ES2629229T3 - Dispositivo y procedimiento de conteo de energía eléctrica - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de conteo de energía eléctrica que incluye: - al menos un sensor (2) de corriente para proporcionar una corriente (Is) secundaria de medición representativa de una corriente (Ip) primaria que circula en un conductor (3) eléctrico primario, - un circuito electrónico (7) de medición y de rectificación conectado a dicho al menos un sensor (2) de corriente, - un circuito (10) de tratamiento conectado al circuito electrónico (8) de medición y de rectificación, - un emisor (11) conectado al circuito de tratamiento para emitir unos mensajes en una red de comunicación inalámbrica hacia un receptor (5) de medición de energía eléctrica, - un condensador (9) de integración de corriente eléctrica conectado a dicho al menos un sensor (2) de corriente a través de unos medios (8) de rectificación de corriente, - unos medios de detección (12) de umbral de tensión conectados a dicho condensador (9) de integración para detectar un rebasamiento de un umbral de tensión predeterminado (Svc) sobre dicho condensador (9) de integración, - unos medios interruptores (13) controlados por dichos medios de detección (12) de umbral para disparar la alimentación eléctrica de dicho circuito de tratamiento (10) y de dicho emisor (11) con una energía acumulada en el condensador de integración cuando una tensión eléctrica (Vc) sobre dicho condensador de integración ha rebasado dicho umbral de tensión predeterminado (Svc), emitiendo entonces dicho circuito de tratamiento (10) y dicho emisor (11) un mensaje de energía, dispositivo caracterizado porque: - el circuito de tratamiento está dispuesto para incrementar un valor de energía acumulada con una unidad de energía calculada en función de una constante que depende del ciclo de carga de dicho condensador con vistas a obtener un valor total de energía eléctrica, - dicho mensaje de energía es de energía eléctrica calculada, y - porque el dispositivo incluye unos medios de descarga (15, 16, 20-24) para descargar dicho condensador de integración (9) en fin de ciclo de emisión.
Description
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DESCRIPCION
Dispositivo y procedimiento de conteo de ene^a electrica Campo tecnico
La invencion se refiere a un dispositivo de conteo de energfa electrica que incluye:
- al menos un sensor de corriente para proporcionar una corriente secundaria de medicion representativa de una corriente primaria que circula en un conductor electrico primario,
- un circuito electronico de medicion y de rectificacion conectado a dicho al menos un sensor de corriente,
- un circuito de tratamiento conectado al circuito electronico de medicion y de rectificacion, y
- un emisor conectado al circuito de tratamiento para emitir unos mensajes en una red de comunicacion inalambrica hacia un receptor de medicion de energfa electrica.
La invencion tambien se refiere a un procedimiento de conteo de energfa electrica.
Estado de la tecnica
Los dispositivos de conteo de energfa electrica electronicos con elementos deportados estan dispuestos sobre unos conductores de lmeas electricas para estimar o medir la corriente la potencia y/o la energfa electrica. Los sistemas denominados inalambricos tienen generalmente una primera parte sobre el conductor electrico con un emisor de radio y una segunda parte centralizadora con un receptor de radio y un tratamiento centralizado de la potencia y de la energfa electrica.
La solicitud de patente WO2008142429 muestra un primer ejemplo de dispositivo conocido. La tension de la red y medida en local con un divisor capacitivo.
La alimentacion de los circuitos electronicos se basa sustancialmente en la presencia de una batena.
El documento EP2048482 describe una alimentacion de los circuitos electronicos con unas fuentes multiples y una batena.
Los documentos JP56063264, JP2042367 y JP56029471 describen unos dispositivos autonomos con control de diodos electroluminiscentes. Sin embargo, estos dispositivos dan unas indicaciones vagas de funcionamiento y no permiten una medicion lo suficientemente precisa de la corriente que circula en las lmeas ni unas mediciones de potencia satisfactorias.
Los dispositivos del estado de la tecnica dependen generalmente de una alimentacion externa o de la presencia de una pila o de una batena recargables. De este modo, disponen de una autonoirna relativa y no permiten estar operativos en cualquier momento.
