KR840001160B1 - Digital type watt-hour meter - Google Patents
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제1도는 본 발명의 기본원리도.1 is a basic principle diagram of the present invention.
제2도는 본 발명의 계통도.2 is a schematic diagram of the present invention.
제3도는 본 발명의 입력단회로도(전압분압회로 및 전류전압변환회로)3 is an input circuit diagram (voltage divider circuit and current voltage conversion circuit) of the present invention.
제4도는 본 발명에 사용된 마이크로프로세서 블럭선도.4 is a microprocessor block diagram used in the present invention.
제5도는 본 발명의 프로그램흐름도(flowchart)5 is a program flow chart of the present invention.
본 발명은 마이크로프로세서(microprocessor)를 이용하여 전압전류를 시분할 적산적분해서 사용전력량을 측정하는 계수형적산전력량계(Digital Watthour Meter)에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
현재 사용되고 있는 적산전력량계는 아라고(Arago) 원판을 이용한 페라리스(Ferraris)형 적산전력량계이기때문에, 그 구동부분이 기계적 구조로 되어있어 마모가 심해 오차가 누적되어 신뢰도가 낮으며, 또한 기계적 수명이 짧아 주기적으로 검정을 해야만 하며, 기계적 구조가 갖는 낮은 정밀성 때문에 정확한 전력요금산정이 어렵다. 대수용가의 경우일수록 정확한 전력량 산정이 요구되나, 기계적 구조로 된 높은 정밀급(0.5급 이상) 계기는 대단히 비싸다.Currently, the integrated wattmeter is a Ferraris-type integrated wattmeter using Arago discs.The driving part has a mechanical structure, so the wear is severe and errors accumulate, resulting in low reliability and short mechanical life. It must be calibrated periodically, and accurate power billing is difficult due to the low precision of the mechanical structure. In the case of large customers, accurate power calculation is required, but high precision (more than 0.5 class) instrument with mechanical structure is very expensive.
또한 차등전력량 산정이 필요한 경우 별도의 기기를 붙이든지 또는 기계적으로 차등전력량이 산정되는 비싼 계기를 붙여야만 하는등 기계적 적산전력량계는 여러가지 불편이 있다.In addition, when the differential power calculation is required, a mechanical integrated power meter has various inconveniences such as attaching a separate device or attaching an expensive instrument where the differential power is calculated mechanically.
본 발명은 이러한 제반결점을 보완하기 위한 것으로, 반도체소자를 이용함에 의해 높은 신뢰도, 정밀도및 반영구적 수명을 갖는 계수형 적산전력량계로서, 본 발명의 계수형 적산전력량계의 동작원리는 다음과 같다.The present invention is to compensate for the above-mentioned shortcomings, and is a digital integrated power meter having high reliability, precision, and semi-permanent lifetime by using a semiconductor device, and the operation principle of the digital integrated power meter of the present invention is as follows.
측정코저하는 전력라인의 전압, 전류를 받아 그 순시치를 곱해 누적시켜 필요한 양만큼 표시기에 표시한다. 다시말해 전압, 전류를 시분할 적산적분함으로서 전력량을 구한다.The measuring procedure takes the voltage and current of the power line, multiplies the instantaneous value, accumulates it, and displays the required amount on the indicator. In other words, the amount of power is obtained by time-integrating and integrating voltage and current.
본 발명의 계수형적산전력량기는 회로구성을 IㆍC화하고 전계통을 마이크로프로세서를 이용하여 프로그램(program)으로 제어토록 함으로써 같은 하드웨어(Hardware)를 가지고도 사용자의 목적에 따라 소프트웨어(Software)에 의해 여러가지 부가기능을 갖도록 하였다.The counting integrated power meter of the present invention is to I / C the circuit configuration and to control the electric system by a program using a microprocessor, so that even if the same hardware (Hardware) according to the user's purpose in software (Software) It has various additional functions.
제1도는 본 발명의 시분할 적산적분의 계수형 적산전력량계 기본이론을 나타내는 것으로, 이 도면에서 보는 바와같이 전압 파형 와 전류파형 i의 순시치를 곱해 적분함으로서 사용전력량을 측정하는 것이다.FIG. 1 shows the basic theory of the coefficient integrated energy meter of the time division integration integral of the present invention. As shown in this figure, the amount of power used is measured by multiplying and integrating the instantaneous value of the voltage waveform and the current waveform i.
제1도에서 전압파형을 e, 전류파형을 i, 반주기를 T, 최대전압을 Vm, 최대전류 Im, 주파수를 f, 전압-전류 위상차를 α라 하면In Figure 1, the voltage waveform e, the current waveform i, the half cycle T, the maximum voltage Vm, the maximum current Im, the frequency f, the voltage-current phase difference α
전압, 전류 유효전력등은 식 (1)-식(4)와 같이 표시된다.Voltage, current active power, etc. are expressed as in Equations (1)-(4).
그러므로 구하고저 하는 유효전력량은 다음과 같다.Therefore, the effective amount of power to be obtained is as follows.
