Счетчик электрической энергии с защитным отключением

Авторы патента:

Григорьева Анжелика Владимировна (RU)

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 2498322:

Григорьева Анжелика Владимировна (RU)
Зыков Владимир Николаевич (RU)
Винокуров Владимир Иванович (RU)

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. Технической задачей изобретения является обеспечение защиты счетчика электрической энергии от повышенного или пониженного напряжения в сети. Технический результат изобретения достигается тем, что счетчик электрической энергии с защитным отключением, содержащий датчик тока, выходы которого соединены с перемножителем тока на напряжение, который, в свою очередь, соединен с преобразователем тока в частоту импульсов, трансформатор тока с двумя первичными обмотками и одной вторичной обмоткой, на которой сигнал пропорционален разности токов первичных обмоток, и выпрямитель, при этом выходы трансформатора через выпрямитель, преобразующий переменный сигнал в сигнал постоянного тока, подключены к преобразователю тока в частоту импульсов, при этом если сигнал с выхода выпрямителя, превышая сигнал с выхода перемножителя тока на напряжение, подается на преобразователь тока в частоту импульсов, то преобразователь тока в частоту импульсов выдает максимальную частоту импульсов, дополнительно содержит реле защиты от скачков напряжения, входы которого соединены с фазным и нулевым проводниками измерительной сети, первичные обмотки трансформатора тока соединены с фазным и нулевым проводниками измерительной сети через нормально замкнутые контакты реле защиты от скачков напряжения. 1 ил.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и используется для измерения электрической энергии в цепях переменного тока с целью ее учета.

Известен счетчик электрической энергии, содержащий датчик тока, выходы которого соединены с перемножителем тока на напряжение, который, в свою очередь, соединен с преобразователем тока в частоту импульсов, трансформатор тока с двумя первичными обмотками, одна из которых соединена с фазным проводником измерительной сети, другая с нулевым проводником и одной вторичной обмоткой, на которой сигнал пропорционален разности токов первичных обмоток, и выпрямитель, при этом выходы трансформатора через выпрямитель, преобразующий переменный сигнал в сигнал постоянного тока, подключены к преобразователю тока в частоту импульсов, при этом если сигнал с выхода выпрямителя, превышая сигнал с выхода перемножителя тока на напряжение, подается на преобразователь тока в частоту импульсов, то преобразователь тока в частоту импульсов выдает максимальную частоту импульсов (Патент РФ на изобретение №2254582, кл. G01R 21/06, G01R 11/24, опубл. 20.06.2005).

Недостатком известного счетчика электрической энергии является заниженные функциональные возможности обусловленные отсутствием возможности защиты счетчика от повышенного или пониженного напряжения в сети. Данный недостаток особенно проявляется в электронных счетчиках электрической энергии.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей счетчика электрической энергии.

Технической задачей изобретения является обеспечение защиты счетчика электрической энергии от повышенного или пониженного напряжения в сети.

Технический результат изобретения достигается тем, что счетчик электрической энергии с защитным отключением, содержащий датчик тока, выходы которого соединены с перемножителем тока на напряжение, который, в свою очередь, соединен с преобразователем тока в частоту импульсов, трансформатор тока с двумя первичными обмотками и одной вторичной обмоткой, на которой сигнал пропорционален разности токов первичных обмоток, и выпрямитель, при этом выходы трансформатора через выпрямитель, преобразующий переменный сигнал в сигнал постоянного тока, подключены к преобразователю тока в частоту импульсов, при этом если сигнал с выхода выпрямителя, превышая сигнал с выхода перемножителя тока на напряжение, подается на преобразователь тока в частоту импульсов, то преобразователь тока в частоту импульсов выдает максимальную частоту импульсов, дополнительно содержит реле защиты от скачков напряжения, входы которого соединены с фазным и нулевым проводниками измерительной сети, первичные обмотки трансформатора тока соединены с фазным и нулевым проводниками измерительной сети через нормально замкнутые контакты реле защиты от скачков напряжения.

Технический результат изобретения достигается за счет использования в счетчике электрической энергии реле защиты от скачков напряжения, входы которого соединены с фазным и нулевым проводниками измерительной сети и тем, что первичные обмотки трансформатора тока соединены с фазным и нулевым проводниками измерительной сети через нормально замкнутые контакты реле защиты от скачков напряжения.