Exposicion de la invencion
La invencion tiene como finalidad un dispositivo y un procedimiento de conteo de energfa electrica que permiten evitar el uso de fuente de energfa externa, de pilas o de batenas recargables.
Un dispositivo de conteo de energfa electrica segun la invencion se define en la reivindicacion 1.
Preferentemente, dichos medios interruptores estan compuestos por un componente de tipo tiristor que para de conducir por debajo de una corriente de mantenimiento, y dichos medios de deteccion estan en un componente con referencia de tension de escasa corriente de fuga en entrada.
En un modo de realizacion preferente, el dispositivo incluye unos medios de descarga para descargar dicho condensador de integracion en fin de ciclo de emision.
Ventajosamente, dichos mensajes de energfa emitidos por el emisor incluyen unos datos de conteo de impulsos.
Preferentemente, dichos mensajes de energfa emitidos por el emisor incluyen unos datos de conteo de energfa o de conteo de cantidad de corriente.
En un modo de realizacion particular, el dispositivo incluye unos medios de deteccion de un paso a cero de la corriente, emitiendose dicho mensaje de energfa cuando se detecta un paso a cero.
Ventajosamente, el circuito de tratamiento incluye unos medios de correccion para corregir localmente unos valores de los datos de energfa en funcion de parametros precargados o enviados por unos mensajes anteriores en retorno. Ventajosamente, el dispositivo incluye unos medios de calculo de un valor medio de dicha corriente primaria dispuestos en dicho circuito de tratamiento y/o en un modulo de tratamiento de un receptor.
Un procedimiento de conteo de energfa electrica segun la invencion se define en la reivindicacion 6.
Ventajosamente, el procedimiento de conteo incluye:
- la recepcion de dicho mensaje representativo de una cantidad de ene^a electrica por un receptor, y
- el incremento de un contador de ene^a electrica.
Ventajosamente, el procedimiento de conteo incluye:
5 - la recepcion de un mensaje de retorno desde un receptor que incluye unos valores de correccion y de
parametrizacion, y
- la elaboracion y la emision de dicho mensaje de energfa representativo de una cantidad de energfa electrica con unos datos completes de valor de energfa electrica. En un modo de realizacion particular, el procedimiento de conteo incluye:
10 - la espera de un paso a cero de dicha corriente secundaria para emitir dicho mensaje representativo de una
cantidad de energfa electrica,
- la deteccion de un instante de paso a cero de una tension electrica por un receptor, y
- la determinacion por dicho receptor de un valor representativo de un desfase entre una tension y una corriente en funcion del instante de paso a cero de dicha tension electrica y del instante de recepcion de dicho mensaje de
15 energfa.
Ventajosamente, la emision de los mensajes de energfa se efectua cuando un numero predeterminado de ciclos de cargas y descargas de dicho condensador se realiza, dependiendo el valor de la energfa electrica a emitir de dicho numero predeterminado de ciclos.
Preferentemente, el procedimiento de conteo incluye la correccion de valores o de cantidades de energfa electrica 20 para corregir una no linealidad de dicho sensor de corriente en el rango de funcionamiento, unos errores debidos a unas corrientes de fuga de componente y/o unos errores debidos a unos tiempos de tratamiento y de transmision.
Preferentemente, el procedimiento de conteo incluye la emision de un mensaje en retorno desde un receptor de mensaje de energfa, incluyendo dicho mensaje de retorno unos datos representativos de un desfase entre una tension y una corriente, de un valor de tension electrica, de un numero de ciclos de carga-descarga antes de emision 25 de mensaje, de parametros de correccion y/o un valor de energfa electrica corregido.
