SI21582A

SI21582A - Števec električne energije

Info

Publication number: SI21582A
Application number: SI200300180A
Authority: SI
Inventors: Milan Kosmač
Original assignee: Iskraemeco
Priority date: 2003-07-15
Filing date: 2003-07-15
Publication date: 2005-02-28
Also published as: EP1498741B1; EP1498741A1

Abstract

Za izvajanje samotestiranja števca se merita električno delo W1 na bremenu in testno električno delo Wt na prvem in drugem uporu (R1) oziroma (R2) delilnika napetosti v senzorju (1) napetosti. Za merjenje električnega dela W1 na bremenu krmilni izhodni signali digitalnega signalnega procesorja (8) v njihovi prvi polperiodi T/2 sklenejo krmiljeni stikali (s1) in (s3), v drugi polperiodi T/2 pa sklenejo krmiljeni stikali (s2) in (s4), pri čemer omenjena krmiljena stikala povezujejo izhode obeh senzorjev (1, 2) med seboj in z maso. Za merjenje testnega električnega dela Wt na uporih omenjenega delilnika napetosti digitalni signalni procesor (8) preklaplja polariteto testnih signalov sinhrono z omenjenim preklapljanjem štirih krmiljenih stikal (s1, s2, s3, s4). Preverjanje z izumom predlaganega števca električne energije poteka samodejno na merilnem mestu in se ugotovi rezultat ob vsakokratnem odčitavanju stanja števca ali daljinsko kadarkoli.ŕ

Description

Števec električne energije

Izum se nanaša na števec električne energije, kije opremljen s senzorjem napetosti v obliki delilnika napetosti in z induktivnim senzorjem toka skozi breme, katerih izhodna signala se ojačita in digitalizirata, ter z digitalnim signalnim procesorjem, ki po izumu tvori signale za krmiljenje stikalne matrike, tako da se z namenom samopreverjanja delovanja števca izmenoma merita električno delo na bremenu in testno električno delo na uporih omenjenega delilnika napetosti.

Izum je po mednarodni klasifikaciji patentov uvrščen v razred G 01R 35/04.

Naloga izuma obstoji v tem, da se števec opisane vrste za električno energijo tako opremi, da bo med normalnim delovanjem lahko sam preverjal delovanje vseh svojih elementov, vključno s senzorjema napetosti in toka.

Števec električne energije ima življensko dobo običajno preko dvajset let in ves ta čas mora delovati zanesljivo in točno. Preverjanje pravilnosti delovanja se opravlja v laboratoriju. Prenos števca v laboratorij predstavlja velik strošek, ki pa je lahko celo nepotreben, če števec deluje pravilno. Če bi se števec mogel pre veljati sam med delovanjem, bi se temu strošku izognili, saj bi se v laboratoriju preverjali le tisti števci, pri katerih bi se s samopreverjanjem zaznalo nepravilno delovanje ali odpoved.

Navedena naloga je rešena s števcem električne energije uvodoma navedene vrste, katerega značilnost po izumu je zajeta v označujočem delu prvega patentnega zahtevka. Značilnosti nadaljnjih izvedbenih primerov po izumu so opredeljene v podzahtevkih.

Izum je v nadaljnjem podrobno obrazložen na osnovi opisa izvedbenih primerov ter pripadajočih načrta in grafov, ki prikazuje na sl. 1 števec električne energije po izumu in sl. 2a in b grafa časovnega poteka električnega dela v dveh načinih vezave med samopreverjanjem števca.

Števec električne energije je opremljen s senzorjem 1 omrežne napetosti ul oziroma napetosti na bremenu in z indukcijskim senzorjem 2 toka il skozi breme, katerih izhodna signala se ojačita v ojačevalniku 4 oziroma 5 in nato digitalizirata v Σ-Δ analogno-digitalnem pretvorniku 6 oziroma 7, katerih izhodna digitalna signala se obdelata v digitalnem signalnem procesorju 8 (sl. 1). Obdelava merilnih signalov se v števcu izvaja na katerikoli znani način oziroma na primer po tehničnem nauku iz prijaviteljičine patentne prijave SI 200200216.

Senzor 1 napetosti je izveden kot delilnik napetosti, ki ga tvorita prvi upor RI in drugi upor R2.

Senzor 2 toka skozi breme je prednostno induktivni senzor, v kolikor pa se uporablja drugačen senzor, se opremi z dodatnim navitjem.

Na izhodne sponke senzorja 1 napetosti in senzorja 2 tokaje priključena stikalna matrika 3, ki jo sestavljajo štiri krmiljena stikala: sl, s2, s3 in s4.

Prvo krmiljeno stikalo sl je priključeno med drugo izhodno sponko senzorja 1 napetosti in prvo izhodno sponko senzorja 2 toka. Druga izhodna sponka senzorja 1 napetosti je pri tem opredeljena takole: v števcu, ki izvaja zgolj merjenje električnega dela W1 na bremenu, ne da bi se izvajalo tudi samotestiranje števca, se druga izhodna sponka senzorja 1 napetosti priključi na maso; to se na primer lahko doseže, s tem da se skleneta krmiljeni stikali s2 in s3.

Drugo krmiljeno stikalo s2 je priključeno med drugo izhodno sponko senzorja 1 napetosti in drugo izhodno sponko senzorja 2 toka. Tretje krmiljeno stikalo s3 je priključeno med drugo izhodno sponko senzorja 2 toka in maso, četrto krmiljeno stikalo s4 pa je priključeno med prvo izhodno sponko senzorja 2 toka in maso.

