RU2521163C1 - Protection circuit for induction electricity meters - Google Patents
Protection circuit for induction electricity meters Download PDFInfo
- Publication number
- RU2521163C1 RU2521163C1 RU2013112579/28A RU2013112579A RU2521163C1 RU 2521163 C1 RU2521163 C1 RU 2521163C1 RU 2013112579/28 A RU2013112579/28 A RU 2013112579/28A RU 2013112579 A RU2013112579 A RU 2013112579A RU 2521163 C1 RU2521163 C1 RU 2521163C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- current
- voltage
- coupled
- windings
- diodes
- Prior art date
Links
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники и приборостроения и может быть использовано для защиты индукционных электросчетчиков от действия высокочастотных прерываний рабочего тока нагрузки.The invention relates to the field of electrical engineering and instrumentation and can be used to protect induction electric meters from the action of high-frequency interruptions of the operating load current.
Известно, что при прерывании рабочего тока активной нагрузки, например нагревательных приборов, на повышенной частоте по сравнению с частотой сетевого напряжения в диапазоне 1…5 кГц приборы учета электроэнергии индукционного типа, нашедшие широкое распространение в стране, существенно занижают показания израсходованной электроэнергии (до 75%), что наносит значительный ущерб энергоснабжающим организациям, приводит к росту тарифов за электроэнергию.It is known that when the operating current of an active load, for example, heating appliances, is interrupted at an increased frequency compared to the mains frequency in the range of 1 ... 5 kHz, induction-type electricity meters, which are widely used in the country, significantly underestimate the readings of consumed electricity (up to 75% ), which causes significant damage to energy supplying organizations, leads to an increase in electricity tariffs.
Целью изобретения является обеспечение эффективной защиты индукционных электросчетчиков от неправильного учета электроэнергии при действии высокочастотных прерываний рабочего тока в активных нагрузках, допускающих такие прерывания.The aim of the invention is to provide effective protection of induction electric meters from incorrect metering of electricity under the action of high-frequency interruptions of the operating current in active loads that allow such interruptions.
Указанная цель достигается в схеме защиты индукционных электросчетчиков, содержащих вращающийся алюминиевый диск с осью вращения, с одной стороны которого установлен Ш-образный электромагнит с катушкой напряжения, подключенной параллельно вводу сети, а с другой оппозитно расположенный U-образный электромагнит с токовой катушкой, включенной в фазной цепи сети последовательно с нагрузкой, а также содержащий связанный с осью вращения счетный механизм учета расходуемой электроэнергии, отличающейся тем, что на U-образном электромагните размещена дополнительная токовая обмотка, обе токовых обмотки соединены с входным фазным проводником ввода сети через два высоковольтных силовых диода, связанных с фазным проводником ввода сети разными полярностями, а другие концы токовых обмоток соединены между собой и образуют выходной фазный проводник, связанный с нагрузкой, причем к обеим токовым обмоткам подключены раздельно две цепи из параллельно включенных электролитических конденсаторов и низковольтных диодов, гасящих экстратоки, трансформаторно возбуждаемые в их токовых обмотках, при этом полярности этих низковольтных диодов, электролитических конденсаторов и высоковольтных силовых диодов совпадают между собой для каждой из двух фазных цепей; а токовые обмотки включены так, что образуют в U-образном магнитопроводе переменное магнитное поле с частотой сети.This goal is achieved in the protection circuit of induction electric meters containing a rotating aluminum disk with a rotation axis, on one side of which a W-shaped electromagnet with a voltage coil connected parallel to the input of the network is installed, and on the other, an opposed U-shaped electromagnet with a current coil included in phase network circuit in series with the load, and also containing a counting mechanism associated with the axis of rotation of the metering of consumed electricity, characterized in that on a U-shaped electromagnet an additional current winding is placed, both current windings are connected to the input phase conductor of the network input through two high-voltage power diodes connected to the phase conductor of the network input with different polarities, and the other ends of the current windings are connected to each other and form an output phase conductor connected with the load, and Both current windings are connected separately two circuits of parallel-connected electrolytic capacitors and low-voltage diodes, damping extracurrents, transformer-excited in their current rpm patches, while the polarities of these low-voltage diodes, electrolytic capacitors and high-voltage power diodes are the same for each of the two phase circuits; and the current windings are turned on so that they form an alternating magnetic field with a network frequency in the U-shaped magnetic circuit.
