УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРКИ ИНДУКЦИОННЫХ ПРИБОРОВ УЧЕТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
CALIBRATION DEVICE FOR INDUCTION ELECTRICITY METERS

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при разработке приборов учета электроэнергии, не чувствительных к высокочастотному прерыванию тока в активной нагрузке типа нагревательных приборов.
Известно, что широко распространенные индукционные электросчетчики типа СО--2М обладают существенным недостатком - снижением показаний расходуемой энергии при прерывании тока в активной нагрузке с повышенной частотой (в диапазоне 1…5 кГц). Поэтому возникает потребность исследования зависимости такого недоучета электроэнергии в функции частоты прерываний тока при разработке новых индукционных приборов учета электроэнергии и их поверке.
Целью изобретения является создание простого устройства для поверки индукционных приборов учета электроэнергии с точки зрения их чувствительности к прерыванию тока на повышенных частотах, например, в диапазоне 1…5 кГц.
Данная цель достигается в устройстве для поверки индукционных приборов учета электроэнергии, содержащем последовательно включенные поверяемый электросчетчик, калиброванную активную нагрузку и амперметр переменного тока, отличающимся тем, что указанная измерительная цепь с поверяемым электросчетчиком индукционного типа включена к сети переменного тока через двунаправленный транзисторный коммутатор тока, управляемый от импульсного генератора с регулируемой частотой следования импульсов через высокочастотный трансформатор, раздельные вторичные обмотки которого связаны через ограничивающие резисторы с управляющими переходами «база-эмиттер» пары силовых транзисторов, включенных встречно-параллельно их переходами «коллектор-эмиттер» в составе двунаправленного транзисторного коммутатора тока, а импульсный генератор с регулируемой частотой подключен к частотомеру.
Достижение поставленной цели объясняется применением высокочастотного коммутатора тока активной нагрузки, измеряемого амперметром переменного тока с регистрацией энергии поверяемым индукционным электросчетчиком при измеряемой частоте прерываний этого тока в заданном диапазоне перестройки.
На рисунке представлена схема заявляемого устройства, включающая:
1 - поверяемый индукционный электросчетчик,
2 - калиброванная активная нагрузка,
3 - амперметр переменного тока,
4 - разъемное соединение,
5 и 6 - силовые транзисторы, например, n-p-n-типа, включенные встречно-параллельно,
7 - импульсный генератор с регулируемой частотой следования импульсов со скважностью, равной двум в диапазоне перестройки 1…5 кГц,
8 - высокочастотный трансформатор с двумя раздельными выходными обмотками,
9 и 10 - ограничивающие резисторы в цепях базы силовых транзисторов,
11 - вторичный источник питания для работы импульсного генератора 7,
12 - частотомер.
Рассмотрим действие заявляемого устройства.
Двунаправленный транзисторный коммутатор создает прерывание тока активной нагрузки 1 (RH) на частоте f>>>50 Гц импульсного генератора 7 в диапазоне 1…5 кГц, измеряемой частотомером 12. Протекающий в активной нагрузке 1, переменный прерывистый ток измеряется амперметром, малочувствительным к прерываниям тока, по показаниям которого можно определить тот диапазон частот прерываний тока, при котором учет электроэнергии, потребленной в калиброванной активной нагрузке 1 и регистрируемый поверяемым электросчетчиком, составляет ожидаемые 25% от реально потребленной в нагрузке энергии при использовании в качестве приборов учета электроэнергии электросчетчиков типа СО-2, СО-2М, СО-И646М и других. Установление этого диапазона частот прерываний должно быть использовано при разработке новых типов индукционных приборов учета или иных типов приборов учета электроэнергии, нечувствительных или мало чувствительных к прерываниям тока активной нагрузки.
Поверка приборов учета электроэнергии по критерию правильного учета электроэнергии при условии высокочастотного прерывания тока активной нагрузки особенно важна в случае, когда в качестве такой нагрузки используются, например, нагревательные и осветительные приборы, действие которых совершенно не нарушается из-за указанных прерываний тока при соответствующем согласовании их внутреннего сопротивления с рабочей мощность этих приборов. Так, если рабочая мощность электрического радиатора отопления равна 2 кВт при напряжении 220 В без прерываний тока, то при импульсах прерывания со скважностью q=1/fτИ=2, где τИ - длительность импульсов, то сопротивление такого радиатора (нагрузки 1) должно быть снижено до величины RH=12,1 Ом. Для обеспечения скважности импульсной последовательности q=2 импульсный генератор 7 может включать последовательно связанные задающий генератор импульсов с перестраиваемой частотой в диапазоне 2…10 кГц, D-триггер (делитель частоты на два), на выходе которого при любой частоте f следования импульсов скважность импульсов всегда равна двум, и усилитель мощности импульсных сигналов для открывания силовых транзисторов 5 и 6 и приведения их в режим насыщения, при котором их переходное сопротивление «коллектор-эмиттер» минимально. Последнее снижает рассеиваемую мощность в силовых транзисторах, установленных на раздельных радиаторах охлаждения.
Потребляемая энергия вторичным источником питания 11 и частотомером 12, включаемых непосредственно к электрической сети, не учитывается поверяемым прибором учета 1. Для целей поверки могут быть использованы и те приборы учета, которые встроены в сеть пользователя (стационарно установленные). В этом случае к разъемному соединению включают калиброванную активную нагрузку 2 (например, радиатор отопления с известным внутренним сопротивлением в установившемся тепловом режиме) непосредственно, то есть без внешнего поверяемого электросчетчика 1 и амперметра 3 переменного тока. При этом снимают показания с электросчетчика пользователя за заданный интервал времени и сравнивают их с теми, которые были бы при включении нагрузки в сеть непосредственно (то есть без прерывания тока) на тот же период времени, но с поправкой на влияние скважности q=2. Этот учет скважности сводится к тому, что показания счетчика пользователя, полученные при непосредственном включении нагрузки в сеть, следует разделить на два и после этого сравнивать их с показаниями, полученными при работе этой же нагрузки, но с прерыванием тока, за тот же отрезок времени. Разность этих показаний будет указывать на погрешность работы счетчика пользователя по правильному учету им электроэнергии, потребляемой активной нагрузкой в условии прерывания тока с той или иной частотой прерываний, регулируемой в импульсном генераторе.