FR2741952A1 - Compteur de pointes opto-electronique utilisant un equipement de mesure optique - Google Patents

Abstract

On décrit un compteur de pointes optoélectronique (CP) utilisant un équipement de mesurage optique (200). Le compteur comprend: un circuit d'attaque de dispositif électroluminescent (10) pour envoyer des rayons lumineux par une fibre optique à un équipement de mesurage optique, un circuit d'attaque de dispositif de réception de lumière (20) afin de recevoir des signaux optiques de tension et de courant sous forme de signaux optiques modulés provenant de l'équipement de mesurage pour les convertir en signaux électriques; un circuit de réglage du zéro (30) afin d'ajuster le zéro des signaux de tension et de courant convertis; un circuit de multiplication (40) afin de multiplier les signaux de tension et de courant et former des signaux de puissance; un circuit de séparation de puissances active/réactive (50) afin de séparer les signaux de puissance en signaux de puissances active et réactive; 20 un circuit de sommation de puissances (60); un circuit de conversion de valeur effective (70) afin de convertir les valeurs absolues de la puissance en valeurs effectives; un circuit de conversion tension/fréquence (80) afin de produire des impulsions ayant des fréquences correspondant à la sortie de la valeur effective; un circuit (90) d'intégration et d'affichage afin de calculer et d'intégrer les signaux impulsionnels, et de stocker et d'afficher les données intégrées; un circuit de source d'énergie. Dans le compteur de pointes, un dispositif d'isolation séparé n'est pas nécessaire.

Description

La présente invention concerne un compteur de pointes opto-électronique utilisant un équipement de mesurage optique.

En particulier, la présente invention concerne un compteur de pointes opto-électronique (CP) dans lequel un transformateur de courant optique (TC) et un transformateur de tension optique (TT) sont utilisés de manière à former un équipement de mesurage optique (EM) ne comportant aucun dispositif d'isolation séparé, et ne recevant aucune influence du bruit et d'autres appels de courant d'où la possibilité de réaliser une multiplication arithmétique et d'autres opérations d'une façon fiable.

En général, l'équipement de mesurage qui est généralement utilisé pour détecter un courant et une tension nécessite une isolation séparée en conformité avec l'amplitude de la tension du système, d'où il résulte qu'il est nécessaire de procéder à une isolation séparée. En outre, le poids est plus élevé, et dans le cas où le bruit et d'autres appels de courant viennent de l'extérieur, il n'a aucune fonction irtimunologique.

En outre, dans le cas de l'équipement de mesurage classique, on utilise un noyau en fer, et par conséquent, les diagrammes d'ondes sont déformés à cause de la sat-uration magnétique. De plus, à cause d'un phénomène de résonance harmonique, des erreurs de mesure peuvent se produire.

La présente invention a pour objet de surmonter les inconvénients qu'on vient de décrire de la technique classique.

Par conséquent, un objet de la présente invention est de fournir un compteur de pointes optoélectronique dans lequel un transformateur de courant optique et un transformateur de tension optique avec un côté primaire et un côté secondaire sont complétement séparés l'un de l'autre, de sorte qu'un dispositif d'isolation séparé ne sera pas nécessaire, et qu'il n'y aura aucune influence du bruit et des appels de courant.

Pour atteindre l'objet précédent, la présente invention est caractérisée en ce qu'un équipement de mesurage optique employant le transformateur de courant optique et le transformateur de tension optique déjà développés est connecté par l'intermédiaire d'une fibre optique au compteur de pointes opto-électronique de la présente invention. En outre, les rayons lumineux émis par un dispositif électroluminescent sont transmis par l'intermédiaire d'une fibre optique à l'équipement de mesurage optique.

Alors, les rayons lumineux sont modulés par l'équipement de mesurage optique et sont reçus par l'intermédiaire d'une fibre optique par un dispositif de réception de lumière. Ensuite, les rayons lumineux optiques modulés sont convertis en signaux électriques par un circuit de réception de lumière. Puis, les points 0 sont ajustés pour les signaux convertis de courant et de tension et ensuite, les signaux de tension et de tension sont multipliés pour former des signaux de puissance. Pour les signaux de puissance, les composantes des signaux de puissance active et les composantes des signaux de puissance réactive sont séparées les unes des autres.

Alors, les composantes actives et les composantes réactives sont ajoutées respectivement, d'où l'obtention de la quantité de la puissance active et de la quantité de la puissance réactive finales pour la puissance utilisée. Les quantités calculées de la puissance active et de la puissance réactive sont respectivement classées en jours, soirs et milieux de nuit de manière à les afficher dans des quantités additionées pour les heures classées.

De manière à maintenir en sécurité les données qu'on vient de décrire même lors d'une panne d'alimentation, un circuit de source d'alimentation comportant une batterie auxiliaire est prévu, dé sorte qu une durée d'environ 15 secondes peut être assurée pour stocker les données pendant une panne d alimentation.

En outre, lors d'une panne d'alimentation, diverses données sur la puissance sont stockées dans une mémoire morte programmable effaçable électriquement, et lorsque l'alimentation est rétablie, les données stockées sont chargées automatiquement, de sorte que l'opération de multiplication peut être reprise.

Par conséquent, selon la présente invention, les calculs arithmétiques, les intégrations et autres opérations peuvent être commodément exécutés et affichés sans être influencés par le bruit et par divers appels de courant.

L'objet ci-dessus et d'autres avantages de la présente invention apparaitront davantage en décrivant en détail le mode de réalisation préféré de la présente invention en liaison avec les dessins annexés dans lesquels
la figure 1 est un schéma sous forme de blocs qui représente la constitution du compteur de pointes opto-électronique selon la présente invention
la figure 2 représente un circuit d'attaque d'un dispositif électroluminescent
la figure 3 représente un circuit d'attaque d'un dispositif de réception de lumière
la figure 4 représente un circuit de réglage automatique du O
la figure 5 représente un circuit pour multiplier les tensions et les courants
la figure 6 représente un circuit pour séparer la puissance active et la puissance réactive l'une de l'autre
la figure 7 représente un circuit pour additioner les puissances actives et les puissances réactives pour les phases respectives
la figure 8 représente un circuit pour transformer des valeurs absolues en valeurs effectives
la figure 9 représente un circuit pour convertir les tensions en fréquences
la figure 10 représente le circuit d'une source d'alimentation.

