WO2010018197A2 - Apparatus for measuring power output and/or consumption parameters in a low voltage network - Google Patents

Apparatus for measuring power output and/or consumption parameters in a low voltage network Download PDF

Info

Publication number
WO2010018197A2
WO2010018197A2 PCT/EP2009/060446 EP2009060446W WO2010018197A2 WO 2010018197 A2 WO2010018197 A2 WO 2010018197A2 EP 2009060446 W EP2009060446 W EP 2009060446W WO 2010018197 A2 WO2010018197 A2 WO 2010018197A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
consumption
measuring
voltage
current
measured value
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/060446
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
WO2010018197A3 (en
Inventor
Ralf Scherber
Original Assignee
Ralf Scherber
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 Ralf Scherber filed Critical Ralf Scherber
Publication of WO2010018197A2 publication Critical patent/WO2010018197A2/en
Publication of WO2010018197A3 publication Critical patent/WO2010018197A3/en

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C19/00—Electric signal transmission systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D4/00—Tariff metering apparatus
    • G01D4/002—Remote reading of utility meters
    • G01D4/004—Remote reading of utility meters to a fixed location
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R22/00—Arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. electricity meters
    • G01R22/06—Arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. electricity meters by electronic methods
    • G01R22/10—Arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. electricity meters by electronic methods using digital techniques

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for measuring current yield and / or consumption variables in a low-voltage network according to the preamble of claim 1.
  • Low-voltage networks are operated with single-phase or three-phase voltages in the range of 230 V or 400 V up to an upper limit of 1000 V, depending on the particular application. They are usually used to supply end consumers and are designed in various types. Low-voltage networks usually begin at a transformer station in the immediate vicinity of residential or commercial areas in which the voltage of the national high-voltage networks of 10 kV or 20 kV for a three-phase system with a phase voltage of 230 V against a grounded neutral point and an outer conductor voltage of 400 V. be transformed between two outer conductors.
  • Low-voltage industrial networks with a voltage of 400 V, 500 V or 700 V, or large-scale networks, which are connected to a medium-voltage network and have its own transformer, which feeds into the internal low-voltage network.
  • Low-voltage networks are also used for message transmission, in particular for the transmission of so-called ripple control signals or in some countries for the transmission of higher-frequency data signals by means of a carrier frequency modem.
  • Distribution points are used to branch off the low-voltage grid into smaller sub-grids, which form the consumer power supply in the narrower sense. Examples include the power supplies in a residential building. Within the sub-network there are further sub-distributors, in particular floor distributors connected to risers, distributors for closed sub-areas, in particular apartments or other room complexes. A measurement of consumption variables in such sub-networks is usually carried out by electrically contacted three-phase meters connected to the sub-networks (so-called Ferraris counters). These are located at convenient points, z. B. in a cabinet of a house, and perform for individual tenants, apartments and the like units from a consumption measurement. A consumption measurement with such a device for even smaller portions is not worthwhile because of the associated effort and is usually not executed.
  • Such devices are also not useful when a current yield of a local power source in the low voltage network, such as a generator or a solar system in or on a building to be measured or tracked over a longer period.
  • the object underlying the invention to provide an arrangement for measuring current and / or consumption data in a low-voltage network, with the consumption levels and / or consumption points of the low-voltage network consumption levels and / or or electricity yield variables in a simple, cost-effective and continuous manner. can be measured. A long-term tracking of these variables should be possible.
  • the object is achieved with an arrangement for measuring current yield and / or consumption data in a low-voltage network.
  • the arrangement according to the invention is characterized by at least one measuring unit installed before and / or after a distribution point of the low-voltage network on a line of a circuit.
  • This includes a contactless current transformer for detecting a current flow and an internal Meßsignalumsetzer in conjunction with a detection device with a measured value memory and an interface for bidirectional data exchange with an external data acquisition and evaluation.
  • the basic idea of the invention is to arrange an arrangement of at least one contactless measuring unit and a detection device on suitably selected, but arbitrarily selected lines of the low-voltage network, which measures the current flow and / or the electrical voltage in the line and thus the power consumption or the Measures current yield and allows the determination of derived variables and transmits the recorded measured values to an external data acquisition and evaluation unit.
  • the data exchange between measuring unit and data acquisition and evaluation unit is bidirectional.
  • the measuring unit or the acquisition device are addressed by the data acquisition and evaluation and queried to read the determined measurement data.
  • Each measuring unit contains a contactless, galvanically isolated current transformer. An electrically conductive contact is not necessary.
  • the measuring unit can in principle be arranged at any point within the low-voltage network, so that current output or consumption variables can be determined at this point.
  • the measuring signal converter is expediently designed as an A / D converter activated by a shift register. This converter converts the analogue current signal of the current transformer into a digital measuring signal.
  • the measured value memory is configured as a memory and comparator circuit activated by the shift register for determining and storing a measured value in the form of a maximum value determined in a sampling interval. forms.
  • the shift register triggers a large number of individual measurements on the measuring unit for scanning the measuring signal supplied by the current transformer and digitized by the A / D converter. The thereby determined maximum value of the digitized measurement signal forms the measured value determined by the measurement unit.
  • the interface to the detection device for the bidirectional data exchange is expediently a serial interface, in particular an RS232, RS422 or a USB interface.
  • the transmission protocols for such interfaces are standardized for bidirectional data transmission.
  • the external data acquisition and evaluation unit is expediently a computer system equipped with an interrogation and evaluation software, in particular a personal computer.
  • Such computer systems are usually equipped with all necessary interfaces for data transmission.
  • At least one measuring unit is designed as a voltage measuring unit.
  • a voltage converter is provided for generating a voltage measuring signal with a signal voltage proportional to the mains voltage for detecting a mains voltage.
  • the voltage measuring unit is used to register the voltage fluctuations occurring within the network. This creates the prerequisite that, together with the measured currents, the consumption or power consumption dependent on current and voltage. Yields, in particular services, can be calculated precisely.
  • the voltage converter can be designed in various ways.
  • the voltage converter is designed as a voltage divider circuit.
  • the voltage converter is designed as a measuring transformer with a fixed load.
  • a method for operating an arrangement for measuring current yield and / or consumption data in a low-voltage network with the mentioned features is characterized by the following method steps: A request signal is sent from the data acquisition and evaluation unit to the respective one measurement unit. This is followed by a sampling of a digitized sine wave generated by the A / D converter of a measurement signal supplied by the current transformer and the at least one voltage converter and storing a maximum value determined thereby as a measured value. In response, the measured value stored in the measured value memory is transmitted via the interface to the external data acquisition and evaluation unit. There is a storage and conversion of the measured value into current and / or temporally traceable power output and / or consumption variables, in particular power, energy yield, energy consumption and / or costs. The calculated yield or consumption quantities are displayed and prepared in a suitable manner.
  • the transmission of the request signal takes place successively clocked at each individual measuring unit.
  • an interactive network in particular in the form of a building plan, with an indication of the circuits, measuring units, power generators and / or consumers is advantageously generated and the power output and / or consumption variables broken down to individual rooms and / or individual circuits of the building outline.
  • This visualization makes it possible to query the measured or calculated quantities quickly and easily, whereby the areas of the respective subnetworks and their consumers become clear to the user.
  • a representation of a total power yield and / or a total consumption variable in particular a current, an energy amount, a power and / or total costs with a breakdown and representation of the proportions of the individual measurement units, in particular in the form of a pie chart or bar chart.
  • FIG. 1 shows a schematic arrangement of several measuring units in a subnetwork of a low-voltage network
  • FIG. 2 shows an exemplary block diagram of a measuring unit and a detection device with the parts contained therein
  • 5 shows an exemplary visualization for measured value evaluation.
  • Fig. 1 shows a subnetwork of a low voltage network.
  • the subnetwork can be designed very differently depending on the specific design.
  • a subnet covering the power supply for several living spaces of an apartment it is assumed that a subnet covering the power supply for several living spaces of an apartment.
  • the following explanations are also applicable to other subnetworks, for example, for commercial premises and workshops, building networks and the like subnets transferable.
  • a branch point 1 is arranged on a riser within a house. This has the usual circuit facilities, in particular fuses, circuit breakers and the like further means for switching or disconnecting the subnet.
  • connection point 3a is usually an indoor or bath socket in the known embodiment as a socket with a protective contact, or a Starkstroman- circuit that comes to power electrical stoves or other heaters used.
  • each of these lines 2 has a measuring unit 4.
  • This measuring unit is arranged galvanically isolated on each line 2 and measures the current flowing in the line.
  • the line 2 is expediently one of the outer conductors. If the measuring unit is attached to a protective conductor, the arrangement thus formed serves as a sensor for a current flowing as a result of line defects.
  • Several of these measuring units are coupled to a detection device 7a, which triggers measuring procedures on the measuring units and receives the measured values determined thereby and forwards them to a data processing and evaluation unit 9.
  • the external data acquisition and evaluation unit 9 registers the measurement data supplied by the measurement units, converts these into consumption variables and represents these consumption variables.
  • Fig. 2 shows a block diagram of an exemplary measuring unit.
  • the measuring unit contains a current transformer and / or a voltage converter 5.
  • the current transformer has the shape of a hollow cylinder and is pushed annularly on the line 2.
  • recourse may be had to the embodiments of alternating current sensors known from the prior art for realizing the current transformer.
  • Current transformers for different measuring ranges for example ranges from 0 to 20 A, 0 to 50 A or 0 to 200 A, can be used.
  • the current transformer supplies a voltage value. This is usually in the range of 0 to 5 V.
  • a voltage converter may be provided in some measuring units, which performs a running measurement of the applied voltage in the subnet.
  • the thus formed measuring unit serves as a voltage measuring unit.
  • the signals generated by the voltage converter are also present as voltage values in the range of 0 to 5V.
  • the voltage converter is designed either as a voltage divider circuit or as a measuring transformer with a defined load.
  • a measurement signal converter 6 converts the analog measurement signal generated by the current transformer or voltage converter 5 into a digital signal and transfers the digitized signal to the detection device 7a.
  • a storage and comparator circuit 7 included in the detection device 7a stores and compares the digitized voltage signals during a measurement cycle and generates a measurement value.
  • An interface 8, in particular a USB connection, or another interface of the serial bidirectional type, establishes a connection between the measuring unit and the external data acquisition and evaluation unit 9.
  • further measuring units 4 can be added to the detection device 7a and controlled by it. It is also possible that at least one measuring unit and the detection device are housed in a housing.
  • the measurement signal converter 6 contains an A / D converter 11.
  • the A / D converter digitizes the measurement signal supplied by the current or voltage converter.
  • the measuring signal is present as an alternating voltage.
  • the A / D converter is operated by shift registers 10 located in the detection device 7a for a suitable measuring interval, expediently from approx. 1.5 sine waves of the alternating current flowing in the line 2, activated. During this time, a large number of current or voltage measurements are carried out and the digitized sine wave of the measurement signal is sampled. At a frequency of the alternating current of 50 Hz usual in German low-voltage networks, the time interval defined by 1.5 sine waves is approx. 0.03 s. There is no rectification.
  • the A / D converter has a bus width of 8 bits.
  • the supplied input signal ie the voltage applied there, is thereby converted into a corresponding digital value.
  • the available value store ranges from 0 to 255.
  • a current transformer in the measuring range of 0 to 20 A results in a current flow of 20 A in the measured line and a resulting voltage of 5 V as Measuring signal a digital value of 255.
