FI110964B - Method and apparatus for measuring power in an AC system - Google Patents

Method and apparatus for measuring power in an AC system Download PDF

Info

Publication number
FI110964B
FI110964B FI20001831A FI20001831A FI110964B FI 110964 B FI110964 B FI 110964B FI 20001831 A FI20001831 A FI 20001831A FI 20001831 A FI20001831 A FI 20001831A FI 110964 B FI110964 B FI 110964B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
measurement signal
current
voltage
circuit
integration
Prior art date
Application number
FI20001831A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI20001831A (en
FI20001831A0 (en
Inventor
Olavi Hirsimaeki
Original Assignee
Enermet Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Enermet Oy filed Critical Enermet Oy
Priority to FI20001831A priority Critical patent/FI110964B/en
Publication of FI20001831A0 publication Critical patent/FI20001831A0/en
Priority to AU2001282197A priority patent/AU2001282197A1/en
Priority to DE10196481T priority patent/DE10196481B4/en
Priority to PCT/FI2001/000722 priority patent/WO2002014881A1/en
Publication of FI20001831A publication Critical patent/FI20001831A/en
Priority to SE0300391A priority patent/SE521894C2/en
Application granted granted Critical
Publication of FI110964B publication Critical patent/FI110964B/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R21/00Arrangements for measuring electric power or power factor
    • G01R21/06Arrangements for measuring electric power or power factor by measuring current and voltage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Description

110964110964

Menetelmä ja laitteisto tehon mittaamiseksi vaihtovirtajärjestelmässä Förfarande och anläggning för att mätä effekt i ett växelströmsystem * 5 Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen menetelmä tehon mittaamiseksi vaihtovirtajärjestelmässä.The present invention relates to a method for measuring power in an AC system according to the preamble of claim 1, and to a method for measuring power in an AC system.

Keksinnön kohteena on myös patenttivaatimuksen 5 johdanto-osan mukainen laitteisto.The invention also relates to an apparatus according to the preamble of claim 5.

10 Tässä hakemuksessa tarkoitetaan termillä kulutuskohde sähköverkkoon kytkettyä laitteistoa, jolla joko otetaan sähkötehoa verkosta tai syötetään sähkötehoa verkkoon.10 For purposes of this application, the term "consumable" refers to equipment connected to a mains power source that either draws electrical power from the grid or supplies electric power to the grid.

KWh-mittarissa. jossa keksinnön mukaista menetelmää voidaan käyttää mitataan tehoa normaalisti siten, että ensin muodostetaan kulutuskohteen virtaan verrannollinen sig-15 naali ja kulutuskohteen jännitteeseen verrannollinen signaali. Hetkellinen pätöteho lasketaan tämän jälkeen kertomalla määrätyllä hetkellä mainitun virtaan verrannollisen signaalin arvo ja mainitun jännitteeseen verrannollisen signaalin arvo keskenään. Kulu-tuskohteessa kulutettu energia lasketaan puolestaan integroimalla tehoa halutun aikavälin yli.KWh meter. wherein the method of the invention can be used to measure power normally by first generating a signal proportional to the current of the wearer and a signal proportional to the voltage of the wearer. The instantaneous effective power is then calculated by multiplying, at a given moment, the value of a signal proportional to said current and the value of said signal proportional to voltage. In turn, the energy consumed in a consumable object is calculated by integrating power over a desired time period.

2020

Kulutuskohteen virran mittaus perustuu yleensä resistanssiin, joka muuttaa virran jännitteeksi, rauta- tai ferriittisydämiseen virtamuuntajaan. induktioilmiöön. missä ensiövirta indusoi toisiokäämiin jännitteen, magneettisiin antureihin (esim. Hall-anturi tai magnetoresistiivinen anturi) tai eräissä tapauksissa magneettikenttää aistivaan valo-25 kuituun. Kaikissa paitsi vastukseen perustuvassa muuntimessa mittaus perustuu tavalla tai toisella ensiövirran aiheuttaman magneettikentän hyödyntämiseen.The current measurement of a consumable object is usually based on a resistance that converts the current into a voltage, an iron or ferrite core current transformer. induction phenomenon. where the primary current induces a voltage in the secondary windings, to magnetic sensors (e.g., a Hall sensor or a magnetoresistive sensor) or, in some cases, to a light-25 fiber sensing a magnetic field. In all but a resistance-based converter, the measurement is based in one way or another on the utilization of the magnetic field generated by the primary current.