La figure 1 est un schéma sous forme de blocs qui représente la constitution du compteur de pointes opto-électronique selon la présente invention.

Le compteur de pointes opto-électronique selon la présente invention comprend : un circuit (10) d'attaque d'un dispositif électroluminescent afin d'attaquer un dispositif électroluminescent, le dispositif électroluminescent envoyant des rayons lumineux par l'intermédiaire d'une fibre optique fo jusqu'à un équipement de mesurage optique 200 déjà développé ; un dispositif de réception de lumière et un circuit de réception de lumière (20) pour recevoir des signaux optiques de tension et de courant sous forme de signaux optiques modulés en provenance de l'équipement de mesurage 200 par l'intermédiaire d'une fibre optique f de manière à les convertir en signaux électriques ; un circuit (30) de réglage de 0 afin d'ajuster les signaux électriques convertis de tension et de courant du circuit de réception de lumière (20) de façon à placer le point central de l'onde au zéro électrique ; un circuit de multiplication (40) pour multiplier les signaux de tension et de courant de sortie du circuit (30) de réglage du zéro afin de former des signaux de puissance ; un circuit (50) de séparation de puissances active/réactive afin de séparer les signaux de puissance du circuit de multiplication (40) en signaux de puissance active et en signaux de puissance réactive un circuit (60) de sommation de puissance afin d'additioner la puissance active et la puissance réactive du circuit (50) pour les phases respectives un circuit (70) de conversion de valeur effective afin de convertir les valeurs absolues de la puissance active et de la puissance réactive du circuit de sommation de puissance (60) en valeurs effectives ; un circuit (80) de conversion de tension/fréquence afin de produire des impulsions de fréquences correspondant à la sortie du circuit (70) de conversion de valeur effective ; un circuit (90) d'intégration et d'affichage pour calculer et intégrer les signaux impulsionels du circuit (80) de conversion tension/fréquence, et pour stocker et afficher les données intégrées et un circuit (100) de source d'alimentation pour fournir de l'énergie aux circuits mentionnés ci-dessus et comprenant un circuit de batterie de secours pour assurer un temps de fonctionnement afin de stocker les données lors d'une panne d'alimentation.

L'équipement de mesurage optique 200 comprend un transformateur de courant optique et un transformateur de tension optique avec leurs côtés primaires et leurs côtés secondaires séparés les uns des autres. Entre l'équipement de mesurage optique 200 et le compteur de pointes opto-électronique, sont connectées 4 fibres optiques pour chaque ensemble de l'équipement de mesurage 200. Les rayons lumineux qui partent d'une source optique du compteur de pointes arrivent au transformateur de courant optique et au transformateur de tension optique de l'équipement de mesurage optique, respectivement. Alors, les rayons lumineux subissent un processus de modulation par le transformateur de courant optique et par le transformateur de tension optique sur la base du courant et de la tension.Alors, les rayons lumineux arrivent par l'intermédiaire des fibres optiques respectives jusqu'au dispositif de réception de lumière du compteur de pointes.

Etant donné que le système d'alimentation est triphasé, le dispositif électroluminescent et son circuit d'attaque (10) comprennent un total de 6 sources optiques et circuits d'attaque constitués de 3 circuits pour la tension et de 3 circuits pour le courant. Le dispositif de réception de lumière et son circuit d'attaque (20) comprennent aussi un total de 6 dispositifs de réception de la lumière et de circuits d'attaque constitués de 3 circuits pour la tension et de 3 circuits pour le courant.

Plus précisément, le circuit d'attaque (10) du dispositif électroluminescent est conçu pour pouvoir émettre une certaine quantité de rayons lumineux et les même circuits sont prévus dans une quantité de 6.

Par ailleurs, lorsque les rayons lumineux modulés sont irradiés à partir de l'équipement de mesurage 200 par l'intermédiaire des fibres optiques jusqu'au dispositif de réception de la lumière, le circuit (20) d'attaque du dispositif de réception de la lumière exécute de nouveau des modulations avec les intensités de la puissance en conformité avec les quantités des rayons lumineux incidents.

Dans le but d'augmenter la résistance d'entrée, d'obtenir une amplification différentielle de faible bruit, et de réduire l'influence des variations de la température, on utilise un transistor à effet de champ double FET20 dans lequel deux transistors à effet de champ Q21 et Q22 sont inclus. En outre, un amplificateur opérationnel U20 exécute une amplification différentielle, de sorte que les signaux électriques peuvent être sortis proportionnellement aux quantités des rayons lumineux. Le circuit 20 d'attaque du dispositif de réception de lumière comprend également 6 circuits identiques.

Le règlage du 0 du compteur de pointes s'effectue de la manière suivante : des ondes sinusoïdales varient en alternance du côté positif et du côté négatif du point 0, mais par suite du cambrage du cable, les ondes sinusoïdales sont polarisées vers le côté positif ou vers le côté négatif. De manière à surmonter ce phénomène, le point central de l'onde du signal est ajusté automatiquement au 0.

Le circuit 30 de règlage automatique du 0 comprend : une section de pré-amplification 31 afin d'amplifier les signaux de sortie du circuit de réception de lumière 20 ; un filtre 32 pour stabiliser les signaux amplifiés, et pour éliminer les bruits des harmoniques ; une section 33 de détection de signaux en courant continu afin d'intègrer les signaux du filtre 32, et de détecter les composantes continues ; une section 34 de section de signaux alternatifs afin de différentier les signaux du filtre 32 pour éliminer les composantes continues et pour détecter seulement les composantes alternatives ; un circuit intègré arithmétique de 0, U32, pour diviser une partie d'un signal altèrnatif par une partie d'un signal continu et obtenir des signaux alternatifs alternant toujours par rapport au potentiel 0 quelque soit l'amplitude de la partie continue ; et une section 36 d'amplification et de filtrage afin d'amplifier et de filtrer les signaux de sortie du circuit intègré U32 avant leur sortie.

