RU2541207C1 - Интеллектуальная микропроцессорная система контроля и регистрации потерь электроэнергии в присоединениях распределительного устройства - Google Patents
Интеллектуальная микропроцессорная система контроля и регистрации потерь электроэнергии в присоединениях распределительного устройства Download PDFInfo
- Publication number
- RU2541207C1 RU2541207C1 RU2013133215/08A RU2013133215A RU2541207C1 RU 2541207 C1 RU2541207 C1 RU 2541207C1 RU 2013133215/08 A RU2013133215/08 A RU 2013133215/08A RU 2013133215 A RU2013133215 A RU 2013133215A RU 2541207 C1 RU2541207 C1 RU 2541207C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nth
- input
- connections
- microcontroller
- output
- Prior art date
Links
Landscapes
- Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области информационно-измерительной и вычислительной техники, в частности к интеллектуальной микропроцессорной системе контроля и регистрации потерь электроэнергии в присоединениях распределительного устройства. Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей системы за счет возможности непрерывного контроля и регистрации мощности потерь электроэнергии в нескольких присоединениях распределительного устройства. Технический результат достигается благодаря тому, что система содержит первый - n-й (где n - число присоединений распределительного устройства) датчики тока присоединений распределительного устройства, первый - n-й буферные масштабные усилители, многовходовой аналоговый коммутатор, двухполупериодный прецизионный выпрямитель, датчик температуры окружающей среды, генератор прямоугольных импульсов, микроконтроллер, первый - n-й датчики температуры проводников присоединений, первый, второй и третий приемопередатчики, цифровой индикатор, постоянное запоминающее устройство, компьютер. 1 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к области информационно-измерительной и вычислительной техники, предназначено для вычисления и индикации усредненной на 1-минутном интервале мощности потерь электроэнергии и может быть использовано в качестве многоканального счетчика-регистратора потерь электроэнергии в присоединениях распределительного устройства.
Аналогом предлагаемого технического решения является счетчик потерь электроэнергии [1], содержащий генератор прямоугольных импульсов, компьютер, таймер, таймер-часы, датчик тока, аналого-цифровой преобразователь, функциональный преобразователь, накапливающий сумматор, индикатор, блок деления, постоянное запоминающее устройство, приемопередатчик, первый и второй счетчики, первый и второй одновибраторы.
Недостатками аналога являются невысокая точность, обусловленная не учетом зависимости активного сопротивления токоведущих элементов электрооборудования от температуры нагрева (погрешность по этой причине может достигать 40% [2]), а также узкие функциональные возможности.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является счетчик потерь электроэнергии с индикацией потерь мощности (варианты) [3], содержащий датчик тока, микроконтроллер, регистр, цифровой индикатор, датчики температуры окружающей среды и электрооборудования, генератор прямоугольных импульсов, первый и второй приемопередатчики, постоянное запоминающее устройство, компьютер.
Недостатком прототипа являются узкие функциональные возможности.
Техническая задача, решаемая изобретением, - расширение функциональных возможностей системы за счет возможности непрерывного контроля и регистрации мощности потерь электроэнергии в нескольких присоединениях распределительного устройства.
Указанная техническая задача решается благодаря тому, что в счетчик потерь электроэнергии с индикацией потерь мощности (варианты), содержащий первый датчик тока, датчик температуры окружающей среды, первый датчик температуры проводника присоединения, генератор прямоугольных импульсов, цифровой индикатор, первый и второй приемопередатчики, постоянное запоминающее устройство, компьютер, микроконтроллер, порт B которого подключен к выходу датчика температуры окружающей среды, тактовый вход подключен к выходу генератора прямоугольных импульсов, выходы портов микроконтроллера соединены соответственно E - через первый приемопередатчик с входом постоянного запоминающего устройства, F - через второй приемопередатчик с входом компьютера, дополнительно введены второй - n-й (где n - число присоединений распределительного устройства) датчики тока, второй - n-й датчики температуры проводников присоединений, первый - n-й буферные масштабные усилители, многовходовой аналоговый коммутатор, двухполупериодный прецизионный выпрямитель, третий приемопередатчик, через который выход порта D микроконтроллера соединен с входом цифрового индикатора, выходы первого - n-го датчиков тока через первый - n-й буферные масштабные усилители соединены соответственно с первым - n-м информационными входами многовходового аналогового коммутатора, выход которого через двухполупериодный прецизионный выпрямитель соединен с портом A микроконтроллера, а выходы первого - n-го датчиков температуры проводников присоединений соединены соответственно с первым - n-м разрядами порта C микроконтроллера, выход порта G которого соединен с управляющим входом многовходового аналогового коммутатора.