Induktioilmiössä virtamuuntimen ensiöpiirissä kulkeva vaihtovirta synnyttää virta-, : muuntuneen ajan suhteen muuttuvan magneettivuon. Kyseinen magneettivuo indusoi 30 puolestaan virtamuuntimen toisiopiiriin jännitteen. Tämä virtamuuntimen toisiopiirin ' jännite on verrannollinen virtamuuntimen ensiöpiirin vaihtovirran aikaderivaattaan.In the induction phenomenon, the alternating current passing through the primary circuit of the current converter produces a magnetic flux that changes with respect to the current. This magnetic flux, in turn, induces a voltage in the secondary circuit of the current converter. This voltage of the secondary converter secondary circuit 'is proportional to the time derivative of the alternating current of the primary circuit of the current converter.

Jotta virtamuuntimen ensiöpiirissä kulkevan vaihtovirran arvo saataisiin selville, täytyy virtamuuntimen toisiopiirin jännite integroida ajan suhteen.In order to determine the value of the alternating current flowing in the primary converter circuit, the voltage of the secondary converter secondary circuit must be integrated over time.

110964 2110964 2

Tekniikan tason mukaisissa ratkaisuissa integroidaan virtamuuntimen toisiopiiristä saatava virtamittaussignaali. jonka jälkeen kyseinen integroitu virtamittaussignaali kerrotaan jännitemittaussignaalilla tehon selville saamiseksi. Tällaisissa ratkaisuissa on 5 yleensä käytetty aktiivisia, eli vahvistimella varustettuja integraattoreita. Tämä johtuu siitä, että induktiivisen virtamuuntimen lähtösignaalin taso on yleensä pieni. Kun passiivinen RC-suodatin vielä vaimentaa jo perustaajuudella signaalin noin sadanteen osaan, passiivista integraattoria ei yleensä ole voitu käyttää tekniikan tason mukaisissa ratkaisuissa.Prior art solutions integrate the current measurement signal from the secondary circuit of the current converter. whereupon the integrated current measurement signal is multiplied by the voltage measurement signal to determine the power. Such solutions typically employ active integrators, i.e. amplifiers. This is because the output signal of the inductive current converter is generally low. While the passive RC filter still attenuates the signal to about one-hundredth of the frequency at the fundamental frequency, the passive integrator has generally not been used in prior art solutions.

1010

Hakijan FI-patentissa 98865 on esitetty eräs induktioilmiöön perustuva menetelmä vaihtovirran mittaamiseksi, vaihtovirran mittaamiseen tarkoitettu mittausanturi ja sen käyttö kWh-mittarissa. Menetelmässä sovitetaan virtajohdinjärjestelmän sisälle tai välittömään läheisyyteen ainakin ensimmäisen kertaluvun gradiometri, jolloin virtajär- 15 jestelmässä kulkeva virta indusoi gradiometriin jännitteen. Virtajohdinjärjestelmän muoto ja gradiometrin käämirakenleen muoto sovitetaan yhteen siten, että ulostulosignaali on olennaisesti riippumaton virtajohdinjärjestelmän ja gradiometrin keskinäisessä asemassa tapahtuvista pienistä muutoksista.Applicant's FI patent 98865 discloses an inductive method for measuring AC, a measuring sensor for measuring AC and its use in a kWh meter. In the method, at least a first-order gradiometer is fitted inside or in the immediate vicinity of the current conductor system, whereby the current flowing through the current system induces a voltage in the gradiometer. The shape of the conductor system and the shape of the coil gradiometer are matched such that the output signal is substantially independent of minor changes in the position of the conductor system and the gradiometer.

20 Hakijan FI-patenttihakemuksessa 20001048 on esitetty eräs induktioilmiöön perustuva virtamuunnin vaihtovirran mittaamiseksi. Virtamuunnin käsittää ensiövirtajohtimen. jossa on kaksi rinnakkain kytkettyä olennaisesti ympyrän muotoista virtasilmukkaa. Virtasilmukat sijaitsevat samankeskisesli päällekkäin välimatkan päässä toisistaan olevissa yhdensuuntaisissa tasoissa. Virtasilmukoiden välissä sijaitsee ainakin yksi 25 gradiometri virtasilmukoiden tasoihin nähden yhdensuuntaisessa tasossa tai tasoissa. Ensiövirtajohtimen virtasilmukoissa kulkeva ensiövirta kytkeytyy magneettikentän välityksellä mainittuun ainakin yhteen gradiometriin ja synnyttää siinä ensiövirtaan ‘ verrannollisen jännitteen.Applicant FI Patent Application 20001048 discloses an inductive current converter for measuring alternating current. The current converter comprises a primary current conductor. having two substantially circular current loops connected in parallel. The current loops are concentric overlapping in parallel planes spaced apart. Between the current loops, there is at least one 25 gradiometer in a plane or planes parallel to the levels of the current loops. The primary current passing through the current loops of the primary current conductor is coupled via said magnetic field to said at least one gradiometer and generates a voltage proportional thereto to the primary current.