  • the memory and comparator circuit 7 contains a comparator 12 and a memory element 13.
  • the comparator 12 carries out the sampling of the digitized measurement signal and determines a maximum signal value. In the case of an applied request signal, a value present in the memory element 13 is reset to 0.
  • the A / D converter then delivers the first digitized measurement signal.
  • the comparator compares this measurement signal with the value already present in the memory element. If this value is greater, the value given there is overwritten and the larger value is saved as the new value. With the completion of the sampling interval, the maximum measurement signal in digital form is present in the memory element in the sampling interval. This maximum value is sent as a measured value to the data acquisition and evaluation unit.
  • the data acquisition and evaluation sends a request signal at fixed intervals, for example, 16 measurement units every 2 seconds, a request signal.
  • the country of this interval is in principle arbitrary and can by an appropriate software be determined. However, it must be at least as long that the measurement steps described, ie the digitizing and sampling of the measurement signal, the determination of the maximum signal value and the subsequent transmission of the measured value, can be carried out in succession for each measuring unit in the subnet considered.
  • At least one of the measuring units is designed as a voltage measuring unit.
  • the voltage measuring unit can be arranged directly at the branch point at which the subnet branches off the main network. It measures the electrical voltage between 0 and approx. 250 volts or between 0 and approx. 0 between one of the phases of the subnetwork and the neutral conductor or between two phases. 400 volts.
  • the further measurement signal processing corresponds to the previous comments on the operation of the measuring unit.
  • the current and voltage measurement at the measuring units or the at least one voltage measuring unit takes place during the same measuring interval.
  • the length of the measuring interval is expediently about 1 to 10 seconds.
  • a current and an associated voltage reading currently present in the subnet is thus supplied.
  • a multiplication of the measured current and voltage measured values results in the calculation of a real power value.
  • the length of the shift register must correspond to the number of measuring units in the considered subnetwork.
  • the shift register sequentially activates each measuring unit for a fixed, for the measurement sufficient sampling interval, expediently in the length of time of 1.5 sine waves of the alternating current flowing in the subnet.
  • the shift register activates the measuring units one after the other, a separate identification of the measuring units is not necessary.
  • the measured values determined by all measuring units are sent to the data acquisition and evaluation unit in a defined sequence. There, the assignment of the incoming measured values to the individual measuring units or measuring points takes place on the basis of the sequence which is defined in the shift register and logically assigned to the individual measuring points in an allocation table. For example, in the mapping table, you can specify the value determined by the shift register as measured value number 1 is assigned to the living room, the value determined as measured value number 2 to the nursery or the value of the kitchen or the respective subnets determined as measured value number 5.
  • the memory element in the detection device is designed as a buffer memory which temporarily stores all measured values determined over a certain period of time together with a time indication and outputs them via the interface 8 when called up.
  • the memory element is dimensioned sufficiently large in its storage capacity for storing the corresponding data volumes and can be expediently supplemented by an additional memory unit.
  • the detection device can be externally programmable. It is then possible to specify operating parameters, in particular limit values, in the memory of the measuring unit.
  • a programmable read-only memory 13a is provided in which predetermined limit values and an identification signal for the measuring unit can be stored. The assignment of an identification signal to the detection device 7a is particularly useful when the subnetwork is large and multiple detection devices are used to control a larger number of measuring units.
  • a module 8a for a wireless bidirectional data transmission which can be added to the interface of the measuring unit or is also part of the interface. It can be used in particular on a WLAN technology. It is also possible in this context to couple a plurality of detection devices to a common device for wireless data transmission and to carry out communication with the external data acquisition and evaluation unit via this device.
  • the data acquisition and evaluation unit used is, in particular, a customary personal computer. It has a corresponding interface for bidirectional communication with the acquisition devices and a data acquisition and evaluation software for processing the measurement data transmitted by the measurement units.
  • These are in particular serial interfaces, preferably USB or RS interfaces for wired Data transmissions, or internal or external means connected to the measuring unit for wireless data transmission, in particular WLAN modules.
  • FIG. 4 shows an exemplary simple flowchart for operating the arrangement shown in FIGS. 1 to 3.
  • a request signal is transmitted from the data acquisition and evaluation unit to one of the measuring units.
  • the request signal is sent to the detection device by the data acquisition and evaluation unit in a defined time interval and activates the measurement process described above.
  • the sending of the request signal can be manually started or ended by a user, or triggered automatically or canceled by a timer at a fixed start and end time.
  • the timer-controlled transmission of the request signal is particularly useful when regularly recurring procedures for determining a power consumption to be executed in the subnet.
  • the manually triggered by the user sending the request signal allows an executable at any time determination of instantaneous consumption. This can be particularly useful when the energy consumption of a currently active electrical load with higher power consumption, such as a newly installed computer or a new room lighting, determined or particularly energy-intensive power supplies and line defects are to be determined.
  • the data acquisition and evaluation unit After the start of the measurement process, the data acquisition and evaluation unit sends the request signal to the detection device 7a in the specified time interval. There, the shift register is started, which successively activates the individual measuring units in a defined sequence and retrieves the digitized measurement signals from there. Subsequently, as described above, the individual measured values are determined in the detection device and transmitted to the data acquisition and evaluation unit.
  • the data acquisition and evaluation unit 9 receives an order of measured values associated with the respective consumers and stores them.
  • a factor is used to convert the measured value, which is still available digitally, back to a current value.
  • the factor can be used to correct measurement inaccuracies. This adaptation is expediently carried out by means of a calibration with the actual consumption and current values on the existing electricity meter in the subnetwork.
  • the current measured values determined in this way result in a current characteristic curve for each measuring point, to which new values are added at the time interval of the emitted request signals.
  • Small clock cycles with correspondingly small measurement intervals increase the accuracy and the recognition of rapid changes in power consumption, which come about, for example, by the switching on or off of devices.
  • Large clock cycles with correspondingly longer measurement intervals reduce the computing time and the required storage space and are suitable for tracking consumption variables over longer periods of time.
  • the measured values 17, optionally together with the identification signal 18 uniquely identifying the measuring unit and / or the detection device 7a are transmitted via the interface 8 to the data processing and evaluation unit.
  • the measured values 17 from the measuring unit 4 are the direct raw data about the current flow in the line. These are converted in the data processing and evaluation unit into actual consumption data as described above.
  • the identification signal 18 ensures that the correct measurement unit or the acquisition device 7a has actually been interrogated by the request signal. This is particularly advantageous when the subnet is extended and multiple detection devices 7a are present.
  • the queried measured values are stored in an open array in a database structure within the data processing and evaluation unit.
  • the logical assignment table in the data processing and evaluation unit is used.
  • the conversion of the measured values into actual consumption variables takes place.
  • the calculation of the consumption quantities This can be done via the measured values supplied by each individual measuring unit and thus to each individual consumer in the network or summarized for the measured values of several or all measuring units and thus for several or all consumers.
  • a software-supplied internal allocation table with the logical assignment between the position of the measuring unit in the signal sequence of the transmitted measurements on the one hand and the user defined location of the electrical load with the name of the consumer on the other hand, eg. For example, "fifth measurement signal in the time interval - kitchen consumers", the energy consumption determined at the individual measuring units is immediately assigned to unambiguously identified consumers. The user basically no longer has to know where the consumer is in the network the assignment between the electrical load and the measuring unit, the logical assignment within the allocation table is not changed.
  • multiple current waveforms and consumption values may be aggregated to determine, for example, a total energy consumption of the subnet to be analyzed or a portion of the subnetwork having multiple consumers. This is the case, for example, when the total contribution of all electrical equipment within a living room, nursery and bedroom to the total energy consumption of the home is to be determined. This can easily be achieved by adjusting the software accordingly.
  • the consumption variables such as, for example, charge (in ampere-hours) and / or energy consumption (in kilowatt-hours) can be determined as a current value or as a time average for one or more consumers. If rate information is available for the consumption quantities, a cost calculation can be carried out. Together with an imputed program, the cost calculations can be used for forecasts that can predict expected costs in a billing cycle.
  • the calculated consumption variables are finally processed in a method step 20 for a representation and visualized appropriately.
  • FIG. 5 shows a simple example for the visualization of calculated consumption values.
  • the figure shows elements in a graphical user interface and their contents.
  • a floor plan 22 of some of the subnet-supplied rooms, such as an apartment, is shown.
  • the plan contains a schematic representation of the laid inside the rooms lines 23 with the connected through the lines sockets 23a.
  • the floor plan is interactive. With a mouse pointer 24, you can click on the individual rooms of the floor plan and retrieve consumption information. For a representation of the consumption quantities at individual outlets 23a, a mouse click on the respective plug-in symbol indicated in the floor plan is executed.
  • FIG. 5 shows a text field 23b with a number of consumers present in the selected room, which are logically linked by the evaluation software to individual sockets, ie measuring units. Within the legend, the user selects the consumer of interest to him, e.g. For example, "TV”, the program data to the "TV” corresponding socket retrieves and displays.
  • the consumption data itself can be displayed in different ways. In Fig. 5, three examples are shown. Within the graphical representation of the floor plan, pie charts 26 are displayed for the respective individual rooms. These indicate a respective proportion of the rooms or the consumers located therein in the total consumption of the apartment shown or located within the apartment low-voltage network to.
  • Another possibility is the display of a time curve 25 of a consumption parameter either via a single consumer, all consumers in one or more rooms or all consumers in the entire apartment, d. H. over the entire subnet.
  • Fig. 5 shows a listing 27 in a window.
  • the list shows a year-end consumption in the consumption quantities energy (in the unit kWh) and costs (in the unit euro).
  • a weekly consumption average is also expressed in terms of energy consumption (in kWh unit) and cost (in euro units) and a peak consumption of a single consumer, in this case a computer connected to a socket A, with a numerical value and a date listed.
  • the use of the measuring elements is not limited to consumption measurements. It will be appreciated that use of the described configurations is possible even if a current output of a local voltage source within the low-voltage network is to be detected and evaluated. This is possible, for example, with photovoltaic systems, emergency generators and other similar arrangements. In this case, the measuring elements are located at lines leading away from the voltage sources and register the current flow occurring there.
  • the mentioned embodiments can also be used in the context of safety devices of the low-voltage network. This applies in particular to the signaling of a too high, exceeding an upper limit current flow in the monitored line, or the Evidence of a line defect with a finite, referred to as the off-limit current flow in disconnected from the network consumers.
  • limit value monitoring by means of the presented embodiments is the storage of limit values in the storage and distribution circuit or the read-only memory of the detection device 7a. This can be carried out in particular via the bidirectional interface of the measuring unit. Alternatively, limit values can also be specified on the software side in the data acquisition and evaluation unit.
  • the detection unit 7a may be coupled to a signaling device, for example a buzzer, which outputs a signal when such limit values are exceeded. It is also possible to transmit this signal output to a safety device, from which an immediate disconnection of the relevant line from the low-voltage network is carried out.
  • a signaling device for example a buzzer