На чертеже приведена функциональная схема счетчика электрической энергии с защитным отключением, где: 1 - датчик тока; 2 - нагрузка; 3 - перемножитель тока на напряжение; 4 - преобразователь тока в частоту импульсов; 5 - трансформатор тока с двумя первичными обмотками и одной вторичной; 6 - выпрямитель; 7 - реле защиты от скачков напряжения; L - фазный проводник; N - нулевой проводник.

Счетчик электрической энергии с защитным отключением, содержит датчик тока 1, выходы которого соединены с перемножителем 3 тока на напряжение, который, в свою очередь, соединен с преобразователем 4 тока в частоту импульсов, трансформатор 5 тока с двумя первичными обмотками, и одной вторичной обмоткой, на которой сигнал пропорционален разности токов первичных обмоток, и выпрямитель 6, при этом выходы трансформатора 5 через выпрямитель 6, преобразующий переменный сигнал в сигнал постоянного тока, подключены к преобразователю 4 тока в частоту импульсов, при этом если сигнал с выхода выпрямителя, превышая сигнал с выхода перемножителя 3 тока на напряжение, подается на преобразователь 4 тока в частоту импульсов, то преобразователь 4 тока в частоту импульсов выдает максимальную частоту импульсов, а также содержит реле 7 защиты от скачков напряжения, входы которого соединены с фазным и нулевым проводниками измерительной сети, первичные обмотки трансформатора 5 тока соединены с фазным и нулевым проводниками измерительной сети через нормально замкнутые контакты реле 7 защиты от скачков напряжения.

Счетчик электрической энергии с защитным отключением функционирует следующим образом.

В счетчике содержатся датчик тока 1, перемножитель тока на напряжение 3, преобразователь тока в частоту импульсов 4, трансформатор тока 5 с двумя первичными обмотками и одной вторичной обмоткой, на которой сигнал пропорционален разности токов первичных обмоток и выпрямитель 6, преобразующий переменный сигнал в сигнал постоянного тока. При попытке хищений электроэнергии путем заземления одного из выходов нагрузки 2 разность токов фазного проводника L и нулевого проводника N становится не равной нулю и сигнал с выхода выпрямителя 6, превышая сигнал с выхода перемножителя 3, подается на преобразователь тока в частоту импульсов 4. В свою очередь преобразователь тока в частоту импульсов 4 выдает максимальную частоту импульсов, счетчик начинает считать быстрее положенного. Таким образом, счетчик, схема которого приведена на чертеже, обеспечивает возможность предотвращения хищений электроэнергии, а также наказание за попытку таких хищений.

Во время работы, если напряжение выходит за допустимые пределы, происходит автоматическое отключение нагрузки. При восстановлении напряжения в норму реле 7 защиты от скачков напряжения автоматически включается с задержкой 6 минут или 10 секунд.

При повышении напряжения в сети свыше 270 В реле 7 защиты от скачков напряжения отключает сеть с задержкой 0,2 с. При повышении напряжения в сети более 300 В происходит ускоренное отключение <20 мс. В случае понижения напряжения в сети менее 170 В, происходит отключение нагрузки с задержкой 10 с, а при понижении напряжения менее 130 В происходит ускоренное отключение <100 мс. В нормальном режиме работы (реле включено) при нажатии кнопки «ТЕСТ» реле 7 защиты от скачков напряжения отключает нагрузку, что говорит о нормальном функционировании устройства.

Кнопка «ТЕСТ» ручного управления позволяет включить питание на нагрузку, не дожидаясь окончания времени задержки включения, или выключить, если требуется обесточить потребители.

При появлении в сети мощных импульсов напряжения встроенный варистор шунтирует их до безопасной для оборудования величины.

Счетчик электрической энергии с защитным отключением, содержащий датчик тока, выходы которого соединены с перемножителем тока на напряжение, который, в свою очередь, соединен с преобразователем тока в частоту импульсов, трансформатор тока с двумя первичными обмотками и одной вторичной обмоткой, на которой сигнал пропорционален разности токов первичных обмоток, и выпрямитель, при этом выходы трансформатора через выпрямитель, преобразующий переменный сигнал в сигнал постоянного тока, подключены к преобразователю тока в частоту импульсов, при этом если сигнал с выхода выпрямителя, превышая сигнал с выхода перемножителя тока на напряжение, подается на преобразователь тока в частоту импульсов, то преобразователь тока в частоту импульсов выдает максимальную частоту импульсов, отличающийся тем, что содержит реле защиты от скачков напряжения, входы которого соединены с фазным и нулевым проводниками измерительной сети, первичные обмотки трансформатора тока соединены с фазным и нулевым проводниками измерительной сети через нормально замкнутые контакты реле защиты от скачков напряжения.

