RU2581186C1 - Full-wave scheme for testing electricity meters for selection of electric power - Google Patents

Full-wave scheme for testing electricity meters for selection of electric power Download PDF

Info

Publication number
RU2581186C1
RU2581186C1 RU2015108986/28A RU2015108986A RU2581186C1 RU 2581186 C1 RU2581186 C1 RU 2581186C1 RU 2015108986/28 A RU2015108986/28 A RU 2015108986/28A RU 2015108986 A RU2015108986 A RU 2015108986A RU 2581186 C1 RU2581186 C1 RU 2581186C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
circuit
triac
storage capacitors
phase
network
Prior art date
Application number
RU2015108986/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Фёдорович Меньших
Original Assignee
Олег Фёдорович Меньших
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 Олег Фёдорович Меньших filed Critical Олег Фёдорович Меньших
Priority to RU2015108986/28A priority Critical patent/RU2581186C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2581186C1 publication Critical patent/RU2581186C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R11/00Electromechanical arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. of consumption
    • G01R11/02Constructional details
    • G01R11/24Arrangements for avoiding or indicating fraudulent use

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to electrical measurement and can be used to assess suitability of newly developed electricity from uncontrolled power selection (rollback) of power grids. Full-wave circuit for testing electricity meters for selection of electricity, comprising a bridge circuit of two parallel-connected branches, each of which used a storage capacitor pulse type, and a diagonal of bridge circuit used triac discharge circuit connected between terminals of two storage capacitors, other terminals which are connected to network, as well as a triac controller. Storage capacitors of bridge circuit are connected to chokes in corresponding charging branches of bridge circuit and discharge circuit of triac control circuit comprising storage capacitors in series with their discharge back into network. Two-link phase-shifting circuit with a step-down transformer, secondary winding of which is connected to “control electrode-cathode” junction of triac of discharge circuit. Two-link phase-shifting circuit sets phase shift of mains voltage in range of phases Δφ in range π/2 < Δφ < π relative to beginning of each period of supply voltage (at φ= 0).
EFFECT: technical result consists in simplification of device.
1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области измерительной электротехники и может быть использовано для оценки пригодности вновь разрабатываемых электросчетчиков от неконтролируемого отбора электроэнергии (отмотки) из энергетических электросетей.The invention relates to the field of measuring electrical engineering and can be used to assess the suitability of newly developed electricity meters from uncontrolled selection of electricity (unwinding) from power networks.

Известны устройства для проверки электросчетчиков [1-6].Known devices for checking electricity meters [1-6].

Ближайшим аналогом заявляемому техническому решению (прототипом) является «Устройство для поверки индукционных приборов учета электроэнергии», по Патенту РФ №2521307, опубл. в №18 от 27.06.14 [5], содержащее накопительные конденсаторы, заряжаемые прерывистым током на повышенной частоте прерываний и плавно разряжаемых обратно в сеть, а также транзисторные цепи прерывания тока и коммутации плавного разряда накопительных конденсаторов, отличающееся тем, что включает две параллельно подключенные к сети после поверяемого электросчетчика цепи из последовательно соединенных накопительного конденсатора и двунаправленного транзисторного коммутатора, образующие мостовую схему так, что накопительный конденсатор первой цепи подклюючен к фазному проводнику сети, а конденсатор второй цепи подключен к нулевому проводнику сети, а в диагонали этой мостовой схемы включены последовательно соединенные симистор и катушка индуктивности, причем транзисторы двунаправленных транзисторных коммутаторов указанных цепей и симистор подключены к соответствующим выходам блока управления транзисторами и симистором, синхронизация работы которого осуществляется от сети.The closest analogue to the claimed technical solution (prototype) is a "Device for verification of induction energy metering devices", according to the RF Patent No. 2521307, publ. No. 18 dated 06/27/14 [5], which contains storage capacitors charged with intermittent current at an increased interrupt frequency and smoothly discharged back to the network, as well as transistor current interruption and switching circuits for the smooth discharge of storage capacitors, characterized in that it includes two parallel-connected to the network after the verified electric meter circuits of series-connected storage capacitor and bi-directional transistor switch, forming a bridge circuit so that the storage capacitor first the first circuit is connected to the phase conductor of the network, and the capacitor of the second circuit is connected to the neutral conductor of the network, and the diagonal of this bridge circuit includes serially connected triac and inductor, and transistors of bi-directional transistor switches of these circuits and triac connected to the corresponding outputs of the transistor control unit and triac , the synchronization of which is carried out from the network.

Недостатком известного устройства является его повышенная сложность блока управления транзисторами и симистором. Этот недостаток устранен в заявляемом устройстве.A disadvantage of the known device is its increased complexity of the control unit transistors and triac. This disadvantage is eliminated in the inventive device.

Целью изобретения является упрощение устройства.The aim of the invention is to simplify the device.

