счетчик электрической энергии с защитным отключением

Формула изобретения

Счетчик электрической энергии с защитным отключением, содержащий датчик тока, выходы которого соединены с перемножителем тока на напряжение, который, в свою очередь, соединен с преобразователем тока в частоту импульсов, трансформатор тока с двумя первичными обмотками и одной вторичной обмоткой, на которой сигнал пропорционален разности токов первичных обмоток, и выпрямитель, при этом выходы трансформатора через выпрямитель, преобразующий переменный сигнал в сигнал постоянного тока, подключены к преобразователю тока в частоту импульсов, при этом если сигнал с выхода выпрямителя, превышая сигнал с выхода перемножителя тока на напряжение, подается на преобразователь тока в частоту импульсов, то преобразователь тока в частоту импульсов выдает максимальную частоту импульсов, отличающийся тем, что содержит реле защиты от скачков напряжения, входы которого соединены с фазным и нулевым проводниками измерительной сети, первичные обмотки трансформатора тока соединены с фазным и нулевым проводниками измерительной сети через нормально замкнутые контакты реле защиты от скачков напряжения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электроизмерительной технике и используется для измерения электрической энергии в цепях переменного тока с целью ее учета.

Известен счетчик электрической энергии, содержащий датчик тока, выходы которого соединены с перемножителем тока на напряжение, который, в свою очередь, соединен с преобразователем тока в частоту импульсов, трансформатор тока с двумя первичными обмотками, одна из которых соединена с фазным проводником измерительной сети, другая с нулевым проводником и одной вторичной обмоткой, на которой сигнал пропорционален разности токов первичных обмоток, и выпрямитель, при этом выходы трансформатора через выпрямитель, преобразующий переменный сигнал в сигнал постоянного тока, подключены к преобразователю тока в частоту импульсов, при этом если сигнал с выхода выпрямителя, превышая сигнал с выхода перемножителя тока на напряжение, подается на преобразователь тока в частоту импульсов, то преобразователь тока в частоту импульсов выдает максимальную частоту импульсов (Патент РФ на изобретение № 2254582, кл. G01R 21/06, G01R 11/24, опубл. 20.06.2005).

Недостатком известного счетчика электрической энергии является заниженные функциональные возможности обусловленные отсутствием возможности защиты счетчика от повышенного или пониженного напряжения в сети. Данный недостаток особенно проявляется в электронных счетчиках электрической энергии.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей счетчика электрической энергии.

Технической задачей изобретения является обеспечение защиты счетчика электрической энергии от повышенного или пониженного напряжения в сети.

Технический результат изобретения достигается тем, что счетчик электрической энергии с защитным отключением, содержащий датчик тока, выходы которого соединены с перемножителем тока на напряжение, который, в свою очередь, соединен с преобразователем тока в частоту импульсов, трансформатор тока с двумя первичными обмотками и одной вторичной обмоткой, на которой сигнал пропорционален разности токов первичных обмоток, и выпрямитель, при этом выходы трансформатора через выпрямитель, преобразующий переменный сигнал в сигнал постоянного тока, подключены к преобразователю тока в частоту импульсов, при этом если сигнал с выхода выпрямителя, превышая сигнал с выхода перемножителя тока на напряжение, подается на преобразователь тока в частоту импульсов, то преобразователь тока в частоту импульсов выдает максимальную частоту импульсов, дополнительно содержит реле защиты от скачков напряжения, входы которого соединены с фазным и нулевым проводниками измерительной сети, первичные обмотки трансформатора тока соединены с фазным и нулевым проводниками измерительной сети через нормально замкнутые контакты реле защиты от скачков напряжения.

Технический результат изобретения достигается за счет использования в счетчике электрической энергии реле защиты от скачков напряжения, входы которого соединены с фазным и нулевым проводниками измерительной сети и тем, что первичные обмотки трансформатора тока соединены с фазным и нулевым проводниками измерительной сети через нормально замкнутые контакты реле защиты от скачков напряжения.

На чертеже приведена функциональная схема счетчика электрической энергии с защитным отключением, где: 1 - датчик тока; 2 - нагрузка; 3 - перемножитель тока на напряжение; 4 - преобразователь тока в частоту импульсов; 5 - трансформатор тока с двумя первичными обмотками и одной вторичной; 6 - выпрямитель; 7 - реле защиты от скачков напряжения; L - фазный проводник; N - нулевой проводник.

Счетчик электрической энергии с защитным отключением, содержит датчик тока 1, выходы которого соединены с перемножителем 3 тока на напряжение, который, в свою очередь, соединен с преобразователем 4 тока в частоту импульсов, трансформатор 5 тока с двумя первичными обмотками, и одной вторичной обмоткой, на которой сигнал пропорционален разности токов первичных обмоток, и выпрямитель 6, при этом выходы трансформатора 5 через выпрямитель 6, преобразующий переменный сигнал в сигнал постоянного тока, подключены к преобразователю 4 тока в частоту импульсов, при этом если сигнал с выхода выпрямителя, превышая сигнал с выхода перемножителя 3 тока на напряжение, подается на преобразователь 4 тока в частоту импульсов, то преобразователь 4 тока в частоту импульсов выдает максимальную частоту импульсов, а также содержит реле 7 защиты от скачков напряжения, входы которого соединены с фазным и нулевым проводниками измерительной сети, первичные обмотки трансформатора 5 тока соединены с фазным и нулевым проводниками измерительной сети через нормально замкнутые контакты реле 7 защиты от скачков напряжения.

Счетчик электрической энергии с защитным отключением функционирует следующим образом.

В счетчике содержатся датчик тока 1, перемножитель тока на напряжение 3, преобразователь тока в частоту импульсов 4, трансформатор тока 5 с двумя первичными обмотками и одной вторичной обмоткой, на которой сигнал пропорционален разности токов первичных обмоток и выпрямитель 6, преобразующий переменный сигнал в сигнал постоянного тока. При попытке хищений электроэнергии путем заземления одного из выходов нагрузки 2 разность токов фазного проводника L и нулевого проводника N становится не равной нулю и сигнал с выхода выпрямителя 6, превышая сигнал с выхода перемножителя 3, подается на преобразователь тока в частоту импульсов 4. В свою очередь преобразователь тока в частоту импульсов 4 выдает максимальную частоту импульсов, счетчик начинает считать быстрее положенного. Таким образом, счетчик, схема которого приведена на чертеже, обеспечивает возможность предотвращения хищений электроэнергии, а также наказание за попытку таких хищений.

Во время работы, если напряжение выходит за допустимые пределы, происходит автоматическое отключение нагрузки. При восстановлении напряжения в норму реле 7 защиты от скачков напряжения автоматически включается с задержкой 6 минут или 10 секунд.

При повышении напряжения в сети свыше 270 В реле 7 защиты от скачков напряжения отключает сеть с задержкой 0,2 с. При повышении напряжения в сети более 300 В происходит ускоренное отключение <20 мс. В случае понижения напряжения в сети менее 170 В, происходит отключение нагрузки с задержкой 10 с, а при понижении напряжения менее 130 В происходит ускоренное отключение <100 мс. В нормальном режиме работы (реле включено) при нажатии кнопки «ТЕСТ» реле 7 защиты от скачков напряжения отключает нагрузку, что говорит о нормальном функционировании устройства.

Кнопка «ТЕСТ» ручного управления позволяет включить питание на нагрузку, не дожидаясь окончания времени задержки включения, или выключить, если требуется обесточить потребители.

При появлении в сети мощных импульсов напряжения встроенный варистор шунтирует их до безопасной для оборудования величины.