30 Keksinnön mukaisen menetelmän pääasialliset tunnusmerkit on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.The main features of the method according to the invention are set forth in the characterizing part of claim 1.

x 110964 ox 110964 o

JJ

Keksinnön mukaisen laitteiston pääasialliset tunnusmerkit on puolestaan esitetty patenttivaatimuksen 5 tunnusmerkkiosassa.The main features of the apparatus according to the invention are, in turn, shown in the characterizing part of claim 5.

Keksinnön mukainen ratkaisu perustuu siihen oivallukseen, että kun halutaan mitata , 5 kulutuskohteen sähkötehoa ei välttämättä tarvita tietoa kulutuskohteen virran todelli sesta arvosta. Jos virtamuunnin antaa toisiopiiristään virtamittaussignaalin. joka on verrannollinen kulutuskohteen virran aikaderivaattaan, voidaan integrointi kohdistaa virtamuuntimen toisiopiirin virtamittaussignaalin sijaan jännitemuuntimen jännitemit-taussignaaliin. Sähköteho saadaan selville kertomalla virran aikaderivaattaan verrannol-10 linen virtamittaussignaali integroidulla jännitemittaussignaalilla.The solution according to the invention is based on the realization that when it comes to measuring, the electrical power of the 5 consumables does not necessarily need information about the actual value of the consumable current. If the current converter provides a current measurement signal from its secondary circuit. which is proportional to the time derivative of the current of the consumable, the integration may be applied instead of the current measurement signal of the secondary converter secondary circuit to the voltage measurement signal of the voltage converter. Electrical power is obtained by multiplying a current measurement signal proportional to the time derivative of the current by an integrated voltage measurement signal.

Signaalia voidaan integroida ajan suhteen monella eri tavalla. Menetelmät voivat olla analogisia, joko pelkästään passiivisiin RC- tai LR-piireihin perustuvia tai aktiivisiin, eli vahvistimella varustettuihin piireihin perustuvia. Digitaalisissa kWh-mittareissa voidaan 15 integrointi suorittaa numeerisin menetelmin erilaisilla aika- tai taajuustason algoritmeilla. Integrointi toimii tyydyttävästi silloin kun se approksimoi ideaalisen integraatto-rin siirtofunktiota Hi(jo>) = (jcö)' riittävän hyvin kulloinkin kyseeseen tulevalla taajuusalueella. Esim. kWh-mittauksessa tärkeä taajuusalue on yleensä noin 10 H/ - 1 kHz. Integrointi ei myöskään saa tuottaa häiriösignaaleja muille taajuusalueille. Integrointi on 20 operaatio, joka korostaa pienitaajuisia signaaleja ja tasavirralla vahvistus on peräti ääretön.The signal can be integrated over time in many different ways. The methods may be analogue, either based solely on passive RC or LR circuits or based on active, i.e., amplified, circuits. In digital kWh meters, integration can be accomplished numerically by various time or frequency domain algorithms. The integration functions satisfactorily when it approximates the transfer function Hi (jo>) = (jcö) 'of the ideal integrator sufficiently well in the respective frequency range. For example, in the kWh measurement, the important frequency range is generally about 10 H / - 1 kHz. Also, the integration must not produce interference signals in other frequency bands. Integration is 20 operations that emphasize low-frequency signals and DC amplification is infinite.

Käytännön integraattorit pyritän toteuttamaan siten, että niiden lähtösignaalissa on pääasiassa tulosignaalin hyödyllisen osan integraali. Tässä siis pyritään siihen, että 25 integraattori approksimoi ideaalista integraattoria riittävän tarkasti halutulla taajuusalueella ja että se vaimentaa tämän taajuusalueen ulkopuolisia komponentteja. Sen ei myöskään tulisi generoida lähtösignaaliin mitään uutta signaalia kuten esim. IX-, ’ komponenttia tai pienitaajuisia kohinaa. Integraattorin on oltava riittävän lineaarinen, jotta se ei synnytä liikaa harmonisia komponentteja.The practical integrators are intended to be implemented in such a way that their output signal contains mainly the integral of the useful part of the input signal. The intention here is thus that the integrator approximates the ideal integrator with sufficient accuracy in the desired frequency range and that it dampens components outside this frequency range. Also, it should not generate any new signal in the output signal, such as, for example, an IX, component or low frequency noise. The integrator must be sufficiently linear so that it does not produce too many harmonic components.

