трехфазной цепи, включающий преобразование мгновенных значений токов и напряжений в цифровой код и определение значений активной энергии, при этом перед и после преобразования в цифровой код из величин токов и напряжений выделяют с помощью полосовых фильтров значения токов и напряжений в диапазоне предельно допустимой частоты сети, выделяют из них значения прямой, обратной и нулевой последовательностей и определяют значения активных энергий для каждой из симметричных составляющих, при этом определение активных энергий по прямой последовательности производят после выделения из действующего значения напряжения прямой последовательности значений равных, больших и меньших диапазону предельно допустимых значений напряжений по прямой последовательности, дополнительно осуществляют определение значений активной энергии высших гармоник путем выделения из величин напряжений и токов с помощью полосовых фильтров «пробка» значений напряжений и токов в диапазоне предельно допустимой частоты сети с последующим преобразованием их в цифровой код (см. патент №2424532, МПК G01R 21/06, опубл. 20.07.2011, Бюл. №20.)

Главным недостатком известного способа учета электрической энергии является невозможность определения объемов и структуры электроэнергии, идентифицированной по показателям качества, которая генерируется объектом электроснабжения или потребляется им в какие-то конкретные моменты времени.

Техническим результатом заявляемого способа является повышение объективности и достоверности учета электропотребления за счет точного установления времени, при котором электроэнергия, идентифицированная по показателям качества, может генерироваться или потребляться объектом электроснабжения.

Результат достигается тем, что способ учета электрической энергии в трехфазной цепи, включающий преобразование мгновенных значений токов и напряжений в цифровой код и определение значений активной энергии, при этом перед и после преобразования в цифровой код из величин токов и напряжений выделяют с помощью полосовых фильтров значения токов и напряжений в диапазоне предельно допустимой частоты сети, выделяют из них значения прямой, обратной и нулевой последовательностей и определяют значения активных энергий для каждой из симметричных составляющих, при этом определение активных энергий по прямой последовательности производят после выделения из действующего значения напряжения прямой последовательности значений равных, больших и меньших диапазону предельно допустимых значений напряжений по прямой последовательности, дополнительно осуществляют определение значений активной энергии высших гармоник путем выделения из величин напряжений и токов с помощью полосовых фильтров «пробка» значений напряжений и токов в диапазоне предельно допустимой частоты сети с последующим преобразованием их в цифровой код, отличается тем, что производят синхронизацию времени для отсчетов моментов генерации или потребления раздельно для каждого вида электроэнергии, идентифицированной по показателям качества.

Известное техническое решение позволяет осуществлять учет электроэнергии, идентифицированной по показателям качества, за конкретные промежутки времени (сутки, неделя, месяц, квартал, год и т.д.). При этом нельзя определить, как изменялось потребление электроэнергии, структурированной по показателям качества, в эти конкретные промежутки времени.

Заявляемое техническое решение позволяет получать графики изменения электропотребления по всей совокупности структурированной по показателям качества электроэнергии, в конкретном промежутке времени, по всему диапазону изменения от потребления до генерации. Другими словами, повышается достоверность и объективность учета электропотребления за счет точного отчета и установления времени, при котором электроэнергия, идентифицированная по показателям качества, может генерироваться или потребляться объектом электроснабжения в течение конкретного промежутка времени.

На чертеже приведена логическая схема устройства учета и контроля электрической энергии, реализующая заявляемое изобретение:

МП - микропроцессор;

1 - входные напряжения и токи;

2 - блок полосовых аналоговых и цифровых фильтров напряжения 50 Гц и аналого-цифровой преобразователь;

3 - блок цифровой фильтрации напряжений по обратной, нулевой и прямой последовательностям;

4 - блок полосовых аналоговых и цифровых фильтров токов 50 Гц и аналого-цифровой преобразователь;

5 - блок цифровой фильтрации токов по обратной, нулевой и прямой последовательностям;

6 - блок полосовых аналоговых и цифровых фильтров напряжения «пробка» 50 Гц;

7 - блок полосовых аналоговых и цифровых фильтров токов «пробка» 50 Гц;

8 - блок высших гармоник;

9 - блок энергонезависимой памяти;

10 - синхронизатор времени;

11 - сенсорный дисплей;

12 - устройство ввода-вывода информации.

Способ осуществляется следующим образом:

Входные напряжения и токи с трехфазной цепи 1 попадают на соответствующие блоки 2 и 4 аналоговой и цифровой фильтрации, которые состоят из аналоговых фильтров напряжений и токов 50 Гц, преобразователя аналогового сигнала напряжения и тока в цифровой код и цифровых фильтров напряжений и токов 50 Гц. После такого каскада фильтрации напряжений и токов на соответствующие блоки 3, 5 цифровой фильтрации по симметричным составляющим напряжений и токов попадают напряжения и токи в пределах допустимых значений частоты сети 50 Гц. Блоки 3 и 5 соответственно пропускают напряжения и токи по обратной последовательности, по нулевой последовательности и по прямой последовательности. Выделенные симметричные составляющие передаются на блок микропроцессора, который просчитывает активную мощность симметричных составляющих (прямой, обратной и нулевой последовательностей на промышленной частоте) в текущий момент времени.

Аналоговые сигналы напряжений от сети 1 подаются на блок фильтров «пробка» 50 Гц 6, а аналоговые сигналы токов от сети 1 подаются на блок фильтров «пробка» 50 Гц 7. Блоки 6 и 7 соответственно состоят из аналоговых фильтров «пробка» 50 Гц для напряжений и токов, из аналогового преобразователя напряжений и токов в цифровой код, из цифровых фильтров «пробка» 50 Гц для напряжений и токов. Выделенные напряжения и токи высших гармоник передаются на блок МП микропроцессора, который просчитывает активную мощность высших гармоник в текущий момент времени.

Для синхронизации входных значений напряжений и токов к блоку МП присоединен синхронизатор 10.

Для сохранения электротехнических характеристик к блоку МП присоединен блок энергонезависимой памяти 9. От объема памяти блока 9 зависит длительность хранения характеристик.

Блок 11 осуществляет вывод информации на дисплей. Дисплей представляет собой сенсорное устройство для листания информации и прочего.

Блок 12 - устройство ввода-вывода информации. Потоки информации в обоих направлениях могут осуществляться по разным каналам связи (RS-485, Ethernet, GPS, GSM, силовые линии, Wi-Fi, Zig Bi сети и пр.)

Способ учета электрической энергии в трехфазной цепи, включающий преобразование мгновенных значений токов и напряжений в цифровой код и определение значений активной энергии, при этом перед и после преобразования в цифровой код из величин токов и напряжений выделяют с помощью полосовых фильтров значения токов и напряжений в диапазоне предельно допустимой частоты сети, выделяют из них значения прямой, обратной и нулевой последовательностей и определяют значения активных энергий для каждой из симметричных составляющих, при этом определение активных энергий по прямой последовательности производят после выделения из действующего значения напряжения прямой последовательности значений равных, больших и меньших диапазону предельно допустимых значений напряжений по прямой последовательности, дополнительно осуществляют определение значений активной энергии высших гармоник путем выделения из величин напряжений и токов с помощью полосовых фильтров «пробка» значений напряжений и токов в диапазоне предельно допустимой частоты сети с последующим преобразованием их в цифровой код, отличающийся тем, что производят синхронизацию времени для отсчетов моментов генерации или потребления раздельно для каждого вида электроэнергии, идентифицированной по показателям качества.

Настоящее изобретение относится к устройству для измерения электрической мощности. Устройство содержит датчик (2) тока, электронную схему (7) измерения и выпрямления, схему (10) обработки и передатчик (11), соединенные со схемой обработки для передачи сообщения электрической мощности в приемник (5) измерения электрической мощности.

Устройство проверки индукционных электросчетчиков // 2532861

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.

Способ оптимизации электро- и энергопотребления при содержании сельскохозяйственных биообъектов // 2526519

Изобретение относится к области электроэнергетики. Способ предполагает определение затрат электроэнергии для технологических процессов, для суммы технологических процессов, для технологического модуля, по помещению, цеху, по предприятию в целом, формирование затрат энергопотребления «снизу вверх» - от технологического процесса к сумме технологических процессов, к технологическому модулю, к помещению, к цеху, к предприятию, выбор базовых показателей при содержании биообъектов для процессов освещения, вентиляции, работы транспортирующих устройств.

Прибор для контроля электросчетчиков // 2521782

Изобретение относится к электротехнике. Устройство содержит две параллельно соединенные к проводникам электрической сети мостовые схемы с разным направлением проводимости соответственно для положительных и отрицательных полупериодов переменного напряжения электросети, каждая из которых включает по две цепи из последовательно соединенных накопительного конденсатора и силового тиристора.

Устройство учета электроэнергии // 2521767

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для противодействия хищению электроэнергии различными сложно распознаваемыми техническими средствами.

Счетчик активной энергии переменного тока // 2519498

Изобретение относится к устройствам для учета потребляемой из электросети активной электрической энергии. Cчетчик переменного тока содержит провода электросети и провода нагрузки, а также электрически связанные между собой трансформатор, датчик тока, датчик напряжения, преобразователь мощности и частоты, микроконтроллер, блок энергонезависимой памяти, жидкокристаллический индикатор с драйвером, драйвер программного интерфейса, модем для передачи данных по силовой электросети, блок оптронных развязок, картридер, блок автономного питания, блок фазового сопряжения с узкополосным режекторным фильтром.

Способ компенсации потерь в конце длинной линии электропередачи // 2512705

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано преимущественно в сельской местности и пригородных садоводствах, электроснабжение которых осуществляется от трансформаторных подстанций (ТП) с достаточно протяженными воздушными линиями электропередачи, к концу которых сетевое напряжение недопустимо снижается, что нарушает качество предоставляемой услуги энергосбытовыми организациями.

Система управления электропотреблением промышленных предприятий и производств // 2503015

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.

Счетчик электрической энергии с защитным отключением // 2498322

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.

Способ контроля и управления процессом потребления электрической энергии и устройство для его осуществления // 2473916

Изобретение относится к средствам электроизмерительной техники. .

Однополупериодная схема для испытания электросчетчиков на отбор электроэнергии // 2581185

Изобретение относится к области измерительной электротехники и может быть использовано для оценки пригодности вновь разрабатываемых электросчетчиков от неконтролируемого отбора электроэнергии (отмотки) из энергетических электросетей. Однополупериодная схема для испытания электросчетчиков на отбор электроэнергии, содержащая мостовое устройство из двух параллельно подключенных к сети цепей с одинаковыми накопительными конденсаторами, включаемых последовательно тиристором, установленным в диагонали мостовой схемы, и блок управления включением тиристора. Ветви мостовой схемы включают последовательно соединенные вместе с накопительными конденсаторами дроссели и диоды зарядных цепей, а тиристор в диагонали мостовой схемы включает накопительные конденсаторы последовательно к сети. Управление включением тиристора происходит после их заряда в положительном полупериоде напряжения сети в отрицательном полупериоде вблизи точки перехода переменного напряжения через нулевой уровень, для чего используется трансформатор, первичная обмотка которого через ограничивающий резистор подключена к сети, а его вторичная обмотка подключена к переходу «управляющий электрод - катод» тиристора через последовательно соединенные диод и дополнительный резистор. Технический результат заключается в упрощении устройства отмотки при высокой его энергетической эффективности. 3 ил.

