Счетчик электрической энергии Советский патент 1980 года по МПК G01R11/00 

(54) СЧЕТЧИК ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к счетчикам электрической энергии в сетях постоянного и переменного тока различного назначения,Изве.стен счетчик электрической энергии, содержащий переключающий дроссель, измерительная обмотка которого связана с контролируемой цепью две обмотки управлениячерез преобразователи код-ток подключены К входам реверсивного двоичного счетчика, а выходная обмотка дросселя через устройствореверса - к реверсивному двоично-десятичному счетчику. Вводы обоих реверсивных счетчиков соединены с генератором импульсов опорной частоты. Выход последнего реверсивного счетчика соединен с отсчетным устройством 1.

Это устройство имеет широкий диапазон измерения электрической энергии. Однако в области измерения малых токов его точность огранйче- на.

Известен также счетчик электрической энергии, содержащий преобразователи тока и напряжения,- выходы которых подключены к мн-о житель ному блоку, последовательно соёдйкеннОм

с преобразователем с частотным выходом и коммутатором. Между выхоЙом множительного блрка и управляюШ вхдЖО1Я 1кШЖ1утйТо|Га й

.определения знака. Два выхода коммутатора соединены со счетчиками импульсов 2.

Это устройство имеет высокую точность измерения и Позволяет опре10делить, какое направление энергии

р%№б%рируё±ё 1ёТчи ДаТ1йай момент

врёменйТ Нёдоста-гок ycTpoiRcTBa сложность из-за наличия блока опредёлёния знака;

15

Наиболее близким .техническим решениеМ К изрбретению является счетчик

ЭЛё 5:Трй 3:ёсй6й энергии, который содержит послёдоватёльно соединенные йреобразователь мощности в напряже2€ние, связанный с контролируемой сетью, и преобразователь напряжения в частоту, делитель частогы, отсчетное устройство и блок контроля, связаНный с упрЖвляющимн входами

25 преобразователя мощности в напряжение и Делитё ля час бЧиг В известном счетчике диапаЗои harpyaoK разбит на поддиапазоны, переключение которыХ Пройз оЙйтс;я блоком .контроля.