Указанная цель достигается в заявляемой двухполупериодной схеме для испытания электросчетчиков на отбор электроэнергии, содержащей мостовую схему из двух параллельно подключенных к сети ветвей, в каждой из которых использован накопительный конденсатор импульсного типа, а в диагонали мостовой схемы использован симистор разрядной цепи, включенный между выводами двух накопительных конденсаторов, другие выводы которых включены к сети, а также устройство управления симистором, отличающейся тем, что последовательно с накопительными конденсаторами мостовой схемы включены дроссели в соответствующих зарядных ветвях мостовой схемы, а схема управления симистором разрядной цепи, включающим накопительные конденсаторы последовательно при их разряде обратно в сеть, содержит двухзвенную фазосдвигающую цепь с понижающим трансформатором, вторичная обмотка которого включена к переходу «управляющий электрод-катод» симистора разрядной цепи, причем двухзвенная фазосдвигающая цепочка задает сдвиг по фазе сетевого напряжения в диапазоне фаз Δφ в диапазоне π/2<Δφ<π относительно начала каждого периода сетевого напряжения (при φ=0).This goal is achieved in the claimed two-half-circuit for testing electricity meters for the selection of electricity, containing a bridge circuit of two branches connected in parallel to the network, each of which uses a storage capacitor of a pulse type, and a discharge circuit triac used between the terminals of two storage circuits in the diagonal of the bridge circuit capacitors, other outputs of which are connected to the network, as well as a triac control device, characterized in that it is connected in series with storage cond The capacitors of the bridge circuit include chokes in the corresponding charging branches of the bridge circuit, and the control circuit of the discharge circuit triac, including storage capacitors in series when they are discharged back into the network, contains a two-phase phase-shifting circuit with a step-down transformer, the secondary winding of which is connected to the "control electrode-cathode" junction a triac of the discharge circuit, and the two-phase phase-shifting chain sets the phase shift of the mains voltage in the phase range Δφ in the range π / 2 <Δφ <π relative to ala each mains cycle (at φ = 0).

Достижение цели изобретения объясняется существенным снижением количества оборудования при сохранении высокой мощности отмотки показаний электросчетчиков.Achieving the objective of the invention is explained by a significant reduction in the number of equipment while maintaining a high winding power of the readings of electric meters.

Схема устройства приведена на рис. 1. На рис. 2 дан график изменения во времени напряжения на накопительных конденсаторах. На рис. 3 дан график зарядного и разрядниго токов в каждом из накопительных конденсаторах мостовой схемы.The device diagram is shown in Fig. 1. In fig. 2 is a graph of the time variation of the voltage across the storage capacitors. In fig. Figure 3 shows a graph of the charging and discharge currents in each of the storage capacitors of the bridge circuit.

На рис. 1 устройство содержит два связанных субблока:In fig. 1 device contains two connected subunits:

1 - мостовое устройство, включающее одинаковые накопительные конденсаторы емкостью С, дроссели с индуктивностью L и сильноточный импульсный симистор S;1 - bridge device, including the same storage capacitors with a capacity of C, inductors with inductance L and a high-current pulse triac S;

2 - блок управления симистором S разрядной цепи мостовой схемы 1, содержащий двухзвенную фазосдвигающую цепь из одинаковых конденсаторов с емкостью СФ и парой резисторов R1 и R2, а также понижающий трансформатор Тр, вторичная обмотка которого подключена к переходу «управляющий электрод-катод» симистора разрядной цепи. Коэффициент трансформации k=w1/w2>>1, где w1 и w2 - числа витков соответственно первичной и вторичной обмоток трансформатора Тр.2 - a control unit for a triac circuit S1 of a discharge circuit of a bridge circuit 1, containing a two-phase phase-shifting circuit of identical capacitors with a capacitance C F and a pair of resistors R 1 and R 2 , as well as a step-down transformer Tr, the secondary winding of which is connected to the junction electrode-cathode junction triac of the discharge circuit. The transformation coefficient k = w 1 / w 2 >> 1, where w 1 and w 2 are the number of turns of the primary and secondary windings of the transformer Tr.

Рассмотрим работу заявляемого устройства.Consider the operation of the claimed device.