Изобретение относится к средствам электроизмерительной техники. .

Измеритель потерь мощности (варианты) // 2467337

Способы и система для обнаружения выхода из строя коммунальной сети // 2456725

Способ учета электрической энергии // 2445636

Изобретение относится к электроизмерительной технике, а также к средствам распределения, контроля, учета расхода электроэнергии, защиты от хищений, дистанционной индикации режимов работы сети и управления средствами коммутации питающих сетей.

Способ контроля коммунальных услуг // 2407990

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и применяется для контроля предоставления и потребления разного вида коммунальных услуг в системах контроля расхода газа, горячей и холодной воды, тепловой и электроэнергии.

Способ контроля потребленных коммунальных услуг // 2399917

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и применяется для контроля поставки и потребления разного вида коммунальных услуг в системах контроля количества потребления газа, горячей и холодной воды, тепловой и электроэнергии.

Система контроля коммунальных услуг // 2399026

Изобретение относится к области измерительно-вычислительной техники и применяется для контроля предоставления и потребления разного вида коммунальных услуг в системах контроля расхода электроэнергии, газа, холодной и горячей воды, тепловой энергии.

Счетчик потерь электроэнергии // 2380715

Устройство защиты счетчика воды от внешнего магнитного поля // 2380713

Изобретение относится к области приборостроения и может найти применение в системах водоснабжения и учета расхода воды в жилых квартирах. .

Счетчик электроэнергии // 2380712

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения электроэнергии. .

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. 1 ил., 3 табл.

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. Способ компенсации потерь в конце длинной линии электропередачи, при котором в начале первой и третьей четверти периода переменного напряжения открывают попеременно соответствующую пару коммутирующих транзисторов и в течение первой и третьей четверти периода заряжают два одинаковых конденсатора через эту пару коммутирующих транзисторов, в начале второй и четвертой четверти коммутирующие транзисторы закрывают, после чего эти конденсаторы включают последовательно с помощью управляемого симистора и разряжают их обратно в сеть в течение второй и четвертой четверти периода, причем в первой четверти периода открывают одну пару коммутирующих транзисторов, а в течение третьей четверти периода открывают другую пару коммутирующих транзисторов, а управление обеих пар коммутирующих транзисторов и симистора осуществляют с помощью блока управления по заданному алгоритму с синхронизацией сетевым напряжением. Технический результат заключается в увеличении сетевого напряжения в конце нагруженной линии электропередачи относительно простыми средствами. 15 ил.

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. Также устройство содержит блок системы ретрансляции речевого и светового оповещения с громкой связью и блок системы тревожной кнопки с микрофоном. При этом блок системы ретрансляции соединен электрической связью через модем для передачи данных по силовой электросети и блок фазового сопряжения с узкополосным режекторным фильтром со службами МЧС и ГО для речевого и светового оповещения о чрезвычайных ситуациях, авариях и стихийных бедствиях, а блок системы тревожной кнопки с микрофоном соединен электрической связью через блок оптронных развязок, модем для передачи данных по силовой электросети и блок фазового сопряжения с узкополосным режекторным фильтром, с экстренными службами полиции, МЧС и скорой помощи. Технический результат - расширение функциональных возможностей. 1 ил.

Устройство учета электроэнергии // 2521767

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для противодействия хищению электроэнергии различными сложно распознаваемыми техническими средствами. Устройство содержит датчик фазного тока, перемножитель сигнала от датчика фазного тока на сигнал действующего в сети напряжения с последующим преобразованием результата указанного произведения в частоту импульсов с ее делением и подсчетом числа импульсов во времени и с отображением счета на цифровом табло. В качестве датчика фазного тока использован температурно-независимый резистор, включенный к операционному усилителю с управляемым коэффициентом усиления, выход которого подключен через первый выпрямитель с первым фильтром нижних частот к первому входу перемножителя на микросхеме. Ко второму усилителю подключен резисторный делитель сетевого напряжения, которое преобразуется в пульсирующее вторым выпрямителем со вторым фильтром нижних частот. Причем регулировка усиления в операционном усилителе осуществляется скачкообразно тремя декадными резисторными делителями по мере перехода выходного напряжения операционного усилителя за минимальный или максимальный фиксированные уровни, например, 1 В и 10 В, с одновременным автоматическим переключением коэффициента деления частоты подсчитываемых импульсов в делителе частоты, содержащем два дополнительных десятичных счетчика. Один из счетчиков или оба вместе подключаются последовательно к основной схеме делителя частоты для соответствующих диапазонов измерения тока нагрузки. Технический результат заключается в обеспечении защищенности приборов учета электроэнергии от ее неконтролируемого хищения. 2 ил.

