Гибридный многофункциональный счетчик электроэнергии

Авторы патента:


 

Полезная модель относится к электронным счетчикам электроэнергии с цифровыми входами первичных сигналов тока/напряжения (цифровым счетчикам), в частности, к счетчикам, предназначенным к применению в рамках «цифровых подстанций». Техническим результатом полезной модели является расширение области применения и расширение функциональных возможностей цифрового счетчика электроэнергии. Заявленный счетчик оснащен, по меньшей мере, одним коммуникационным интерфейсом типа Ethernet, рассчитанным на передачу данных измерений и на получение мгновенных значений тока и/или напряжения от внешних устройств, и выполнен с возможностью выполнения измерений электрических параметров, включая показатели качества электроэнергии. При этом в отличие от прототипа заявленный счетчик выполнен с дополнительной возможностью оснащения аналоговыми интерфейсами, рассчитанными на подключение к измерительным датчикам тока и/или напряжения, дополнительно оснащен интерфейсом высокоточной временной синхронизации, и выполнен с дополнительными возможностями выполнения синхронных векторных измерений и осциллографирования мгновенных значений тока и/или напряжения, а также выполнения функций учета электроэнергии, измерений электрических параметров и осциллографирования мгновенных значений как на основании получаемых через коммуникационные интерфейсы данных в виде мгновенных значений тока и/или напряжения, так и на основании данных с собственных аналоговых интерфейсов. Кроме того, заявленный счетчик выполнен с дополнительной возможностью выдачи через коммуникационные интерфейсы мгновенных значений тока и напряжения, формируемых на основании аналого-цифрового преобразования сигналов, получаемых с аналоговых интерфейсов счетчика, а также на основании данных, получаемых от других источников в цифровом виде через коммуникационные интерфейсы счетчика.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Полезная модель относится к электронным счетчикам электроэнергии с цифровыми входами первичных сигналов тока/напряжения (цифровым счетчикам), в частности, к счетчикам, предназначенным к применению в рамках «цифровых подстанций» (оснащенных цифровой «шиной процесса» - см. [1]).

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известен выбранный в качестве прототипа цифровой счетчик электрической энергии Landis&Gur E880 (источник сведений о прототипе: http://www.landisgyr.co.uk/product/landisgur-zxq-e850/?download=40945&filename=/webfoo/wp-content/uploads/2012/09/D000045932_E880_Brochure_a_en.pdf). Указанный счетчик оснащен коммуникационным интерфейсом типа Ethernet, рассчитанным на выдачу данных измерений и на получение мгновенных значений тока и/или напряжения от внешних устройств в формате, соответствующем стандарту МЭК 61850-9-2, что позволяет использовать указанный счетчик в рамках «цифровых подстанций». Помимо этого, указанный счетчик электроэнергии выполнен с возможностью измерения различных электрических параметров, включая показатели качества электроэнергии. Недостатком указанного счетчика является отсутствие возможности его применения в рамках традиционных энергообъектов, не оснащенных цифровой «шиной процесса», а также ограниченные возможности по применению на подстанциях с «гибридной» «шиной процесса» (оснащенных одновременно элементами аналоговой и цифровой «шины процесса»).

РАСКРЫТИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ

Техническим результатом заявленной полезной модели является расширение области применения и расширение функциональных возможностей цифрового счетчика электроэнергии.

Вышеуказанный технический результат достигается в рамках предлагаемого счетчика электроэнергии. Заявленный счетчик характеризуется наличием, по меньшей мере, одного коммуникационного интерфейса типа Ethernet, рассчитанного на передачу данных измерений и на получение мгновенных значений тока и/или напряжения от внешних устройств. Кроме того, заявленный счетчик выполнен с возможностью выполнения измерений электрических параметров, включая показатели качества электроэнергии. При этом в отличие от прототипа, счетчик выполнен с дополнительной возможностью оснащения аналоговыми интерфейсами, рассчитанными на подключение к измерительным датчикам тока и/или напряжения, и дополнительно оснащен интерфейсом высокоточной временной синхронизации. Помимо этого, счетчик выполнен с дополнительными возможностями выполнения синхронных векторных измерений и осциллографирования мгновенных значений тока и напряжения, а также выполнения функций учета электроэнергии, измерений электрических параметров и осциллографирования мгновенных значений как на основании получаемых через коммуникационные интерфейсы данных в виде мгновенных значений тока и/или напряжения, так и на основании данных с собственных аналоговых интерфейсов. Также счетчик выполнен с дополнительной возможностью выдачи через коммуникационные интерфейсы мгновенных значений тока и напряжения, формируемых на основании аналого-цифрового преобразования сигналов, получаемых с аналоговых интерфейсов счетчика, а также на основании данных, получаемых от других источников в цифровом виде через коммуникационные интерфейсы счетчика.

