RU2605142C1 - Device for automatic accounting of vehicle consumed and recuperated power, and parameters of electric and information networks operation - Google Patents

Device for automatic accounting of vehicle consumed and recuperated power, and parameters of electric and information networks operation Download PDF

Info

Publication number
RU2605142C1
RU2605142C1 RU2015124754/11A RU2015124754A RU2605142C1 RU 2605142 C1 RU2605142 C1 RU 2605142C1 RU 2015124754/11 A RU2015124754/11 A RU 2015124754/11A RU 2015124754 A RU2015124754 A RU 2015124754A RU 2605142 C1 RU2605142 C1 RU 2605142C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mobile communication
communication unit
meter
processor
electric
Prior art date
Application number
RU2015124754/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Александрович Тихонов
Марина Викторовна Сорокина
Павел Евгеньевич Цапенко
Татьяна Александровна Пащенко
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Авп Технология"
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 Общество С Ограниченной Ответственностью "Авп Технология" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Авп Технология"
Priority to RU2015124754/11A priority Critical patent/RU2605142C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2605142C1 publication Critical patent/RU2605142C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R21/00Arrangements for measuring electric power or power factor
    • G01R21/133Arrangements for measuring electric power or power factor by using digital technique
    • G01R21/1333Arrangements for measuring electric power or power factor by using digital technique adapted for special tariff measuring
    • G01R21/1336Measuring overconsumption
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R22/00Arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. electricity meters
    • G01R22/06Arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. electricity meters by electronic methods
    • G01R22/10Arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. electricity meters by electronic methods using digital techniques
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00Type of vehicles
    • B60L2200/26Rail vehicles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)

Abstract

FIELD: transport.
SUBSTANCE: invention relates to electric traction vehicles energy consumption monitoring. Device comprises bidirectional electric power meter and mobile communication unit. Meter is directly connected to high voltage line by voltage channel, and by current channel by means of measuring current shunt is to vehicle electric network. Meter includes measurement module, built-in nonvolatile memory and electric power meter processor. Measurement module is equipped with zero crossing detector. Built-in nonvolatile memory control input is connected to electric power meter processor, exchanging digital data with measuring module. Mobile communication unit includes built-in nonvolatile memory, connected to mobile communication unit processor. Mobile communication unit processor is connected to electric power meter processor and vehicle information network.
EFFECT: technical result consists in possibility to perform electric energy measurement and accumulation without changing connection circuit in DC and AC networks.
5 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области учета потребляемой электроэнергии и предназначено для использования на транспортном средстве в составе измерительного комплекса автоматизированного учета электроэнергии и параметров работы транспортных средств. Такие комплексы автоматически в режиме реального времени осуществляют измерение, накопление и передачу на удаленный сервер единой системы мониторинга информации о значениях потребленной и рекуперированной электроэнергии, типе электрической сети, текущих значениях силы тока и напряжения, моментальных значениях потребленной и рекуперированной электроэнергии, расчетных энергетических параметрах и других параметрах, в электрических сетях постоянного и переменного тока, дополнительной информации о конфигурации информационной сети, с привязкой накопленной информации ко времени и измеренным значениям скорости и географическим координатам транспортного средства.The invention relates to the field of metering of consumed electricity and is intended for use on a vehicle as part of a measuring complex of automated metering of electricity and vehicle operating parameters. Such complexes automatically in real time measure, accumulate and transmit to a remote server a unified monitoring system for information on the values of consumed and recovered electricity, type of electrical network, current values of current and voltage, instantaneous values of consumed and recovered electricity, calculated energy parameters and other parameters, in electric networks of direct and alternating current, additional information on the configuration of the information network, with by linking the accumulated information to time and measured values of speed and geographical coordinates of the vehicle.

Измерительный комплекс предназначен для установки на пассажирских и багажных вагонах. Устройство может быть использовано на электровозах постоянного и переменного тока и других железнодорожных транспортных средствах; на подвижных единицах городского общественного транспорта: вагоны метро, трамваи и троллейбусы.The measuring complex is designed for installation on passenger and baggage cars. The device can be used on electric locomotives of direct and alternating current and other railway vehicles; on mobile units of urban public transport: metro cars, trams and trolleybuses.

