СЧЕТЧИК АКТИВНОЙ ЭНЕРГИИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
ALTERNATING-CURRENT ACTIVE ENERGY METER

Изобретение относится к устройствам для учета потребляемой из электросети активной электрической энергии и может быть использовано в коммунальном и жилищном секторе, на промышленных предприятиях и в организациях, занимающихся производством, распределением и сбытом электроэнергии по потребителям. Изобретение также может быть использовано в подразделениях МЧС для оповещения населения о чрезвычайных ситуациях в связи с авариями и со стихийными бедствиями, о мероприятиях по гражданской обороне и в службах, предоставляющих специализированные услуги экстренной помощи в режиме "тревожная кнопка" жителям и гражданам пожилого возраста и инвалидам.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является счетчик активной энергии переменного тока, содержащий провода электросети и провода нагрузки и электрически связанные между собой трансформатор, датчик тока, датчик напряжения, преобразователь мощности и частоты, микроконтроллер, блок энергонезависимой памяти, жидкокристаллический индикатор с драйвером, драйвер программного интерфейса, модем для передачи данных по силовой электросети, блок оптронных развязок, картридер, блок автономного питания, блок фазового сопряжения с узкополосным режекторным фильтром (www.incotexcom.ru/m200.htm).
Недостатки известного счетчика активной энергии переменного тока.
1. Отсутствие в устройстве системы ретрансляции речевого и светового оповещения МЧС с громкой связью о аварийных и чрезвычайных ситуациях, длительности и причинах прекращения электроснабжения, стихийных бедствиях, мероприятиях по гражданской обороне.
2. Отсутствие у населения возможности общения через устройство со службами скорой медицинской и противопожарной помощи и чрезвычайных ситуаций, а также со службами, предоставляющими специализированные услуги экстренной помощи в режиме "тревожная кнопка" жителям и гражданам пожилого возраста и инвалидам.
Указанные недостатки устранены в заявляемом изобретении, которое направлено на решение задачи по ретрансляции речевого и светового оповещения населения об аварийных и чрезвычайных ситуациях, длительности и причинах прекращения электроснабжения, стихийных бедствиях, мероприятиях по гражданской обороне, а также по предоставлению жителям возможности общения через устройство со службами скорой медицинской и противопожарной помощи и чрезвычайных ситуаций, а также со службами, предоставляющими специализированные услуги экстренной помощи в режиме "тревожная кнопка" жителям и гражданам пожилого возраста и инвалидам.
Технический результат достигается тем, что в счетчик активной энергии переменного тока, содержащий провода электросети и провода нагрузки и электрически связанные между собой трансформатор, датчик тока, датчик напряжения, преобразователь мощности и частоты, микроконтроллер, блок энергонезависимой памяти, жидкокристаллический индикатор с драйвером, драйвер программного интерфейса, модем для передачи данных по силовой электросети, блок оптронных развязок, картридер, блок автономного питания, блок фазового сопряжения с узкополосным режекторным фильтром, согласно заявляемому изобретению, введены блок системы ретрансляции речевого и светового оповещения с громкой связью и блок системы тревожной кнопки с микрофоном, при этом блок системы ретрансляции соединен электрической связью через модем для передачи данных по силовой электросети и блок фазового сопряжения с узкополосным режекторным фильтром, со службами МЧС и ГО для речевого и светового оповещения о чрезвычайных ситуациях, авариях и стихийных бедствиях, а блок системы тревожной кнопки с микрофоном соединен электрической связью через блок оптронных развязок, модем для передачи данных по силовой электросети и блок фазового сопряжения с узкополосным режекторным фильтром, с экстренными службами полиции, МЧС и скорой помощи.
Таким образом, технический результат достигается путем применения блока системы ретрансляции речевого и светового оповещения МЧС с громкой связью и блока системы тревожной кнопки с микрофоном, осуществляющих в аварийном режиме прием и передачу данных по силовой электросети в качестве аварийной линии электросвязи.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена принципиальная блок-схема предлагаемого счетчика активной энергии переменного тока.
На чертеже цифрами обозначены следующие элементы и узлы:
1 - провода электросети, 2 - провода нагрузки, 3 - трансформатор, 4 - датчик тока, 5 - датчик напряжения, 6 - преобразователь мощности и частоты, 7 - микроконтроллер, 8 - блок энергонезависимой памяти, 9 - жидкокристаллический индикатор, 10 - драйвер жидкокристаллического индикатора, 11 - драйвер программного интерфейса, 12 - модем для передачи данных по силовой сети, 13 - блок оптронных развязок, 14 - картридер, 15 - блок автономного питания, 16 - блок фазового сопряжения с узкополосным режекторным фильтром, 17 - блок системы ретрансляции речевого и светового оповещения МЧС и ГО с громкой связью, 18 - блок системы тревожной кнопки с микрофоном. Утолщенными линиями на чертеже показана электрическая связь между элементами и узлами устройства.
Назначение и взаимодействие элементов и узлов следующее.
Провода электросети 1 и провода нагрузки 2 служат для подвода электроэнергии к электросчетчику и для подачи ее от электросчетчика потребителям. Провода электросети 1 и провода нагрузки 2 также служат для передачи информации по силовой электросети через электросчетчик по технологии PLC (Power Line Communication - коммуникации через силовые линии).
Трансформатор 3 служит для обеспечения точного, стабильного и независимого от внешних условий коэффициента трансформации. Трансформатор обладает свойством согласования цепей источника и нагрузки. Кроме того, они обеспечивают "негальваническую" магнитную связь между обмотками.