В начале положительной полуволны переменного напряжения сети через дроссели L происходит заряд накопительных конденсаторов C в каждой из двух ветвей мостовой схемы 1 в течение первой четверти периода, а точнее в диапазоне изменения фазы напряжения 0≤φ≤π/2+Δφ*. При этом малая величина Δφ* определяет некоторое снижение напряжения на накопительных конденсаторах на величину ΔU<<UO относительно амплитудного напряжения сети UO=(2)1/2 UC, где UC - действующее напряжение сети, равное в норме 220 B (для однофазной сети), так что конечное напряжение, до которого заряжаются накопительные конденсаторы U O * = U O ΔU

Figure 00000001
. Величина ΔU определяется значением фазы φ2=π/2+Δφ*, при которой начинает открываться симистор S в мостовой схеме 1. При этом напряжение U O * = U O sin ( π/2 + Δ ϕ * )
Figure 00000002
.At the beginning of the positive half-wave of the alternating voltage of the network through the inductors L, the charge of the storage capacitors C occurs in each of the two branches of the bridge circuit 1 during the first quarter of the period, and more precisely in the range of voltage phase variation 0≤φ≤π / 2 + Δφ *. In this case, the small value Δφ * determines a certain decrease in the voltage across the storage capacitors by the value ΔU << U O relative to the amplitude voltage of the network U O = (2) 1/2 U C , where U C is the effective voltage of the network, which is normal to 220 V ( for a single-phase network), so that the final voltage to which the storage capacitors are charged U O * = U O - ΔU
Figure 00000001
. The value ΔU is determined by the value of the phase φ 2 = π / 2 + Δφ *, at which the triac S begins to open in the bridge circuit 1. In this case, the voltage U O * = U O sin ( π / 2 + Δ ϕ * )
Figure 00000002
.

При включении симистора S при фазе φ2 напряжение на двух одинаковых накопительных конденсаторах С удваивается и становится равным 2 U O *

Figure 00000003
. В этот же момент времени со стороны сети действует встречно напряжение U O *
Figure 00000004
к указанному двойному напряжению последовательно включенных симистором S накопительных конденсаторов C, что приводит к протеканию разрядного тока обратно в сеть с амплитудой I MAX РАЗР = ( 2U O * U O * ) /r C = U O cos Δ ϕ */r C
Figure 00000005
, где rC - активное сопротивление проводников сети до подключения заявляемого устройства, включающее сумму сопротивлений проводников до электросчетчика, сопротивление токовой обмотки последнего, ввод к электросчетчику от ВЛ-0,4 кВ и сопротивление самой воздушной (кабельной) линии ВЛ-0,4 кВ. Величина сопротивления гс для различных абонентов варьирует обычно в диапазоне 0,3≤rC≤0,5 Ом. Поэтому разрядный ток Imax разр имеет большую амплитуду порядка одного килоампера, что определяет выбор соответствующего симистора S. Например, при Δφ*=0,1π имеем cos Δφ*=0,951, и тогда при rC=0,3 Ом получим Imax разр=295,9 / 0,3=986 A. При таком максимуме разрядного тока можно выбрать, например, в качестве разрядника симистор ТС 152-160-10.When the triac S is turned on at phase φ 2, the voltage at two identical storage capacitors C doubles and becomes equal 2 U O *
Figure 00000003
. At the same moment in time, the voltage is opposite U O *
Figure 00000004
to the specified double voltage of the storage capacitors C sequentially connected by the triac S, which leads to the discharge current flowing back into the network with an amplitude I MAX SIZE = ( 2U O * - U O * ) / r C = U O cos Δ ϕ * / r C
Figure 00000005
where r C is the active resistance of the network conductors before connecting the inventive device, including the sum of the resistances of the conductors to the electric meter, the resistance of the current winding of the latter, input to the electric meter from VL-0.4 kV and the resistance of the overhead (cable) line VL-0.4 kV . The value of the resistance gc for different subscribers usually varies in the range of 0.3≤r C ≤0.5 Ohms. Therefore, the discharge current I max bit has a large amplitude of the order of one kiloampere, which determines the choice of the corresponding triac S. For example, for Δφ * = 0.1π we have cos Δφ * = 0.951, and then at r C = 0.3 Ω we get I max bit = 295.9 / 0.3 = 986 A. With this maximum discharge current, you can choose, for example, a triac ТС 152-160-10 as a spark gap.

Ток заряда накопительных конденсаторов происходит через дроссели L, активное сопротивление которых должно быть не более величины Rдр≤Т / 20 C. При Т=0,02 с для Rдр получаем значение Rдр≤0,001 / C. Так, при C=100 мкФ=10-4 Ф это сопротивление дросселя должно быть не более 10 Ом, чтобы накопительные конденсаторы успевали полностью заряжаться до величины U O *

