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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Überwachungsgerät für elektrische Energie. Insbesondere ist das erfindungsgemäße Überwachungsgerät für elektrische Energie geeignet, die Energieverbrauchsbedingungen mehrerer Stromkreise, die verschiedene Phasenzustände aufweisen, gleichzeitig zu überwachen.
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Überwachungsgeräte für elektrische Energie (im Folgenden vereinfachend als Energieüberwachungsgeräte bezeichnet) werden vorwiegend in Kundenräumlichkeiten installiert, um die Energieverbrauchsbedingungen der Kunden zur späteren Verwendung aufzuzeichnen. Nach dem Stand der Technik verwenden die meisten Überwachungsvorrichtungen separate Stromzähler für den Zweck der Überwachung. Herkömmliche normale Stromzähler sind jedoch meist nur für das Messen eines einzelnen Stromkreises ausgelegt, so dass die Anzahl der Stromzähler erhöht werden muss, wenn mehrere Stromkreise gleichzeitig überwacht werden müssen. Dementsprechend erhöhen sich bei der Überwachung mehrerer Stromkreise die Materialkosten für die Stromzähler deutlich und es ist zusätzlicher Raum für das Vorsehen der Stromzähler erforderlich. Es ist ersichtlich, dass diese Art des Messens von Stromkreisen unter Verwendung mehrerer Stromzähler zu hohen Materialkosten und geringer Flexibilität im Gebrauch führt.
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Daher wurde nach dem Stand der Technik ein einzelner intelligenter Stromzähler entwickelt, der in der Lage ist, mehrere Stromkreise gleichzeitig zu messen. Jedoch ist der bekannte einzelne intelligente Stromzähler zur Messung mehrerer Stromkreise lediglich in der Lage, gleichzeitig Stromkreise zu messen, welche die gleiche Phase haben (d. h., dass die Stromkreise beispielsweise sämtlich einphasig oder sämtlich dreiphasig sind). Aus diesem Grund ist die Verwendbarkeit des intelligenten Stromzählers erheblich eingeschränkt, wenn in einer Testumgebung Stromkreise mit unterschiedlichen Phasen vorhanden sind. Ferner sind bei den zuvor beschriebenen normalen Stromzählern und den intelligenten Stromzählern die durch die Strommesskomponenten derselben zur Messung von zu prüfenden Stromkreisen messbaren Phasen sämtlich unveränderlich. Daher können die Strommesskomponenten nur für Leitungen verwendet werden, die bestimmte Phasen haben, und dementsprechend ist die Flexibilität bei der Messung von Stromkreisen relativ gering.
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Es besteht daher auf diesem Gebiet ein dringender Bedarf an einem einzelnen Energiemessgerät, das in der Lage ist, gleichzeitig mehrere Stromkreise mit unterschiedlichen Phasen zu messen und die Phasen der Strommesskomponente an die Leitungen unterschiedlicher Stromkreise anzupassen, um so die Materialkosten zu senken und die Anwendungsflexibilität zu erhöhen.
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Zur Lösung der genannten Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung ein Energieüberwachungsgerät, das in der Lage ist, die Stromverbrauchsbedingungen mehrerer Stromkreise mit unterschiedlichen Phasenzuständen zu überwachen und die Phasen von Leitungen der Stromkreise anzupassen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Energieüberwachungsgerät für elektrische Energie gelöst, das elektrisch mit einer Wechselstromquelle verbunden ist. Die Wechselstromquelle ist derart ausgebildet, dass sie elektrische Energie an mehrere Stromkreise liefert. Die mehreren Stromkreise beinhalten Test-Stromkreise. Das Energieüberwachungsgerät weist ein Spannungseingangsinterface, eine Spannungsmesseinheit, mehrere Strommesskomponenten und eine Verarbeitungseinheit auf. Das Spannungseingangsinterface ist derart ausgebildet, dass es eine Eingangsenergiequelle von der Wechselstromquelle empfängt. Die Spannungsmesseinheit ist elektrisch mit dem Spannungseingangsinterface verbunden und derart ausgebildet, dass sie einen entsprechenden Spannungswert auf der Basis der Eingangsenergiequelle erzeugt.
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Die mehreren Strommesskomponenten weisen eine erste Strommesskomponente auf, wobei die erste Strommesskomponente eine erste lösbare Strommesseinheit und eine erste Phaseneinstelleinheit aufweist. Die erste lösbare Strommesseinheit ist mit einer ersten Unterleitung des Test-Stromkreises verbunden und zum Messen eines ersten Stromwerts des Test-Stromkreises ausgebildet. Die erste Phaseneinstelleinheit ist derart ausgebildet, dass sie eine Phasenkonfiguration der ersten lösbaren bzw. demontierbaren Strommesseinheit derart einstellt, dass diese einem Phasenzustand der ersten Unterleitung entspricht. Die Verarbeitungseinheit ist elektrisch mit der Spannungsmesseinheit und der ersten Spannungsmesskomponente verbunden und ist zum Berechnen eines Überwachungswertes für elektrische Energie (im Folgenden vereinfachend als Energieüberwachungswert bezeichnet) entsprechend dem Spannungswert und dem ersten Stromwert des Test-Stromkreises ausgebildet.
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Zur Lösung der genannten Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung ferner ein Energieüberwachungsgerät für elektrische Energie das elektrisch mit einer Wechselstromquelle verbunden ist. Die Wechselstromquelle ist zum Liefern von elektrischer Energie an mehrere Stromkreise ausgebildet. Die mehreren Stromkreise weisen einen ersten Test-Stromkreis bzw. zu testenden Stromkreis und einen zweiten Test-Stromkreis bzw. zu testenden Stromkreis auf. Das Energieüberwachungsgerät weist ein Spannungseingangsinterface, einen Schalter, eine Spannungsmesseinheit, mindestens eine erste Strommesskomponente, mindestens eine zweite Strommesskomponente und eine Verarbeitungseinheit auf. Das Spannungseingangsinterface ist zum Empfangen einer Eingangsenergiequelle von der Wechselstromquelle ausgebildet. Der Schalter ist derart ausgebildet, dass er entsprechend der Eingangsenergiequelle der Wechselstromquelle zum Einstellen einer Energieberechnungskonfiguration als eine dreiphasige dreiadrige Konfiguration oder eine dreiphasige vieradrige Konfiguration dient. Die Spannungsmesseinheit ist elektrisch mit dem Spannungseingangsinterface verbunden und ist zum Erzeugen eines entsprechenden Spannungswerts auf der Basis der Eingangsenergiequelle ausgebildet.
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Die mindestens eine Strommesskomponente weist eine erste lösbare bzw. demontierbare Strommesseinheit und eine erste Phaseneinstelleinheit auf. Die erste lösbare bzw. demontierbare Strommesseinheit ist mit dem ersten Test-Stromkreis bzw. zu testenden Stromkreis verbunden und zum Messen eines Stromwerts des ersten Test-Stromkreises bzw. zu testenden Stromkreises ausgebildet. Die der ersten lösbaren bzw. demontierbaren Strommesseinheit entsprechende erste Phaseneinstelleinheit ist dazu ausgebildet, die Phasenkonfiguration der ersten lösbaren bzw. demontierbaren Strommesseinheit derart einzustellen, dass diese dem Phasenzustand des ersten Test-Stromkreises bzw. zu testenden Stromkreises entspricht. Die mindestens eine zweite Strommesskomponente weist eine zweite lösbare bzw. demontierbare Strommesseinheit und eine zweite Phaseneinstelleinheit auf. Die zweite lösbare Strommesseinheit ist mit dem zweiten Test-Stromkreis bzw. zu testenden Stromkreis verbunden und zum Messen eines Stromwerts des zweiten Test-Stromkreises bzw. zu testenden Stromkreis ausgebildet. Die der zweiten lösbaren bzw. demontierbaren Strommesseinheit entsprechende zweite Phaseneinstelleinheit ist dazu ausgebildet, die Phasenkonfiguration der zweiten lösbaren bzw. demontierbaren Strommesseinheit derart einzustellen, dass diese dem Phasenzustand des zweiten Test-Stromkreises bzw. zu testenden Stromkreises entspricht. Die Verarbeitungseinheit ist elektrisch mit der Spannungsmesseinheit, der mindestens einen ersten Strommesskomponente und der mindestens einen zweiten Strommesskomponente verbunden und derart ausgebildet, dass sie auf der Basis der Energieberechnungskonfiguration einen ersten Energieüberwachungswert aus dem Spannungswert und dem Stromwert des ersten Test-Stromkreises bzw. zu testenden Stromkreises berechnet, und wobei sie ferner dazu ausgebildet ist, einen zweiten Energieüberwachungswert aus dem Spannungswert und dem Stromwert des zweiten Test-Stromkreises bzw. zu testenden Stromkreises zu berechnen.
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Gemäß den vorgenannten Offenbarungen ist das erfindungsgemäße Energieüberwachungsgerät in der Lage, mehrere Gruppen von Strommesskomponenten zur gleichzeitigen Überwachung der Energieverbrauchsbedingungen von Test-Stromkreisen bzw. zu testenden Stromkreisen mit unterschiedlichen Phasenzuständen und zum Einstellen der Phasen von Leitungen der Stromkreise mittels der Phaseneinstelleinheiten der Strommesskomponenten zu verwenden. Auf diese Weise können die Materialkosten des Energieüberwachungsgeräts verringert und dessen Flexibilität im Gebrauch verbessert werden.
