RU2803643C1

RU2803643C1 - Mobile portable three-phase timer-electricity meter with current measurement in the neutral conductor

Info

Publication number: RU2803643C1
Application number: RU2022127306A
Authority: RU
Inventors: Алексей Валерьевич Букреев; Александр Владимирович Виноградов; Алина Васильевна Виноградова; Анжела Канвековна Букреева
Filing date: 2022-10-20
Publication date: 2023-09-19

Abstract

FIELD: electronic engineering and instrumentation.

SUBSTANCE: invention is aimed to increase the functionality and expand the scope of application due to the ability to measure current in the neutral wire and provide the ability to measure the frequency of the electrical network. For this purpose, a mobile portable three-phase timer-electric meter with current measurement in the neutral conductor for measuring the parameters of operating modes of the electrical network, containing a microcontroller, display and alarm units, a real-time clock and data recording, three removable current sensors installed on the phase conductors and a voltage sensor, characterized in that it is equipped with an additional removable current sensor installed on the neutral conductor of the electrical network under study, two voltage sensors, each connected to the neutral conductor and the phase conductor of different phases, and a built-in module for measuring the frequency of the electrical network, the outputs of which are connected to the inputs of the microcontroller, blocks indications and alarms and data recording are connected by inputs to microcontroller outputs.

EFFECT: increased functionality and expanded scope of application due to the ability to measure current in the neutral wire, as well as the ability to measure the frequency of the electrical network.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электронно-измерительной технике, в частности к области обследования электрических сетей, и может быть использовано для измерения параметров режимов работы электрической сети.The invention relates to electronic measuring technology, in particular to the field of inspection of electrical networks, and can be used to measure parameters of operating modes of an electrical network.

Известен таймер-электросчётчик мобильный портативный (Патент на ПМ № 191056, Российская Федерация, МПК G01R 19/00, опубл. 22.07.2019, Бюл. № 21).A mobile portable electric timer is known (Patent for PM No. 191056, Russian Federation, IPC G01R 19/00, publ. 07/22/2019, Bulletin No. 21).

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство таймер-электросчётчик мобильный портативный трёхфазный, позволяющее выполнять мобильное измерение текущих и максимальных значений мощности, тока, напряжения, в трехфазной сети, вести фиксацию потреблённого электрооборудованием или участком цепи количества электроэнергии без нарушения изоляции питающего провода, а также выявлять хищения электроэнергии при обходах потребителей, в том числе трёхфазных; составлять энергобаланс объектов при проведении энергоаудита; определять коэффициенты, характеризующие время использования оборудования, режимов его работы (ПН, ПК и т.п.); уточнять правильность выбора проводов и кабелей; исследовать суточные графики нагрузки, что приведет к уменьшению недоотпуска электроэнергии потребителям, повышению надежности и эффективности систем электроснабжения потребителей и фиксации реальных режимов работы трёхфазной сети (Патент на ПМ № 195905, Российская Федерация, МПК G01R 19/00, опубл. 11.02.2020, Бюл. № 5).The device closest to the proposed invention is a mobile portable three-phase timer-electric meter device, which allows for mobile measurement of current and maximum values of power, current, voltage in a three-phase network, recording the amount of electricity consumed by electrical equipment or a section of the circuit without violating the insulation of the supply wire, and also identifying theft of electricity when visiting consumers, including three-phase ones; draw up an energy balance of facilities during an energy audit; determine coefficients characterizing the time of use of equipment, its operating modes (PN, PC, etc.); clarify the correct choice of wires and cables; explore daily load patterns, which will lead to a reduction in the undersupply of electricity to consumers, increasing the reliability and efficiency of power supply systems for consumers and recording the actual operating modes of a three-phase network (Patent for PM No. 195905, Russian Federation, IPC G01R 19/00, publ. 02/11/2020, Bulletin No. 5).

Недостатком известного устройства является недостаточная функциональность и ограниченная область применения, так как оно не позволяет измерять ток в нулевом проводе, а также частоту электрической сети.The disadvantage of the known device is its lack of functionality and limited scope of application, since it does not allow measuring the current in the neutral wire, as well as the frequency of the electrical network.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение функциональности и расширение области применения за счёт возможности измерения тока в нулевом проводе, обеспечения возможности измерения частоты электрической сети.The technical objective of the proposed invention is to increase functionality and expand the scope of application due to the ability to measure current in the neutral wire, providing the ability to measure the frequency of the electrical network.

