Электронный счетчик электрической энергии Советский патент 1979 года по МПК G01R21/06 

(54) ЭЛЕКТРОННЫЙ СЧЕТЧИК ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

Изобретение относится к электрои мерительной технике, в частности, к устройствам для измерения мощности электрической энергии и может быть использовано в электрических сетях различного назначения. Известен электронный счетчик электрической энергии, который содер жит множительное устройство, входы которого через измерительные преобр зователи тока и напряжения подключе к контролируемой сети, а выход присоединен к входу интегратора с узлом сброса. Выход последнего соединен с входом счетчика импульсов. Напряжение, пропорциональное мощности в контролируемой сети, с выхода множительного устройства подается на вход интегратора. Когда напряжение на выходе интегратора достигает порогово значения, узел сброса срабатывает и возвращает интегратор и исходное состояние, подавая одновременно импульс на счетчик импульсов 1. Этот электронный счетчик имеет не высокую точность из-за недоучета энергии, протекающей во время сброса интегратора, и из-за неидеальности процесса интегрирования за счет влияния на него дрейфа операционного усилителя, входящего в состав интегратору. Кроме того, при выполнении устройства сброса на электронных элементах вносится дополнительная погрешность, обусловленная остаточными параметрами этих элементов в ключевом режиме, использование же электромеханических устройств резко снижает надежность и быстродействие счетчика. Устройство не измеряет энергию, протекающую в противоположном направлении. Известен также электронный счетчик электрической энергии, содержащий множительное устройство с подключенны№1 на его входы измерительными преобразователями тока и напряжения, прямой и инверсный выходы которого присоединены к переключаемым входгил первого коммутатора. Выход первого коммутатора через интегратор соединен с входами пороговых элементов, соединенных через элемент ИЛИ с входом триггера. Выход последнего подключен к управляющему входу первого, коммутатора и к входу второго коммутатора, переключаемые выходы которого соединены с входс1ми первого и второго счетчиков импульсов. За счет триггера осуществляется операция 36 двойного интегрирования путем управления первым коммутатором и переключение счетчиков импульсов при иэме-иении направления перетока энергии с помощью второго коммутатора 2. Однако электронный счетчик не указывает направление перетока энергии. Это снижает достоверность учета энергии, особенно при частых и случайных изменениях направления ее протекания После кратковременных исчезновений напряжения питания счетчика «или под действием помех на входе триггера возможен сбой в работе всего устройства из-за неправильного подключения счетчика импульсов, что снижает точность учета и надежность регистрации энергии. Кроме того, за счет неидеальности множительного устройства на его выходе может появиться напряжение смещения при отсутствии потоков энергии, что приведет к явлению самохода. Цель изобретения - повышение точности регистрации информации. Это достигается тем, что в электронный счетчик эл-ектрической энергии содержащий множительное устройство, в.ходы которого подключены к измерительным преобразователям тока и напряжения контролируемой сети, прямой и инверсный выходы - к переключаемым входам первого коммутатора, выход которого через интегратор соединен с входами пороговых элементов, соединенных через элемент ИЛИ с входом триггера, выход которого подключен к управляемому входу первого коммутато ра и к входу второго коммутатора, пе реключаемые выходы которого соединены с входами первого и второго сче чиков импульсов, дополнительно ввеяе ны последовательно соединенные полярный релейный элемент с регулируемой зоной нечувствительности, нуль-орган и узел сброса, Вход полярного релейного элемента с регулируемой зоной нечувствительности соединен с одним из выходов множительногоустройства, а выход - с управляющим входом второ го коммутатора и входом нуль-органа, выход которого подключен к входу узла сброса, который непосредственно подключен к сбросовому входу интегратора. Этот электронный счетчик не нуждается в дополнительной маркировке перед каждым измерением, заключающей ся в том, что устанавливается связь между направлением протекающей в конт ролируемой сети энергии и подключени ем соответствующего счетчика импульсов. После кратковременных исчезновений напряжения