КОМПЛЕКС УЧЕТА И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к электроизмерительной технике и может быть использована для измерения и распределения электрической энергии в однофазных и трехфазных цепях переменного тока в различных отраслях народного хозяйства. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей.
Известно устройство учета и распределения энергии, приведенное в описании к патенту на полезную модель №100857, кл. МПК Н02В 1/14, опубл. 27.12.2010, характеризующееся тем, что в корпусе с навесной дверью установлены клеммы питающих проводов и клеммы распределительной сети, счетчик электрической энергии, автоматический дифференциальный выключатель, ограничитель импульсного перенапряжения, магнитный пускатель, трансформатор тока, причем в корпусе установлены ограничитель мощности и съемная внутренняя панель с устройством опломбирования, которая закрывает доступ ко всем аппаратам, находящимся в корпусе устройства учета и распределения электроэнергии в трехфазных сетях, кроме клемм для подключения проводов распределительной сети.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является автоматизированная система учета и контроля потребления электроэнергии, приведенная в описании к патенту на полезную модель №53449, кл. МПК G01R 11/56, Н02J 13/00, опубл. 10.05.2006, включающая цифровые одноинтерфейсные счетчики, соединенные каждый своим входом через канал связи с промежуточным устройством, блок синхронизации времени счетчиков, модем для связи через городскую телефонную станцию (ГТС) и модем резервного канала связи со сбытовой организацией, при этом промежуточное устройство выполнено в виде коммутатора-преобразователя, состоящего из блока управления, блока коммутации с селектом и блока преобразования сигнала, блок синхронизации времени счетчиков, модемы основного канала для связи через ГТС и резервного канала для связи со сбытовой организацией своими выходами подключены к входам блока коммутации и блока управления, выходом связанного через селект с входом блока коммутации, выходы которого каждый в отдельности соединены с входами модемов ГТС, резервного канала связи и блока синхронизации времени, а также с входом блока преобразователя сигналов, связанным с выходами счетчиков системы.
Описанные устройства имеют недостаток, заключающийся в том, что в них отсутствует возможность дистанционного считывания данных со счетчиков при отключении напряжения в измеряемой линии, а также возможность считывания данных по интерфейсу Ethernet и другим.
При создании предлагаемой полезной модели стояла задача разработки комплекса учета и распределения электроэнергии, позволяющего обеспечить оперативную и бесперебойную работу по учету электроэнергии и передаче показаний счетчиков в автоматизированную систему (АС), обеспечить гибкость построения структуры, используя различные интерфейсы связи, доступные потребителю, обеспечить возможность дистанционного управления линиями электропередачи, а также снизить затраты на создание АС.
Поставленная задача решается за счет введения в состав комплекса учета и распределения электроэнергии дополнительного оборудования в различных сочетаниях.
При этом, в комплекс учета и распределения электроэнергии, содержащий одно или трехфазные счетчики электрической энергии, подключаемые своими входами к линиям электропередачи, которые одновременно являются цепями основного питания счетчиков и соединенные по интерфейсу с модулем сбора показаний счетчиков, который другими своими интерфейсами соединен с узлом радиосвязи, и модемом сотовой связи, введены:
- источник гарантированного электропитания, своим входом соединенный с источником резервного питания, а выходом подключенный к входам резервного питания счетчиков и входам питания остального оборудования,
- аккумулятор, подключенный к блоку гарантированного питания,
- модуль преобразователя RS-485 в Ethernet, вход питания которого подключен к выходу блока гарантированного питания, интерфейс RS-485 которого подключен к одноименному интерфейсу модуля сбора показаний счетчиков,
- трансформаторы тока своими выходами соединенные с токовыми входами счетчика, а входами включенные в разрыв линии электропередачи между источником и потребителем,
- коммутационное оборудование, своими силовыми контактами включенное последовательно с трансформаторами тока в цепь линии электропередачи между источником и потребителем, управляющими входами подключенное к выходам телеуправления счетчиков электроэнергии, а выходами телесигнализации подключенное соответственно к входам телесигнализации счетчиков.
Для снижения затрат на коммуникационное оборудование один из счетчиков может быть заменен на многофункциональный счетчик содержащий в своем составе коммуникационное оборудование.
Технический результат, заключающийся:
- в увеличении коммуникационных возможностей комплекса,
- обеспечении доступа к данным счетчика независимо от наличия напряжения в измеряемой линии электропередачи,
- возможности учета электроэнергии счетчиком в своей линии, независимо от наличия резервного питания,
- возможности дистанционного управления линиями электропередачи, достигается именно за счет введения новых элементов и их связей с другими техническими средствами комплекса.
