Устройство контроля процесса учета электрической энергии
Настоящая полезная модель 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 во вторичные линии цепей учета трансформаторов тока питающей сети без дополнительного монтажа, предназначенным для технического и коммерческого учета потребленной электрической энергии, мощности, а так же для контроля работы приборов учета и параметров электрической энергии в течение времени. Устройство контроля процесса учета электрической энергии, содержащее 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 устройства состоит в том, что к аналого-цифровому преобразователю дополнительно подключены проходные трансформаторы тока, которые устанавливаются на вторичные линии цепей учета трансформаторов тока питающей сети, а к микроконтроллеру подключен блок сбора данных, получающий питание от блока питания.
Настоящая полезная модель 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 во вторичные линии цепей учета трансформаторов тока питающей сети без дополнительного монтажа, предназначенным для технического и коммерческого учета потребленной электрической энергии, мощности, а так же для контроля работы приборов учета и параметров электрической энергии в течение времени.
Наиболее близким по технической сущности прототипом является трехфазный электросчетчик трансформаторного включения МЕРКУРИЙ 230-03 (http://www.incotexcom.ru), содержащий управляющий микроконтроллер, совмещенный с модулем преобразования, устройство отображения информации (жидкокристаллический индикатор), источник питания, энергонезависимую память, телеметрический выход, последовательный интерфейс, клеммную колодку, интерфейс IrDA.
Для подключения к вторичным цепям трансформаторов тока используется клеммная колодка. Недостатком этого типа подключения является необходимость производить долгий трудоемкий монтаж для их установки. Для осуществления монтажа необходимо рассекать токовые проводники, а затем для работы электросчетчика зажимать их в клеммную колодку, что влияет на появление большого количества переходных сопротивлений и может привести к дополнительной погрешности. В электросчетчике отсутствует возможность собирать данные с других приборов учета, подключенных в те же вторичные цепи трансформаторов тока и отображать данную информацию на жидкокристаллическом экране.
Наиболее близким по технологической сущности прототипом является мобильный счетчик электрической энергии (
126843, G01R 22/00), 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, токовые клещи, снимающие параметры с питающей сети и снабженные механическими замками, непосредственно подключены к аналого-цифровому преобразователю.
В устройстве используются дорогие в производстве токовые клещи, отсутствует возможность собирать данные с других приборов учета, подключенных в те же вторичные цепи трансформаторов тока и отображать данную информацию на жидкокристаллическом экране.
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 во вторичные цепи рядом с расчетным. Потребитель часто не согласен с установкой повторного электросчетчика в его электроустановках, так как для этого необходимо производить длительный монтаж с разрывом токовых цепей владельца электроустановки.
Задачей данной полезной модели является - создание дешевого высокоточного устройства, устанавливаемого во вторичные цепи трансформаторов тока и позволяющего контролировать работу трехфазного счетчика трансформаторного включения.
Технический результат заключается в создании дешевого устройства, датчики которого надевается на вторичные цепи трансформаторов тока и контролируют работу прибора учета, подключенного к этим токовым цепям, с помощью проводов телеметрии и параметров электрической энергии питающей сети в течение времени.
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 к аналого-цифровому преобразователю дополнительно подключены проходные трансформаторы тока, которые устанавливаются на вторичные линии цепей учета трансформаторов тока питающей сети, а к микроконтроллеру подключен блок сбора данных получающий питание от блока питания.
Такая конструкция позволяет создать дешевое высокоточное устройство, позволяющие произвести монтаж датчиков на вторичные цепи трансформаторов тока и производить контроль работы прибора учета подключенного в эти токовые цепи.
По сравнению с прототипом заявляемая конструкция имеет отличительную особенность в совокупности элементов и их взаимном расположении.
Схема устройства контроля процесса учета 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, трансформаторы тока 6, снимающие параметры с вторичных линий цепей учета трансформаторов тока питающей сети 7, разъем для подключения внешних устройств 8 (радиоблока, видеорегистратора), запитанный через предохранитель 9 от блока питания, микроконтроллер 10, подключенный через аналого-цифровой преобразователь 11 к блоку датчиков напряжения и трансформаторам тока и соединенный с энергонезависимой памятью 12, интерфейсом RS-485 13, жидкокристаллическим дисплеем 14, индикатором LED 15, оптическим портом 16, блок кнопок управления 17 резервным источником питания 18 встроенных в микроконтроллер часов, блоком сбора данных 19 для подключения к телеметрии контролируемого прибора учета.
Устройство контроля процесса учета 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 11. Сила тока в питающей сети 5 фиксируется проходными трансформаторами тока 6 подключенными к трансформаторам тока питающей сети 7, основанных на магнитопроводах с намотанной на них вторичной обмоткой, сигналы от которых поступают на аналого-цифровой преобразователь 11. Аналого-цифровой преобразователь 11 передает сигналы тока и напряжения в питающей сети в цифровом виде на соответствующие входы микроконтроллера 10, 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 12. Блок кнопок управления 17 позволяет выбрать режим просмотра тарифов, параметров электрической сети, данных по контролируемым приборам учета, потребленной электроэнергии и другие параметры электрической сети, которые затем отображаются на жидкокристаллическом дисплее 14. Светодиодный индикатор LED 15 преобразует сигналы микроконтроллера в световые импульсы с частотой пропорциональной измеренной энергии в единицу времени, а так же информирует о работоспособности устройства. Оптический порт 16 обеспечивает считывание информации и программирования параметров пользователя. Через интерфейс RS-485 13 к микроконтроллеру 10 возможно подключение радиомодуля, который передает в заданные промежутки времени или по запросу диспетчера информацию о расходе электроэнергии. Питание микроконтроллера 10 и блока сбора данных 19 устройства 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 и зарядки аккумулятора видеорегистратора.
Для контроля прибора учета, подключенного к вторичным цепям трансформатора тока, после установки устройства необходимо соединить их между собой, используя дополнительные провода. Информация поступает от портов телеметрии проверяемого электросчетчика на блок сбора данных 19 и через микроконтроллер 10 отображается наряду с основной информацией на ЖК экране 14, а так же сохраняется в энергонезависимой памяти 12.
Преимуществом 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, для учета и выявления фактов хищения электроэнергии.
Устройство контроля процесса учета электрической энергии, содержащее 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, отличающееся тем, что к аналого-цифровому преобразователю дополнительно подключены проходные трансформаторы тока, которые устанавливаются на вторичные линии цепей учета трансформаторов тока питающей сети, а к микроконтроллеру подключен блок сбора данных, получающий питание от блока питания.