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Abstract

The invention relates to an apparatus for measuring power output and/or consumption parameters in a low voltage network. The apparatus according to the invention is characterized by at least one measuring unit (4) comprising a detection device (7a), said measuring unit being installed on a power feed cable (2) of a power circuit (3) before and/or after a distribution point (1). The measuring units comprise a non-contact current and/or voltage transformer (5) for detecting a current flow and/or an electrical voltage, an internal measurement signal converter (6), an internal measurement memory (7) and an interface (8) for a bi-directional data exchange with an external data collection and evaluation unit (9).

Description

Anordnung zur Messung von Stromertrags- und/oder Verbrauchsgrößen in einem Niederspannungsnetz Arrangement for measuring current yield and / or consumption variables in a low-voltage network
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Messung von Stromertrags- und/oder Verbrauchsgrößen in einem Niederspannungsnetz nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an arrangement for measuring current yield and / or consumption variables in a low-voltage network according to the preamble of claim 1.
Niederspannungsnetze werden in Abhängigkeit von der jeweiligen Anwendung mit einphasigen oder dreiphasigen Spannungen im Bereich von 230 V bzw. 400 V bis zu einer Obergrenze von 1000 V betrieben. Sie dienen in der Regel zur Versorgung von Endverbrauchern und sind in verschiedenen Arten ausgebildet. Niederspannungsnetze beginnen in der Regel an einer Transformatorenstation in unmittelbarer Nähe von Wohn- oder Gewerbegebieten, in denen die Spannung der überregionalen Hochspannungsnetze von 10 kV bzw. 20 kV für ein Drehstromnetz mit einer Phasenspannung von 230 V gegen einen geerdeten Sternpunkt und einer Außenleiterspannung von 400 V zwischen jeweils zwei Außenleitern transformiert werden.Low-voltage networks are operated with single-phase or three-phase voltages in the range of 230 V or 400 V up to an upper limit of 1000 V, depending on the particular application. They are usually used to supply end consumers and are designed in various types. Low-voltage networks usually begin at a transformer station in the immediate vicinity of residential or commercial areas in which the voltage of the national high-voltage networks of 10 kV or 20 kV for a three-phase system with a phase voltage of 230 V against a grounded neutral point and an outer conductor voltage of 400 V. be transformed between two outer conductors.
Sonderformen derartiger Netze sind Niederspannungs-Industrienetze mit einer Spannung von 400 V, 500 V bzw. 700 V, bzw. Großgebäudenetze, die an ein Mittelspannungsnetz angeschlossen sind und über einen eigenen Transformator verfügen, der in das interne Niederspannungsnetz einspeist. Niederspannungsnetze werden auch zur Nachrichtenübertragung, insbesondere zur Übertragung so genannter Rundsteuersignale oder in einigen Ländern zur Übertragung höherfrequenter Datensignale mittels eines Trägerfrequenzmodems benutzt.Special forms of such networks are low-voltage industrial networks with a voltage of 400 V, 500 V or 700 V, or large-scale networks, which are connected to a medium-voltage network and have its own transformer, which feeds into the internal low-voltage network. Low-voltage networks are also used for message transmission, in particular for the transmission of so-called ripple control signals or in some countries for the transmission of higher-frequency data signals by means of a carrier frequency modem.
Über Verteilerpunkte zweigt das Niederspannungsnetz in kleinere Unternetze auf, welche die Verbraucherstromversorgung im engeren Sinne bilden. Beispiele hierfür sind die Stromversorgungen in einem Wohnhaus. Innerhalb des Unternetzes befinden sich weitere Unterverteiler, insbesondere an Steigleitungen angeschlossene Etagenverteiler, Verteiler für abgeschlossene Unterbereiche, insbesondere Wohnungen oder andere Raumkomplexe. Eine Messung von Verbrauchsgrößen in derartigen Unternetzen erfolgt üblicherweise durch in die Unternetze geschaltete elektrisch kontaktierte Drehstromzähler (so genannte Ferraris-Zähler). Diese befinden sich an zweckmäßigen Punkten, z. B. in einem Schaltschrank eines Hauses, und führen für einzelne Mietparteien, Wohnungen und dergleichen Einheiten eine Verbrauchsmessung aus. Eine Verbrauchsmessung mit einer solchen Vorrichtung für noch kleinere Teilbereiche lohnt wegen des damit verbundenen Aufwandes nicht und wird in der Regel auch nicht ausgeführt.Distribution points are used to branch off the low-voltage grid into smaller sub-grids, which form the consumer power supply in the narrower sense. Examples include the power supplies in a residential building. Within the sub-network there are further sub-distributors, in particular floor distributors connected to risers, distributors for closed sub-areas, in particular apartments or other room complexes. A measurement of consumption variables in such sub-networks is usually carried out by electrically contacted three-phase meters connected to the sub-networks (so-called Ferraris counters). These are located at convenient points, z. B. in a cabinet of a house, and perform for individual tenants, apartments and the like units from a consumption measurement. A consumption measurement with such a device for even smaller portions is not worthwhile because of the associated effort and is usually not executed.
Verbrauchsmessungen für einzelne Verbraucher, d. h. für einzelne Stromanschlüsse und Steckdosen, sind mit so genannten Energiekostenmessgeräten möglich. In Abhängigkeit von deren Ausführungsform werden diese entweder in einen Stromanschluss, d . h. in eine Steckdose, eingesteckt, oder mittels Stromzangen für eine gewisse Zeit an einzelne Leitungen angeklemmt.Consumption measurements for individual consumers, d. H. for individual power connections and sockets, are possible with so-called energy cost meters. Depending on their embodiment, these are either connected to a power connector, i. H. in a socket, plugged in, or clamped by means of current clamps for a certain time to individual lines.
Derartige Lösungen befriedigen allerdings keineswegs. Es können nur kurzzeitige Messungen an einer Entnahmestelle oder einem Verteiler vorgenommen werden. Eine korrekte Ermittlung und Darstellung des Stromverbrauchs auf der Ebene des jeweiligen Teilnetzes oder sogar eine Aufzeichnung des Verbrauchs über einen längeren Zeitraum sind unmöglich. Energiekosten- messgeräte, die sich in Steckdosen einstecken lassen und gewisse Speicherfunktionen für Messwerte aufweisen können, sind nur für jeweils eine Steckdose vorgesehen und können zur Berechnung oder zum Verfolgen eines Stromverbrauchs in einem beliebig ausgebildeten Teilnetz mit mehreren Verbrauchern nicht verwendet werden.However, such solutions by no means satisfy. Only short-term measurements can be made at a sampling point or a distributor. A correct determination and presentation of the power consumption at the level of the respective subnet or even a recording of the consumption over a longer period of time are impossible. Energy cost meters, which can be plugged into sockets and have certain storage functions for measured values, are only provided for one outlet and can not be used to calculate or track a power consumption in an arbitrarily designed subnet with multiple consumers.
Derartige Vorrichtungen sind auch nicht zweckmäßig, wenn ein Stromertrag einer lokalen Stromquelle im Niederspannungsnetz, etwa eines Generators oder einer Solaranlage in oder an einem Gebäude, gemessen oder über einen längeren Zeitraum verfolgt werden soll .Such devices are also not useful when a current yield of a local power source in the low voltage network, such as a generator or a solar system in or on a building to be measured or tracked over a longer period.
Aus den genannten Nachteilen und Problemen ergibt sich die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, eine Anordnung zur Messung von Stromertrags- und/oder Verbrauchsdaten in einem Niederspannungsnetz anzugeben, mit der grundsätzlich auf beliebigen Ebenen, Teilbereichen, Verbrauchs- bzw. Einspeisestellen des Niederspannungsnetzes Verbrauchsgrößen und/oder Stromertragsgrößen auf einfache, kostengünstige und kontinuierliche Weise ge- messen werden können. Eine langfristige Verfolgung dieser Größen soll dabei möglich sein.From the disadvantages and problems mentioned, the object underlying the invention to provide an arrangement for measuring current and / or consumption data in a low-voltage network, with the consumption levels and / or consumption points of the low-voltage network consumption levels and / or or electricity yield variables in a simple, cost-effective and continuous manner. can be measured. A long-term tracking of these variables should be possible.
Die Aufgabe wird mit einer Anordnung zur Messung von Stromertrags- und/oder Verbrauchsdaten in einem Niederspannungsnetz gelöst. Die erfindungsgemäße Anordnung zeichnet sich durch mindestens eine vor und/oder nach einem Verteilerpunkt des Niederspannungsnetzes an einer Leitung eines Stromkreises installierte Messeinheit aus. Diese umfasst einen kontaktlosen Stromwandler zur Erfassung eines Stromflusses und einen internen Messsignalumsetzer in Verbindung mit einem Erfassungsgerät mit einem Messwertspeicher und einer Schnittstelle für einen bidirektionalen Datenaustausch mit einer externen Datenerfassungs- und Auswerteeinheit.The object is achieved with an arrangement for measuring current yield and / or consumption data in a low-voltage network. The arrangement according to the invention is characterized by at least one measuring unit installed before and / or after a distribution point of the low-voltage network on a line of a circuit. This includes a contactless current transformer for detecting a current flow and an internal Meßsignalumsetzer in conjunction with a detection device with a measured value memory and an interface for bidirectional data exchange with an external data acquisition and evaluation.
Grundgedanke der Erfindung ist es, an zweckmäßig ausgewählten, aber an sich beliebig gewählten Leitungen des Niederspannungsnetzes eine Anordnung aus mindestens einer kontaktlos arbeitenden Messeinheit und einem Erfassungsgerät anzuordnen, die den Stromfluss und/oder die elektrische Spannung in der Leitung und damit den Stromverbrauch bzw. den Stromertrag misst sowie die Bestimmung daraus abgeleiteter Größen ermöglicht und die dabei registrierten Messwerte an eine externe Datenerfassungs- und Auswerteeinheit übertragt. Der Datenaustausch zwischen Messeinheit und Datenerfassungs- und Auswerteeinheit erfolgt bidirektional. Die Messeinheit bzw. das Erfassungsgerät werden von der Datenerfassungs- und Auswerteeinheit angesprochen und zum Auslesen der ermittelten Messdaten abgefragt.The basic idea of the invention is to arrange an arrangement of at least one contactless measuring unit and a detection device on suitably selected, but arbitrarily selected lines of the low-voltage network, which measures the current flow and / or the electrical voltage in the line and thus the power consumption or the Measures current yield and allows the determination of derived variables and transmits the recorded measured values to an external data acquisition and evaluation unit. The data exchange between measuring unit and data acquisition and evaluation unit is bidirectional. The measuring unit or the acquisition device are addressed by the data acquisition and evaluation and queried to read the determined measurement data.
Jede Messeinheit enthält einen kontaktlosen, von der Leitung galvanisch isolierten Stromwandler. Eine elektrisch leitende Kontaktierung ist nicht notwendig. Die Messeinheit kann grundsätzlich an jeder beliebigen Stelle innerhalb des Niederspannungsnetzes angeordnet sein, so dass an diesem Punkt Stromertrags- bzw. Verbrauchsgrößen ermittelt werden können.Each measuring unit contains a contactless, galvanically isolated current transformer. An electrically conductive contact is not necessary. The measuring unit can in principle be arranged at any point within the low-voltage network, so that current output or consumption variables can be determined at this point.
Der Messsignalumsetzer ist zweckmäßigerweise als ein durch ein Schieberegister aktivierter A/D-Wandler ausgebildet. Dieser setzt das analoge Stromsignal des Stromwandlers ein digitales Messsignal um.The measuring signal converter is expediently designed as an A / D converter activated by a shift register. This converter converts the analogue current signal of the current transformer into a digital measuring signal.
Der Messwertspeicher ist als ein von dem Schieberegister aktivierter Speicher- und Vergleicherschaltkreis zum Ermitteln und Speichern eines Messwertes in Form eines in einem Abtastintervall ermittelten Maximalwertes ausge- bildet. Das Schieberegister löst an der Messeinheit eine Vielzahl von Einzelmessungen zum Abtasten des durch den Stromwandler gelieferten und durch den A/D-Wandler digitalisierten Messsignals aus. Der dabei ermittelte Maximalwert des digitalisierten Messsignals bildet den von der Messeinheit ermittelten Messwert.The measured value memory is configured as a memory and comparator circuit activated by the shift register for determining and storing a measured value in the form of a maximum value determined in a sampling interval. forms. The shift register triggers a large number of individual measurements on the measuring unit for scanning the measuring signal supplied by the current transformer and digitized by the A / D converter. The thereby determined maximum value of the digitized measurement signal forms the measured value determined by the measurement unit.
Die Schnittstelle an dem Erfassungsgerät für den bidirektionalen Datenaustausch ist zweckmäßigerweise eine serielle Schnittstelle, insbesondere eine RS232-, RS422- oder eine USB-Schnittstelle. Die Übertragungsprotokolle für derartige Schnittstellen sind für eine bidirektionale Datenübertragung standardisiert.The interface to the detection device for the bidirectional data exchange is expediently a serial interface, in particular an RS232, RS422 or a USB interface. The transmission protocols for such interfaces are standardized for bidirectional data transmission.
Die externe Datenerfassungs- und Auswerteeinheit ist zweckmäßigerweise ein mit einer Abfrage- und Auswertesoftware ausgestattetes Computersystem, insbesondere ein Personalcomputer. Derartige Computersysteme sind üblicherweise mit allen erforderlichen Schnittstellen zur Datenübertragung ausgestattet.The external data acquisition and evaluation unit is expediently a computer system equipped with an interrogation and evaluation software, in particular a personal computer. Such computer systems are usually equipped with all necessary interfaces for data transmission.
