Трифазний лічильник електричної енергії

1. Трифазний лічильник електричної енергії, що містить датчики напруги фаз А, В, С, датчики струму фаз А, В, С, три помножувачі, суматор і відліковий пристрій, виходи датчиків напруги фаз А, В, С з'єднані з першими входами відповідно першого, другого і третього помножувачів, що з'єднані виходами з відповідними входами суматора, який відрізняється тим, що до нього уведені три вузли зміни коефіцієнта передачі, перетворювач напруги у частоту, керований подільник часто ти та блок вимірювання та обробки інформації, який приєднано виходом до керуючих входів керованого подільника частоти та вузлів зміни коефіцієнта передачі, а першим, другим та третім входами - до других входів відповідних помножувачів та виходів відповідних вузлів зміни коефіцієнта передачі, приєднаних входами до датчиків струму фаз А, В, С відповідно, причому вихід суматора через послідовно з'єднані перетворювач напруги у частоту та керований подільник частоти підключено до відлікового пристрою. 2. Лічильник за п. 1, який відрізняється тим, що блок вимірювання та обробки інформації містить три ключі, входи яких є входами блока, аналогоцифровий перетворювач та вузол управління, перший вихід котрого є виходом блока, другий, третій і четвертий виходи приєднані до керуючих входів відповідних ключів, виходи яких через аналогоцифровий перетворювач приєднано до входу вузла управління. со Корисна модель, що пропонується, має відношення до електровимірювальної техніки і може бути використана в енергетиці для вимірювання електричної потужності. Відомий пристрій для вимірювання електричної потужності в трифазних мережах за а.с. СРСР 1798714, М.кл.7 G01R 216, опубл. 28.02.90 p. Цей пристрій містить датчики напруги фаз А, В, С, датчики струму фаз А, В, В, перший, другий і третій перемножувачі, суматор, відліковий пристрій. Пристрій має недостатню точність при вимірюванні потужності в широкому діапазоні навантаження. Найближчим за сукупністю ознак до технічного рішення, що пропонується, є пристрій для вимірювання електричної потужності в трифазних мережах за авторським свідоцтвом СРСР №1798713, М. кл. G01R 216, опубл. 28.02.93 г. Цей пристрій, як і той, що пропонується, містить датчики напруги фаз А, В, С, датчики струму фаз А, В, С, перший, другій, і третій перемножувачі, суматор, відліковий пристрій. Відомий пристрій має недостатню точність при вимірюванні потужності в широкому діапазоні на вантаження за рахунок того, що помножувачі мають нелінійну характеристику. Особливо це проявляється при перемноженні малих сигналів через наявність напруги зміщення або її дрейфу в часі, або через наявність шумової складової, що знижує точність вимірювання. При великих сигналах на помножувачі починає впливати значення напруги живлення. При цьому елементи помножувачів починають працювати в режимі насичення, внаслідок чого теж відбувається зниження точності. Найкращі помножувачі мають динамічний діапазон множення вхідних сигналів 80 Б з забезпеченням необхідної точності при малих і великих значеннях вхідних сигналів В основу корисної моделі поставлено задачу створити такий трифазний лічильник корисної потужності, у якому уведення вузлів зміни коефіцієнта передачі, перетворювача напруги в частоту, керованого подільника частоти та блока вимірю І""»*. ^f CO ^™ і— р> С^f 5Г ^ 11347 вання та обробки інформації з відповідними зв'язками, дозволило б забезпечити роботу помножувачів у вузькому діапазоні за рахунок відслідковування рівня сигналів з датчиків струму та зміни коефіцієнта їх передачі і, таким чином, підвищити точність лічильника. Поставлена задача вирішується тим, що в трифазний лічильник електричної потужності, що містить датчики напруги фаз А, В, С, датчики струму фаз А, В, С, три помножувачі, суматор і відліковий пристрій, виходи датчиків напруги фаз А, В, С з'єднані з першими входами відповідно першого, другого і третього помножувачів, що з'єднані виходами з відповідними входами суматора, уведені наступні істотні ознаки, які відрізняються від прототипу. У лічильник уведені три вузли зміни коефіцієнта передачі, перетворювач напруги у частоту, керований подільник частоти та блок вимірювання та обробки інформації. Цей блок приєднано виходом до керуючих входів керованого подільника частоти та вузлів зміни коефіцієнта передачі, а першим, другим та третім входами - до других входів відповідних помножувачів та виходів відповідних вузлів зміни коефіцієнта передачі, приєднаних входами до датчиків струму фаз А, В, С відповідно. Вихід суматора через послідовно з'єднані перетворювач напруги у частоту та керований подільник частоти підключено до відлікового пристрою. Вище наведені істотні ознаки корисної моделі, достатні у всіх випадках, на які розповсюджується об'єм правового захисту. Ознаки, що характеризують корисну модель в окремих випадках, наступні. Блок вимірювання та обробки