Лічильник електричної енергії трифазний

Реферат: Лічильник електричної енергії трифазний містить вимірювальні елементи фаз змінного струму, які підключені до відповідних виводів лічильника, резистивні подільники, які підключені до відповідних виводів лічильника, керуючий мікроконтролер, лічильний механізм, джерело живлення з світлодіодним індикатором. Вимірювальні елементи фаз змінного струму виконано у вигляді вимірювальних трансформаторів, які підключені до керуючого мікроконтролера через вузол навантаження та захисту. До виходу керуючого мікроконтролера підключені додаткові світлові індикатори, які належать до відповідних фаз змінного струму. UA 76341 U (54) ЛІЧИЛЬНИК ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ ТРИФАЗНИЙ UA 76341 U UA 76341 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до електромеханічних приладів, призначених для вимірювання активної електричної енергії в трифазних ланцюгах змінного струму для її обліку у промисловості та побуті. Відомий лічильник електричної енергії трифазний (Патент РФ № 113848, МПК G01R 11/00, опубл. 27.02.2012 p.), що містить вимірювальні елементи фази А, фази В і фази С, підключені до відповідних фазних виходів лічильника, модулі перетворення фази А, фази В і фази С, які підключені до відповідних вимірювальних елементів, керуючий мікроконтролер, гальванічно розв'язаний з модулями перетворення, джерело живлення, енергонезалежну пам'ять, клавіатуру, годинник реального часу, джерело резервного живлення годинника, оптичний порт, послідовний інтерфейс, пристрій відображення інформації, електронну пломбу, вимірювальні елементи фази А, фази В і фази С виконані у вигляді шунтів, до яких підключені однофазні модулі перетворення фази А, фази В і фази С відповідно, модулі перетворення гальванічно розв'язані з керуючим мікроконтролером, в якому модулі перетворення фази А, фази В і фази С виконані у вигляді окремих плат, встановлених в основну плату лічильника. Першим недоліком даного трифазного лічильника є наявність гальванічно розв'язаних модулів перетворення відповідної фази. Введення модулів перетворення фази А, фази В і фази С, які виконані у вигляді окремих плат ускладнює конструкцію і надійність лічильника, та створює додаткові похибки при вимірюванні. Другим недоліком є виконання датчиків струму у вигляді шунтів, які працюють з великою похибкою при наведенні електромагнітного поля, яке співпаде з частотою та фазою струму мережі, у якій проводиться облік енергії. Відомий лічильник електричної енергії трифазний (Патент України № 71710, МПК G01R 11/00, опубл. 25.07.2012, Бюл. № 14), який вибрано за прототип, що містить вимірювальні елементи фаз змінного струму, підключені до відповідних фазних виводів лічильника, модулі перетворення фаз змінного струму, підключені до відповідних вимірювальних елементів, керуючий мікроконтролер, гальванічно розв'язаний з модулями перетворення, джерело живлення, незалежну пам'ять, клавіатуру, годинники реального часу, джерело резервного живлення годин, оптичний порт, послідовний інтерфейс, пристрій відображення інформації, електронну пломбу, який відрізняється тим, що вимірювальні елементи фаз змінного струму виконано у вигляді шунтів, до яких підключені однофазні модулі перетворення фаз змінного струму. Першим недоліком даного трифазного лічильника є наявність гальванічно розв'язаних модулів перетворення відповідної фази введення, що ускладнює конструкцію і надійність лічильника. Також недоліком є наявність виконання датчиків струму у вигляді шунтів, які працюють з великою похибкою при наведенні електромагнітного поля, яке співпаде з частотою та фазою струму мережі, у якій проводиться облік енергії. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення відомого лічильника електричної енергії, в якому шляхом виконання елементів фаз змінного струму у вигляді вимірювальних трансформаторів, які підключені до керуючого мікроконтролера через вузол навантаження та захисту, дає змогу підвищити рівень захисту від похибки вимірювання при наведенні електромагнітного поля, яке співпаде з частотою та фазою струму мережі, а вилучення з конструкції гальванічно розв'язаних модулів перетворення дозволяє спростити конструкцію лічильника. Поставлена задача вирішується тим, що запропоновано лічильник електричної енергії трифазний, який містить вимірювальні елементи фаз змінного струму, які підключені до відповідних виводів лічильника, резистивні подільники, які підключені до відповідних виводів лічильника, керуючий мікроконтролер, лічильний механізм, джерело живлення з світлодіодним індикатором, в якому згідно з корисною моделлю, вимірювальні елементи фаз змінного струму виконано у вигляді вимірювальних трансформаторів, які підключені до керуючого мікроконтролера через вузол навантаження та захисту, крім того до виходу керуючого мікроконтролера підключені додаткові світлові індикатори, які належать до відповідних фаз змінного струму. Крім того, функцію індикаторів виконують світлодіоди. Виконання елементів фаз змінного струму у вигляді вимірювальних трансформаторів, які підключені до керуючого мікроконтролера через вузол навантаження та захисту, дає змогу захиститись від похибки вимірювання при наведенні електромагнітного поля, яке співпаде з частотою та фазою струму мережі, у якій проводиться облік енергії. Вилучення з конструкції лічильника гальванічно розв'язаних модулів перетворення спрощує конструкцію запропонованого лічильника. Підключення вимірювальних трансформаторів через вузол навантаження та захисту, забезпечує вимірювання та захист входів мікроконтролера від перенавантажень по каналах вимірювання фаз змінного струму. 