식(5)에 의해 유효전력량은 전압, 전류의 위상차, 즉 역률에 관계없이 전압, 전류의 순시치를 곱해 전압, 전류의 곱의 부호화 시간에 따라 누적함에 의해 구해진다.According to equation (5), the effective power amount is obtained by multiplying the instantaneous values of voltage and current regardless of the phase difference of voltage and current, that is, the power factor, and accumulating according to the encoding time of the product of voltage and current.
본 발명의 계수형 적산전력량계의 계통도는 제2도와 같다.The schematic diagram of the digital integrated power meter of the present invention is shown in FIG.
제2도의 계통도를 살펴보면 전압 분압회로는 저항분배법을 이용하여 전압파형을 K 배만큼 강압시켰고, 전류-전압 변환회로는 C.T를 이용해서 저항 분배법을 이용하여 전류파형을 배만큼 전압원으로 변환시켰다.Referring to the schematic diagram of FIG. 2, the voltage divider circuit stepped down the voltage waveform by K times using the resistance distribution method, and the current-voltage converter circuit converted the current waveform by twice the voltage source using the resistance distribution method using CT. .
전압분압회로및 전압-변환회로는 제3도와 같다. 제3도에서 Ci는 C.T의 2차 코일의인덕턴스 때문에 생기는 전류와 변환된 전압의 위상차를 보상하기 위한 콘덴서이다.The voltage divider circuit and the voltage-conversion circuit are shown in FIG. In FIG. 3, Ci is a capacitor for compensating the phase difference between the current and the converted voltage caused by the inductance of the secondary coil of C.T.
제2도의 계통도에서 상사-계수변환기(Analog-Digital Converter)는 축차비교법(Successive apprexmation method)을 이용한 변환기로서 입력으로 들어온 상사치(analog value)를 마이크로프로세서의 변환시작신호에 의해 계수(Digital value)로 변환시키며, 변환이 끝나면 상태신호(status signal)로서 변환이 끝났음을 마이크로프로세서 에게 알려준다.In the schematic diagram of FIG. 2, the analog-digital converter is a converter using a successive apprexmation method, and the analog value inputted as an input is converted into a digital value by a conversion start signal of the microprocessor. When the conversion is complete, the status signal is a status signal that tells the microprocessor that the conversion is complete.
마이크로프로세서는 이 상태신호를 조사해 변환이 끝났으면 변환된 데이타(data)를 읽는다. 상사-계수변환기(A/D converter)의 변환속도는 시스템의 샘플링타임(sampling time)에 의해 선정된다.The microprocessor examines this status signal and reads the converted data when the conversion is complete. The conversion speed of the A / D converter is selected by the sampling time of the system.
제2도의 계통도에서 표시기를 제외한 상사-계수변환기 이후의 계통은 마이크로프로세서에 의해 이루어진다. 마이크로프로세서의 구조는 제4도와 같다. 제4도에서 롬(ROM; Read Only Memory)에는 본 발명의 계수형 적산전력량계의 전 시스템을 관장하는 프로그램이 들어있다. 본 발명의 계수형 적산전력량계의 프로그램 흐름도(flowchart) 는 제5도와 같다.In the schematic diagram of FIG. 2, the system after the analog-to-coefficient converter except the indicator is made by a microprocessor. The structure of the microprocessor is shown in FIG. In FIG. 4, the ROM (Read Only Memory) contains a program that manages the entire system of the digital integrated power meter of the present invention. The program flow chart of the digital integrated power meter of the present invention is shown in FIG.
적산전력량은 식 5에 의해 순시전력 ×△t×(△t : 샘플링주기)로 표시되는 시간 t의 함수이므로, 시간에 따라 순시전력 ×△t의 합을 더해나가면 되기 때문에 샘플링 주기 △t가 중요한 요소중의 하나가 된다.Accumulated power is a function of time t expressed by instantaneous power × Δt × (Δt: sampling period) according to Equation 5, so the sampling period Δt is important because the sum of instantaneous power × Δt is added over time. It will be one of the elements.
그러므로 본 발명인은 전압분압계수 K, 전류-전압변환계수 K', 샘플링주기 t, 상사-계수 변환속도, 마이크로프로세서의 클럭주기등을 고려하여 최적 샘플링주기를 결정하고, 그에따라 전 시스템을 관장하는 프로그램을 완성하였다.Therefore, the present inventors determine the optimum sampling period in consideration of the voltage division coefficient K, the current-voltage conversion coefficient K ', the sampling period t, the similar-coefficient conversion speed, the clock cycle of the microprocessor, and the like to manage the entire system accordingly. You have completed the program.
제5도 흐름도(flowchart)를 살펴보면 상사-계수변환을 위해 우선 변환기에 변환시작신호를 주어 변환기로 하여금 변환을 시작하게 한 후 마이크로프로세서의 초기조건을 프로그램한 후 차등전력표시를 위해 타이머(Timer)로부터 프래그(flag)를 셋트(set) 또는 리셋트(reset)한다.Referring to the flowchart of FIG. 5, for the similarity-coefficient conversion, the converter is first given a conversion start signal to cause the converter to start the conversion, then the initial condition of the microprocessor is programmed, and then a timer is displayed for the differential power. Sets or resets a flag from.
