мобильное устройство контроля за учетом электрической энергии

Формула изобретения

Мобильное устройство контроля за учетом электрической энергии, содержащее клеммную колодку, соединяющую блок датчиков напряжения и блок питания с зажимными устройствами, подключенными к питающей сети, микроконтроллер, подключенный через аналого-цифровой преобразователь к блоку датчиков напряжения и соединенный с энергонезависимой памятью, интерфейсом RS-485, жидкокристаллическим дисплеем, индикатором LED, оптическим портом, резервным источником питания текущего времени встроенных в микроконтроллер часов и блоком питания, отличается тем, что к аналого-цифровому преобразователю дополнительно подключен блок автоматической коммутации пределов измерения, получающий сигнал от токовых клещей, снимающих параметры с питающей цепи, снабженных механическими замками, и запитанный от блока питания, к которому через предохранитель подключен разъем для подключения внешних устройств (видеорегистратора и радиоустройства).

Описание изобретения к патенту

Настоящие изобретение относится к области электроизмерительной техники для учета и контроля расхода объема электропотребления трехфазной электрической сети, а именно к многофункциональным многотарифным приборам учета электрической энергии, устанавливаемым без снятия напряжения и монтажа, предназначенным для технического и коммерческого учета потребленной электрической энергии, мощности, а также для контроля параметров электрической энергии в течение времени.

Известен ближайший аналог - однофазный счетчик электрической энергии серии СЕ101 (www.energomera.ru Техническое описание и руководство по эксплуатации ИНЕС.411152.082. РЭ, ОАО Концерн "Энергомера"), у которого используется встроенный в корпус счетчика датчик тока (трансформатор тока), включенный в рассечку фазного провода последовательно с нагрузкой.

Включение датчика тока в корпус счетчика ограничивает значение максимального тока на уровне 50-100 А. Это объясняется ограниченностью размеров токовых контактов по конструктивным соображениям, что задает допустимую мощность рассеивания в контактах и, следовательно, максимальный ток счетчика.

Наиболее близким по технической сущности прототипом является трехфазный электросчетчик МЕРКУРИЙ 231 (www.incotexcom.ru), содержащий управляющий микроконтроллер, совмещенный с модулем преобразования, устройство отображения информации (жидкокристаллический индикатор), источник питания, энергонезависимую память, телеметрический выход, последовательный интерфейс, интерфейс IrDA.

В качестве измерительных элементов в данном счетчике используются токовые трансформаторы. Недостатком этого типа измерительных элементов является необходимость производить долгий трудоемкий монтаж для их установки. Для производства монтажа необходимо рассекать токовые проводники, затем для работы электросчетчика зажимать в клеммную колодку, что влияет на появление большого количества переходных сопротивлений и может привести к нагреву. Этот электросчетчик является стационарным устройством.

В последнее время преобладает способ хищения электроэнергии методом влияния на внутренние элементы электросчетчика посредством использования мощного магнита или встраиваемого радиоуправляемого реле, выявить такие методы хищения в момент проведения проверки у потребителя практически невозможно. Для выявления такого рода хищений используют установку повторного электросчетчика рядом с расчетным. Потребитель часто не согласен с установкой повторного электросчетчика в его электроустановках, так как для этого необходимо отключать напряжение и производить длительный монтаж с разрывом токовых цепей.

Задачей данного патента является создание высокоточного устройства с большим приделом измерений для учета электроэнергии, которое можно установить без монтажа и снятия напряжения на долгий промежуток времени для контроля работы стационарного электросчетчика, в целях выявления хищения электроэнергии.

Технический результат заключается в создании мобильного устройства, способного контролировать работу стационарного электросчетчика без монтажа и снятия напряжения на долгий промежуток времени.

Технический результат достигается тем, что устройство, содержащее клеммную колодку, соединяющую блок датчиков напряжения и блок питания с зажимными устройствами, подключенными к питающей сети, микроконтроллер, подключенный через аналого-цифровой преобразователь к блоку датчиков напряжения и соединенный с энергонезависимой памятью, интерфейсом RS-485, жидкокристаллическим дисплеем, индикатором LED, оптическим портом, резервным источником питания текущего времени встроенных в микроконтроллер часов и блоком питания, дополнительно снабжено блоком автоматической коммутации пределов измерения, передающим сигнал от токовых клещей, снимающих параметры с питающей цепи, на аналого-цифровой преобразователь и запитанным от блока питания, к которому через предохранитель подключен разъем для подключения внешних устройств (видеорегистратора и радиоустройства).