Figure 00000004
. Проводник этих дросселей должен быть рассчитан на среднее значение зарядного тока, которое находится из выражения Iср зар= C UO/ 4 Т. Для данного примера Iср зар=0,375 A с амплитудой зарядного тока около 1,06 A в каждой из ветвей мостовой схемы. Этот процесс заряда указан на рис. 3. На рис. 2 показан процесс увеличения напряжения на каждом из двух накопительных конденсаторов. В диапазоне фаз 0≤φ≤π/2 напряжение на конденсаторах почти достигает уровня UO, а затем в диапазоне фаз π/2≤φ≤π/2+Δφ* оно незначительно снижается до величины U O *
Figure 00000006
(на малую величину ΔU, как показано на рис. 2).The charge current of the storage capacitors occurs through the inductors L, the active resistance of which should be no more than R dr ≤T / 20 C. At T = 0.02 s for R dr we get the value of R dr ≤0.001 / C. So, at C = 100 μF = 10 -4 F this inductor resistance should be no more than 10 Ohms, so that the storage capacitors have time to fully charge to a value U O *
Figure 00000004
. The conductor of these chokes should be designed for the average value of the charging current, which is found from the expression I cf zar = CU O / 4 T. For this example, I cf zar = 0.375 A with a charging current amplitude of about 1.06 A in each of the branches of the bridge circuit . This charge process is shown in Fig. 3. In fig. 2 shows the process of increasing voltage on each of the two storage capacitors. In the phase range 0≤φ≤π / 2, the voltage across the capacitors almost reaches the level of U O , and then in the phase range π / 2≤φ≤π / 2 + Δφ * it slightly decreases to U O *
Figure 00000006
(by a small value of ΔU, as shown in Fig. 2).

Интересно отметить, что индуктивность дросселей L следует выбирать по условию последовательного резонанса напряжений, для которого должно выполняться равенство T/2=2π (L С)1/2 или L=(Т/4π)2/С=2,5 мГн (при C=100 мкФ). Волновое сопротивление такого последовательного контура на частоте последовательного резонанса 100 Гц равно ρ=(L/С)1/2=(0,0025/0,0001)1/2=5 Ом. Если активное сопротивление дросселя больше 5 Ом, то добротность такого контура Q=ρ/Rдр<1, и поэтому напряжение в накопительных конденсаторах не превосходит величины U O *

Figure 00000007
.It is interesting to note that the inductance of the chokes L should be chosen according to the condition of a series voltage resonance, for which the equality T / 2 = 2π (L C) 1/2 or L = (T / 4π) 2 / C = 2.5 mH (at C = 100 μF). The wave impedance of such a series circuit at a series resonance frequency of 100 Hz is ρ = (L / C) 1/2 = (0.0025 / 0.0001) 1/2 = 5 Ohms. If the active resistance of the inductor is more than 5 Ohms, then the quality factor of such a circuit is Q = ρ / R dr <1, and therefore the voltage in the storage capacitors does not exceed the value U O *
Figure 00000007
.

При действии отрицательной полуволны каждого периода переменного напряжения сети все аналогичные вышеуказанному процессы повторяются, и при этом накопительные конденсаторы мостовой схемы перезаряжаются, как это видно на рис. 2 и 3. Это исключает использование в схеме полярных электролитических конденсаторов. Подходящими могут быть импульсные конденсаторы типа К75-17-1000 В-50 мкФ или К75-40--750 В-100 мкФ - ОЖО.464.230 ТУ.Under the action of the negative half-wave of each period of the alternating voltage of the network, all processes similar to the above are repeated, and the storage capacitors of the bridge circuit are recharged, as can be seen in Fig. 2 and 3. This eliminates the use of polar electrolytic capacitors in the circuit. Suitable may be pulsed capacitors of the type K75-17-1000 V-50 μF or K75-40-750 V-100 μF - ОЖО.464.230 TU.

Если пренебречь потерями энергии внутри схемы по ее цепи разряда, можно в соответствие с законом сохранения заряда записать выражение:If we neglect the energy losses inside the circuit along its discharge circuit, we can write the expression:

Figure 00000008
Figure 00000008

где К>>1 - безразмерный множитель, равный отношению амплитуды разрядного импульса к амплитуде зарядного (при φ=π/8), учитывая равенство площадей под кривыми зарядного и разрядного токов, то есть K - есть относительная амплитуда разрядного импульса по отношению к амплитуде зарядного, принимаемой за единицу.where K >> 1 is a dimensionless factor equal to the ratio of the amplitude of the discharge pulse to the amplitude of the charging one (for φ = π / 8), taking into account the equality of the areas under the curves of the charging and discharge currents, that is, K is the relative amplitude of the discharge pulse with respect to the amplitude of the charging taken as unit.

Учитывая то важное обстоятельство, что амплитуда напряжения в последовательно включенных накопительных конденсаторах в начале разряда равна 2 U O *

Figure 00000003
по сравнению с напряжением U O *
Figure 00000009
, действующим в момент времени, соответствующий фазе φ2, и принимаемого за единичный уровень, можно записать отношение энергий разряда к энергии заряда в показаниях индукционного счетчика в следующей форме:Given the important fact that the voltage amplitude in the series-connected storage capacitors at the beginning of the discharge is 2 U O *
Figure 00000003
compared to voltage U O *
Figure 00000009
operating at the time moment corresponding to the phase φ 2 and taken as the unit level, we can write the ratio of the discharge energies to the charge energy in the readings of the induction counter in the following form:

Figure 00000010
Figure 00000010

Из выражения (1) при исходных данных для T=0,02 с и τ=rC C/2=5·10-5 с получаем K=11,166. Подставляя K в выражение (2) находим L=1,575. При мощности заряда P ЗAР = 2 C U O * 2 /T = 834 Вт

Figure 00000011
(при Δφ*=0,1π) находим мощность «отмотки» показаний электросчетчика ΔP=(L-1)РЗАР=479,6 Вт. Амплитуда разрядного импульса Iразр max, как указывалось, равна I РАЗР MAX = U O * /r C = 295 ,9/0 ,3 = 986 A
Figure 00000012
.From the expression (1) for the initial data for T = 0.02 s and τ = r C C / 2 = 5 · 10 -5 s, we obtain K = 11.166. Substituting K into expression (2) we find L = 1,575. At charge power P ZAR = 2 C U O * 2 / T = 834 Tue
Figure 00000011
(at Δφ * = 0.1π) we find the power of the "unwinding" of the meter readings ΔP = (L-1) P ZAR = 479.6 watts. The amplitude of the discharge pulse I bit max , as indicated, is equal to I SIZE MAX = U O * / r C = 295 9/0 , 3 = 986 A
Figure 00000012
.

Реально достижимая величина мощности «отмотки» оказывается несколько меньше указанной расчетной величины, поскольку в схеме разрядной цепи имеются неизбежные потери с учетом внутреннего сопротивления конденсаторов и тиристора, а также подводящих проводников от схемы до электросчетчика, обычно разнесенных между собой. Кроме того, на уменьшение мощности «отмотки» может повлиять весьма короткая длительность разрядного импульса (около 34 мкс), ширина спектра которого (порядка 30 кГц) существенно выше частоты сетевого напряжения более, чем на два порядка. Поэтому реальная мощность ΔP определяется опытным путем для каждой из таких схем с учетом различия внутреннего сопротивления сети в месте размещения рассматриваемого устройства, а также параметров используемых в устройстве элементов. Кстати, внутреннее сопротивление rC сети легко определяется по формуле:The real reachable value of the “unwinding” power turns out to be slightly less than the calculated value, since there are unavoidable losses in the discharge circuit scheme taking into account the internal resistance of the capacitors and the thyristor, as well as the supply conductors from the circuit to the electric meter, which are usually spaced from each other. In addition, a very short duration of the discharge pulse (about 34 μs), whose spectrum width (about 30 kHz) is significantly higher than the mains frequency by more than two orders of magnitude, can affect the reduction of the “unwinding” power. Therefore, the real power ΔP is determined empirically for each of these schemes, taking into account the differences in the internal resistance of the network at the location of the device in question, as well as the parameters of the elements used in the device. By the way, the internal resistance r C of the network is easily determined by the formula:

Figure 00000013
Figure 00000013

где UXX - напряжение в сети при холостом ходе (без нагрузки). UH - напряжение в присоединенной к сети нагрузке RH (желательно достаточно мощной нагрузке). Например, при холостом напряжении сети UXX=220 B и при подключении мощной нагрузки RH=24 Ом измеренное значение напряжения на ней снижается до UH=217,3 В (рассеиваемая в нагрузке мощность составляет при этом 2 кВт). Тогда внутреннее сопротивление сети определяется согласно (3) в величиной rC=24 [(220/217,3)-1]=0,298 Ом.where U XX is the mains voltage at idle (no load). U H - voltage in the load connected to the network load R H (preferably a sufficiently powerful load). For example, at an open circuit voltage U XX = 220 V and when a powerful load R H = 24 Ohm is connected, the measured voltage value on it decreases to U H = 217.3 V (the power dissipated in the load is 2 kW). Then the internal resistance of the network is determined according to (3) in the value of r C = 24 [(220 / 217.3) -1] = 0.298 Ohm.

Для рассмотренного примера при использовании накопительных конденсаторов с емкостью 100 мкФ мощность отмотки в индукционном электросчетчике, например, типа СО-2М, широко распространенного пока еще в стране, порядка 550 Вт. Для ее повышения следует увеличивать емкость С накопительных конденсаторов, что соответственно увеличивает постоянную времени цепи разряда т и соответственно расширяет длительность разрядного импульса, равную ΔtРАЗР МАХ≈3τ и отсчитываемую практически на уровне, близком к нулевому. Возникает вопрос, до каких предельных величин можно увеличивать емкость C накопительных конденсаторов?For the considered example, when using storage capacitors with a capacity of 100 μF, the winding power in an induction electric meter, for example, type СО-2М, which is still widespread in the country, is about 550 W. To increase it, it is necessary to increase the capacitance C of the storage capacitors, which accordingly increases the time constant of the discharge circuit m and, accordingly, extends the duration of the discharge pulse equal to Δt SIZE MAX ≈3τ and is measured almost at a level close to zero. The question arises, to what limit values can the capacitance C of storage capacitors be increased?