Par ailleurs, le circuit arithmètique 40 (tension) x (courant) comporte un circuit intègré U40, arithmétique seulement. Dans les ondes sinusoïdales de tension et de courant, les ondes des signaux sont soumises à une opération arithmétique, et la sortie prend la forme d'ondes de signaux dans lesquelles la tension et le courant sont multipliés.

Dans le cas où la tension et le courant sont soumis à une opération arithmétique à l'état d'ondes de signaux, et où le résultat de l'opération arithmétique est obtenu sous la forme d'ondes de signaux au lieu d'un courant continu, le 0 des ondes des signaux est polarisé vers le côté positif ou le côté négatif à cause de la différence de phase entre la tension et le courant. Si la différence de phase entre la tension et le courant est nulle, c'est à dire s'ils ont la même phase, les ondes des signaux ne sont formées que du côté positif.

Si la phase du courant est en avance ou en retard par rapport à la tension, les ondes des signaux sont polarisées vers le côté négatif proportionnellement à la différence de phase.

Dans ce contexte, la partie qui est polarisée du côté positif par rapport au 0 correspond à la puissance active, alors que la partie qui est polarisée du côté négatif par rapport au 0 correspond à la puissance réactive. Par conséquent, les circuits (50) de séparation des puissances active/réactive sont prévus en 3 jeux, chaque jeu est constitué d'une section (51) de séparation de puissance active et d'une section (52) de séparation de puissance réactive, de sorte que les ondes des siganux peuvent être séparées pour sortir des ondes de signaux alternant par rapport au potentiel 0.

En outre, la puissance active et la puissance réactive sont obtenues pour les phases respectives, et par conséquent, le circuit de sommation (60) comprend : des sections de sommation 61A et 61R pour additionner les états R, S et T de la puissance active et de la puissance réactive, et des première et seconde sections d'amplification 62A, 63A, 62R et 63R.

Le circuit (70) de conversion de valeur effective convertit les ondes des signaux respectifs de la puissance active et de la puissance réactif en signaux à courant continu autant que la valeur effective des ondes.

Les constitutions des circuits (70) de conversion de valeur effective pour la puissance active et pour la puissance réactive sont identiques et, par conséquent les circuits (70) sont prévus au nombre de deux.

Le circuit (80) de conversion tension/fréquence transforme les signaux continus convertis (convertis en valeurs effectives) en une série d'impulsions qui correspondent aux tensions à courant continu de manière à les intègrer. Tout d'abord, une conversion est effectuée à une haute fréquence, et alors, une division de la fréquence est exécutée pour obtenir le nombre correct d'impulsions.

Lors du transfert des impulsions à l'intérieur du circuit, une isolation est formée. A cet effet, un coupleur photoélectrique est utilisé pour isoler optiquement le processus de transfert des impulsions. En outre, de manière à traiter les puissances active et réactive, le circuit (80) est prévu en 2 jeux.

Dans le circuit de la source d'alimentation, un transformateur est utilisé pour diminuer la tension d'alimentation, et il y a exécution d'un redressement et d'une stabilisation, d'où l'obtention d'une source d'alimentation à courant continu positif. En outre, un circuit intègré à tension constante est utilisé pour obtenir une tension constante. L'énergie est fournie par l'intermédiaire d'un convertisseur courant continu/courant continu, afin de rendre indépendante la source d'alimentation des circuits arthmètiques respectifs (qui comportent une partie numérique d'intégration et une partie analogique), et pour que la rigidité diélectrique de la source d'alimentation soit plus élevée.De manière à maintenir une certaine puissance de fonctionnement afin de stocker momentanément les données pendant une panne de l'alimentation, on a prévu une petite batterie et un circuit de charge/décharge.

L'intégration et l'affichage sont commandés par 4 jeux d'éléments d'affichage à cristaux liquides et par une unité centrale de traitement, et une unité centrale de traitement exclusive est utilisée de façon que le nombre des impulsions, l'intégration et divers règlages du temps par l'intermédiaire de touches soient possibles.

Quant au stockage des données, celles qui sont enregistrées dans une mémoire morte programmable effacable electriquement sont préservées en permanence même sans la présence d'une source d'alimentation séparée.

La figure 2 représente un circuit d'attaque de dispositif électroluminescent du compteur de pointes opto-électronique selon la présente invention, afin de transmettre des rayons lumineux à l'équipement de mesurage optique.

Une source d'alimentation Vcc de +12V est fournie par l'intermédiaire d'une résistance R12, et si une tension de référence stable est formée par une diode zener ZD11, cette tension stable est appliquée à la borne de non-inversion de l'amplificateur opérationnel
U10.

La sortie de l'amplificateur U10 est appliquée à la base d'un transistor Q11 d'attaque de source optique, et un potentiel de +12V est appliqué à une résistance R11 et une résistance variable VR11 de manière à être fourni par l'intermédiaire du collecteurémetteur du transistor Q11 à l'anode d'une source optique LD10. La cathode de la source optique LD10 est connectée au potentiel 0 et, par conséquent, la source optique LD10 émet des rayons lumineux.

Dans cette condition, des signaux de tension qui sont proportionnels au courant détecté à l'émetteur d'un transistor Q12 sont appliqués à la borne de non inversion de l'amplificateur opératiennel U10, de sorte qu'un circuit de redressement se trouvera formé. Par conséquent, le courant électrique traversant la source optique LD10 devient constant. Ainsi, la quantité des rayons lumineux qui sortent de la source optique LD10 devient constante.

Dans cette condition, si la valeur de la résitance variable VR11 est ajustée, le courant électrique traversant la source optique LD10 varie, ce qui permet de règler la quantité de la lumière. En outre, des condensateurs Cîl et C12 sont reliés à la borne de la source d'alimentation et, par conséquent, le bruit de la source d'alimentation est éliminé et il y a aussi stabilisation du courant.

La figure 3 représente le circuit d'attaque du dispositif de réception de lumière du compteur de pointes opto-électronique selon la présente invention, le circuit recevant les rayons lumineux modulés en provenance de l'équipement de mesurage optique EM.

