Спосіб комплексного контролю споживання окремим навантаженням електричної енергії

Винахід відноситься до галузі вимірювань та обчислювальної техніки, може використовуватися для одночасного кількісного, якісного та часового контролю в трифазних та однофазних електричних мережах споживання окремим навантаженням електричної енергії та обчислення комплексного рахунку за спожиту окремим навантаженням електричну енергію. Найбільш близьким до винаходу є пристрій контролю енергії для сукупності місцевих станцій з опитуванням від центральної станції [1], що реалізує спосіб контролю споживання окремим навантаженням електричної енергії, згідно з яким кожне окреме навантаження є складовою сукупного навантаження з загальним лічильником електричної енергії. Кожне окреме навантаження приєднане до мережі змінного струму через окремий комутуючий пристрій. Кожне окреме навантаження має перший та другий аналоговий модулі, які визначають відповідно напруги та струми мережі змінного струму та формують аналогові сигнали напруг та стр умів. За допомогою аналогового цифрового перетворювача ці сигнали перетворюють до цифрових сигналів, які поєднують для формування характеристики споживання сукупним навантаженням електричної енергії. На центральній станції встановлений комп'ютер. Комп'ютер та окремі навантаження, що складають сукупність навантажень, поєднані двоспрямованим пристроєм цифрового зв'язку, який використовується для одночасної адресації через рівні послідовні часові інтервали кожного окремого навантаження для передачі на комп'ютер цифрових сигналів з метою запису до пам'яті миттєвих значень спожитої сукупним навантаженням електричної енергії. За допомогою цього пристрою виконують також послідовну адресацію та опитування усіх почергово окремих навантажень для передачі на комп'ютер цифрових сигналів. На основі розрахунку різниці між прийнятими миттєвими значеннями спожитої сукупним навантаженням електричної енергії та значеннями спожитої окремим навантаженням електричної енергії, обчислюється рахунок за спожиту окремим навантаженням електричну енергію. Недоліком цього способу є те, що при його реалізації рахунок для сплати за спожиту кожним окремим навантаженням електричну енергію обчислюється за кількість спожитої електричної енергії з можливістю (що не відмічена) врахування розрахункового періоду за навантаженням мережі без перерахунку за якість спожитої електричної енергії та без обчислення плати за надання послуг з компенсації перетікання реактивної енергії при споживанні окремим навантаженням електричної енергії. В основу винаходу поставлено задачу вдосконалення відомого способу контролю споживання окремим навантаженням електричної енергії, що реалізується за допомогою відомого пристрою контролю енергії для сукупності місцевих станцій з опитуванням від центральної станції шляхом виконання нових дій при реалізації способу комплексного контролю споживання окремим навантаженням електричної енергії забезпечити одночасно кількісний, якісний та часовий контроль в трифазних та однофазних електричних мережах споживання окремим навантаженням електричної енергії та обчислення комплексного рахунку за спожиту окремим навантаженням електричну енергію. Сутність винаходу пояснюється кресленням, де відображена функціональна схема пристрою, за допомогою якого реалізують спосіб комплексного контролю споживання окремим навантаженням електричної енергії, де 1 мережа змінного струму; 2-4 - комутаційні пристрої; 5-7 - окремі навантаження; 8 - сукупність навантажень; 9-11 перші аналогові модулі, які визначають напруги мережі змінного струму та формують аналогові сигнали напруг; 12-14 - другі аналогові модулі, які визначають струми мережі змінного струму та формують аналогові сигнали струмів; 15-17 - аналогові цифрові перетворювачі аналогових сигналів до цифрових сигналів; 18 - пристрій двоспрямованого цифрового зв'язку; 19 - комп'ютер, що встановлений на центральної станції. Технічний результат, якого можна досягти при здійсненні винаходу є в тому, що згідно зі способом комплексного контролю споживання окремим навантаженням електричної енергії, до мережі змінного струму 1 приєднані окремі навантаження 2-4, кожне за допомогою відповідного окремого комутуючого пристрою 5-7. Множина окремих навантажень 2-4 складає сукупність навантажень 8, кожне окреме навантаження 2-4 має перший 9-11 та другий 12-14 аналогові модулі, які визначають відповідно напруги та струми мережі змінного струму та формують аналогові сигнали напруг та струмів. За допомогою аналогових цифрових перетворювачів 15-17 аналогові сигнали напруг та стр умів перетворюють до цифрових сигналів. Пристроєм двоспрямованого цифрового зв'язку 18 поєднані окремі навантаження 2-4, що складають сукупність навантажень 8, та комп'ютер 19, який встановлений на центральній станції. Пристрій двоспрямованого цифрового зв'язку 18 використовується для послідовного опитування через задані часові інтервали усіх почергово окремих навантажень 2-4 для передачі на комп'ютер 19 цифрових сигналів з метою запису до пам'яті значень напруг та стр умів. Використовуючи отримані значення напруг та струмів, за допомогою комп'ютера 19 обчислюють через задані часові інтервали