Zweckmäßigerweise ist mindestens eine Messeinheit als eine Spannungsmesseinheit ausgebildet. Bei einer derartigen Messeinheit ist anstelle des Stromwandlers ein Spannungswandler zum Erzeugen eines Spannungsmesssignals mit einer zur Netzspannung proportionalen Signalspannung für ein Erfassen einer Netzspannung vorgesehen. Die Spannungsmesseinheit dient dazu, die innerhalb des Netzes auftretenden Spannungsschwankungen zu registrieren. Damit wird die Voraussetzung geschaffen, dass zusammen mit den gemessenen Strömen die von Strom und Spannung abhängenden Verbrauchsbzw. Ertragsgrößen, insbesondere Leistungen, präzise zu errechnet werden können.Conveniently, at least one measuring unit is designed as a voltage measuring unit. In such a measuring unit, instead of the current transformer, a voltage converter is provided for generating a voltage measuring signal with a signal voltage proportional to the mains voltage for detecting a mains voltage. The voltage measuring unit is used to register the voltage fluctuations occurring within the network. This creates the prerequisite that, together with the measured currents, the consumption or power consumption dependent on current and voltage. Yields, in particular services, can be calculated precisely.
Der Spannungswandler kann auf verschiedene Weise ausgebildet sein. Bei einer ersten Ausführungsform ist der Spannungswandler als eine Spannungsteilerschaltung ausgebildet. Bei einer weiteren Ausführungsform ist der Spannungswandler als ein Messtransformator mit einer festen Last ausgebildet.The voltage converter can be designed in various ways. In a first embodiment, the voltage converter is designed as a voltage divider circuit. In another embodiment, the voltage converter is designed as a measuring transformer with a fixed load.
Ein Verfahren zum Betreiben einer Anordnung zum Messen von Stromertrags- und/oder Verbrauchsdaten in einem Niederspannungsnetz mit den genannten Merkmalen zeichnet sich durch folgende Verfahrensschritte aus : Es wird ein Anforderungssignal von der Datenerfassungs- und Auswerteeinheit an die jeweils eine Messeinheit gesendet. Daraufhin erfolgt ein Abtasten einer durch den A/D-Wandler erzeugten digitalisierten Sinuswelle eines vom Stromwandler und dem mindestens einen Spannungswandler gelieferten Messsignals und ein Speichern eines dabei ermittelten Maximalwertes als Messwert. Als Antwort wird der in dem Messwertspeicher gespeicherte Messwert über die Schnittstelle an die externe Datenerfassungs- und Auswerteeinheit übertragen. Es erfolgt ein Speichern und Umrechnen des Messwertes in momentane und/oder zeitlich verfolgbare Stromertrags und/oder Verbrauchsgrößen, insbesondere Leistung, Energieertrag, Energieverbrauch und/oder Kosten. Die berechneten Ertrags-, bzw. Verbrauchsgrößen werden in einer geeigneten Weise dargestellt und aufbereitet.A method for operating an arrangement for measuring current yield and / or consumption data in a low-voltage network with the mentioned features is characterized by the following method steps: A request signal is sent from the data acquisition and evaluation unit to the respective one measurement unit. This is followed by a sampling of a digitized sine wave generated by the A / D converter of a measurement signal supplied by the current transformer and the at least one voltage converter and storing a maximum value determined thereby as a measured value. In response, the measured value stored in the measured value memory is transmitted via the interface to the external data acquisition and evaluation unit. There is a storage and conversion of the measured value into current and / or temporally traceable power output and / or consumption variables, in particular power, energy yield, energy consumption and / or costs. The calculated yield or consumption quantities are displayed and prepared in a suitable manner.
Bei mehreren Messeinheiten erfolgt das Senden des Anforderungssignals nacheinander getaktet an jede einzelne Messeinheit.In the case of several measuring units, the transmission of the request signal takes place successively clocked at each individual measuring unit.
Es muss dabei keine ständige Messung der zu ermittelnden Größen erfolgen, vielmehr können die Messungen in wiederkehrenden Zeiträumen, insbesondere an gewissen Stichtagen, Tageszeiten oder bei Bedarf erfolgen.There must be no constant measurement of the variables to be determined, but the measurements can be made in recurring periods, in particular on certain deadlines, times of day or as needed.
Zur Aufbereitung und Darstellung der berechneten Stromertrags- und/oder Verbrauchsgrößen wird zweckmäßigerweise ein interaktiver Netzplan, insbesondere in Form eines Gebäudegrundrisses, mit einer Anzeige der Stromkreise, Messeinheiten, Stromerzeuger und/oder Verbraucher erzeugt und die Stromertrags- und/oder Verbrauchsgrößen aufgeschlüsselt auf einzelne Räume und/oder einzelne Stromkreise des Gebäudegrundrisses angezeigt. Diese Visualisierung ermöglicht es, die gemessenen bzw. berechneten Größen schnell und einfach abzufragen, wobei für den Benutzer die Bereiche der jeweiligen Teilnetze und deren Verbraucher übersichtlich werden.For the preparation and presentation of the calculated current yield and / or consumption, an interactive network, in particular in the form of a building plan, with an indication of the circuits, measuring units, power generators and / or consumers is advantageously generated and the power output and / or consumption variables broken down to individual rooms and / or individual circuits of the building outline. This visualization makes it possible to query the measured or calculated quantities quickly and easily, whereby the areas of the respective subnetworks and their consumers become clear to the user.
Zur Aufbereitung und Darstellung der berechneten Stromertrags- und/oder Verbrauchsgrößen kann auch auf die Erzeugung einer Stromertrags- und/oder eine Verbrauchsverlaufskurve mit einer Darstellung einer Änderung einer Stromertrags- und/oder Verbrauchsgröße über einer Folge von Zeitintervallen, insbesondere eine Darstellung einer Leistungsverlaufs- einer Energieverlaufs- oder einer Kostenverlaufskurve, zurückgegriffen werden. Zeitliche Entwicklungen der gemessenen bzw. berechneten Größen werden dadurch sichtbar. Zweckmäßigerweise erfolgt außerdem eine Darstellung eines Gesamtstromertrages und/oder einer Gesamtverbrauchsgröße, insbesondere einer Stromstärke, eines Energiebetrages, einer Leistung und/oder Gesamtkosten mit einer Aufschlüsselung und Darstellung der Anteile der einzelnen Messeinheiten, insbesondere in Form eines Tortendiagramms bzw. Balkendiagramms. Damit können Anteile einzelner Stromquellen und vor allem einzelner Verbraucher an den Stromerträgen bzw. an den Verbrauchsdaten, übersichtlich dargestellt werden.For the preparation and display of the calculated current yield and / or consumption quantities can also on the generation of a current yield and / or a consumption curve with a representation of a change in a current yield and / or consumption over a series of time intervals, in particular a representation of Leistungsverlaufs- a Energy trend or a cost curve, are used. Temporal developments of the measured or calculated variables are thus visible. Expediently, moreover, a representation of a total power yield and / or a total consumption variable, in particular a current, an energy amount, a power and / or total costs with a breakdown and representation of the proportions of the individual measurement units, in particular in the form of a pie chart or bar chart. This makes it possible to present components of individual power sources and, above all, individual consumers in terms of power yields and consumption data, clearly.
Die Messanordnung und das Verfahren zum Betreiben der Messanordnung sollen im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es werden für gleiche bzw. gleich wirkende Teile bzw. Verfahrensschritte die gleichen Bezugszeichen verwendet. Zur Verdeutlichung dienen die beigefügten Figuren 1 bis 5. Es zeigt:The measuring arrangement and the method for operating the measuring arrangement will be explained in more detail below with reference to exemplary embodiments. The same reference numerals are used for identical or identically acting parts or method steps. For clarification serve the attached figures 1 to 5. It shows:
Fig. 1 eine schematische Anordnung mehrerer Messeinheiten in einem Teilnetz eines Niederspannungsnetzes,1 shows a schematic arrangement of several measuring units in a subnetwork of a low-voltage network,
Fig. 2 ein beispielhaftes Blockdiagramm einer Messeinheit und eines Erfassungsgerätes mit den darin enthaltenen Teilen,2 shows an exemplary block diagram of a measuring unit and a detection device with the parts contained therein,
Fig. 3 eine genauere Darstellung der Teilkomponenten der Einzelteile einer Messeinheit,3 shows a more detailed representation of the subcomponents of the individual parts of a measuring unit,
Fig. 4 ein beispielhafter Ablaufplan einer Messwerterfassung, Übertragung und Auswertung,4 shows an exemplary flowchart of a measured value acquisition, transmission and evaluation,
Fig. 5 eine beispielhafte Visualisierung zur Messwertauswertung .5 shows an exemplary visualization for measured value evaluation.
Fig. 1 zeigt ein Teilnetz eines Niederspannungsnetzes. Das Teilnetz kann je nach konkreter Gestaltung sehr unterschiedlich ausgebildet sein. In den nachfolgenden Ausführungsbeispielen wird von einem Teilnetz ausgegangen, das die Stromversorgung für mehrere Wohnräume einer Wohnung abdeckt. Die nachfolgenden Erläuterungen sind in entsprechender Weise auch auf andere Teilnetze, beispielsweise für Gewerberäume und Werkstätten, Gebäudenetze und dergleichen Teilnetze übertragbar. In dem hier vorliegenden Fall einer Wohnung ist an einer Steigleitung innerhalb eines Hauses ein Verzweigungspunkt 1 angeordnet. Dieser weist die dafür üblichen schaltungstechnischen Einrichtungen, insbesondere Sicherungen, Schutzschalter und dergleichen weitere Mittel zum Schalten bzw. Abtrennen des Teilnetzes auf.Fig. 1 shows a subnetwork of a low voltage network. The subnetwork can be designed very differently depending on the specific design. In the following embodiments, it is assumed that a subnet covering the power supply for several living spaces of an apartment. The following explanations are also applicable to other subnetworks, for example, for commercial premises and workshops, building networks and the like subnets transferable. In the present case of an apartment, a branch point 1 is arranged on a riser within a house. This has the usual circuit facilities, in particular fuses, circuit breakers and the like further means for switching or disconnecting the subnet.
Von diesem Verzweigungspunkt zweigen die je einen Stromkreis 3 bildenden Leiter ab, die zu den einzelnen Verbrauchsstellen und Stromanschlüssen, d . h. Steckdosen, mit Lüsterklemmen bewehrte Kabelenden und dergleichen Anschlüsse, führen. In dem hier gezeigten Beispiel sind dies eine Reihe von Außenleitern, die eine Spannung gegenüber einem geerdeten Sternpunkt aufweisen. Die Außenleiter, sowie die entsprechenden, hier nicht dargestellten Neutralleiter und Schutzleiter bilden das Teilnetz des Wohnungsbereiches. Die Außenleiter weisen in einem Niederspannungsnetz eine Wechselspannung von 230 V zur Versorgung von Wohnräumen auf. Für diese ist eine rote, graue oder schwarze Isolierung festgelegt. Der Neutralleiter ist blau und der Schutzleiter grün-gelb gestreift isoliert. Ein Außenleiter und der Neutralleiter sind an jeder Anschlussstelle 3a des Teilnetzes zu finden. Die Anschlussstelle 3a ist in der Regel eine Innenraum- oder Badsteckdose in der bekannten Ausführungsform als Steckdose mit einem Schutzkontakt, oder ein Starkstroman- schluss, der zur Stromversorgung von Elektroherden oder anderen Heizgeräten zur Anwendung kommt.From this branching point branch off the ever one circuit 3 forming conductor, which leads to the individual points of consumption and power connections, d. H. Outlets, with luster terminals reinforced cable ends and the like connections lead. In the example shown here, these are a series of outer conductors which have a voltage with respect to a grounded star point. The outer conductors, as well as the corresponding, not shown here neutral conductor and protective conductor form the subnet of the housing area. The outer conductors have an AC voltage of 230 V in a low-voltage network for the supply of living space. For these, a red, gray or black insulation is specified. The neutral conductor is blue and the protective conductor is striped green-yellow. An outer conductor and the neutral conductor can be found at each connection point 3a of the subnetwork. The connection point 3a is usually an indoor or bath socket in the known embodiment as a socket with a protective contact, or a Starkstroman- circuit that comes to power electrical stoves or other heaters used.
Aus einem für die Wohnung geltenden Installationsplan ist die Zuordnung der Leitungen 2 zwischen Verzweigungspunkt und Anschlussstelle 3a bekannt. Jeder dieser Leitungen 2 weist eine Messeinheit 4 auf. Diese Messeinheit ist galvanisch getrennt an jeder Leitung 2 angeordnet und misst den in der Leitung fließenden Strom. Für Verbrauchsmessungen ist die Leitung 2 zweckmäßigerweise einer der Außenleiter. Wird die Messeinheit an einem Schutzleiter angebracht, dient die so gebildete Anordnung als Sensor für einen infolge von Leitungsdefekten fließenden Strom. Mehrere dieser Messeinheiten sind mit einem Erfassungsgerät 7a gekoppelt, das an den Messeinheiten Messprozeduren auslöst und die dabei ermittelten Messwerte entgegen nimmt und an eine Datenverarbeitungs- und Auswerteeinheit 9 weiterleitet.From an applicable installation plan for the apartment, the assignment of the lines 2 between the branch point and junction 3a is known. Each of these lines 2 has a measuring unit 4. This measuring unit is arranged galvanically isolated on each line 2 and measures the current flowing in the line. For consumption measurements, the line 2 is expediently one of the outer conductors. If the measuring unit is attached to a protective conductor, the arrangement thus formed serves as a sensor for a current flowing as a result of line defects. Several of these measuring units are coupled to a detection device 7a, which triggers measuring procedures on the measuring units and receives the measured values determined thereby and forwards them to a data processing and evaluation unit 9.