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Die detaillierte Technik und bevorzugte Ausführungsbeispiele, die in der vorliegenden Erfindung implementiert wurden, sind in den nachfolgenden Absätzen in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen näher beschrieben, so dass sich einem Fachmann auf diesem Gebiet die Merkmale der Erfindung klar erschließen.
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1 ist eine schematische Darstellung eines Überwachungsgeräts für elektrische Energienach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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2 ist eine schematische Darstellung eines Überwachungsgeräts für elektrische Energie nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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3 ist eine schematische Darstellung eines Überwachungsgeräts für elektrische Energie nach einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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4 ist eine schematische Darstellung eines Überwachungsgeräts für elektrische Energie nach einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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5 ist eine schematische Darstellung eines Überwachungsgeräts für elektrische Energie nach einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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6 ist eine schematische Darstellung eines Überwachungsgeräts für elektrische Energie nach einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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7 ist eine schematische Darstellung eines Überwachungsgeräts für elektrische Energie nach einem siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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In der nachfolgenden Beschreibung wird die Erfindung unter Bezugnahme auf Ausführungsbeispiele derselben erläutert. Diese Ausführungsbeispiele dienen jedoch nicht der Einschränkung der Erfindung auf die spezifischen Ausführungsbeispiele, Anwendungen oder bestimmten Implementierungen, die im Zusammenhang mit diesen Ausführungsbeispielen beschrieben sind. Die Beschreibung der Ausführungsbeispiele dient lediglich illustrativen Zwecken, nicht jedoch der Einschränkung der Erfindung. Es sei darauf hingewiesen, dass in den folgenden Ausführungsbeispielen und den zugehörigen Zeichnungen Elemente, die nicht in direktem Zusammenhang mit der Erfindung stehen, nicht dargestellt sind.
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1 ist eine schematische Darstellung eines Überwachungsgeräts für elektrische Energie 1 nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Energieüberwachungsgerät 1 ist elektrisch mit einer Wechselstromquelle 7 verbunden. Die Wechselstromquelle 7 liefert elektrische Energie an mehrere Stromkreise 8. Die Stromkreise 8 weisen einen Test-Stromkreis 8a auf. Das Energieüberwachungsgerät weist ein Spannungseingangsinterface 11, eine Spannungsmesseinheit 12, mehrere Strommesskomponenten 13 und eine Verarbeitungseinheit 14 auf. Die mehreren Strommesskomponenten 13 weisen eine erste Strommesskomponente 13a auf. Die erste Strommesskomponente weist eine lösbare bzw. demontierbare Strommesseinheit 131a und eine erste Phaseneinstelleinheit 133a auf. Im Folgenden werden die Funktionen und die Verbindungsbeziehungen zwischen diesen Komponenten des ersten Ausführungsbeispiels im Detail beschrieben.
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Das Spannungseingangsinterface 11 ist zum Empfangen einer Eingangsenergiequelle 70 von der Wechselstromquelle 7 ausgebildet. Die elektrisch mit dem Spannungseingangsinterface 11 verbundene Spannungsmesseinheit 12 kann anhand der Eingangsenergiequelle 70 einen entsprechenden Spannungswert 120 bestimmen, den das Energieüberwachungsgerät 1 im nachfolgenden Prozess des Berechnens von die elektrische Energie betreffenden Informationen durch die Verarbeitungseinheit 14 verwenden kann. Der Spannungswert 120 entspricht der Betriebsspannung des Test-Stromkreises 8a bzw. zu testenden Stromkreises 8a.
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Andererseits ist die erste lösbare Strommesseinheit 131a mit einer ersten Unterleitung 81a des Test-Stromkreises 8a verbunden und zum Messen eines ersten Stromwerts 810a des Test-Stromkreises 8a ausgebildet. Es sei insbesondere drauf hingewiesen, dass je nach der Art der von der Wechselstromquelle 7 in den Test-Stromkreis 8a eingegebenen Spannung die erste Unterleitung 81a des Test-Stromkreises 8a einen entsprechenden elektrischen Phasenzustand aufweist. Die erste Phaseneinstelleinheit 133a ist daher derart ausgebildet, dass sie die Phasenkonfiguration der ersten lösbaren bzw. demontierbaren Strommesseinheit 131a derart einstellt, dass diese dem elektrischen Phasenzustand der ersten Unterleitung 81a entspricht.
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Es sei als Beispiel angenommen, dass die von der Wechselstromquelle 7 in den Test-Stromkreis 8a eingespeiste Spannung vier Phasenarten R, S, T und N hat, und die erste Unterleitung 81a des Test-Stromkreises 8a die Phase R hat. In diesem Fall ist die erste Phaseneinstelleinheit 133a derart konfiguriert, dass sie die Phasenkonfiguration der ersten lösbaren bzw. demontierbaren Strommesseinheit 131a derart einstellt, dass diese dem R-Phasenzustand der ersten Unterleitung 81a entspricht, so dass die Genauigkeit der nachfolgenden Berechnung von die elektrische Energie betreffenden Informationen gewährleistet ist. Es sei besonders hervorgehoben, dass, wie für den Fachmann auf diesem Gebiet leicht verständlich, der R-Phasenzustand der Unterleitung des Stromkreises einen Stromzustand beim Fließen von elektrischer Energie von einer den R-Phasenzustand aufweisenden Stromleitung zu einer den N-Phasenzustand aufweisenden Stromleitung wiedergibt.
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Darüber hinaus können die zuvor beschriebenen Elemente, nämlich die Spannungsmesseinheit 12, die erste lösbare Strommesseinheit 131a und die erste Phaseneinstelleinheit 133a zusammen als Spannungswandler, als Stromwandler bzw. als Überbrückungseinrichtung implementiert werden. Jedoch fällt jede Hardware, die in der Lage ist, Spannungen zu bestimmen, Ströme zu bestimmen und Konfigurationen einzustellen, in den Rahmen der vorliegenden Erfindung, und die vorstehend aufgeführte Hardware ist nicht als die Hardware-Implementierungen der vorliegenden Erfindung einschränkend anzusehen.
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Die Verarbeitungseinheit 14 kann nach der Bestimmung des Spannungswerts 120 und des ersten Stromwerts 810a die elektrische Energie betreffende Informationen berechnen. Im Einzelnen ist die Verarbeitungseinheit 14 elektrisch mit der Spannungsmesseinheit 12 und der ersten Strommesskomponente 13a verbunden. Daher kann die Verarbeitungseinheit 14 einen Überwachungswert 140 (beispielsweise eine elektrische Energie) berechnen, nachdem die Spannungsmesseinheit 12 und die erste Strommesskomponente 13a den Spannungswert 120 bzw. den ersten Stromwert 810a an die Verarbeitungseinheit 14 übertragen haben.
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Wie sich aus der Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels ergibt, ist das erfindungsgemäße Energieüberwachungsgerät 1 somit in der Lage, eine Phasenkonfiguration basierend auf unterschiedlichen Phasen der Leitungen der Stromkreise derart einzustellen, dass sie korrekte Informationen bezüglich der elektrischen Energie der Stromkreise erhält. Es sei besonders darauf hingewiesen, dass das erfindungsgemäße Energieüberwachungsgerät 1 ferner ein Netzwerkkommunikationsinterface 19 aufweisen kann, das zum Übertragen des von der Verarbeitungseinheit 14 berechneten Überwachungswerts 140 an einen (nicht dargestellten) Server zur Verwendung im nachfolgenden Ablauf ausgebildet ist. Das Vorsehen des Netzwerkkommunikationsinterface 19 ist optional, stellt jedoch keine Einschränkung der Hardware-Implementation des Energieüberwachungsgeräts 1 dar.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines Energieüberwachungsgeräts 2 nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Energieüberwachungsgerät 2 weist ferner einen Schalter 15 auf. Es sei besonders darauf hingewiesen, dass Komponenten des zweiten Ausführungsbeispiels, welche mit den gleichen Bezugszeichen wie diejenigen des ersten Ausführungsbeispiels versehen sind, die gleichen Funktionen haben und daher im Folgenden nicht erneut eingehend beschrieben werden. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel liegt das Hauptaugenmerk auf entsprechenden Berechnungsmodi des Energieüberwachungsgeräts, wenn das Energieüberwachungsgerät mit der Wechselstromquelle über Leitungen mit unterschiedlichen Phasen verbunden ist. Im Einzelnen ist der Schalter 15 hauptsächlich derart ausgebildet, dass er die Energieberechnungskonfiguration des Energieüberwachungsgeräts 2 entsprechend der Eingangsenergiequelle 70 der Wechselstromquelle 7 auf entweder eine dreiphasige dreiadrige Stromkreiskonfiguration oder eine dreiphasige vieradrige Stromkreiskonfiguration einstellt. Im Zusammenhang mit dem zweiten Ausführungsbeispiel wird im Folgenden ein Betriebsmodus des Energieüberwachungsgeräts 2 für den Fall erläutert, dass der Schalter 15 auf die dreiphasige vieradrige Stromkreiskonfiguration geschaltet ist und der Test-Stromkreis bzw. zu testende Stromkreis 8a ein einphasiger Stromkreis ist.