Riippumatta menetelmästä, jolla integrointi suoritetaan on edullista, jos integroitava signaali on sopivan suuruinen tai helposti sellaiseksi muutettavissa, ei sisällä tasa\irta- 30 4 110964 komponenttia ja on kapeakaistaista. Integrointi onkin edullisempaa kohdistaa kulutus-kohteen jännitesignaaliin kuin kulutuskohteen virran derivaattaan koska: kulutuskohteen jännitesignaalia (esim. 230 V) ei yleensä tarvitse vahvistaa, jolloin 5 vältytään vahvistimen offset-jännitteestä aiheutuvasta haitallisesta DC-komponentista kulutuskohteen jännitesignaalissa ei yleensä ole haitallista DC-komponenttia tai jos on niin se on hyvin pieni kulutuskohteen jännitesignaali on huomattavasti kapeampikaistaista kuin kulutus-10 kohteen virtasignaali. jolloin integrointitehtävä yksinkertaistuu.Regardless of the method by which the integration is performed, it is advantageous if the signal to be integrated is of a suitable size or easily convertible, does not contain a flat part and is narrow band. Therefore, integration is more advantageous to apply to the consumed voltage signal than to the consumable current derivative because: the consumable voltage signal (e.g. 230V) does not usually need to be amplified, thus avoiding a harmful DC component due to the offset voltage of the amplifier is so it is a very small consumer target voltage signal is much narrower than the consumer 10 target current signal. thus simplifying the integration task.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä ei siis saada selville kulutuskohteen todellista virtaa, mutta kulutuskohteen kuluttama sähköteho ja energia voidaan silti laskea.Thus, in the method according to the invention, the actual current of the consumable cannot be determined, but the electric power and energy consumed by the consumable can still be calculated.

15 Keksinnön mukaista ratkaisua selitetään seuraavaksi viittaamalla oheisien piirustuksien kuvioissa esitettyihin piireihin, joihin keksintöä ei ole kuitenkaan tarkoitus yksinomaan rajoittaa.The solution according to the invention will now be described with reference to the circuits shown in the figures of the accompanying drawings, which, however, are not intended to be limited thereto.

Kuviossa 1 on esitetty kaaviokuva erään sinänsä tunnetun yksivaiheisen k\Yh-miUarin 20 mittauspiiristä.Fig. 1 is a schematic diagram of a measuring circuit of one of the known single-phase k 1 Ym-miUs 20.

Kuviossa 2 on esitetty eräs aktiivinen, eli vahvistimella varustettu sinänsä tunnettu integraation, jolla keksintö voidaan toteuttaa.Figure 2 illustrates an active, i.e. amplified, per se known integration with which the invention can be implemented.

25 Kuviossa 3 on esitetty eräs passiivinen sinänsä tunnettu integraation, jolla keksintö voidaan toteuttaa.Figure 3 shows a passive integration known per se by which the invention can be implemented.