Технический результат достигается тем, что предлагаемый таймер-электросчётчик мобильный портативный трёхфазный с измерением тока в нулевом проводнике для измерения параметров режимов работы электрической сети, содержащий микроконтроллер, блоки индикации и сигнализации, часов реального времени и записи данных, три съемных датчика тока, установленных на фазные проводники и датчик напряжения, согласно изобретению, снабжён дополнительным съемным датчиком тока, установленным на нулевой проводник исследуемой электрической сети, двумя датчиками напряжения, подключаемыми каждый к нулевому проводнику и фазному проводнику разных фаз, и встроенным модулем измерения частоты электрической сети, выходы которых подключены ко входам микроконтроллера, блоки индикации и сигнализации и записи данных подключены входами с выходами микроконтроллера.The technical result is achieved by the fact that the proposed timer-electricity meter is a mobile portable three-phase with current measurement in the neutral conductor for measuring parameters of operating modes of the electrical network, containing a microcontroller, display and alarm units, a real-time clock and data recording, three removable current sensors installed on phase conductors and a voltage sensor, according to the invention, is equipped with an additional removable current sensor installed on the neutral conductor of the electrical network under study, two voltage sensors, each connected to the neutral conductor and the phase conductor of different phases, and a built-in module for measuring the frequency of the electrical network, the outputs of which are connected to the inputs microcontroller, indication and signaling and data recording units are connected by inputs to microcontroller outputs.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, где представлена общая схема таймера-электросчётчика мобильного портативного трёхфазного с измерением тока в нулевом проводнике.The essence of the proposed invention is illustrated by the drawing, which shows the general diagram of a mobile portable three-phase timer-electricity meter with current measurement in the neutral conductor.

Таймер-электросчётчик мобильный портативный трёхфазный с измерением тока в нулевом проводнике для измерения параметров режимов работы электрической сети содержит: 1 – микроконтроллер МК1, 2 – датчики тока ДТ2-ДТ5, 3 – датчики напряжения ДН6-ДН8, 4 – модуль измерения частоты МИЧ9; 5 – блок часов реального времени БЧРВ10; 6 – блок записи данных БЗД11; 7 – блок индикации и сигнализации БИС12.ДТ2-ДТ5 соединены с силовой сетью на вводе устройства и соединены с МК1, осуществляют контроль токов в точке их установки и передачу измеренных значений в МК1. ДН6-ДН8 соединены с силовой сетью на вводе устройства и соединены с МК1, осуществляют контроль напряжений в точке их установки и передачу измеренных значений в МК1. МИЧ9 соединен с силовой сетью на вводе устройства и соединен с МК1, осуществляют измерение частоты в точке подключения к электрической сети и передачу измеренных значений в МК1. БЧРВ10 соединён с МК1, осуществляет привязку измеряемых параметров к астрономическим времени и дате. БЗД11 соединён с МК1, осуществляет запись измеряемых параметров на внешний накопитель устройства. МК1 соединён с ДТ2-ДТ5, ДН6-ДН8, МИЧ9 осуществляет приём и обработку измеренных ими значений тока, напряжения и частоты, соединён с БЧРВ10, осуществляет контроль синхронизации данных по астрономическому времени, соединён с БЗД11, осуществляет отправку команд на запись данных, соединён с БИС12 и осуществляет индикацию на дисплее устройства.A portable three-phase mobile timer-electric meter with current measurement in the neutral conductor for measuring parameters of operating modes of the electrical network contains: 1 – microcontroller MK1, 2 – current sensors DT2-DT5, 3 – voltage sensors DN6-DN8, 4 – frequency measurement module MICH9; 5 – block of real time clock BFRV10; 6 – data recording unit BZD11; 7 – indication and signaling unit BIS12.DT2-DT5 are connected to the power network at the input of the device and connected to MK1, monitoring currents at the point of their installation and transmitting measured values to MK1. DN6-DN8 are connected to the power network at the device input and connected to MK1, monitoring voltages at the point of their installation and transmitting measured values to MK1. MICH9 is connected to the power network at the input of the device and connected to MK1, the frequency is measured at the point of connection to the electrical network and the measured values are transferred to MK1. BCHRV10 is connected to MK1 and binds the measured parameters to astronomical time and date. BZD11 is connected to MK1 and records the measured parameters to the external storage device. MK1 is connected to DT2-DT5, DN6-DN8, MICH9 receives and processes the values of current, voltage and frequency measured by them, is connected to BCHRV10, controls the synchronization of data according to astronomical time, is connected to BZD11, sends commands to record data, is connected to BIS12 and displays on the device display.

Таймер-электросчётчик мобильный портативный трёхфазный с измерением тока в нулевом проводнике работает следующим образом.A mobile portable three-phase timer-electricity meter with current measurement in the neutral conductor works as follows.