Die externe Datenerfassungs- und Auswerteeinheit 9 registriert die von den Messeinheiten gelieferten Messdaten, rechnet diese in Verbrauchsgrößen um und stellt diese Verbrauchsgrößen dar. Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm einer beispielhaften Messeinheit. Die Messeinheit enthält einen Stromwandler und/oder einen Spannungswandler 5.The external data acquisition and evaluation unit 9 registers the measurement data supplied by the measurement units, converts these into consumption variables and represents these consumption variables. Fig. 2 shows a block diagram of an exemplary measuring unit. The measuring unit contains a current transformer and / or a voltage converter 5.
Der Stromwandler weist die Form eines Hohlzylinders auf und ist ringförmig auf die Leitung 2 geschoben. Grundsätzlich kann zur Realisierung des Stromwandlers auf die aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungsformen für Wechselstromsensoren zurückgegriffen werden.The current transformer has the shape of a hollow cylinder and is pushed annularly on the line 2. In principle, recourse may be had to the embodiments of alternating current sensors known from the prior art for realizing the current transformer.
Es können dabei Stromwandler für verschiedene Messbereiche, beispielsweise Bereiche von 0 bis 20 A, 0 bis 50 A oder 0 bis 200 A verwendet werden. Im Ergebnis der kontaktlosen Strommessung liefert der Stromwandler einen Spannungswert. Dieser liegt in der Regel im Bereich von 0 bis 5 V.Current transformers for different measuring ranges, for example ranges from 0 to 20 A, 0 to 50 A or 0 to 200 A, can be used. As a result of the contactless current measurement, the current transformer supplies a voltage value. This is usually in the range of 0 to 5 V.
Anstelle des Stromwandlers oder zusammen mit ihm kann bei einigen Messeinheiten ein Spannungswandler vorgesehen sein, der eine laufende Messung der in dem Teilnetz anliegenden Spannung ausführt. Die so ausgebildete Messeinheit dient als Spannungsmesseinheit. Die von dem Spannungswandler generierten Signale liegen ebenfalls als Spannungswerte im Bereich von 0 bis 5 V vor. Der Spannungswandler ist hierfür entweder als eine Spannungsteilerschaltung oder als ein Messtransformator mit einer definierten Last ausgebildet.Instead of the current transformer or together with it, a voltage converter may be provided in some measuring units, which performs a running measurement of the applied voltage in the subnet. The thus formed measuring unit serves as a voltage measuring unit. The signals generated by the voltage converter are also present as voltage values in the range of 0 to 5V. For this purpose, the voltage converter is designed either as a voltage divider circuit or as a measuring transformer with a defined load.
Ein Messsignalumsetzer 6 setzt das von dem Stromwandler bzw. Spannungswandler 5 erzeugte analoge Meßsignal in einen digitales Signal um und übergibt das digitalisierte Signal an das Erfassungsgerät 7a.A measurement signal converter 6 converts the analog measurement signal generated by the current transformer or voltage converter 5 into a digital signal and transfers the digitized signal to the detection device 7a.
Ein im Erfassungsgerät 7a enthaltener Speicher- und Vergleicherschaltkreis 7 speichert und vergleicht die digitalisierten Spannungssignale während eines Messzyklus und erzeugt einen Messwert. Eine Schnittstelle 8, insbesondere ein USB-Anschluss, oder eine andere Schnittstelle vom seriellen bidirektionalen Typ, stellt eine Verbindung zwischen der Messeinheit und der externen Datenerfassungs- und Auswerteeinheit 9 her. Wie in der Figur angedeutet ist, können weitere Messeinheiten 4 an das Erfassungsgerät 7a angefügt sein und von diesem angesteuert werden. Es ist auch ebenso möglich, dass zumindest eine Messeinheit und das Erfassungsgerät in einem Gehäuse untergebracht sind . Wie in Fig . 3 gezeigt, enthält der Messsignalumsetzer 6 einen A/D-Wandler 11. Der A/D-Wandler digitalisiert das von dem Strom- bzw. Spannungswandler gelieferte Messsignal. Das Messsignal liegt als eine Wechselspannung vor. Der A/D-Wandler wird durch in dem Erfassungsgerät 7a gelegenen Schieberegister 10 für ein zweckmäßiges Messintervall, zweckmäßigerweise von ca . 1,5 Sinuswellen des in der Leitung 2 fließenden Wechselstroms, aktiviert. Dabei wird während dieser Zeit eine große Anzahl von Strom- bzw. Spannungsmessungen ausgeführt und die digitalisierte Sinuswelle des Messsignals abgetastet. Bei einer in deutschen Niederspannungsnetzen üblichen Frequenz des Wechselstroms von 50 Hz beträgt das durch 1,5 Sinuswellen definierte Zeitintervall ca. 0,03 s. Es erfolgt keine Gleichrichtung .A storage and comparator circuit 7 included in the detection device 7a stores and compares the digitized voltage signals during a measurement cycle and generates a measurement value. An interface 8, in particular a USB connection, or another interface of the serial bidirectional type, establishes a connection between the measuring unit and the external data acquisition and evaluation unit 9. As indicated in the figure, further measuring units 4 can be added to the detection device 7a and controlled by it. It is also possible that at least one measuring unit and the detection device are housed in a housing. As shown in FIG. 3, the measurement signal converter 6 contains an A / D converter 11. The A / D converter digitizes the measurement signal supplied by the current or voltage converter. The measuring signal is present as an alternating voltage. The A / D converter is operated by shift registers 10 located in the detection device 7a for a suitable measuring interval, expediently from approx. 1.5 sine waves of the alternating current flowing in the line 2, activated. During this time, a large number of current or voltage measurements are carried out and the digitized sine wave of the measurement signal is sampled. At a frequency of the alternating current of 50 Hz usual in German low-voltage networks, the time interval defined by 1.5 sine waves is approx. 0.03 s. There is no rectification.
Bei einem zweckmäßigen Ausführungsbeispiel weist der A/D-Wandler eine Busbreite von 8 bit auf. Das gelieferte Eingangssignal, also die dort anliegende Spannung, wird dabei in einen entsprechenden digitalen Wert umgewandelt. Bei einer Busbreite von beispielsweise 8 bit liegt der dafür verfügbare Wertevorrat im Bereich von 0 bis 255. Bei einem Stromwandler im Messbereich von 0 bis 20 A ergibt sich bei einem Stromfluss von 20 A in der gemessenen Leitung und einer daraus resultierenden Spannung von 5 V als Messsignal ein digitaler Wert von 255.In an expedient embodiment, the A / D converter has a bus width of 8 bits. The supplied input signal, ie the voltage applied there, is thereby converted into a corresponding digital value. With a bus width of, for example, 8 bits, the available value store ranges from 0 to 255. A current transformer in the measuring range of 0 to 20 A results in a current flow of 20 A in the measured line and a resulting voltage of 5 V as Measuring signal a digital value of 255.
Der Speicher- und Vergleicherschaltkreis 7 enthält ein Vergleichsglied 12 und ein Speicherglied 13. Das Vergleichsglied 12 führt die Abtastung des digitalisierten Messsignals aus und ermittelt einen maximalen Signalwert. Bei einem anliegenden Anforderungssignal wird ein im Speicherglied 13 vorliegender Wert auf 0 zurückgesetzt. Der A/D-Wandler liefert dann das erste digitalisierte Messsignal. Das Vergleichsglied vergleicht dieses Messsignal mit dem bereits im Speicherglied vorliegenden Wert. Falls dieser Wert größer ist, wird der dort gegebene Wert überschrieben und der größere Wert als neuer Wert gespeichert. Mit Abschluss des Abtastintervalls liegt damit im Speicherglied das im Abtastintervall maximale Messsignal in digitaler Form vor. Dieser Maximalwert wird als Messwert an die Datenerfassungs- und Auswerteeinheit gesendet.The memory and comparator circuit 7 contains a comparator 12 and a memory element 13. The comparator 12 carries out the sampling of the digitized measurement signal and determines a maximum signal value. In the case of an applied request signal, a value present in the memory element 13 is reset to 0. The A / D converter then delivers the first digitized measurement signal. The comparator compares this measurement signal with the value already present in the memory element. If this value is greater, the value given there is overwritten and the larger value is saved as the new value. With the completion of the sampling interval, the maximum measurement signal in digital form is present in the memory element in the sampling interval. This maximum value is sent as a measured value to the data acquisition and evaluation unit.
Bei diesem Verfahrensablauf sendet die Datenerfassungs- und Auswerteeinheit ein Anforderungssignal in festen Intervallen, beispielsweise bei 16 Messeinheiten aller 2 Sekunden, ein Anforderungssignal. Die Lände dieses Intervalls ist prinzipiell beliebig und kann durch eine entsprechende Software festgelegt werden. Sie muss jedoch mindestens so lang sein, dass nacheinander für jede Messeinheit im betrachteten Teilnetz die beschriebenen Messschritte, d. h. das Digitalisieren und Abtasten des Messsignals, die Ermittlung des maximalen Signalwertes und die anschließende Übermittlung des Messwertes, ausführbar ist.In this process, the data acquisition and evaluation sends a request signal at fixed intervals, for example, 16 measurement units every 2 seconds, a request signal. The country of this interval is in principle arbitrary and can by an appropriate software be determined. However, it must be at least as long that the measurement steps described, ie the digitizing and sampling of the measurement signal, the determination of the maximum signal value and the subsequent transmission of the measured value, can be carried out in succession for each measuring unit in the subnet considered.
Wie erwähnt ist mindestens eine der Messeinheiten als eine Spannungsmesseinheit ausgebildet. Die Spannungsmesseinheit kann dabei unmittelbar an dem Verzweigungspunkt angeordnet sein, an dem das Teilnetz vom Hauptnetz abzweigt. Dieser misst die zwischen einem der Phasen des Teilnetzes und dem Neutralleiter bzw. die zwischen zwei Phasen anliegende elektrische Spannung von 0 bis ca. 250 Volt bzw. von 0 bis ca . 400 Volt.As mentioned, at least one of the measuring units is designed as a voltage measuring unit. The voltage measuring unit can be arranged directly at the branch point at which the subnet branches off the main network. It measures the electrical voltage between 0 and approx. 250 volts or between 0 and approx. 0 between one of the phases of the subnetwork and the neutral conductor or between two phases. 400 volts.
Die weitere Messsignalverarbeitung entspricht dabei den vorhergehenden Ausführungen zur Arbeitsweise der Messeinheit.The further measurement signal processing corresponds to the previous comments on the operation of the measuring unit.
Die Strom- und Spannungsmessung an den Messeinheiten bzw. der mindestens einen Spannungsmesseinheit erfolgt während des selben Messintervalls. Die Länge des Messintervalls beträgt dabei zweckmäßigerweise etwa 1 bis 10 Sekunden. Bei jeder dieser Messungen wird damit ein Strom- und ein zugehöriger aktuell im Teilnetz anliegender Spannungsmesswert geliefert. Über eine Multiplikation der gemessenen Strom- und Spannungsmesswerte erfolgt schließlich die Berechnung eines realen Leistungswertes.The current and voltage measurement at the measuring units or the at least one voltage measuring unit takes place during the same measuring interval. The length of the measuring interval is expediently about 1 to 10 seconds. For each of these measurements, a current and an associated voltage reading currently present in the subnet is thus supplied. Finally, a multiplication of the measured current and voltage measured values results in the calculation of a real power value.
Die Länge des Schieberegisters muss dabei der Anzahl der Messeinheiten im betrachteten Teilnetz entsprechen. Das Schieberegister aktiviert nacheinander jede Messeinheit für ein festgelegtes, für die Messung ausreichendes Abtastintervall, zweckmäßigerweise in der zeitlichen Länge von 1,5 Sinuswellen des im Teilnetzes fließenden Wechselstroms.The length of the shift register must correspond to the number of measuring units in the considered subnetwork. The shift register sequentially activates each measuring unit for a fixed, for the measurement sufficient sampling interval, expediently in the length of time of 1.5 sine waves of the alternating current flowing in the subnet.
Weil das Schieberegister die Messeinheiten nacheinander aktiviert, ist eine gesonderte Identifizierung der Messeinheiten dadurch nicht notwendig. Die von allen Messeinheiten ermittelten Messwerte werden in einer festgelegten Reihenfolge an die Datenerfassungs- und Auswerteeinheit gesendet. Dort erfolgt die Zuordnung der einlaufenden Messwerte zu den einzelnen Messeinheiten bzw. Messstellen aufgrund der im Schieberegister festgelegten und in einer Zuordnungstabelle logisch den einzelnen Messstellen zugeordneten Reihenfolge. So kann beispielsweise in der Zuordnungstabelle festgelegt sein, dass der durch das Schieberegister als Messwert Nummer 1 bestimmte Wert dem Wohnzimmer, der als Messwert Nummer 2 bestimmte Wert dem Kinderzimmer bzw. der als Messwert Nummer 5 bestimmte Wert der Küche bzw. den jeweiligen Teilnetzen zugeordnet ist.Because the shift register activates the measuring units one after the other, a separate identification of the measuring units is not necessary. The measured values determined by all measuring units are sent to the data acquisition and evaluation unit in a defined sequence. There, the assignment of the incoming measured values to the individual measuring units or measuring points takes place on the basis of the sequence which is defined in the shift register and logically assigned to the individual measuring points in an allocation table. For example, in the mapping table, you can specify the value determined by the shift register as measured value number 1 is assigned to the living room, the value determined as measured value number 2 to the nursery or the value of the kitchen or the respective subnets determined as measured value number 5.
Bei einer möglichen Ausführungsform ist das Speicherglied im Erfassungsgerät als ein Pufferspeicher ausgebildet, der alle in einem gewissen Zeitraum ermittelten Messwerte zusammen mit einer Zeitangabe zwischenspeichert und bei Abruf über die Schnittstelle 8 ausgibt. Das Speicherglied ist in diesem Fall zum Speichern der entsprechenden Datenmengen in seiner Speicherkapazität hinreichend groß dimensioniert und kann zweckmäßigerweise durch eine zusätzliche Speichereinheit ergänzt sein.In one possible embodiment, the memory element in the detection device is designed as a buffer memory which temporarily stores all measured values determined over a certain period of time together with a time indication and outputs them via the interface 8 when called up. In this case, the memory element is dimensioned sufficiently large in its storage capacity for storing the corresponding data volumes and can be expediently supplemented by an additional memory unit.
