СИСТЕМА ДЛЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ Российский патент 2018 года по МПК H02J3/00 

Изобретение относится к области производства, преобразования и распределения электроэнергии.

Известны различные системы распределения электроэнергии [Герасименко А.А. Федин В.Т. «Передача и распределение электрической энергии», - 4-е изд. - М. КНОРУС, 2016 г. - 648 с], состоящие из общей линии, к которой через счетчики электроэнергии подключаются потребители. При такой схеме место утечки электроэнергии (незаконного отбора электроэнергии) никак не обнаруживается. Недостатком таких устройств является невозможность обнаружения места утечки электроэнергии.

Наиболее близким по техническому исполнению к предложенной системе является электрическая распределительная сеть, содержащая воздушные линии электропередач с подключением потребителей к общей шине. [Патент №2548569, Россия, 2013. Электрическая распределительная сеть / Безруков Ю.В., Жуков P.M., Перепилов К.В., Щамель В.В.]. Недостатком данной электрической распределительной сети является подключение потребителей к общей шине, что не позволяет:

- получить в реальном времени информацию о расходе электроэнергии каждого потребителя;

- обнаружить место утечки электроэнергии (незаконного отбора электроэнергии);

- осуществлять мониторинг распределительной сети и фиксировать время утечки электроэнергии.

Заявленное изобретение направлено на решение задачи распределения электроэнергии, измерения расхода потребленной потребителями электроэнергии, обнаружения места утечки электроэнергии (незаконного отбора электроэнергии), мониторинга распределительной сети и фиксации времени утечки электроэнергии.

Поставленные задачи возникают при построении сети передачи электроэнергии с возможностью организации дифференцированной тарифной политики (по времени суток, времени года, соответствии запланированному потреблению и др.) с мониторингом расхода потребленной потребителями электроэнергии.

Заявленная система строится на основе счетчиков (счетчиков расхода электроэнергии) и модемов передающих результаты измерения расхода электроэнергии по силовым линиям.

Сущность изобретения состоит в том, что в систему введены вычислительное устройство, N модемов, М счетчиков, N+1 потребителей, входом системы является вход первого счетчика, выход первого счетчика подключен ко входам второго и третьего счетчика, выход второго счетчика подключен к входу первого потребителя, выход третьего счетчика подключен ко входам четвертого и пятого счетчика, выход четвертого счетчика подключен к входу второго потребителя, и так до последнего счетчика М, вход которого, также как и вход счетчика М-1, подключен к выходу счетчика М-2, выход счетчика М-1 подключен к входу потребителя N, выход счетчика М подключен к входу потребителя N+1, информационный выход первого счетчика подключен к входу первого модема, вывод первого модема подключен ко входу вычислительного устройства, информационные выходы второго и третьего счетчиков подключены к входам второго модема, выводы второго модема подключены ко входу и выходу третьего счетчика, информационные выходы четвертого и пятого счетчиков подключены к входам третьего модема, выходы третьего модема подключены к входу и выходу пятого счетчика, и так до последнего счетчика М, информационный выход которого, также как информационный выход счетчика М-1, подключен к входам модема N, выходы модема N, подключены ко входу и выходу счетчика М.

Система состоит из вычислительного устройства 1, N модемов 2i, i=1,2…N, М счетчиков 3i, i=1,2…M, N+1 потребителей 4i, i=1,2…N+1.

Входом системы является вход первого счетчика 3₁.

Выход первого счетчика 3₁ подключен ко входам второго 3₂ и третьего 3₃ счетчика. Выход второго счетчика 3₂ подключен к входу первого потребителя 4₁.

Выход третьего счетчика 3₃ подключен ко входам четвертого и пятого счетчика.

Выход четвертого счетчика подключен к входу второго потребителя 4₂ и так до последнего счетчика 3_М, вход которого, также как и вход счетчика 3_М-1 подключен к выходу счетчика 3_М-2, выход счетчика 3_М-1 подключен к входу потребителя 4_N, выход счетчика 3_М подключен к входу потребителя 4_N+1,

Информационный выход счетчика 3₁ подключен к входу модема 2₁. Вывод (является одновременно входом и выходом) модема 2₁ подключен ко входу вычислительного устройства 1.

Информационные выходы счетчиков 3₂ и 3₃ подключены к входам модема 2₂. Выводы (являются одновременно входами и выходами) модема 2₂ подключены ко входу и выходу счетчика 3₃.

Информационные выходы счетчиков 3₄ и 3₅ подключены к входам модема 2₃. Выводы модема 2₃ подключены ко входу и выходу счетчика 3₅ и так до последнего счетчика 3_М, информационный выход которого, также как информационный выход счетчика 3_М-1, подключен к входам модема 2N, выходы модема 2_N, подключены ко входу и выходу счетчика 3_М.

Система работает следующим образом.

Электроэнергия от трансформаторной подстанции подается на вход первого счетчика 3₁. С выхода счетчика 3₁ электроэнергия подается на входы счетчиков 3₂ и 3₃. С выхода счетчика 3₂ электроэнергия передается первому потребителю 4₁. С выхода счетчика 3₃ электроэнергия передается на вход счетчиков 3₄ и 3₅. С выхода счетчика 3₄ электроэнергия передается второму потребителю 4₂, и так до последнего счетчика М выход которого подключен к входу потребителя 4_N+1.

Счетчики 3_М-1 и 3_М, измерив, расход электрической энергии потребляемой потребителями 4_N и 4_N+1, передают результаты измерений через модемы 2_N, 2_i, … 2₃, 2₂, 2₁ в вычислительное устройство 1.

