CN103792424A - 一种具有节能功能的电能表及应用 - Google Patents

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程夏蕾
祝明娟
郭行干
吴卫国
饶大义
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Abstract

本发明提出了一种具有节能功能的电能表及应用，所述的电能表包括电流变换电路、放大电路、显示器及通信模块，还包括计算控制电路、存储器，所述的电流变换电路从电网采集电流信号i输入放大电路，所述的放大电路对电流信号i进行放大后，输入计算控制电路，所述计算控制电路定时采样计算出i2后，存入存储器得到∫i2dt，所述计算控制电路分别与显示器及通信模块连接。本发明的优点是：我国供电企业拥有众多配变，例一个县级供电公司往往拥几千台配电变压器，这就形成一个“群”，采用本技术产品后，县级供电公司很方便地掌握全面情况，调配配电变压器，消除“大马拉小车”和“小马拉大车”现象，达到配电变压器“群”总体为最节能。

Description

一种具有节能功能的电能表及应用
技术领域
本发明涉及一种电子仪表，特别是指一种具有节能功能的电能表及应用。
背景技术
我国配电变压器使用量十分巨大，约为10亿KVA以上，价值几千亿元。如何用好、管理好这巨大资产意义重大。配电变压器一般是指1000KVA及以下，二次侧为低压(380/220V)的变压器，所谓节能是指运行中损耗为最小。要达成这个目的，有很多标准可循的，例GB/T 13462-2008《电力变压器经济运行》，GB20052《三相配电变压器能效限定值及节能评值》，DL/T 985《配电变压器能效技术经济评价导则》。但统观前述标准，配电变压器损耗是间接法估测，不是直接法测量，因此精度低，也不方便，这有待改进。
发明内容
本发明提出一种具有节能功能的电能表及应用，解决了现有技术中无法直接测量配电变压器损耗，精度低，不方便的缺点。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种具有节能功能的电能表，所述的电能表包括电流变换电路、放大电路、显示器及通信模块，其特征在于，还包括计算控制电路、存储器，所述的电流变换电路从电网采集电流信号i输入放大电路，所述的放大电路对电流信号i进行放大后，输入计算控制电路，所述计算控制电路定时采样计算出i2后，存入存储器得到∫i2dt，所述计算控制电路分别与显示器及通信模块连接。
所述的计算控制电路包括第一A/D转换电路、可进行平方计算的计算控制模块，所述的放大电路对电流信号i进行放大后，定时采样输入第一A/D转换电路进行模数转换，所述的计算控制模块采集经第一A/D转换电路进行模数转换的电流信号i，并经平方计算出i2后，存入存储器得到∫i2dt。
所述的计算控制电路包括平方转换电路、第二A/D转换电路、控制模块，所述的放大电路对电流信号i进行放大后，输入平方转换电路得到i2信号，所述的控制模块控制第二A/D转换电路定时采样对i2信号进行模数转换后，存入存储器得到∫i2dt。
一种具有节能功能的电能表在配电变压器上的应用。用本发明的电能表能及时测量配电变压器的损耗，为节能服务。在一个时段内，当配电变压器的铜损和铁损相等，则在这个时段内最节能。这就需要对配电变压器进行实时测量、记录和存储，以此达到节能目的。
与现有技术相比，本发明的优点是：我国供电企业专业从事供电业务，因此拥有众多配变，例一个县级供电公司往往拥几千台配电变压器，这就形成一个“群”，采用本技术产品后，县级供电公司很方便地掌握全面情况，调配配电变压器，消除“大马拉小车”和“小马拉大车”现象，达到配电变压器“群”总体为最节能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种具有节能功能的电能表的结构示意图；
图2为本发明一种具有节能功能的电能表的实施例1的结构示意图；
图3为本发明一种具有节能功能的电能表的实施例2的结构示意图。
其中，100-电流变换电路、200-放大电路、300-计算控制电路、400-存储器、500-显示器、600-通信模块、310-第一A/D转换电路、320-计算控制模块、330-平方转换电路、340-第二A/D转换电路、350-控制模块
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种具有节能功能的电能表，所述的电能表包括电流变换电路100、放大电路200、显示器500及通信模块600，还包括计算控制电路300、存储器400，所述的电流变换电路100从电网采集电流信号i输入放大电路200，所述的放大电路200对电流信号i进行放大后，输入计算控制电路300，所述计算控制电路300计算出i2后，定时采样存入存储器400得到∫i2dt，所述计算控制电路300分别与显示器500及通信模块600连接。其中，计算控制电路300可以采用两种形式。