Breve descripcion de los dibujos
Otras ventajas y caractensticas se desprenderan mas claramente de la descripcion que va a seguir, de modos particulares de realizacion de la invencion, dados a tftulo de ejemplos no limitativos, y representados en los dibujos adjuntos en los que:
30 - la figura 1 representa un dispositivo de conteo de energfa electrica con una conexion inalambrica segun un modo
de realizacion de la invencion;
- la figura 2 representa un esquema de un dispositivo segun un primer modo de realizacion de la invencion;
- la figura 3 representa un esquema de un dispositivo segun un segundo modo de realizacion de la invencion;
- las figuras 4A y 4B representan unos cronogramas de cargas y descargas de condensadores en unos
35 dispositivos segun unos modos de realizacion de la invencion;
- las figuras 5A y 5B representan unos contenidos de mensajes emitidos en unos dispositivos segun unos modos de realizacion de la invencion;
- las figuras 6A a 6D ilustran un primer funcionamiento de un dispositivo segun un modo de realizacion de la invencion;
40 - las figuras 7A a 7C ilustran un segundo funcionamiento de un dispositivo segun un modo de realizacion de la
invencion;
- la figura 8 representa un esquema de bloque de un receptor de mensaje segun un dispositivo de un modo de realizacion de la invencion;
- las figuras 9 y 10 representan un primer organigrama de un procedimiento segun un modo de realizacion de la
45 invencion; y
- la figura 11 representa un segundo organigrama de un procedimiento complementario segun un modo de realizacion de la invencion.
Descripcion detallada de modos de realizacion preferentes
La figura 1 representa un dispositivo de conteo de energfa electrica con una conexion inalambrica para emitir unos 50 impulsos representativos de una cantidad de energfa electrica predefinida. El dispositivo incluye una parte emisor 1 con un sensor de corriente 2 para proporcionar una corriente secundaria de medicion Is representativa de una corriente primaria Ip que circula en un conductor electrico primario 3. La corriente Is se trata por un modulo electronico 4 para emitir unos mensajes de radio representativos de una cantidad de energfa electrica. La energfa electrica se realiza por integracion de la corriente sabiendo que, por otra parte, la tension de la red se estima o mide 55 por otros medios. Cuando se alcanza una cantidad de energfa, un impulso en forma de mensaje se envfa a un receptor 5 dispuesto a distancia. El receptor recibe los mensajes y trata las informaciones de energfa, en concreto, por un almacenamiento y una visualizacion de los valores sobre una pantalla 6.
La figura 2 representa un esquema de un dispositivo segun un primer modo de realizacion de la invencion. El sensor de corriente 2 proporciona la corriente secundaria de medicion Is representativa de la corriente primaria Ip a un circuito electronico de medicion y de rectificacion. De este modo, el sensor se conecta a un puente rectificador 7 de cuatro diodos 8. A la salida del puente rectificador, una corriente rectificada Ir se aplica a un condensador 9 de 5 integracion de la corriente Ir. En ese caso, el condensador de integracion de corriente electrica se conecta al sensor de corriente a traves de unos medios de rectificacion de corriente. Una tension Vc en los bornes del condensador es representativa de la integracion de la corriente en el tiempo y, por consiguiente, de una energfa electrica, puesto que la tension V de la red se conoce y es constante, asf como el desfase o el factor de potencia. Este dispositivo tambien incluye un circuito de tratamiento conectado al circuito electronico de medicion y de rectificacion y un emisor 10 conectado al circuito de tratamiento 10 para emitir unos mensajes en una red de comunicacion inalambrica hacia el receptor 5 de medicion de energfa electrica. El dispositivo funciona en dos tiempos. En un primer tiempo hay integracion o acumulacion de la corriente Ir en el condensador 9 para dar una tension representativa de una cantidad de energfa electrica. Despues, en un segundo tiempo, la emision de un mensaje se dispara cuando la cantidad de energfa alcanza un nivel predeterminado.