Датчик тока 4 и датчик напряжения 5 представляют собой твердотельные электронные элементы для создания на выходе импульсов, число которых пропорционально измеряемой входной величине тока и напряжения.
Преобразователь 6 мощности и частоты служит для преобразования аналоговых и усиления входных сигналов тока, напряжения и частоты в счетный импульс. Этот импульсный сигнал прямо пропорционален той электрической мощности, которая потребляется электрооборудованием.
Микроконтроллер 7 служит для обработки сигналов, поступающих с преобразователя 6, и передачи полученных результатов на жидкокристаллический индикатор 9. Микроконтроллер 7 синхронизирован с кварцевым резонатором (не показан). Запуск и коррекция точности хода часов производятся программным способом. Микроконтроллер 7 управляет работой индикатора 9 с целью отображения измеренных данных. Индикация может изменяться посредством кнопки управления индикацией (не показана).
Блок 8 энергонезависимой памяти представляет собой микросхему и служит для периодического сохранения данных микроконтроллера 7. В случае возникновения аварийного режима "зависания" микроконтроллера 7 или падения напряжения блока 15 автономного питания микроконтроллер 7 восстанавливает данные из блока 8.
Драйвер 10 жидкокристаллического индикатора осуществляет динамическую выдачу информации, помещенной в его память, на соответствующие сегменты жидкокристаллического индикатора 9.
Драйвер 11 программного интерфейса представляет собой микросхему и служит для обеспечения связи с внешним управляющим диспетчерским компьютером (не показан) автоматизированной системы контроля и учета электроэнергии. Информационные интерфейсные сигналы от микроконтроллера 7 поступают на микросхему драйвера 11 интерфейса через блок 13 оптронных развязок.
Модем 12 служит для передачи данных по силовой сети. Одним из назначений модема 12 является обеспечение связи с внешним управляющим диспетчерским компьютером.
Картридер 14 служит для считывания информации с индивидуальной электронной пластиковой карточки и проведения оплаты за электроэнергию потребителем.
Блок 15 автономного питания в виде литиевой батареи или аккумулятора служит для обеспечения резервного питания при отключении электросети.
Блок 16 фазового сопряжения с узкополосным режекторным фильтром служит для объединения трех электрических фаз для осуществления функционирования модема по технологии PLC и для блокирования в процессе передачи данных определенных частот, предотвращая таким образом появление радиопомех.
Блок 17 системы ретрансляции МЧС и ГО служит для речевого и светового оповещения населения о чрезвычайных ситуациях, авариях и стихийных бедствиях с использованием модема 12 по технологии PLC. Блок 17 через систему оптронных развязок соединен электрической связью с модемом 12 и с микроконтроллером 7 для согласования передачи информации по модему 12. Блок 17 содержит в своем составе динамический громкоговоритель и световой индикатор для информации о характере чрезвычайной ситуации (не показаны).
Блок 18 системы тревожной кнопки с микрофоном служит для предоставления услуг круглосуточной экстренной бесплатной медико-социальной помощи населению и для предоставления специальных услуг с использованием модема 12 по технологии PLC. На ее нажатие реагируют полицейские, МЧС, работники аварийной газовой службы и специалисты с обслуживающей водопроводной компании. Для конкретного определения типа экстренной помощи служит микрофон, включаемый через модем 12 с помощью кнопки на корпусе блока 18 (не показана).
Предлагаемый счетчик активной энергии переменного тока работает следующим образом.
При подсоединении к электросети 1 и приложении электрической нагрузки к проводам 2 значения учтенной энергии по номерам тарифа считываются как с индикатора 9 счетчика с помощью кнопок на передней панели счетчика (не показаны), так и через интерфейс 11 или PLC-модем 12. На индикаторе 9 отображается текущее значение активной мощности в нагрузке в кВт.
Счетчик сохраняет в блоке 8 энергонезависимой памяти с возможностью последующего просмотра на индикаторе значение учтенной активной энергии по четырем тарифам с момента ввода счетчика в эксплуатацию, значение учтенной активной энергии с начала эксплуатации на первое число каждого из предыдущих 11 месяцев по каждому действующему тарифу и сумму по всем тарифам с нарастающим итогом.
По модему 12 передается информация о потребленной электроэнергии с нарастающим итогом с момента ввода счетчика в эксплуатацию по текущему тарифу в момент опроса в управляющий компьютер энергоснабжающей организации. Стоимость неоплаченной потребленной электроэнергии отображается на индикаторе 9.
Для проведения процедуры оплаты с помощью кнопок на передней панели счетчика (не показаны) включается картридер 14, в который вставляется пластиковая электронная карта и с нее снимается необходимая сумма.
При возникновении чрезвычайных ситуаций передача сигналов ГО и МЧС производится соответствующими службами в автоматическом режиме по модему 12 с последующим подключением блока 17 для речевого и светового оповещения.
Нажатие на тревожную кнопку в блоке 18 через модем 12 приводит к подключению устройства к экстренным службам полиции, МЧС и скорой помощи. Характер необходимой экстренной помощи определяется путем включения микрофона, подсоединяемого через модем 12 с помощью кнопки на корпусе блока 18 (не показана) к диспетчеру соответствующей службы.
Таким образом, использование заявляемого изобретения решает задачу по ретрансляции речевого и светового оповещения населения об аварийных и чрезвычайных ситуациях, длительности и причинах прекращения электроснабжения, стихийных бедствиях, мероприятиях по гражданской обороне, а также по предоставлению жителям возможности общения через устройство со службами скорой медицинской и противопожарной помощи и чрезвычайных ситуаций, а также со службами, предоставляющими специализированные услуги экстренной помощи в режиме "тревожная кнопка" жителям и гражданам пожилого возраста и инвалидам.