Наиболее близким аналогом данного изобретения является универсальный электронный счетчик для учета электрической энергии на электроподвижном составе постоянного и переменного тока, предназначенный для установки на электровозах (Патент на полезную модель №97829, МПК G01R 11/00 B60L 3/00, опубл. 20.09.2010 г.).The closest analogue of this invention is a universal electronic meter for metering electric energy on electric rolling stock of direct and alternating current, designed for installation on electric locomotives (Utility Model Patent No. 97829, IPC G01R 11/00 B60L 3/00, publ. September 20, 2010 .).

Указанная полезная модель представляет собой счетчик электроэнергии, состоящий из модуля первичной обработки информации (МПОИ), соединенный по волоконно-оптической линии связи (ВОЛС) с модулем вторичной обработки информации (МВОИ), который в свою очередь по интерфейсу подключен к модулям радиосвязи УКВ, сотовой связи GPRS и GPS/ГЛОНАСС. Питание счетчика осуществляется с помощью изолированного источника питания.The indicated utility model is an electricity meter consisting of a primary information processing module (MPOI) connected via a fiber optic communication line (FOCL) to a secondary information processing module (MVOI), which, in turn, is connected via an interface to VHF radio modules, cellular GPRS and GPS / GLONASS communications. The meter is powered by an isolated power source.

Сигналы от датчиков тока напряжения поступают в МПОИ, который преобразует их в соответствующие цифровые сигналы и передает по ВОЛС в МВОИ для дальнейшей обработки, архивации, регистрации, вывода на цифровой дисплей и передачи на стационарные устройства сбора данных.The signals from the voltage current sensors are supplied to the MPOI, which converts them into the corresponding digital signals and transmits them via the fiber optic link to the MVOI for further processing, archiving, recording, displaying on a digital display and transmitting them to stationary data collection devices.

С помощью модуля GPS/ГЛОНАСС определяется время и месторасположение транспортного средства, что позволяет производить учет электроэнергии с учетом временных и тарифных зон.Using the GPS / GLONASS module, the time and location of the vehicle are determined, which allows for electricity metering taking into account time and tariff zones.

Для учета электроэнергии постоянного и переменного тока входные цепи МПОИ выполнены по дифференциальной схеме с применением усилителей с программируемым коэффициентом усиления. Счетчик имеет два различных алгоритма, по которым ведется учет электроэнергии. По каналу измерения тока счетчик подключается к измерительному трансформатору тока в случае работы с переменным током или к токовому шунту в случае работы с постоянным током. Шунт может быть установлен как в цепи заземления, так и под высоким потенциалом. По каналу напряжения счетчик подключается к делителю напряжения при работе с напряжением постоянного и переменного тока.To account for electric power of direct and alternating current, the input circuits of the MPOI are made according to a differential circuit using amplifiers with a programmable gain. The meter has two different algorithms that record electricity. Through the current measuring channel, the meter is connected to a measuring current transformer in case of working with alternating current or to a current shunt in case of working with direct current. The shunt can be installed both in the ground circuit and at high potential. Through the voltage channel, the counter is connected to the voltage divider when working with DC and AC voltage.

К недостаткам данного устройства относится:The disadvantages of this device include:

- невозможность измерения потребленной и рекуперированной электроэнергии одновременно в цепях постоянного и переменного тока без изменения схемы подключения счетчика;- the impossibility of measuring consumed and recovered electricity simultaneously in direct and alternating current circuits without changing the meter connection diagram;

- отсутствие автоматического определения типа электрической сети;- lack of automatic detection of the type of electrical network;

- отсутствие возможности непосредственного подключения счетчика к цепи высокого напряжения;- the inability to directly connect the meter to the high voltage circuit;

- наличие дополнительной температурной погрешности измерения энергии в диапазоне рабочих температур счетчика (обуславливается отсутствием системы термостатирования МПОИ или всего счетчика в целом);- the presence of additional temperature error of energy measurement in the range of operating temperatures of the meter (due to the lack of thermostatic control system MPOI or the entire meter as a whole);

- не определено конструктивное исполнение счетчика, что является существенным для конечного результата измерений, определяемого классом точности счетчика.- the counter design is not defined, which is essential for the final measurement result, determined by the accuracy class of the counter.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является разработка компактного автоматического устройства, позволяющего выполнять измерение и накопление электроэнергии одновременно (без изменения схемы подключения) в сетях постоянного и переменного тока номинальным значением напряжения 3000 В с классом точности 0,2S или 0,5S, используемой для собственных нужд, измерения скорости, высоты и географических координат вагона, определения диагностической информации о состоянии электрической и информационной сетей вагона и передачи этой информации на удаленный сервер по каналам сотовой связи GSM 800/1900.The problem to which this invention is directed is the development of a compact automatic device that allows measurement and storage of electricity at the same time (without changing the connection diagram) in DC and AC networks with a nominal voltage value of 3000 V with an accuracy class of 0.2S or 0.5S, used for own needs, measuring the speed, height and geographical coordinates of the car, determining diagnostic information about the state of the electric and information networks of the car and transmissions this information to the remote server through the channels GSM 800/1900 cellular communication.

