PL206559B1 - Sposób i układ do kontroli i rejestracji oddziaływania zewnętrznego pola magnetycznego na przekładnik prądowy licznika energii elektrycznej - Google Patents

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 206559 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 374769 (22) Data zgłoszenia: 29.04.2005 (51) Int.Cl.

G01R 11/24 (2006.01) G01R 1/18 (2006.01)

Sposób i układ do kontroli i rejestracji oddziaływania zewnętrznego pola magnetycznego na przekładnik prądowy licznika energii elektrycznej (43) Zgłoszenie ogłoszono:

30.10.2006 BUP 22/06 (73) Uprawniony z patentu:

KONSORCJUM BADAWCZO-ROZWOJOWE MAGNETO M. SOIŃSKI G. RYGAŁ R. RYGAŁ SPÓŁKA JAWNA, Częstochowa, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono:

31.08.2010 WUP 08/10 (72) Twórca(y) wynalazku:

ROBERT PYTLECH, Częstochowa, PL ROMAN RYGAŁ, Częstochowa, PL MARIAN SOIŃSKI, Częstochowa, PL

PL 206 559 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób i układ do kontroli i rejestracji oddziaływania zewnętrznego pola magnetycznego na przekładnik prądowy licznika energii elektrycznej, przeznaczony do wykorzystania przez dostawców energii elektrycznej.

Znany jest miernik do kontroli i rejestracji celowego fałszowania wskazań przez oddziaływanie polem magnetycznym na ustrój pomiarowy licznika energii elektrycznej na przykład z angielskiego opisu patentowego GB2391948, który ma na celu detekcje zewnętrznego pola magnetycznego i rejestracje takiego pola przez układ kontrolno-pomiarowy, zapisanie dokładnego czasu w pamięci układu oraz informowanie świetlnym lub dźwiękowym sygnałem w nadziei, że zniechęci to użytkownika do manipulowania przy liczniku. Korzystne jest, aby zapisać w pamięci dokładny czas rozpoczęcia i zakończenia istnienia nienormalnie wysokiego pola magnetycznego, aby dostawcy energii elektrycznej dać narzędzie w celu podjęcia odpowiednich kroków.

Miernik składa się z bloku mierzącego zużycie energii oraz bloku przedstawiania wyników, a takż e z czujnika do wykrywania obecnoś ci zewnę trznego pola magnetycznego. Miernik posiada również odpowiednią pamięć do przechowywania wyników dokładnego czasu wystąpienia nienaturalnie dużego zewnętrznego pola magnetycznego, a także umożliwia uruchomienie funkcji alarmujących na przykład poprzez uruchomienie sygnału dźwiękowego lub świetlnego.

Powszechnie stosowany licznik energii elektrycznej zawiera ustrój pomiarowy w postaci co najmniej jednego przekładnika prądowego oraz moduł przetwarzania pomiarów zawierający mikrokontroler.

Znany jest licznik energii elektrycznej, na przykład z polskiego opisu patentowego nr 179982, w którym jedno z wejść każdego mnożnika wchodzą cego w skład przetworników mocy na napięcie, podłączone jest do układów przetworników prąd-napięcie, natomiast drugie wejście podłączone jest do wejściowych dzielników napięciowych poprzez układ matrycy napięciowej, wyjścia natomiast są podłączone do układów przetworników napięcia na częstotliwość, których wyjścia impulsowe połączone są do wejść zliczających rejestrów poprzez układy sprzęgające, natomiast dodatkowe wyjścia identyfikujące kierunek przepływu energii przyłączone są do wejść sterujących układów sprzęgających.

W przypadku oddział ywania zewnę trznego pola magnetycznego na licznik energii elektrycznej rdzeń magnetyczny przekładnika prądowego ulega nasyceniu magnetycznemu i następuje zmiana charakterystyki magnesowania rdzenia przekładnika. W wyniku tego działania spada wartość prądu płynącego w obwodzie wtórnym, mimo że w obwodzie pierwotnym płynie ciągle prąd o tym samym natężeniu. W efekcie licznik nie pokazuje poboru energii, mimo rzeczywistego poboru energii przez odbiorcę lub pokazuje wartość znacznie zaniżoną.

Celem wynalazku jest opracowanie takiego sposobu kontroli i rejestracji oddziaływania zewnętrznego pola magnetycznego, który pozwoliłby na każdorazowe potwierdzenie jego obecności, zakłócającej pracę przekładnika.

Ponadto celem jest opracowanie układu umożliwiającego każdorazowe potwierdzenie zadziałania zewnętrznego pola magnetycznego na przekładnik prądowy.

Sposób według wynalazku polega na włączeniu pomiędzy zaciski wyjścia licznika energii elektrycznej rezystora kontrolnego, a następnie na jego załączeniu impulsowym z określoną częstotliwością i na określony okres co powoduje każdorazowo jednakowy wzrost prądu pierwotnego w przekładniku prądowym licznika, przy czym odpowiadający temu wzrostowi prądu przyrost napięcia na uzwojeniu wtórnym przekładnika prądowego, mierzonego w chwili przed każdorazowym załączeniem się rezystora kontrolnego, a pojawiające się rozbieżności przyrostów napięć rejestruje się w mikrokontrolerze licznika.

