RU90569U1 - Системный счетчик электрической энергии - Google Patents

Abstract

Системный счетчик электрической энергии, содержащий датчик тока, включенный по входу последовательно с нагрузкой, выходы которого соединены с аналоговыми входами аналого-цифрового преобразователя тока, цифровые входы-выходы которого соединены с соответствующими цифровыми входами-выходами микропроцессора, соответствующие цифровые входы-выходы которого связаны с входами-выходами аналого-цифрового преобразователя напряжения, аналоговые входы которого соединены с выходами датчика напряжения, входы которого подключены параллельно нагрузке, кроме того, соответствующие цифровые входы-выходы микропроцессора соединены с входами-выходами блока цифровой памяти и входами-выходами оптического порта, входы-выходы которого выведены на корпус счетчика, а другие соответствующие цифровые входы-выходы микроконтроллера подключены к входам-выходам PL-модема, цифровой двухпроводной вход-выход которого подключен параллельно нагрузке, отличающийся тем, что в счетчик введен радиомодем, цифровые входы-выходы которого подсоединены к соответствующим входам-выходам микропроцессора.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к электроизмерительной технике и может быть использована для построения системных счетчиков электрической энергии (ЭЭ).

Известен системный счетчик ЭЭ типа СЭБ-2А05 (WWW.rizif.ru. Счетчик ватт-часов активной энергии переменного тока статический СЭБ-2А05, СЭБ-2АК05. Руководство по эксплуатации. ИЛГШ 411152.100РЭ), который выполнен обычным известным образом и может работать в системах учета ЭЭ. Для этой цели счетчик снабжен интерфейсом связи RS-485, который реализуется с помощью специальных проводных каналов связи между счетчиком и устройством сбора и обработки цифровой информации: специализируемым устройством либо персональным компьютером.

Однако недостатком счетчика является специальный проводной канал связи, который трудно проложить между объектами, распределенными в пространстве на значительных расстояниях и избежать нарушения связи при умышленных или неумышленных порывах канала связи. Эти недостатки особенно заметны при построении систем учета ЭЭ в частном секторе.

Кроме того, известен системный счетчик серии NP5 (WWW.el-. Счетчики электрической энергии однофазные серии NP5. Техническое описание и руководство по эксплуатации. ADDM.41 0061.101 рис.2.1 (с) Split-счетчик), являющийся прототипом предлагаемой полезной модели, содержащий датчик тока (шунт, трансформатор тока), включенный по входу последовательно с нагрузкой, выходы которого соединены с аналоговыми входами аналого-цифрового преобразователя (АЦП) тока, цифровые входы-выходы которого связаны с соответствующими цифровыми входами-выходами микропроцессора, соответствующие входы-выходы которого связаны с входами-выходами АЦП напряжения, аналоговые входы которого связаны с выходами датчика напряжения (делитель напряжения), входы которого включены параллельно нагрузке, кроме того, соответствующие цифровые входы-выходы микропроцессора соединены с входами-выходами блока цифровой памяти и входами-выходами оптического порта, выходы которого выведены на корпус счетчика, а другие соответствующие цифровые входы-выходы микропроцессора связаны с входами-выходами PL-модема (модем, который обеспечивает передачу цифровой информации по силовой сети), цифровой двухпроводный вход-выход которого подключен параллельно нагрузке.

Такой системный счетчик имеет недостаточную информационную способность передачи данных, что не всегда обеспечивает устойчивую связь с основными узлами и другими счетчиками измерительной системы, в которой они работают. Это объясняется тем, что прохождение цифрового информационного сигнала по силовым линиям сильно зависит от качества линий (состояния контактов в местах присоединений, протяженность и конфигурация линий, параметры нагрузок и т.д.). Наиболее часто эти причины не позволяют получить информацию от некоторых счетчиков измерительной системы, использующей PL-модем, особенно в сельской местности у частных потребителей ЭЭ.

Задачей предлагаемой полезной модели является расширение информационной способности системного счетчика электрической энергии по передаче данных, что повышает надежность системы измерения ЭЭ в целом.

Поставленная задача достигается тем, что в системный счетчик ЭЭ, содержащий датчик тока, вход которого включен последовательно с нагрузкой, а выходы соединены с аналоговыми входами АЦП тока, цифровые входы-выходы которого связаны с соответствующими им входами-выходами микропроцессора, соответствующие цифровые входы-выходы которого соединены с входами-выходами АЦП напряжения, аналоговые входы которого связаны с выходами датчика напряжения, входы которого подключены параллельно нагрузке, кроме того соответствующие цифровые входы-выходы микропроцессора соединены с входами-выходами блока цифровой памяти и с входами-выходами оптического порта, выходы которого выведены на корпус счетчика, а другие соответствующие цифровые входы-выходы микропроцессора подключены к входам-выходам PL-модема, цифровой двухпроводной вход-выход которого подключен параллельно нагрузке, введен радиомодем, цифровые входы-выходы которого связаны с соответствующими входами-выходами микропроцессора.