Данная задача решается за счет того, что разработано устройство для автоматического учета электроэнергии, потребленной и рекуперированной транспортным средством, и параметров работы электрической и информационной сетей, содержащее двунаправленный счетчик электроэнергии, который по каналу напряжения непосредственно подключается к линии высокого напряжения, а по каналу тока с помощью измерительного токового шунта к электрической сети транспортного средства, содержащий измерительный модуль, снабженный детектором переходов через нуль, встроенную энергонезависимую память, управляющий вход которой подключен к процессору счетчика электроэнергии, взаимосвязанному с измерительным блоком, блок мобильной связи со встроенной энергонезависимой памятью, подключенной к процессору блока мобильной связи, связанному с процессором счетчика электроэнергии и информационной сети транспортного средства.This problem is solved due to the fact that a device has been developed for automatic metering of electricity consumed and recovered by a vehicle, and operation parameters of electric and information networks, containing a bi-directional electricity meter, which is directly connected to the high voltage line through the voltage channel, and with the current channel using a measuring current shunt to the vehicle electrical network, comprising a measuring module equipped with a zero-crossing detector l, a built-in non-volatile memory, the control input of which is connected to the processor of the electric power meter, interconnected with the measuring unit, a mobile communication unit with built-in non-volatile memory connected to the processor of the mobile communication unit, connected with the processor of the electric power meter and the information network of the vehicle.

Блок мобильной связи имеет совмещенную GSM и GPS/ГЛОНАСС антенну.The mobile communication unit has a combined GSM and GPS / GLONASS antenna.

Счетчик электроэнергии содержит систему термостатирования и размещен в едином, электрически изолированном, пыле- и влагозащищенном корпусе из негорючего пластика.The electricity meter contains a temperature control system and is housed in a single, electrically isolated, dustproof and waterproof housing made of non-combustible plastic.

Блок мобильной связи и счетчик электроэнергии связаны между собой по интерфейсу CAN.The mobile communication unit and the electricity meter are interconnected via the CAN interface.