Максимальное значение емкости C для данной схемы должно быть меньше величины T/4=5 мс. Так что при rC=0,3 Ома максимальная величина емкости CMAX=T/6 rC=0,0111 Ф=11100 мкФ. При этом значение U O * = 220 B

Figure 00000014
, поэтому наибольшая мощность заряда равна P ЗAР = 2 C U O * 2 /T = 2 0,0111 220 2 / 0,02 = = 53724 Вт
Figure 00000015
, и тогда наибольшая возможная величина мощности отмотки ΔPMAX=53724·0,666=35780 Вт. При этом величина фазы открытия симистора S должна быть φ2=3π/8.The maximum value of capacitance C for this circuit should be less than T / 4 = 5 ms. So at r C = 0.3 Ohm, the maximum capacitance value is C MAX = T / 6 r C = 0.0111 F = 11100 μF. In this case, the value U O * = 220 B
Figure 00000014
, therefore, the maximum charge power is P ZAR = 2 C U O * 2 / T = 2 0.0111 220 2 / 0.02 = = 53724 Tue
Figure 00000015
, and then the largest possible value of the winding power ΔP MAX = 53724 · 0.666 = 35780 watts. In this case, the magnitude of the opening phase of the triac S should be φ 2 = 3π / 8.

Выбор достаточно большой величины емкости накопительных конденсаторов определяет немалую стоимость всего устройства, однако при общей емкости двух накопительных конденсаторов в 22000 мкФ можно получить мощность отмотки порядка 35 кВт. Это означает, что при стоимости 1 кВт·часа по 5 р «экономия» от хищения электроэнергии недобросовестными пользователями составит за месяц непрерывной работы такого устройства около 128000 рублей. Это может причинить весьма значительный ущерб энергоснабжающим организациям, что нацеливает разработчиков новых электросчетчиков к разработке приборов учета электроэнергии, нечувствительных к отмотке их показаний подобным заявляемому устройством. Под отмоткой надо понимать не буквальный реверс в показаниях счетчика, который невозможен, например, в цифровых приборах учета или в приборах индукционного типа со стопором обратного хода вращающегося диска. Если потребляемая мощность полезной нагрузкой пользователя меньше мощности отмотки, то такие приборы учета вообще не будут учитывать потребляемую нагрузкой мощность. Если потребляемая нагрузкой мощность больше мощности отмотки, то прибор учета будет фиксировать только мощность, равную разности этих мощностей, то есть в любом случае будет нанесен ущерб энергоснабжающим организациям.The selection of a sufficiently large value of the capacitance of the storage capacitors determines the considerable cost of the entire device, however, with a total capacity of two storage capacitors of 22000 μF, it is possible to obtain a winding power of the order of 35 kW. This means that at a cost of 1 kWh for 5 r each, the “savings” from theft of electricity by unscrupulous users will amount to about 128,000 rubles per month of continuous operation of such a device. This can cause very significant damage to energy supplying organizations, which directs the developers of new electricity meters to develop electricity metering devices that are insensitive to the unwinding of their readings by such a claimed device. By rewinding, it is necessary to understand non-literal reverse in the meter readings, which is impossible, for example, in digital metering devices or in induction-type devices with a backstop of the rotating disk. If the power consumption by the user payload is less than the unwinding power, then such metering devices will not take into account the power consumed by the load. If the power consumed by the load is greater than the unwinding power, then the meter will record only the power equal to the difference of these capacities, that is, in any case, damage will be caused to power supply organizations.

Несколько слов следует сказать о параметрах элементов блока управления 2. Пусть φ2=π/4+Δφ*=1,05 π/4, как для первоначально рассмотренного примера с C=100 мкФ, Тогда легко рассчитать, что при выборе конденсаторов СФ=1 мкФ величина резистора R1=1,3 кОм (мощностью 8 Вт), а величина резистора R2 при использовании понижающего трансформатора Тр с коэффициентом трансформации k=10 должна быть равной R2=13 Ом (мощностью 3 Вт), на котором возникает переменное напряжение с действующим значением напряжения 5,5 B, достаточным для запуска симистора S.A few words should be said about the parameters of the elements of the control unit 2. Let φ 2 = π / 4 + Δφ * = 1.05 π / 4, as for the initially considered example with C = 100 μF. Then it is easy to calculate that when choosing capacitors С Ф = 1 μF, the value of the resistor R 1 = 1.3 kOhm (with a power of 8 W), and the value of the resistor R 2 when using a step-down transformer Tr with a transformation coefficient k = 10 should be equal to R 2 = 13 Ohms (with a power of 3 W), on which an alternating voltage occurs with an effective voltage value of 5.5 V, sufficient to start the triac S.

