RU188125U1 - Устройство для учета электрической энергии на электроподвижном составе постоянного и переменного тока - Google Patents
Устройство для учета электрической энергии на электроподвижном составе постоянного и переменного тока Download PDFInfo
- Publication number
- RU188125U1 RU188125U1 RU2018132727U RU2018132727U RU188125U1 RU 188125 U1 RU188125 U1 RU 188125U1 RU 2018132727 U RU2018132727 U RU 2018132727U RU 2018132727 U RU2018132727 U RU 2018132727U RU 188125 U1 RU188125 U1 RU 188125U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- measuring
- voltage
- direct
- alternating current
- current
- Prior art date
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 18
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000003137 locomotive effect Effects 0.000 abstract description 13
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract description 11
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 abstract description 9
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 3
- 230000008520 organization Effects 0.000 abstract description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000010267 cellular communication Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R21/00—Arrangements for measuring electric power or power factor
- G01R21/133—Arrangements for measuring electric power or power factor by using digital technique
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R21/00—Arrangements for measuring electric power or power factor
- G01R21/14—Compensating for temperature change
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к измерительной технике и предназначена для учета электрической энергии, потребляемой электроподвижным составом железных дорог постоянного и переменного тока. Техническим результатом предлагаемой полезной модели является уменьшение массы и размеров устройства за счет применения схемотехнических и конструктивных решений, снижающих энергопотребление и позволяющих уменьшить требуемую выходную мощность гальванически развязанного источника питания. Устройство может быть применено на всех локомотивах постоянного и переменного тока для организации коммерческого учета электроэнергии. Устройство для учета электрической энергии на электроподвижном составе постоянного и переменного тока содержит блок измерения, который по каналу напряжения непосредственно подключается к линии высокого напряжения, а по каналу тока с помощью измерительного токового шунта к электрической сети транспортного средства. Блок измерения содержит управляемый процессором измерительный модуль с системой термостатирования, а так же блок управления, включающий в себя центральный процессор, энергонезависимую память, радиомодули GPS/ГЛОНАСС и GSM с внешней совмещенная GSM и GPS/ГЛОНАСС антенна. При этом в блоке измерения использован измерительный высоковольтный делитель с встроенным датчиком температуры, по сигналу которого выполняется программная компенсация температурной погрешности измерительного высоковольтного делителя, а система термостатирования охватывает только измерительный модуль. 1 ил.
Description
Полезная модель относится к измерительной технике и предназначена для учета электрической энергии, потребляемой электроподвижным составом железных дорог постоянного и переменного тока.
Известна система коммерческого учета электроэнергии, потребляемой тяговым подвижным составом [1], где на электровозе монтируется оборудование, обеспечивающее учет электроэнергии, накапливание результатов учета и передачу их в дорожный центр и в центр учета потребленной электроэнергии в локомотивном депо при прохождении составом источников реперного сигнала, расположенных вдоль пути следования.
Достоинством предложенного решения является возможность реализации автоматизированного дифференцированного учета расхода электроэнергии на тягу поездов с привязкой к системе единого времени, с возможностью отслеживания маршрута движения электровоза.
Недостатками предложенного технического решения является необходимость использования источников реперного сигнала, расположенных вдоль железнодорожного полотна, обеспечивающих передачу результатов измерений и отслеживание местоположения электровоза, причем малое количество источников снижает точность определения местоположения и не обеспечивает гарантированную передачу данных, большое количество источников повышает точность и улучшает передачу данных, но усложняет внедрение системы, ее обслуживание и ремонт. Кроме того, система рассчитана на использование только в тяговых сетях переменного тока, и не может быть использована в тяговых сетях постоянного тока.
Известен счетчик электрической энергии для тяговых подстанций и подвижного состава железнодорожного транспорта с питанием от сети постоянного тока [2], содержащий микропроцессорный измеритель электроэнергии, подключенный к шинам высоковольтной силовой сети и получающий питание от бестрансформаторного источника питания, выполненного на основе стабилизатора напряжения, подключенного к высоковольтному конденсаторному делителю напряжения, выделяющему пульсации напряжения тяговой сети, использующиеся для питания устройства.
Достоинством предложенного технического решения являются малые габариты и масса источника питания, обеспеченные отсутствием силового понижающего трансформатора.
Недостатками предложенного технического решения является отсутствие возможности определения текущих координат и невозможность привязки моментов измерений к сигналам точного времени, что не позволяет использовать это решение для организации современного коммерческого учета электрической энергии на подвижном составе. Кроме того, устройство не может быть использовано в тяговых сетях переменного тока.
Наиболее близким к предлагаемому решению является устройство для автоматического учета электроэнергии, потребляемой и рекуперированной транспортным средством, и параметров работы электрической и информационной сетей [3], которое содержит двунаправленный счетчик электроэнергии, который по каналу напряжения непосредственно подключается к линии высокого напряжения, а по каналу тока с помощью измерительного токового шунта к электрической сети транспортного средства, включающий в себя измерительный модуль, снабженный детектором переходов через нуль, встроенную энергонезависимую память, управляющий вход которой подключен к процессору счетчика электроэнергии, обменивающемуся цифровыми данными с измерительным модулем, блок мобильной связи со встроенной энергонезависимой памятью, подключенной к процессору блока мобильной связи, связанному с процессором счетчика электроэнергии и информационной сети транспортного средства (прототип).
К достоинствам устройства, принятого за прототип, можно отнести использование сигналов спутниковых систем навигации, позволяющих определять точное время и фиксировать координаты электровоза в процессе движения, возможность использования устройства на подвижном составе как постоянного, так и переменного тока, а так же возможность передачи результатов измерений посредством систем сотовой связи стандарта GSM, что не требует применения дополнительного приемопередающего оборудования вдоль железнодорожных путей.
К недостаткам устройства, принятого за прототип, можно отнести повышенную массу и размеры устройства ввиду необходимости использования мощного гальванически развязанного источника питания, обеспечивающего питание системы термостатирования всего счетчика.
Целью полезной модели является уменьшение массы и размеров устройства благодаря применению схемотехнических и конструктивных решений, снижающих энергопотребление и позволяющих уменьшить требуемую выходную мощность гальванически развязанного источника питания, что позволяет уменьшить его массу и размеры.
Указанная цель достигается тем, что разработано устройство для учета электрической энергии на электроподвижном составе постоянного и переменного тока, содержащее блок измерения, который по каналу напряжения непосредственно подключается к линии высокого напряжения, а по каналу тока с помощью измерительного токового шунта к электрической сети транспортного средства, включающий в себя управляемый процессором измерительный модуль с системой термостатирования, а так же содержащее блок управления, включающий в себя центральный процессор, энергонезависимую память, радиомодуль приема сигналов спутниковых навигационных систем GPS/ГЛОНАСС и радиомодуль сотовой связи GSM, к которым подключенавнешняя совмещенная GSM и GPS/ГЛОНАСС антенна, причем блок измерения и блок управления взаимодействуют между собой посредством информационной сети, отличающееся тем, что в блоке измерения использован измерительный высоковольтный делитель с встроенным датчиком температуры, по сигналу которого выполняется программная компенсация температурной погрешности измерительного высоковольтного делителя, а система термостатирования охватывает только измерительный модуль.
Достоинствами предлагаемого технического решения являются снижение массы и уменьшение размеров устройства благодаря использованию в нем гальванически развязанного источника питания меньшей мощности массы и габаритов, что достигнуто благодаря снижению потребления электроэнергии на термостатирование. В конструкции блока измерения использован измерительный высоковольтный делитель (ИВД) с встроенным датчиком температуры, по сигналу которого выполняется программная компенсация температурной погрешности ИВД, что позволило отказаться от термостатирования ИВД, благодаря чему применена малогабаритная система термостатирования пониженной мощности, обеспечивающая заданный температурный режим только измерительного модуля, а не всего блока.
Структурная схема предлагаемого устройства представлена на фиг. 1.
Потребители (5), представляющие собой электрическую нагрузку электровоза (1), своим верхним выводом подключены к высоковольтной сети (6), на которую через токоприемник поступает напряжение контактной сети (7). Нижний вывод потребителей (5) подключен к верхнему выводу измерительного шунта (8). Нижний вывод измерительного шунта (8) подключен к колесным парам электровоза (9), имеющим непосредственный электрический контакт с рельсами (10).
Устройство (2) монтируется в высоковольтной камере электровоза (1). В противоположных концах диэлектрического корпуса устройства (2) расположены два блока: блок измерения БИ (3) и блок управления БУ (4).
БИ (3) осуществляет непосредственное измерение уровней тока и напряжения при помощи двухканального измерительного модуля (11). Токовые входы измерительного модуля (11), обозначенные I+ и I- подключены к выходным клеммам измерительного шунта (8), а входы напряжения, имеющие обозначения U+ и U- подключены к выходу измерительного высоковольтного делителя ИВД (12). Верхний входной вывод ИВД (12) подключен к высоковольтной сети (6), нижний входной вывод ИВД (12) через измерительный шунт (8) имеет электрическое соединение с колесными парами (9) и рельсами (10). Элементы измерительного модуля (11) помещены внутрь системы термостатирования (13). Управляющие линии измерительного модуля (11) подключены к процессору (14). Кроме этого, к процессору (14) подключен датчик температуры ДТ, расположенный внутри ИВД (12), и информационная сеть (15). Все элементы БИ (3) получают питание от гальванически развязанного источника питания ГРИП (16).
БУ (4) состоит из центрального процессора (17), к которому подключены следующие блоки:
- энергонезависимая память ЭНЗУ (18);
- радиомодуль GSM (19);
- радиомодуль GPS/ГЛОНАСС (20);
- индикатор (21).
Кроме того, центральный процессор ЦП (17) имеет подключение к информационной сети (15), идущей от БИ (3). Радиомодуль связи GSM (19) и радиомодуль GPS/ГЛОНАСС (20) подключены к антенне (22), в качестве которой использована внешняя совмещенная GSM и GPS/ГЛОНАСС антенна, размещенная на крыше электровоза (1).
Устройство работает следующим образом.
Напряжение контактной сети (7) через токоприемник поступает в высоковольтную сеть (6) электровоза (1), и приходит на верхний вывод потребителей (5) обеспечивая их питание. Возникающий при этом ток нагрузки проходит через измерительный шунт (8), колесные пары (9) и замыкается на рельсы (10). Выходной сигнал шунта (8), несущий информацию о протекающем токе, поступает на токовые входы измерительного модуля (11). ИВД (12), подключенный к высоковольтной сети (6), понижает напряжение контактной сети (7) согласно заданному коэффициенту деления, формируя сигнал напряжения, пропорциональный величине напряжения на токоприемнике электровоза (1), который поступает на входы измерения напряжения измерительного модуля (11), обеспечивающего измерение сигналов тока и напряжения с преобразованием их в цифровой вид. Процессор (14) обеспечивает управление работой измерительного модуля (11) и получает от него измеренные данные, которые передает по информационной сети (15). ДТ измеряет температуру ИВД (12) и формирует соответствующий цифровой сигнал, который поступает в процессор (14), передается через информационную сеть (15) и используется для программной компенсации температурной погрешности измерений управляющей программой центрального процессора (17). Температура элементов измерительного модуля (11) благодаря системе термостатирования (13), поддерживается на уровне плюс 60°С, что совместно с программной компенсацией температурной погрешности ИВД (12) позволяет получить точность измерений не хуже 0,5S в диапазоне изменения температуры окружающей среды от минус 50°С до плюс 60°С. Электропитание всех элементов БИ (3) реализовано от гальванически развязанного источника питания ГРИП (16), который помимо формирования питающих напряжений, обеспечивает заданный уровень электрической прочности гальванической изоляции, регламентируемый отраслевыми стандартами.
Измеренные данные посредством информационной сети (15) поступают в центральный процессор (17) БУ (4), где посредством цифровой обработки вычисляются усредненные и мгновенные значения тока, напряжения, а так же прямой и обратной мощности. К этим данным добавляется информация о текущих географических координатах и времени, предоставляемая радиомодулем GPS/ГЛОНАСС (20), который посредством антенны (22) принимает сигналы спутниковых навигационных систем, рассчитывая на их основе координаты и точное время. Итоговые результаты обработки помещаются для хранения в ЭНЗУ (18), откуда, при необходимости, они могут быть автоматически переданы на следующий информационный уровень посредством радиомодуля GSM (19), реализующим передачу данных по каналам сотовой связи, используя антенну (22). Визуальное отображение результатов измерений обеспечивается посредством индикатора (21), содержащего жидкокристаллический графический дисплей.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является уменьшение массы и размеров устройства. Устройство может быть применено на всех локомотивах постоянного и переменного тока для организации коммерческого учета электроэнергии.
Библиографический список
1) Система коммерческого учета электроэнергии, потребляемой тяговым подвижным составом. Патент на изобретение РФ №2427916.
2) Счетчик электрической энергии для тяговых подстанций и подвижного состава железнодорожного транспорта с питанием от сети постоянного тока. Патент на полезную модель РФ №156167.
3) Устройство для автоматического учета электроэнергии, потребляемой и рекуперированной транспортным средством, и параметров работы электрической и информационной сетей. Патент на изобретение РФ №2605142.
Claims (1)
- Устройство для учета электрической энергии на электроподвижном составе постоянного и переменного тока, содержащее блок измерения, который по каналу напряжения непосредственно подключается к линии высокого напряжения, а по каналу тока с помощью измерительного токового шунта - к электрической сети транспортного средства, включающий в себя управляемый процессором измерительный модуль с системой термостатирования, а так же содержащее блок управления, включающий в себя центральный процессор, энергонезависимую память, радиомодуль приема сигналов спутниковых навигационных систем GPS/ГЛОНАСС и радиомодуль сотовой связи GSM, к которым подключена внешняя совмещенная GSM и GPS/ГЛОНАСС антенна, причем блок измерения и блок управления взаимодействуют между собой посредством информационной сети, отличающееся тем, что в блоке измерения использован измерительный высоковольтный делитель с встроенным датчиком температуры, по сигналу которого выполняется программная компенсация температурной погрешности измерительного высоковольтного делителя, а система термостатирования охватывает только измерительный модуль.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018132727U RU188125U1 (ru) | 2018-09-13 | 2018-09-13 | Устройство для учета электрической энергии на электроподвижном составе постоянного и переменного тока |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018132727U RU188125U1 (ru) | 2018-09-13 | 2018-09-13 | Устройство для учета электрической энергии на электроподвижном составе постоянного и переменного тока |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019101447U Division RU189087U1 (ru) | 2019-01-10 | 2019-01-10 | Устройство для учета электрической энергии на электроподвижном составе постоянного и переменного тока |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU188125U1 true RU188125U1 (ru) | 2019-03-29 |
Family
ID=66087933
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018132727U RU188125U1 (ru) | 2018-09-13 | 2018-09-13 | Устройство для учета электрической энергии на электроподвижном составе постоянного и переменного тока |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU188125U1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110531154A (zh) * | 2019-09-26 | 2019-12-03 | 珠海格力电器股份有限公司 | 能量计量装置和方法 |
RU2783561C1 (ru) * | 2019-01-09 | 2022-11-14 | Микроэлеттрика Шентифика С.П.А. | Усовершенствованное устройство для измерения электрической мощности, потребляемой железнодорожным транспортным средством от высоковольтной линии электропитания |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020174797A1 (en) * | 2001-03-27 | 2002-11-28 | General Electric Company | Hybrid energy locomotive system and method |
RU97829U1 (ru) * | 2010-05-05 | 2010-09-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Омский государственный университет путей сообщения | Универсальный электронный счетчик для учета электрической энергии на электроподвижном составе постоянного и переменного тока |
RU156167U1 (ru) * | 2015-01-12 | 2015-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный университет путей сообщения" | Счетчик электрической энергии для тяговых подстанций и подвижного состава железнодорожного транспорта с питанием от сети постоянного тока |
RU2605142C1 (ru) * | 2015-06-24 | 2016-12-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Авп Технология" | Устройство для автоматического учёта электроэнергии, потребляемой и рекуперированной транспортным средством, и параметров работы электрической и информационной сетей |
-
2018
- 2018-09-13 RU RU2018132727U patent/RU188125U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020174797A1 (en) * | 2001-03-27 | 2002-11-28 | General Electric Company | Hybrid energy locomotive system and method |
RU97829U1 (ru) * | 2010-05-05 | 2010-09-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Омский государственный университет путей сообщения | Универсальный электронный счетчик для учета электрической энергии на электроподвижном составе постоянного и переменного тока |
RU156167U1 (ru) * | 2015-01-12 | 2015-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный университет путей сообщения" | Счетчик электрической энергии для тяговых подстанций и подвижного состава железнодорожного транспорта с питанием от сети постоянного тока |
RU2605142C1 (ru) * | 2015-06-24 | 2016-12-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Авп Технология" | Устройство для автоматического учёта электроэнергии, потребляемой и рекуперированной транспортным средством, и параметров работы электрической и информационной сетей |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2783561C1 (ru) * | 2019-01-09 | 2022-11-14 | Микроэлеттрика Шентифика С.П.А. | Усовершенствованное устройство для измерения электрической мощности, потребляемой железнодорожным транспортным средством от высоковольтной линии электропитания |
CN110531154A (zh) * | 2019-09-26 | 2019-12-03 | 珠海格力电器股份有限公司 | 能量计量装置和方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9267826B2 (en) | System for self-powered, wireless monitoring of electrical current, power and energy | |
RU2427916C1 (ru) | Система коммерческого учета электроэнергии, потребляемой тяговым подвижным составом | |
RU188125U1 (ru) | Устройство для учета электрической энергии на электроподвижном составе постоянного и переменного тока | |
RU97829U1 (ru) | Универсальный электронный счетчик для учета электрической энергии на электроподвижном составе постоянного и переменного тока | |
CN101986100A (zh) | 基于差分gps的输电线路导线舞动与风偏在线监测系统 | |
RU2605142C1 (ru) | Устройство для автоматического учёта электроэнергии, потребляемой и рекуперированной транспортным средством, и параметров работы электрической и информационной сетей | |
CN106771636A (zh) | 钢轨过渡电阻检测系统及方法 | |
RU161139U1 (ru) | Модернизированный электросчетчик, работающий с системой sap erp | |
CN202713610U (zh) | 一种基于太阳能供电的无线实时定位系统 | |
RU189087U1 (ru) | Устройство для учета электрической энергии на электроподвижном составе постоянного и переменного тока | |
Yadav et al. | Design and development of a bidirectional DC net meter for vehicle to grid technology at TRL-9 level | |
KR102061474B1 (ko) | 전력량계 구비 전기차 및 이동식 분산형 전원 운용 시스템 | |
US20190265283A1 (en) | Measuring Transducer | |
RU2501024C1 (ru) | Устройство мониторинга и сигнализации состояния электрической сети | |
CN202661623U (zh) | 电表导航仪 | |
CN113691944A (zh) | 一种利用北斗rtk和蓝牙信标定位物体的系统及方法 | |
RU82637U1 (ru) | Устройство для измерения и учета распределения электроэнергии на электровозе переменного тока | |
RU143177U1 (ru) | Электронный счетчик для учета электрической энергии на электроподвижном составе | |
RU153784U1 (ru) | Устройство для автоматического учёта электроэнергии, потребляемой транспортным средством и параметров работы электрической и информационной сетей | |
CN109428397A (zh) | 一种营配一体化智能台区 | |
ES2911387T3 (es) | Subestación de CC y método para detectar un flujo de energía eléctrica en dicha subestación | |
RU2616759C2 (ru) | Устройство для контроля показателей бортовых устройств транспортного средства | |
RU206735U1 (ru) | Устройство для учета расхода энергии подвижным электротранспортом | |
RU88158U1 (ru) | Устройство контроля качества электрической энергии | |
RU102565U1 (ru) | Информационная система для определения уравнительного тока на участке тяговой сети переменного тока |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20190914 |