Существенными отличиями предлагаемой системы являются введение дополнительных элементов (второго - n-го датчиков тока, второго - n-го датчиков температуры проводников присоединений, первого - n-го буферных масштабных усилителей, многовходового аналогового коммутатора, двухполупериодного прецизионного выпрямителя, третьего приемопередатчика), а также организация его новой структуры и введение новых связей между элементами. Совокупность элементов и связей между ними обеспечивают достижение положительного эффекта - расширения функциональных возможностей устройства за счет возможности непрерывного контроля и регистрации мощности потерь электроэнергии в нескольких присоединениях распределительного устройства.
Схема системы приведена на фиг.1.
Схема системы (фиг.1) содержит первый - n-й (где n - число присоединений распределительного устройства) датчики тока (ДТ) 1-2 присоединений распределительного устройства, первый - n-й буферные масштабные усилители (БМУ) 3-4, многовходовой аналоговый коммутатор (АК) 5, двухполупериодный прецизионный выпрямитель (ДПВ) 6, датчик 7 температуры окружающей среды (ДТОС), генератор 8 прямоугольных импульсов (ГПИ), микроконтроллер (МК) 9, первый - n-й датчики 10-11 температуры проводников присоединений, первый - третий приемопередатчики 12-14, цифровой индикатор (ЦИ) 15, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 16, компьютер 16. Выходы первого - n-го датчиков 1-2 тока через первый - n-й буферные масштабные усилители 3-4 соединены соответственно с первым - n-м информационными входами много входового аналогового коммутатора 5, выход которого через двухполупериодный прецизионный выпрямитель 6 соединен с портом A микроконтроллера 9, порт B которого подключен к выходу датчика 7 температуры окружающей среды, тактовый вход подключен к выходу генератора 8 прямоугольных импульсов, выходы первого - n-го датчиков 10-11 температуры проводников присоединений соединены соответственно с первым - n-м разрядами порта C микроконтроллера 9, выходы портов которого соединены соответственно D - через третий приемопередатчик 13 с входом цифрового индикатора 15, E - через первый приемопередатчик 12 с входом постоянного запоминающего устройства 16, F - через второй приемопередатчик 13 с входом компьютера 17, G - с управляющим входом многовходового аналогового коммутатора 5.
Схемы буферных масштабных усилителей 3-4 и двухполупериодного прецизионного выпрямителя 6 общеизвестны, в частности, в качестве их реализации могут быть использованы схемы, описанные в [4, 5] и изображенные на рисунках 1.3 и 2.49 [4], 13.7 и 52.15 [5].
Система (фиг.1) работает следующим образом.
Выходные напряжения ДТ 1-2 первого - n-го присоединений распределительного устройства (РУ), пропорциональные токам нагрузки I(t) присоединений, через первый - n-й БМУ 3-4 поступают соответственно на первый - n-й информационные входы многовходового аналогового коммутатора 5.
Датчики тока 1-2, которые, в частности, могут быть выполнены на измерительных шунтах, включенных в цепь вторичной обмотки измерительных трансформаторов тока, обеспечивают выходной сигнал низкого уровня (номинальное значение 75 мВ). Для согласования уровня сигнала ДТ 1-2 с рабочим диапазоном встроенного в МК 9 аналого-цифрового преобразователя (АЦП) используются БМУ 3-4, имеющие большой коэффициент усиления 15-80 (выбираемый в зависимости от модификации используемого МК 9). Двухполупериодный прецизионный выпрямитель 6 используется для преобразования двухполярного синусоидального сигнала ДТ 1-2 в однополярный.
Путем смены кода на выходе порта G «001-010-011-100-101 …» МК 9, соединенного с управляющим входом АК 5, датчики тока 1-2 с достаточно высокой скоростью поочередно подключаются к входу АЦП МК 9 таким образом, чтобы получать цифровые коды токов нагрузки присоединений РУ 50-100 раз за период. Эти коды возводятся в квадрат, а суммы квадратов накапливаются в n ячейках в течение 1 мин.
Как известно, потери мощности в токоведущих элементах (ТЭ) определяются по формуле
где I(t) - изменяющийся во времени ток нагрузки, протекающий по ТЭ;
R - сопротивление ТЭ.
При упрощенных расчетах сопротивление R принимается неизменным во времени и равным сопротивлению R0 при температуре окружающей среды Θ0=20°C или сопротивлению при другой фиксированной температуре.
Точное значение сопротивления R в функции от температуры ΘТЭ ТЭ определяется по формуле
где α - температурный коэффициент сопротивления ТЭ; имеет значение для меди αм=0,004°C-1, алюминия αa=0,0044°C-1, стали αст=0,006°C-1.