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. Тиристоры этих цепей обеспечивают заряд накопительных конденсаторов соответственно в первой и третьей четвертях периодов переменного напряжения. Причем свободные выводы конденсаторов первой и второй ветви каждой мостовой схемы включены соответственно к фазному и нулевому проводникам электросети. В диагоналях первой и второй мостовых схем включены коммутирующие силовые тиристоры, обеспечивающие последовательное включение накопительных конденсаторов двух ветвей каждой из мостовых схем к проводникам электросети во второй и четвертой четвертях периодов переменного напряжения соответственно для первой и второй мостовых схем, а управление включением тиристоров по заданному алгоритму осуществлено блоком управления тиристорами. Технический результат заключается в возможности выявления приборов учета электроэнергии, допускающих обратный отсчет электроэнергии при подключении заявляемого устройства к сети после расчетного счетчика, а также возможность его применения в качестве вольтодобавочного устройства электросети с пониженным напряжением из-за потерь в конце нагруженной линии электропередачи достаточно большой протяженности. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

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. При этом расход электроэнергии на освещение определяют с учетом удельного светового потока осветительного устройства, отнесенного к единице мощности L1; расход электроэнергии на вентиляцию определяют с учётом используемых схем организации воздухообмена и вида вентиляционного оборудования для подачи и удаления воздуха kв, удельных затрат мощности на подачу и удаление одного метра кубического воздуха piB; при этом расход электроэнергии на работу транспортирующих устройств определяют с учетом потребляемой мощности агрегата piтp; расход энергии по технологическому модулю или помещению определяется как сумма расхода энергии по процессам, входящим в технологический модуль или помещение. Технический результат - повышение точности определения энергопотребления. 1 ил., 2 табл.

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. Устройство содержит накопительные конденсаторы, заряжаемые прерывистым током на повышенной частоте прерываний и плавно разряжаемые обратно в сеть, а также транзисторные цепи прерывания тока и коммутации плавного разряда накопительных конденсаторов. Кроме того, устройство включает две параллельно подключенные к сети после поверяемого электросчетчика цепи из последовательно соединенных накопительного конденсатора и двунаправленного транзисторного коммутатора, образующие мостовую схему. При этом накопительный конденсатор первой цепи подключен к фазному проводнику сети, а конденсатор второй цепи подключен к нулевому проводнику сети, а в диагонали этой мостовой схемы включены последовательно соединенные симистор и катушка индуктивности. Причем транзисторы двунаправленных транзисторных коммутаторов указанных цепей и симистор подключены к соответствующим выходам блока управления транзисторами и симистором, синхронизация работы которого осуществляется от сети. Технический результат заключается в повышении эффективности функционирования прибора проверки правильности учета электроэнергии для вновь разрабатываемых электросчетчиков активной энергии индукционного типа и других типов счетчиков. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Устройство и способ измерения электрической мощности // 2554607

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. Интегрирующий конденсатор (9) электрического тока соединен с датчиком (2) тока через средство (8) выпрямителя. В переключатель (13) подается команда из детектора (12) порогового значения, чтобы инициировать подачу питания в схему (10) обработки и передатчик посредством электрической мощности, накопленной в конденсаторе, когда его напряжение (Vc) превысило предопределенное пороговое значение (Svc). После этого передается сообщение электрической мощности, представляющее количество электрической мощности. Способ измерения электрической мощности содержит этап передачи (63) сообщения электрической мощности, когда напряжение конденсатора достигает порогового напряжения (Svc). Технический результат заключается в возможности измерения электрической мощности без использования внешнего источника питания. 2 н. и 22 з.п. ф-лы, 11 ил.

Способ учета электрической энергии в трехфазной цепи // 2570828

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.

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.