Структурная схема предлагаемой полезной модели измерительного комплекса автоматического учета электроэнергии и параметров работы электрической сети представлена на Рис. 1. Поставщик электроэнергии (1) через контактную электрическую сеть (2) подает электропитание в высоковольтную сеть (4) транспортного средства (2), питая потребители (3) транспортного средства (вагон, электровоз, троллейбус, трамвай и т.п.). Транспортное средство для учета электроэнергии оборудуется измерительным комплексом (6) в следующем составе: устройство для автоматического учета электроэнергии, потребляемой транспортным средством, содержащее счетчик (7) со встроенной энергонезависимой памятью, шунт (8), блок мобильной связи (9) со встроенной энергонезависимой памятью, процессором и совмещенной GSM и GPS/ГЛОНАСС антенной (15) и индикатор (10) (поставляется опционально, по требованию заказчика). Измерительный комплекс, используя устройство для автоматического учета электроэнергии, потребляемой транспортным средством, содержащее счетчик электроэнергии и блок мобильной связи, автоматически в режиме реального времени измеряет, обрабатывает, накапливает и передает информацию о значениях потребленной и рекуперированной электроэнергии, типе электрической сети, текущих значениях силы тока и напряжения, моментальных значениях потребленной и рекуперированной электроэнергии, расчетных энергетических параметрах и других параметрах электрической сети, скорости и географических координатах транспортного средства, дополнительную информацию о конфигурации информационной сети на удаленный сервер (12) единой системы мониторинга (13). В случае отсутствия покрытия мобильной связью зоны местонахождения транспортного средства (2), информация о потребленной электроэнергии накапливается во внутренней энергонезависимой памяти счетчика (7), информация о типе электрической сети, текущих значениях силы тока и напряжения, моментальных значениях потребленной и рекуперированной электроэнергии, расчетных энергетических параметрах и других параметрах электрической сети, скорости и географических координатах транспортного средства, дополнительная информация о конфигурации информационной сети обрабатывается процессором блока мобильной связи (9) и сохраняется во внутренней энергонезависимой памяти блока мобильной связи (9). При возобновлении зоны покрытия мобильной связи (наличие устойчивого сигнала мобильной сети) процессор блока мобильной связи (9) дает команду на передачу информации, накопленной в энергонезависимой памяти блока мобильной связи и счетчика электроэнергии, на удаленный сервер. Также эта информация может быть получена по запросу с удаленного сервера (12) единой системы мониторинга (13).The structural diagram of the proposed utility model of the measuring complex for automatic metering of electricity and the parameters of the electrical network is shown in Fig. 1. The electricity supplier (1) through the contact electric network (2) supplies power to the high-voltage network (4) of the vehicle (2), feeding consumers (3) of the vehicle (wagon, electric locomotive, trolleybus, tram, etc.). A vehicle for metering electricity is equipped with a measuring complex (6) as follows: a device for automatically metering electricity consumed by a vehicle, containing a meter (7) with integrated non-volatile memory, a shunt (8), a mobile communication unit (9) with built-in non-volatile memory , a processor and a combined GSM and GPS / GLONASS antenna (15) and an indicator (10) (supplied optionally, at the request of the customer). The measuring complex, using a device for automatic metering of electricity consumed by a vehicle, containing an electricity meter and a mobile communication unit, automatically measures, processes, accumulates and transmits information on the values of consumed and recovered electricity, type of electric network, current values of current in real time and voltage, instantaneous values of consumed and recovered electricity, calculated energy parameters and other parameters x mains, speed and geographic coordinates of the vehicle, additional information about the network configuration information to a remote server (12) a unified monitoring system (13). In the absence of coverage of the vehicle’s location zone by mobile communication (2), information on the consumed electricity is accumulated in the internal non-volatile memory of the meter (7), information on the type of electric network, current values of current and voltage, instantaneous values of consumed and recovered electricity, calculated energy parameters and other parameters of the electric network, speed and geographical coordinates of the vehicle, additional information on the configuration of the formation network is processed by the processor of the mobile communication unit (9) and stored in the internal non-volatile memory of the mobile communication unit (9). When renewing the coverage area of a mobile communication (the presence of a stable signal of a mobile network), the processor of the mobile communication unit (9) gives a command to transmit information stored in the non-volatile memory of the mobile communication unit and the electricity meter to a remote server. Also, this information can be obtained upon request from a remote server (12) of the unified monitoring system (13).

При необходимости визуального контроля и считывания оператором данных передаваемых измерительным комплексом, он может оборудоваться отдельным индикатором (10), подключаемым к счетчику (7) и блоку мобильной связи (9) через информационную сеть (14).If necessary, visual control and reading by the operator of the data transmitted by the measuring complex, it can be equipped with a separate indicator (10) connected to the counter (7) and the mobile communication unit (9) through the information network (14).