Une source d'alimentation de +12V est appliquée à l'anode d'un disposif de réception de lumière PD20, et une connexion est formée entre la cathode du dispositif de récepion de lumière PD20, par l'intermédiaire de résistances R21, R22, VR21 et R23, et la masse. Le courant électrique traversant le dispositif de réception de lumière PD20, qui est proportionnel aux rayons lumineux tombant sur ce dispositif PD20, circule entre la source d'alimentation +12V, en passant par le dispositif de réception de lumière PD20 et les résistances R21, R22, VR21 et R23 dans cet ordre.

Par règlage de la résistance variable VR21, l'intensité du courant peut être modifiée, et cela est semblable au règlage de la polarisation dans le circuit.

La valeur de la tension qui est proportionnelle au courant traversant le dispositif de réception de lumière PD20 est produite à un point de connexion entre les résistances R21 et R22. Ce potentiel est appliqué à la grille d'un transistor Q21 qui est un constituant à un transistor à effet de champ double FT20.

Le drain du transistor Q21 est relié à la source d'alimentation de +12V, alors que son électrode de source est connectée par l'intermédiaire d'une résistance R24 à la masse.

Dans cette condition, selon la valeur du potentiel qui est appliqué à la grille du transistor
Q21, un courant électrique circule à partir du drain du transistor Q21 en passant par sa source et la résistance
R24, jusqu'à la masse. Il existe un potentiel entre la résistance R24 et le drain qui correspond au courant en circulation.

Ce potentiel est appliqué à une borne d'entrée d'inversion d'un amplificateur opérationnel
U20. Le drain d'un transistor Q22 est relié à la source d'alimentation +12V, et sa source est connectée par l'intermédiaire d'une résistance R25 à la masse.

Cependant, la grille du transistor Q22 est reliée à la masse et, par conséquent, il ne circule aucun courant entre le drain et la source du transistor
Q22, mais un courant extrèmement faible circule à cause de la variation de la température.

Le potentiel qui est proportionnel à ce courant apparait également à un point de connexion entre la résistance R25 et la source du transistor Q22. Ce potentiel est appliqué à une borne d'entrée de non inversion de l'amplificateur opérationnel U20.

Ainsi, l'amplificateur opérationnel U20 effectue une amplification différentielle de manière à sortir des tensions en conformité avec la quantité des rayons lumineux tombant sur le dispositif de réception de lumière.

En outre, le point de connexion entre la résistance R23 et la résistance variable VR21, qui est le trajet de la circulation du courant entre l'amplificateur opérationnel U20 et le dispositif PD20 de réception de la lumière, est relié par l'intermédiaire d'une résistance R26, de sorte qu'une partie de la sortie est renvoyée de façon qu'une petite quantité soit fournie au côté d'entrée.

Entre les points de connexion entre les résistances R21 et R22 et entre les résistances VR21 et
R23, un condensateur C21 est monté, et par l'intermédiaire de ce condensateur C21, les composantes des signaux circulent alors qu'il y a en même temps amortissement des bruits.

Des condensateurs C22 et C23 sont connectés aux bornes de l'alimentation de l'amplificateur opérationnel U20 de manière à absorber les bruits et à stabiliser la tension de la source d'alimentation.

La figure 4 représente le circuit du règlage automatique du 0 afin d'éviter que le niveau des signaux ne bascule du côté positif ou du côté négatif dans le compteur de pointes opto-électronique selon la présente invention.

Les signaux sont fournis par l'intermédiaire d'une résitance R31 à une borne d'entrée d'inversion (-) d'un amplificateur opérationnel U31. Une connexion est formée entre le côté de sortie de l'amplificateur U31, par l'intermédiaire d'une résistance R32 et la borne d'entrée d'inversion (-), alors que la borne de non inversion (+) de l'amplificateur U31 est reliée à la masse. Ainsi, l'amplificateur opérationnel U31 fonctionne en amplificateur et son taux d'amplification varie en fonction du rapport entre la résistance R31 et la résistance 32. Des condensateurs C31 et C32 sont connectés aux bornes de la source d'alimentation de l'amplificateur U31 de sorte que les bruits peuvent être absorbés, et que la tension de la source d'alimentaion peut être stabilisée. Ainsi il y a exécution de la préamplification.

Les signaux qui ont été amplifiés par l'amplificateur opérationnel U31 sortent par l'intermédiaire d'une résistance R 33, et la résistance
R33 en même temps qu'un condensateur C33 fonctionnent en stabilisateur de signal et en filtre pour éliminer les bruits des harmoniques.

Les signaux filtrés traversent la combinaison d'une résistance R34 et d'un condensateur
C34, de sorte que les signaux circulent jusqu'à la masse, ne laissant que la composante à courant continu.

Suivant un autre trajet, les signaux traversent la combinaison d'un condensateur C35 et d'une résistance
R35, de sorte que la composante à courant continu va jusqu'à la masse, laissant seulement la composante du signal.

Ainsi, la composante du signal à courant continu et la composante du signal à courant alternatif sont séparées l'une de l'autre pour être fournies à une borne d'entrée du circuit intégré arithmétique U32.

Le résultat de l'opération arithmétique est obtenu à la borne de sortie du circuit intégré U32 qui exécute les calculs sur la base de la formule suivante :
Vs o r t i e = Z2 (composante alternative)/Xl(composante continue)
Le résultat obtenu est un diagramme d'ondes de signaux alternatifs qui alternent toujours autour du potentiel 0 quelle que soit l'amplitude de la composante continue.

Des condensateurs C36 et C37 sont reliés aux bornes d'alimentation Vcc du circuit intégré arithmétique U32, afin d'éliminer le bruit et de stabiliser la puissance de l'alimentation.

Les signaux qui ont subi l'opération arithmétique sont appliqués à la borne d'entrée de noninversion (+) d'un amplificateur opérationnel U33. La borne d'entrée d'inversion (-) de l'amplificateur opérationnel U33 est reliée par l'intermédiaire d'une résistance R36 à la masse. En outre, une rétroaction est effectuée à partir du côté de sortie de l'amplificateur opérationnel U33, par l'intermédiaire de résistances R37 et VR31, jusqu'à la borne d'inversion (-), de façon que l'amplificateur U33 fonctionne en amplificateur de noninversion. Le taux de l'amplification varie en conformité avec la résistance R36 et les résistances R37 + VR 31.