Расширение области применения счетчика достигается за счет возможности дооснащения счетчика аналоговыми измерительными интерфейсами тока и напряжения, что позволяет дополнительно использовать указанный счетчик как в рамках традиционных энергообъектов, не оснащенных цифровой «шиной процесса», так и на подстанциях с «гибридной» «шиной процесса» (подстанциях, оснащенных одновременно элементами аналоговой и цифровой «шины процесса»). Расширение функциональных возможностей счетчика достигается включением в его состав дополнительных функций: выполнения синхронных векторных измерений, осциллографирования мгновенных значений тока и напряжения; выдачи через коммуникационные интерфейсы мгновенных значений тока и напряжения, формируемых на основании аналого-цифрового преобразования сигналов, получаемых с аналоговых интерфейсов счетчика, и на основании данных, получаемых от других источников в цифровом виде через коммуникационные интерфейсы счетчика.

В частном случае заявляемый счетчик электроэнергии может быть выполнен с резервированными коммуникационными интерфейсами, поддерживающими механизмы бесшовного резервирования (в частности, протоколы PRP, HSR в соответствии с МЭК 62439), что дополнительно повышает надежность функционирования счетчика за счет значительного снижения влияние на функционирование счетчика надежности коммуникационной среды.

В отдельных частных случаях реализации полезной модели также обеспечивается дополнительное расширение функциональных возможностей счетчика, в частности, при дополнительном наличии в счетчике возможности выполнения интервального учета электроэнергии и оценки качества электроэнергии на основании выполнения счетчиком анализа измеренных показателей качества электроэнергии, включая возможность раздельного учета электроэнергии, поставленной/полученной без нарушений качества электроэнергии, и электроэнергии, поставленной/полученной с нарушениями качества электроэнергии, или, например, в части реализации функции осциллографирования мгновенных значений - при дополнительном обеспечении в счетчике возможности запуска процесса осциллографирования по внешней команде, получаемой через коммуникационные интерфейсы, либо при наступлении одного из задаваемых пользователем событий, в том числе событий, связанных с вычисляемыми счетчиком значениями (например, значениями показателей качества электроэнергии, величины активной мощности и т.п.).

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ

Заявляемая полезная модель может быть осуществлена следующим образом. Заявленный счетчик выполняется на базе многофункционального электронного (микропроцессорного) счетчика, оснащенного, по меньшей мере, одним коммуникационным интерфейсом типа Ethernet, а также оснащенного аналоговыми измерительными интерфейсами тока и/или напряжения, либо гнездами (слотами) для установки сменных модулей аналоговых измерительных интерфейсов тока или напряжения, где в качестве аналоговых измерительных интерфейсов (либо соответствующих сменных модулей) могут выступать аналоговые интерфейсы (соответствующие сменные модули), рассчитанные на подключение к вторичным обмоткам традиционных измерительных трансформаторов тока по ГОСТ 7746-2001 или традиционных измерительных трансформаторов напряжения по ГОСТ 1983-2001, или рассчитанные на подключение к подключение к выводам измерительных датчиков, соответствующих ГОСТ Р МЭК 60044-8-2010 (в случае электронного датчика тока), либо ГОСТ Р МЭК 60044-7-2010 (в случае электронного датчика напряжения). В части приема мгновенных значений тока и/или напряжения через от внешних устройств и выдачи мгновенных значений тока и напряжения через коммуникационный интерфейс счетчик может быть выполнен с поддержкой формата приема и выдачи данных, соответствующего стандарту МЭК 61850-9-2, либо соответствующего формата, являющегося прямым развитием вышеуказанного стандарта.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. «Цифровая подстанция ЕНЭС» / Моржин Ю.И., Попов С.Г., Гельфанд А.М., Фридман Л.И., Горожанкин П.А., Наровлянский В.Г., Власов М.А., Сердцев А.А. Журнал «Энергоэксперт», 4 (27), 2011 г.