Достижение поставленной цели объясняется шунтированием токовых обмоток электролитическими конденсаторами в соответствии с полярностью протекающего в этих токовых обмотках пульсирующего тока, прерывание которого в нагрузке нейтрализуется токами этих конденсаторов с достаточной величиной их емкости во время пауз (прерывания) тока в нагрузке, так что в U-образном магнитопроводе возникает практически синусоидальное магнитное поле, не нарушающее правильный учет расходуемой электроэнергии. Снижению погрешностей также способствуют низковольтные диоды, поглощающие экстратоки, трансформаторно возбуждаемые в неработающих через пол-периода токовых обмотках со стороны работающих в этот интервал времени.Achieving this goal is explained by shunting the current windings with electrolytic capacitors in accordance with the polarity of the pulsating current flowing in these current windings, the interruption of which in the load is neutralized by the currents of these capacitors with a sufficient value of their capacitance during pauses (interruptions) of the current in the load, so that in a U-shaped the magnetic circuit arises an almost sinusoidal magnetic field that does not violate the correct accounting of the consumed electricity. The errors are also reduced by low-voltage diodes absorbing extracurrents, transformer-excited in non-working after half a period current windings from those working in this time interval.
Схема понятна из представленного чертежа, который содержит следующие узлы:The diagram is clear from the presented drawing, which contains the following nodes:
1 - алюминиевый диск, в котором возбуждаются вихревые токи,1 - aluminum disk in which eddy currents are excited,
2 - ось вращения диска 1,2 - axis of rotation of the disk 1,
3 - счетный механизм с цифровым табло для отсчета потребленной энергии (кВт·час),3 - counting mechanism with a digital display for reading energy consumption (kW · h),
4 - Ш-образный магнитопровод,4 - W-shaped magnetic circuit,
5 - катушка напряжения, подключенная параллельно вводу сети,5 - voltage coil connected in parallel to the input of the network,
6 - U-образный магнитопровод,6 - U-shaped magnetic circuit,
7 - первая токовая обмотка,7 - the first current winding,
8 - вторая токовая обмотка,8 - the second current winding,
9 - магнит торможения алюминиевого диска 1 (успокаивающий),9 - magnet braking aluminum disk 1 (soothing),
10 - модуль защиты (отдельная встраиваемая в счетчик плата),10 - protection module (a separate board built into the meter),
11 - первый высоковольтный силовой диод (например, на ток 50 А с обратным напряжением не менее 400 В),11 - the first high-voltage power diode (for example, for a current of 50 A with a reverse voltage of at least 400 V),
12 - первый электролитический конденсатор,12 - the first electrolytic capacitor,
13 - первый низковольтный диод,13 - the first low-voltage diode,
14 - второй высоковольтный силовой диод (50 А, ≥400 В),14 - the second high-voltage power diode (50 A, ≥400 V),
15 - второй электролитический конденсатор,15 is a second electrolytic capacitor,
16 - второй низковольтный диод.16 - second low voltage diode.
Стрелками показан вывод от электросчетчика к нагрузкам. Электросчетчик вводом подключен в сети ВЛ-0,4 кВ по однофазной схеме.The arrows indicate the output from the meter to the loads. The input meter is connected to the 0.4 kV overhead line by a single-phase circuit.
Рассмотрим действие схемы защиты индукционных электросчетчиков при высокочастотном прерывании тока нагрузки на частотах 1…5 кГц, что используется злоумышленниками для целей хищения электроэнергии.Consider the action of the protection circuit of induction electric meters with high-frequency interruption of the load current at frequencies of 1 ... 5 kHz, which is used by attackers for theft of electricity.