При наличии доступа к ТЭ их температура Θ0i определяется с помощью датчиков 10-11 температуры проводников присоединений; сопротивление Ri проводника каждого присоединения рассчитывается в МК 9 по формуле (2), а значение потерь ∆Pi определяется по формуле (1).
Управление работой системы осуществляется следующим образом.
Через одинаковые интервалы времени ∆T=1 мин приемопередатчиком 13 с выхода порта D в ЦИ 15 записываются усредненные за минуту значения потерь мощности ∆Pi, которые в дальнейшем отображаются на цифровом индикаторе 15, непрерывно обновляясь каждую минуту.
Приемопередатчик 14 один раз в час размещает в очередных ячейках ПЗУ 16: дату; час; значение потерь ∆Pi во всех присоединении РУ и т.д.
В том случае, если доступ к проводникам присоединений отсутствует, датчиком 7 один раз в минуту измеряется температура окружающей среды Θокр, а температура проводников Θi определяется из дифференциального уравнения нагрева по следующей формуле [6]
Θномi - номинальная длительно допустимая температура i-го проводника;
Iномi - номинальный ток проводника i-го присоединения;
Ii - среднеквадратическое значение тока нагрузки i-го присоединения.
Преимуществом предлагаемого изобретения по сравнению с известными аналогами является его более широкие функциональные возможности. Схема системы ориентирована на применение современной микроэлектронной основы - микроконтроллеров.
Источники информации
1. Патент 2380715 РФ, МПК G01R 19/02, G01R 11/00, 2008.
2. Осипов Д.С. Учет нагрева токоведущих частей в расчетах потерь мощности и электроэнергии при несинусоидальных режимах систем электроснабжения: Автореф. дис. … канд. техн. наук. - Омск, 2005.
3. Патент 2449356 РФ, МПК G06F 17/18, 2012, 5 независимый пункт формулы (прототип).
4. Применение интегральных схем: Практическое руководство: В. 2 кн.: Пер. с англ. / П. Брэдшо, С. Гош, X. Олдридж и др.; Под ред. А. Уильямса. - М.: Мир, 1987: Кн. 1. - 432 с.
5. Граф Р. Электронные схемы: 1300 примеров: Пер. с англ. - М.: Мир, 1989. - 688 с.
6. Гудзовская В.А., Ермаков В.Ф., Балыкин Е.С., Зайцева И.В. Математическая модель процесса изменения температуры нагрева проводника // Изв. вузов. Электромеханика. - 2012. - №2. - С.42-43.
Claims (1)
- Интеллектуальная микропроцессорная система контроля и регистрации потерь электроэнергии в присоединениях распределительного устройства, содержащая первый датчик тока, датчик температуры окружающей среды, первый и второй приемопередатчики, постоянное запоминающее устройство, компьютер, генератор прямоугольных импульсов, цифровой индикатор, первый датчик температуры проводника присоединения, микроконтроллер, порт B которого подключен к выходу датчика температуры окружающей среды, тактовый вход подключен к выходу генератора прямоугольных импульсов, выходы портов микроконтроллера соединены соответственно E - через первый приемопередатчик с входом постоянного запоминающего устройства, F - через второй приемопередатчик с входом компьютера, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введены второй - n-й (где n - число присоединений распределительного устройства) датчики тока, второй - n-й датчики температуры проводников присоединений, первый - n-й буферные масштабные усилители, многовходовой аналоговый коммутатор, двухполупериодный прецизионный выпрямитель, третий приемопередатчик, через который выход порта D микроконтроллера соединен с входом цифрового индикатора, выходы первого - n-го датчиков тока через первый - n-й буферные масштабные усилители соединены соответственно с первым - n-м информационными входами многовходового аналогового коммутатора, выход которого через двухполупериодный прецизионный выпрямитель соединен с портом A микроконтроллера, а выходы первого - n-го датчиков температуры проводников присоединений соединены соответственно с первым - n-м разрядами порта C микроконтроллера, выход порта G которого соединен с управляющим входом многовходового аналогового коммутатора.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013133215/08A RU2541207C1 (ru) | 2013-07-16 | 2013-07-16 | Интеллектуальная микропроцессорная система контроля и регистрации потерь электроэнергии в присоединениях распределительного устройства |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013133215/08A RU2541207C1 (ru) | 2013-07-16 | 2013-07-16 | Интеллектуальная микропроцессорная система контроля и регистрации потерь электроэнергии в присоединениях распределительного устройства |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013133215A RU2013133215A (ru) | 2015-01-27 |