1. Счетчик электроэнергии, оснащенный, по меньшей мере, одним коммуникационным интерфейсом типа Ethernet, рассчитанным на передачу данных измерений и на получение мгновенных значений тока и/или напряжения от внешних устройств, выполненный с возможностью выполнения измерений электрических параметров, включая показатели качества электроэнергии, отличающийся тем, что выполнен с возможностью оснащения аналоговыми интерфейсами, рассчитанными на подключение к измерительным датчикам тока и/или напряжения, дополнительно оснащен интерфейсом высокоточной временной синхронизации, выполнен с дополнительными возможностями выполнения синхронных векторных измерений и осциллографирования мгновенных значений тока и/или напряжения, а также выполнения функций учета электроэнергии, измерений электрических параметров и осциллографирования мгновенных значений как на основании получаемых через коммуникационные интерфейсы данных в виде мгновенных значений тока и/или напряжения, так и на основании данных с собственных аналоговых интерфейсов, а также выполнен с дополнительной возможностью выдачи через коммуникационные интерфейсы мгновенных значений тока и напряжения, формируемых на основании аналого-цифрового преобразования сигналов, получаемых с аналоговых интерфейсов счетчика, а также на основании данных, получаемых от других источников в цифровом виде через коммуникационные интерфейсы счетчика.

2. Счетчик по п.1, отличающийся тем, что выполнен с поддержкой формата мгновенных значений тока и/или напряжения, соответствующего открытому международному протоколу МЭК 61850-9-2, либо формату, являющемуся его прямым развитием.

3. Счетчик по п.1, отличающийся тем, что выполнен с аналоговым интерфейсом, рассчитанным на подключение к вторичным обмоткам, по меньшей мере, одного традиционного измерительного трансформатора, соответствующего ГОСТ 7746-2001 (в случае трансформатора тока), либо ГОСТ 1983-2001 (в случае трансформатора напряжения).

4. Счетчик по п.1, отличающийся тем, что выполнен с аналоговым интерфейсом, рассчитанным на подключение к выводам, по меньшей мере, одного измерительного датчика, соответствующего ГОСТ МЭК 60044-8-2010 (в случае электронного трансформатора тока), либо ГОСТ МЭК 60044-7-2010 (в случае электронного трансформатора напряжения).

5. Счетчик по п.1, отличающийся тем, что выполнен с резервированными коммуникационным интерфейсами, поддерживающими механизмы бесшовного резервирования в соответствии с МЭК 62439 (например, PRP, HSR).

6. Счетчик по п.1, отличающийся тем, что выполнен с интерфейсом синхронизации, реализованным в виде входа синхронизации, соответствующего ГОСТ МЭК 60044-8-2010.

7. Счетчик по п.1, отличающийся тем, что выполнен с интерфейсом синхронизации, совмещенным с коммуникационным интерфейсом, и с поддержкой протокола высокоточной протокольной синхронизации РТР (IEEE 1588).

8. Счетчик по п.1, отличающийся тем, что выполнен с возможностью запуска процесса осциллографирования мгновенных значений тока и/или напряжения по внешней команде, получаемой через коммуникационные интерфейсы, либо при наступлении одного из заданных пользователем событий, связанных с вычисляемыми счетчиком значениями (например, показатель ПКЭ или величина активной мощности).

9. Счетчик по п. 1, отличающийся тем, что выполнен с дополнительной возможностью выполнения интервального учета электроэнергии и оценки качества электроэнергии на основании анализа измеренных показателей качества электроэнергии, включая возможность раздельного учета электроэнергии, поставленной/полученной без нарушений качества электроэнергии, и электроэнергии, поставленной/полученной с нарушениями качества электроэнергии.



 

Похожие патенты:
Наверх