При прерываниях тока нагрузки меандровыми импульсами со скважностью, равной двум, что характерно для большинства схем отмотки показаний индукционных электросчетчиков, время пауз тока нагрузки составляет 0,1…0,5 мс (для диапазона частот прерываний 1…5 кГц). В эти паузы заряд, накапливаемый в соответствующих электролитических конденсаторах 12 и 15 во время действия импульсов тока, стекает через соответствующие токовые обмотки, практически полностью устраняя прерывания тока в этих токовых обмотках, если постоянная времени LC-цепи, где L - индуктивность токовой обмотки, С - емкость электролитического конденсатора, существенно больше (в 2…3 раза) длительности паузы между импульсами тока. Иначе говоря, при выборе (LC)2≈1 мс форма тока полуволн в соответствующих токовых обмотках станет практически такой же, как и в отсутствии прерываний тока, что обеспечит практически синусоидальное изменение магнитного поля в U-образном магнитопроводе 6. Это обеспечивает правильный учет электроэнергии.In case of interruption of the load current by meander pulses with a duty cycle equal to two, which is typical for most schemes for rewinding the readings of induction electric meters, the pause time of the load current is 0.1 ... 0.5 ms (for the range of interruption frequencies 1 ... 5 kHz). In these pauses, the charge accumulated in the corresponding electrolytic capacitors 12 and 15 during the action of current pulses flows through the corresponding current windings, almost completely eliminating the current interruptions in these current windings, if the time constant of the LC circuit, where L is the inductance of the current winding, C - the capacity of the electrolytic capacitor is significantly longer (2 ... 3 times) the duration of the pause between current pulses. In other words, when (LC) 2 ≈ 1 ms is selected, the shape of the half-wave current in the corresponding current windings will become almost the same as in the absence of current interruptions, which will ensure a practically sinusoidal change in the magnetic field in the U-shaped magnetic circuit 6. This ensures correct metering of electricity .
Замена U-образного магнитопровода с двумя токовыми обмотками и встраивание в корпус электросчетчиков модуля защиты 10 позволит существенно сократить расходы на переоборудование типовых индукционных электросчетчиков, имеющих широкое распространение в силу их простоты и надежности функционирования.Replacing a U-shaped magnetic circuit with two current windings and incorporating a protection module 10 into the case of electric meters will significantly reduce the cost of re-equipment of typical induction electric meters, which are widely used due to their simplicity and reliability of operation.
Простейшей модификацией заявляемого устройства является параллельное подключение к единственной токовой обмотке конденсатора необходимой емкости без какого-либо переделывания конструкции электросчетчика. Для этого достаточно использовать два низковольтных последовательно включенных полярных конденсатора с встречным включением их полярностей с удвоенным значением емкости каждого из них. Эффект будет аналогичным вышеуказанному.The simplest modification of the claimed device is a parallel connection to a single current winding of the capacitor of the required capacity without any redoing the design of the meter. To do this, it is enough to use two low-voltage series-connected polar capacitors with the opposite inclusion of their polarities with doubled capacitance of each of them. The effect will be similar to the above.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013112579/28A RU2521163C1 (en) | 2013-03-20 | 2013-03-20 | Protection circuit for induction electricity meters |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013112579/28A RU2521163C1 (en) | 2013-03-20 | 2013-03-20 | Protection circuit for induction electricity meters |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2521163C1 true RU2521163C1 (en) | 2014-06-27 |
Family
ID=51218150
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013112579/28A RU2521163C1 (en) | 2013-03-20 | 2013-03-20 | Protection circuit for induction electricity meters |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2521163C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2573700C1 (en) * | 2015-03-17 | 2016-01-27 | Олег Фёдорович Меньших | Control circuit of bridge device thyristor for estimation of induction electric meters suitability |