15 En este modo de realizacion de la invencion el dispositivo incluye un detector 12 de umbral de tension conectado al condensador 9 para detectar el rebasamiento de una tension predeterminada sobre el condensador de integracion 9. Un interruptor 13 controlado por el detector de umbral 12 dispara la alimentacion electrica del circuito de tratamiento 10 y del emisor 11 con la energfa acumulada en el condensador cuando la tension electrica sobre el condensador de integracion ha rebasado dicho umbral de tension predeterminado. En este momento, el circuito de tratamiento 10 y el 20 emisor 11 emiten un mensaje de energfa representativo de una cantidad de energfa electrica o de una integracion de corriente que ha circulado en dicho conductor electrico primario. El interruptor 13 es ventajosamente un componente de tipo tiristor que para de conducir automaticamente por debajo de una corriente de mantenimiento. Este componente de tipo tiristor tambien puede sustituirse por unos montajes con transistores que tienen unas caractensticas semejantes con control por entrada o electrodo gatillo y parada de la conduccion por disminucion de 25 la corriente pasante. El detector 12 de umbral de tension es preferentemente un componente con referencia de tension de escasa corriente de fuga de entrada con el fin de limitar unas fugas de corriente durante la carga del condensador. Una resistencia 14 en paralelo con la alimentacion de los circuitos 10 y 11 permite hacer circular una corriente minima para garantizar la conduccion de dicho tiristor 13.
En el segundo tiempo de funcionamiento, el tratamiento y la emision de un mensaje debe hacerse rapidamente. La 30 duracion de este proceso debe ser muy inferior a la duracion de una carga de condensador, preferentemente se conoce y calibra. Al final de este segundo tiempo, la descarga del condensador debe ser rapida para volver a partir en un nuevo ciclo. De este modo, el dispositivo incluye uno circuito de descarga rapida para vaciar la carga del condensador en fin de ciclo de emision. Este circuito de descarga rapida incluye una resistencia 15 de escaso valor en serie con un transistor 16 controlado por el circuito de tratamiento 10 en fin de ciclo. Cuando el condensador se 35 descarga, la corriente del tiristor se vuelve baja o cercana a cero, despues el tiristor se bloquea naturalmente. Los circuitos electronicos aguas abajo del condensador 9 ya no se alimentan y la carga del condensador 9 puede volver a comenzar.
La energfa sobre carga resistiva sin desfase puede expresarse por una integral de un producto entre una tension V y una corriente I.
E = JV(t)l(t)dt
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Puesto que la tension se supone constante al menos durante un intervalo de tiempo entre dos mensajes, la energfa puede expresarse de la siguiente forma:
La energfa E y la tension V se determinan en un receptor, por consiguiente, una parte denominada emisor 45 proporcionara la integracion de l:
Donde dt se determina por un intervalo tiempo entre dos mensajes. La tension Vc sobre el condensador de integracion y representativa de la integral de corriente. Cuando se emite un mensaje, es, por lo tanto, representativo de una cantidad de energfa. Este valor tambien puede servir para determinar un valor medio de la corriente primaria.
50 La integracion de l tambien es representativa de una cantidad de corriente electrica que ha circulado en dicho conductor electrico primario lp: De este modo, unos medios de calculo pueden disponerse en el circuito de
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tratamiento 10 y/o en un modulo de tratamiento de un receptor para calcular un valor medio de dicha corriente primario lp.
La figura 3 representa un esquema de un dispositivo segun un segundo modo de realizacion de la invencion. En este modo de realizacion, el circuito de tratamiento 10 y el emisor 11 pueden funcionar de manera bidireccional. El dispositivo tambien incluye un detector 17 de paso a cero de la corriente conectado, por ejemplo, entre una entrada del puente rectificador 7 y una entrada del circuito de tratamiento 10. En ese caso, la emision de dicho mensaje de energfa se retarda hasta la deteccion de un paso a cero. Esta espera permitira que un receptor calcule un plazo entre un paso a cero de una tension alterna de la red y el paso a cero de la corriente representada por la recepcion de dicho mensaje de energfa. El plazo entre los pasos a cero se utiliza, en concreto, para un calculo de un desfase 9 entre la corriente y la tension y/o un factor de potencia o el coseno 9 de una instalacion.