Dans ces conditions, la résistance R37 est fixe et la résistance variable VR 31 varie, d'où le réglage du taux d'amplification. Les signaux de sortie sont transmis par l'intermédiaire d'une résistance R38, et sont filtrés par un condensateur C40, de sorte que la stabilisation et le filtrage des harmoniques peuvent être effectués. En outre, des condensateurs C38 et C39 sont reliés à la borne d'alimentation de l'amplificateur opérationnel U33 pour absorber le bruit et pour stabiliser la puissance de l'alimentation.

La figure 5 représente un circuit de multiplication tension-courant du compteur de pointes opto-électronique selon la présente invention, le circuit calculant la valeur de la puissance d'alimentation.

Les signaux de tension qui ont été sortis du circuit (30) de réglage du zéro sont appliqués par l'intermédiaire d'une résistance R42 à un circuit intégré arithmétique U40. Les signaux de courant sont soumis à une division de la tension par un circuit qui est connecté par l'intermédiaire de résistances R41 et
VR 41 à la masse. Ainsi, les signaux dans lesquels le rapport de division de la tension a été ajusté en modifiant la résistance variable VR 41 sont fournis au circuit intégré arithmétique U40. La valeur de la sortie du circuit intégré U40 est équivalente à (Xtension) x (courant)
Le circuit intégré arithmétique U40 est connecté à des résistances variables VR42 et VR43, de sorte que les signaux fournis à une borne d'entrée de tension et à une borne d'entrée de courant peuvent être ajustés et stabilisés.En outre, le potentiel 0 en l'absence de signaux est ajusté au moyen d'une résistance variable VR44.

En outre, des condensateurs C41 et C42 sont connectés aux bornes de l'alimentation du circuit intégré arithmétique (40) de manière à absorber le bruit de la source d'alimentation et à stabiliser la puissance.

Le circuit intégré arithmétique U40 exécute une opération arithmétique directement sur les ondes sinusoïdales des signaux de tension, et sa sortie est également sinusoïdale. Par conséquent, dans le cas où il n'y a aucuné différence de phase entre les deux signaux entrants, les signaux obtenus sont polarisés du côté positif, alors que si la diffférence de phase est augmentée, les signaux sont polarisés du côté négatif.

La figure 6 représente un circuit de séparation de puissance active et de puissance réactive du compteur de pointes opto-électronique selon la présente invention, le circuit séparant les puissances active et réactive de la puissance totale l'une de l'autre.

Le circuit (50) de séparation des puissances active/réactive sert à séparer la puissance active et la puissance réactive l'une de l'autre. Le circuit (50) comprend une section (51) de séparation de puissance active afin de séparer les signaux polarisés du côté positif, et une section (52) de séparation de puissance réactive afin de séparer les signaux polarisés négativement. Ainsi, les signaux polarisés positivement et les signaux polarisés négativement sont séparés les uns des autres.

Tout d'abord, on décrira le fonctionnement d'un amplificateur opérationnel U51 de la section de séparation de la puissance active afin d'obtenir la puissance active.

Une diode D51 est montée dans une boucle de rétroaction de l'amplificateur opérationnel U51 et ainsi, la non-linéarité est améliorée par la rétroaction. La caractéristique en courant alternatif dépend de la caractéristique en fréquence du gain de la boucle de l'amplificateur opérationnel U51.

Il y a la condition préalable que la borne d'entrée d'inversion (-) et la borne d'entrée de noninversion (+) de l'amplificateur U51 présentent toujours le même potentiel. Par conséquent, lorsque la tension d'entrée est 0, la borne d'inversion doit être 0. Par conséquent, la sortie de l'amplificateur opérationnel
U51 devient une tension directe pour la diode D51, ce qui se traduit par l'obtention d'un équilibre total.

Si une tension de +1V est appliquée à la borne d'entrée de non-inversion (+), la borne d'entrée d'inversion (-) doit également recevoir la tension +1V et, par conséquent, la sortie de la diode D51 devient +1V.

Ainsi, lorsqu'une tension positive est entrée, la tension de sortie est identique à la tension d'entrée.

Cependant, dans le cas d'une tension d'entrée négative, la diode D51 est polarisée inversement, avec le résultat que le potentiel de sortie de la diode D51 devient 0. En outre, la borne de sortie de l'amplificateur opérationnel U51 est abaissée jusqu'à la tension d'alimentation négative.

Ainsi, la même tension est sortie pour une entrée positive, et une commutation est fournie pour une entrée négative, ce qui se traduit par le fait que seule une composante de puissance active polarisée positivement est sortie.

Ici, un condensateur C53 est utilisé pour améliorer la caractéristique en courant alternatif, et une résistance R51 est montée pour stabiliser les signaux d'entrée. En outre, des condensateurs C51 et C52 sont connectés pour absorber le bruit de la source d'alimentation et pour stabiliser la puissance.

Par ailleurs, un amplificateur opérationnel
U52 de la section (52) de séparation de la puissance réactive sera décrit quant à son- fonctionnement. Plus précisément, les signaux d'entrée sont fournis par l'intermédiaire d'une résistance R52 à la borne d'entrée d'inversion de l'amplificateur opérationnel U52, alors que sa borne d'entrée de non-inversion est reliée à la masse. Ainsi, l'amplificateur U52 fonctionne comme un amplificateur dans lequel une rétroaction est effectuée entre le côté de sortie et la borne d'entrée d'inversion.

Ici, une diode D53 est une diode usuelle qui exécute une fonction de redressement, alors qu'une diode
D52 sert à fixer la tension à environ 0,6 V de sorte que l'amplificateur opérationnel U52 ne sera pas saturé dans le sens négatif. Par conséquent, l'amplificateur opérationnel U52 n'entre pas dans la zone de saturation, avec comme résultat que sa vitesse de réponse devient rapide.

Selon la constitution venant d'être décrite, une entrée négative est inversée en une phase positive avant sa sortie. Cependant, une entrée positive ne peut être inversée pour donner une phase négative mais est négligée.

