RU2252424C2 - Watt-hour meter - Google Patents
Watt-hour meter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2252424C2 RU2252424C2 RU2003109369/28A RU2003109369A RU2252424C2 RU 2252424 C2 RU2252424 C2 RU 2252424C2 RU 2003109369/28 A RU2003109369/28 A RU 2003109369/28A RU 2003109369 A RU2003109369 A RU 2003109369A RU 2252424 C2 RU2252424 C2 RU 2252424C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frequency
- phase
- voltage
- wire
- converter
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Уровень техникиState of the art
Широко известны электромеханические индукционные счетчики электроэнергии (ватт-часов), которые состоят из электромагнитных систем тока и напряжения, подвижного алюминиевого диска и отсчетного устройства [1]. Указанные счетчики имеют принципиальные недостатки:The electromechanical induction electric meters (watt-hours) are widely known, which consist of electromagnetic systems of current and voltage, a movable aluminum disk and a reading device [1]. These counters have fundamental disadvantages:
- быстрый износ опор, что приводит к увеличению момента трения и, как результат, недоучету электроэнергии;- rapid wear of the supports, which leads to an increase in the moment of friction and, as a result, underestimation of electricity;
- невысокая точность;- low accuracy;
- слабая защищенность от воровства электроэнергии;- poor protection against theft of electricity;
- большое собственное потребление электроэнергии.- large own electricity consumption.
В последнее время все чаще применяются электронные счетчики ватт-часов, которые состоят из измерительных преобразователей напряжения и тока в промежуточную величину (чаще всего в напряжение или магнитный поток), преобразователей активной мощности в частоту, однотарифных или многотарифных отсчетных устройств и бестрансформаторных источников питания на основе конденсаторных делителей напряжения [2]. Указанные счетчики не имеют первых двух недостатков (износ опор и невысокая точность), но другие недостатки (большое собственное потребление и слабая защищенность от воровства электроэнергии) остаются. Особенно сложно защитить электронные счетчики от воровства электроэнергии через "искусственный нулевой провод". В этом случае недобросовестный потребитель получает неучтенную электроэнергию по стандартному (обычному) и "искусственному нулевому проводу", в качестве которого использует чаще всего трубу водопровода или батарею центрального отопления.Recently, electronic watt-hour counters are increasingly being used, which consist of measuring converters of voltage and current to an intermediate value (most often voltage or magnetic flux), converters of active power to frequency, single-tariff or multi-tariff readout devices, and transformerless power sources based on capacitor voltage dividers [2]. These meters do not have the first two drawbacks (wear of the poles and low accuracy), but other drawbacks (high own consumption and poor protection against theft of electricity) remain. It is especially difficult to protect electronic meters from theft of electricity through an "artificial zero wire." In this case, an unscrupulous consumer receives unaccounted-for electricity through standard (ordinary) and “artificial zero wire”, which most often uses a water pipe or a central heating battery.
При использовании в источнике питания конденсаторного делителя напряжения появляется еще один принципиальный недостаток электронного счетчика - гальваническая связь между цепями тока и напряжения. Этот недостаток не позволяет проводить групповую, а следовательно, высокопроизводительную метрологическую аттестацию счетчиков без дополнительных высокоточных трансформаторов напряжения.When using a capacitor voltage divider in the power supply, another fundamental drawback of the electronic meter appears - the galvanic connection between the current and voltage circuits. This drawback does not allow for group and, therefore, high-performance metrological certification of meters without additional high-precision voltage transformers.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Авторы предлагают новое, свободное от указанных выше недостатков, решение при реализации счетчиков ватт-часов.The authors propose a new solution, free from the above disadvantages, when implementing watt-hour meters.
Целью изобретения является создание нового счетчика ватт-часов путем использования двух преобразователей (5, 6) тока в напряжение, из которых один (5) включается в фазный провод линии, находящейся под напряжением Ua, а второй (6) - в нулевой провод, находящийся под потенциалом Земли.The aim of the invention is to create a new watt-hour meter by using two converters (5, 6) of current to voltage, of which one (5) is included in the phase wire of the line under voltage U a , and the second (6) in the neutral wire, under the potential of the earth.