Istota układu według wynalazku polega na tym, że pomiędzy zaciski wyjściowe znanego układu licznika energii elektrycznej zawierającego przekładnik prądowy oraz mikrokontroler podłączony jest zespół kontrolny, który połączony jest dodatkowo z mikrokontrolerem, przesyłającym do niego impulsy sterujące.

Zespół kontrolny tworzy łącznik elektryczny i rezystor kontrolny.

Korzystnym jest, gdy łącznik elektryczny stanowi klucz tranzystorowy.

Rozwiązanie według wynalazku pozwala na obiektywną, niezawodną rejestrację przebiegu oddziaływań zewnętrznego pola magnetycznego na przekładnik prądowy licznika energii elektrycznej podczas jego użytkowania.

PL 206 559 B1

Wynalazek jest bliżej objaśniony na przykładzie wykonania przedstawionym na rysunku, który jest schematem blokowo-ideowym układu.

Pomiędzy zaciski wyjściowe 1 znanego układu licznika energii elektrycznej 2 zawierającego przekładnik prądowy 3 oraz posiadający mikrokontroler 4 podłączony jest zespół kontrolny 5. Sterowanie zespołem kontrolnym 5 odbywa się za pomocą impulsów wysyłanych z odpowiednio zaprogramowanego mikrokontrolera 4, do którego jest przyłączony.

Zespół kontrolny 5 tworzy łącznik elektryczny 6 w postaci klucza tranzystorowego oraz rezystor 7 kontrolny.

Mikrokontroler 4 wysyła do łącznika elektrycznego 6 co pewien określony czas, na przykład co 1 min. sygnał kontrolny trwający co najmniej 1/2 okresu częstotliwości sieci, w celu zarejestrowania skutecznej wartości prądu pobieranego. Dla sieci o częstotliwości 50 Hz wynosi 10 ms.

Wysłanie impulsu powoduje zadziałanie łącznika elektrycznego 6 i przepływ prądu przez rezystor kontrolny 7 w wyniku czego następuje ekwiwalentny przyrost napięcia AU na uzwojeniu wtórnym przekładnika prądowego 3.

Mikrokontroler 4 bada wartość tego przyrostu. Jeżeli rezystor kontrolny 7 wymusza wzrost prądu pierwotnego na przykład o 5% to przyrost napięcia również musi wynosić 5%.

Mikrokontroler 4 porównuje przyrost napięcia AU w stosunku do poziomu napięcia przed wysłaniem impulsu kontrolnego.

Jeżeli przyrost pomierzonego napięcia mierzonego w czasie wysłania impulsu kontrolnego wyniesie również 5%, to mikrokontroler 4 zarejestruje ten stan pracy przekładnika prądowego 3 jako normalny.

W przypadku pojawienia się zewnętrznego pola magnetycznego oddziałującego na przekładnik prądowy 3, następuje nasycenie magnetyczne rdzenia przekładnika, a wtedy 5% przyrost prądu pierwotnego spowoduje znacznie zaniżony przyrost napięcia na uzwojeniu wtórnym przekładnika. Mikrokontroler 4 zarejestruje ten stan jako zakłócenie pracy przekładnika prądowego. Zdarzenie to archiwizowane jest w jego pamięci z datą i godziną, przy czym do analizy porównawczej przyrostów napięć wykorzystywane są dane z kolejnych kilku impulsów, w celu wyeliminowania zdarzeń przypadkowych.

W ten sposób przekładnik prądowy 3 oprócz funkcji pomiaru prądu jaką pełni w układzie znanego licznika energii elektrycznej, pełni w układzie według wynalazku również funkcję czujnika zewnętrznego pola magnetycznego.

Claims (5)

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób kontroli i rejestracji oddziaływania zewnętrznego pola magnetycznego na przekładnik prądowy licznika energii elektrycznej, znamienny tym, że pomiędzy zaciski wyjścia (1) licznika energii elektrycznej (2) włącza się rezystor kontrolny (7), który następnie załącza się impulsowo z określoną częstotliwością i na określony okres co powoduje każdorazowo jednakowy wzrost prądu pierwotnego w przekładniku prądowym licznika, przy czym odpowiadający temu wzrostowi prądu przyrost napięcia na uzwojeniu wtórnym przekładnika prądowego (3) licznika porównuje się do przyrostu napięcia występującego na uzwojeniu wtórnym przekładnika prądowego (3) mierzonego w chwili przed każdorazowym załączeniem się rezystora kontrolnego (7), a pojawiające się rozbieżności przyrostów napięć rejestruje się w mikrokontrolerze (4) licznika.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że okres załączania rezystora kontrolnego (7) wynosi co najmniej 1/2 okresu częstotliwości sieci.

3. Układ do kontroli i rejestracji oddziaływania zewnętrznego pola magnetycznego na przekładnik prądowy licznika energii elektrycznej wyposażony w czujnik zewnętrznego pola magnetycznego, pamięć do przechowywania wyników i rejestrator pola magnetycznego, znamienny tym, że pomiędzy zaciski wyjściowe (1) znanego układu licznika energii elektrycznej zawierającego przekładnik prądowy (3) oraz mikrokontroler (4) połączony jest zespół kontrolny (5), który połączony jest dodatkowo z mikrokontrolerem (4).

4. Układ według zastrz. 3, znamienny tym, że zespół kontrolny (5) tworzy łącznik elektryczny (6) i rezystor kontrolny (7).

5. Układ według zastrz. 4, znamienny tym, że łącznik elektryczny (6) stanowi klucz tranzystorowy.