спожиту окремо сукупним навантаженням 8 та кожним окремим навантаженням 2-4 за заданий часовий інтервал електричну енергію. Ці значення записують до пам'яті комп'ютера 19 та за його допомогою обчислюють рахунок для сплати за кількість спожитої кожним окремим навантаженням 2-4 електричної енергії за заданим тарифом для кожного розрахункового періоду за навантаженням мережі, який визначається як часовий інтервал, на протязі якого спожита сукупним навантаженням 8 електрична енергія відповідає значенню з інтервалу з заданими межами. За допомогою комп'ютера 19 розглядають значення напруг та стр умів як відповідні синусоїдальні криві, інтегрують та визначають максимум. Через задані часові інтервали визначають кути зсуву фаз між відповідними синусоїдальними кривими напруг та струмів. Записують ці значення з відповідними значеннями часу доби до пам'яті комп'ютера 19 та за його допомогою обчислюють плату за надання послуг з компенсації перетікання реактивної енергії при споживанні кожним окремим навантаженням 2-4 електричної енергії. Через задані часові інтервали за синусоїдальними кривими напруг визначають проміжні значення, які записують до пам'яті комп'ютера 19 та використовують для визначення за допомогою комп'ютера 19 показників якості електричної енергії з наступним обчисленням сумарного рахунку для сплати за спожиту кожним окремим навантаженням 2-4 електричну енергію за заданий розрахунковий часовий інтервал з врахуванням кількості та якості спожитої електричної енергії та плати за надання послуг з компенсації реактивної енергії. Як відомості, що підтверджують можливість здійснення винаходу, відмітимо наступне. За теоретичною електротехнікою відомий аналітичний вираз для обчислення спожитої електричної енергії за заданий часовий інтервал, використовуючи отримані значення напруг та струмів. Для обчислення рахунку за кількість спожитої окремим навантаженням електричної енергії застосовують відповідний розрахунковому періоду за навантаженням мережі відомий з нормативних документів тариф на електричну енергію. Обчислення рахунку за кількість спожитої окремим навантаженням електричної енергії за кожний розрахунковий період за навантаженням мережі здійснюють шляхом множення отриманих відповідних значень кількості спожитої електричної енергії на відповідні тарифи. За теоретичною електротехнікою відомо, що одним зі способів визначення куту зсуву фаз між двома синусоїдальними величинами однакової частоти, які графічно відображаються синусоїдальними кривими, є визначення частки періоду між максимумами відповідних синусоїдальних кривих та переведення цього значення до градусів. Кожне значення куту зсуву фаз та відповідні їм значення часу доби записують до пам'яті комп'ютера 19 та використовують при обчисленні плати за надання послуг з компенсації перетікання реактивної електричної енергії за відомою з нормативних документів методикою, враховуючи вже обчислені значення кількості спожитої окремим навантаженням електричної енергії за розрахункові часові інтервали. За відомим міждержавним стандартом щодо норм якості електричної енергії відомі перелік проміжних значень (період, діючі значення напруг та ін.); методики їх обчислення за синусоїдальними кривими, що базуються на положеннях теоретичної електротехніки; їх необхідна для наступних розрахунків показників якості електричної енергії кількість в заданому часовому інтервалі; гранично та нормально допустимі значення показників якості електричної енергії; часові інтервали доби, на протязі яких нормовано влучення показників якості електричної енергії в задані межі. Показники якості електричної енергії обчислюють за допомогою комп'ютера 19 за методикою, що рекомендується відомим міждержавним стандартом щодо норм якості електричної енергії. Кожне значення показників якості електричної енергії та відповідні їм значення часу доби записують до пам'яті комп'ютера 19, де зберігають та використовують при обчисленні за допомогою комп'ютера 19 сумарної тривалості часу доби, на протязі якого показники якості електричної енергії не відповідали заданим вимогам. При невідповідності цієї тривалості заданої (нормованої міждержавним стандартом) застосовують відоме положення нормативних документів про відшкодування за споживання неякісної електричної енергії. Все це дозволяє реалізувати спосіб комплексного контролю споживання окремим навантаженням електричної енергії для забезпечення одночасно кількісного, якісного та часового контролю в трифазних та однофазних електричних мережах споживання окремим навантаженням електричної енергії та обчислення комплексного рахунку з врахуванням кількості, якості спожитої електричної енергії, розрахункових періодів за навантаженням мережі та з нарахуванням плати за надання послуг з компенсації перетікання реактивної енергії при споживанні окремим навантаженням електричної енергії. Джерела інформації 1. Пат.5384712А США, МКИ G01R21/00. Устройство для контроля энергии для совокупности местных станций с опросом от центральной станции / Ораветц Дэвид М., Элмз Роберт Т., Энджел Йозеф С., Канчер Фрэнк, Кэми Томас Дж. (США). - №91 746019, Заявлено 15.08.91; Опубл. 24.01.95.- Изобр. стран мира. -1996. - Вып.085, №5. С.12-13.