一种具有节能功能的电能表在配电变压器上的应用。用本发明的电能表能及时测量配电变压器的损耗，为节能服务。在一个时段内，当配电变压器的铜损和铁损相等，则在这个时段内最节能。这就需要对配电变压器进行实时测量、记录和存储，以此达到节能目的。
实施例1
如图2所示，所述的计算控制电路300包括第一A/D转换电路310、可进行平方计算的计算控制模块320，所述的放大电路200对电流信号i进行放大后，定时采样输入第一A/D转换电路310进行模数转换，所述的计算控制模块320采集经第一A/D转换电路进行模数转换的电流信号i，并经平方计算出i2后，存入存储器400得到∫i2dt。
实施例2
如图3所示，所述的计算控制电路300包括平方转换电路330、第二A/D转换电路340、控制模块350，所述的放大电路200对电流信号i进行放大后，输入平方转换电路330得到i2信号，所述的控制模块350控制第二A/D转换电路340定时采样对i2信号进行模数转换后，存入存储器400得到∫i2dt。
本技术的主要原理就是能及时测量配电变压器的损耗，为节能服务。在一个时段内，当配电变压器的铜损和铁损相等，则在这个时段内最节能。这就需要对配电变压器进行实时测量、记录和存储，以此达到节能目的。配电变压器的铁损一般由制造厂供给，并且在额定电压下运行是不变的，又称固定损耗。配电变压器的铜损是配电变压器通过负载电流时在配电变压器的铜线圈上产生的损耗，如下式：
PCU=∫i2Rdt=R∫i2dt
式中：PCU是配电变压器铜损(kWh)
i是通过的负载电流(A)
R是配变铜线圈的电阻(Ω)，由制造厂供给
t是统计的时段。
本发明的目的就是通过实时采集电流信号，计算∫i2dt，将此值乘R得到PCU。目前配电变压器上都装有电能表，而且往往是电子式仪表。因此本专利的电网节能装置可以单独制造，也可以和电能表合并在一起。
实现∫i2dt可以有两个办法（分别对应于上述两个实施例）：
（1）将输入的电流信号i，直接通过平方计算电路求出i2，再定时取样送入存储器，完成∫i2dt；
（2）先对输入电流i进行A/D转换得到i的数值，进行平方运算得i2，再定时取样送入存储器，完成∫i2dt。
如图2所示，以单相为例，说明本发明的工作原理，从电流变换电路100采集到的电流信号i输入到电能表的放大电路200，然后送到第一A/D转换电路310得到数字后，输入计算控制模块320运算得i2，然后定时取样存入存储器400，再通过通信模块600和外部实现通信，也可在显示器500上直接进行显示。
如图3所示，也可以从电流变换电路100采集到的电流信号i输入到电能表的放大电路200，然后直接输入平方转换电路330运算得i2，然后送到第二A/D转换电路340得到数字后，定时取样存入存储器400，再通过通信模块600和外部实现通信，也可在显示器500上显示。
上面的电能表功能与原有电能表有很多相同点，既可以单独制造，在现有的电能表上进行合并改造使用，也可以直接内嵌在电能表中，生产新型的具有节能作用的电能表。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种具有节能功能的电能表，所述的电能表包括电流变换电路、放大电路、显示器及通信模块，其特征在于，还包括计算控制电路、存储器，所述的电流变换电路从电网采集电流信号i输入放大电路，所述的放大电路对电流信号i进行放大后，输入计算控制电路，所述计算控制电路定时采样计算出i2后，存入存储器得到∫i2dt，所述计算控制电路分别与显示器及通信模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种具有节能功能的电能表，其特征在于，所述的计算控制电路包括第一A/D转换电路、可进行平方计算的计算控制模块，所述的放大电路对电流信号i进行放大后，定时采样输入第一A/D转换电路进行模数转换，所述的计算控制模块采集经第一A/D转换电路进行模数转换的电流信号i，并经平方计算出i2后，存入存储器得到∫i2dt。
3.根据权利要求1所述的一种具有节能功能的电能表，其特征在于，所述的计算控制电路包括平方转换电路、第二A/D转换电路、控制模块，所述的放大电路对电流信号i进行放大后，输入平方转换电路得到i2信号，所述的控制模块控制第二A/D转换电路定时采样对i2信号进行模数转换后，存入存储器得到∫i2dt。
4.权利要求1~3所述的一种具有节能功能的电能表在配电变压器上的应用。
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Title
祝明娟: "电网节能表的技术核心和前景分析", 《小水电》 *

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