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Des Weiteren sind die in den dreiphasigen vieradrigen Stromkreis von der Wechselstromquelle her eingespeisten Spannungen hauptsächlich auf vier Arten von Energiequellen aufgeteilt. Daher ist das Spannungseingangsinterface 11 der vorliegenden Erfindung ferner zum Empfangen der vier Arten von unterschiedlichen Phasen aufweisenden Energiequellen ausgebildet, die in der Eingangsenergiequelle 70 enthalten sind. Die vier Arten von unterschiedliche Phasen aufweisenden Energiequellen umfassen zumindest einen ersten Energiequellenleiter 70a und einen Nullleiter 70d, und die Spannungsmesseinheit 12 erzeugt einen entsprechenden ersten Phasenspannungswert 120a. Der erste Phasenspannungswert 120a ist ein Spannungsdifferenzwert zwischen dem ersten Energiequellenleiter 70a und dem Nullleiter 70d und entspricht der Betriebsspannung des Test-Stromkreises 8a.
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Handelt es sich bei dem Test-Stromkreis 8a des zweiten Ausführungsbeispiels um einen einphasigen Stromkreis und weist dieser nur den ersten Energiequellenleiter 70a und den Nullleiter 70d zur Bildung eines Stromkreises auf, so kann die Verarbeitungseinheit 14 einen Energieüberwachungswert des einphasigen Test-Stromkreises 8a aus dem ersten Phasenspannungswert 120a (d. h. dem Spannungsdifferenzwert zwischen dem ersten Energiequellenleiter 70a und dem Nullleiter 70d) und dem ersten Stromwert 810a des Test-Stromkreises 8a direkt berechnen.
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Die in den dreiphasigen vieradrigen Stromkreis von der Wechselstromquelle her eingespeisten Spannungen sind beispielsweise hauptsächlich in vier Arten von Energiequellen R, S, T und N unterteilt. Daher kann das erfindungsgemäße Spannungseingangsinterface ferner zum Empfangen der vier Arten von Energiequellenleitern R, S, T und N ausgebildet sein, die in der Eingangsenergiequelle enthalten sind, und die Spannungsmesseinheit kann sodann einen ersten Phasenspannungswert aus dem Spannungsdifferenzwert zwischen dem Energiequellenleiter R und dem Nullleiter N berechnen.
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Handelt es sich bei dem Test-Stromkreis um einen einphasigen Stromkreis und weist dieser nur den Energiequellenleiter R und den Nullleiter N zur Bildung eines Stromkreises auf, so kann die Strommesseinheit einen Stromwert messen, welcher dem ersten Phasenspannungswert in dem Test-Stromkreis entspricht. Anschließend kann die Verarbeitungseinheit einen Energieüberwachungswert des einphasigen Test-Stromkreises aus dem ersten Phasenspannungswert und dem Stromwert des Test-Stromkreises direkt berechnen. Es sei besonders darauf hingewiesen, dass der Vorgang des Berechnens von Informationen bezüglich des Stroms anhand von angeschlossenen Spannungsphasen und Stromwerten auf diesem Gebiet bekannt ist und daher im Folgenden nicht weiter beschrieben wird.
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Da das erfindungsgemäße Energieüberwachungsgerät andererseits in der Lage ist, Strominformationen mehrerer Stromkreise gleichzeitig zu messen, muss das Energieüberwachungsgerät in der Lage sein, zwischen den verschiedenen Stromkreisen zu unterscheiden, mit denen die Strommesseinheiten verbunden sind, um Fehler bei der Berechnung der Strominformationen zu vermeiden. Daher weist das Energieüberwachungsgerät 2 nach dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung ferner eine Eingabevorrichtung 16, einen Speicher 17 und eine Anzeigevorrichtung 18 auf.
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Die Eingabevorrichtung 16 dient im Einzelnen der Eingabe einer Stromkreiskonfiguration 160 durch den Benutzer. Die Stromkreisinformation 160 wird von dem Benutzer vorgegeben, um die erste Strommesskomponente 13a in eine Messkomponentengruppe einzuordnen. Die Messkomponentengruppe hat in anderen Worten die Aufgabe, anzugeben, dass die darin enthaltene Strommesskomponente 13a der Messung des selben Stromkreises dient. Das Energieüberwachungsgerät 2 speichert sodann die Stromkreiskonfiguration 160 im Speicher 17 und informiert den Benutzer über die Anzeigevorrichtung 18 über den von der ersten Strommesskomponente 13 zur Messung des Stromkreises verwendeten Gruppenstatus. Der Benutzer kann somit Gruppen von Messkomponenten über die Eingabevorrichtung 16 vorgeben und die aktuell gegebenen Korrespondenz-Beziehungen zwischen den Strommesskomponenten und den Stromkreisen über die Anzeigevorrichtung 18 in Erfahrung bringen.
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Wie aus der Beschreibung des zweiten Ausführungsbeispiels ersichtlich, kann das erfindungsgemäße Energieüberwachungsgerät ferner dazu ausgebildet sein, nach einer Bestätigung des Stromverteilungszustands der Wechselstromquelle, mit welcher das Energieüberwachungsgerät verbunden ist, über den Schalter Phasen zu bestimmen, anhand welcher das Energieüberwachungsgerät Informationen bezüglich des Stroms berechnet. Ferner kann der Benutzer Korrespondenz-Beziehungen zwischen den Stromkreisen und den Strommesseinheiten jeweils über die Eingabevorrichtung bestimmen und anschließend die Korrespondenz-Beziehung über die Anzeigevorrichtung 18 bestätigen, so dass das erfindungsgemäße Energieüberwachungsgerät mit größerer Flexibilität verwendbar ist.
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3 ist eine schematische Darstellung eines Energieüberwachungsgeräts 3 nach einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Es sei besonders darauf hingewiesen, dass Komponenten des dritten Ausführungsbeispiels, welche mit den gleichen Bezugszeichen wie diejenigen der vorhergehenden Ausführungsbeispiele versehen sind, die gleichen Funktionen haben und daher im Folgenden nicht erneut eingehend beschrieben werden. Bei dem dritten Ausführungsbeispiel liegt das Hauptaugenmerk ebenfalls auf entsprechenden Berechnungsmodi des Energieüberwachungsgeräts, wenn das Energieüberwachungsgerät mit der Wechselstromquelle über Leitungen mit unterschiedlichen Phasen verbunden ist. Im Einzelnen ist der Schalter 15 hauptsächlich derart ausgebildet, dass er die Energieberechnungskonfiguration des Energieüberwachungsgeräts 2 entsprechend der Eingangsenergiequelle 70 der Wechselstromquelle 7 auf entweder eine dreiphasige dreiadrige Stromkreiskonfiguration oder eine dreiphasige vieradrige Stromkreiskonfiguration einstellt. Im Zusammenhang mit dem dritten Ausführungsbeispiel wird im Folgenden ein Betriebsmodus des Energieüberwachungsgeräts 3 für den Fall erläutert, dass der Schalter 15 auf die dreiphasige vieradrige Stromkreiskonfiguration geschaltet ist und der Test-Stromkreis 8b ein dreiphasiger vieradriger Stromkreis ist.
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Da es sich bei dem Test-Stromkreis bzw. zu testenden Stromkreis 8b um einen dreiphasigen vieradrigen Stromkreis handelt sind zusätzliche Strommesskomponenten zum Messen der Ströme mehrerer Leitungen erforderlich. Daher weisen die mehreren Strommesskomponenten 13 des Strommessgeräts 3 im dritten Ausführungsbeispiel ferner eine zweite Strommesskomponente 13b und eine dritte Strommesskomponente 13c auf. Die zweite Strommesskomponente 13b weist eine zweite lösbare Strommesseinheit 131b und eine zweite Phaseneinstelleinheit 133b auf. Die dritte Strommesskomponente 13c weist eine dritte lösbare Strommesseinheit 131c und eine dritte Phaseneinstelleinheit 133c auf.
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In dem dritten Ausführungsbeispiel ist die erste lösbare Strommesseinheit 131a mit einer ersten Unterleitung 81b des Test-Stromkreises 8b verbunden und zum Messen eines ersten Stromwerts 810b des Test-Stromkreises 8b ausgebildet. Abhängig von der Art der Spannung, die dem Test-Stromkreis 8b von der Wechselstromquelle 7 her zugeführt wird, weist die Unterleitung 81b des Test-Stromkreises 8b einen entsprechenden elektrischen Phasenzustand auf. Die erste Phaseneinstelleinheit 133a ist daher derart ausgebildet, dass sie eine Phasenkonfiguration der ersten lösbaren bzw. demontierbaren Strommesseinheit 131a entsprechend dem elektrischen Phasenzustand der ersten Unterleitung 81b einstellt.
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In ähnlicher Weise ist die zweite lösbare Strommesseinheit 131b mit einer zweiten Unterleitung 82b des Test-Stromkreises 8b verbunden und zum Messen eines zweiten Stromwerts 820b des Test-Stromkreises 8b ausgebildet. In Abhängigkeit von der Art der Spannung, die dem Test-Stromkreis 8b von der Wechselstromquelle 7 her zugeführt wird, weist die zweite Unterleitung 82b des Test-Stromkreises 8b einen entsprechenden elektrischen Phasenzustand auf. Die zweite Phaseneinstelleinheit 133b ist daher derart ausgebildet, dass sie eine Phasenkonfiguration der zweiten lösbaren bzw. demontierbaren Strommesseinheit 131b entsprechend dem elektrischen Phasenzustand der zweiten Unterleitung 82b einstellt.
