Прибор учета электрической энергии

Настоящая полезная модель относится к области электроизмерительной техники, коммерческого учета электрической энергии, мониторинга и сигнализации состояния трехфазной электрической сети, а именно, к многофункциональным многотарифным приборам учета электрической энергии, предназначенным для оперативного контроля параметров электрической энергии, мощности и состояния электрической сети в системах электроснабжения на энергетических объектах, с возможностью передачи информации по сети электропитания. Модернизированный электросчетчик (вторая версия), содержащий клеммную колодку, соединяющую блок питания и блоки датчиков напряжения и тока с питающей сетью, микроконтроллер, подключенный через аналого-цифровой преобразователь к блокам датчиков напряжения и тока и соединенный с интерфейсом RS-485, жидкокристаллическим экраном, светодиодным индикатором работы устройства, оптическим портом, энергонезависимой памятью содержащей разъем для подключения дополнительных регистров памяти, в одном из которых записаны географические координаты и оперативное наименования места установки устройства, резервным источником питания встроенных в микроконтроллер часов и блоком питания. Отличие устройства состоит в том, что к микроконтроллеру дополнительно подключен через разъем модем PLS (Power line communication) соединенный с клеммой колодкой.

Настоящая полезная модель относится к области электроизмерительной техники, коммерческого учета электрической энергии, мониторинга и сигнализации состояния трехфазной электрической сети, а именно, к многофункциональным многотарифным приборам учета электрической энергии, предназначенным для оперативного контроля параметров электрической энергии, мощности и состояния электрической сети в системах электроснабжения на энергетических объектах, с возможностью передачи информации по сети электропитания.

Устройство дорогое, не имеет возможности использовать его без PLC модема. При неполадках в электрических сетях сложно определить, где именно происходит неправильная работа электрооборудования, отсутствует возможность передачи географических координат места нарушения электрической сети.

Наиболее близким по технической сущности является Устройство мониторинга и сигнализации состояния электрической сети (RU 2501024, G01R 11/25), содержащее клеммную колодку, соединяющую блок питания и блоки датчиков напряжения и тока с питающей сетью, микроконтроллер, подключенный через аналого-цифровой преобразователь к блокам датчиков напряжения и тока и соединенный с интерфейсом RS-485, оптическим портом, резервным источником питания текущего времени встроенных в микроконтроллер часов и блоком питания, к микроконтроллеру дополнительно подключены светодиодный индикатор работы устройства, радиоблок,

соединенный с блоком питания и поддерживающий, но не ограничивающийся стандартами передачи данных GSM, CDMA и IEE 802.11, энергонезависимая память, имеющая дополнительный регистр памяти, содержащий географические координаты и оперативное наименования места установки устройства, при этом бесперебойную работу устройства обеспечивает резервный источник питания (аккумуляторная батарея с возможностью замены), связанный с микроконтроллером и радиоблоком.

При применении в глухих помещениях, где полностью отсутствует радиосвязь, устройство недееспособно, так как неспособно информировать диспетчера о точном месте нарушения в электрической сети. Не имеет жидкокристаллического дисплея, нет возможности передачи информации по линии электропередачи.

Задачей данного патента является создание прибора пригодного к коммерческим расчетам электроэнергии и способного отслеживать режимы работы электросети в реальном времени, и при отклонении их от заданных величин сигнализировать об этом с указанием географических координат устройства используя для этого электрическую сеть.

Технический результат создание прибора, способного сигнализировать о неполадках в электросетях, передавая информацию по линии электропередачи, с указаниями точных географических координат места нештатной ситуации.

Технический результат достигается тем, что устройство содержащие клеммную колодку, соединяющую блок питания и блоки датчиков напряжения и тока с питающей сетью, микроконтроллер, подключенный через аналого-цифровой преобразователь к блокам датчиков напряжения и тока и соединенный с интерфейсом RS-485, жидкокристаллическим экраном, светодиодным индикатором работы устройства, оптическим портом, энергонезависимой

памятью, содержащей разъем для подключения дополнительных регистров памяти, в одном из которых записаны географические координаты и оперативное наименования места установки устройства, резервным источником питания встроенных в микроконтроллер часов и блоком питания к микроконтроллеру дополнительно подключен через разъем модем PLC (Power line communication) соединенный с клеммой колодкой.

Такая конструкция позволяет учитывать электроэнергию для коммерческих целей и фиксировать параметры работы электросети в реальном времени и передавать полученную информацию с указанием географических координат по линии электропередачи диспетчеру за счет подключенного к устройству через разъем модема PLC и энергонезависимой памяти с подключенным через разъем дополнительного регистра памяти. Устройство можно использовать как простой электросчётчик за счет того, что модем PLC можно не использовать, отключив его от разъема.