В устройстве для автоматического учета электроэнергии, потребленной и рекуперированной транспортным средством, и параметров работы электрической и информационной сетей используется счетчик электроэнергии, который также включает в себя гальванически развязанные измерительный модуль и процессор счетчика электроэнергии (модуль центрального процессора или микроконтроллера), обменивающиеся между собой цифровыми данными, и питающиеся от гальванически развязанного источника питания. Измерительный шунт так же может быть установлен в цепи заземления, так и под высоким потенциалом. В отличие от полезной модели, описанной в патенте №97829, МПК G01R 11/00 B60L 3/00, гальваническая развязка измерительного модуля и процессора осуществляется с помощью трансформатора с высоковольтной изоляцией. Измерительный модуль автоматически преобразует напряжение и ток на входе счетчика в поток цифровых данных и передает их в процессор. Определение типа электрической сети и выбор режима работы счетчика (постоянный или переменный ток) выполняется измерительным модулем автоматически с помощью детектора переходов через нуль, который измеряет период входного напряжения и делает вывод о типе сети, на основе которого изменяется алгоритм работы счетчика. При этом схема подключения счетчика при измерении потребленной и рекуперированной электроэнергии в сетях постоянного и переменного тока номинальным значением 3000 В остается неизменной. Данное техническое решение применяется на пассажирских и багажных вагонах для учета потребленной электроэнергии постоянного и переменного тока используемой для собственных нужд. Счетчик является двунаправленным и позволяет в случае необходимости учитывать энергию прямого и обратного направления, т.е. потребленную и рекуперированную (актуально для электровозов и другой техники оснащенной системой рекуперации электроэнергии).The device for automatic metering of electricity consumed and recovered by the vehicle, and the operation parameters of the electric and information networks uses an electricity meter, which also includes a galvanically isolated measuring module and an electricity meter processor (central processor or microcontroller module) exchanging digital data with each other , and powered by a galvanically isolated power source. A measuring shunt can also be installed in the ground circuit, and at high potential. In contrast to the utility model described in patent No. 97829, IPC G01R 11/00 B60L 3/00, galvanic isolation of the measuring module and processor is carried out using a transformer with high voltage insulation. The measuring module automatically converts the voltage and current at the input of the meter into a digital data stream and transfers them to the processor. Determination of the type of electric network and selection of the meter's operating mode (direct or alternating current) is carried out automatically by the measuring module using a zero-crossing detector, which measures the period of the input voltage and makes a conclusion about the type of network based on which the algorithm of the meter changes. At the same time, the meter connection scheme for measuring consumed and recovered electricity in DC and AC networks with a nominal value of 3000 V remains unchanged. This technical solution is used on passenger and baggage cars to account for the consumed electricity of direct and alternating current used for own needs. The counter is bidirectional and allows, if necessary, to take into account the energy of the forward and reverse directions, i.e. consumed and recovered (relevant for electric locomotives and other equipment equipped with an energy recovery system).

Кроме того, измерительный ввод счетчика по напряжению непосредственно подключается в цепь высокого напряжения, что позволяет исключить погрешность измерения потребленной и рекуперированной энергии за счет изменения методики измерения. При таком подключении измерения тока и напряжения проходят в первичной высоковольтной обмотке, в отличие от принятого сейчас в большинстве случаев на электровозах метода измерения тока в первичной обмотке, а напряжения во вторичной обмотке высоковольтного трансформатора.In addition, the measuring input of the voltage counter is directly connected to the high voltage circuit, which eliminates the error in measuring the consumed and recovered energy by changing the measurement procedure. With this connection, current and voltage measurements are taken in the primary high-voltage winding, in contrast to the method of measuring current in the primary winding, and the voltage in the secondary winding of a high-voltage transformer, which is now accepted in most cases on electric locomotives.