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In ähnlicher Weise ist die dritte lösbare Strommesseinheit 131c mit einer dritten Unterleitung 83b des Test-Stromkreises 8b verbunden und zum Messen eines dritten Stromwerts 830b des Test-Stromkreises 8b ausgebildet. In Abhängigkeit von der Art der Spannung, die dem Test-Stromkreis 8b von der Wechselstromquelle 7 her zugeführt wird, weist die dritte Unterleitung 83b des Test-Stromkreises 8b einen entsprechenden elektrischen Phasenzustand auf. Die dritte Phaseneinstelleinheit 133c ist daher derart ausgebildet, dass sie eine Phasenkonfiguration der dritten lösbaren bzw. demontierbaren Strommesseinheit 131c entsprechend dem elektrischen Phasenzustand der dritten Unterleitung 83b einstellt.
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Des Weiteren sind die in den dreiphasigen vieradrigen Stromkreis von der Wechselstromquelle her eingespeisten Spannungen hauptsächlich auf vier Arten von Energiequellen aufgeteilt. Daher ist das Spannungseingangsinterface 11 der vorliegenden Erfindung ferner zum Empfangen der vier Arten von unterschiedlichen Phasen aufweisenden Energiequellen ausgebildet, die in der Eingangsenergiequelle 70 enthalten sind. Die vier Arten von unterschiedliche Phasen aufweisenden Energiequellen umfassen einen ersten Energiequellenleiter 70A, einen zweiten Energiequellenleiter 70B, einen dritten Energiequellenleiter 70C und einen Nullleiter 70D, und dementsprechend erzeugt die Spannungsmesseinheit einen entsprechenden ersten Phasenspannungswert 120A, einen entsprechenden zweiten Phasenspannungswert 120B und einen entsprechenden dritten Phasenspannungswert 120C.
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Bei dem ersten Phasenspannungswert 120A handelt es sich um einen Spannungsdifferenzwert zwischen dem ersten Energiequellenleiter 70A und dem Nullleiter 70D; bei dem zweiten Phasenspannungswert 120B handelt es sich um einen Spannungsdifferenzwert zwischen dem zweiten Energiequellenleiter 70B und dem Nullleiter 70D; und bei dem dritten Phasenspannungswert 120C handelt es sich um einen Spannungsdifferenzwert zwischen dem dritten Energiequellenleiter 70A und dem Nullleiter 70D. Der erste Phasenspannungswert 120A, der zweite Phasenspannungswert 120B und der dritte Phasenspannungswert 120C entsprechen Betriebsspannungen der Unterleitungen 81b, 82b bzw. 83b des Test-Stromkreises 8b.
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Handelt es sich bei dem Test-Stromkreis 8b in dem dritten Ausführungsbeispiel um einen dreiphasigen vieradrigen Stromkreis und nimmt dieser gleichzeitig den ersten Energiequellenleiter 70A, den zweiten Energiequellenleiter 70B, den dritten Energiequellenleiter 70C und den Nullleiter 70D zur Bildung eines Stromkreises auf, kann die Verarbeitungseinheit 14 einen Energieüberwachungswert des dreiphasigen Test-Stromkreises 8b aus dem ersten Phasenspannungswert 120A, dem zweiten Phasenspannungswert 120B, dem dritten Phasenspannungswert 120C sowie dem ersten Stromwert 810b, dem zweiten Stromwert 820b und dem dritten Stromwert 830b des Test-Stromkreises 8b direkt berechnen.
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Die in den dreiphasigen vieradrigen Stromkreis von der Wechselstromquelle her eingespeisten Spannungen sind beispielsweise hauptsächlich in vier Arten von Energiequellen R, S, T und N unterteilt. Daher kann das erfindungsgemäße Spannungseingangsinterface ferner zum Aufnehmen des Energiequellenleiters R, des Energiequellenleiters S, des Energiequellenleiters T und des Nullleiters N ausgebildet sein, die in dem Eingangsenergiequellenleiter enthalten sind; und dementsprechend erzeugt die Spannungsmesseinheit einen entsprechenden Phasenspannungswert R, einen entsprechenden Phasenspannungswert S und einen entsprechenden Phasenspannungswert T. Der Phasenspannungswert R ist ein Spannungsdifferenzwert zwischen dem Energiequellenleiter R und dem Nullleiter N; der Phasenspannungswert S ist ein Spannungsdifferenzwert zwischen dem Energiequellenleiter S und dem Nullleiter N; und der Phasenspannungswert T ist ein Spannungsdifferenzwert zwischen dem Energiequellenleiter T und dem Nullleiter N. Die Phasenspannungswerte R, S und T entsprechen Betriebsspannungen des Test-Stromkreises.
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Handelt es sich bei dem Test-Stromkreis um einen dreiphasigen vieradrigen Stromkreis und nimmt dieser zur Bildung des Stromkreises den Energiequellenleiter R, den Energiequellenleiter S, den Energiequellenleiter T und den Nullleiter N gleichzeitig auf, so können die mehreren Strommesskomponenten einen dem Phasenspannungswert R entsprechenden ersten Stromwert, einen dem Phasenspannungswert S entsprechenden zweiten Stromwert, und einen dem Phasenspannungswert T entsprechenden dritten Stromwert in dem Test-Stromkreis überwachen. Anschließend kann die Verarbeitungseinheit einen Energieüberwachungswert des dreiphasigen Test-Stromkreises entsprechend dem Phasenspannungswert R, dem Phasenspannungswert S, dem Phasenspannungswert T und dem ersten Stromwert, dem zweiten Stromwert und dem dritten Stromwert des Test-Stromkreises direkt berechnen.
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Es sei insbesondere darauf hingewiesen, dass der Vorgang des Berechnens von die elektrische Energie betreffenden Informationen aus den angeschlossenen Spannungsphasen und den Stromwerten auf diesem Gebiet bekannt ist und daher vorliegend nicht weiter beschrieben wird; ferner weisen, wie dem Fachmann auf diesem Gebiet bekannt, ein einphasiger zweiadriger Stromkreis und ein einphasiger dreiadriger Stromkreis jeweils ebenfalls den Nullleiter N auf, und die Art der Berechnung der Strominformationen ist derjenigen für einen dreiphasigen vieradrigen Stromkreis sehr ähnlich. Daher kann die Art der Berechnung von Strominformationen für den dreiphasigen vieradrigen Stromkreis bei auf die Konfiguration für einen dreiphasigen vieradrigen Stromkreis geschaltetem Schalter auch zum Bestimmen und zum Berechnen von Strominformationen des einphasigen Stromkreises verwendet werden und wird daher vorliegend nicht näher beschrieben.
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Da das erfindungsgemäße Energieüberwachungsgerät in der Lage ist, Strominformationen mehrerer Stromkreise gleichzeitig zu messen, muss das Energieüberwachungsgerät in der Lage sein, zwischen den verschiedenen Stromkreisen zu unterscheiden, mit welchen die Strommesseinheiten verbunden sind, um so Fehler bei der Berechnung der Strominformationen zu vermeiden. Ähnlich wie zuvor beschrieben kann der Benutzer Gruppen der Messkomponenten über die Eingabevorrichtung 16 bestimmen und die gegenwärtige Korrespondenz-Beziehung zwischen den Strommesskomponenten und den Stromkreisen über die Anzeigevorrichtung 18 in Erfahrung bringen.
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Die Eingabevorrichtung 16 dient im Einzelnen der Eingabe einer Stromkreiskonfiguration 162 durch den Benutzer. Die Stromkreisinformation 162 wird von dem Benutzer vorgegeben, um die erste Strommesskomponente 13a, die zweite Strommesskomponente 13b und die dritte Strommesskomponente 13c in eine Messkomponentengruppe einzuordnen. Die Messkomponentengruppe hat in anderen Worten die Aufgabe, anzugeben, dass die darin enthaltenen Strommesskomponenten 13a, 13b und 13c der Messung des selben Stromkreises dienen. Das Energieüberwachungsgerät 3 speichert sodann die Stromkreiskonfiguration 162 im Speicher 17 und informiert den Benutzer über die Anzeigevorrichtung 18 über den von der ersten, zweiten und dritten Strommesskomponente 13a, 13b und 13c zur Messung des Stromkreises verwendeten Gruppenstatus. Der Benutzer kann somit Gruppen von Messkomponenten über die Eingabevorrichtung 16 vorgeben und die aktuell gegebenen Korrespondenz-Beziehungen zwischen den Strommesskomponenten und den Stromkreisen über die Anzeigevorrichtung 18 in Erfahrung bringen.
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4 ist eine schematische Darstellung eines Energieüberwachungsgeräts 4 nach einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Es sei besonders darauf hingewiesen, dass Komponenten des vierten Ausführungsbeispiels, welche mit den gleichen Bezugszeichen wie diejenigen der vorhergehenden Ausführungsbeispiele versehen sind, die gleichen Funktionen haben und daher im Folgenden nicht erneut eingehend beschrieben werden. Bei dem vierten Ausführungsbeispiel wird ein Betriebsmodus des Energieüberwachungsgeräts 4 erläutert, in welchem der Schalter 15 auf eine dreiphasige dreiadrige Stromkreiskonfiguration eingestellt ist und der Test-Stromkreis bzw. zu testende Stromkreis 8a ein einphasiger Stromkreis ist.