La figura 3 tambien muestra un circuito de proteccion compuesto por una resistencia 18 y por un diodo 19 de proteccion contra las sobretensiones. Este circuito evita que unas perturbaciones que se propagan en el conductor 3 de la red perturben el funcionamiento del dispositivo. La resistencia 18 es de escaso valor para no perturbar la impedancia global del circuito y el diodo 19 se elegira entre los que tienen una muy escasa corriente de fuga para evitar cualesquiera derivaciones de la corriente Ir durante la carga del condensador 9. En este esquema, el circuito de descarga rapida incluye una resistencia 15 y un transistor 20 conectado directamente en paralelo sobre el condensador 9 para vaciar completamente el condensador sin soportar una tension directa del tiristor o una parada de su conduccion de escasa corriente. Para ser compatible con diferentes lmeas de referencia, un transistor 21 referenciado a una lmea positiva controla el transistor 20 un diodo anti retorno 24. Un circuito retardador compuesto por una resistencia 22 y por un condensador 23 continua controlando el transistor 20 de descarga durante un corto instante incluso si el circuito 10 ya no se alimenta.
Las figuras 4A y 4B representan unos cronogramas de cargas y descargas del condensador 9 en unos dispositivos segun unos modos de realizacion de la invencion. En la figura 4a la corriente es elevada y un periodo T de carga y descarga es corto. En la figura 4B la corriente es mas escasa y el periodo T es mas largo. En los instantes te se envfa un mensaje representativo de una unidad de energfa. Estos mensajes pueden enviarse en cada fin de carga del condensador o segun un numero N de cargas predeterminado para evitar un numero de mensajes demasiado importantes cuando la corriente es fuerte y las cargas del condensador muy frecuentes. La reduccion del numero de mensajes tambien reduce la densidad de mensajes en la red de comunicacion.
Las figuras 5A y 5B representan unos contenidos de mensajes emitidos y/o recibidos en unos dispositivos segun unos modos de realizacion de la invencion. En la figura 5A, un primer mensaje 25 emitido incluye un preambulo 26, un dato de sincronizacion 27, un identificador 28 del emisor y/o de la fuente, una informacion 29 representativa de la energfa, y un dato 30 de fin de emision o de control. La informacion 29 puede ser un valor fijo asociado, en concreto, a unos datos de conteo de impulsos, un valor variable incrementado en cada impulso o emision, un valor variable asociado a un numero N de ciclo de carga, o un valor de cumulo de energfa electrica. De este modo, los mensajes de energfa emitidos por el emisor incluyen unos datos de conteo de impulsos y/o unos datos de conteo de energfa.
En la figura 5B se recibe un segundo mensaje 31 en retorno desde un receptor. Un mensaje de este tipo se utiliza, en concreto, para la parametrizacion del circuito de tratamiento y del emisor. El mensaje 31 de retorno incluye un preambulo 32, un dato de sincronizacion 33, un identificador 34 de la diana o del receptor, un dato 35 para el numero N de espera de cargas entre unas emisiones, un desfase o un factor de potencia 36 determinado por el receptor, un valor 37 de tension de la red, uno o varios coeficientes correctores 38 de la energfa, y/o un dato 39 de fin de emision o de control. En ese caso, el circuito de tratamiento incluye unos medios de correccion para corregir localmente unos valores de los datos de energfa en funcion de parametros precargados o enviados por unos mensajes anteriores en retorno.
Las figuras 6A a 6D ilustran un primer funcionamiento de un dispositivo segun un modo de realizacion de la invencion. En la figura 6A una curva Vc representa la tension de carga del condensador 9. En el instante t1 el condensador comienza a cargarse con la corriente Ir rectificada del sensor, despues, en el instante t2 se alcanza un umbral Svc de carga. El interruptor 13 se vuelve conductor, representado por una curva de estado 40 de la figura 6B, y comienza la alimentacion de los circuitos de tratamiento y de emision. En la figura 6C, una curva 41 muestra la emision de un mensaje de energfa entre unos instantes t3 y t4. Despues, una curva 42 de la figura 6D muestra el control de descarga del condensador entre el instante t4 y un instante t5 de descarga completa.