Полезная модель иллюстрируется чертежами (фиг.1 - фиг.6), на которых представлены различные варианты реализации комплекса учета и распределения электроэнергии.
Комплекс учета и распределения электроэнергии (вариант 1), представленный на фиг.1, содержит от одного до n одно или трехфазных счетчиков электроэнергии 1, подключаемых своими входами к линиям электропередачи, которые одновременно являются цепями основного питания счетчиков, и соединенных по интерфейсу с модулем сбора данных со счетчиков 2, который другими своими интерфейсами соединен с узлом радиосвязи 3 и модемом сотовой связи 4, источник гарантированного питания 5, своим входом соединенный с источником резервного питания, а выходом подключенный к входам резервного питания счетчиков 1 и входам питания узла радиосвязи 3 и модема сотовой связи 4, аккумулятор 6, подключенный к блоку гарантированного питания 5.
Комплекс учета и распределения электроэнергии, представленный на фиг.2 (вариант 2), содержит, кроме узлов, входящих в состав варианта 1, модуль преобразователя RS-485 в Ethernet 7, вход питания которого подключен к выходу блока гарантированного питания 5, а интерфейс RS-485 подключен к одноименному интерфейсу модуля сбора данных со счетчиков 2.
На фиг.3 представлен вариант 3 полезной модели, в котором к уже описанному варианту 1, добавлены часы реального времени 8, синхронизируемые по сигналам точного времени систем ГЛОНАСС/GPS, подключенные своим входом питания к источнику гарантированного питания 5, а выходом - к модулю сбора данных со счетчиков 2.
Вариант 4 полезной модели (фиг.4) содержит те же блоки, что и вариант 1, в который добавлены трансформаторы тока 9, своими выходами соединенные с токовыми входами соответствующих счетчиков 1, а входами включены в разрыв линии электропередачи.
Вариант 5 (фиг.5) состоит из набора технических средств, входящих в состав варианта 4, в который дополнительно введено коммутационное оборудование 10, включенное в разрыв линии электропередачи между источником и потребителем, управляющими входами подключенное к выходам телеуправления счетчиков электроэнергии 1, а выходами телесигнализации - к входам телесигнализации счетчиков 1.
В варианте 6, представленном на фиг.6, один из счетчиков 1, например, счетчик 1-1 представляет собой многофункциональный счетчик, в состав которого входит модуль сбора данных со счетчиков, модем сотовой связи и модуль связи по интерфейсу Ethernet. Кроме того, к нему могут быть подключены часы реального времени 8.
Комплекс учета и распределения электроэнергии, представленный на фиг.1, работает следующим образом. Счетчики 1-1…1-n ведут учет электроэнергии и измерение других параметров электроэнергии каждый в своей линии электропередачи. Запрос из пункта управления автоматизированной системы (АС) учета и распределения электроэнергии, который приходит через любой из каналов связи образованный оборудованием связи (узел радиосвязи 3, модем сотовой связи 4) и передается в счетчик через модуль сбора данных 2. Показания счетчиков 1-1…1-n поступают на соответствующие входы модуля сбора данных 2, с выходов которого после соответствующего преобразования информация поступает на оборудование связи 3, 4 и через него - в автоматизированную систему учета и распределения электроэнергии.
При пропадании напряжения в любой линии электропередачи счетчик, измеряющий параметры данной линии 1-1…1-n, и все остальное оборудование получают питание через источник гарантированного питания 5 от резервной линии электропитания или от аккумулятора 6. Счетчик формирует сообщение о снижении напряжения в линии ниже нормы и при очередном опросе передает в пункт управления АС.
При пропадании резервного питания и полном разряде аккумулятора учет электроэнергии не прерывается, так как счетчики 1-1…1-n получают питание от измеряемой линии электропередачи.
Для синхронизации времени внутренних часов счетчиков, по команде из АС, либо по истечении заранее установленного времени модуль сбора данных со счетчиков 2 запрашивает точное время из часов реального времени 8, которые синхронизируются по сигналам точного времени системы ГЛОНАСС/GPS и передает его в счетчики 1.
Последовательно включенные трансформатор тока 9 и коммутационное оборудование 10 любого из счетчиков 1-1…1-n подключаются в разрыв линии электропередачи между источником и потребителем. При этом счетчик 1 ведет учет электроэнергии, измеряет другие параметры линии электропередачи, а также автоматически либо по командам из АС контролирует состояние коммутационного оборудования и управляет им, соответственно включает или отключает потребителя.
Для снижения затрат на оборудование один из счетчиков, например 1-1, выполняет функции модуля сбора данных и совмещен с коммуникационным оборудованием. Обмен информацией с АС ведется через данный счетчик. В остальном данный вариант работает аналогично предыдущим.