Измерительный модуль счетчика измеряет диагностические данные о типе электрической сети, текущие значения силы тока и напряжения, моментальные значения потребленной и рекуперированной электроэнергии и передает их в модуль центрального процессора для обработки и передачи. Центральный процессор счетчика связан со встроенной энергонезависимой памятью счетчика, что позволяет постоянно сохранять и накапливать данные о потребленной энергии постоянного и переменного тока. Диагностические данные о типе электрической сети, текущие значения силы тока и напряжения, моментальные значения потребленной и рекуперированной электроэнергии, расчетные энергетические параметры, а также данные о потребленной энергии по информационной сети передаются в процессор блока мобильной связи, где они обрабатываются, накапливаются и передаются по каналу сотовой связи GSM, GPRS на удаленный сервер. Блок мобильной связи на основании сигналов, получаемых по каналам сотовой связи GSM, GPRS и GPS/ГЛОНАСС приемника, осуществляет привязку полученных данных ко времени и измеренным значениям скорости и географическим координатам транспортного средства. В случае отсутствия покрытия мобильной связью зоны местонахождения транспортного средства и невозможности передачи данных на удаленный сервер диагностические данные о типе электрической сети, текущие значения силы тока и напряжения, моментальные значения потребленной и рекуперированной электроэнергии, расчетные энергетические параметры, дополнительная информация о конфигурации информационной сети с привязкой накопленной информации ко времени и измеренным значениям скорости и географическим координатам транспортного средства накапливаются в энергонезависимой памяти блока мобильной связи. Блок мобильной связи позволяет передавать информацию по командам запроса, поступающим по каналу сотовой GSM связи, с удаленного сервера. Измерительный комплекс автоматически в режиме реального времени измеряет, накапливает и при нахождении транспортного средства в зоне покрытия мобильной связи передает информацию на удаленный сервер. Реализация такого алгоритма работы обеспечивается центральным процессором счетчика и процессором блока мобильной связи с помощью согласованного протокола обмена по интерфейсу CAN 2.0 и каналу сотовой связи GSM, GPRS.The measuring module of the counter measures diagnostic data on the type of electric network, current values of current and voltage, instantaneous values of consumed and recovered electricity and transmits them to the central processor module for processing and transmission. The central processor of the meter is connected to the built-in non-volatile memory of the meter, which allows you to constantly save and accumulate data on the consumed energy of direct and alternating current. Diagnostic data on the type of electric network, current values of current and voltage, instantaneous values of consumed and recovered electricity, calculated energy parameters, as well as data on energy consumed through the information network are transmitted to the processor of the mobile communication unit, where they are processed, accumulated and transmitted over the channel GSM cellular, GPRS to a remote server. The mobile communication unit, based on the signals received via the GSM, GPRS and GPS / GLONASS receiver cellular channels, carries out the binding of the received data to the time and the measured speed values and geographical coordinates of the vehicle. In the absence of mobile coverage of the vehicle’s location zone and the impossibility of transmitting data to a remote server, diagnostic data on the type of electric network, current values of current and voltage, instantaneous values of consumed and recovered electricity, calculated energy parameters, additional information about the configuration of the information network with reference accumulated information on time and measured values of speed and geographical coordinates of the vehicle n kaplivayutsya in the nonvolatile memory of the mobile communication unit. The mobile communication unit allows you to transmit information on request commands received via the GSM cellular channel from a remote server. The measuring complex automatically real-time measures, accumulates and, when the vehicle is in the mobile coverage area, transmits information to a remote server. The implementation of such an operation algorithm is provided by the central counter processor and the processor of the mobile communication unit using the agreed exchange protocol via the CAN 2.0 interface and the GSM, GPRS cellular communication channel.

Особенностью счетчика в составе измерительного комплекса также является отсутствие дополнительной температурной погрешности в диапазоне рабочих температур от минус 50 до плюс 60°C благодаря конструктивному решению: измерительный модуль помещен во встроенный в счетчик термостат с системой автоматического подержания оптимальной рабочей температуры. Счетчик имеет компактный электрически изолированный, пыле- и влагозащищенный корпус, выполненный из негорючего пластика, в котором скомпонованы: измерительный модуль, модуль центрального процессора, подключены измерительные вводы тока и напряжения, соединители внешнего питания, поступающего от бортовой сети транспортного средства, и внешнего интерфейса.A specific feature of the meter as part of the measuring complex is the absence of an additional temperature error in the operating temperature range from minus 50 to plus 60 ° C due to the constructive solution: the measuring module is placed in a thermostat built into the meter with a system for automatically maintaining the optimal operating temperature. The meter has a compact, electrically insulated, dust- and moisture-proof housing made of non-combustible plastic, in which are arranged: measuring module, central processor module, connected current and voltage inputs, external power connectors from the vehicle’s onboard network, and external interface.

Такое конструктивное решение позволяет располагать счетчик непосредственно у источника высокого напряжения, например, в неотапливаемых высоковольтных подвагонных ящиках или высоковольтной камере электровоза, и по интерфейсу передавать информацию в блок мобильной связи и для отображения на индикатор.Such a constructive solution allows you to place the meter directly at the high voltage source, for example, in unheated high-voltage car boxes or a high-voltage chamber of an electric locomotive, and transmit information via an interface to a mobile communication unit and for display on the indicator.

Примененные технические решения позволили реализовать измерение электроэнергии в цепях постоянного и переменного тока с классом точности 0,2S или 0,5S.The applied technical solutions made it possible to measure electricity in direct and alternating current circuits with an accuracy class of 0.2S or 0.5S.

В счетчике электроэнергии обеспечивается поддержание постоянной рабочей температуры измерительного модуля счетчика и исключения дополнительной температурной погрешности измерений.The electricity meter maintains a constant operating temperature of the meter’s measuring module and eliminates additional temperature measurement errors.

Использование детектора перехода через нуль обеспечивает автоматическое определение типа электрической сети, в которой работает счетчик (постоянный или переменный ток) и позволяет вести учет электроэнергии без изменения схемы подключения счетчика.Using a zero-crossing detector provides automatic determination of the type of electric network in which the meter operates (direct or alternating current) and allows you to record electricity without changing the connection diagram of the meter.