Las figuras 7A, 7B y 7C ilustran respectivamente la curva Vc de tension de carga del condensador 9, la curva 41 de emision de mensaje, y la curva 42 de control de descarga del condensador 9. Despues del instante t2 de rebasamiento de umbral y de control de alimentacion de los circuitos, el circuito de tratamiento espera un proximo paso a cero para disparar la emision de mensaje de energfa. En la figura 7A, la espera se hace durante un periodo Tz. Un retardo de este tipo permite sincronizar la emision de mensaje con un paso a cero y permitir de este modo que un receptor calcule una desviacion entre un paso a cero de una tension de sector y una corriente. Una desviacion de tiempo de este tipo entre la corriente y la tension puede servir para calcular un desfase y un factor de potencia.
La figura 8 representa un esquema de bloque de un receptor de mensaje segun de un dispositivo segun un modo de
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realizacion de la invencion. Los mensajes se reciben por un receptor 50 y un modulo 51 de tratamiento de los mensajes recibidos. Un modulo 52 conectado al modulo 51 asegura la correccion de los valores de energfa recibidos. Unos errores de medicion de energfa pueden deberse a unas no linealidades del sensor de bajo nivel de corriente por causa de la magnetizacion del circuito magnetico, a unas fugas de corriente en los componentes, a alto nivel por causa de la saturacion del circuito magnetico, y/o al tiempo de tratamiento y de emision y de descarga cuando para unas fuertes corrientes este tiempo ya no es insignificante con respecto al tiempo de carga del condensador 9. Estos errores se conocen o son medibles durante parametrizaciones, entonces pueden corregirse en unos receptores por unos coeficientes o unas tablas de correccion en un modulo 52. Un modulo 53 trata los valores de energfa operando unos calculos intermedios de los cumulos o en extraccion de potencia Segun los mensajes incrementa un contador de energfa electrica. Un modulo 54 recibe una senal de tension V y la sincronizacion de la llegada de un mensaje desde el modulo 51. Determina el valor de la tension V para el calculo de la energfa y de la potencia, y una desviacion entre un paso a cero de la tension V y la senal de recepcion de mensaje representativo un paso a cero de la corriente Is. Esta desviacion servira para determinar un desfase entre la tension y la corriente y un factor de potencia. Estos valores se dan al modulo 53 que completa los calculos de potencia real o reactiva. El modulo 53 puede memorizar los valores de energfa en un modulo 55 de almacenamiento de datos, comunicarlos a traves de un circuito de comunicacion 56, o visualizarlos sobre una pantalla 57. Un modulo 58 elabora una senal en retorno para ciertos emisores con la finalidad de afinar o modificar la parametrizacion. Los mensajes en retorno incluyen, en concreto, unos valores de una nueva unidad de energfa, unos valores de desfase o de factor de potencia, unos valores de tension en el caso en el que la unidad de energfa puede calcularse localmente por el emisor, y/o unos valores de numero N para determinar el numero de cargas y descargas antes de emision de una senal.
Las figuras 9 y 10 representan un primer organigrama de un procedimiento segun un modo de realizacion de la invencion. La carga de un condensador 9 con una corriente secundaria representativa de una corriente que circula en un conductor electrico se realiza en una etapa 60. Cuando la tension del condensador rebasa un umbral predeterminado Svc, la conduccion de un interruptor se acciona en una etapa 61. La alimentacion de un circuito de tratamiento por la carga del condensador a traves de dicho interruptor se realiza en la etapa 62. Despues, en una etapa 63, hay la elaboracion y la emision de un mensaje de energfa representativo de una cantidad de energfa electrica o de una integracion de corriente que ha circulado en dicho conductor electrico primario. Despues, en fin de emision de mensaje, una etapa 64 controla una descarga completa del condensador y una etapa 65 controla la parada de la conduccion de dicho interruptor.
En la figura 10, una etapa 66 permite la recepcion de dicho mensaje representativo de una cantidad de energfa electrica por un receptor. En el receptor, una etapa 67 opera el incremento de un contador de energfa electrica. En una etapa 68 hay la correccion de valores o de cantidades de energfa electrica para corregir una no linealidad de dicho sensor de corriente en el rango de funcionamiento, unos errores debidos a unas corrientes de fuga de componente y/o unos errores debidos a unos tiempos de tratamiento y de transmision. Una etapa 69 permite calcular unos valores de potencia o energfa temporal o acumulada.