RU2622471C1 (en) * | 2016-05-10 | 2017-06-15 | Олег Николаевич Урусов | Method for the identification of the fact of exposure of a powerful non-mode magnet to the counter of the municipal resource |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1816778A (en) * | 1927-01-07 | 1931-07-28 | Gen Electric | Electric measuring and protecting device |
US2889494A (en) * | 1954-03-19 | 1959-06-02 | Westinghouse Electric Corp | Meter circuit protective means |
US4081854A (en) * | 1976-11-01 | 1978-03-28 | Frogge Jerry M | Meter protection circuit |
US4092592A (en) * | 1977-01-07 | 1978-05-30 | General Electric Company | Electronic kWh meter having virtual ground isolation |
US4337466A (en) * | 1980-09-02 | 1982-06-29 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Tamper protection for an automatic remote meter reading unit |
US5282108A (en) * | 1991-10-03 | 1994-01-25 | Abb Powre T&D Company, Inc. | Surge protector for a watthour meter |
US5901028A (en) * | 1997-07-01 | 1999-05-04 | Schlumberger Industries, S.A. | Electricity meter provided with a system for protection against surges |
-
2013
- 2013-03-20 RU RU2013112579/28A patent/RU2521163C1/en active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1816778A (en) * | 1927-01-07 | 1931-07-28 | Gen Electric | Electric measuring and protecting device |
US2889494A (en) * | 1954-03-19 | 1959-06-02 | Westinghouse Electric Corp | Meter circuit protective means |
US4081854A (en) * | 1976-11-01 | 1978-03-28 | Frogge Jerry M | Meter protection circuit |
US4092592A (en) * | 1977-01-07 | 1978-05-30 | General Electric Company | Electronic kWh meter having virtual ground isolation |
US4337466A (en) * | 1980-09-02 | 1982-06-29 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Tamper protection for an automatic remote meter reading unit |
US5282108A (en) * | 1991-10-03 | 1994-01-25 | Abb Powre T&D Company, Inc. | Surge protector for a watthour meter |
US5901028A (en) * | 1997-07-01 | 1999-05-04 | Schlumberger Industries, S.A. | Electricity meter provided with a system for protection against surges |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2573700C1 (en) * | 2015-03-17 | 2016-01-27 | Олег Фёдорович Меньших | Control circuit of bridge device thyristor for estimation of induction electric meters suitability |
RU2622471C1 (en) * | 2016-05-10 | 2017-06-15 | Олег Николаевич Урусов | Method for the identification of the fact of exposure of a powerful non-mode magnet to the counter of the municipal resource |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9124183B2 (en) | Power inverter for feeding electric energy from a DC power generator into an AC grid with two power lines | |
RU2521763C1 (en) | Control circuit for induction electricity meters | |
RU2521163C1 (en) | Protection circuit for induction electricity meters | |
RU2523109C1 (en) | Induction supply metre analyser | |
US20140327308A1 (en) | Solid-State Bi-Directional Balanced Energy Conversion and Management System | |
RU2577551C1 (en) | Device for testing electric meters | |
RU2522706C1 (en) | Bridge calibration device for induction-type electric meters of active energy | |
RU115132U1 (en) | AUTONOMOUS INVERTER VOLTAGE CONVERTER | |
RU2532861C1 (en) | Device for testing of inductive electric meters | |
RU2625717C1 (en) | Bridge device for inspecting electricity meters of active energy | |
RU2572165C1 (en) | Device for testing of electric meters | |
RU2324992C1 (en) | Transformer | |
EP2638627A2 (en) | Power inverter for feeding electric energy from a dc power generator into an ac grid with two power lines | |
RU2013123780A (en) | POWER CORRECTOR | |
Yamini et al. | Analysis of Current Harmonics in Various Domestic Loads: A Case Study | |
RU2616192C1 (en) | Inverter circuit for verification of inductive electricity meters | |
RU2596626C1 (en) | Device for checking newly developed electric meters | |
RU2564689C1 (en) | Device for verification of inductive electric meters | |
RU2552541C1 (en) | Device for verification of electricity metering by induction electricity meters | |
Zodape et al. | Use of smart metering for resolving harmonic issues | |
RU2523783C1 (en) | Device for electricity metering verification | |
RU2517757C1 (en) | Scheme for testing of inductive electric meters | |
RU2498323C1 (en) | Device for testing of inductive electric metres | |
RU2356153C1 (en) | Relay for differential cutoff of transformer | |
RU2568936C1 (en) | Electric meters operation scientific instrument |