Das Erfassungsgerät kann extern programmierbar sein. Es ist dann möglich, Betriebsparameter, insbesondere Grenzwerte, in dem Speicher der Messeinheit vorzugeben. Hierzu ist ein programmierbarer Festwertspeicher 13a vorgesehen, in dem vorgegebene Grenzwerte und ein Identifikationssignal für die Messeinheit gespeichert werden können. Die Vergabe eines Identifikationssignals an das Erfassungsgerät 7a ist besonders dann zweckmäßig, wenn das Teilnetz groß ist und mehrere Erfassungsgeräte eingesetzt werden, um eine größere Anzahl von Messeinheiten zu steuern.The detection device can be externally programmable. It is then possible to specify operating parameters, in particular limit values, in the memory of the measuring unit. For this purpose, a programmable read-only memory 13a is provided in which predetermined limit values and an identification signal for the measuring unit can be stored. The assignment of an identification signal to the detection device 7a is particularly useful when the subnetwork is large and multiple detection devices are used to control a larger number of measuring units.
Eine weitere mögliche Erweiterung des Erfassungsgerätes 7a stellt ein Modul 8a für eine drahtlose bidirektionale Datenübertragung dar, das an die Schnittstelle der Messeinheit angefügt werden kann oder auch ein Bestandteil der Schnittstelle ist. Dabei kann insbesondere auf eine WLAN-Technologie zurückgegriffen werden. Es ist in diesem Zusammenhang auch möglich, mehrere Erfassungsgeräte an ein gemeinsames Gerät zur drahtlosen Datenübertragung zu koppeln und über dieses Gerät die Kommunikation mit der externen Datenerfassungs- und Auswerteeinheit auszuführen.Another possible extension of the detection device 7a is a module 8a for a wireless bidirectional data transmission, which can be added to the interface of the measuring unit or is also part of the interface. It can be used in particular on a WLAN technology. It is also possible in this context to couple a plurality of detection devices to a common device for wireless data transmission and to carry out communication with the external data acquisition and evaluation unit via this device.
Als Datenerfassungs- und Auswerteeinheit kommt insbesondere ein üblicher Personal Computer zum Einsatz. Dieser verfügt über eine entsprechende Schnittstelle zur bidirektionalen Kommunikation mit den Erfassungsgeräten und eine Datenerfassungs- und Auswertesoftware zum Verarbeiten der von den Messeinheiten übermittelten Messdaten. Dies sind insbesondere serielle Schnittstellen, vorzugsweise USB- oder RS-Schnittstellen für drahtgebundene Datenübertragungen, bzw. interne oder extern mit der Messeinheit verbundene Mittel zur drahtlosen Datenübertragung, insbesondere WLAN-Module.The data acquisition and evaluation unit used is, in particular, a customary personal computer. It has a corresponding interface for bidirectional communication with the acquisition devices and a data acquisition and evaluation software for processing the measurement data transmitted by the measurement units. These are in particular serial interfaces, preferably USB or RS interfaces for wired Data transmissions, or internal or external means connected to the measuring unit for wireless data transmission, in particular WLAN modules.
Fig. 4 zeigt einen beispielhaften einfachen Ablaufplan zum Betreiben der in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Anordnung . In einem mit dem Bezugszeichen 15 beschriebenen Schritt wird ein Anforderungssignal von der Datenerfas- sungs- und Auswerteeinheit an eine der Messeinheiten übermittelt.FIG. 4 shows an exemplary simple flowchart for operating the arrangement shown in FIGS. 1 to 3. In a step described by reference numeral 15, a request signal is transmitted from the data acquisition and evaluation unit to one of the measuring units.
Das Anforderungssignal wird in einem festgelegten Zeittakt von der Datener- fassungs- und Auswerteeinheit an das Erfassungsgerät gesendet und aktiviert den oben beschriebenen Messprozess. Das Senden des Anforderungssignals kann von einem Benutzer manuell gestartet bzw. beendet werden, oder automatisch über einen Timer zu einer festgesetzten Anfangs- und Endzeit ausgelöst bzw. abgebrochen werden.The request signal is sent to the detection device by the data acquisition and evaluation unit in a defined time interval and activates the measurement process described above. The sending of the request signal can be manually started or ended by a user, or triggered automatically or canceled by a timer at a fixed start and end time.
Das timergesteuerte Senden des Anforderungssignals ist besonders dann zweckmäßig, wenn regelmäßig wiederkehrende Prozeduren zur Bestimmung eines Stromverbrauchs im Teilnetz ausgeführt werden sollen. Das vom Nutzer manuell ausgelöste Senden des Anforderungssignals erlaubt eine zu einem beliebigen Zeitpunkt ausführbare Bestimmung eines Momentanverbrauchs. Dies kann insbesondere dann nützlich sein, wenn der Energieverbrauch eines momentan aktiven elektrischen Verbrauchers mit höherer Leistungsaufnahme, beispielsweise eines neu installierten Computers oder einer neuen Zimmerbeleuchtung, bestimmt oder besonders energieintensive Netzgeräte sowie Leitungsdefekte ermittelt werden sollen.The timer-controlled transmission of the request signal is particularly useful when regularly recurring procedures for determining a power consumption to be executed in the subnet. The manually triggered by the user sending the request signal allows an executable at any time determination of instantaneous consumption. This can be particularly useful when the energy consumption of a currently active electrical load with higher power consumption, such as a newly installed computer or a new room lighting, determined or particularly energy-intensive power supplies and line defects are to be determined.
Nach dem Start des Messprozesses sendet die Datenerfassungs- und Auswerteeinheit im festgelegten Zeittakt das Anforderungssignal an das Erfassungsgerät 7a. Dort wird das Schieberegister gestartet, das nacheinander in einer festgelegten Reihenfolge die einzelnen Messeinheiten aktiviert und von dort die digitalisierten Messsignale abruft. Daraufhin werden wie vorhergehend beschrieben die einzelnen Messwerte in dem Erfassungsgerät bestimmt und an die Datenerfassungs- und Auswerteeinheit übermittelt.After the start of the measurement process, the data acquisition and evaluation unit sends the request signal to the detection device 7a in the specified time interval. There, the shift register is started, which successively activates the individual measuring units in a defined sequence and retrieves the digitized measurement signals from there. Subsequently, as described above, the individual measured values are determined in the detection device and transmitted to the data acquisition and evaluation unit.
Im Ergebnis empfängt die Datenerfassungs- und Auswerteeinheit 9 eine Reihenfolge von den jeweiligen Verbrauchern zugeordneten Messwerten und speichert diese. Über einen Faktor wird der zunächst noch digital vorliegende Messwert wieder in einen Stromstärkewert umgerechnet. Durch ein Anpassen des Faktors können dabei Messungenauigkeiten korrigiert werden. Diese Anpassung erfolgt zweckmäßigerweise über einen eichenden Abgleich mit den tatsächlichen Verbrauchs- und Stromstärkewerten am vorhandenen Stromzähler im Teilnetz.As a result, the data acquisition and evaluation unit 9 receives an order of measured values associated with the respective consumers and stores them. A factor is used to convert the measured value, which is still available digitally, back to a current value. By adjusting The factor can be used to correct measurement inaccuracies. This adaptation is expediently carried out by means of a calibration with the actual consumption and current values on the existing electricity meter in the subnetwork.
Die so ermittelten Strommesswerte ergeben dabei für jede Messstelle eine Stromverlaufskurve, der im Zeittakt der ausgesendeten Anforderungssignale neue Werte hinzugefügt werden. Kleine Zeittakte mit entsprechend kleinen Messintervallen erhöhen dabei die Genauigkeit und das Erkennen von schnellen Veränderungen im Stromverbrauch, die zum Beispiel durch das Zu- oder Abschalten von Geräten zustande kommen. Große Zeittakte mit entsprechend größeren Messintervallen verringern die Rechenzeit und den benötigten Speicherplatz und eignen sich zum Verfolgen von Verbrauchsgrößen über längere Zeiträume.The current measured values determined in this way result in a current characteristic curve for each measuring point, to which new values are added at the time interval of the emitted request signals. Small clock cycles with correspondingly small measurement intervals increase the accuracy and the recognition of rapid changes in power consumption, which come about, for example, by the switching on or off of devices. Large clock cycles with correspondingly longer measurement intervals reduce the computing time and the required storage space and are suitable for tracking consumption variables over longer periods of time.
In einem in der Figur mit dem Bezugszeichen 16 bezeichneten Schritt werden die Messwerte 17, gegebenenfalls zusammen mit dem die Messeinheit und/oder das Erfassungsgerät 7a eindeutig identifizierenden Identifikationssignal 18 über die Schnittstelle 8 an die Datenverarbeitungs- und Auswerteeinheit übertragen. Die Messwerte 17 aus der Messeinheit 4 sind die unmittelbaren Rohdaten über den Stromfluss in der Leitung . Diese werden in der Datenverarbeitungs- und Auswerteeinheit in tatsächliche Verbrauchsdaten wie vorhergehend beschrieben umgerechnet. Das Identifikationssignal 18 gewährleistet, dass durch das Anforderungssignal tatsächlich die richtige Messeinheit bzw. das Erfassungsgerät 7a abgefragt worden ist. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn das Teilnetz ausgedehnt ist und mehrere Erfassungsgeräte 7a vorhanden sind .In a step denoted by the reference numeral 16 in the figure, the measured values 17, optionally together with the identification signal 18 uniquely identifying the measuring unit and / or the detection device 7a, are transmitted via the interface 8 to the data processing and evaluation unit. The measured values 17 from the measuring unit 4 are the direct raw data about the current flow in the line. These are converted in the data processing and evaluation unit into actual consumption data as described above. The identification signal 18 ensures that the correct measurement unit or the acquisition device 7a has actually been interrogated by the request signal. This is particularly advantageous when the subnet is extended and multiple detection devices 7a are present.
Die abgefragten Messwerte werden in einem offenen Array in einer Datenbankstruktur innerhalb der Datenverarbeitungs- und Auswerteeinheit gespeichert. Zur richtigen Einordnung und zum Aufruf der Messwerte in und aus der Datenbank wird auf die logische Zuordnungstabelle in der Datenverarbeitungs- und Auswerteeinheit zurückgegriffen.The queried measured values are stored in an open array in a database structure within the data processing and evaluation unit. For correct classification and for calling the measured values into and out of the database, the logical assignment table in the data processing and evaluation unit is used.
In einem mit dem Bezugszeichen 19 bezeichneten weiteren Verfahrensschritt erfolgt das Umrechnen der Messwerte in tatsächliche Verbrauchsgrößen. Hierzu wird auf die aus der elektrotechnischen Messtechnik gebräuchlichen Berechnungsformeln zurückgegriffen. Die Berechnung der Verbrauchsgrößen kann dabei über die von jeder einzelnen Messeinheit gelieferten Messwerte und damit auf jeden einzelnen Verbraucher im Netz oder zusammengefasst für die Messwerte mehrerer oder aller Messeinheiten und damit für mehrere oder alle Verbraucher erfolgen.In a further method step designated by the reference numeral 19, the conversion of the measured values into actual consumption variables takes place. For this purpose, reference is made to the calculation formulas customary in electrical engineering measurement technology. The calculation of the consumption quantities This can be done via the measured values supplied by each individual measuring unit and thus to each individual consumer in the network or summarized for the measured values of several or all measuring units and thus for several or all consumers.
Über entsprechende Anpassungen der Software in der Datenerfassungs- und Auswerteeinheit sind ohne weiteres verschiedene Zeitpunkte bzw. Zeiträume für die Verbrauchsmessungen an ausgewählten Messeinheiten möglich, indem die erfassten Messwerte entsprechend unterdrückt, kumuliert oder auf eine andere Weise verarbeitet werden. So ist beispielsweise die Bestimmung eines Energieverbrauchs quasi permanent arbeitender elektrischer Geräte im Haushalt, wie zum Beispiel eines Kühlschranks, für regelmäßig wiederkehrende Verbrauchsermittlungen zweckmäßig, während der Verbrauch gewisser nur zeitweise aktiver elektrischer Geräte, wie zum Beispiel einer Waschmaschine, immer dann gemessen werden muss, wenn diese im Betrieb sind .Through appropriate adjustments of the software in the data acquisition and evaluation unit, different times or periods for the consumption measurements at selected measuring units are readily possible by correspondingly suppressing, cumulating or otherwise processing the acquired measured values. For example, the determination of an energy consumption of quasi-permanent electrical appliances in the home, such as a refrigerator, for regularly recurring consumption surveys appropriate, while the consumption of certain only temporarily active electrical equipment, such as a washing machine, must be measured whenever these are in operation.
Über eine softwareseitig gegebene interne Zuordnungstabelle mit der logischen Zuordnung zwischen der Position der Messeinheit in der Signalreihenfolge der übertragenen Messwerte einerseits und dem vom Nutzer definierten Standort des elektrischen Verbrauchers mit der Bezeichnung des Verbrauchers andererseits, z. B. „fünftes Messsignal im Zeitintervall - Küchenverbraucher", wird der an den einzelnen Messeinheiten ermittelte Energieverbrauch sofort eindeutig identifizierte Verbrauchern zugeordnet. Der Nutzer muss dabei grundsätzlich nicht mehr wissen, an welchem Ort sich der Verbraucher im Netz befindet. Dies setzt allerdings voraus, dass die Zuordnung zwischen elektrischem Verbraucher und Messeinheit die logischer Zuordnung innerhalb der Zuordnungstabelle nicht verändert wird .About a software-supplied internal allocation table with the logical assignment between the position of the measuring unit in the signal sequence of the transmitted measurements on the one hand and the user defined location of the electrical load with the name of the consumer on the other hand, eg. For example, "fifth measurement signal in the time interval - kitchen consumers", the energy consumption determined at the individual measuring units is immediately assigned to unambiguously identified consumers.The user basically no longer has to know where the consumer is in the network the assignment between the electrical load and the measuring unit, the logical assignment within the allocation table is not changed.