інформації містить три ключі, входи яких є входами блоку, аналого-цифровий перетворювач та вузол управління, перший вихід котрого є виходом блока, другий, третій і четвертий виходи вузла управління приєднані до керуючих входів відповідних ключів, виходи яких через аналого-цифровий перетворювач приєднано до входу вузла управління. Уведення в пропонований лічильник вузлів зміни коефіцієнта передачі блока вимірювання і обробки інформації, керованого подільника частоти дозволило підвищити точність вимірювання за рахунок можливості роботи помножувачів у вузькому діапазоні, який характеризується високою точністю множення і в якому напруга зміщення або її дрейф у часі суттєво не впливає на результат множення. Це забезпечується тим, що блок вимірювання і обробки інформації стежить за діапазоном струму і, отже, за діапазоном помножувачів. При перевищенні заданого діапазону блок вимірювання і обробки дає команду на переключення коефіцієнта передачі, який змінюється таким чином, що сигнали з датчиків струму знову будуть мати заданий рівень. Це дозволило підвищити точність вимірювання і розширити діапазон вимірюваної потужності. На Фіг. зображена блок-схема трифазного лічильника електричної енергії. Лічильник містить датчики 1, 2, 3 напруги фаз А, В, С відповідно, датчик 4, 5, 6 струму фаз А, В, 4 С відповідно, помножувачі 7, 8, 9, суматор 10, відліковий пристрій 11, вузли 12, 13, 14 зміни коефіцієнта передачі, перетворювач 15 напруги у частоту (ПНЧ), керований подільник 16 частоти, блок 17 вимірювання та обробки інформації. Блок 17 містить ключі 18, 19, 20, аналоговоцифровий перетворювач (АЦП), вузол 22 управління. Виходи датчиків 1,2,3 напруги з'єднані з першими входами відповідно помножувачів 7, 8, 9 безпосередньо, а виходи датчиків 4, 5, 6 струму - з другими входами перемножувачів 7, 8, 9 через відповідні вузли 12, 13, 14 зміни коефіцієнта передачі. Виходи помножувачів 7, 8, 9 приєднані до відповідних входів суматора 10, вихід якого підключено до відлікового пристрою 11 через послідовно з'єднані перетворювач 15 напруги у частоту та керований подільник 16 частоти. Виходи вузлів 12, 13, 14 зміни коефіцієнта передачі підключені також до першого, другого і третього входів блока 17 вимірювання та обробки інформації, з'єднаного виходом з керуючими входами подільника 16 частоти та вузлів 12, 13, 14. Входи ключів 18, 19, 20 з'єднані відповідно з першим, другим, і третім входами блока 17, а виходи - через аналого-цифровий перетворювач 21 з входом вузла 22 управління. Перший вихід вузла 22 підключено до виходу блока 17, а другий, третій і четвертий виходи - до керуючих входів відповідно ключів 18, 19, 20. Трифазний лічильник електричної енергії працює наступним чином. При надходженні напруги на лічильник і наявності навантаження на виходах датчиків 1, 2, З напруги фаз А, В, С формуються сигнали, пропорційні напрузі мережі, а на виходах датчиків 4, 5, 6 струму фаз А, Б, С - сигнали, пропорційні струму навантаження. Ці сигнали надходять з датчиків 1, 2, 3 напруги на помножувачі 7, 8, 9 безпосередньо, а з датчиків 4, 5, 6 струму - через вузли 12, 13, 14 зміни коефіцієнта передачі. На виходах помножувачів 7, 8, 9 формується напруга, пропорційна добутку струму і напруги по кожній фазі відповідно. Напруга з помножувачів 7, 8, 9 надходить на суматор 10, де відбувається підсумовування, і далі надходить на перетворювач 15 напруги у частоту, де формується частота, пропорційна потужності споживання, яка через керований подільник 16 частоти надходить на відліковий пристрій 11, де відбувається підрахунок електричної енергії. Блок 17 вимірювання і обробки інформації здійснює послідовне вимірювання напруги на виходах вузлів 12, 13, 14 зміни коефіцієнта передачі. Вузол 22 управління послідовно надсилає команди на керуючі входи ключів 18, 19, 20 і таким чином по черзі підключає сигнал з виходів вузлів 12, 13, 14 до входу АЦП 21. На виході АЦП 21 формуються коди, пропорційні струму, які надходять у вузол управління 22, де відбувається їх порівняння із заданим кодом, що окреслює діапазон роботи помножувачів 7, 8, 9 та вузлів 12, 13, 14 зміни коефіцієнта передачі. При перевищенні кодів АЦП 21 установленого діапазону відбувається переключення коефіцієнтів передачі вузлів 12, 13, 14, за рахунок якого напруга на них зменшується і повер 11347 булапропорційна потужності, що вимірюється, після зміни коефіцієнта передач. При зменшенні напруги на виходах вузлів 12, 13, 14 процес повторюється аналогічно тому, що описаний вище, але у зворотному напрямку. тається в заданий діапазон. При цьому з вузла 22 управління на керуючий вхід подільника 16 частоти надходить команда, яка перемикає коефіцієнт ділення подільника 16 частоти таким чином, щоб вихідна частота ПНЧ 15 IS 12 11 г 17 S 1 21 19 Фіг. Комп'ютерна верстка А. Крулевський Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м Київ-42, 01601