Grâce à de telles opérations, la puissance réactive polarisée positivement peut être séparée.

La figure 7 représente un circuit de sommation de puissance du compteur de pointes optoélectronique selon la présente invention, le circuit additionant la puissance active et la puissance réactive pour les phases respectives.

Les trois jeux de signaux actifs de R, S et
T sont fournis par l'intermédiaire de résistances R611,
R612 et R613 à la borne de non-inversion d'un circuit intégré arithmétique U61. La borne de sortie du circuit intégré U61 est connectée par l'intermédiaire d'une résistance R615 à la borne d'entrée d'inversion du circuit intégré arithmétique U61, de sorte que ce circuit intégré peut servir d'additioneur.

La borne d'entrée de non-inversion du circuit intégré U61 est reliée par l'intermédiaire d'une résistance R614 à la masse, d'où la stabilisation du circuit.

Ainsi, la puissance active triphasée qui a été entrée par l'intermédiaire des résistances R611,
R612 et R613 dans le circuit intégré arithmétique U61 est additionée, inversée et sortie par l'intermédiaire de sa borne de sortie.

Ces signaux de sortie sont fournis par l'intermédiaire d'une résistance R616 à la borne de noninversion d'un amplificateur opérationnel U62, et la borne de non-inversion de l'amplificateur U62 est reliée par l'intermédiaire d'une résistance R617 à la masse, de sorte que le circuit sera stabilisé. En outre, une boucle de rétroaction est formée entre la borne de sortie de l'amplificateur opérationnel U62, par l'intermédiaire de résistances VR611 et R618, à la borne d'inversion de l'amplificateur U62, de sorte que l'amplificateur U62 fonctionera en amplificateur. En outre, en faisant varier la résistance VR611, le niveau d'amplification est ajusté.Les signaux de sortie de l'amplificateur U62 sont divisés en tension par des résistances R619 et R620, ce qui se traduit par le fait que des signaux alternatifs purs sont obtenus par passage dans un condensateur C615.

Ces signaux sont ceux qui ont été formés en additionant les puissances actives des phases R, S et T.

En outre, ils passent deux fois par la borne d'amplification d'inversion, c'est à dire par le circuit intégré arithmétique U61 et l'amplificateur opérationnel
U62, d'où il résulte que la phase devient la même que celle des signaux d'entrée.

Les trois jeux de signaux réactifs de R, S et T sont fournis par l'intermédiaire de résistances
R621, R622 et R623 à la borne d'entrée d'inversion (-) d'un circuit intégré arithmétique U63. En outre, une résistance R625 est montée entre la borne de sortie du circuit intégré U63 et sa borne d'entrée d'inversion (-), et une connection est réalisée entre la borne d'entrée de non-inversion (+) du circuit intégré U63, par l'intermédiaire d'une résistance R624, et la masse, de sorte que le circuit intégré U63 fonctionnera en additioneur.

Ainsi, les signaux de sortie du circuit intégré U63 sont fournis par l'intermédiaire d'une résistance R626 à la borne d'entrée d'inversion (-) d'un amplificateur opérationnel U64. En outre, la borne d'entrée de non-inversion (+) de l'amplificateur opérationnel U64 est relié par l'intermédiaire d'une résistance R627 à la masse d'où la stabilisation du circuit. En outre, une boucle de rétroaction est formée entre la borne de sortie de l'amplificateur opérationnel
U64, par l'intermédiaire de résistances VR621 et R628, et la borne d'entrée d'inversion (-) de l'amplificateur
U64 de sorte que cet amplificateur fonctionnera en amplificateur. Le niveau de l'amplification est modifié en conformité avec le rapport entre R626 et R628 + R621, et ici, le niveau de l'amplification est ajusté en faisant varier la résistance VR621.

Les signaux de sortie de l'amplificateur U64 sont divisés en tension par des résistances R629 et
R630, et traversent un condensateur C625, d'où il résulte que des composantes alternatives pures des signaux sont sorties.

Ces signaux sont ceux dans lesquels les puissances réactives des phases R, S et T sont additionées. Ces signaux traversent deux fois les bornes d'inversion, c'est à dire le circuit intégré arithmétque
U63 et l'amplificateur opérationnel U64, d'où il résulte que leurs phases deviennent identiques à celles des signaux d'entrée.

La figure 8 représente un circuit de conversion de valeurs effectives du compteur de pointes opto-électronique de la présente invention, le circuit convertissant les valeurs absolues en valeurs effectives pour les signaux ayant des valeurs absolues.

Ce circuit sert à obtenir des valeurs effectives pour les ondes sinusoïdales des puissances active et réactive de la tension d'entrée.

Les signaux sont fournis à la borne Ven d'un circuit intégré arithmétique U71 (AD536), et des condensateurs sont reliés à une source +12V et à une borne Cav respectivement.

Une tension est fournie à une borne R1 d'une manière telle qu'elle est divisée en tension par des résistances R73, VR71, R74, R71 et R72, et est ajustée par la résistance variable VR71. Ainsi, un réglage peut être effectué de façon que la sortie devienne le potentiel 0 lors de l'absence de signaux.

La tension qui est fournie par l'intermédiaire des circuits décrits ci-dessus est soumise au traitement suivant. Plus précisément, les valeurs absolues sont prises dans le circuit intégré arithmétique U71, et alors elles sont mises au carré, sont divisées par une sortie de rétroaction. Alors, elles font l'objet d'une moyenne en utilisant un filtre pour les résultats, d'où l'obtention de la valeur effective.

La figure 9 représente un circuit de conversion tension/fréquence du compteur de pointes opto-électronique selon la présente invention, le circuit produisant des impulsions de fréquences correspondant aux tensions.

Le circuit (80) de conversion tension/fréquence selon la présente invention comprend un dispositif U80 faisant varier la tension/fréquence afin d'intégrer les signaux d'entrée et de comparer en tension les résultats intégrés à une valeur de référence dans le but de les convertir en des signaux ayant des fréquences appropriées ; une section de division de fréquence afin de soumettre les signaux de sortie du dispositif U80 à une division de la fréquence à étapes multiples de manière que les signaux divisés en fréquence aient une certaine fréquence ; et une section de transmission d'impulsions afin d'isoler électriquement les signaux impulsionnels de sortie de la section de division de fréquence et les transmettre à la section d'intégration et au circuit d'affichage.