Такая конструкция позволяет создать высокоточное устройство, которое возможно установить в максимально короткий срок без снятия напряжения, а возможность подключить видеорегистратор и радиоустройство передачи данных позволяет предотвратить несанкционированный доступ к устройству во время проведения длительной проверки работы стационарного электросчетчика.

По сравнению с прототипом заявляемая конструкция имеет отличительную особенность в совокупности элементов и их взаимном расположении.

Схема мобильного устройства контроля за расходом объема электропотребления электрической энергии показана на фиг.1. Устройство содержит клеммную колодку 1, соединяющую блок датчиков напряжения 2 и блок питания 3 с зажимными устройствами 4, подключенными к питающей сети 5, микроконтроллер 6, подключенный через аналого-цифровой преобразователь 7 к блоку датчиков напряжения 2 и соединенный с энергонезависимой памятью 8, интерфейсом RS-485 9, жидкокристаллическим дисплеем 10, индикатором LED 11, оптическим портом 12, резервным источником питания текущего времени 13 встроенных в микроконтроллер часов и блоком питания 3, дополнительно снабжено блоком автоматической коммутации пределов измерения 14, передающим сигнал от токовых клещей 15, основанных на разъемных магнитопроводах с намотанной на них вторичной обмоткой и имеющих механические замки на разомкнутых концах, снимающих параметры с питающей цепи, на аналого-цифровой преобразователь 6 и запитанным от блока питания 3, к которому через предохранитель 16 подключен разъем 17 для подключения внешних устройств (видеорегистратора и радиоустройства).

Мобильное устройство контроля за учетом электроэнергии работает следующим образом.

Напряжение в питающей цепи фиксируется блоком датчиков напряжения 2 через клеммную колодку 1 и зажимные устройства 4, аналоговые сигналы которого поступают на аналого-цифровой преобразователь 7. Сила тока в питающей цепи фиксируется токовыми клещами с механическими замками 15, сигналы от которых поступают на блок автоматической коммутации пределов измерения 14, а затем на аналого-цифровой преобразователь 7. Аналого-цифровой преобразователь 7 передает сигналы тока и напряжения в питающей сети в цифровом виде на соответствующие входы микроконтроллера 6, который в свою очередь производит вычисление параметров электрической сети. Значения потребленной энергии, измеренные устройством на начало суток, месяца, года, а также за определенные интервалы времени с привязкой к дате и времени измерения, записываются в энергонезависимую память 8. Фактические показания потребленной электроэнергии и другие параметры электрической сети отображаются на жидкокристаллическом дисплее 10. Светодиодный индикатор LED 11 преобразует сигналы микроконтроллера в световые импульсы с частотой, пропорциональной измеренной энергии в единицу времени, а также информирует о работоспособности устройства. Оптический порт 12 обеспечивает считывание информации и программирования параметров пользователя. Через интерфейс RS-485 9 к микроконтроллеру 6 возможно подключение радиомодуля, который передает в заданные промежутки времени или по запросу диспетчера информацию о расходе электроэнергии. Видеорегистратор, параллельно подключенный к разъему для подключения питания внешних устройств, осуществляет круглосуточное видеонаблюдение за состоянием стационарного электросчетчика и устройства.

Питание устройства осуществляется с помощью блока питания 3, основанного на понижающем трехфазном выпрямителе и стабилизаторе выходного напряжения, при этом к разъему для подключения внешних устройств 17, подключенному через предохранитель 16 к блоку питания 3, возможно подключение радиомодуля и видеорегистратора.

Преимуществами предлагаемого технического решения являются мобильная конструкция, многофункциональность, защита от несанкционированного доступа, возможность применения данного устройства в автоматизированных системах контроля и учета электроэнергии (АСКУЭ).

Предлагаемое устройство может быть реализовано на базе многофункционального прибора учета, фиксирующего число часов использования мощности.

Устройство может найти применение в сфере электроэнергетики, учета электроэнергии.