Для гальванического разделения цепи напряжения и тока счетчика и уменьшения его фазовой погрешности используются два магнитосвязанных LC контуры. Информация о напряжении на нагрузке (12) в виде напряжения Uн через магнитосвязанный контур L1C1 подается на входы преобразователей (3, 4) мощности в частоту соответственно нулевого и фазного провода. Каждый преобразователь мощности в частоту (3, 4) выполняет математическую операцию умножения напряжения нагрузки на соответствующий ток и коэффициент мощности с последующим линейным преобразованием результата перемножения (т.е. мощности) в частоту Fa в преобразователе (4) и в частоту Fo в преобразователе (3). Обе частоты Fa и Fo подаются на устройство сравнения частот (7), которое в случае Fa≥ Fo пропускает сигнал на один выход устройства (7), а в случае Fo>Fa - на другой. Из соответствующего выхода устройства (7) сигнал поступает на управляемый делитель частоты (9). Для случая Fa≥ Fo в делителе (9) установлен номинальный коэффициент деления частоты. С выхода управляемого делителя частоты (9) сигнал поступает на отсчетное устройство (10), где производится индикация электрической энергии в однотарифном или многотарифном режиме.For galvanic separation of the voltage and current circuits of the meter and reduce its phase error, two magnetically coupled LC circuits are used. Information about the voltage at the load (12) in the form of voltage U n through a magnetically connected circuit L 1 C 1 is fed to the inputs of the power converters (3, 4) in the frequency of the neutral and phase wires, respectively. Each power to frequency converter (3, 4) performs a mathematical operation of multiplying the load voltage by the corresponding current and power factor, followed by a linear conversion of the result of multiplication (i.e., power) into the frequency F a in the converter (4) and into the frequency F o in converter (3). Both frequencies F a and F o are supplied to a frequency comparison device (7), which in the case of F a ≥ F o passes the signal to one output of the device (7), and in the case of F o > F a to the other. From the corresponding output of the device (7), the signal enters the controllable frequency divider (9). For the case F a ≥ F o, a nominal frequency division coefficient is set in the divider (9). From the output of the controlled frequency divider (9), the signal enters the reading device (10), where electric energy is displayed in a single-tariff or multi-tariff mode.
В наиболее распространенном случае воровства электроэнергии через "искусственный нулевой провод 11" недобросовестный потребитель на входе объекта (квартиры, дома, коттеджа) меняет местами фазный и нулевой провод и пытается получить неучтенную энергию через обычный нулевой провод 0, на который теперь подается фазное напряжение Ua, и "искусственный нулевой провод 11", в качестве которого использует водопроводную трубу или батарею центрального отопления. При этом сигнал с выхода преобразователя мощности в частоту (4) отсутствует, т.е. Fa=0, а сигнал Fo с выхода преобразователя (3) имеется, следовательно, Fo>Fa. В этом случае сигнал от устройства сравнения (7) поступает на управляемый делитель частоты (9) с другого выхода (Fo>Fa) и делится в устройстве (9) таким образом, что на отсчетном устройстве (10) учитывается энергия больше той, которую недобросовестный потребитель похитил. Тем самым на недобросовестного потребителя автоматически накладываются штрафные санкции.In the most common case of theft of electricity through an "artificial neutral wire 11", an unscrupulous consumer at the entrance of the object (apartment, house, cottage) swaps the phase and neutral wires and tries to get unaccounted-for energy through a normal neutral wire 0, to which phase voltage U a is now applied , and "artificial neutral wire 11", which uses a water pipe or central heating battery. In this case, there is no signal from the output of the power converter to the frequency (4), i.e. F a = 0, and the signal F o from the output of the converter (3) is, therefore, F o > F a . In this case, the signal from the comparison device (7) is supplied to a controlled frequency divider (9) from another output (F o > F a ) and is divided in the device (9) in such a way that energy greater than that is taken into account on the reading device (10) that an unscrupulous consumer has stolen. Thus, penalties are automatically imposed on an unscrupulous consumer.
При работе канала Fo>Fa счетчик сигнализирует о несанкционированном получении электроэнергии тем, что загорается светодиод (8) и появляется индикация "Запрет".During the operation of the channel F o > F a, the counter signals the unauthorized receipt of electricity by the fact that the LED (8) lights up and the indication “Prohibition” appears.
Второй магнитосвязанный контур L2C2 используется для подачи напряжения на стабилизированный выпрямитель (1), выходное напряжение которого Un питает электронные блоки счетчика.The second magnetically coupled circuit L 2 C 2 is used to supply voltage to the stabilized rectifier (1), the output voltage of which U n supplies the electronic components of the meter.
Использование двух магнитосвязанных контуров L1C1, L2C2 позволяет, во-первых - гальванически разделить цепь напряжения и цепь тока счетчика и, во-вторых, - контурами L1C1, L2C2 обеспечить резонанс на входе источника питания (2), что существенно уменьшает собственное потребление счетчика и его фазовую погрешность.The use of two magnetically coupled circuits L 1 C 1 , L 2 C 2 allows, firstly, to galvanically separate the voltage circuit and the counter current circuit, and secondly, to provide resonance at the input of the power source with the circuits L 1 C 1 , L 2 C 2 (2), which significantly reduces the counter’s own consumption and its phase error.
ЛитератураLiterature
1. Илюкович А.М. Электрические счетчики (теория, расчет и конструкции), Госэнергоиздат, 1963.1. Ilyukovich A.M. Electric meters (theory, calculation and design), Gosenergoizdat, 1963.
2. A low cost watt-hour energy meter based on the AD 7755 (AN-559).2. A low cost watt-hour energy meter based on the AD 7755 (AN-559).
A.Collins, W.Koon.A Tamper - resistant watt-hour energy meter based on the AD7751 and two current sensors (AN-563).A.Collins, W.Koon.A Tamper - resistant watt-hour energy meter based on the AD7751 and two current sensors (AN-563).
