Способ измерения электрической энергии и устройство для его осуществления Российский патент 2018 года по МПК G01R22/10 

Предлагаемый способ и устройство относятся к электроизмерительной технике и могут быть использованы для измерения электрической энергии в цепях переменного тока для целей коммерческого учета.

Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является обнаружение и документирование фактов предоставления некачественной электроэнергии поставщиками энергоресурсов с возможностью проведения последующего разбирательства по фактам подобных инцидентов.

Известно устройство учета электрической энергии, содержащее преобразователь электрической мощности в частоту импульсов, суммирующее устройство, индикатор, ключ и блок управления. Блок управления содержит обнаружитель отклонения амплитуды напряжения поставляемой электрической энергии от требований ГОСТ, первый инвертор, элемент ИЛИ, обнаружитель отклонения частоты напряжения поставляемой электрической энергии от требований ГОСТ, второй инвертор, первый и второй сигнализаторы и первое и второе регистрирующие устройства (Патент РФ №2449297 С1, М. кл. G01R 22/00, опубл. 27.04.2012).

Недостатками указанного устройства являются отсутствие возможности сохранения данных об отклонении параметров электрической энергии, отсутствие информации о количественных и временных показателях отклонений качества ЭЭ, отсутствие возможности оперативного сбора данных по качеству ЭЭ, с целью оптимизации системы энергоснабжения

Недостаток устранен в предлагаемом способе измерения электрической энергии. Данный результат достигается тем, что в конструкцию счетчика вводится съемный накопитель данных типа флэш-карты, шифратор, реализующий криптостойкий ассиметричный алгоритм, а также стандартный модем, передающего накопленную информацию по запросу потребителя или энергоснабжающей организации.

Изобретение поясняется функциональной схемой, реализующей предлагаемый новый способ измерения электрической энергии, и представленной на фиг. 1. Схема включает датчик тока 1, датчик напряжения 2, преобразователь электрической мощности в частоту импульсов 3, детектор отклонений среднеквадратического значения напряжения от требований ГОСТ 4, суммирующее устройство 5, модуль обработки 6, шифратор 7, съемный накопитель 8, часы реального времени 9, индикатор 10, интерфейс передачи данных 11.

Значения сетевого напряжения и тока, переданные в нагрузку, преобразуются в сигнал, пропорциональный электрической мощности, а затем в частоту импульсов известными способами. Импульсы с частотой, пропорциональной потребляемой мощности, поступают в суммирующее устройство 5, работой которого управляет детектор отклонений 4. В случае выхода установившегося отклонения напряжения сети за границы предельно-допустимых значений детектор отклонений формирует сигнал запрещения счета суммирующего устройства и управляющий сигнал в модуль обработки 6 для выдачи на индикатор предупреждения об ухудшении параметров сети.

При соответствии установившегося отклонения напряжения сети требованиям ГОСТ суммирующее устройство подсчитывает количество импульсов в единицу времени и суммирует их с накопленным ранее значением.

Данные о значении напряжения сети с датчика напряжения 2, потребленной мощности с суммирующего устройства 5, и значение времени с часов реального времени 9 поступают в модуль обработки 6, где происходит их преобразование в форматы, необходимые для отображения на индикаторе 10, передачи по интерфейсу передачи данных 11 и хранения на съемном накопителе 8. С целью предотвращения возможности искажения информации на съемном накопителе 8 в состав устройства введен шифратор 10, реализующий криптостойкий ассиметричный алгоритм кодирования данных.

Функции детектора отклонений 4, суммирующего устройства 5, модуля обработки 6, шифратора 7 реализуются на микроконтроллере, причем криптостойкий ассиметричный алгоритм кодирования данных - с помощью специального программного обеспечения.

В качестве съемного накопителя используется флэш-карта. В качестве интерфейса передачи данных может быть использован любой проводной или беспроводной интерфейс.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения электрической энергии в цепях переменного тока для целей коммерческого учета. Устройство измеряет отдельно калиброванные значения напряжения и тока, анализирует результаты измерений и учитывает потребленную энергию только при условии, что измеренные значения соответствуют требованиям ГОСТ. Также измеренные значения сохраняются на съемном носителе, с привязкой ко времени, и могут быть переданы по интерфейсу передачи данных по запросу. Для предотвращения возможности искажения информации на съемном накопителе в состав устройства введен шифратор, реализующий криптостойкий ассиметричный алгоритм кодирования данных. Техническим результатом при реализации заявленного решения является возможность вести учет потребления электроэнергии с учетом ее качества, а также вести журнал качества электроэнергии для разрешения возможных конфликтных ситуаций. 1 ил.

Устройство учета электрической энергии, содержащее датчик напряжения, датчик тока, преобразователь электрической мощности в частоту импульсов, детектор отклонений среднеквадратического значения напряжения от требований ГОСТ, суммирующее устройство, часы реального времени, модуль передачи данных и индикатор, отличающееся тем, что содержит шифратор, реализующий криптостойкий ассиметричный алгоритм кодирования информации, и съемный накопитель данных типа флэш-карты, причем к входу модуля обработки подключены выходы датчика напряжения, суммирующего устройства и часов реального времени, а к выходам модуля обработки подключены последовательно шифратор и съемный накопитель данных, а также индикатор и модуль передачи данных.