Съемные датчики тока ДТ2-ДТ4 и датчики напряжения ДН5-ДН7 устройства подключаются к фазным проводникам исследуемой электрической сети, съемный датчик тока ДТ5 подключается к нулевому проводнику. Датчики производят измерение токов и напряжений и передают данные на микроконтроллер МК1, который обрабатывает их с получением данных о параметрах режима работы электрической сети, в том числе значениях тока и напряжения, значение тока в нулевом проводнике, потреблении электроэнергии, частоте электрической сети, значениях параметров качества электрической энергии. Removable current sensors DT2-DT4 and voltage sensors DN5-DN7 of the device are connected to the phase conductors of the electrical network under study, a removable current sensor DT5 is connected to the neutral conductor. The sensors measure currents and voltages and transmit the data to the MK1 microcontroller, which processes them to obtain data on the operating mode parameters of the electrical network, including current and voltage values, the value of the current in the neutral conductor, electricity consumption, frequency of the electrical network, and quality parameter values electrical energy.

Микроконтроллер МК1, который обрабатывает значения датчиков тока ДТ2-ДТ5 и напряжения ДН6-ДН8, выполняет необходимые расчеты параметров электрической сети. Блок записи данных БЗД11 производят запись всех измеряемых данных устройства. Блок часов реального времени БЧРВ10 производит привязку этих данных к астрономическому времени и дате.Microcontroller MK1, which processes the values of current sensors DT2-DT5 and voltage DN6-DN8, performs the necessary calculations of electrical network parameters. The BZD11 data recording unit records all measured data of the device. The real-time clock block BCHRV10 binds this data to astronomical time and date.

Один вход каждого из датчиков напряжения ДН6-ДН8 подключается к нулевому проводнику, второй к фазному через специальные зажимы. Съемные датчики тока ДТ2-ДТ4 благодаря своей конструкции (разъемные трансформаторы тока) одеваются на фазные проводники электрической сети в точке установки. Съемный датчик тока ДТ5 одевается на нулевой проводник электрической сети в точке установки. Выходы датчиков напряжения ДН6-ДН8 и тока ДТ2-ДТ5, модуля измерения частоты МИЧ9, блока часов реального времени БЧРВ10, блока записи данных БЗД11, блока индикации и сигнализации БИС12 подключаются к входам микроконтроллера МК1. One input of each of the voltage sensors DN6-DN8 is connected to the neutral conductor, the second to the phase conductor through special clamps. Removable current sensors DT2-DT4 due to their design (detachable current transformers) are placed on the phase conductors of the electrical network at the installation point. The removable current sensor DT5 is placed on the neutral conductor of the electrical network at the installation point. The outputs of voltage sensors DN6-DN8 and current DT2-DT5, frequency measurement module MICH9, real-time clock unit BChRV10, data recording unit BZD11, indication and signaling unit BIS12 are connected to the inputs of microcontroller MK1.

Применение предлагаемого таймера-электросчётчика мобильного портативного трёхфазного с измерением тока в нулевом проводнике для измерения параметров режимов работы электрической сети позволяет осуществить измерение параметров режимов работы исследуемой электрической сети, вести фиксацию в данных точках потреблённой электроэнергии, архивировать измеряемые значения с возможностью их просмотра с любого персонального компьютера. Это позволяет выявлять хищения электроэнергии, выявлять участки ЛЭП с повышенными потерями электроэнергии и потерями напряжения, выявлять участки сети с недостаточной пропускной способностью, выявлять участки сети с отклонениями качества электроэнергии, выявлять несимметрию в сети, проверять соответствие потребляемой абонентами мощности договорным условиям, уточнять правильность выбора проводов и кабелей.The use of the proposed mobile portable three-phase timer-electricity meter with current measurement in the neutral conductor to measure the parameters of the operating modes of the electrical network allows you to measure the parameters of the operating modes of the electrical network under study, record the consumed electricity at these points, archive the measured values with the ability to view them from any personal computer . This allows you to identify electricity thefts, identify sections of power lines with increased electricity losses and voltage losses, identify sections of the network with insufficient capacity, identify sections of the network with deviations in the quality of electricity, identify asymmetries in the network, check the compliance of the power consumed by subscribers with the contractual conditions, and clarify the correct choice of wires and cables.

Claims

Mobile portable three-phase timer-electric meter with current measurement in the neutral conductor for measuring the parameters of operating modes of the electrical network, containing a microcontroller, display and alarm units, a real-time clock and data recording, three removable current sensors installed on the phase conductors and a voltage sensor, characterized by that it is equipped with an additional removable current sensor installed on the neutral conductor of the electrical network under study, two voltage sensors, each connected to the neutral conductor and the phase conductor of different phases, and a built-in module for measuring the frequency of the electrical network, the outputs of which are connected to the inputs of the microcontroller, display units and alarms and data recording are connected by inputs to microcontroller outputs.