: Kuviossa 1 on esitetty kaaviokuva erään sinänsä tunnetun yksivaiheisen kWh-miiturin mittauspiiristä. Jännitehaaran mittauspiiri käsittää suojauspiirin 11. jonka tehtävänä on 30 suojata kWh-mittaria sähköverkosta tulevilta ylijännitepiikeiltä. Suojauspiiriä 1 1 seuraa jännitepiiri 12. joka kytketään mitattavan kulutuskohteen jännitteeseen vaihejohtimen ja nollajohtimen välille. Jännitepiirissä verkkojännitteestä muodostetaan kertojalle 15 « 5 110964 sopivan suuruinen signaalitaso. Virtahaaran mittauspiiri käsittää virtamuuntimen 13. jota seuraa esivahvistin 14. jolla virtamuuntimen 13 toisiopiiristä saatua jännitesignaalia vahvistetaan kertojalle 15 sopivalle tasolle. Kertojassa 15 kerrotaan mitattavan kulutus-kohteen jännitteeseen ja virtaan verrannolliset signaalit keskenään, jolloin saadaan arvo 5 kulutuskohteen kulloisellekin teholle. Tehoa integroidaan ajan suhteen, jolloin saadaan kulutuskohteen kuluttama sähköenergia. Mittauspiirin laskulaitteena 16 voidaan kä\ttää mekaanista rumpulaskuria tai digitaalista LCD-näyttöä. Mittauspiiriin kuuluu lisäksi standardin mukaiset pulssilähdöt 17, joiden pulssimäärä on verrannollinen sähköenergian kulutukseen, pulssia/kWh.Figure 1 is a schematic diagram of a measuring circuit for a single-phase kWh mill known per se. The voltage branch measuring circuit comprises a protection circuit 11. The function of which is 30 to protect the kWh meter from overvoltage peaks from the mains. The protection circuit 1 1 is followed by a voltage circuit 12. which is coupled to the voltage of the consumable to be measured between the phase conductor and the neutral conductor. In the voltage circuit, a voltage level suitable for the multiplier 15 ≤ 5 110964 is formed from the mains voltage. The current branch measuring circuit comprises a current converter 13 followed by a preamplifier 14 for amplifying the voltage signal from the secondary circuit of the current converter 13 to a suitable level for the multiplier 15. The multiplier 15 multiplies the signals proportional to the voltage and current of the consumable to be measured, thereby obtaining a value of 5 for the respective power of the consumable. The power is integrated over time to produce the electrical energy consumed by the consumer. The measuring circuit calculator 16 can be a mechanical tumbler counter or a digital LCD display. The measuring circuit further includes standard pulse outputs 17 with a pulse rate proportional to electrical energy consumption, pulses per kWh.

1010

Tekniikan tason mukaisissa ratkaisuissa integroidaan virtahaaran kertojaan 15 syötettävää signaalia ennen kuin virtamittaussignaalin arvo kerrotaan jännitemittaussignaalin arvolla tehon selville saamiseksi. Kyse on siis induktiivisen virtamuuntimen 13 toisio-puolen jännitteen integroinnista, jolloin integraattori sijoitetaan virtahaaraan kertojan 15 15 tuloportin yhteyteen.In prior art solutions, the signal to be supplied to the current branch multiplier 15 is integrated before the value of the current measurement signal is multiplied by the value of the voltage measurement signal to determine power. It is, therefore, an inductive power converter 13, the secondary-side voltage of the integration, wherein an integrator is placed in the power branch of the connection 15 of the multiplier 15 input port.

Keksinnön mukaisessa ratkaisussa integroidaan jännitehaaran kertojaan syötettävää signaalia ennen kuin jännitemittaussignaalin arvo kerrotaan virtamittaussignaalin arvolla tehon selville saamiseksi. Virtahaaran kertojaan 15 syötettävää signaalia ei sen sijaan 20 integroida. Integraattori sijoitetaan jännitehaaraan kertojan 15 tuloportin yhteyteen.In the solution of the invention, the signal to be applied to the voltage branch multiplier is integrated before the value of the voltage measurement signal is multiplied by the value of the current measurement signal to determine the power. Instead, the input signal multiplier 15 does not integrate 20. The integrator is positioned in a voltage branch at the input port 15 of the multiplier.

Seuraavaksi selostetaan kuvioihin 2 ja 3 viitaten kahta sinänsä tunnettua integraattoria. jota soveltuvat keksinnön mukaiseen ratkaisuun.Referring now to Figures 2 and 3, two integrators known per se will be described. which are suitable for the solution according to the invention.

25 Kuviossa 2 on esitetty eräs aktiivinen, eli vahvistimella varustettu integraattori 20. Piiri käsittää operaatiovahvistimen 21. operaatiovahvistimen 21 tuloporttiin kytketyn ensimmäisen vastuksen Ri ja operaatiovahvistimen 21 tuloportin ja lähtöportin välille rinnan , ' kytketyn toisen vastuksen R.2 ja kondensaattorin C. Tällaisen piirin siirtofunktio on: ,,, &> 1 //(/cy) = — — -- , R, jcoCR2 +1 30 Piiri on mitoitettava siten, että termi comiirC-R2 on riittävän iso, edullisesti > 100.Fig. 2 shows an active integrator 20, i.e. an amplifier with an amplifier. : ,,, & > 1 // (/ cy) = - - -, R, jcoCR2 +1 The circuit must be dimensioned such that the term comiC-R2 is sufficiently large, preferably> 100.