1 UA 76341 U 5 10 15 20 25 30 35 Підключення до виходу керуючого мікроконтролера трьох додаткових світлових індикаторів, кожен з яких належить до відповідних фаз змінного струму, дає можливість виявляти зниження/завищення напруги в мережі відносно номінальної, виявляти невірне (зворотне) підключення фаз лічильника (реверс), виявляти підключення лічильника з невірною послідовністю фаз. Корисна модель пояснюється кресленнями, де на Фіг. 1 схематично зображено запропонований лічильник, а на Фіг. 2 зображено лицьову панель лічильника. Пропонований лічильник електричної енергії трифазний (див. Фіг. 1, Фіг. 2) містить вимірювальні трансформатори 1, 2, 3, фаз змінного струму, вузли навантаження та захисту 4, 5, 6 виміряної величини фаз змінного струму, резистивні подільники 7, 8, 9 виміряної величини напруги кожної фази, джерело живлення лічильника 10, керуючий мікроконтролер 11, лічильний механізм кількості спожитої енергії 12, світлодіодний індикатор живлення 13, світлодіодні індикатори 14, 15, 16 пониження або завищення напруги по кожній фазі, метрологічний світлодіодний індикатор 17. Корисна модель працює наступним чином (див. Фіг. 1). Напруга з фази А подається на резистивний подільник фази А 7, де відбувається її зменшення. Сигнал з вимірювального трансформатора струму фази А 1, пропорційний струму, що протікає через фазу А, подається на вузол навантаження та захисту 4. Далі обидва ці сигнали надходять на вхід керуючого мікроконтролера 11. Напруга з фази В подається на резистивний подільник фази В 8, де відбувається її зменшення. Сигнал з вимірювального трансформатора струму фази В 2, пропорційний струму, що протікає через фазу В, подається на вузол навантаження та захисту 5. Далі обидва ці сигнали поступають на вхід керуючого мікроконтролера 11. Напруга з фази С подається на резистивний подільник фази С 9, де відбувається її зменшення. Сигнал з вимірювального трансформатора струму фази С 3, пропорційний струму, що протікає через фазу С, подається на вузол навантаження та захисту 6. Далі обидва ці сигнали надходять на вхід керуючого мікроконтролера 11. Керуючий мікроконтролер 11 здійснює підрахунок значення електричної потужності за певним алгоритмом і перетворює знайдену величину у непереривну послідовність імпульсів, кількість яких за одиницю часу пропорційна кількості спожитої електричної енергії. Ці імпульси подаються на лічильний механізм 12, який відображає кількість спожитої електричної енергії в реальному часі. На лицьовій панелі лічильника розміщені додаткові світлові індикатори 14, 15, 16 (див.Фіг. 2), які виконані в вигляді світлодіодів. Світлодіодний індикатор 14 належить до фази А, індикатор 15 - до фази В, індикатор 16 - до фази С. Призначення світлових індикаторів 14, 15, 16 представлено в таблиці. Таблиця Стан індикаторів 14, 15, 16 Опис ситуації Індикатори не горять Штатна робота лічильника Блимання індикаторів (з періодом 0,5 с) Напруга відповідної фази на вході лічильника одного з індикаторів більше 1,15 номінальної Блимання індикаторів (з періодом 2 с) Напруга відповідної фази на вході лічильника одного з індикаторів менше 0,8 номінальної Включення до лічильника фази в зворотній Індикатори по черзі загоряються і гаснуть послідовність Зворотний напрям струму в одній з фаз Індикатори одночасно загоряються і гаснуть (реверс) 40 45 Споживання енергії навантаженням індукується за допомогою світлодіодного індикатора 17 (див. Фіг. 2) на лицьовій панелі лічильника. Кількість миготінь індикатора пропорційна виміряній електроенергії. Також світлодіодний індикатор 17 призначений для калібрування лічильника на етапі його виробництва та налагодження. Крім основної функції облік спожитої електроенергії, запропонований лічильник використовують для виявлення коректної роботи мережі та вияснення того, в якій конкретній фазі пропала або підвищилась напруга, що дає змогу швидко діагностувати та усувати причину зникнення або завищення напруги. 2 UA 76341 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 1. Лічильник електричної енергії трифазний, який містить вимірювальні елементи фаз змінного струму, які підключені до відповідних виводів лічильника, резистивні подільники, які підключені до відповідних виводів лічильника, керуючий мікроконтролер, лічильний механізм, джерело живлення з світлодіодним індикатором, який відрізняється тим, що вимірювальні елементи фаз змінного струму виконано у вигляді вимірювальних трансформаторів, які підключені до керуючого мікроконтролера через вузол навантаження та захисту, крім того до виходу керуючого мікроконтролера підключені додаткові світлові індикатори, які належать до відповідних фаз змінного струму. 2. Лічильник за п. 1, який відрізняється тим, що функцію індикаторів виконують світлодіоди. 3 UA 76341 U Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4