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

Схема прибора учета электрической энергии показана на фиг. 1. Устройство содержит блок датчиков тока 1 и напряжения 2, первичные обмотки которых подключены к питающей сети 3 через клеммную колодку 4, при этом первичная обмотка блока датчиков тока 1 подключена к питающей сети через измерительные трансформаторы тока 5, а вторичные обмотки соединены с аналого-цифровым преобразователем 6, который передает преобразованный сигнал микроконтроллеру 7, соединенному с энергонезависимой памятью 8 с дополнительным регистром памяти 10 подключенного через разъем 9 в котором записаны географические координаты и оперативное наименования места установки устройства, резервным источником питания текущего времени 11, оптическим портом 12, служащим для считывания информации и программирования параметров пользователя и интерфейсом RS-485 13, который

служит для внешней связи с микроконтроллером 7, а так же для подключения дополнительных устройств. Питание микроконтроллера 7 и обеспечивает Блок питания 18 основанный на понижающем трехфазном выпрямителе и стабилизаторе выходного напряжения. Микроконтроллер 7 дополнительно соединен с жидкокристаллическим экраном 14, светодиодным индикатором работы 15, модемом PLC 17 подключенным через разъем 16, передающим информацию по линии электропередачи.

Работа прибора учета электрической энергии осуществляется следующим образом:

Блок датчиков напряжения 2 преобразовывает напряжение питающей сети 3 по каждой фазе в аналоговые сигналы пригодные для измерения, поступающие в аналого-цифровой преобразователь 6. Измерительные трансформаторы тока 5 преобразовывают ток питающей сети 3 до значения, удобного для измерения. Токовые сигналы по каждой фазе в блоке датчиков тока 1, преобразуются с помощью токовых трансформаторов и резисторов в сигналы напряжения, поступающие на вход аналого-цифрового преобразователя 6. Аналого-цифровой преобразователь 6 передает сигналы тока и напряжения в питающей сети в цифровом виде на соответствующие входы микроконтроллера 7, который, в свою очередь, производит расчет среднеквадратичных значений токов и напряжений, полной, активной, реактивной мощностей и энергий, ведет накопление данных, поступающих на его вход, их тарификацию в соответствии с действующим тарифной программой и текущем временем, учет которого ведется во встроенных в микроконтроллер часах. Энергетические параметры электрической сети сохраняются в энергонезависимой памяти 8 в реальном времени, при этом дополнительный регистр памяти 10 подключенный через разъем 9, после внесения изменений через оптический 12 порт или интерфейс RS-485 13, содержит информацию о координатах места расположения (широта, долгота), и оперативного наименования места установки устройства ( трансформаторной подстанции, секции шин, оперативное название

присоединения). Светодиодный индикатор 15 работы устройства преобразует сигналы микроконтроллера в световые импульсы с частотой пропорциональной измеренной электроэнергии за единицу времени, показывает наличие всех трех фаз (А,В,С). Жидкокристаллический экран 14 используется для отображения измеренных и накопленных величин, вспомогательных параметров сообщений работы устройства с помощью микроконтроллера 7. Через заданные промежутки времени, по запросу диспетчера или в аварийном режиме микроконтроллер 7 оправляет информацию по линии электропередачи через модем PLC 17 подключенный через разъем 16 о расходе электроэнергии, параметры качества, состояния электрической сети, гак же отправляет географические координаты, оперативное наименование место установки устройства (хранящиеся в дополнительном регистре памяти 10) в случае нештатного режима. К питающей сети 3 разъем модема PLC подключен через клеммную колодку 4. Питание микроконтроллера 7 осуществляется от блока питания 18.

Преимуществом предлагаемого технического решения являются дешевизна конструкции, многофункциональность, возможность применения данного устройства в автоматизированных системах контроля и учета электроэнергии (АСКУЭ) и для автоматизированного контроля за состоянием электрических сетей.

Электросчетчик может найти применение в сфере электроэнергетики, учета электроэнергии для оперативно-диспетчерского управления и скорого устранения аварий в электрических сетях.

Прибор учета электрической энергии, содержащий клеммную колодку, соединяющую блок питания и блоки датчиков напряжения и тока с питающей сетью, микроконтроллер, подключенный через аналого-цифровой преобразователь к блокам датчиков напряжения и тока и соединенный с интерфейсом RS-485, жидкокристаллическим экраном, светодиодным индикатором работы устройства, оптическим портом, энергонезависимой памятью, содержащей разъем для подключения дополнительных регистров памяти, в одном из которых записаны географические координаты и оперативное наименования места установки устройства, резервным источником питания встроенных в микроконтроллер часов и блоком питания, отличающееся тем, что к микроконтроллеру дополнительно подключен через разъем модем PLC (Power line communication), соединенный с клеммой колодкой.

РИСУНКИ