» 110964 6»110964 6

Kytkennän siirtofunktio Η(]ω) lähestyy' suurilla taajuuksilla (ω > (Omin) funktiota: JOJCR, joka voidaan kirjoittaa muotoon: 5 joka puolestaan on vakio kertaa ideaalisen integraattorin siirtofunktio. Pienillä taajuuksilla siirtofunktio lähestyy arvoa -R2/R1, joka on kytkennän DC-vahvistus. Myös vahvistimen oma offset-jännite summautuu integroituun signaaliin kertoimella -R2/R!.The switching transfer function Η (] ω) approaches' at high frequencies (ω> (Omin) function: JOJCR, which can be written as: 5 which is a constant times the transfer function of the ideal integrator. At low frequencies the transfer function approaches -R2 / R1, which is DC Also, the amplifier's own offset voltage is summed to the integrated signal by a factor of -R2 / R !.

Tilanteessa, jossa integraattoriin johdetaan suoraan esim. pienjänniteverkkoon kytketyn 10 kulutuskohteen vaihejännite Uin = 230 V, voidaan integraattori mitoittaa siten, että R2 = Ri = 1 ΜΩ ja C = 300 nF. Tällöin integraattorin vaihevirhe taajuudella 50 Hz on jo kohtuullisen pieni, signaalin suuruus integraattorin lähdössä sopiva jatkokäsittelyä varten ja DC-vahvistus noin 1.In a situation where the phase voltage Uin = 230 V of the 10 consumables connected directly to the integrator, e.g. Thus, the phase error of the integrator at 50 Hz is already relatively small, the signal size at the integrator output is suitable for further processing and the DC gain is about 1.

15 Tilanteessa, jossa integraattoriin johdetaan pieni, muutamia voltteja oleva signaali, tulee suhteen R2/R1 olla suuri, edullisesti > 100. Tällöin DC-vahvistus kasvaa ainakin arvoon 100. mikä saattaa olla haitallista.In a situation where a small signal of a few volts is applied to the integrator, the ratio R 2 / R 1 should be high, preferably> 100. This will increase the DC gain to at least 100. which may be detrimental.

Kuviossa 2 esitetty aktiivinen integraattori soveltuu paremmin suuren signaalin, esim. 20 230 V vaihejännitteen integrointiin kuin pienen, virran derivaattaan verrannollisen signaalin integrointiin.The active integrator shown in Figure 2 is better suited for integrating a large signal, e.g., 230 V phase voltage, than for a small signal proportional to a current derivative.

Kuviossa 3 on esitetty eräs yksinkertainen passiivinen RC-integraattori 30. Piirin siirto-funktio on: 25 HUo»= . , : /<z>RC +1Figure 3 shows one simple passive RC integrator 30. The transfer function of the circuit is: ,: / <z> RC +1

Piiri on mitoitettava siten, että termi comin-R-C on riittävän suuri, edullisesti > 100.The circuit must be dimensioned such that the term comin-R-C is sufficiently large, preferably> 100.

7 110964 Tämä piiri toimii samoin kuin kuviossa 2 esitetty piiri, jos kuviossa 2 esitetyssä piirissä valitaan R2 = Ri. Tässä passiivisessa piirissä ei kuitenkaan tarvita vahvistinta, jolloin vahvistimen haitallinen offset-jännite myös vältetään.110964 This circuit functions in the same way as the circuit shown in Figure 2 if R2 = R1 is selected in the circuit shown in Figure 2. However, this passive circuit does not require an amplifier, which also avoids the harmful offset voltage of the amplifier.

, 5 Piiri voidaan mitoittaa siten, että R = 1 ΜΩ ja C = 300 nF. Tällöin piiri vaimentaa kulutuskohteen vaihejännitteen 230 V volttitasolle, joka on sopiva arvo signaalin jatkokäsittelyä varten., 5 The circuit can be dimensioned such that R = 1 ΜΩ and C = 300 nF. In this case, the circuit suppresses the phase voltage of the consumable to a voltage of 230 V, which is a suitable value for further processing of the signal.

Edellä on esitetty ainoastaan eräitä esimerkkejä keksinnön mukaisen ratkaisun sovelta-10 misesta ja alan ammattimiehelle on selvää, että niihin voidaan tehdä lukuisia modifikaatioita oheisissa patenttivaatimuksissa esitetyn keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.Only a few examples of the application of the solution of the invention are given above and it will be apparent to those skilled in the art that they may be subject to numerous modifications within the scope of the inventive idea set forth in the appended claims.