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого счетчика электроэнергии. Она содержит:

- датчик тока (ДТ);

- аналого-цифровой преобразователь тока (АЦП тока);

- микропроцессор (МП);

- датчик напряжения (ДН);

- аналого-цифровой преобразователь напряжения (АЦП напряжения);

- оптический порт (ОП);

- блок цифровой памяти (БП);

- PL-модем;

- радиомодем (РМ).

Датчик тока ДТ 1 включен по входу последовательно с нагрузкой, а выходом соединен со входом АЦП тока 2, цифровые входы-выходы которого соединены с соответствующими цифровыми входами-выходами микропроцессора МП 3. Цифровые входы-выходы АЦП напряжения 5 связаны с соответствующими входами-выходами микропроцессора 3, а аналоговые входы 5 соединены с выходами датчика напряжения ДН 4, входы которого подключены параллельно нагрузке. Цифровые входы-выходы блока цифровой памяти БП 7 связаны с соответствующими входами-выходами микропроцессора 3. К соответствующим цифровым входам-выходам микропроцессора 3 подключен оптический порт ОП 6, входы-выходы которого выведены на корпус счетчика. Выход PL-модема 8 подключен параллельно нагрузке, а его цифровые входы-выходы соединены с соответствующими входами-выходами микропроцессора 3, кроме того, к соответствующим входам-выходам микропроцессора 3 подключены цифровые входы-выходы радиомодема РМ 9.

Предлагаемый счетчик работает следующим образом. С помощью датчика тока 1 осуществляется преобразованием тока нагрузки в напряжение, которое подается на вход АЦП тока 2. В нем мгновенное значение напряжения преобразуется в код, который направляется на соответствующий вход микропроцессора 3. Напряжение нагрузки в блоке 4 претерпевает масштабное преобразование (уменьшается до необходимого уровня) и подается на вход АЦП напряжения 5, где его мгновенное значение преобразуется в код и поступает на соответствующий вход микропроцессора 3. Коды от АЦП 2 и АЦП 5 обрабатываются микропроцессором 3, и вычисляется электрическая энергия за некоторый интервал времени, а также другие параметры электрической сети (ток, напряжение, мгновенная и средняя мощность и т.д.). В блоке памяти 7 хранятся необходимые для работы счетчика константы и результаты измерений. Оптический порт 6 используется для диагностики счетчика, коррекции его параметров и пр. PL-модем 8 и радиомодем 9 используются как для приема данных от устройства сбора данных (УСД), примененного в системе измерения ЭЭ, так и от других счетчиков системы, а также для передачи данных в УСД и другим счетчикам системы.

Таким образом, введение в системный счетчик дополнительного радиомодема увеличивает его информационную способность в совокупности с PL-модемом в два раза, что позволяет вести обмен информации между счетчиками и УСД, а также между самими счетчиками по двум физически разным и независимым каналам. Это увеличивает надежность работы системы измерения электрической энергии за счет считывания показаний со всех счетчиков системы независимо от количества счетчиков и их расположения, протяженности электрических цепей, погодных условий, состояния силовых проводов и т.д.

Claims (1)

1. Системный счетчик электрической энергии, содержащий датчик тока, включенный по входу последовательно с нагрузкой, выходы которого соединены с аналоговыми входами аналого-цифрового преобразователя тока, цифровые входы-выходы которого соединены с соответствующими цифровыми входами-выходами микропроцессора, соответствующие цифровые входы-выходы которого связаны с входами-выходами аналого-цифрового преобразователя напряжения, аналоговые входы которого соединены с выходами датчика напряжения, входы которого подключены параллельно нагрузке, кроме того, соответствующие цифровые входы-выходы микропроцессора соединены с входами-выходами блока цифровой памяти и входами-выходами оптического порта, входы-выходы которого выведены на корпус счетчика, а другие соответствующие цифровые входы-выходы микроконтроллера подключены к входам-выходам PL-модема, цифровой двухпроводной вход-выход которого подключен параллельно нагрузке, отличающийся тем, что в счетчик введен радиомодем, цифровые входы-выходы которого подсоединены к соответствующим входам-выходам микропроцессора.