RU2541207C1 true RU2541207C1 (ru) | 2015-02-10 |
Family
ID=53281009
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013133215/08A RU2541207C1 (ru) | 2013-07-16 | 2013-07-16 | Интеллектуальная микропроцессорная система контроля и регистрации потерь электроэнергии в присоединениях распределительного устройства |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2541207C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2624001C1 (ru) * | 2016-03-28 | 2017-06-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") | Интеллектуальная микропроцессорная система для определения величины технических потерь электроэнергии |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2380715C1 (ru) * | 2008-07-15 | 2010-01-27 | Владимир Филиппович Ермаков | Счетчик потерь электроэнергии |
US7795877B2 (en) * | 2006-11-02 | 2010-09-14 | Current Technologies, Llc | Power line communication and power distribution parameter measurement system and method |
RU2449356C1 (ru) * | 2010-09-17 | 2012-04-27 | Евгений Сергеевич Балыкин | Счетчик потерь электроэнергии с индикацией потерь мощности (варианты) |
RU128366U1 (ru) * | 2012-11-29 | 2013-05-20 | Открытое акционерное общество "Межрегиональная распределительная сетевая компания Центра и Приволжья" | Счетчик ресурса трансформатора |
-
2013
- 2013-07-16 RU RU2013133215/08A patent/RU2541207C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7795877B2 (en) * | 2006-11-02 | 2010-09-14 | Current Technologies, Llc | Power line communication and power distribution parameter measurement system and method |
RU2380715C1 (ru) * | 2008-07-15 | 2010-01-27 | Владимир Филиппович Ермаков | Счетчик потерь электроэнергии |
RU2449356C1 (ru) * | 2010-09-17 | 2012-04-27 | Евгений Сергеевич Балыкин | Счетчик потерь электроэнергии с индикацией потерь мощности (варианты) |
RU128366U1 (ru) * | 2012-11-29 | 2013-05-20 | Открытое акционерное общество "Межрегиональная распределительная сетевая компания Центра и Приволжья" | Счетчик ресурса трансформатора |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2624001C1 (ru) * | 2016-03-28 | 2017-06-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") | Интеллектуальная микропроцессорная система для определения величины технических потерь электроэнергии |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013133215A (ru) | 2015-01-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103235189B (zh) | 一种基于双电流电压比率法的微电阻高精度测量方法及实现该方法的测量系统 | |
CN108919158B (zh) | 交流变电站暂态电压非接触式测量装置的现场校准方法 | |
JP2012103073A (ja) | 電力量測定装置およびこれを用いた電力量計の校正方法 | |
RU2541207C1 (ru) | Интеллектуальная микропроцессорная система контроля и регистрации потерь электроэнергии в присоединениях распределительного устройства | |
Wang et al. | Dynamic error testing method of electricity meters by a pseudo random distorted test signal | |
Pejić et al. | Comparator offset error suppression in stochastic converters used in a watt-hour meter | |
CN205176182U (zh) | 装备电气参数检定装置 | |
RU2616159C2 (ru) | Многоканальная микропроцессорная система контроля и регистрации потерь электроэнергии в присоединениях распределительного устройства Ермакова-Горобца | |
Do et al. | Novel grid impedance measurement setups in electrical power systems | |
CN202171514U (zh) | 一种利用双恒流源三线测量温度铂电阻的电路 | |
CN202393834U (zh) | 一种电池精密欧姆内阻测量仪 | |
RU2605043C2 (ru) | Регистратор данных для проведения энергоаудита ермакова-горобца | |
RU2520428C1 (ru) | Микропроцессорный регистратор данных для проведения энергоаудита ермакова-горобца | |
RU2514788C1 (ru) | Многофункциональное микропроцессорное устройство для сбора информации о сети при несинусоидальной и несимметричной нагрузке (варианты) | |
CN204925379U (zh) | 一种数字化电能表脉冲信号的综合测试系统 | |
CN103675470A (zh) | 一种n×m维电阻网络测量装置 | |
CN201434890Y (zh) | 多功能电表 | |
RU2616165C2 (ru) | Счетчик ресурса трансформаторов на двухтрансформаторной подстанции (варианты) | |
CN110109172B (zh) | 宇宙射线测量装置 | |
RU147588U1 (ru) | Устройство для измерения активного сопротивления | |
Li et al. | Interlaboratory comparison of high direct voltage resistor dividers | |
CN205027462U (zh) | 一种热电偶定标实验教学仪器电路 | |
Ermakov et al. | Intelligent Microprocessor System Control and Registration of Data for Energy Audit | |
RU2467337C2 (ru) | Измеритель потерь мощности (варианты) | |
CN109459720A (zh) | 一种用于监控标准电能表组中标准表异常的方法及系统 |