DE202024100016U1

DE202024100016U1 - Vorrichtung, welche eine Unterstützung für die Nachrüstung eines intelligenten Zählers bereitstellt

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Publication number: DE202024100016U1
Application number: DE202024100016.1U
Authority: DE
Original assignee: Premo SA
Current assignee: Premo SA
Priority date: 2023-01-04
Filing date: 2024-01-04
Publication date: 2024-03-04
Anticipated expiration: 2034-01-05
Also published as: ES1302786U; ES1302786Y; FR3144727A3

Abstract

Vorrichtung, welche eine Unterstützung für die Nachrüstung eines intelligenten Zählers bereitstellt, wobei die Vorrichtung (100) für dessen Anschluss zwischen einem intelligenten Zähler (10) und einer Anlage eines Verbrauchers (20) ausgebildet ist, und Folgendes umfasst:
- einen Induktor (110), welcher für dessen Anschluss an die Einzelverzweigung (L'), zwischen dem intelligenten Zähler (10) und der Anlage des Verbrauchers (20), ausgebildet ist; und
- einen Kondensator (120), welcher an eine Abgangsklemme des Induktors (110) und an den Neutralleiter (N) angeschlossen ist; dadurch gekennzeichnet, dass sie außerdem Folgendes umfasst:
- ein Relais (130); und
- eine Steuerschaltung (140), welche zur Steuerung des Relais (130) ausgebildet ist,
- wobei ein elektrischer Kontakt des Relais (130) zwischen dem Kondensator (120) und dem Neutralleiter (N) zwischengeschaltet ist, sodass, wenn der intelligente Zähler (10) einen Verbrauch elektrischer Leistung kleiner oder gleich als eine bestellte elektrische Leistung detektiert, das Relais (130) im Aktivmodus eingerichtet ist, sodass es den Kondensator (120) einspeist, und, wenn der intelligente Zähler (10) einen Verbrauch elektrischer Leistung höher als eine bestellte elektrische Leistung detektiert, das Relais (130) im Ruhemodus eingerichtet ist, sodass es den Kondensator (120) nicht mehr einspeist und folglich eine Impedanz der Vorrichtung (100) verändert wird.