Claims (8)

8 1109648 110964 1. Menetelmä tehon mittaamiseksi vaihtovirtajärjestelmässä. jossa kulutuskohteen virta johdetaan induktioilmiöön perustuvan ensimmäisen muuntimen kautta mittauspiiriin. 5 jolloin mittauspiirissä on käytettävissä kulutuskohteen virran aikaderivaattaan verrannollinen virtamittaussignaali, ja jossa kulutuskohteen jännite johdetaan suoraan tai toisen muuntimen kautta mittauspiiriin, jolloin mittauspiirissä on käytettävissä kulutus-kohteen jännitteeseen verrannollinen jännitemittaussignaali. tunnettu siitä, että integrointi kohdistetaan jännitemittaussignaaliin virtamittaussignaalin sijaan ja että kulutus-10 kohteen hetkellisteho lasketaan kertomalla kullakin laskentahetkellä virtamittaussignaalin arvo integroidulla jännitemittaussignaalin arvolla.1. A method of measuring power in an AC system. wherein the current of the wearer is led through a first converter based on the induction phenomenon to the measuring circuit. Wherein the measuring circuit has a current measurement signal proportional to the time derivative of the current of the wearer, and wherein the voltage of the wearer is applied directly or through another converter to the measuring circuit, wherein the measuring circuit provides a voltage measurement signal characterized in that the integration is applied to the voltage measurement signal instead of the current measurement signal and that the instantaneous power of the wear object is calculated by multiplying at each calculation moment the value of the current measurement signal by the value of the integrated voltage measurement signal. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jännitemittaussignaalin integrointi suoritetaan operaatiovahvistimeen perustuvalla aktiivisella RC-piirillä. 15Method according to Claim 1, characterized in that the integration of the voltage measurement signal is performed by an active RC circuit based on the operational amplifier. 15 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jännitemittaussignaalin integrointi suoritetaan passiivisella RC-piirillä.Method according to Claim 1, characterized in that the integration of the voltage measurement signal is performed by a passive RC circuit. 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jännitemittaussig-20 naalin integrointi suoritetaan numeerisin menetelmin aika- tai taajuustason algoritmilla.Method according to claim 1, characterized in that the integration of the voltage measurement signal is performed numerically by a time or frequency domain algorithm. 5. Laitteisto vaatimuksen 1 mukaisen menetelmän toteuttamiseksi, joka laitteisto käsittää induktioilmiöön perustuvan ensimmäisen muuntimen (13). jolla kulutuskohteen virta muunnetaan kulutuskohteen virran aikaderivaattaan verrannolliseksi virtamittaussignaa- 25 liksi. ja kertojan (15). jossa kulutuskohteen jännitteeseen verrannollinen jännitemittaussignaali kerrotaan virtamittaussignaalin kanssa, tunnettu siitä, että laitteisto lisäksi käsittää integraattorin (20. 30). jolla jännitemittaussignaali integroidaan, jonka jälkeen kulutuskohteen hetkellisteho lasketaan kertomalla kullakin laskentahetkellä virtamii-taussignaalin arvo integroidulla jännitemittaussignaalin arvolla. 30Apparatus for implementing the method of claim 1, comprising a first converter (13) based on an induction phenomenon. converting the consumable current into a current measurement signal proportional to the time derivative of the consumable current. and the narrator (15). wherein the voltage measurement signal proportional to the voltage of the wearer is multiplied with the current measurement signal, characterized in that the apparatus further comprises an integrator (20.30). whereby the voltage measurement signal is integrated, after which the instantaneous power of the wear object is calculated by multiplying, at each calculation moment, the value of the current measurement signal by the value of the integrated voltage measurement signal. 30 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että integraattori (20) on operaatiovahvistimella varustettu aktiivinen RC-piiri. 9 110964Apparatus according to claim 5, characterized in that the integrator (20) is an active RC circuit with an operational amplifier. 9 110964 7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että integraation (30) on passiivinen RC-piiri.Apparatus according to claim 5, characterized in that the integration (30) is a passive RC circuit. 8. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että integraation on numee rinen aika- tai taajuustason algoritmiin perustuva menetelmä. J 1109648. Apparatus according to claim 5, characterized in that the integration is a numerical method based on a time or frequency domain algorithm. J 110964
FI20001831A 2000-08-18 2000-08-18 Method and apparatus for measuring power in an AC system FI110964B (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20001831A FI110964B (en) 2000-08-18 2000-08-18 Method and apparatus for measuring power in an AC system
AU2001282197A AU2001282197A1 (en) 2000-08-18 2001-08-15 Method and equipment for power measurement in an alternating-current system
DE10196481T DE10196481B4 (en) 2000-08-18 2001-08-15 Method for measuring power in an AC system
PCT/FI2001/000722 WO2002014881A1 (en) 2000-08-18 2001-08-15 Method and equipment for power measurement in an alternating-current system
SE0300391A SE521894C2 (en) 2000-08-18 2003-02-14 Method and equipment for measuring power in an AC system

