Мобильный счетчик электрической энергии
Настоящая полезная модель относится к области электроизмерительной техники для учета и контроля расхода объема электропотребления трехфазной электрической сети, а именно, к дешевым многофункциональным многотарифным приборам учета электрической энергии устанавливаемым без снятия напряжения и монтажа, предназначенным для технического и коммерческого учета потребленной электрической энергии, мощности, а так же для контроля параметров электрической энергии в течении времени. Мобильный счетчик электрической энергии, содержащий клеммную колодку, соединяющую блок датчиков напряжения и блок питания с зажимными устройствами, подключенными к питающей сети, разъем для подключения внешних устройств, запитанный через предохранитель от блока питания, микроконтроллер, подключенный через аналого-цифровой преобразователь к блоку датчиков напряжения и соединенный с энергонезависимой памятью, интерфейсом RS-485, жидкокристаллическим дисплеем, индикатором LED, оптическим портом, блоком кнопок управления, резервным источником питания встроенных в микроконтроллер часов и блоком питания. Отличие мобильного счетчика состоит в том, что токовые клещи, снимающие параметры с питающей сети и снабженные механическими замками, непосредственно подключены к аналого-цифровому преобразователю.
Настоящая полезная модель относится к области электроизмерительной техники для учета и контроля расхода объема электропотребления в трехфазной электрической сети, а именно, к дешевым многофункциональным многотарифным приборам учета электрической энергии устанавливаемым без снятия напряжения и монтажа, предназначенным для технического и коммерческого учета потребленной электрической энергии, мощности, а так же для контроля параметров электрической энергии в течении времени.
Известен ближайший аналог автоматический электрический тестер Greenlee модель СМТ-90 (http://www.greenlee.com), содержащий, токовые клещи основанные на разъемных магнитопроводах с намотанной на них вторичной обмоткой, выводы для цепей напряжения, кнопку включения/выключения, жидкокристаллический дисплей, пластиковый корпус, датчик освещенности и установленную аккумуляторную батарею.
Устройство универсальное и имеет возможность подключения к электрической сети с широком диапазонами электрического тока и напряжения, но наличие функции автоматической коммутации необоснованно удорожает устройство в случае, когда пределы параметров измеряемой сети заранее известны. Устройство не предназначено для учета электрической энергии и не имеет кнопок управления переключения режимов просмотра тарифов и параметров электрической сети на жидкокристаллическом дисплее.
Наиболее близким по технологической сущности прототипом является однофазный Портативный счетчик электроэнергии (http://mosgadget.ru/mdex.php?productid=894), содержащий управляющий микроконтроллер, совмещенный с модулем преобразования, устройство отображения информации (жидкокристаллический индикатор), источник питания, аккумуляторная батарея, кнопки управления.
Устройство предназначено для бытового применения. Для соединения измерительных элементов в данном счетчике используется розетка, а для подключения потребителя - вилка. Основной недостаток устройства заключается в необходимости рассекать токовые проводники при проведении монтажа розетки и вилки, что влияет на появление большого количества переходных сопротивлений и часто приводит к нагреву. Для того что бы установить устройство, электроприемник необходимо отключить от сети.
Задачей данной полезной модели является - создание дешевого высокоточного мобильного электрического счетчика, предназначенного для учета потребленной электроэнергии, имеющего возможность установки без монтажа и снятия напряжения, с максимально информативным жидкокристаллическим дисплеем.
Технический результат заключается в создании дешевого мобильного электрического счетчика способного учитывать электрическую энергию без монтажа и снятия напряжениями.
Технический результат достигается тем, что устройство, содержащее клеммную колодку, соединяющую блок датчиков напряжения и блок питания с зажимными устройствами, подключенными к питающей сети, токовые клещи, снимающие параметры с питающей сети, снабженные механическими замками, разъем для подключения внешних устройств, запитанный через предохранитель от блока питания, микроконтроллер, подключенный через аналого-цифровой преобразователь к блоку датчиков напряжения и соединенный с энергонезависимой памятью, интерфейсом RS-485, жидкокристаллическим дисплеем, индикатором LED, оптическим портом, блоком кнопок управления, резервным источником питания встроенных в микроконтроллер часов и блоком питания, при этом токовые клещи подключены непосредственно к аналого-цифровому преобразователю.
Такая конструкция позволяет создать дешевый высокоточный электросчетчик, позволяющий произвести установку в максимально короткий срок без снятия напряжения.
По сравнению с прототипом заявляемая конструкция имеет отличительную особенность в совокупности элементов и их взаимном расположении.
Схема мобильного счетчика электрической энергии 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, токовые клещи 6, снимающие параметры с питающей сети, снабженные механическими замками, разъем для подключения внешних устройств 7, запитанный через предохранитель 8 от блока питания, микроконтроллер 9, подключенный через аналого-цифровой преобразователь 10 к блоку датчиков напряжения и токовым клещам и соединенный с энергонезависимой памятью 11, интерфейсом RS-485 12, жидкокристаллическим дисплеем 13, индикатором LED 14, оптическим портом 15, блок кнопок управления 16 резервным источником питания 17 встроенных в микроконтроллер часов.
Мобильный счетчик электрической энергии работает следующим образом:
Напряжение в питающей сети 5 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 сети 5 фиксируется токовыми клещами с механическими замками 6 основанных на разъемных магнитопроводах с намотанной на них вторичной обмоткой и имеющих механические замки на разомкнутых концах, сигналы от которых поступают на аналого-цифровой преобразователь 10. Аналого-цифровой преобразователь 10 передает сигналы тока и напряжения в питающей сети в цифровом виде на соответствующие входы микроконтроллера 9, который в свою очередь производит вычисление параметров электрической сети. Значения потребленной энергии, измеренные устройством на начало суток, месяца, года, а так же за определенные интервалы времени с привязкой к дате и времени измерения, записываются в энергонезависимую память 11. Блок кнопок управления 16 позволяет выбрать режимов просмотра тарифов, параметров электрической сети, потребленной электроэнергии и другие параметры электрической сети, которые затем отображаются на жидкокристаллическом дисплее 13. Светодиодный индикатор LED 14 преобразует сигналы микроконтроллера в световые импульсы с частотой пропорциональной измеренной энергии в единицу времени, а так же информирует о работоспособности устройства. Оптический порт 15 обеспечивает считывание информации и программирования параметров пользователя. Через интерфейс RS-485 12 к микроконтроллеру 9 возможно подключение радиомодуля, который передает в заданные промежутки времени или по запросу диспетчера информацию о расходе электроэнергии. Питание счетчика осуществляется с помощью блока питания 3 основанного на понижающем трехфазном выпрямителе и стабилизаторе выходного напряжения, при этом к разъему для подключения внешних устройств 7 подключенному через предохранитель 8 к блоку питания 3 возможно подключение питания радиомодуля.
Преимуществом предлагаемого технического решения являются мобильность и дешевизна конструкции, благодаря подключению к аналого-цифровому преобразователю без дополнительных блоков токовый клещей, используя электрическую сеть с заведомо известными параметрами, многофункциональность, 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 электроэнергетике, учета электроэнергии.
Мобильный счетчик электрической энергии, содержащий клеммную колодку, соединяющую блок датчиков напряжения и блок питания с зажимными устройствами, подключенными к питающей сети, разъем для подключения внешних устройств, запитанный через предохранитель от блока питания, микроконтроллер, подключенный через аналого-цифровой преобразователь к блоку датчиков напряжения и соединенный с энергонезависимой памятью, интерфейсом RS-485, жидкокристаллическим дисплеем, индикатором LED, оптическим портом, блоком кнопок управления, резервным источником питания встроенных в микроконтроллер часов и блоком питания, отличающийся тем, что токовые клещи, снимающие параметры с питающей сети и снабженные механическими замками, непосредственно подключены к аналого-цифровому преобразователю.