Отметим, что по мере завершения разряда накопительных конденсаторов симистор S автоматически закрывается до его следующего включения в каждом из полупериодов сетевого напряжения. Когда на аноде симистора действует положительное напряжение, то его включение также осуществляется положительным напряжением на заданном его уровне. Если на аноде симистора действует отрицательное напряжение, то и управляющее напряжение на управляющем электроде симистора отрицательно, что автоматически исполняется с применением трансформатора Тр при его соответствующем включении, указанном точками (рис. 1) на его обмотках.Note that, as the discharge of the storage capacitors is completed, the triac S automatically closes until it is next turned on in each of the half-periods of the mains voltage. When a positive voltage acts on the triac anode, its inclusion is also carried out by a positive voltage at a given level. If a negative voltage acts on the triac anode, then the control voltage on the triac control electrode is negative, which is automatically performed using a transformer Tr when it is turned on accordingly, indicated by dots (Fig. 1) on its windings.

Предложение следует рекомендовать разработчикам электросчетчиков для проверки их нечувствительности к «отмотке» показаний потребляемой электроэнергии. Пример такого счетчика предложен в [7].The proposal should be recommended to the developers of electric meters to test their insensitivity to the "unwinding" of the readings of the consumed electricity. An example of such a counter was proposed in [7].

ЛитератураLiterature

1. Меньших О.Ф., Устройство для проверки работы однофазных индукционных электросчетчиков, Патент №2474825, Опубл. в бюлл. №4 от 10.02.2013.1. Smaller OF, Device for checking the operation of single-phase induction electric meters, Patent No. 2474825, Publ. in the bull. No 4 on 02/10/2013.

2. Меньших О.Ф., Мостовое устройство для проверки электросчетчиков активной энергии индукционного типа, Патент №2522706, опубл. в №20 от 20.07.2014.2. Smaller OF, Bridge device for checking electric meters of active energy of induction type, Patent No. 2522706, publ. in No. 20 of 07/20/2014.

3. Меньших О.Ф., Устройство для контроля электросчетчиков, Патент №2521782, опубл. в №19 от 10.07.2014.3. Smaller OF, Device for monitoring electric meters, Patent No. 2521782, publ. No. 19 dated 07/10/2014.

4. Меньших О.Ф., Устройство для исследования работы индукционных электросчетчиков, Патент №2523109, опубл. в №20 от 20.07.2014.4. Smaller OF, Device for researching the operation of induction electric meters, Patent No. 2523109, publ. in No. 20 of 07/20/2014.

5. Меньших О.Ф., Устройство для проверки индукционных приборов учета электроэнергии, Патент №2521307, опубл. в №18 от 27.06.14 (прототип).5. Smaller OF, Device for checking induction electricity meters, Patent No. 2521307, publ. No. 18 dated 06/27/14 (prototype).

6. Меньших О.Ф., Устройство проверки индукционных электросчетчиков, Патент №2532861, опубл. в №31 от 10.11.2014.6. Smaller OF, Device for checking induction electric meters, Patent No. 2532861, publ. No. 31 of 11/10/2014.

7. Меньших О.Ф., Устройство учета электроэнергии, Патент №2521767, опубл. в №19 от 10.07.2014.7. Smaller OF, Electricity metering device, Patent No. 2521767, publ. No. 19 dated 07/10/2014.

7692421 B2, 06.04.2010 US 6362745 Данные патентного поиска7692421 B2, Apr 6, 2010 US 6362745 Patent Search Data

RU 2338217 C1, 10.11.2008. RU 2181894 C1, 27.04.2002. RU 2190859 C2, 10.10.2002. RU 2178892 C2, 27.01.2002. SU 1781628 A1, 15.12.1992. SU 1780022 A1, 07.12.1992. SU 1422199 A1, 07.09.1988. US B1, 26.03.2002 EP 1065508 A2, 03.01.2001.RU 2338217 C1, 11/10/2008. RU 2181894 C1, 04/27/2002. RU 2190859 C2, 10.10.2002. RU 2178892 C2, 01.27.2002. SU 1781628 A1, 12/15/1992. SU 1780022 A1, 12/07/1992. SU 1422199 A1, 09/07/1988. US B1, 03/26/2002 EP 1065508 A2, 03/03/2001.

Claims (1)