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Des Weiteren sind die in den dreiphasigen dreiadrigen Stromkreis von der Wechselstromquelle her eingespeisten Spannungen hauptsächlich auf drei Arten von Energiequellen aufgeteilt. Daher ist das Spannungseingangsinterface 11 der vorliegenden Erfindung ferner zum Empfangen der drei Arten von unterschiedlichen Phasen aufweisenden Energiequellen ausgebildet, die in der Eingangsenergiequelle 70 enthalten sind. Die drei Arten von unterschiedliche Phasen aufweisenden Energiequellen umfassen einen ersten Energiequellenleiter 70x und einen zweiten Energiequellenleiter 70y, und dementsprechend erzeugt die Spannungsmesseinheit 12 einen entsprechenden ersten Phasenspannungswert 120x. Bei dem ersten Phasenspannungswert 120x handelt es sich um einen Spannungsdifferenzwert zwischen dem ersten Energiequellenleiter 70x und dem zweiten Energiequellenleiter 70y.
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Handelt es sich bei dem Test-Stromkreis 8a in dem vierten Ausführungsbeispiel um einen einphasigen Stromkreis und nimmt dieser nur den ersten Energiequellenleiter 70x und den zweiten Energiequellenleiter 70y zur Bildung eines Stromkreises auf, kann die Verarbeitungseinheit 14 einen Energieüberwachungswert des einphasigen Test-Stromkreises 8a aus dem ersten Phasenspannungswert 120x und dem ersten Stromwert 810a des Test-Stromkreises 8a direkt berechnen.
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Die in den dreiphasigen dreiadrigen Stromkreis von der Wechselstromquelle her eingespeisten Spannungen sind beispielsweise hauptsächlich in drei Arten von Energiequellen R, S und T unterteilt. Daher kann das erfindungsgemäße Spannungseingangsinterface ferner zum Aufnehmen des Energiequellenleiters R, des Energiequellenleiters S und des Energiequellenleiters T ausgebildet sein, die in dem Eingangsenergiequellenleiter enthalten sind; und dementsprechend erzeugt die Spannungsmesseinheit einen entsprechenden Phasenspannungswert R. Der Phasenspannungswert R ist ein Spannungsdifferenzwert zwischen dem Energiequellenleiter R und dem Phasenspannungswert S.
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Handelt es sich bei dem Test-Stromkreis um einen einphasigen Stromkreis und nimmt dieser zur Bildung des Stromkreises nur den Energiequellenleiter R und den Energiequellenleiter S auf, so kann die Strommesskomponente einen dem Phasenspannungswert R entsprechenden ersten Stromwert in dem Test-Stromkreis überwachen. Anschließend kann die Verarbeitungseinheit einen Energieüberwachungswert des einphasigen Test-Stromkreises entsprechend dem Phasenspannungswert R und dem Stromwert des Test-Stromkreises direkt berechnen. Es sei insbesondere darauf hingewiesen, dass der Vorgang des Berechnens von die elektrische Energie betreffenden Informationen aus den angeschlossenen Spannungsphasen und den Stromwerten auf diesem Gebiet bekannt ist und daher vorliegend nicht weiter beschrieben wird.
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Da das erfindungsgemäße Energieüberwachungsgerät in der Lage ist, Strominformationen mehrerer Stromkreise gleichzeitig zu messen, muss das Energieüberwachungsgerät in der Lage sein, zwischen den verschiedenen Stromkreisen zu unterscheiden, mit welchen die Strommesseinheiten verbunden sind, um so Fehler bei der Berechnung der Strominformationen zu vermeiden. Ähnlich wie zuvor beschrieben kann der Benutzer Gruppen der Messkomponenten über die Eingabevorrichtung 16 bestimmen und die gegenwärtige Korrespondenz-Beziehung zwischen den Strommesskomponentenn und den Stromkreisen über die Anzeigevorrichtung 18 in Erfahrung bringen.
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Die Eingabevorrichtung 16 dient im Einzelnen der Eingabe einer Stromkreiskonfiguration 164 durch den Benutzer. Die Stromkreisinformation 164 wird von dem Benutzer vorgegeben, um die erste Strommesskomponente 13a in eine Messkomponentengruppe einzuordnen. Die Messkomponentengruppe hat in anderen Worten die Aufgabe, anzugeben, dass die darin enthaltene Strommesskomponente 13a der Messung des selben Stromkreises dient. Das Energieüberwachungsgerät 4 speichert sodann die Stromkreiskonfiguration 164 im Speicher 17 und informiert den Benutzer über die Anzeigevorrichtung 18 über den von der ersten Strommesskomponente 13a zur Messung des Stromkreises verwendeten Gruppenstatus. Der Benutzer kann somit Gruppen von Messkomponenten über die Eingabevorrichtung 16 vorgeben und die aktuell gegebenen Korrespondenz-Beziehungen zwischen den Strommesskomponenten und den Stromkreisen über die Anzeigevorrichtung 18 in Erfahrung bringen.
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5 ist eine schematische Darstellung eines Energieüberwachungsgeräts 5 nach einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Es sei besonders darauf hingewiesen, dass Komponenten des fünften Ausführungsbeispiels, welche mit den gleichen Bezugszeichen wie diejenigen der vorhergehenden Ausführungsbeispiele versehen sind, die gleichen Funktionen haben und daher im Folgenden nicht erneut eingehend beschrieben werden. Bei dem fünften Ausführungsbeispiel wird ein Betriebsmodus des Energieüberwachungsgeräts 5 erläutert, in welchem der Schalter 15 auf eine dreiphasige dreiadrige Stromkreiskonfiguration eingestellt ist und der Test-Stromkreis bzw. zu testende Stromkreis 8c ein dreiphasiger dreiadriger Stromkreis ist.
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Da es sich bei dem Test-Stromkreis 8c um einen dreiphasigen dreiadrigen Stromkreis handelt, sind zum Messen mehrerer Leitungen ferner zusätzliche Strommesskomponenten erforderlich. Die mehreren Strommesskomponenten 13 des Energieüberwachungsgeräts 5 weisen zusätzlich die zweite Strommesskomponente 13b auf. Die zweite Strommesskomponente 13b weist die zweite lösbare Strommesseinheit 131b und die zweite Phaseneinstelleinheit 133b auf.
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In dem fünften Ausführungsbeispiel ist die erste lösbare Strommesseinheit 131a mit einer ersten Unterleitung 81c des Test-Stromkreises 8c verbunden und zum Messen eines ersten Stromwerts 810c des Test-Stromkreises 8c ausgebildet. Abhängig von der Art der Spannung, die dem Test-Stromkreis 8c von der Wechselstromquelle 7 her zugeführt wird, weist die Unterleitung 81c des Test-Stromkreises 8c einen entsprechenden elektrischen Phasenzustand auf. Die erste Phaseneinstelleinheit 133a ist daher derart ausgebildet, dass sie eine Phasenkonfiguration der ersten lösbaren bzw. demontierbaren Strommesseinheit 131a entsprechend dem elektrischen Phasenzustand der ersten Unterleitung 81c einstellt.
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In ähnlicher Weise ist die zweite lösbare Strommesseinheit 131b mit einer zweiten Unterleitung 82c des Test-Stromkreises 8c verbunden und zum Messen eines zweiten Stromwerts 820c des Test-Stromkreises 8c ausgebildet. In Abhängigkeit von der Art der Spannung, die dem Test-Stromkreis 8c von der Wechselstromquelle 7 her zugeführt wird, weist die zweite Unterleitung 82c des Test-Stromkreises 8c einen entsprechenden elektrischen Phasenzustand auf. Die zweite Phaseneinstelleinheit 133b ist daher derart ausgebildet, dass sie eine Phasenkonfiguration der zweiten lösbaren bzw. demontierbaren Strommesseinheit 131b entsprechend dem elektrischen Phasenzustand der zweiten Unterleitung 82c einstellt.
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Des Weiteren sind die in den dreiphasigen dreiadrigen Stromkreis von der Wechselstromquelle her eingespeisten Spannungen hauptsächlich auf drei Arten von Energiequellen aufgeteilt. Daher ist das Spannungseingangsinterface 11 der vorliegenden Erfindung ferner zum Empfangen der drei Arten von unterschiedlichen Phasen aufweisenden Energiequellen ausgebildet, die in der Eingangsenergiequelle 70 enthalten sind. Die drei Arten von unterschiedliche Phasen aufweisenden Energiequellen umfassen einen ersten Energiequellenleiter 70X, einen zweiten Energiequellenleiter 70Y und einen dritten Energiequellenleiter 70Z, und dementsprechend erzeugt die Spannungsmesseinheit 12 einen entsprechenden ersten Phasenspannungswert 120X und einen entsprechenden zweiten Phasenspannungswert 120Y.
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Bei dem ersten Phasenspannungswert 120x handelt es sich um einen Spannungsdifferenzwert zwischen dem ersten Energiequellenleiter 70X und dem zweiten Energiequellenleiter 70Y und bei dem zweiten Phasenspannungswert 120Y handelt es sich um einen Spannungsdifferenzwert zwischen dem zweiten Energiequellenleiter 70Y und dem dritten Energiequellenleiter 70Z. Der erste Phasenspannungswert 120X und der zweite Phasenspannungswert 120Y entsprechen Betriebsspannungen der Unterleitungen 81c bzw. 82c des Test-Stromkreises 8c.