Tout d'abord, les signaux d'entrée sont intégrés par une résistance R81 et un condensateur C81 et sont appliqués à une borne Ven du dispositif U80 faisant varier la tension-fréquence (LM331). En outre, la source +12V est divisée en tension par des résistances R82, VR81, R83, R84 et R85, et est stabilisé par des condensateurs C82, C83 et C84. En outre, elle est ajustée par la résistance variable VR81 de façon à être fournie comme tension de référence à une borne Vb.

Par conséquent, le dispositif U80 faisant varier la tension-fréquence compare la tension positive de la borne Ven à la tension de référence de la borne Vb de manière à sortir des signaux de fréquence proportionnels à la tension d'entrée de la borne Ven.

La fréquence ainsi obtenue devient telle que la hauteur des impulsions devient 5V par une résistance
R88 et une diode zener ZD81. En outre, elle est divisée en fréquence par U91, U92, U93 et U94, d'où l'obtention de la sortie impulsionnelle finale.

Dans le but d'isoler électriquement les impulsions des valeurs intégrées, les impulsions sont divisées en tension, et sont alors fournies à la base d'un transistor Q91. Par ailleurs, un potentiel de +5V est appliqué à une résistance R93, à l'anode d'une diode électroluminescente d'un photo-coupleur U95, à sa cathode, au collecteur du transistor Q91 et à son émetteur pour aboutir à la masse. Ainsi, en conformité avec les impulsions, la diode électroluminescente du coupleur U95 clignote.

Ainsi, un phototransistor qui est un dispositif de réception de lumière du coupleur U95 est excité, ce qui se traduit par le fait qu'une sortie impulsionnelle isolée est sortie.

La figure 10 représente un circuit d'alimentation du compteur de pointes opto-électronique selon la présente invention, le circuit alimentant les circuits respectifs.

Comme représenté en figure 10, le circuit d'alimentation (10) fournit de l'énergie aux composants respectifs, et comprend : une batterie BAT pour fournir l'énergie pendant plusieurs secondes lors d'une panne de l'alimentation ; et un circuit auxiliaire de charge/décharge pour gérer la batterie.

Lorsqu'une borne d'entrée est alimentée, les harmoniques sont éliminés par des condensateurs C1 et C2 qui sont mis à la masse. En outre, les bruits dûs aux appels de courant et une surtension sont éliminés par un condensateur C3, et les divers bruits de la source d'alimentation sont éliminés par un filtre de bruit 101.

La puissance qui a été filtrée par le filtre de bruit 101 est réduite à une onde à deux alternances de 13V et à une tension de 6V.

Les puissances abaissées sont redressées en deux alternances par des diodes D1-D4 et D5-D8 et sont stabilisées par des condensateurs C6, C7, C8 et C9 de manière à devenir un courant pulsé semblable à un courant continu.

Alors, elles deviennent les sources d'alimentation à courant continu stabilisé d'une tension de +12V, -12V et +5V par des régulateurs U1, U2 et U3.

Les sources d'alimentation à courant continu sont de nouveau stabiliées par des condensateurs C10, Cîl et C12 et sont protégées contre les oscillations parasites des régulateurs U1, U2 et U3.

Ces sources d'alimentation de +12V, -12V, +5V sont fournies aux circuits internes respectifs qui nécessitent des sources d'alimentation stabilisées, respectivement.

La source d'alimentation +5V est fournie par l'intermédiaire d'une diode D11 à un convertisseur courant continu/courant continu (105) de façon à être encore stabilisé et alors est appliquée au circuit d'intégration et d'affichage (90).

Par ailleurs, une section (104) à batterie de secours reçoit l'énergie +5V stabilisée afin de surveiller les pannes d'alimentation, et de faire en sorte que la batterie BAT fournisse de l'énergie au convertisseur courant continu/courant continu (105) lors d'une panne d'alimentation.

La section (104) à batterie de réserve est chargée par une résistance R1 et un condensateur C13 après que l'énergie stabilisée +5V soit passée par une diode D10. La puissance chargée est fournie à la base d'un transistor Q1. Un relais REL1 est commandé par le transistor Q1, et par l'intermédiaire du contact du relais REL1, l'énergie de la batterie BAT est fournie par l'intermédiaire d'une diode D13 au convertisseur courant continu/courant continu (105).

Ainsi, la valeur à laquelle le condensateur
C13 a été chargée rend passant le transistor Q1 de manière à fermer le relais REL1. Par l'intermédiaire du contact du relais, l'énergie de la batterie BAT est fournie au convertisseur courant continu/courant continu (105). La batterie BAT est chargée par un courant limité par l'intermédiaire d'une résistance R2 aux instants normaux.

Ainsi, le transistor Q1 est rendu passant par la valeur qui a été chargée par l'intermédiaire de la résistance R1 dans le condensateur C13, et par conséquent, le relais REL1 est maintenu fermé pendant une panne de l'alimentation, de sorte que l'énergie de la batterie BAT sera fournie au convertisseur courant continu/courant continu (105). Ensuite, l'énergie qui a été fournie au circuit d'intégration (100) est maintenue pendant plusieurs secondes. Par conséquent, le circuit d'intégration et d'affichage (90) peut stocker la donnée arithmétique lors d'une panne de l'alimentation.

Selon la présente invention telle qu'elle a été décrite ci-dessus, l'équipement de mesurage optique détecte le courant et la tension, et est connecté au compteur de pointes. Par conséquent, un dispositif d'isolation séparé n'est pas nécessaire et est à l'abri de l'influence des bruits des lignes, ce qui se traduit par le fait qu'une opération arithmétique et une intégration fiables peuvent être effectuées.

