СЧЕТЧИК ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

Область техники
Полезная модель относится к области электрических измерений и может быть использована для измерения параметров и показателей качества электрической энергии в однофазных и трехфазных цепях переменного тока.
Уровень техники
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является интеллектуальное электронное устройство, объединяющее модуль измерения электроэнергии и модуль объединения (патент США №20100153036, МПК G01R 21/06, приоритете от 12.12.2008), содержащее аналоговые и цифровые входы, на которые поступают представления сигналов тока или напряжения от измерительных трансформаторов с аналоговыми и цифровыми выходами, модуль цифрового преобразования, модуль объединения, модуль тегирования данных, модуль вычисления энергетических параметров, блок памяти, микроконтроллер, коммуникационные интерфейсы.
Недостатком указанного интеллектуального электронного устройства является невозможность отображения вычисляемых энергетических параметров и отсутствие широко применяемого в автоматизированных информационно-измерительных системах коммерческого учета электроэнергии, последовательного интерфейса передачи данных.
Технический результат, на достижение которого направлена настоящая полезная модель, заключается в расширении функциональных возможностей.
Раскрытие полезной модели
Поставленная цель достигается за счет того, что в счетчике электрической энергии, содержащем корпус; совокупность аналоговых и цифровых входов, расположенных на корпусе и принимающих представления сигналов тока или напряжения от соответственно измерительных трансформаторов с аналоговыми и цифровыми выходами; аналого-цифровой преобразователь, преобразующий сигналы с аналоговых входов в цифровое представление; модуль объединения цифровых представлений сигналов тока или напряжения, поступающих от аналого-цифрового преобразователя и совокупности цифровых входов, в единый набор данных, направляемый на первый коммуникационный интерфейс; модуль вычисления энергетических параметров, рассчитывающий энергетические функции на основании цифровых представлений сигналов тока или напряжения, выход которого соединен с входом второго коммуникационного интерфейса; память, выполненная с возможностью сохранения единого набора данных; микроконтроллер, соответствующие входы и выходы которого соединены с аналого-цифровым преобразователем, модулем объединения, памятью и коммуникационными интерфейсами, дополнительно введены соединенные с микроконтроллером блок индикации, блок кнопок управления и последовательный низкоскоростной интерфейс, причем выход модуля вычисления энергетических параметров подключен к входу последовательного низкоскоростного интерфейса.
Технический результат, проявляющийся при использовании предлагаемой полезной модели, заключается в обеспечении возможности считывания с индикатора счетчика различных значений энергетических параметров. С помощью кнопок управления могут быть выбраны необходимые режимы отображения, такие как, индикация потребленной электроэнергии; индикация максимумов мощности; индикация текущих значений вспомогательных параметров (мгновенных значений активной, реактивной и полной мощности, как в каждой фазе, так и сумма, тока в каждой фазе, напряжение в каждой фазе, cos ϕ в каждой фазе и по сумме, частота сети).
Наличие последовательного низкоскоростного интерфейса позволяет организовать подключение к сетям передачи данных, широко используемых в автоматизированных системах коммерческого учета электроэнергии.
На Фиг.1 представлена структурная схема счетчика электрической энергии.
Предлагаемый счетчик электрической энергии трехфазный содержит корпус 1, совокупность аналоговых входов 2, совокупность цифровых входов 3, аналого-цифровой преобразователь 4, модуль объединения 5, микроконтроллер 6, память 7, блок вычисления энергетических параметров 8, блок кнопок управления 9, блок индикации 10, первый 11 и второй 12 коммуникационные интерфейсы, последовательный низкоскоростной интерфейс 13, измерительные трансформаторы с аналоговыми 14 и цифровыми 15 выходами.
Предлагаемый счетчик электрической энергии работает следующим образом.
Измеряемые измерительными трансформаторами 14 аналоговые сигналы напряжения и тока поступают на расположенные, на корпусе 1 входы 2. Преобразование аналоговых сигналов в цифровое представление осуществляется аналого-цифровым преобразователем 4, с выхода которого цифровые данные поступают на модуль объединения 5 и блок вычисления энергетических параметров 8. Одновременно на другие входы модулей 4 и 5 передаются цифровые представления токов и напряжения, поступающие с цифровых входов 3 от измерительных трансформаторов 15.
Модуль объединения 5 объединяет цифровые представления тока или напряжения от аналого-цифрового преобразователя 4 с цифровыми представлениями тока или напряжения от цифровых входов 3 в единый набор данных, который может быть сохранен в памяти 7 или передан через первый коммуникационный интерфейс 11 в сеть передачи данных Ethernet. Единый набор данных передается по сети передачи данных Ethernet в соответствие с форматом выборочных измеренных значений, определяемых IEC 61850-9-2 стандартом.
Блок вычисления энергетических параметров 8 выполняет обработку данных, поступающих с выхода аналого-цифрового преобразователя 4 и модуля объединения 5, и производит вычисление необходимых параметров электрической энергии по определенному алгоритму. Вычисленные значения передаются через второй коммуникационный интерфейс 12 в сеть передачи данных Ethernet, а также по линиям связи через последовательный низкоскоростной интерфейс 13 в автоматизированные системы коммерческого учета электроэнергии.
Микроконтроллер 6 осуществляет контроль и управление работой всех блоков счетчика. Блок кнопок управления 9 служит для смены режимов отображения блока индикации 10.