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Handelt es sich bei dem Test-Stromkreis 8c in dem fünften Ausführungsbeispiel um einen dreiphasigen dreiadrigen Stromkreis und nimmt dieser gleichzeitig den ersten Energiequellenleiter 70X, den zweiten Energiequellenleiter 70Y und den dritten Energiequellenleiter 70Z zur Bildung eines Stromkreises auf, kann die Verarbeitungseinheit 14 einen Energieüberwachungswert des dreiphasigen Test-Stromkreises 8c aus dem ersten Phasenspannungswert 120X, dem zweiten Phasenspannungswert 120Y sowie dem ersten Stromwert 810c und dem zweiten Stromwert 820c des Test-Stromkreises 8c direkt berechnen.
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Die in den dreiphasigen dreiadrigen Stromkreis von der Wechselstromquelle her eingespeisten Spannungen sind beispielsweise hauptsächlich in vier Arten von Energiequellen R, S und T unterteilt. Daher kann das erfindungsgemäße Spannungseingangsinterface ferner zum Aufnehmen des Energiequellenleiters R, des Energiequellenleiters S und des Energiequellenleiters T ausgebildet sein, die in dem Eingangsenergiequellenleiter enthalten sind; und dementsprechend erzeugt die Spannungsmesseinheit einen entsprechenden Phasenspannungswert R und einen entsprechenden Phasenspannungswert S. Der Phasenspannungswert R ist ein Spannungsdifferenzwert zwischen dem Energiequellenleiter R und dem Energiequellenleiter S und der Phasenspannungswert S ist ein Spannungsdifferenzwert zwischen dem Energiequellenleiter S und dem Energiequellenleiter T. Die Phasenspannungswerte R und S entsprechen Betriebsspannungen des Test-Stromkreises.
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Handelt es sich bei dem Test-Stromkreis um einen dreiphasigen dreiadrigen Stromkreis und nimmt dieser zur Bildung des Stromkreises den Energiequellenleiter R, den Energiequellenleiter S und den Energiequellenleiter T gleichzeitig auf, so können die mehreren Strommesskomponenten einen dem Phasenspannungswert R entsprechenden ersten Stromwert und einen dem Phasenspannungswert S entsprechenden zweiten Stromwert in dem Test-Stromkreis überwachen. Anschließend kann die Verarbeitungseinheit einen Überwachungswert des dreiphasigen Test-Stromkreises entsprechend dem Phasenspannungswert R, dem Phasenspannungswert S sowie dem ersten Stromwert und dem zweiten Stromwert des Test-Stromkreises direkt berechnen. Es sei insbesondere darauf hingewiesen, dass der Vorgang des Berechnens von die elektrische Energie betreffenden Informationen aus den angeschlossenen Spannungsphasen und den Stromwerten auf diesem Gebiet bekannt ist und daher vorliegend nicht weiter beschrieben wird.
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Es sei insbesondere darauf hingewiesen, dass, wenn sich die Spannungen der drei Phasen in dem dreiphasigen dreiadrigen Stromkreis in einem normalen ausgewogenen Zustand befinden, nur zwei Gruppen von Strommesskomponenten erforderlich sind, um Strominformationen über den Test-Stromkreis zu ermitteln.
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Ist der ausgewogene Zustand der Spannungen der drei Phasen jedoch instabil, so können Strominformationen auch durch das Vorsehen von drei Gruppen von Strommesskomponenten ermittelt werden, wobei jeweils zwei eine Gruppe bilden, so dass die Strominformationen des Test-Stromkreises geprüft werden können.
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Da das erfindungsgemäße Energieüberwachungsgerät in der Lage ist, Strominformationen mehrerer Stromkreise gleichzeitig zu messen, muss das Energieüberwachungsgerät in der Lage sein, zwischen den verschiedenen Stromkreisen zu unterscheiden, mit welchen die Strommesseinheiten verbunden sind, um so Fehler bei der Berechnung der Strominformationen zu vermeiden. Ähnlich wie zuvor beschrieben kann der Benutzer Gruppen der Messkomponenten über die Eingabevorrichtung 16 bestimmen und die gegenwärtige Korrespondenz-Beziehung zwischen den Strommesskomponenten und den Stromkreisen über die Anzeigevorrichtung 18 in Erfahrung bringen.
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Die Eingabevorrichtung 16 dient im Einzelnen der Eingabe einer Stromkreiskonfiguration 166 durch den Benutzer. Die Stromkreisinformation 166 wird von dem Benutzer vorgegeben, um die erste Strommesskomponente 13a und die zweite Strommesskomponente 13b in eine Messkomponentengruppe einzuordnen. Die Messkomponentengruppe hat in anderen Worten die Aufgabe, anzugeben, dass die darin enthaltenen Strommesskomponenten 13a und 13b der Messung des selben Stromkreises dienen. Das Energieüberwachungsgerät 5 speichert sodann die Stromkreiskonfiguration 166 im Speicher 17 und informiert den Benutzer über die Anzeigevorrichtung 18 über den von der ersten und der zweiten Strommesskomponente 13a und 13b zur Messung des Stromkreises verwendeten Gruppenstatus. Der Benutzer kann somit Gruppen von Messkomponenten über die Eingabevorrichtung 16 vorgeben und die aktuell gegebenen Korrespondenz-Beziehungen zwischen den Strommesskomponenten und den Stromkreisen über die Anzeigevorrichtung 18 in Erfahrung bringen.
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6 ist eine schematische Darstellung eines Energieüberwachungsgeräts 6 nach einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Ähnlich den vorhergehenden Ausführungsbeispielen ist das Energieüberwachungsgerät 6 elektrisch mit einer Wechselstromquelle 7 verbunden. Die Wechselstromquelle 7 liefert elektrische Energie an mehrere Stromkreise 8. Bei dem sechsten Ausführungsbeispiel weisen die Stromkreise 8 einen ersten Test-Stromkreis bzw. zu testenden Stromkreis 8d und einen zweiten Test-Stromkreis bzw. zu testenden Stromkreis 8e auf. Das Energieüberwachungsgerät 6 hat ein Spannungseingangsinterface 601, eine Spannungsmesseinheit 602, einen Schalter 605, mindestens eine erste Strommesskomponente 611, mindestens eine zweite Strommesskomponente 612 und eine Verarbeitungseinheit 604.
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Es sei besonders darauf hingewiesen, dass die Anzahl der mindestens einen Strommesskomponenten 611 in Abhängigkeit von dem Test-Stromkreis bestimmt wird, dem die mindestens eine erste Strommesskomponente 611 entspricht. Bei dem sechsten Ausführungsbeispiel ist die mindestens eine erste Strommesskomponente 611 zum Messen des Test-Stromkreises 8d ausgebildet, bei welchem es sich um einen einphasigen Stromkreis handelt, so dass lediglich die elektrische Energie eines einzelnen Leiters gemessen werden muss. Dementsprechend erfordert das sechste Ausführungsbeispiel die Verwendung lediglich einer ersten Strommesskomponentes 611.
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Anders ausgedrückt muss die mindestens eine Strommesskomponente 611 lediglich eine erste lösbare Strommesseinheit 6110a und eine erste Phaseneinstelleinheit 6112a aufweisen, welche der ersten lösbaren bzw. demontierbaren Strommesseinheit 6110a entspricht. Da der Test-Stromkreis 8e in dem sechsten Ausführungsbeispiel ein einphasiger Stromkreis ist, kann auch die Anzahl der mindestens einen zweiten Strommesskomponenten 612 lediglich eins betragen. Daher muss die mindestens eine zweite Strommesskomponente 612 lediglich eine zweite lösbare Strommesseinheit 6120a und eine zweite Phaseneinstelleinheit 6122a aufweisen, welche der zweiten lösbaren bzw. demontierbaren Strommesseinheit 6120a entspricht.
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Das Spannungseingangsinterface 601 ist zur Aufnahme einer Eingangsenergiequelle 70 von der Wechselstromquelle 7 ausgebildet. Der Benutzer stellt den Schalter 605 entsprechend der Eingangsenergiequelle 70 der Wechselstromquelle 7 derart ein, dass eine Energieberechnungskonfiguration des Energieüberwachungsgeräts 6 auf entweder eine dreiphasige dreiadrige Stromkreiskonfiguration oder eine dreiphasige vieradrige Stromkreiskonfiguration eingestellt werden kann. Im sechsten Ausführungsbeispiel stellt der Schalter 605 die Energieberechnungskonfiguration des Energieüberwachungsgeräts 6 auf die dreiphasige dreiadrige Stromkreiskonfiguration ein. Danach kann die elektrisch mit dem Spannungseingangsinterface 601 verbundene Spannungsmesseinheit 602 einen entsprechenden Spannungswert 6020 (d. h., einen der Phasenspannungswerte R, S und T, die in Zusammenhang mit dem vorangehenden Ausführungsbeispiel mit dreiphasigem dreiadrigem Stromkreis beschrieben wurden) entsprechend der Eingangsenergiequelle 70 (d. h., einen der Phasenspannungswerte R, S und T. die in Zusammenhang mit dem vorangehenden Ausführungsbeispiel mit dreiphasigem dreiadrigem Stromkreis beschrieben wurden) einstellen, der von dem Energieüberwachungsgerät 6 in dem nachfolgenden Vorgang des Berechnens von Strominformationen verwendet wird.