Za izvajanje samotestiranja števca med obratovanjem se merita električno delo W1 na bremenu in testno električno delo Wt na prvem in drugem uporu RI oziroma R2 delilnika napetosti v senzorju 1 napetosti. Testno električno delo Wt je rezultat vzbujanja z merilnim signalom, ki je poznan in odziv na katerega je vnaprej poznan.

Za merjenje električnega dela W1 na bremenu krmilni izhodni signali digitalnega signalnega procesorja 8 v prvi polperiodi T/2 sklenejo prvo in tretje krmiljeno stikalo sl oziroma s3, v drugi polperiodi T/2 pa sklenejo drugo in četrto krmiljeno stikalo s2 oziroma s4. Ko sta sklenjeni prvo in tretje krmiljeno stikalo sl oziroma s3, se na sekundami tuljavi senzorja 2 toka inducira dodatna napetost, ki je posledica vsiljenega toka omrežne napetosti ul na uporovni verigi R1+R2 napetostnega delilnika v senzorju 1 napetosti.

Za merjenje testnega električnega dela Wt na uporih RI, R2 delilnika napetosti digitalni signalni procesor 8 preklaplja polariteto testnih signalov sinhrono z omenjenim preklapljanjem štirih krmiljenih stikal sl, s2, s3 in s4.

Električni deli W1 in Wt sta opredeljeni kot:

Dl wi = — (1)

R2

Wt = — *_ui*——*k, (2)

R2 RI + R2 kjer je K konstanta števca. Njena vrednost določa točnost števca in ta vrednost se preverja v postopku samopreverjanja.

Predpostavlja se seveda, da je omrežna napetost ul v vsem omrežju enaka in je zato poznana. V enačbah (1) in (2) sta torej neznanki il in K. Iz navedenih meritev namreč digitalni signalni procesor 8 med samotestiranjem števca po na slednjih enačbah

(3)

N

(4) izračuna električno delo W1 na bremenu in testno električno delo Wt na uporih Rl in R2 delilnika napetosti v senzorju 1 napetosti, kot je tudi grafično prikazano na slikah 2a in 2b. V enačbah (3) in (4) je 2N število polperiod, posamezen sumand pa se nanaša na i-to polperiodo.

V primeru spreminjanja vrednosti električnega dela W1 na bremenu znotraj merilne periode T se meritev izvaja, dokler se trenutna vrednost ne izenači z vrednostjo na začetku meritve.

Odstopanje ugotovljene vrednosti konstante K števca od določene vrednosti pomeni odpoved števca ali netočno merjenje. To se bodisi signalizira na prikazovalniku 9 na čelni plošči števca in se s tem opozori odčitovalec stanja števca bodisi se preko modema 10 daljinsko sporoči nadzornemu mestu.

Preverjanje z izumom predlaganega števca električne energije poteka samodejno na merilnem mestu in se rezultat ugotovi ob vsakokratnem odčitanju stanja števca ali daljinsko kadarkoli.

Claims

Patentni zahtevki

1. Števec električne energije, opremljen s senzorjem (1) napetosti v obliki delilnika napetosti, ki ga tvorita prvi upor (Rl) in drugi upor (R2), in z induktivnim senzorjem (2) toka skozi breme, katerih izhodna signala se ojačita in digitalizirata, ter z digitalnim signalnim procesorjem (8), označen s tem, da se za izvajanje samotestiranja števca električne energije prvo krmiljeno stikalo (sl), ki je priključeno med drugo izhodno sponko senzorja (1) napetosti in prvo izhodno sponko senzorja (2) toka, pri čemer je pri zgolj merjenju električnega dela W1 na bremenu brez izvajanja samotestiranja števca omenjena druga izhodna sponka senzorja (1) napetosti priključena na maso, in drugo krmiljeno stikalo (s2), ki je priključeno med drugo izhodno sponko senzorja (1) napetosti in drugo izhodno sponko senzorja (2) toka, in tretje krmiljeno stikalo (s3), ki je priključeno med drugo izhodno sponko senzorja (2) toka in maso, in četrto krmiljeno stikalo (s4), ki je priključeno med prvo izhodno sponko senzorja (2) toka in maso, krmilijo z izhodnimi signali digitalnega signalnega procesorja (8) tako, da sta za določanje električnega dela W1 na bremenu v prvi polperiodi krmilnih signalov sklenjeni le prvo in tretje krmiljeno stikalo (sl oziroma s3) in v drugi polperiodi krmilnih signalov le drugo in četrto krmiljeno stikalo (s2 oziro ma s4), in da za določanje testnega električnega dela Wt na uporih (RI, R2) deiilnika na peto sti v senzorju (1) napetosti digitalni signalni procesor (8) preklaplja polariteto testnih signalov sinhrono ; omenjenim preklapljanjem štirih krmiljenih stikal (sl, s2, s3, s4), in da na osnovi električnega dela W1 na bremenu in merjenega testnega električnega dela Wt digitalni signalni procesor (8) računa konstanto K števca.
2. Števec po zahtevku 1, označen s tem, da se v primeru spreminjanja vrednosti električnega dela W1 na bremenu znotraj merilne periode meritev izvaja, dokler se njegova trenutna vrednost ne izenači z vrednostjo na začetku meritve.
3. Števec po enem od predhodnjih zahtevkov, označen s tem, daje izhod digitalnega signalnega procesorja (8) priključen na prikazovalnik (9).
4. Števec po enem od predhodnjih zahtevkov, označen s tem, daje izhod digitalnega signalnega procesorja (8) priključen na modem (10).