Двухполупериодная схема для испытания электросчетчиков на отбор электроэнергии, содержащая мостовую схему из двух параллельно подключенных к сети ветвей, в каждой из которых использован накопительный конденсатор импульсного типа, а в диагонали мостовой схемы использован симистор разрядной цепи, включенный между выводами двух накопительных конденсаторов, другие выводы которых включены к сети, а также устройство управления симистором, отличающаяся тем, что последовательно с накопительными конденсаторами мостовой схемы включены дроссели в соответствующих зарядных ветвях мостовой схемы, а схема управления симистором разрядной цепи, включающим накопительные конденсаторы последовательно при их разряде обратно в сеть, содержит двухзвенную фазосдвигающую цепь с понижающим трансформатором, вторичная обмотка которого включена к переходу «управляющий электрод-катод» симистора разрядной цепи, причем двухзвенная фазосдвигающая цепочка задает сдвиг по фазе сетевого напряжения в диапазоне фаз Δφ в диапазоне π/2<Δφ<π относительно начала каждого периода сетевого напряжения (при φ=0). A two-half-wave circuit for testing electricity meters for power take-off, containing a bridge circuit of two branches connected in parallel to the network, each of which uses a pulse-type storage capacitor, and a discharge circuit triac used between the terminals of two storage capacitors, the other terminals of which are used in the diagonal of the bridge circuit connected to the network, as well as a triac control device, characterized in that the dros is connected in series with the storage capacitors of the bridge circuit ate in the corresponding charging branches of the bridge circuit, and the control circuit of the discharge circuit triac, including storage capacitors in series when they are discharged back into the network, contains a two-phase phase-shifting circuit with a step-down transformer, the secondary winding of which is connected to the "control electrode-cathode" junction of the discharge circuit simistor, moreover, the two-phase phase-shifting chain sets the phase shift of the mains voltage in the phase range Δφ in the range π / 2 <Δφ <π relative to the beginning of each period of the mains voltage (for φ = 0).
RU2015108986/28A 2015-03-13 2015-03-13 Full-wave scheme for testing electricity meters for selection of electric power RU2581186C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015108986/28A RU2581186C1 (en) 2015-03-13 2015-03-13 Full-wave scheme for testing electricity meters for selection of electric power

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015108986/28A RU2581186C1 (en) 2015-03-13 2015-03-13 Full-wave scheme for testing electricity meters for selection of electric power

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2581186C1 true RU2581186C1 (en) 2016-04-20

Family

ID=56194685

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015108986/28A RU2581186C1 (en) 2015-03-13 2015-03-13 Full-wave scheme for testing electricity meters for selection of electric power

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2581186C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1422199A1 (en) * 1987-02-11 1988-09-07 Омский Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта Apparatus for automated checking of pointer-type electric meters
US6362745B1 (en) * 1997-03-26 2002-03-26 Comverge Technologies, Inc. Method of detecting tamper of an electric meter
RU2181894C1 (en) * 2001-09-04 2002-04-27 Ульяновский государственный технический университет Electricity meter
RU2338217C1 (en) * 2007-06-22 2008-11-10 Олег Федорович Меньших Device for testing sensitivity of electronic electricity supply meter with two current circuits with resistive load and reactive compensation

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1422199A1 (en) * 1987-02-11 1988-09-07 Омский Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта Apparatus for automated checking of pointer-type electric meters
US6362745B1 (en) * 1997-03-26 2002-03-26 Comverge Technologies, Inc. Method of detecting tamper of an electric meter
RU2181894C1 (en) * 2001-09-04 2002-04-27 Ульяновский государственный технический университет Electricity meter
RU2338217C1 (en) * 2007-06-22 2008-11-10 Олег Федорович Меньших Device for testing sensitivity of electronic electricity supply meter with two current circuits with resistive load and reactive compensation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20110084715A1 (en) Resistance Measurement in High Power Apparatus Environments
Stanisic Method for static and dynamic resistance measurements of HV circuit breaker
RU2577551C1 (en) Device for testing electric meters
RU2521763C1 (en) Control circuit for induction electricity meters
RU2456623C1 (en) Device for active energy electric metres verification
CN111103550A (en) Apparatus and method for battery impedance measurement
Paul et al. A novel method of measuring inherent power system charging current
RU2581186C1 (en) Full-wave scheme for testing electricity meters for selection of electric power
RU2598773C1 (en) Device for testing inductive electric meters
RU2522706C1 (en) Bridge calibration device for induction-type electric meters of active energy
RU2582881C1 (en) Bidirectional triode thyristor control device of bridge circuit for checking metering of electric power by inductive electric meters
RU2579529C1 (en) Device for controlling thyristors of bridge circuit of device for testing electric meters
RU2521782C1 (en) Device to control electric meters
RU2674513C1 (en) Half-wave circuit for the energy meters testing for the electric power uncontrolled takeoff
RU2589940C2 (en) Device for testing inductive electric meters
RU2572165C1 (en) Device for testing of electric meters
RU2620192C1 (en) Half-wave circuit for electric meter testing for non-controlled power outfeed
CN211826257U (en) High-voltage electrolytic capacitor durability test system
RU2474825C1 (en) Device to inspect operation of single-phase induction electric counters
RU2532861C1 (en) Device for testing of inductive electric meters
RU2581185C1 (en) Half-wave scheme for testing electricity meters for selection of electric power
RU2596626C1 (en) Device for checking newly developed electric meters
RU2568936C1 (en) Electric meters operation scientific instrument
RU2701448C1 (en) Half-wave circuit for testing electric power meters for uncontrolled power take-off
RU2564689C1 (en) Device for verification of inductive electric meters