Счетчик потерь активной электроэнергии в трансформаторе // 2589498

Изобретение относится к метрологии, в частности к средствам, оценивающим потери активной электрической энергии. Счетчик содержит два аналого-цифровых преобразователя, четыре одновибратора, три блока деления, генератор прямоугольных импульсов, таймер, таймер-часы, счетчик, индикатор, перепрограммируемое запоминающее устройство, приемопередатчик, компьютер, накапливающий сумматор, два датчика температуры, четыре вычитателя, блок вычитания из единицы, два регистра памяти, сумматор, блок задания параметров трансформатора, блок возведения в отрицательную степень основания натурального логарифма, три умножителя. В счетчике осуществляется определение потерь активной электрической энергии, теряемой в трансформаторе, за интервалы времени, равные на два, три порядка меньше тепловой постоянной времени, и выделяемых в виде тепла. При этом датчики температуры предназначены для определения температуры трансформатора и окружающей среды. Расчет осуществляется с учетом постоянной тепловой времени нагрева, потерь холостого хода и короткого замыкания, суммарных потерь активной мощности в номинальном режиме. Технический результат - повышение точности, упрощение конструкции. 1 ил.

Устройство и сборка для измерения электрического тока // 2594610

Изобретение относится к метрологии, в частности к средствам измерения величины тока. Устройство содержит средство для закрепления гибкой катушки Роговского, выполненной с возможность принимать разомкнутое положение, обеспечивающее установку вокруг кабеля, и замкнутое положение, предназначенное для охвата кабеля, а также средство активации, выполненное с возможностью перемещения катушки из одного положения в другое. При этом катушка установлена на опоре, которая сформирована гибким каналом, прикрепленным к губкам. Устройство также содержит возвратную пружину, распорки, магнитную цепь. При этом губки установлены с возможностью шарнирного поворта на якоре, который соединен со стрежнем средства активации. Поступательное движение стержня приводит к поворотному движению каждой из губок. Шарнирная ось на якоре является общей для обеих губок. Губки также оборудованы шпильками, установленными в отверстии на якоре, и соединенными друг с другом с использованием пружины. Устройство также снабжено ползунком и центрирующей пружиной. Технический результат - упрощение процедуры измерений. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 12 ил.

Способ выявления факта воздействия мощного неодимового магнита на счетчик коммунального ресурса // 2622471

Изобретение относится к области метрологии, в частности к точности измерения величин потребляемых коммунальных ресурсов. Способ выявления факта воздействия мощного неодимового магнита на счетчик коммунального ресурса, заключающийся в том, что в конструкцию счетчика у мест, наиболее чувствительных к действию магнитного поля, либо по всему внутреннему периметру устанавливают одну или более катушку индуктивности определенной формы таким образом, чтобы плоскость витка катушки располагалась параллельно корпусу счетчика с минимальным расстоянием между ними, тогда при изменении магнитного потока в катушке индуктивности создаются ЭДС индукции и индукционный ток, которые фиксируют у интеллектуального счетчика в энергонезависимой памяти с выводом на жидкокристаллический индикатор, у неинтеллектуального счетчика в виде сработавшего светового индикатора. Технический результат – повышение точности выявления факта воздействия на счетчик коммунального ресурса. 2 ил.

Способ измерения экономии электрической мощности в энергосберегающих устройствах // 2629905

Изобретение относится к измерениям экономии электрической мощности в энергосберегающих устройствах. Способ измерения экономии электрической мощности в энергосберегающих устройствах, выполненных по схеме включения трансформатора в режиме автотрансформатора с вольтодобавочной обмоткой, включает измерение электрической мощности с помощью первого счетчика, включенного на входе до энергосберегающего устройства. Согласно изобретению вход измерения напряжения второго счетчика подключают к входу энергосберегающего устройства, его токовый вход к первичной обмотке суммирующего трансформатора тока, вторичные обмотки которого соединяют с обмотками первого и второго трансформаторов тока, причем первый трансформатор тока подключают в цепь основной обмотки автотрансформатора, а второй трансформатор тока подключают в цепь нагрузки, фиксируют показания первого и второго счетчиков, вычисляют экономию электрической мощности по формуле: где Wh 1 и Wh 2 – показания первого и второго счетчика. Достигаемый технический результат – повышение точности измерения за счет возможности вычислять точное значение экономии электрической энергии в любой момент времени. 2 ил.