La figura 11 representa un segundo organigrama de un procedimiento segun un modo de realizacion de la invencion. Las etapas de este procedimiento son suplementarias o estan integradas en unas etapas de los organigramas de las figuras 9 y 10. En una etapa 70, desde el momento en que se rebasa el umbral de tension y en que el circuito de tratamiento se alimenta, se realiza un calculo de una unidad de energfa en funcion de una constante que depende del ciclo de carga del condensador y de informaciones recibidas durante un ciclo anterior. Estas informaciones son, en concreto, el valor de la tension electrica de la red, el valor del desfase o del factor de potencia entre la corriente y la tension electrica, o un valor de unidad de energfa electrica. En una etapa 71, un valor de energfa acumulada embarcada se incrementa con el nuevo valor calculado en la etapa 70 para tener un valor total de energfa. Una etapa 72 espera o cuenta un numero predeterminado N de ciclo de cargas y descargas de dicho condensador 9 antes de la emision de mensajes de energfa. La cantidad de energfa electrica es entonces proporcional a dicho numero predeterminado de ciclos o acumulada durante este numero de ciclo si los valores son complejos y diferentes en cada ciclo. En una etapa 73, hay la elaboracion de un mensaje representativo de una cantidad de energfa electrica con unos datos completos de valor de energfa electrica. La espera de un paso a cero de dicha corriente secundaria para emitir dicho mensaje representativo de una cantidad de energfa electrica se realiza en una etapa 74. Esta espera permite que un receptor calcule unas desviaciones de pasos a cero entre la corriente y la tension de una red durante la recepcion de un mensaje. De este modo, en una etapa 75, hay la emision de un mensaje complejo que puede incluir un valor de energfa instantanea o temporal un valor de energfa acumulada entre dos emisiones o un valor de energfa total. Despues de la emision de un mensaje de energfa, en una etapa 76, hay la recepcion de un mensaje de retorno desde un receptor que incluye unos valores de correccion y de parametrizacion. Este mensaje de retorno se prepara de antemano por un receptor que lo vuelve a enviar de manera refleja despues de la recepcion de un mensaje de energfa. Una etapa 77 indica el fin de conduccion del interruptor y del control de descarga completa del condensador 9.
En un receptor, hay una etapa 78 para la deteccion de un instante de paso a cero de una tension electrica de una red. Despues, un valor representativo de un desfase entre una tension y una corriente en funcion del instante de paso a cero de dicha tension electrica y del instante de recepcion de dicho mensaje de energfa se determina por dicho receptor. En una etapa 79, el mensaje de energfa recibido se trata para el calculo de datos de energfa, de potencia, o de valor medio de corriente. Estos datos pueden, por ejemplo, almacenarse, comunicarse, visualizarse, o
tratarse para otras funciones de gestion de ene^a electrica. En la etapa 79, el mensaje de retorno se prepara para volverse a enviar en respuesta a una proxima recepcion de un mensaje de energfa. Por ejemplo, el mensaje en retorno recibido en la etapa 76 y emitido desde un receptor incluye unos datos representativos de un desfase entre una tension y una corriente, un valor de tension electrica, un numero N de ciclos de carga-descarga antes de 5 emision de mensaje, unos parametros de correccion y/o un valor de energfa electrica corregido.
Las conexiones entre los emisores descritos mas arriba son preferentemente unas conexiones de radio inalambricas en las que los emisores de radio son autonomos de energfa. Estas conexiones tambien pueden ser opticas, en concreto, con unos emisores y unos receptores de infrarrojos. Los mensajes tambien pueden volverse a enviar en una conexion alambrica en la que el emisor tiene una autoalimentacion por el sensor de corriente.