W.Koon.A Tamper - resistant watt-hour energy meter based on the AD7751 with a current transformer and a low resistant shunt (AN-574).W.Koon.A Tamper - resistant watt-hour energy meter based on the AD7751 with a current transformer and a low resistant shunt (AN-574).
Фирма Analog Devices. World Wide Web Site: http://WWW. analog, com.Firm Analog Devices. World Wide Web Site: http: // www. analog, com.
Перечень фигур чертежаList of drawing figures
1. Блок-схема счетчика ватт-часов на одной странице с принятыми обозначениями:1. The block diagram of the watt-hour meter on one page with the accepted notation:
1 - стабилизированный выпрямитель;1 - stabilized rectifier;
2 - источник питания;2 - power source;
3 - преобразователь мощности нулевого провода в частоту;3 - power converter of the neutral wire to the frequency;
4 - преобразователь мощности фазного провода в частоту;4 - power converter phase wire to frequency;
5 - преобразователь тока фазного провода в напряжение;5 - converter of phase wire current into voltage;
6 - преобразователь тока нулевого провода в напряжение;6 - converter of the current of the neutral wire to voltage;
7 - устройство сравнения частот;7 - a device for comparing frequencies;
8 - светодиод;8 - LED;
9 - управляемый делитель частоты;9 - controlled frequency divider;
10 - отсчетное устройство однотарифное или многотарифное;10 - readout device single-rate or multi-rate;
11 - искусственный нулевой провод;11 - artificial zero wire;
12 - нагрузка;12 - load;
L1C1, L2C2 - магнито-связанные контуры;L 1 C 1 , L 2 C 2 - magnetically coupled circuits;
Ua - напряжение фазного провода;U a - phase wire voltage;
Un - напряжение питания;U n is the supply voltage;
UH - напряжение на входе преобразователей мощности в частоту;U H is the voltage at the input of the power converters in the frequency;
Fa - выходная частота преобразователя мощности фазного провода в частоту;F a is the output frequency of the phase-to-frequency power converter;
Fo - выходная частота преобразователя мощности нулевого провода в частоту;F o - output frequency of the power converter of the neutral wire to the frequency;
0 - нулевой провод.0 - zero wire.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003109369/28A RU2252424C2 (en) | 2003-04-04 | 2003-04-04 | Watt-hour meter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003109369/28A RU2252424C2 (en) | 2003-04-04 | 2003-04-04 | Watt-hour meter |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003109369A RU2003109369A (en) | 2005-01-10 |
RU2252424C2 true RU2252424C2 (en) | 2005-05-20 |
Family
ID=34881027
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003109369/28A RU2252424C2 (en) | 2003-04-04 | 2003-04-04 | Watt-hour meter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2252424C2 (en) |
-
2003
- 2003-04-04 RU RU2003109369/28A patent/RU2252424C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2003109369A (en) | 2005-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6657424B1 (en) | DC load detection in an electric utility meter | |
US7417420B2 (en) | Switch to bypass optical diode for reducing power consumption of electrical meters | |
US20110169479A1 (en) | Method and apparatus for measuring AC voltages | |
GB0228213D0 (en) | Capacitor coupled voltage transformers | |
KR20090089436A (en) | Current sensor apparatus and method for uninterruptible power supply | |
US10686369B1 (en) | Device and process for detecting and mitigating reverse power-flow | |
EP2089726B1 (en) | Electricity meter with switch mode voltage supply | |
CA3006728A1 (en) | Current transformer device unit and magnetic induction power supplying device for linearly controlling output power by using the same | |
BRPI0410897A (en) | system and method for voltage acquisition and voltage measurement in an electrical service using a non-active current transformer | |
CN2921840Y (en) | Single-phase antistealing electricity electric energy meter | |
RU2252424C2 (en) | Watt-hour meter | |
Gretsch et al. | System impedances and background noise in the frequency range 2 kHz to 9 kHz | |
CN111693753A (en) | Novel direct current measuring device | |
CN207321130U (en) | Novel switch power circuit and its manufactured measuring instrument | |
CN104049117B (en) | Two-phase three-line dual-voltage alternating current watt-hour meter | |
JP3795462B2 (en) | Electronic energy meter | |
US20130151184A1 (en) | Meter Device | |
CN102882402A (en) | Inverter and uninterruptible power supply | |
US5537028A (en) | Electricity meter and method for measuring apparent power | |
JP2940604B2 (en) | Current injection device for harmonic measurement | |
CN211653050U (en) | Fault arc detection circuit and detection device | |
CN107102202A (en) | A kind of direct gauge assembly of single-phase high voltage high current | |
CN202404138U (en) | Magnetic sensitive electronic type mutual inductor | |
US11012001B2 (en) | Transformer-less, tapped point AC voltage splitter for full bridge DC AC inverters | |
JP3909337B2 (en) | Single operation detector for distributed power supply |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090405 |