30 При достижении током определенного у| б1вйй Происходит изменение коэффициента преобразования преобразователя мощности в напряжение. Для сохранения той же цены отсчета одно 1временно изменяют коэффициент деления делителя частотыимпульсов 3. Однако при регистрации энергии в сётя1ХnijpieMeHHdro тока на величину (ЙЬЩнйсги влияет не только величина тока или напряжения, а также фазовый сдвиг между ними. Так при фазовых сдвигах, близких к 90°, даже при относительно больших уровнях тока и на йряжёния мощность незначительна,что приводит к погрешности измерения электрической энергии. и з6брёт ёния - повышение точности регистрации энергии. Поставленная цель достигается тем S счётчмк электрической энергии содержащий последовательно соединенные преобразователь мощности в напря жение, связанный с контролируемой сетью, и преобразователь напряжения в частоту, делительчастоты и отсчет ное устройство, введены триггер, Две cxeNM совпадения и два дискрими натора один длинных временных интер валов, а даугой - коротких.При: выход преобразователя напряжения 1 ЧастЬту Ъэёдинён с одним вхоДом первой cxeNM совпадения и через дис крйййнаторй - с Двумя входами триг Viepa, а также через делитель частоты - с одним входом второй схемы со паД.ёйия,другие выхода которых подключены соответственно к прямому и инверсчоМу выходам триггера, а их выходы - к отсчетному устройству, Прямой выход триггера соединен с уп рабляющим входом преобразователя на пряжения в частоту. На фиг, 1 представлена блок-схем счетчика электрической энергии;на фиг. 2,а-д дань временные диаграммы работы составных частей устройства, Счётчик содержит последовательно соединенные преобразователь 1 мощности в напряжение и преобразователь 2 напряжения в частоту, дискри минатор ;3 длинных временных интерва лов, дискриминатор 4 коротких временных интервалов, триггер 5, делитель б частоты, схемы 7 и 8 сов паденИЯ 7, отсчетное устройство 9. Выход .преобразователя 2 напрягжёНИя 18 частому ёоёДйней с входами дискримийаторов 3, 4,.с входом делителя 6 частоты и с первым входом схемы 7 со впадения. Выходы дискрими наторов 3, 4 подклйчены к вхоДам триггера 5, прямой выход которого соединён с вторым входом схемы 7 со падения и с управляющим входом преобразователя 2 Напряжения в частоту а инверсный выход - с вторым входом схемы 8 совпадений, подключенной пе вым входом к выходу делителя б часоты. ОтсчеТное устройство 9 подклюено к выходам схем 7 и 8 совпадения. При практически постоянной мощости потребления в сети ни один из дискриминаторов 3, 4 не срабатывает и напряжение, пропорциональное измеряемой энергии, с выхода преобразователя 1 поступает на преобразователь 2 и преобразовывается им в частоту (фиг,2,а). Триггер 5 в это время находится в состоянии i (фиг,2) и схема 7 совпадения открыта. Импульсы с выхода преобразователя 2 напряжения в частоту через схему 7 совпадения поступают на отсчетное устройство 9 (фиг,2), Общее количество зарегистрированных импульсов пропорционально количеству энергии в контролируемой сети. В случае снижения потребляемой мощности Длительность импульсов на выходе преобразователя 2 напряжения в частоту увеличивается (фиг.2,а). Когда она превышает время задержки дискриминатора 3 длинных временных интервалов, последний формирует импульс (фиг,2,б), который переводит триггер 5 в состояние О (фиг,2,г). Нулевой уровень с выхода триггера 5 поступает на управляющий вход преобразователя 2 напряжения в частоту, у которого автоматически уменьшается постоянная времени преобра-. зования, т,е. ему устанавливают тем самым оптимальный режим работы. При. этом частота выходных импульсов преобразователя 2 увеличивается. Для сохранения веса импульсов, регистрируемых отсчетным устройством 9, с инверсного выхода триггера 5 нулевой уровень поступает на второй вход схемы В совпадения. Последняя включается, а схема 7 совпадения выключается, и импульсы с выхода преобразователя 2 напряжения в Частоту поступают через делитель 6 частоты на отсчетное устройство 9, Коэффициент деления делителя частоты равен числу раз, в которое уменьшена постоянная времени преоб разователя напряжения в частоту. Поэтому вес одноро счет-ного импульса остается неизменным (фиг,2,д), Если мощность истребления возвращается к прежнему уровню, то возврат счетчикаэнергии в исходное состояние производит дискриминатор 4 коротких временных интервалов. При длительностях импульсов с выхода преобразователя 2 напряжения меньше времени задержки дискриминатора 4, последний вырабатывает импульс (фиг.2,б),который переводит триггер 5 обратно в первоначальное состояние (фиг,2,г). Схема 8 совпадения, выключается, а схема 7 совпадения включается и счетчик энергии возвращается в режим номинальных мощностей. Для устойчивой работы счетчика энергии переключение в режим пониженных мощностей происходит при мен шем уровне мощности, чем переключекие в номинальный режим. Такое выполнение счетчика электри ческой энергии повышает точность измерения независимо от снижения то потребления, понижейия напряжения или увеличения фазового сдвига между ними. Это позволит более достоверно кон тролировать электрическую энергию и сократит затраты, связанные с эксплу атацией сетей постоянного и перемен ного тока. Формула изобретения Счетчик электрической энергии,содержащий последовательно соединенные преобразователь мощности в напряжение, связанный с контролируемой сеть и преобразователь напряжения в частоту, делитель частоты и отсчетное устройство, отличаю, щийс я

Jin

.f

тем, что, с целью повышения точности регистрации энергии, в него введены триггер, две cxeivu совпадения и два дискриминатора, один длинных временных интервалов, а другой коротких, причем выход прео азователя напряжения в частоту соединен с одним входом первой схемы совпадения и через дискриминаторы - с двумя входами триггера, а также через делитель частоты - с одним входом второй схекы совпадения, другие выходы которых подключены соответственно к прямому и инверсному выходам триггера, а их выходы - к отсчетному устройству,при &ТОМ прямой выход триггера соеди;йе1Г с управляющими входом преобразователя Напряжения в частоту Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 524131, кл. G 01 R 11/34, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР W 585455, кл. G 01 R 11/00, 1975. 3.Патент США 3976941, кл. 324-142, опублик. 1976.