Использование двунаправленного счетчика электроэнергии и обеспечивает измерение энергии как потребленной, так и рекуперированной.The use of a bi-directional energy meter provides the measurement of energy both consumed and recovered.

Использование единого, электрически изолированного, пыле- и влагозащищенного корпуса, выполненного из негорючего пластика, позволяет его устанавливать в необогреваемых помещениях непосредственно у источника высокого напряжения.The use of a single, electrically isolated, dust- and moisture-proof housing made of non-combustible plastic allows it to be installed in unheated rooms directly at the high voltage source.

Claims (5)

1. Устройство для автоматического учета электроэнергии, потребленной и рекуперированной транспортным средством, и параметров работы электрической и информационной сетей, содержащее двунаправленный счетчик электроэнергии, который по каналу напряжения непосредственно подключается к линии высокого напряжения, а по каналу тока с помощью измерительного токового шунта к электрической сети транспортного средства, включающий в себя измерительный модуль, снабженный детектором переходов через нуль, встроенную энергонезависимую память, управляющий вход которой подключен к процессору счетчика электроэнергии, обменивающемуся цифровыми данными с измерительным модулем, блок мобильной связи со встроенной энергонезависимой памятью, подключенной к процессору блока мобильной связи, связанному с процессором счетчика электроэнергии и информационной сети транспортного средства.1. Device for automatic metering of electricity consumed and recovered by a vehicle, and the parameters of the electric and information networks, containing a bi-directional electricity meter, which is directly connected to the high voltage line through the voltage channel, and the current channel using the measuring current shunt to the electric network vehicle, including a measuring module, equipped with a zero-crossing detector, built-in non-volatile memory, control The main input of which is connected to the processor of the electric power meter, which exchanges digital data with the measuring module, and the mobile communication unit with integrated non-volatile memory connected to the processor of the mobile communication unit connected to the processor of the electric power meter and information network of the vehicle. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок мобильной связи имеет совмещенную GSM и GPS/ГЛОНАСС антенну.2. The device according to claim 1, characterized in that the mobile communication unit has a combined GSM and GPS / GLONASS antenna. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что счетчик электроэнергии содержит систему термостатирования.3. The device according to p. 1, characterized in that the electricity meter contains a temperature control system. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что счетчик электроэнергии размещен в едином, электрически изолированном, пыле- и влагозащищенном корпусе из негорючего пластика.4. The device according to p. 1, characterized in that the electricity meter is placed in a single, electrically isolated, dustproof and waterproof housing made of non-combustible plastic. 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок мобильной связи и счетчик электроэнергии связаны между собой по интерфейсу CAN. 5. The device according to claim 1, characterized in that the mobile communication unit and the electricity meter are interconnected via a CAN interface.
RU2015124754/11A 2015-06-24 2015-06-24 Device for automatic accounting of vehicle consumed and recuperated power, and parameters of electric and information networks operation RU2605142C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015124754/11A RU2605142C1 (en) 2015-06-24 2015-06-24 Device for automatic accounting of vehicle consumed and recuperated power, and parameters of electric and information networks operation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015124754/11A RU2605142C1 (en) 2015-06-24 2015-06-24 Device for automatic accounting of vehicle consumed and recuperated power, and parameters of electric and information networks operation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2605142C1 true RU2605142C1 (en) 2016-12-20

Family

ID=58697395

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015124754/11A RU2605142C1 (en) 2015-06-24 2015-06-24 Device for automatic accounting of vehicle consumed and recuperated power, and parameters of electric and information networks operation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2605142C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2643923C1 (en) * 2017-03-02 2018-02-06 Аркадий Павлович Германский Electricity meter
RU188125U1 (en) * 2018-09-13 2019-03-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения" A device for metering electrical energy on electromotion of direct and alternating current
RU189087U1 (en) * 2019-01-10 2019-05-13 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения" A device for metering electrical energy in electric rolling stock of direct and alternating current
RU206735U1 (en) * 2020-12-15 2021-09-24 Валентин Дмитриевич Остудин DEVICE FOR MEASURING ENERGY CONSUMPTION BY MOBILE ELECTRIC TRANSPORT