Claims (6)

REVENDICATIONS

1 - Compteur de pointes opto-électronique (CP) utilisant un équipement de mesurage optique (EM), caractérisé en ce qu'il comprend :

un circuit (10) d'attaque de dispositif électro-luminescent pour attaquer un dispositif électroluminescent, ce dispositif électroluminescent émettant des rayons lumineux par l'intermédiaire d'une fibre optique (fo) jusqu'à l'équipement de mesurage déjà développé;;

un dispositif de réception de lumière et un circuit de réception de lumière (20) afin de recevoir des signaux de tension et de courant optiques sous forme de signaux optiques modulés provenant de l'équipement de mesurage par l'intermédiaire d'une fibre optique de manière à les convertir en signaux électriques

un circuit de réglage de zéro (30) afin d'ajuster les signaux de tension et de courant électriques convertis du circuit de réception de lumière de façon que le 0 de l'onde soit placé au 0 électrique

un circuit de multiplication (40) afin de multiplier les signaux de tension et de courant sortis du circuit de réglage du 0 de manière à former des signaux de puissance

un circuit de séparation de puissances acitve/réactive (50) pour séparer les signaux de puissance du circuit de multiplication en signaux de puissance active et en signaux de puissance réactive

un circuit de sommation de puissances (60) afin d'additioner la puissance active et la puissance réactive du circuit de séparation des puissances acitve/réactive pour les phases respectives

un circuit de conversion de valeurs effectives afin de convertir les valeurs absolues de la puissance active et de la puissance réactive du circuit de sommation de puissances en valeurs effectives

un circuit de conversion tension/fréquence (80) pour produire des impulsions ayant des fréquences correspondant à la sortie du circuit de conversion de valeurs effectives

un circuit d'intégration et d'affichage (90) pour calculer et intégrer les signaux impulsionels du circuit de conversion tension/fréquence, et afin de stocker et afficher la donnée intégrée

un circuit de source d'alimentation (100) pour alimenter les circuits mentionnés ci-dessus, et comprenant un circuit à batterie de réserve (BAT) pour assurer un temps de fonctionnement permettant le stockage de la donnée lors d'une panne de l'alimentation.

2 - Compteur de pointes selon la revendication 1 caractérisé en ce que le dispositif électroluminescent et son circuit d'attaque comprennent un total de 6 sources optiques et des circuits d'attaque constitués de 3 circuits pour la tension et de 3 circuits pour le courant

et le dispositif de réception de lumière et son circuit d'attaque comprennent également un total de 6 dispositifs de réception de la lumière et des circuits d'attaque constitués de 3 circuits pour la tension et de 3 circuits pour le courant.

3 - Compteur de pointes selon la revendication 1 caractérisé en ce que le circuit de réglage automatique du zéro (30) comprend :

une section de pré-amplification (31) afin d'amplifier les signaux de sortie du circuit de réception de la lumière

un filtre (32) pour stabiliser les signaux amplifiés, et pour éliminer les bruits des harmoniques

une section de détection de signal en courant continu (33) pour intégrer les signaux du filtre, et pour détecter les composantes en courant continu

une section de détection de signal en courant alternatif (34) pour différentier les signaux du filtre afin d'éliminer les composantes en courant continu et de ne détecter que les composantes en courant alternatif

un circuit intégré arithmétique de zéro (U32) afin de diviser une partie d'un signal alternatif par une partie d'un signal continu de manière à obtenir des signaux alternatifs alternant toujours autour du potentiel 0 quelle que soit l'amplitude de la partie en courant continu

et une section d'amplification et de sortie (36) afin d'-amplifier et de filtrer les signaux de sortie du circuit intégré arithmétique du zéro avant de les sortir.

4 - Compteur de pointes selon la revendication 1 caractérisé en ce que le circuit de séparation des puissances active/réactive (50) comprend :

une section de séparation de puissance active (51) afin de séparer les signaux polarisés positivement autour du zéro après la réception des ondes des signaux provenant du circuit arithmétique

un circuit de séparation de puissance réactive (52) afin de séparer les signaux polarisés négativement autour du zéro après réception des ondes des signaux provenant du circuit arithmétique, les deux sections formant un jeu de sections pour sortir des ondes de signaux alternatifs autour du zéro, et

caractérisé en ce que le circuit de séparation des puissances active/réactive comprend 3 jeux des dites sections.

5 - Compteur de pointes selon la revendication 1 caractérisé en ce que le circuit de conversion tension/fréquence (80) comprend :

un dispositif faisant varier la tensionfréquence afin d'intégrer les signaux d'entrée et afin de comparer en tension les résultats intégrés à une valeur de référence pour les convertir en signaux ayant les fréquences appropriées

une section de division de fréquence afin de soumettre les signaux de sortie du dispositif faisant varier la tension-fréquence à une division en fréquence à étapes multiples de façon que les signaux divisés en fréquence aient une certaine fréquence

une section de transmission d'impulsions pour isoler électriquement les signaux impulsionnels de sortie de la section de division en fréquence pour les transmettre à la section d'intégration et au circuit d'affichage.

6 - Compteur de pointes opto-électronique utilisant un équipement de mesurage optique caractérisé en ce qu'il comprend :

une source optique et un moyen de réception de la lumière ayant un équipement de mesurage optique afin de détecter un courant et une tension triphasés par l'intermédiaire d'un transformateur de courant optique et d'un transformateur de tension optique, pour connexion à cet équipement de mesurage optique et à une multitude de fibres optiques afin de produire des rayons lumineux de source et les transmettre à cet équipement de mesurage optique, et pour recevoir des rayons lumineux modulés provenant de l'équipement de mesurage optique afin de les transformer en signaux électriques de courant et de tension

un moyen de traitement de signal pour calculer des valeurs de puissance afin d'obtenir des puissances actives et réactives

un moyen d'intrégration et d'affichage afin d'intégrer la valeur calculée de la puissance et l'afficher pour chaque intervalle de temps, et afin de calculer la demande en puissance pour chaque période de consigne et la traiter, afin de la stocker et de l'afficher, la donnée de puissance étant stockée dans une mémoire morte programmable, effaçable électriquement; et

un moyen d'alimentation ayant une batterie auxiliaire pour fournir de l'énergie et stocker la donnée dans un certain laps de temps lors d'une panne de l'alimentation.