그후 상사-계수변환기가 변환을 끝냈으면 변환기로 부터 전압, 전류에 대한 데이타를 읽어들이고 난후, 변환기에 다시 시작신호(convert start signal)을 보낸후 2개의 계수를 곱하는 프로그램 루틴(routine)에서 곱셈을 끝냄과 동시에 곱의 부호를 검사해 양의 수인지, 음의수인지를 판별하고, 프래그(flag)에 따라 해당 누적치에 곱셈결과치를 덧셈 혹은 뺄셈을 하고, 해당누적치가 해당 지점치(N)에 도달하면 표시치를 그만큼 증가시켜 해당표시치를 표시기에 보내 표시한다.Then, when the coefficient-to-coefficient converter completes the conversion, it reads the voltage and current data from the converter, sends a convert start signal to the converter, and multiplies in a program routine that multiplies the two coefficients. At the same time, it checks the sign of the product to determine whether it is positive or negative, adds or subtracts the multiplication result to the cumulative value according to the flag, and the cumulative value is the point value (N). When is reached, the displayed value is increased by that amount, and the displayed value is sent to the indicator for display.
그리고 계속 반복동작을 한다.And keep repeating.
제4도에서 인터럽트/정지(Interrupt/stop) 보턴(botton)은 어느 시작까지만 전력량을 측정코저할시 이보턴을 누름으로써 그때까지의 전력량을 표시하며 그후의 전력량은 관계치 않는 기능을 가지고 있다.In FIG. 4, the interrupt / stop button indicates the amount of power up to that point by pressing this button when measuring the amount of power up to a certain start, and has no relation to the amount of power thereafter.
리셋트/시작(reset/start)보턴을 누르면 마이크로프로세서는 프로그램 처음부터 실행을 시작한다.When the reset / start button is pressed, the microprocessor starts executing from the beginning of the program.
물론 인터럽트/정지 보턴이나, 리셋트/시작보턴은 시험등에만 적용되기 때문에 실수용가의 전력라인인 경우 필요없는 보턴이다. 누적치와 표시치를 보관하는 것은 마이크로프로세서의 기억장소인 램(RAM; random access memory)에서 이루어 진다.Of course, the interrupt / stop button or reset / start button is not required for a real power line because it is applied only to a test. Accumulation and reading are done in random access memory (RAM), the memory of the microprocessor.
제4도에서 입출력선(I/Oline)은 상사-계수변환기의 출력을 받고, 표시기에 데이타를 주기위한 것이다. 타이머는 차등전력표시를 위해 하드웨어로 프래그(flag)를 지정하여 마이크로프로세서로 하여금 시간대를 구별토록 하기 위한 것이다.In FIG. 4, the input / output line (I / Oline) is for receiving the output of the similarity-coefficient converter and for giving data to the indicator. The timer is designed to flag the hardware to display differential power so that the microprocessor can distinguish time zones.
이와같이 본 발명의 계수형 적산전력량계는 지금까지의 기계식 적산전력량계가 갖는 여러가지 단점을 보완할 뿐만 아니라, 차등전력량 산정도 가능하며, 나아가 배전선로 자동검전 시스템에도 쉽게 응용될 수 있는 획기적인 다양한 기능을 갖고 있다.As described above, the digital counting meter of the present invention not only compensates for various disadvantages of the mechanical counting meter up to now, but also calculates a differential amount of power, and has an innovative variety of functions that can be easily applied to an automatic inspection system for distribution lines. .
Claims (2)
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
KR1019830000228A KR840001160B1 (en) | 1983-01-21 | 1983-01-21 | Digital type watt-hour meter |
Applications Claiming Priority (1)
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KR1019830000228A KR840001160B1 (en) | 1983-01-21 | 1983-01-21 | Digital type watt-hour meter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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KR840001160B1 true KR840001160B1 (en) | 1984-08-11 |
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ID=19228069
Family Applications (1)
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KR1019830000228A KR840001160B1 (en) | 1983-01-21 | 1983-01-21 | Digital type watt-hour meter |
Country Status (1)
Country | Link |
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KR (1) | KR840001160B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003038454A1 (en) * | 2001-10-30 | 2003-05-08 | Korea Electric Power Corporation | Real-time charging electronic watthour meter |
-
1983
- 1983-01-21 KR KR1019830000228A patent/KR840001160B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003038454A1 (en) * | 2001-10-30 | 2003-05-08 | Korea Electric Power Corporation | Real-time charging electronic watthour meter |
GB2389695A (en) * | 2001-10-30 | 2003-12-17 | Korea Electric Power Corp | Real-time charging electronic watthour meter |
GB2389695B (en) * | 2001-10-30 | 2005-01-12 | Korea Electric Power Corp | Real-time charging electronic watthour meter |
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