Нереверсивный счетчик электрической энергии Советский патент 1991 года по МПК G01R11/00 G01R22/00 

о со ю

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть ис- пользовано для измерения расхода электроэнергии в распределительных сетях. Целью изобретения является повышение точности при измерении в цепях с несинусоидальными токами и напряжениями. Цель достигается введением триггера 9, первого и второго коммутаторов 4 и 8, интегратора 5, первого и второго пороговых элементов 6 и 7 и образованием новых связей. Интегратор 5 производит интегрирование сигнала, пропорционального.электрической мощности сети, в прямом или обратном направлении, определяемом состоянием коммутаторов 4 и 8, формируя при этом импульсы, пропорциональные расходу электроэнергии. При изменении направления мощности в сети направление интегрирования интегратором 5 меняется без переключения коммутаторов 4 и 8. В результате интегратор 5 переходит насыщенное состояние и формирование импульсов, пропорциональных расходу электроэнергии, прекращается. Устройство также содержит измерительные преобразователи тока 1 и напряжения 2, перемножитель 3, счетчик 10 импульсов. 2 ил (Л С

Фиг 1

о о

Изобретение относится к электроизмерительной технике,а именно к устройствам для измерения электроэнергии, и может быть использовано в распределительных электрических сетях.

Цель изобретения - повышение точности измерения в цепях с несинусоидальными токами и напряжениями.

На фиг,1 представлена блок-схема нереверсивного счетчика электрической энергии; на фиг.2 - временные диаграммы отдельных блоков нереверсивного счетчика электрической энергии: а - напряжения на выходе интегратора 5; б - напряжения на выходе порогового элемента 6; в - напряжения на выходе порогового элемента 7; г - напряжения на выходе коммутатора 8; д - напряжения на выходе триггера 10.

Нереверсивный счетчик электрической энергии содержит измерительные преобразователи тока 1 и напряжения 2, выходы которых подключены к входу перемножителя 3, прямой и инверсный выходы которого подключены к входам преобразователя напряжение - частота, который содержит первый коммутатор 4, выход которого подключен к входу интегратора 5, выход которого подключен к входам первого и второго пороговых элементов 6 и 7, выходы которых подключены к входам второго коммутатора 8, выход которого, являющийся выходом преобразователя напряжение - частота, подключен к счетчику 9 импульсов и триггеру 10, выход которого подключен к управляющим входам первого и второго коммутаторов 4 и 8.

Счетчик работает следующим образом. При наличии на входах перемножителя 3 сигналов, пропорциональных току и напряжению сети, формируемых измеритель- ными преобразователями тока 1 и напряжения 2, на его прямом и инверсное выходах образуются сигналы, пропорциональные мощности разного знака. Один из этих сигналов через первый вход первого коммутатора 4 поступает на вход интегратора 5. Когда выходное напряжение интегратора 5 достигнет значения срабатывания первого порогового элемента 6 (фиг.2а), подключенного через первый вход второго коммутатора 8 к счетчику 9 импульсов и триггеру 10, первый пороговый элемент 6 формирует импульс, при поступлении которого на вход триггера 10 на его выходе формируется импульс, переключающий входы первого и второго коммутаторов 4 и 8 (фиг.2д). Интегратор 5 будет производить интегрирование в противоположную сторону (фиг.2а) до тех пор, пока уровень на его выходе не достигнет значения срабатывания второго порогового элемента 7, который через второй вход второго коммутатора

8подключен к входам счетчика 9 импульсов и триггера 10. При срабатывании второго порогового элемента 7 (фиг.2в) триггер 10

снова формирует импульс, подключающий прямой выход перемножителя 3 к выходу триггера 10. Интегратор 5 поменяет направление интегрирования, и процесс формирования импульсов на выходе второго

0 коммутатора 8 (фиг.2г) и их счета счетчиком

9импульсов будет продолжаться в указанной выше последоватальности.

Изменение направления потока мощности в сети в момент времени ti (фиг.2а) вызо5 вет изменение полярности сигналов на выходе перемножителя 3 и направление интегрирования интегратора 5. При этом по-, вторно срабатывает один и тот же пороговый элемент, например первый пороговый эле0 мент 6 (фиг.2б) и формирует импульс на своем выходе. Однако этот импульс не поступает на входы счетчика импульсов 9 и триггера 10, поскольку в данный момент к нему подключен выход второго порогового элемента 7 и триг5 rep 10 не вырабатывает импульс на переключение входов коммутаторов 4 и 8 (фиг.2д).

При этом интегратор 5 войдет в состояние насыщения (фиг.2а) и будет оставаться в нем до тех пор, пока направление потока

0 мощности в сети не станет прежним (момент времени t2, фиг.2). Это вызовет обратное изменение знаков сигналов на выходах перемножителя 3, интегратор 5 изменит направление интегрирования (фиг.2а), и

5 счетчик войдет в нормальный режим, продолжая формирование импульсов на выходе коммутатора 8 и их счет.

В связи с возможностью работы преобразователя напряжение-частота предлагао емого счетчика с сигналами переменной полярности, имеющими смещение, которое возникает в результате умножения синусоид тока и напряжения, устройство будет обладать повышенной точностью при работе в цепях с несинусоидальными сигналами,

5 так как будет учитывать энергию всех гармонических составляющих тока и напряжения. Формула изобретения Нереверсивный счетчик электрической энергии, содержащий измерительные пре0 образователи тока и напряжения, перемножитель, преобразователь напряжение - частота, счетчик импульсов, причем выходы измерительных преобразователей тока и напряжения соединены с соответствующи5 .ми входами перемножителя, выход преобразователя напряжение - частота подключен к входу счетчика импульсов, о т- ли чающийся тем, ч; о, с целью повышения точности измерения в цепях с

несинусоидальными токами и напряжениями, преобразователь напряжение - частота содержит первый и второй коммутаторы, интегратор, первый и второй пороговые элементы, триггер, входом соединенный с выходом второго коммутатора, а выходом - с управляющими входами первого и второго коммутаторов, причем входы первого комS

мутатора соединены с прямым и инверсным выходами перемножителя, выход первого коммутатора через интегратор подключен к входам первого и второго пороговых элементов, соединенных выходами с соответствующими входами второго коммутатора, выход которого является выходом преобразователя напряжения - частота.