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Es sei besonders darauf hingewiesen, dass zu Zwecken der Darstellung von Konzepten der vorliegenden Erfindung der Spannungswert 6020 in diesem Ausführungsbeispiel gleichzeitig als die Betriebsspannung der beiden einphasigen Test-Stromkreise 8d und 8e verwendet wird; wie für den Fachmann leicht ersichtlich, können die einphasigen Test-Stromkreise 8d und 8e in Abhängigkeit von verschiedenen Leitungsausbildungen jedoch auch Spannungswerte mit unterschiedlichen Phasen des dreiphasigen dreiadrigen Stromkreises verwenden. Anders ausgedrückt: Unterschiedliche einphasige Test-Stromkreise können Spannungswerte mit unterschiedlichen Phasen verwenden, und auf eine weitere Beschreibung wird an dieser Stelle verzichtet.
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Die erste lösbare Strommesseinheit 6110a ist mit einer ersten Unterleitung 81d des ersten Test-Stromkreises 8d verbunden und zum Messen eines ersten Stromwerts 810d des Test-Stromkreises 8d ausgebildet. Je nach Art der in den Test-Stromkreis 8d von Seiten der Wechselstromquelle 7 eingespeisten Spannung weist die erste Unterleitung 81d des Test-Stromkreises 8d einen entsprechenden elektrischen Phasenzustand auf. Daher ist die erste Phaseneinstelleinheit 6112a derart ausgebildet, dass sie die Phasenkonfiguration der ersten lösbaren bzw. demontierbaren Strommesseinheit 6110a derart einstellt, dass sie dem elektrischen Phasenzustand des ersten Test-Stromkreises 8d (d. h., dem elektrischen Phasenzustand der ersten Unterleitung 81d) entspricht.
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In ähnlicher Weise ist die zweite lösbare Strommesseinheit 6120a ist mit einer ersten Unterleitung 81e des zweiten Test-Stromkreises 8e verbunden und zum Messen eines ersten Stromwerts 810e des Test-Stromkreises 8e ausgebildet. Je nach Art der in den Test-Stromkreis 8e von Seiten der Wechselstromquelle 7 eingespeisten Spannung weist die erste Unterleitung 81e des Test-Stromkreises 8e einen entsprechenden elektrischen Phasenzustand auf. Daher ist die zweite Phaseneinstelleinheit 6122a derart ausgebildet, dass sie die Phasenkonfiguration der zweiten lösbaren bzw. demontierbaren Strommesseinheit 6120a derart einstellt, dass sie dem elektrischen Phasenzustand des zweiten Test-Stromkreises 8e (d. h., dem elektrischen Phasenzustand der ersten Unterleitung 81e) entspricht.
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Nachdem der Spannungswert 6020, der erste Stromwert 810d und der erste Stromwert 810e ermittelt wurden, kann die Verarbeitungseinheit 604 die Strominformationen für den ersten Test-Stromkreis 8d bzw. den zweiten Test-Stromkreis 8e berechnen.
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Im Einzelnen ist die Verarbeitungseinheit 604 elektrisch mit der Spannungsmesseinheit 602, der mindestens einen ersten Strommesskomponente 611 und der mindestens einen zweiten Strommesskomponente 612 verbunden. Da die Energieberechnungskonfiguration des Energieüberwachungsgeräts 6 der dreiphasigen dreiadrigen Stromkreiskonfiguration entspricht, kann die Verarbeitungseinheit 604 auf der Basis der Energieberechnungskonfiguration (d. h., der dreiphasigen dreiadrigen Stromkreiskonfiguration) einen ersten Energieüberwachungswert 6040 des ersten Test-Stromkreises 8d entsprechend dem Spannungswert 6020 und dem ersten Stromwert 810d berechnen, und sie kann einen zweiten Energieüberwachungswert 6042 des zweiten Test-Stromkreises 8e entsprechend dem Spannungswert 6020 und dem ersten Stromwert 810e berechnen, nachdem die Spannungsmesseinheit 602, die mindestens eine erste Strommesskomponente 611 und die mindestens eine zweite Strommesskomponente 612 den Spannungswert 6020, den ersten Stromwert 810d bzw. den zweiten Stromwert 810e an die Verarbeitungseinheit 604 übertragen haben.
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Wie sich aus der vorangehenden Beschreibung des sechsten Ausführungsbeispiels ergibt, ist das erfindungsgemäße Energieüberwachungsgerät 6 auf diese Weise in der Lage, mehrere Stromkreise zu überwachen, um Informationen über die elektrische Energie in mehreren Stromkreisen gleichzeitig zu erhalten.
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Es sei besonders darauf hingewiesen, dass, da das erfindungsgemäße Energieüberwachungsgerät in der Lage ist, Strominformationen mehrerer Stromkreise gleichzeitig zu messen, das Energieüberwachungsgerät in der Lage sein muss, zwischen verschiedenen Stromkreisen, mit denen die Strommesseinheiten verbunden sind, zu unterscheiden, um so Fehler bei der Berechnung von Strominformationen zu vermeiden. Das Energieüberwachungsgerät 6 nach dem sechsten Ausführungsbeispiel kann ferner eine Eingabevorrichtung 606, einen Speicher 607 und eine Anzeigevorrichtung 608 aufweisen.
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Die Eingabevorrichtung 606 dient im Einzelnen der Eingabe einer Stromkreiskonfiguration 6060 durch den Benutzer. Die Stromkreisinformation 6060 wird von dem Benutzer vorgegeben, um die mindestens eine erste Strommesskomponente 611 in eine erste Messkomponentengruppe und die mindestens eine zweite Strommesskomponente 612 in eine zweite Messkomponentengruppe einzuordnen. Die erste Messkomponentengruppe hat in anderen Worten die Aufgabe, anzugeben, dass die darin enthaltene mindestens eine erste Strommesskomponente 611 zum Messen eines bestimmten Stromkreises (d. h., des ersten Test-Stromkreises 8d) dient, und die zweite Messkomponentengruppe gibt an, dass die darin enthaltene mindestens eine zweite Strommesskomponente 612 der Messung eines bestimmten Stromkreises (d. h., des zweiten Test-Stromkreises 8e) dient.
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Das Energieüberwachungsgerät 6 speichert sodann die Stromkreiskonfiguration 6060 im Speicher 607 und informiert den Benutzer über die Anzeigevorrichtung 608 über die Strommesskomponentenzustände der ersten und der zweiten Strommesskomponentengruppe. Der Benutzer kann somit Gruppen von Messkomponenten über die Eingabevorrichtung 606 vorgeben und die aktuell gegebenen Korrespondenz-Beziehungen zwischen den Strommesskomponentenn und den Stromkreisen über die Anzeigevorrichtung 608 in Erfahrung bringen.
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Darüber hinaus kann das Energieüberwachungsgerät 6 nach dem sechsten Ausführungsbeispiel ferner ein Netzwerkkommunikationsinterface 609 aufweisen. Das Netzwerkkommunikationsinterface 609 dient der Übertragung des ersten Energieüberwachungswerts 6040 und des zweiten Energieüberwachungswerts 6042, welche von der Verarbeitungseinheit 604 berechnet wurden, an einen (nicht dargestellten Server zur Verwendung in dem nachfolgenden Verarbeitungsprozess. Das Vorsehen des Netzwerkkommunikationsinterface 609 ist optional, und dient nicht der Einschränkung der Hardwareimplementierung des Energieüberwachungsgeräts 6.
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7 ist eine schematische Darstellung eines Energieüberwachungsgeräts 6' nach einem siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Es sei besonders darauf hingewiesen, dass Komponenten des fünften Ausführungsbeispiels, welche mit den gleichen Bezugszeichen wie diejenigen der vorhergehenden Ausführungsbeispiele versehen sind, die gleichen Funktionen haben und daher im Folgenden nicht erneut eingehend beschrieben werden.
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Bei dem siebten Ausführungsbeispiel wird ein Betriebsmodus erläutert, in welchem das Energieüberwachungsgerät 6' gleichzeitig einen einphasigen Stromkreis und einen dreiphasigen Stromkreis misst, wenn der Schalter 605 die Energieberechnungskonfiguration auf die dreiphasige dreiadrige Stromkreiskonfiguration einstellt. Ähnlich den vorhergehenden Ausführungsbeispielen ist das Strommessgerät 6' elektrisch mit der Wechselstromquelle 7 verbunden. Die Wechselstromquelle 7 liefert elektrische Energie an mehrere Stromkreise 8. Bei dem siebten Ausführungsbeispiel weisen die Stromkreise 8 den ersten Test-Stromkreis bzw. zu testenden Stromkreis 8d und einen zweiten Test-Stromkreis bzw. zu testenden Stromkreis 8f auf.
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Die Anzahl der mindestens einen ersten Strommesskomponenten 611 ergibt sich in Abhängigkeit von dem Test-Stromkreis, dem die mindestens eine erste Strommesskomponente 611 entspricht. Die mindestens eine erste Strommesskomponente 611 in dem siebten Ausführungsbeispiel ist zum Messen des Test-Stromkreises 8d ausgebildet. Da der Test-Stromkreis 8d ein einphasiger Stromkreis ist und nur die elektrische Energie eines einzigen Leiters gemessen werden muss, erfordert das siebte Ausführungsbeispiel die Verwendung lediglich einer ersten Strommesskomponente 611. Anders ausgedrückt: Die mindestens eine erste Strommesskomponente 611 muss lediglich die erste lösbare Strommesseinheit 6110a und die der ersten lösbaren bzw. demontierbaren Strommesseinheit 6110a entsprechende erste Phaseneinstelleinheit 6112a aufweisen.