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU82637U1 (en) * 2008-11-11 2009-05-10 Нина Борисовна Никифорова DEVICE FOR MEASURING AND ACCOUNTING ELECTRICITY DISTRIBUTION ON AC ELECTRIC CAR
CN201296176Y (en) * 2008-07-17 2009-08-26 安徽中铁电脑科技有限公司 Remote wireless electricity consumption acquisition and management system dedicated to electric power locomotive engine
RU97829U1 (en) * 2010-05-05 2010-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Омский государственный университет путей сообщения UNIVERSAL ELECTRONIC METER FOR ACCOUNTING ELECTRIC ENERGY ON ELECTRIC MOBILE COMPOSITION OF DC AND AC
RU2427916C1 (en) * 2010-04-19 2011-08-27 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте" (ОАО "НИИАС") System of commercial metering of electric power consumed with traction equipment

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201296176Y (en) * 2008-07-17 2009-08-26 安徽中铁电脑科技有限公司 Remote wireless electricity consumption acquisition and management system dedicated to electric power locomotive engine
RU82637U1 (en) * 2008-11-11 2009-05-10 Нина Борисовна Никифорова DEVICE FOR MEASURING AND ACCOUNTING ELECTRICITY DISTRIBUTION ON AC ELECTRIC CAR
RU2427916C1 (en) * 2010-04-19 2011-08-27 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте" (ОАО "НИИАС") System of commercial metering of electric power consumed with traction equipment
RU97829U1 (en) * 2010-05-05 2010-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Омский государственный университет путей сообщения UNIVERSAL ELECTRONIC METER FOR ACCOUNTING ELECTRIC ENERGY ON ELECTRIC MOBILE COMPOSITION OF DC AND AC

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2643923C1 (en) * 2017-03-02 2018-02-06 Аркадий Павлович Германский Electricity meter
RU188125U1 (en) * 2018-09-13 2019-03-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения" A device for metering electrical energy on electromotion of direct and alternating current
RU189087U1 (en) * 2019-01-10 2019-05-13 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения" A device for metering electrical energy in electric rolling stock of direct and alternating current
RU206735U1 (en) * 2020-12-15 2021-09-24 Валентин Дмитриевич Остудин DEVICE FOR MEASURING ENERGY CONSUMPTION BY MOBILE ELECTRIC TRANSPORT

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2605142C1 (en) Device for automatic accounting of vehicle consumed and recuperated power, and parameters of electric and information networks operation
TWI633023B (en) Module, electric car and intermediate server for location based power mediation and user authentication socket or connector used for the same
CN105004918B (en) The harvester of city rail train energy consumption data
US20110106336A1 (en) Vehicle Utility Communication System
US20150212138A1 (en) Method for detecting open-circuit faults in electric power distribution system, and power distribution facilities management system
CN105790794B (en) A kind of area's route online recognition system
CN204405200U (en) Based on the transmission route survey system of radio sensing network
KR20110101846A (en) Data service system on power line communication with electric car charging device
WO2009065294A1 (en) Auto-metering unit for power distribution transformer
RU97829U1 (en) UNIVERSAL ELECTRONIC METER FOR ACCOUNTING ELECTRIC ENERGY ON ELECTRIC MOBILE COMPOSITION OF DC AND AC
CN104515616B (en) Transforming plant primary equipment temperature monitoring cruising inspection system
RU2683787C1 (en) Device for remote monitoring of high voltage transmission lines
CN207067800U (en) Pure electric sanitation sweeper and its automated driving system
CN111049260B (en) System for monitoring alternating current-direct current signals of railway passenger vehicles
CN204405762U (en) Based on the transmission route survey device of radio sensing network
CN207586307U (en) A kind of anti-electricity-theft current collecting device of distribution line
KR101498100B1 (en) Electric car and intermediate server for location based power mediation
KR101726279B1 (en) Method and apparatus for remote metering the consumption of electricity over power line network
RU188125U1 (en) A device for metering electrical energy on electromotion of direct and alternating current
RU2616759C2 (en) Vehicle onboard devices parameters monitoring device
RU153784U1 (en) DEVICE FOR AUTOMATIC METERING OF ELECTRIC POWER CONSUMPTED BY VEHICLE AND OPERATION PARAMETERS OF ELECTRICAL AND INFORMATION NETWORKS
RU189087U1 (en) A device for metering electrical energy in electric rolling stock of direct and alternating current
CN203365600U (en) Branch contact network fault positioning system
CN205355535U (en) Box type transformer station
CN109428397A (en) A kind of seek matches integral intelligent platform area