Счетчики 3₄ и 3₅, измерив, расход электрической энергии потребляемой потребителем 4₂ и переданной к счетчикам 3_i-1 и 3_i, передают результаты измерений через модемы 2₃, 2₂, 2₁ вычислительное устройство 1.

Счетчики 3₂ и 3₃, измерив, расход электрической энергии потребляемой потребителем 4₁ и переданной к счетчикам 3₄ и 3₅, передают результаты измерений через модемы 2₂, 2₁ в вычислительное устройство 1.

Счетчик 3₁, измерив, расход электрической энергии переданной к счетчикам 3₂ и 3₃, передает результаты измерений в вычислительное устройство 1.

Таким образом, вычислительное устройство 1 получает результаты измерения расхода электроэнергии от всех счетчиков 3_{i, i=i,2…M}.

Работу вычислительного устройства 1 можно представить в виде следующих последовательных этапов.

На этапе 1 проверяется равенство расхода электроэнергии проходящей через первый счетчик 3₁ и сумме расходов электроэнергии проходящей через счетчики 3₂ и 3₃. Если, равенство соблюдается, то между счетчиком 3₁ и счетчиками 3₂ и 3₃ нет утечки электроэнергии (незаконного отбора электроэнергии), в противном случае утечка есть.

На этапе 2 проверяется равенство расхода электроэнергии проходящей через счетчик 3₃ и сумме расходов электроэнергии проходящей через счетчики 3₄ и 3₅. Если, равенство соблюдается, то между счетчиком 3₃ и счетчиками 3₄ и 3₅ нет утечки электроэнергии, в противном случае утечка есть.

На этапе N проверяется равенство расхода электроэнергии проходящей через счетчик 3_М-2 и сумме расходов электроэнергии проходящей через счетчики 3_М-1 и 3_М. Если, равенство соблюдается, то между счетчиком 3_М-2 и счетчиками 3_М-1 и 3_М нет утечки электроэнергии (незаконного отбора электроэнергии), в противном случае утечка есть.

На этапе N+1 осуществляется фиксация места и времени утечки электроэнергии, а также вычисление стоимости израсходованной каждым потребителем электроэнергии.

Таким образом, система позволяет:

- получить в реальном времени информацию о расходе электроэнергии каждого потребителя;

- обеспечивает возможность организации дифференцированной тарифной политики (по времени суток, времени года, соответствии запланированному потреблению и др.);

- обнаружить место утечки электроэнергии (незаконного отбора электроэнергии);

- осуществлять мониторинг распределительной сети и фиксировать время утечки электроэнергии;

Простота данной системы распределения электроэнергии и возможность обнаружения места утечки электроэнергии делают его весьма перспективным при построении систем распределения электроэнергии.

Использование в области электротехники. Технический результат – обеспечение распределения электроэнергии, измерения расхода потребленной потребителями электроэнергии, обнаружения места утечки электроэнергии (незаконного отбора электроэнергии), мониторинга распределительной сети и фиксации времени утечки электроэнергии. Система для распределения электроэнергии содержит вычислительное устройство, N модемов, М счетчиков, N+1 потребителей. Входом системы является вход первого счетчика, выход первого счетчика подключен ко входам второго и третьего счетчика, выход второго счетчика подключен к входу первого потребителя, выход третьего счетчика подключен ко входам четвертого и пятого счетчика, выход четвертого счетчика подключен к входу второго потребителя, и так до последнего счетчика М, вход которого, также как и вход счетчика М-1, подключен к выходу счетчика М-2, выход счетчика М-1 подключен к входу потребителя N, выход счетчика М подключен к входу потребителя N+1. Информационный выход первого счетчика подключен к входу первого модема, вывод первого модема подключен ко входу вычислительного устройства, информационные выходы второго и третьего счетчиков подключены к входам второго модема, выводы второго модема подключены ко входу и выходу третьего счетчика, информационные выходы четвертого и пятого счетчиков подключены к входам третьего модема, выходы третьего модема подключены к входу и выходу пятого счетчика, и так до последнего счетчика М, информационный выход которого, также как информационный выход счетчика М-1, подключен к входам модема N, выходы модема N, подключены ко входу и выходу счетчика М. 1 ил.

Система для распределения электроэнергии, отличающаяся тем, что в нее введены вычислительное устройство, N модемов, М счетчиков, N+1 потребителей, входом системы является вход первого счетчика, выход первого счетчика подключен ко входам второго и третьего счетчика, выход второго счетчика подключен к входу первого потребителя, выход третьего счетчика подключен ко входам четвертого и пятого счетчика, выход четвертого счетчика подключен к входу второго потребителя, и так до последнего счетчика М, вход которого, также как и вход счетчика М-1, подключен к выходу счетчика М-2, выход счетчика М-1 подключен к входу потребителя N, выход счетчика М подключен к входу потребителя N+1, информационный выход первого счетчика подключен к входу первого модема, вывод первого модема подключен ко входу вычислительного устройства, информационные выходы второго и третьего счетчиков подключены к входам второго модема, выводы второго модема подключены ко входу и выходу третьего счетчика, информационные выходы четвертого и пятого счетчиков подключены к входам третьего модема, выходы третьего модема подключены к входу и выходу пятого счетчика, и так до последнего счетчика М, информационный выход которого, также как информационный выход счетчика М-1, подключен к входам модема N, выходы модема N, подключены ко входу и выходу счетчика М.