Es versteht sich, dass mehrere Stromverlaufskurven und Verbrauchswerte zusammengefasst werden können, um beispielsweise einen Gesamtenergieverbrauch des zu analysierenden Teilnetzes oder eines Abschnittes des Teilnetzes mit mehreren Verbrauchern zu bestimmen. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn der Gesamtbeitrag aller elektrischen Geräte innerhalb eines Wohnzimmers, Kinderzimmers und Schlafzimmers zum Gesamtenergieverbrauch der Wohnung zu bestimmen ist. Dies lässt sich über entsprechende Anpassungen der Software leicht realisieren. Die Verbrauchsgrößen, wie zum Beispiel Ladung (in Amperestunden) und/oder Energieverbrauch (in Kilowattstunden) können als momentaner Wert oder als zeitliches Mittel für einen oder mehrere Verbraucher zusam- mengefasst ermittelt werden. Liegen Tarifinformationen für die Verbrauchsgrößen vor, kann eine Kostenberechnung ausgeführt werden. Zusammen mit einem kalkulatorischen Programm können die Kostenberechnungen für Prognosen verwendet werden, mit denen sich Voraussagen über zu erwartende Kosten in einem Abrechnungszeitraum gewinnen lassen.It will be appreciated that multiple current waveforms and consumption values may be aggregated to determine, for example, a total energy consumption of the subnet to be analyzed or a portion of the subnetwork having multiple consumers. This is the case, for example, when the total contribution of all electrical equipment within a living room, nursery and bedroom to the total energy consumption of the home is to be determined. This can easily be achieved by adjusting the software accordingly. The consumption variables, such as, for example, charge (in ampere-hours) and / or energy consumption (in kilowatt-hours) can be determined as a current value or as a time average for one or more consumers. If rate information is available for the consumption quantities, a cost calculation can be carried out. Together with an imputed program, the cost calculations can be used for forecasts that can predict expected costs in a billing cycle.
Natürlich ist auch eine einfache Anzeige der Messwerte 17 für jeden einzelnen Verbraucher oder mehrerer zusammengefasster Verbraucher im Netz als Momentanwert der Stromstärke (zum Beispiel in Ampere) bzw. der momentanen Leistungsaufnahme (zum Beispiel in Kilowatt) möglich.Of course, a simple display of the measured values 17 for each individual consumer or several summarized consumers in the network as an instantaneous value of the current (for example in amperes) or the current power consumption (for example in kilowatts) is possible.
Die errechneten Verbrauchsgrößen werden abschließend in einem Verfahrensschritt 20 für eine Darstellung aufbereitet und geeignet visualisiert.The calculated consumption variables are finally processed in a method step 20 for a representation and visualized appropriately.
Fig. 5 zeigt ein einfaches Beispiel zur Visualisierung errechneter Verbrauchswerte. Die Figur zeigt Elemente in einer graphischen Benutzeroberfläche und deren Inhalte. In einem ersten Fenster ist ein Grundriss 22 einiger durch das Teilnetz versorgter Räume, beispielsweise einer Wohnung, dargestellt. Der Grundriss enthält eine schematische Darstellung der innerhalb der Räume verlegten Leitungen 23 mit den durch die Leitungen geschalteten Steckdosen 23a.5 shows a simple example for the visualization of calculated consumption values. The figure shows elements in a graphical user interface and their contents. In a first window, a floor plan 22 of some of the subnet-supplied rooms, such as an apartment, is shown. The plan contains a schematic representation of the laid inside the rooms lines 23 with the connected through the lines sockets 23a.
Die Grundrissdarstellung ist interaktiv. Mit einem Mauszeiger 24 lassen sich die einzelnen Räume des Grundrisses anklicken und dabei Verbrauchsinformationen abrufen. Für eine Darstellung der Verbrauchsgrößen an einzelnen Steckdosen 23a wird ein Mausklick auf das jeweilige im Grundriss angedeutete Steckdosensymbol ausgeführt.The floor plan is interactive. With a mouse pointer 24, you can click on the individual rooms of the floor plan and retrieve consumption information. For a representation of the consumption quantities at individual outlets 23a, a mouse click on the respective plug-in symbol indicated in the floor plan is executed.
Alternativ können wie bereits vorhergehend ausgeführt, elektrische Verbraucher des Zimmers selbst angewählt und deren Verbrauchsdaten abgefragt werden. Die Figur 5 zeigt dazu ein Textfeld 23b mit einer Reihe von in dem ausgewählten Zimmer vorhandenen Verbrauchern, die durch die Auswertungssoftware logisch mit einzelnen Steckdosen, also Messeinheiten, verknüpft sind. Der Benutzer wählt innerhalb der Legende den ihn interessierenden Verbraucher, z. B. „Fernseher" aus, wobei das Programm die Verbrauchs- daten zu der dem Gerät „Fernseher" entsprechenden Steckdose abruft und anzeigt.Alternatively, as already stated above, electrical consumers of the room itself can be selected and their consumption data queried. FIG. 5 shows a text field 23b with a number of consumers present in the selected room, which are logically linked by the evaluation software to individual sockets, ie measuring units. Within the legend, the user selects the consumer of interest to him, e.g. For example, "TV", the program data to the "TV" corresponding socket retrieves and displays.
Die Verbrauchsdaten selbst können auf verschiedene Weise angezeigt werden. In Fig . 5 sind drei Beispiele dargestellt. Innerhalb der graphischen Darstellung des Grundrisses sind für die jeweiligen Einzelräume Tortengraphiken 26 angezeigt. Diese zeigen einen jeweiligen Anteil der Räume bzw. der darin befindlichen Verbraucher am Gesamtverbrauch der gezeigten Wohnung bzw. des innerhalb der Wohnung befindlichen Niederspannungsnetzes, an.The consumption data itself can be displayed in different ways. In Fig. 5, three examples are shown. Within the graphical representation of the floor plan, pie charts 26 are displayed for the respective individual rooms. These indicate a respective proportion of the rooms or the consumers located therein in the total consumption of the apartment shown or located within the apartment low-voltage network to.
Eine weitere Möglichkeit ist die Anzeige einer zeitlichen Verlaufskurve 25 eines Verbrauchsparameters entweder über einen einzelnen Verbraucher, alle Verbraucher in einem oder mehreren Räumen oder aller Verbraucher in der gesamten Wohnung, d . h. über dem gesamten Teilnetz.Another possibility is the display of a time curve 25 of a consumption parameter either via a single consumer, all consumers in one or more rooms or all consumers in the entire apartment, d. H. over the entire subnet.
Schließlich besteht die Möglichkeit einer Ausgabe der Verbrauchsgrößen in Textform. Fig . 5 zeigt dazu eine Auflistung 27 in einem Fenster. Die Auflistung zeigt bei diesem Beispiel für ein Kinderzimmer einen Jahresendverbrauch in den Verbrauchsgrößen Energie (in der Einheit kWh) und Kosten (in der Einheit Euro) an. Des weiteren ist ein wöchentlicher Verbrauchsdurchschnitt ebenfalls in den Verbrauchsgrößen Energie (in der Einheit kWh) und Kosten (in der Einheit Euro) sowie ein Spitzenverbrauch eines einzelnen Verbrauchers, in diesem Falle eines an einer Steckdose A angeschlossenen Computers, mit einem Zahlenwert und mit einem Datum aufgeführt.Finally, there is the possibility of outputting the consumption quantities in text form. Fig. 5 shows a listing 27 in a window. In this example of a nursery, the list shows a year-end consumption in the consumption quantities energy (in the unit kWh) and costs (in the unit euro). Furthermore, a weekly consumption average is also expressed in terms of energy consumption (in kWh unit) and cost (in euro units) and a peak consumption of a single consumer, in this case a computer connected to a socket A, with a numerical value and a date listed.
Die Verwendung der Messelemente ist nicht auf Verbrauchsmessungen eingeschränkt. Es ist einsichtig, dass eine Verwendung der beschriebenen Konfigurationen auch dann möglich ist, wenn ein Stromertrag einer lokalen Spannungsquelle innerhalb des Niederspannungsnetzes zu erfassen und auszuwerten ist. Dies ist beispielsweise bei Photovoltaik-Anlagen, Notstromaggregaten und dergleichen weiteren Anordnungen möglich. In diesem Fall befinden sich die Messelemente an von den Spannungsquellen abführenden Leitungen und registrieren den dort auftretenden Stromfluss.The use of the measuring elements is not limited to consumption measurements. It will be appreciated that use of the described configurations is possible even if a current output of a local voltage source within the low-voltage network is to be detected and evaluated. This is possible, for example, with photovoltaic systems, emergency generators and other similar arrangements. In this case, the measuring elements are located at lines leading away from the voltage sources and register the current flow occurring there.
Die erwähnten Ausführungsformen lassen sich auch im Rahmen sicherungstechnischer Einrichtungen des Niederspannungsnetzes verwenden. Dies betrifft insbesondere die Signalisierung eines zu hohen, einen oberen Grenzwert übersteigenden Stromflusses in der überwachten Leitung, bzw. den Nachweis eines Leitungsdefektes mit einem endlichen, als off-Grenzwert bezeichneten Stromfluss bei vom Netz abgetrennten Verbrauchern.The mentioned embodiments can also be used in the context of safety devices of the low-voltage network. This applies in particular to the signaling of a too high, exceeding an upper limit current flow in the monitored line, or the Evidence of a line defect with a finite, referred to as the off-limit current flow in disconnected from the network consumers.
Eine solche Anwendung lässt sich ohne weiteres mit der beschriebenen Anordnung realisieren. Hierzu genügt es, innerhalb der Software der Datener- fassungs- und Auswerteeinheit Grenzwerte für den registrierten Stromfluss in jeder der Leitungen zu definieren. Wird einer der beiden Grenzwerte überschritten, dann wird auf der Datenerfassungs- und Auswerteeinheit ein Warnsignal ausgegeben. Dabei wird insbesondere angezeigt, an welcher Messeinheit der irreguläre Stromfluss registriert worden ist.Such an application can be easily realized with the described arrangement. For this purpose, it is sufficient to define limit values for the registered current flow in each of the lines within the software of the data acquisition and evaluation unit. If one of the two limit values is exceeded, a warning signal is output on the data acquisition and evaluation unit. In particular, it is indicated on which measuring unit the irregular current flow has been registered.
Eine andere Möglichkeit zur Implementieren einer Grenzwertüberwachung mittels der vorgestellten Ausführungsformen ist ein Einspeichern von Grenzwerten in den Speicher- und Verteilungsschaltkreis bzw. den Festwertspeicher des Erfassungsgeräts 7a. Dies kann insbesondere über die bidirektionale Schnittstelle der Messeinheit ausgeführt werden. Alternativ dazu können Grenzwerte aber auch softwareseitig in der Datenerfassungs- und Auswerteeinheit vorgegeben werden.Another possibility for implementing limit value monitoring by means of the presented embodiments is the storage of limit values in the storage and distribution circuit or the read-only memory of the detection device 7a. This can be carried out in particular via the bidirectional interface of the measuring unit. Alternatively, limit values can also be specified on the software side in the data acquisition and evaluation unit.
Zur Signalisierung eines irregulären Stromflusses kann die Erfassungseinheit 7a mit einer Signalisierungseinrichtung, beispielsweise einem Summer gekoppelt sein, die bei dem Überschreiten derartiger Grenzwerte ein Signal ausgibt. Ebenso ist es möglich, diese Signalausgabe an eine Sicherungseinrichtung zu übertragen, von der aus eine sofortige Trennung der betreffenden Leitung vom Niederspannungsnetz ausgeführt wird .For signaling an irregular current flow, the detection unit 7a may be coupled to a signaling device, for example a buzzer, which outputs a signal when such limit values are exceeded. It is also possible to transmit this signal output to a safety device, from which an immediate disconnection of the relevant line from the low-voltage network is carried out.
Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen. An den dargestellten beispielhaften Ausführungsformen können im Rahmen fachlichen Handelns Änderungen vorgenommen werden, die ebenfalls in den Bereich des erfindungsgemäßen Grundgedankens fallen.Further embodiments emerge from the subclaims. In the illustrated exemplary embodiments changes can be made in the context of technical action, which also fall within the scope of the inventive concept.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Verzweigungspunkt1 branch point
2 Leitung2 line
3 Stromkreis im Teilnetz 3a Anschlussstelle3 circuit in subnet 3a connection point
4 Messeinheit Stromwandler/ Spannungswandler Messsignalumsetzer Speicher- und Vergleicherschaltkreisa Erfassungsgerät serielle, bidirektionale Schnittstelle a Modul für drahtlose Datenübertragung Datenerfassungs- und Auswerteeinheit 0 Schieberegister 1 A/D-Wandler 2 Vergleichsglied 3 Speicherglied 3a Festwertspeicher 5 Anforderungssignal senden 6 Messwert und Identifikationssignal übertragen7 Messwert 8 Identifikationssignal 9 Umrechnen in Verbrauchsgrößen 0 Verbrauchsgrößen aufbereiten, visualisieren2 Grundrissdarstellung 3 Verlegte Leitungen 3a Steckdosen 3b Legende 4 Mauszeiger 5 Verlaufskurve 6 Tortengraphik 7 Auflistung 4 measuring unit Current transformers / voltage transformers Measurement signal converters Memory and comparator circuits Detection device Serial, bidirectional interface a Module for wireless data transmission Data acquisition and evaluation unit 0 Shift register 1 A / D converter 2 Comparison element 3 Memory element 3a Read-only memory 5 Send request signal 6 Transmit measured value and identification signal7 Measured value 8 Identification signal 9 Convert to Consumption variables 0 Prepare and visualize consumption quantities2 Layout plan 3 Routed cables 3a Sockets 3b Legend 4 Cursor 5 Trajectory 6 Pie chart 7 List