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20001831A FI110964B (en) 2000-08-18 2000-08-18 Method and apparatus for measuring power in an AC system
FI20001831 2000-08-18

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20001831A0 FI20001831A0 (en) 2000-08-18
FI20001831A FI20001831A (en) 2002-02-19
FI110964B true FI110964B (en) 2003-04-30

Family

ID=8558918

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20001831A FI110964B (en) 2000-08-18 2000-08-18 Method and apparatus for measuring power in an AC system

Country Status (5)

Country Link
AU (1) AU2001282197A1 (en)
DE (1) DE10196481B4 (en)
FI (1) FI110964B (en)
SE (1) SE521894C2 (en)
WO (1) WO2002014881A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103323712A (en) * 2013-06-09 2013-09-25 福州瑞芯微电子有限公司 Testing method of power consumption of electric device

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4282576A (en) * 1979-05-22 1981-08-04 Westinghouse Electric Corp. Indicator diagram based AC electric energy meter
US4250552A (en) * 1979-09-10 1981-02-10 Westinghouse Electric Corp. AC Electric energy meter utilizing a counter as an integrator
US4459546A (en) * 1980-11-03 1984-07-10 Rockwell International Corporation Electronic kilowatthour meter
DE4400418A1 (en) * 1993-01-14 1994-08-04 Schlumberger Ind Inc Air coupled current transformer
DE69330597T2 (en) * 1993-01-20 2002-06-27 Schlumberger Ind Sa Multi-stage frequency modulated circuit
FI98865C (en) * 1994-11-07 1997-08-25 Enermet Oy Method for measuring alternating current, measuring sensor for measuring alternating current and its use in a kWh meter
FI108165B (en) * 2000-05-05 2001-11-30 Enermet Oy Current converter for measuring AC current

Also Published As

Publication number Publication date
FI20001831A (en) 2002-02-19
SE0300391D0 (en) 2003-02-14
FI20001831A0 (en) 2000-08-18
DE10196481B4 (en) 2006-01-05
SE521894C2 (en) 2003-12-16
SE0300391L (en) 2003-02-14
AU2001282197A1 (en) 2002-02-25
DE10196481T1 (en) 2003-07-03
WO2002014881A1 (en) 2002-02-21
WO2002014881A9 (en) 2002-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106574950B (en) Power pack with fluxgate detector
KR101433212B1 (en) Method and apparatus for detecting a magnetic characteristic variable in a core
JP6304647B2 (en) Current detector
US8907664B2 (en) Non-intrusive monitoring of power and other parameters
US4278940A (en) Means for automatically compensating DC magnetization in a transformer
JP2006517335A (en) Method for measuring power in a transformer coupled plasma source
CN100501415C (en) Highly anti-interference alternating-current/magnetic field sensor
CN110412336B (en) Detection probe of high-precision current sensor
GB2432008A (en) Current sensor
CN108459193A (en) Alternating current measuring device
CN110672916A (en) Open-type digital direct current measuring device
CN201035156Y (en) Metal detector and its sensor
US9791477B2 (en) Plug-through energy monitor
JP2017058288A (en) Non-contact dc current sensor and dc current measuring system using non-contact dc current sensor
FI110964B (en) Method and apparatus for measuring power in an AC system
CN111948438B (en) Low-cost current sensor
US5751535A (en) Control circuits for an electromagnetic flow meter
CN104614688B (en) For the c-type sensor and its detection method of D.C. magnetic biasing dynamic magnetic-flux measurement
CN111693753A (en) Novel direct current measuring device
GB2438057A (en) Magnetic sensor with electromagnetic radiation compensation
JPH04296663A (en) Current measuring device
Clifford et al. A retrofit 60 Hz current sensor for non-intrusive power monitoring at the circuit breaker
JP2008101914A (en) Current sensor and electronic watthour meter
Ding et al. A Wideband Closed-Loop Residual Current Sensor Based on Self-Oscillating Fluxgate
JP2019152558A (en) Current sensor and voltmeter

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed