RU2054677C1 - Счетчик электроэнергии - Google Patents

Счетчик электроэнергии Download PDF

Info

Publication number
RU2054677C1
RU2054677C1 RU93001760A RU93001760A RU2054677C1 RU 2054677 C1 RU2054677 C1 RU 2054677C1 RU 93001760 A RU93001760 A RU 93001760A RU 93001760 A RU93001760 A RU 93001760A RU 2054677 C1 RU2054677 C1 RU 2054677C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
switch
integrator
multiplier
Prior art date
Application number
RU93001760A
Other languages
English (en)
Other versions
RU93001760A (ru
Inventor
А.Н. Ильин
А.С. Беляков
А.В. Сергиенко
А.В. Леньшин
Original Assignee
Государственное научно-производственное предприятие "Полюс"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное научно-производственное предприятие "Полюс" filed Critical Государственное научно-производственное предприятие "Полюс"
Priority to RU93001760A priority Critical patent/RU2054677C1/ru
Publication of RU93001760A publication Critical patent/RU93001760A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2054677C1 publication Critical patent/RU2054677C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Abstract

Использование:для измерения электрической энергии постоянного и переменного тока промышленной частоты в однофазных и трехфазных сетях. Предложенный счетчик содержит перемножитель сигналов 1, измерительный преобразователь тока 2, генератор 5, интегратор 11, переключатели полярности 3, 4, формирователь импульсов стабильной вольтсекцидной площадки 12, анализатор амплитуды 7, устройство с регулируемым коэффициентом передачи 6, ключ 13, три резистора 8, 9, 10, соединенные определенным образом. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения электрической энергии переменного и постоянного тока.
Известен счетчик электроэнергии с импульсным выходом, содержащий перемножитель сигналов, один вход которого подключен к первой входной шине, второй к второй через переключатель полярности сигнала, инвертирующий усилитель постоянного тока, второй переключатель, два интегрирующих конденсатора, формирователь стабильной вольт-секундной площади, реверсивный счетчик.
Известное устройство характеризуется недостаточной точностью, обусловленной погрешностями, связанными с совпадением импульсов обратной связи формирователя стабильной вольт-секундной площади с моментами коммутации переключателя.
Этот недостаток исключается в счетчике, содержащем перемножитель сигналов, переключатель полярности, усилитель постоянного тока, второй переключатель, два интегрирующих конденсатора, формирователь импульсов стабильной вольт-секундной площади, реверсивный счетчик, два дополнительных счетчика и несколько логических элементов. Однако в обоих технических решениях изменение отношения емкостей интегрирующих конденсаторов напрямую связано с погрешностью измерений, что при изменении условий эксплуатации и длительной работе счетчика снижает его точность.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является счетчик электроэнергии, содержащий перемножитель, первый вход которого подключен к первой входной шине, измерительный преобразователь тока, вход которого соединен с второй входной шиной, а выход с входом переключателя полярности, управляющий вход которого соединен с выходом генератора, интегратор, выход которого соединен с входом формирователя стабильной вольтсекундной площади.
Однако, точность этого устройства недостаточно высока вследствие того, что остаточный заряд конденсатора интегратора, накопленный в течение предыдущего полуцикла работы, учитывается в следующем полуцикле с обратным знаком, причем с повышением частоты переключения полярности сигнала погрешность возрастает. При малых входных сигналах увеличивается составляющая погрешности, обусловленная шумами и помехами. Кроме того, измерительный преобразователь, в качестве которого используется трансформатор тока, обеспечивающий гальваническую развязку входных шин, дает дополнительную погрешность, что обусловлено амплитудной и фазовой погрешностями трансформатора тока. Это снижает точность измерений при работе счетчика в широком диапазоне входных токов и изменении cosΦ нагрузки.
Цель изобретения повышение точности измерений.
Это достигается тем, что в счетчик электроэнергии, содержащий перемножитель, первый вход которого подключен к первой входной шине, измерительный преобразователь тока, вход которого соединен с второй входной шиной, выход с входом переключателя полярности сигнала, управляющий вход которого подключен к первому выходу генератора, интегратор, выход которого соединен с входом формирователя импульсов стабильной вольт-секундной площади, который своим выходом подключен через первый резистор к входу интегратора, введен второй переключатель полярности сигнала, анализатор амплитуды, устройство с регулируемым коэффициентом передачи, ключ, второй и третий резисторы, причем второй переключатель полярности входом подключен к выходу перемножителя, выходом через второй резистор к входу интегратора, а управляющим входом к второму выходу генератора, выход первого переключателя полярности соединен с входом устройства с регулируемым коэффициентом передачи, один выход которого соединен с вторым входом перемножителя, другой с входом анализатора амплитуды, управляющий вход устройства с регулируемым коэффициентом передачи соединен с выходом анализатора амплитуды и управляющим входом ключа, вход которого подключен к выходу формирователя импульсов стабильной вольт-секундной площади, выход через третий резистор соединен с входом интегратора.
На фиг. 1 представлена функциональная схема счетчика электроэнергии.
Счетчик содержит перемножитель сигналов 1, измерительный преобразователь тока 2, первый 3 и второй 4 переключатели полярности сигналов, генератор 5, устройство с регулируемым коэффициентом передачи 6, анализатор амплитуды 7, первый 8, второй 9, третий 10 резисторы, интегратор 11, формирователь импульсов стабильной вольтсекундной площади 12, ключ 13.
Введение второго переключателя полярности 4, позволяет выделить огибающую выходного напряжения перемножителя 1 и исключить погрешность, обусловленную смешением нуля перемножителя. Переключение полярности входного сигнала, поступающего с второй шины (модуляция) на более высокой частоте, позволяет в качестве измерительного преобразователя тока 2 использовать резистивный шунт, что исключает ошибки, связанные с использованием для этих целей измерительного трансформатора тока. Гальваническая развязка входных шин осуществляется в устройстве с регулируемым коэффициентом передачи 6 на промежуточной частоты. Такое решение исключает влияние амплитудной и фазовой погрешностей измерительного трансформатора и увеличивает линейность измерительного преобразователя в диапазоне малых входных сигналов. При снижении входного сигнала анализатор амплитуды 7 формирует команду, по которой увеличивается коэффициент передачи устройства 6 (при котором увеличивается напряжение на входе перемножителя 1) и одновременно подключается третий резистор 10 в цепь обратной связи, соединяющей выход формирователя 12 с входом интегратора 11. Это снижает погрешность счетчика в области малых входных сигналов, обусловленную шумами и помехами, повышает его точность. На фиг. 2 приведена функциональная схема устройства с регулируемым коэффициентом передачи 6. Устройство содержит трансформатор 14, первичная обмотка 15 которого является входом устройства, две вторичные обмотки 16 и 17, включенные последовательно и переключатель 18, причем выход 1 устройства 6 подключен через переключатель 18 к обмоткам 16 и 17, выход 2 к обмотке 17, а управляющий вход устройства 6 соединен с управляющим входом переключателя 18. Использование в качестве устройства с регулируемым коэффициентом передачи трансформатора позволяет переключением вторичных обмоток изменять коэффициент передачи и обеспечивать гальваническую развязку входных шин.
Устройство работает следующим образом (см. фиг. 1).
Сигнал измерительного преобразователя тока 2, пропорциональный току нагрузки, поступает на вход первого переключателя полярности сигнала 3, с выхода которого напряжение, модулированное частотой генератора 5, поступает через устройство с регулируемым коэффициентом передачи 6 на второй вход перемножителя. На первый вход перемножителя подается напряжение с первой входной шины, в результате на выходе перемножителя формируется напряжение, модулированное частотой генератора. Амплитуда напряжения пропорциональна произведению сигналов, поступающих с входных шин. Огибающая напряжения с выхода перемножителя выделяется вторым переключателем полярности сигнала и подается через резистор 8 на вход интегратора 11. Под воздействием этого напряжения потенциал на выходе интегратора увеличивается и при достижении уровня срабатывания формирователь 12 вырабатывает импульс разрядного тока стабильной вольт-секундной площади, который через резистор 9 поступает на вход интегратора и снижает его выходное напряжение. Суммарное количество импульсов с выхода формирователя за время T определяется из условия баланса входных токов интегратора и равно
N
Figure 00000002
Figure 00000003
•T где К коэффициент пропорциональности, в который входит и коэффициент передачи устройства с регулируемым коэффициентом передачи;
I, U входные ток и напряжение;
R1 сопротивление резистора в цепи обратной связи между выходом формирователя 12 и входом интегратора 11;
R2 сопротивление резистора 8;
Uo, tu амплитуда и длительность импульса на выходе формирователя импульсов стабильной вольт-секундной площади 12;
Т время измерений.
Таким образом, количество импульсов на выходе формирователя 12 пропорционально входной мощности IU и времени измерения Т, т.е. энергии.
При уменьшении входного тока анализатор амплитуды выдает команду, по которой увеличивается К устройства 6 и параллельно резистору 9 ключом 13 подключается резистор 10, при этом сопротивление R1 (сопротивление параллельно включенных резисторов 9 и 10) становится таким, что произведение KR1 остается постоянным.
Увеличение коэффициента К осуществляется переключением выхода 2 устройства 6 ключом 18 (см. фиг. 2) с обмотки 16 на последовательно включенные обмотки 16 и 17 трансформатора 14.
В качестве анализатора амплитуды 7 может быть использован амплитудный детектор с триггером Шмитта, вход которого подключен к выходу амплитудного детектора, выход к выходу анализатора, а вход амплитудного детектора соединен с входом анализатора.
По предлагаемому решению можно реализовать счетчик электроэнергии постоянного тока, а также однофазного и трехфазного напряжения переменного тока. В последнем случае каждая фаза устройства должна содержать элементы 1-4,6,8 (см. фиг. 1), остальные элементы являются общими для трех фаз.