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Da andererseits der Test-Stromkreis 8f in dem siebten Ausführungsbeispiel ein dreiphasiger dreiadriger Stromkreis ist, müssen zum Messen der Ströme zwei zweite Strommesskomponenten 612 vorgesehen sein. Anders ausgedrückt: Die mindestens zweite Strommesskomponente 612 muss lediglich zwei Strommesskomponenten umfassen, nämlich eine erste, welche die erste lösbare Strommesseinheit 6120a und die der ersten Strommesseinheit 6120a entsprechende erste Phaseneinstelleinheit 6122a aufweist, und eine zweite, welche eine zweite lösbare Strommesseinheit 6120b und eine der zweiten lösbaren bzw. demontierbaren Strommesseinheit 6120b entsprechende Phaseneinstelleinheit 6122b aufweist.
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Die elektrisch mit dem Spannungseingangsinterface 601 verbundene Spannungsmesseinheit 601 kann ferner entsprechende Spannungswerte 6020 und 6022 (z. B. zwei der Phasenwerte R, S und T, die im Zusammenhang mit dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel für einen dreiphasigen dreiadrigen Stromkreis beschrieben wurden) entsprechend der Eingangsenergiequelle 70 (z. B. den im Zusammenhang mit dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel für einen dreiphasigen dreiadrigen Stromkreis beschriebenen Energiequellenleitern R, S und T) erzeugen, welche von dem Energieüberwachungsgerät 6' in dem anschließenden Strominformationsberechnungsvorgang verwendet werden.
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Ähnlich wie zuvor beschrieben, entspricht der Spannungswert 6020 einer Betriebsspannung des einphasigen Test-Stromkreises 8d, und die Spannungswerte 6020 und 6022 entsprechen Betriebsspannungen des dreiphasigen Test-Stromkreises 8f. Wie für den Fachmann leicht verständlich, können der einphasige Test-Stromkreis 8d und der dreiphasige Test-Stromkreis 8f auch Spannungswerte verwenden, die im Falle anderer Leiteranordnungen andere Phasen in dem dreiphasigen Test-Stromkreis aufweisen. Daher können unterschiedliche einphasige und dreiphasige Test-Stromkreise entweder Spannungswerte mit unterschiedlichen Phasen oder den selben Spannungswert (beispielsweise den in diesem Ausführungsbeispiel verwendeten Spannungswert 6020) verwenden; dies wird im Folgenden nicht weiter beschrieben.
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Die erste lösbare Strommesseinheit 6110a ist mit der ersten Unterleitung 81d des ersten Test-Stromkreises 8d verbunden und zum Messen des ersten Stromwertes 810d des Test-Stromkreises 8d ausgebildet. Je nach Art der Spannung, welche die Wechselstromquelle 7 in den Test-Stromkreis 8d einspeist, weist die erste Unterleitung 81d des Test-Stromkreises 8d einen entsprechenden elektrischen Phasenzustand auf. Daher ist die erste Phaseneinstelleinheit 6112a derart konfiguriert, dass sie die Phasenkonfiguration der ersten lösbaren bzw. demontierbaren Strommesseinheit 6110a derart einstellt, dass diese dem elektrischen Phasenzustand des ersten Test-Stromkreises 8d (d. h., dem elektrischen Phasenzustand der ersten Unterleitung 81d) entspricht.
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In ähnlicher Weise ist die zweite lösbare Strommesseinheit 6120a mit der ersten Unterleitung 81f des zweiten Test-Stromkreises 8f verbunden und zum Messen des ersten Stromwertes 810f des Test-Stromkreises 8f ausgebildet. Je nach Art der Spannung, welche die Wechselstromquelle 7 in den Test-Stromkreis 8f einspeist, weist die erste Unterleitung 81f des Test-Stromkreises 8f einen entsprechenden elektrischen Phasenzustand auf. Daher ist die zweite Phaseneinstelleinheit 6122a derart konfiguriert, dass sie die Phasenkonfiguration der zweiten lösbaren bzw. demontierbaren Strommesseinheit 6120a derart einstellt, dass diese dem elektrischen Phasenzustand des zweiten Test-Stromkreises 8f (d. h., dem elektrischen Phasenzustand der ersten Unterleitung 81f) entspricht.
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Darüber hinaus ist die zweite lösbare Strommesseinheit 6120b mit der zweiten Unterleitung 82f des zweiten Test-Stromkreises 8f verbunden und zum Messen des zweien Stromwertes 820f des Test-Stromkreises 8f ausgebildet. Je nach Art der Spannung, welche die Wechselstromquelle 7 in den Test-Stromkreis 8f einspeist, weist die zweite Unterleitung 82f des Test-Stromkreises 8f einen entsprechenden elektrischen Phasenzustand auf. Daher ist die zweite Phaseneinstelleinheit 6122b derart konfiguriert, dass sie die Phasenkonfiguration der zweiten lösbaren bzw. demontierbaren Strommesseinheit 6120b derart einstellt, dass diese dem elektrischen Phasenzustand des zweiten Test-Stromkreises 8f (d. h., dem elektrischen Phasenzustand der zweiten Unterleitung 82f) entspricht.
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Nachdem die Spannungswerte 6020 und 6022, die ersten Stromwerte 810d und 810f sowie der zweite Stromwert 820f bestimmt wurden, kann die Verarbeitungseinheit 604 Informationen bezüglich des Stroms des ersten Test-Stromkreises 8d und des zweiten Test-Stromkreises 8f berechnen. Die Verarbeitungseinheit 604 ist mit der Spannungsmesseinheit 602, dem mindestens einen ersten Strommesskomponente 611 und dem mindestens einen zweiten Strommesskomponente 612 elektrisch verbunden.
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Die Energieberechnungskonfiguration des Energieüberwachungsgeräts 6' entspricht der dreiphasigen dreiadrigen Stromkreiskonfiguration. Nachdem die Spannungsmesseinheit 602, das mindestens eine Strommesskomponente 611 und das mindestens eine zweite Strommesskomponente 612 die Spannungswerte 6020 und 6022, den ersten Stromwert 810d, den ersten Stromwert 810f sowie den zweiten Stromwert 820f an die Verarbeitungseinheit 604 übertragen haben, kann die Verarbeitungseinheit 604 auf der Basis der Energieberechnungskonfiguration einen ersten Energieüberwachungswert 6040 des ersten Test-Stromkreises 8d aus dem Spannungswert 6020 und dem ersten Stromwert 810d berechnen, und ferner einen zweiten Energieüberwachungswert 6044 des zweiten Test-Stromkreises 8f aus den Spannungswerten 6020 und 6022, dem ersten Stromwert 810f und dem zweiten Stromwert 820f berechnen.
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Wie sich aus der vorhergehenden Beschreibung des siebten Ausführungsbeispiels ergibt, ist das erfindungsgemäße Energieüberwachungsgerät 6 in der Lage, verschiedene Arten von Stromkreisen mit unterschiedlichen Phasen zu überwachen, um Informationen bezüglich des Stromes der verschiedenen Stromkreise gleichzeitig zu erhalten.
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Es sei insbesondere darauf hingewiesen, dass das sechste und das siebte Ausführungsbeispiel angeführt wurden, um zu verdeutlichen, dass das erfindungsgemäße Energieüberwachungsgerät in der Lage ist, gleichzeitig mehrere Stromkreise zu überwachen, jedoch dienen sie nicht der Beschränkung der möglichen Kombinationen von erkennbaren Stromkreisen.
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Das sechste Ausführungsbeispiel beschreibt lediglich die Überwachung mehrerer einphasiger Stromkreise, während das siebte Ausführungsbeispiel die Überwachung nur eines einphasigen Stromkreises und eines dreiphasigen dreiadrigen Stromkreises beschreibt; der Fachmann auf diesem Gebiet ist jedoch in der Lage, anhand der vorstehenden Beschreibung unter Verwendung der erfindungsgemäßen Technologie Strominformationen anderer Kombinationen von Stromkreisen zu überwachen (beispielsweise einer Kombination aus einem einphasigen Stromkreis und einem dreiphasigen vieradrigen Stromkreis, einer Kombination aus mehreren dreiphasigen dreiadrigen Stromkreisen oder einer Kombination aus mehreren dreiphasigen vieradrigen Stromkreisen), so dass eine eingehende Beschreibung in diesem Zusammenhang entfällt.
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Gemäß der vorstehenden Beschreibung kann das erfindungsgemäße Energieüberwachungsgerät mehrere Gruppen von Strommesskomponenten zum gleichzeitigen Überwachen der Stromverbrauchsbedingungen von Test-Stromkreisen mit unterschiedlichen Phasenzuständen verwenden und mittels Phaseneinstelleinheiten der Strommesskomponenten die Phasen der Leiter der Stromkreise einstellen. Auf diese Weise können die Hardwarekosten des Energieüberwachungsgeräts verringert werden, während dessen Verwendungsflexibilität erhöht werden kann.
