ПЕРЕНОСНОЕ УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА УЧЕТА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

Настоящие изобретение относится к области электроизмерительной техники, мониторинга и сигнализации состояния трехфазной электрической сети, а именно, к переносным многофункциональным приборам учета электрической энергии со съёмным ЖК экраном и защитой от повреждения, устанавливаемым без снятия напряжения и монтажа и, предназначенным для контроля параметров электрической энергии, коммерческого/технического учета электрической энергии, мощности и состояния электрической сети в системах электроснабжения на энергетических объектах, с возможностью передачи информации по радиоканалу.
Известен ближайший аналог мобильный счетчик электрической энергии (RU №126843 G01R22/00), содержащий клеммную колодку, соединяющую блок датчиков напряжения и блок питания с зажимными устройствами, подключенными к питающей сети, разъем для подключения внешних устройств, запитанный через предохранитель от блока питания, микроконтроллер, подключенный через аналого-цифровой преобразователь к блоку датчиков напряжения и соединенный с энергонезависимой памятью, интерфейсом RS-485, жидкокристаллическим дисплеем, индикатором LED, оптическим портом, блоком кнопок управления, резервным источником питания встроенных в микроконтроллер часов и блоком питания, токовые клещи, снимающие параметры с питающей сети и снабженные механическими замками, непосредственно подключены к аналого-цифровому преобразователю.
Недостатками устройства являются полная недееспособность при отключении электросчетчика от электросети, отсутствие возможности сигнализации о полном отключении электроснабжения или попытки вмешательства в правильную работу устройства с указанием точного места нештатной ситуации, дорогая конструкция. Счетчик не имеет возможности механического отключения ЖК экрана, для защиты от повреждения.
Наиболее близким по технологической сущности прототипом является:
Мобильное устройство мониторинга и сигнализации состояния электрической сети (№132169 GO 1R11/25, 22/00), содержащее клеммную колодку, соединяющую блок питания и блок датчиков напряжения с зажимными устройствами, подключенными к питающей сети, микроконтроллер, подключенный через аналого-цифровой преобразователь к блоку датчиков напряжения и соединенный с интерфейсом RS-485, оптическим портом, резервным источником питания встроенных в микроконтроллер часов, светодиодным индикатором работы устройства, радиоблоком, соединенным с блоком питания и поддерживающим, но не ограничивающимся стандартами передачи данных GSM, CDMA и IEE 802.11, энергонезависимой памятью, имеющей дополнительный регистр памяти, содержащий географические координаты и оперативное наименование места установки устройства, блоком питания, и резервным источником питания, представляющий собой аккумуляторную батарею с возможностью замены, связанным с микроконтроллером и радиоблоком, устройство дополнительно содержит подключенные к аналого-цифровому преобразователю токовые клещи с механическими замками, снимающие параметры с питающей сети.
Счетчик не имеет возможности механического отключения/подключения ЖК экрана для визуального снятия параметров электрической сети. Устройство не имеет разъема для подключения питания видеорегистратора.
Задачей данной полезной модели является - создание мобильного радиоустройства, которое устанавливается на определенный срок для контроля процесса учета электроэнергии и имеет функции защиты от повреждений визуальный, технический контроль за работой устройства, защиту от механических повреждений обеспечивает возможность отсоединить ЖК экран.
Технический результат создание радиоустройства, имеющего ЖК экран, который снимается после демонстрации правильной работы, при этом в устройстве предусмотрен разъем для питания/зарядки видеорегистратора.
Технический результат достигается тем, что устройство, содержащее клеммную колодку, соединяющую блок питания и блок датчиков напряжения с зажимными устройствами, подключенными к питающей сети, микроконтроллер, подключенный через аналого-цифровой преобразователь к блоку датчиков напряжения и соединенный с интерфейсом RS-485, оптическим портом, резервным источником питания встроенных в микроконтроллер часов, светодиодным индикатором работы устройства, радиоблоком, соединенным с блоком питания и поддерживающим, но не ограничивающимся стандартами передачи данных GSM, CDMA и IEE 802.11, энергонезависимой памятью, имеющей дополнительный регистр памяти, содержащий географические координаты и оперативное наименование места установки устройства, блоком питания, и резервным источником питания, представляющий собой аккумуляторную батарею с возможностью замены получающего зарядку от блока питания, связанным с микроконтроллером и радиоблоком, подключенные к аналого-цифровому преобразователю токовые клещи с механическими замками, снимающие параметры с питающей сети, дополнительно микроконтроллер содержит разъем для подключения жидкокристаллического экрана, а разъем для подключения внешних устройств, запитанный через предохранитель от блока питания, используется для питания/зарядки видеорегистратора.
Такая конструкция позволяет производить полный контроль над устройством как технический, так и визуальный, снимать ЖК экран для защиты от повреждения во время проверки.
По сравнению с прототипом заявляемая конструкция имеет отличительную особенность в совокупности элементов и их взаимном расположении.
Схема переносное устройство контроля процесса учета электрической энергии показана на фиг. 1. Устройство содержит блок датчиков напряжения 1, первичные обмотки которых подключены к питающей сети 2 зажимными устройствами 3 через клеммную колодку 4, при этом вторичные обмотки датчиков напряжения и токовых клещей с механическими замками 5 соединены с аналого-цифровым преобразователем 6, который передает преобразованный сигнал микроконтроллеру 7, соединенному с энергонезависимой памятью 8 с дополнительным регистром памяти 9, резервным источником питания текущего времени 10, оптическим портом 11, служащим для считывания информации и программирования параметров пользователя, интерфейсом RS-485 12, который служит как для внешней связи с микроконтроллером 7, так и для подключения дополнительных устройств не оснащенных радиомодулем, внешнего дисплея или подключения исполнительного устройства, светодиодным индикатором работы 13, радиоблоком 14, передающим информацию по каналам радиосвязи в стандартах GSM, CDMA, IEH 802.11 но не ограничивающийся ими, и резервным источником питания 15 для обеспечения автономного режима работы и получающего зарядку от блока питания 16 при этом контроль заряда осуществляет микроконтроллер 7 через сохраненные параметры в энергонезависимой памяти 8. Питание микроконтроллера 7 и радиоблока 14 обеспечивает блок питания 16 основанный на понижающем трехфазном выпрямителе и стабилизаторе выходного напряжения, подключенный через колодку 4 к сети питания. К микроконтроллеру 7 подключен разъем для подключения/отключения ЖК экрана 17.
Для питания видеорегистратора предусмотрен разъем 19, который получает питание через предохранитель 18 от блока питания 16.
Работа Переносного устройства контроля процесса учета электрической энергии осуществляется следующим образом:
Подключенный через клеммную колодку 4 зажимными устройствами 3 к питающей сети 2 блок датчиков напряжения 1 преобразовывает напряжение питающей сети 2 по каждой фазе в аналоговые сигналы пригодные для измерения, поступающие в аналого-цифровой преобразователь 6. Токовые клещи с механическими замками 5 основанные на разъемных магнитопроводах с намотанной на них вторичной обмоткой и имеющих механические замки на разомкнутых концах, снимающих параметры с питающей сети посылают сигналы напряжения, пропорциональные силе тока в питающей сети 2, на вход аналого-цифрового преобразователя 6. Аналого-цифровой преобразователь 6 передает сигналы тока и напряжения в питающей сети в цифровом виде на соответствующие входы микроконтроллера 7, который, в свою очередь, производит расчет среднеквадратичных значений токов и напряжений, полной, активной, реактивной мощностей и энергий, ведет накопление данных, поступающих на его вход, их тарификацию в соответствии с действующим тарифной программой и текущем временем, учет которого ведется во встроенных в микроконтроллер часах. Энергетические параметры электрической сети сохраняются в энергонезависимой памяти 8 в реальном времени, при этом дополнительный регистр памяти 9, после внесения изменений через оптический 11 порт или интерфейс RS-485 12, содержит информацию о координатах места расположения (широта, долгота), и оперативного наименования места установки устройства (№ трансформаторной подстанции, № секции шин, оперативное название присоединения). Светодиодный индикатор 13 работы устройства преобразует сигналы микроконтроллера в световые импульсы с частотой пропорциональной измеренной электроэнергии за единицу времени, показывает наличие всех трех фаз (А,В,С). Через заданные промежутки времени, при попытке изменения схемы подключения по запросу диспетчера, или автоматически в аварийном режиме (при питании от резервного источника питания 15) микроконтроллер оправляет информацию через радиоблок 14 о расходе электроэнергии, параметры качества, состояния электрической сети, точное время изменения схемы подключения, отправляет географические координаты, оперативное наименование место установки устройства, причины
неисправности в случае возникновения нештатной ситуации но беспроводному каналу через радиоблок 14. Питание микроконтроллера 7 и радиоблока 14 в штатном режиме осуществляется от блока питания 16, а в аварийном режиме от резервного источника питания 15. Жидкокристаллический экран, подключенный к разъему 17, служит для отображения измеренных данных.
Для питания видеорегистратора предусмотрен разъем 19, который получает питание через предохранитель 18 от блока питания 16.
Питание микроконтроллера 7, радиоблока 14 в штатном режиме осуществляется от блока питания 16, а в аварийном режиме от резервного источника питания 15. Резервный источник питания получает зарядку от блока питания 16, при этом контроль заряда осуществляет микроконтроллер 7 через сохраненные параметры в энергонезависимой памяти 8.
Преимуществом предлагаемого технического решения являются дешевизна мобильность конструкции, многофункциональность, возможность применения данного устройства в автоматизированных системах контроля и учета электроэнергии (АСКУЭ) и для контроля процесса учета электрической энергии.
Предлагаемое устройство может быть реализовано на базе многофункционального прибора учета, фиксирующего число часов использования мощности.
Устройство может найти применение в сфере электроэнергетики, учета электроэнергии для оперативно-диспетчерского управления и для предотвращения хищений электроэнергии.