Claims

Patentansprüche claims
1. Anordnung zur Messung von Stromertrags- und/oder Verbrauchsgrößen in einem Niederspannungsnetz, gekennzeichnet durch mindestens eine vor und/oder nach einem Verteilerpunkt (1) an einer Leitung (2) eines Stromkreises (3) installierte Messeinheit (4), umfassend einen kontaktlosen Stromwandler und/oder einen Spannungswandler (5) zur Erfassung eines Stromflusses und/oder einer elektrischen Spannung und einen internen Messsignalumsetzer (6) in Verbindung mit einem Erfassungsgerät (7a) mit einem Messwertspeicher und einer Schnittstelle (8) für einen bidirektionalen Datenaustausch mit einer externen Datenerfassungs- und Auswerteeinheit (9).1. An arrangement for measuring current yield and / or consumption variables in a low-voltage network, characterized by at least one before and / or after a distribution point (1) on a line (2) of a circuit (3) installed measuring unit (4) comprising a contactless Current transformer and / or a voltage converter (5) for detecting a current flow and / or an electrical voltage and an internal Meßsignalumsetzer (6) in conjunction with a detection device (7a) with a measured value memory and an interface (8) for a bidirectional data exchange with an external Data acquisition and evaluation unit (9).
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Messsignalumsetzer (6) als ein durch ein Schieberegister (10) aktivierter A/D-Wandler (11) zum Erzeugen eines digitalisierten Messsignals ausgebildet ist.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the measuring signal converter (6) is designed as an activated by a shift register (10) A / D converter (11) for generating a digitized measurement signal.
3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Messwertspeicher (7) als ein von dem Schieberegister (10) aktivierter Speicher- und Vergleicherschaltkreis (11) zum Ermitteln und Speichern eines Messwertes in Form eines in einem Abtastintervall ermittelten Maximalwertes des digitalisierten Messsignals vorgesehen ist.3. Arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that a measured value memory (7) as one of the shift register (10) activated storage and comparator circuit (11) for determining and storing a measured value in the form of a maximum interval of the digitized determined in a sampling interval Measuring signal is provided.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle (8) eine serielle Schnittstelle, insbesondere eine RS232-, RS422- und/oder eine USB-Schnittstelle, ist.4. Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the interface (8) is a serial interface, in particular an RS232, RS422 and / or a USB interface.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die externe Datenerfassungs- und Auswerteeinheit ein mit einer Abfrage- und Auswertesoftware ausgestattetes Computersystem, insbesondere ein Personalcomputer, ist. 5. Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the external data acquisition and evaluation unit is equipped with a query and evaluation software computer system, in particular a personal computer.
6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungswandler als eine Spannungsteilerschaltung ausgebildet ist.6. Arrangement according to claim 1, characterized in that the voltage converter is designed as a voltage divider circuit.
7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungswandler als ein Messtransformator mit einer festen Last ausgebildet ist.7. Arrangement according to claim 1, characterized in that the voltage converter is designed as a measuring transformer with a fixed load.
8. Verfahren zum Betreiben einer Anordnung zum Messen von Stromertrags- und/oder Verbrauchsgrößen in einem Niederspannungsnetz nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte8. A method for operating an arrangement for measuring Stromertrags- and / or consumption variables in a low-voltage network according to one of claims 1 to 7, characterized by the method steps
Senden eines Anforderungssignals (15) von der Datenerfassungsund Auswerteeinheit (9) an die mindestens eine Messeinheit (4), Abtasten einer durch den A/D-Wandler erzeugten digitalisierten Sinuswelle des von dem Strom- und dem mindestens einen Spannungswandler gelieferten Messsignals und Speichern eines dabei ermittelten Maximalwertes als Messwert,Sending a request signal (15) from the data acquisition and evaluation unit (9) to the at least one measurement unit (4), sampling a digitized sine wave of the measurement signal supplied by the current and the at least one voltage converter and storing one thereby generated by the A / D converter determined maximum value as measured value,
Übertragen (16) des in dem Messwertspeicher (7) gespeicherten Messwertes (17) über die Schnittstelle an die externe Datenerfas- sungs- und Auswerteeinheit,Transmitting (16) the measured value (17) stored in the measured-value memory (7) via the interface to the external data-acquisition and evaluation unit,
Speichern und Umrechnen (19) des Messwertes in eine momentane und/oder zeitlich verfolgbare Stromertrags- und/oder Verbrauchsgröße, insbesondere Leistung, Energieertrag, Energieverbrauch und/oder Kosten,Storing and converting (19) the measured value into a current and / or time-traceable current yield and / or consumption variable, in particular power, energy yield, energy consumption and / or costs,
Aufbereitung und Darstellung (20) der berechneten Stromertrags- und/oder Verbrauchsgrößen.Preparation and presentation (20) of the calculated electricity yield and / or consumption variables.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei mehreren Messeinheiten das Senden des Anforderungssignals und das Ermitteln des Messwertes in einer eindeutigen Reihenfolge für jede einzelne Messeinheit erfolgt.9. The method according to claim 8, characterized in that at several measuring units, the transmission of the request signal and the determination of the measured value takes place in a unique order for each measuring unit.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufbereitung und Darstellung der berechneten Stromertrags- und/oder Verbrauchsgrößen ein interaktiver Netzplan, insbesondere in Form eines Gebäudegrundrisses (22), mit einer Anzeige der Stromkreise, Messeinheiten, Stromerzeuger und/oder Verbraucher erzeugt und die Stromertrags- und/oder Verbrauchsgrößen aufgeschlüsselt auf einzelne Räume und/oder einzelne Stromkreise des Gebäudegrundrisses angezeigt werden.10. The method according to any one of claims 8 or 9, characterized in that for the preparation and presentation of the calculated Stromertrags- and / or consumption variables an interactive network, especially in the form of a building plan (22), with an indication of the circuits, measuring units, power generators and / or consumers generated and the power output and / or consumption variables broken down to individual Rooms and / or individual circuits of the building outline are displayed.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufbereitung und Darstellung der berechneten Stromertrags- und/oder Verbrauchsgrößen eine Stromertrags- und/oder eine Verbrauchsverlaufskurve (25) mit einer Darstellung einer Änderung einer Stromertrags- und/oder Verbrauchsgröße über einer Folge von Zeitintervallen, insbesondere eine Darstellung einer Leistungsverlaufs-, einer Energieverlaufs- oder einer Kostenverlaufskurve, erfolgt.11. The method according to any one of claims 8 to 10, characterized in that for the preparation and presentation of the calculated Stromertrags- and / or consumption variables, a Stromertrags- and / or a consumption curve (25) with a representation of a change in a Stromertrags- and / or consumption over a sequence of time intervals, in particular a representation of a power curve, an energy curve or a cost curve, takes place.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Darstellung eines Gesamtstromertrages und/oder einer Gesamtverbrauchsgröße, insbesondere einer Stromstärke, eines Energiebetrages, einer Leistung und/oder Gesamtkosten mit einer Aufschlüsselung und Darstellung der Anteile der einzelnen Messeinheiten, insbesondere in Form eines Tortendiagramms (26), erfolgt. 12. The method according to any one of claims 8 to 11, characterized in that a representation of a total power output and / or a total consumption size, in particular a current, an energy amount, a performance and / or total costs with a breakdown and representation of the shares of the individual measuring units, in particular in the form of a pie chart (26).
PCT/EP2009/060446 2008-08-13 2009-08-12 Apparatus for measuring power output and/or consumption parameters in a low voltage network WO2010018197A2 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008038662 2008-08-13
DE102008038662.6 2008-08-13
DE102009011665A DE102009011665A1 (en) 2008-08-13 2009-03-04 Arrangement for measuring current yield and / or consumption variables in a low-voltage network
DE102009011665.6 2009-03-04

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2010018197A2 true WO2010018197A2 (en) 2010-02-18
WO2010018197A3 WO2010018197A3 (en) 2010-08-26

Family

ID=41528276

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2009/060446 WO2010018197A2 (en) 2008-08-13 2009-08-12 Apparatus for measuring power output and/or consumption parameters in a low voltage network

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102009011665A1 (en)
WO (1) WO2010018197A2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9546888B2 (en) 2010-08-27 2017-01-17 Northq Aps Retrofittable system for automatic reading of utility meters and a template for aligning an optical sensor housing thereof
CN111239485A (en) * 2020-01-17 2020-06-05 明阳智慧能源集团股份公司 Self-power-consumption software metering method of wind generating set

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110202194A1 (en) 2010-02-15 2011-08-18 General Electric Company Sub-metering hardware for measuring energy data of an energy consuming device
DE102010022725A1 (en) * 2010-06-04 2011-12-08 Hans-Dieter Leibold Analysis device for e.g. refrigerator for use in e.g. household application, has planning and selection component storing commands that are passed to counting and control component through memory component
EP2418462A1 (en) * 2010-08-10 2012-02-15 General Electric Company Sub-metering hardware for measuring energy data of an energy consuming device
JP5172992B2 (en) 2011-06-02 2013-03-27 ファナック株式会社 Motor drive device including maximum output calculation unit of DC conversion unit
KR20140079274A (en) * 2012-12-18 2014-06-26 삼성전자주식회사 Method and apparatus for managing energy consumption in a home network system
DE102013018294B4 (en) * 2013-11-01 2020-01-09 Ean Elektroschaltanlagen Gmbh Device and method for recording the electrical energy of single or multi-phase electrical consumers
CN103698598B (en) * 2013-12-26 2016-08-17 华立科技股份有限公司 Ammeter and low error pulse output intent thereof
DE102014102264A1 (en) * 2014-02-21 2015-09-10 LOKISA Smart Energy GmbH Apparatus and method for detecting energy consumption in a local power system
DE102018201635A1 (en) * 2018-02-02 2019-08-08 Stadtwerke Karlsruhe Gmbh System for monitoring transformer stations
DE102018216769B4 (en) * 2018-09-28 2020-06-18 Siemens Aktiengesellschaft System with several energy measuring devices

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6470283B1 (en) * 1999-11-15 2002-10-22 Thomas G. Edel Non-contact self-powered electric power monitor
US20070205915A1 (en) * 2006-02-16 2007-09-06 Elster Electricty, Llc Load control unit in communication with a fixed network meter reading system

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6470283B1 (en) * 1999-11-15 2002-10-22 Thomas G. Edel Non-contact self-powered electric power monitor
US20070205915A1 (en) * 2006-02-16 2007-09-06 Elster Electricty, Llc Load control unit in communication with a fixed network meter reading system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9546888B2 (en) 2010-08-27 2017-01-17 Northq Aps Retrofittable system for automatic reading of utility meters and a template for aligning an optical sensor housing thereof
CN111239485A (en) * 2020-01-17 2020-06-05 明阳智慧能源集团股份公司 Self-power-consumption software metering method of wind generating set

Also Published As

Publication number Publication date
DE102009011665A1 (en) 2010-02-18
WO2010018197A3 (en) 2010-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2010018197A2 (en) Apparatus for measuring power output and/or consumption parameters in a low voltage network
DE112015005856B4 (en) Visualization of electrical loads
EP2697888B1 (en) Method for determining the topology of a low-voltage distribution grid
DE112015005860T5 (en) Energy measuring system and method for its calibration
EP2283371B1 (en) Power measuring device
DE112015005866B4 (en) Energy measurement system with sensors without external power supply
EP2702361B1 (en) Energy consumption determination for domestic appliances in a network of several domestic appliances which form a system
DE102007044166B4 (en) Arrangement for measuring current yield and / or consumption variables in a low-voltage network, together with the associated method
DE102012109468B3 (en) Power meter device
EP2960664B1 (en) System for detecting powers and amounts of energy in conductors
EP3688861A1 (en) Monitoring of an energy parameter in a distribution station
EP3237913B1 (en) Measuring and/or monitoring device and method for measuring and/or evaluation of the quality and/or stability of power grids
DE112008000390T5 (en) Hybrid monitor for renewable energy and data lenders
EP4063798A1 (en) Assembly and method for determining electrical characteristics of a consumer in a branched power network
DE102016101021A1 (en) Method and device for detecting consumers present in a supply network
DE102013008812A1 (en) System and method for determining electrical characteristics
EP2618458B1 (en) Method for determining circuit states in energy supply networks and system for performing the method
DE102009024301B4 (en) Multiple power meter module
DE102013108623B4 (en) Method and system for the time-resolved detection of the electrical energy consumption of at least one electrical consumer
DE102014102264A1 (en) Apparatus and method for detecting energy consumption in a local power system
DE102014200412A1 (en) Method and inverter for feeding electrical energy into an alternating voltage network
DE102021119565B4 (en) Monitoring an electrical power provided via a distribution station
DE102017221145A1 (en) Power supply networks and methods
EP4034892A1 (en) Arrangement and method for determining electrical parameters of a consumer in a branched power network
CN104793173A (en) Electric power measurement monitoring device adopting digital bus multipoint distribution acquisition technology

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09781759

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: FESTSTELLUNG EINES RECHTSVERLUSTS NACH REGEL 112(1) EPU

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09781759

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2