Description

Das vorliegende Gebrauchsmuster betrifft eine Vorrichtung für intelligente PLC-Zähler, welche eine Unterstützung für die Nachrüstung der intelligenten Zähler bereitstellt.
Stand der Technik
Intelligente Zähler (smart meters) verwenden die PLC-Kommunikation zur Übertragung der Daten der verbrauchten Momentanleistung für jeden Benutzer/Verbraucher des Stromnetzes. Diese Daten werden über die Leistungsleitungen bis zu den Konzentratoren gesendet, in welchen die Daten gesammelt werden, um von den Verteilungs-/Vermarktungsunternehmen elektrischer Energie verarbeitet zu werden. Diese PLC-Kommunikation wird hauptsächlich im CENELEC A-Band hergestellt, welches von 3 kHz bis 95 kHz umfasst.
Das PLC-Signal ist ein Niederleistungssignal und daher ist die Kommunikation zwischen dem intelligenten Zähler und dem Konzentrator bisweilen vom in das Stromnetz gegebene Geräusch betroffen. Dieses Geräusch wird von den gesamten elektrischen/elektronischen Geräten (zum Beispiel, Waschmaschinen, Computergeräten, Beleuchtungsapparaten, Industriemaschinen, usw.) erzeugt, welche direkt an das Stromnetz benutzerseitig angeschlossen sind. Die Versorgungsunternehmen müssen die Kommunikation jederzeit gewährleisten und greifen deshalb auf PLC-Filter zurück. Diese Filter verringern den Geräuschpegel, welcher in das Stromnetz von der Anlage des Benutzers/Verbraucher gegeben wird, und werden zwischen Letzterer und dem intelligenten Zähler angeschlossen.
Andererseits verfügen die intelligenten Zähler über einen Leistungssteuerschalter (ICP) in dessen Inneren, um die Versorgung zu unterbrechen, im Falle, dass die verbrauchte Leistung die bestellte Leistung überschreitet. Dieser ICP wir automatisch nachgerüstet, wenn der intelligente Zähler eine Änderung bei der Impedanz der Leitung des Benutzers (Z_Außenleiter-Neutralleiter) von 15% detektiert. Sobald die elektrische Versorgung unterbrochen worden ist, besteht den Impedanzmessungsmechanismus darin, das Spannungsgefälle zu messen, welches zwischen dem Außenleiter und dem Neutralleiter der Anlage des Verbrauchers erzeugt wird, indem ein kleines Signal gegeben wird und eine Frequenzabtastung (3-95 kHz) durchgeführt wird. Wenn die gemessene Impedanz höher als ein bestimmter Wert ist, wird der ICP dann nachgerüstet und die elektrische Versorgung wird wiederhergestellt.
Die Tiefpassfilter des LC-Typs machen diese Nachrüstung jedoch unmöglich. Dies liegt daran, dass der Kondensator hoher Kapazität (im Bereich von µF) des Filters bei der Impedanzmessung des Zählers interferiert, sodass die Messung gefälscht wird und die Nachrüstung des ICP verhindert wird. Im Falle der Industrien würde dies kein großes Problem sein, da der Besitzer eine manuelle Nachrüstung durchführen könnten, sobald er dessen Verbrauch verringert hat. Hingegen können die Benutzer von Wohneinheiten keinen direkten Zugang zum Zähler haben und sie würden einen langanhaltende Versorgungsunterbrechung erleben, bis die Bedienungsperson des Versorgungsunternehmens kommen würde, um den Zähler nachzurüsten. Deshalb ist der ICP der intelligenten Zähler der Wohneinheiten gesetzlich deaktiviert, und die Versorgungsunternehmen können nur eine Aufzeichnung der verbrauchten Leistung durchführen.
Andere bekannte Lösungen sind PLC-Filter des Notch-Typs, aber die Dämpfung derselben ist lediglich bei einer bestimmten Frequenz mit einer sehr kleinen Bandbreite und mit einer Dämpfung nicht höher als 25 dB vorhanden.
Es werden daher neue PLC-Filter hoher Dämpfung und mit Unterstützung der Nachrüstung des ICP der intelligenten Zähler benötigt.
Zusammenfassung
Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung (oder einen Filter) bereit, welche eine Unterstützung für die Nachrüstung der intelligenten Zähler bereitstellt. Die vorgeschlagene Vorrichtung/Der vorgeschlagene Filter ist dazu ausgebildet (oder ausgestaltet), zwischen einem intelligenten Zähler und der Anlage eines Verbrauchers angeschlossen zu werden, und umfasst einen Induktor für dessen Anschluss an die Einzelverzweigung, zwischen dem intelligenten Zähler und der Anlage des Verbrauchers; einen Kondensator, welcher elektrisch an eine Abgangsklemme des Induktors und den Neutralleiter angeschlossen ist; ein Relais; und eine Steuerschaltung des Relais, wobei ein elektrischer Kontakt des Relais zwischen dem Kondensator und dem Neutralleiter zwischengeschaltet ist. Auf diese Weise, wenn der intelligente Zähler einen Verbrauch elektrischer Leistung kleiner oder gleich als eine bestellte elektrische Leistung detektiert, ist das Relais im Aktivmodus eingerichtet, sodass der Kondensator eingeschaltet wird, und, wenn der intelligente Zähler einen Verbrauch elektrischer Leistung höher als eine bestellte elektrische Leistung detektiert, ist das Relais im Ruhemodus eingerichtet, sodass der Kondensator ausgeschaltet wird und folglich die Impedanz der Vorrichtung verändert wird.
Das heißt, mit der vorgeschlagenen Vorrichtung/mit dem vorgeschlagenen Filter, während der intelligente Zähler die elektrische Versorgung aufrechterhält, ist das Relais im Aktivmodus, sodass er den Kondensator an den Neutralleiter der Schaltung anschließt und eine große Dämpfung bereitstellt (niedrige Impedanz zwischen der Leitung und dem Neutralleiter für Frequenzen höher als 10 kHz). Demgegenüber, wenn eine Unterbrechung der Versorgung vonseiten des intelligenten Zählers stattgefunden hat (weil die bestellte Leistung überschritten worden ist), ist das Relais im Inaktivmodus, sodass der Anschluss den Kondensator öffnet und daher eine hohe Impedanz zwischen dem Außenleiter und dem Neutralleiter bereitgestellt wird, sodass es dem intelligente Zähler erlaubt wird, die Impedanzmessung ohne Probleme durchzuführen und wobei die Nachrüstung automatisch durchgeführt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das als Schaltvorrichtung verwendete Relais vorzugsweise ein elektromechanisches Relais. Alternativ könnten jedoch andere Arten von Relais verwendet werden, zum Beispiel, ein Relais im festen Zustand, unter anderen Halbleitern.
In manchen Ausführungsbeispielen ist der Induktor eine Drosselspule mit einer bestimmten Anzahl von Windungen.
In manchen Ausführungsbeispielen umfasst die Steuerschaltung einen Gleichrichter, vorzugsweise einen Zweiweggleichrichter, welcher einen Spannungsteiler einspeist. Alternativ, um das Relais zu aktivieren/zu erregen, in anderen Ausführungsbeispielen, können andere äquivalente Spannungsanpassungsschaltungen verwendet werden.
In manchen Ausführungsbeispielen ist die Steuerschaltung dazu ausgebildet, das Relais mit einer aus der Einzelverzweigung der Anlage des Verbrauchers erhaltenen Spannung zu aktivieren.
Die vorgeschlagene Vorrichtung/Der vorgeschlagene Filter umfasst eine innere Impedanz zwischen Außenleiter-Neutralleiter während des Schrittes der Impedanzmessung des intelligenten Zählers höher als 5 Ω im gesamten CENELEC A-Band. Die vorgeschlagene Vorrichtung/Der vorgeschlagene Filter umfasst ebenfalls eine hohe Dämpfung während des normalen Betriebsmodus des intelligenten Zählers.
Die vorgeschlagene Vorrichtung/Der vorgeschlagene Filter benötigt nur passive und elektromechanische Elemente, wobei sie/er einfach, elegant und billig ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorhergehenden und anderen charakteristischen Vorteile werden vollständiger verstanden mittels der folgenden ausführlichen Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, welche illustrativ und nicht beschränkend betrachtet werden sollen, in welchen:

1 zeigt schematisch den Anschluss der vorgeschlagenen Vorrichtung zwischen dem intelligenten Zähler und einer Anlage eines Verbrauchers.
2 zeigt schematisch die vorgeschlagene Vorrichtung, gemäß einem Ausführungsbeispiel.
3 zeigt schematisch ein anderes Ausführungsbeispiel der vorgeschlagenen Vorrichtung.

Ausführliche Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung (oder einen Filter, insbesondere einen Tiefpassfilter) (100) hoher Dämpfung (>40 dB) und großer Bandbreite (35-95 kHz), welche die automatische Nachrüstung des ICP der intelligenten Zähler erlaubt. Die Vorrichtung (100), wie sie in 1 dargestellt wird, ist dazu ausgestaltet, zwischen einem intelligenten Zähler (10) und einer Anlage eines Verbrauchers (20) angeschlossen zu werden.
In 2 wird ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung (100) gezeigt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung (100) einen Induktor (110), welcher an die Einzelverzweigung (L'), zwischen dem intelligenten Zähler (10) und der Anlage des Verbrauchers (20), angeschlossen ist; einen Kondensator (120), welcher an eine Abgangsklemme des Induktors (110) und an den Neutralleiter (N) der Anlage des Verbrauchers (20) über den elektrischen Kontakt eines Relais (130) angeschlossen ist; und eine Steuerschaltung (140) zur Steuerung des Relais (130).
In 3 wird ein anderes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung (100) gezeigt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Steuerschaltung (140) des Relais (130) aus einem Spannungsteiler (142) und einem Gleichrichter (141), welcher an die Einzelverzweigung (L') der Anlage des Verbrauchers (20) und den Neutralleiter (N) angeschlossen ist, gebildet. Insbesondere, aber nicht beschränkend, ist der Gleichrichter (141) ein Zweiweg-Brückengleichrichter.
Das Relais (130) ist dafür ausgebildet, dass, wenn die elektrische Versorgung unterbrochen worden ist, es den Kondensator (120) vom Neutralleiter (N) ausschaltet. Durch die Steuerschaltung (140), und weiter insbesondere durch den Gleichrichter (141) und den Spannungsteiler (142), wird die Aktivierungsspannung der Spule des Relais (130) direkt vom Stromnetz und mit niedrigem Verbrauch erhalten.
Während die verbrauchte Leistung kleiner oder gleich als de bestellte Leistung ist (Pverb ≤ Pbest) hält der intelligente Zähler (10) den ICP nachgerüstet, sodass elektrische Energie der Anlage des Verbrauchers (20) versorgt wird. Die zwischen dem Außenleiter und dem Neutralleiter vorhandene Spannung ist daher von 230 Vrms. Diese Spannung wird gleichgerichtet und angepasst bis zur Gleichstrom-Aktivierungsspannung der Spule des Relais, sodass der Kontakt des Relais (130) geschlossen wird und der Kondensator (120) zwischen dem Außenleiter und dem Neutralleiter (N) eingeschaltet wird. Auf diese Weise ist die Dämpfung der Vorrichtung (100), über der Unterbrechungsfrequenz, hoch. Dies wäre der normale Betriebsmodus der Vorrichtung (100).
Wenn Pverb > Pbest, öffnet der intelligente Zähler (10) den ICP und startet dessen Impedanzmessungsmechanismus. Das vom intelligenten Zähler (10) gegebene elektrische Signal ist geringer Amplitude, sodass die Steuerschaltung (140) nicht die zum Schließen des Relais (130) nötige Spannung bereitstellt. Der Kondensator (120) ist daher vom Neutralleiter (N) ausgeschaltet und die Messung der Impedanz ist nicht von der niedrigen Impedanz des Kondensators (120) betroffen. Sobald der Verbrauch in der Anlage des Verbrauchers (20) niedriger wird, rüstet der elektrische Zähler (10) den ICP nach und man geht zum normalen Betrieb der Vorrichtung (100) zurück.
Der Umfang der vorliegenden Erfindung wird in den beiliegenden Ansprüchen definiert.

Claims

Vorrichtung, welche eine Unterstützung für die Nachrüstung eines intelligenten Zählers bereitstellt, wobei die Vorrichtung (100) für dessen Anschluss zwischen einem intelligenten Zähler (10) und einer Anlage eines Verbrauchers (20) ausgebildet ist, und Folgendes umfasst: - einen Induktor (110), welcher für dessen Anschluss an die Einzelverzweigung (L'), zwischen dem intelligenten Zähler (10) und der Anlage des Verbrauchers (20), ausgebildet ist; und - einen Kondensator (120), welcher an eine Abgangsklemme des Induktors (110) und an den Neutralleiter (N) angeschlossen ist; dadurch gekennzeichnet, dass sie außerdem Folgendes umfasst: - ein Relais (130); und - eine Steuerschaltung (140), welche zur Steuerung des Relais (130) ausgebildet ist, - wobei ein elektrischer Kontakt des Relais (130) zwischen dem Kondensator (120) und dem Neutralleiter (N) zwischengeschaltet ist, sodass, wenn der intelligente Zähler (10) einen Verbrauch elektrischer Leistung kleiner oder gleich als eine bestellte elektrische Leistung detektiert, das Relais (130) im Aktivmodus eingerichtet ist, sodass es den Kondensator (120) einspeist, und, wenn der intelligente Zähler (10) einen Verbrauch elektrischer Leistung höher als eine bestellte elektrische Leistung detektiert, das Relais (130) im Ruhemodus eingerichtet ist, sodass es den Kondensator (120) nicht mehr einspeist und folglich eine Impedanz der Vorrichtung (100) verändert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuerschaltung (140) einen Gleichrichter (141) umfasst, welcher einen Spannungsteiler (142) einspeist, wobei der Gleichrichter (141) an die Einzelverzweigung der Anlage des Verbrauchers (20) und den Neutralleiter (N) angeschlossen ist.
Filter nach Anspruch 2, wobei der Gleichrichter (141) ein Zweiweg-Brückengleichrichter ist.
Filter nach Anspruch 1, wobei die Steuerschaltung (140) dazu ausgebildet ist, das Relais (130) mit einer aus der Einzelverzweigung (L') der Anlage des Verbrauchers (20) erhaltenen Spannung zu aktivieren.