Claims (2)

1. СЧЕТЧИК ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ, содержащий перемножитель сигналов, первый вход которого подключен к первой входной шине, переключатель полярности сигнала, вход которого через измерительный преобразователь тока соединен с второй входной шиной, управляющий вход - с первым выходом генератора, формирователь импульсов стабильной вольт-секундной площади, выход которого через первый резистор подключен к входу интегратора, вход - к выходу интегратора, отличающийся тем, что в него введены второй переключатель полярности сигнала, анализатор амплитуды, устройство с регулируемым коэффициентом передачи, ключ, второй и третий резисторы, причем второй переключатель полярности сигнала входом подключен к выходу перемножителя, выходом через второй резистор - к входу интегратора, управляющим входом - к второму выходу генератора, выход первого переключателя полярности подключен к входу устройства с регулируемым коэффициентом передачи, первый выход которого соединен с вторым входом перемножителя сигналов, второй выход - с входом анализатора амплитуды, управляющий вход устройства соединен с выходом анализатора амплитуды и управляющим входом ключа, вход которого подключен к выходу формирователя импульсов стабильной вольт-секундной площади, выход - к входу интегратора через третий резистор.
2. Счетчик по п.1, отличающийся тем, что устройство с регулируемым коэффициентом передачи срдержит трансформатор с тремя обмотками, переключатель с управляющим входом, одним подвижным и двумя неподвижными контактами, один из которых соединен с началом второй обмотки, а другой - с объединенными выводами второй и третьей обмоток, при этом первая обмотка образует вход устройства, подвижный контакт переключателя является первым выходом, управляющий вход переключателя - управляющим входом устройства, а соединенные последовательно вторая и третья обмотки образуют второй выход устройства.
RU93001760A 1993-01-12 1993-01-12 Счетчик электроэнергии RU2054677C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93001760A RU2054677C1 (ru) 1993-01-12 1993-01-12 Счетчик электроэнергии

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93001760A RU2054677C1 (ru) 1993-01-12 1993-01-12 Счетчик электроэнергии

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU93001760A RU93001760A (ru) 1995-02-10
RU2054677C1 true RU2054677C1 (ru) 1996-02-20

Family

ID=20135527

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93001760A RU2054677C1 (ru) 1993-01-12 1993-01-12 Счетчик электроэнергии

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2054677C1 (ru)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 1129526, кл. G 01R 11/00, 1983. Авторское свидетельство СССР N 1541517, кл. G 01R 11/00, 1987. Кубышкин Е.А. и Семеренко А.В. Электронный счетчик расхода электроэнергии типа Ф441. Промышленная электроника, 1983, N 1, с.23-24. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4495463A (en) Electronic watt and/or watthour measuring circuit having active load terminated current sensor for sensing current and providing automatic zero-offset of current sensor DC offset error potentials
US4066960A (en) Electronic kilowatt-hour-meter with error correction
US3955138A (en) Electronic energy consumption meter with input transformer having single resistance terminated secondary winding coupled to C-MOS switches driven by pulse width modulated control signals
US4182983A (en) Electronic AC electric energy measuring circuit
US4535287A (en) Electronic watt/watthour meter with automatic error correction and high frequency digital output
US3875509A (en) Electronic metering of active electrical energy
US3875508A (en) Metering electrical energy (kWh) in single phase systems
CA1092194A (en) Electronic kwh meter having virtual ground isolation
US4749941A (en) Circuit arrangement for a meter for measuring two electrical quantities
EP0308924B1 (en) Multiplier and watt-hour meter
US4217545A (en) Electronic type polyphase electric energy meter
JP2661933B2 (ja) インバータの出力トランスの1次巻線を流れる電流の直流分の測定回路
RU2054677C1 (ru) Счетчик электроэнергии
US4870351A (en) Electronic watt-hour meter with up and down integration for error correction
US4092590A (en) Electronic three-phase four-wire system watt-hour meter
US4859937A (en) Pulse width modulator in an electronic watt-hour meter with up and down integration for error correction
US4145652A (en) Electric power to DC signal converter
JPH0130111B2 (ru)
KR860000293B1 (ko) 전자식 전력 계량기
SU494699A1 (ru) Однофазный счетчик активной электроэнергии на статических преобразовател х
RU2039357C1 (ru) Счетчик электроэнергии
RU2052824C1 (ru) Электронный счетчик электроэнергии
SU741175A1 (ru) Устройство дл измерени активных мощности и энергии
KR810000917B1 (ko) 전력 · 직류신호 변환기
SU535840A1 (ru) Цифровой мегомметр