питания или при воздей ствии импульсных помех не происходит нарушений в регистрации энергии, проявляющихся в том, что счетчик импуль сов, регистрирующий до этого, наприм энергию положительного направления, I 4 начал бы регистрировать энергию отрицательного направления. Введение регулируемой зоны нечувствительности позволяет устранить явление самохода. На чертеже представлена структурная схема электронного счетчика. Он содержит измерительные преобразователи 1, 2 тока и напряжения, множительное устройство 3, первый коммутатор 4, интегратор 5, пороговые элементы 6 и 7, элемент ИЛИ 8, триггер 9, второй коммутатор 10, счетуики импульсов 11 и 12, полярный релейный элемент 13 с регулируемой зоной нечувствительности нуль-орган 14 и узел сброса 15. Входы множительного устройства 3 соединены соответ-. ственно с выходами измерительных преобразователей 1 и 2 тока и напряжения, а прямой и инверсный выходы подключены к переключаемым входам первого коммутатора 4, выход которого через интегратор 5 соединен с входами пороговых элементов 6 и 7. Выходы последних соединены через элемент ИЛИ 8 с входом триггера 9, выход которого присоединен к управляющему входу первого коммутатора 4 и к входу вто рого коммутатора 10, переключаемые выходы которого подключены к входам счетчиков импульсов 11 и 12. Один из выходов множительного устройства 3 соединен также через последова тельно включенные полярный релейный элемент 13 и регулируемой зоной нечувствительности и нуль-орган 14 к входу узла сброса 15, который непосредственно подключен- к входу интегратора 5. Устройство работает следующим образом. При наличии на входах множительного устройства 3 сигналов, пропорциональных току и напряжению в .контролируемой сети, на прямом и инверсном его выходах образуются сигналы, пропорциональные мощности, разного знака. Один из этих сигналов подается через первый коммутатор 4, н% интегратор 5. Когда выходное напряжение интегратора 5 достигает определенного значения,срабатывает,напри-: мер первый пороговый элемент 6 и сигнал-через элемент ИЛИ 8 поступает на триггер 9, который вырабатывает импульс, поступающий через второй коммутатор 10 на- один из счетчиков импульсов, например на счетчик 11. Сигнал с выхода триггера 9 поступает также на управляющий вход первого коммутатора 4, который подключает к интегратору 5 второй выход множительного устройства 3, после чего интегрирование ведется в противополой ную сторону до достижения порога срабатывания второго порогового элемента 7. Триггер 9 возвращается в исходное состояние и процесс интегрирования повторяется. Выбор подключаемого счетчика определяется поляр ным релейным элементом 13, который, в зависимости от полярности выходног сигнала множительного устройства 3 определяет положение Коммутатора 10. При изменении направления протекания энергии коммутатор 10 подключает к выходу триггера 9 другой счетчик, на пример счетчик 12. Если сигнал от множительного устройства 3 меньше зо ны нечувствительности полярного релейного элемента 13, последний переходит в нулевое состояние и нуль-орган 14 вырабатывает сигнал на узел сброса 15, который шунтирует емкость интегратора 5. Это позволяет ликвиди ровать самоход счетчика. Формула изобретения Электронный счетчик электрической энергии, содержащий множительное устройство, входы которого подключены к измерительным преобразователям тока и напряжения контролируемой сети, прямой и инверсный выходы - к переключаемым входам первого коммутатора. 3 выход которого через интегратор соадинен с входами пороговых элементов, соединенных через элемент ИЛИ с входом триггера, выход которого подключен к управляемому входу первого коммутатора и к входу второго коммутатора, переключаемые выходы которого соединены с входами первого и второго счетчиков импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регистрации информации, в него введены последовательно соединенные полярный релейный элемент с регулируемой зоной нечувствительное-- ти, нуль-орган и узел сброса, вход полярного релейного элемента с регулируемой зоной нечувствительности соединен с одним из выходов множительного устройства, а выход - с управляющим входом второго коммутатора и входом нуль-органа, выход которого подключен к входу узла сброса, который подключен к сбросовому входу интегратора. Источнику информации,, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент ФРГ № 1807581, кл. G 01 R 21/00, 1968. 2.Патент Швейцарии 535435. кл. G 01 R 21/06, 1973.