10 La conexion de radio inalambrica utilizada entre el emisor y el receptor se realiza preferentemente segun la tecnologfa denominada "ZigBee" de la asociacion "ZigBee Alliance". El sensor de corriente 2 es preferentemente un transformador de corriente de tipo nucleo cerrado o de tipo con circuito magnetico que se abre para una instalacion facil en unos conductores electricos. El condensador 9 es ventajosamente de valor muy fuerte, por ejemplo, entre 500 y 1.000 microfaradios con una corriente de fuga muy escasa. El circuito 12 de deteccion de umbral de tension es 15 un circuito de corriente de fuga muy escasa, su umbral de tension es preferentemente entre 3 y 5 voltios para tener una carga escasa sobre el sensor. Los diodos 8 son preferentemente unos diodos de tipo Schottky de baja tension directa.
Los mensajes de energfa enviados por el dispositivo pueden ser de varios tipos pueden comprender, en concreto, unos sencillos identificadores, y/o unos identificadores con unos contadores que incrementan en cada emision de 20 mensajes, y/o unos mensajes con un valor de energfa unitaria, y/o unos mensajes con un valor de energfa corregida localmente, y/o unos mensajes con unos valores de cumulo de energfa.
Claims (10)
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REIVINDICACIONES
1. Dispositivo de conteo de ene^a electrica que incluye:
- al menos un sensor (2) de corriente para proporcionar una corriente (Is) secundaria de medicion representativa de una corriente (Ip) primaria que circula en un conductor (3) electrico primario,
- un circuito electronico (7) de medicion y de rectificacion conectado a dicho al menos un sensor (2) de corriente,
- un circuito (10) de tratamiento conectado al circuito electronico (8) de medicion y de rectificacion,
- un emisor (11) conectado al circuito de tratamiento para emitir unos mensajes en una red de comunicacion inalambrica hacia un receptor (5) de medicion de energfa electrica,
- un condensador (9) de integracion de corriente electrica conectado a dicho al menos un sensor (2) de corriente a traves de unos medios (8) de rectificacion de corriente,
- unos medios de deteccion (12) de umbral de tension conectados a dicho condensador (9) de integracion para detectar un rebasamiento de un umbral de tension predeterminado (Svc) sobre dicho condensador (9) de integracion,
- unos medios interruptores (13) controlados por dichos medios de deteccion (12) de umbral para disparar la alimentacion electrica de dicho circuito de tratamiento (10) y de dicho emisor (11) con una energfa acumulada en el condensador de integracion cuando una tension electrica (Vc) sobre dicho condensador de integracion ha rebasado dicho umbral de tension predeterminado (Svc), emitiendo entonces dicho circuito de tratamiento (10) y dicho emisor (11) un mensaje de energfa,
dispositivo caracterizado porque:
- el circuito de tratamiento esta dispuesto para incrementar un valor de energfa acumulada con una unidad de energfa calculada en funcion de una constante que depende del ciclo de carga de dicho condensador con vistas a obtener un valor total de energfa electrica,
- dicho mensaje de energfa es de energfa electrica calculada, y
- porque el dispositivo incluye unos medios de descarga (15, 16, 20-24) para descargar dicho condensador de integracion (9) en fin de ciclo de emision.
2. Dispositivo segun la reivindicacion 1 caracterizado porque dichos medios interruptores (13) estan compuestos por un componente de tipo tiristor que para de conducir por debajo de una corriente de mantenimiento, y los medios de deteccion (12) estan en un componente con referencia de tension de escasa corriente de fuga en entrada.
3. Dispositivo segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2 caracterizado porque incluye unos medios de deteccion (17) de un paso a cero de la corriente, emitiendose dicho mensaje de energfa cuando se detecta un paso a cero.
4. Dispositivo segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 caracterizado porque el circuito de tratamiento (10) incluye unos medios (70) de correccion para corregir localmente unos valores de los datos de energfa en funcion de parametros precargados o enviados por unos mensajes anteriores en retorno.
5. Dispositivo segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 caracterizado porque incluye unos medios (10, 53) de calculo de un valor medio de dicha corriente primaria (Ip) dispuestos en dicho circuito de tratamiento (10) y/o en un modulo (53) de tratamiento de un receptor.
6. Procedimiento de conteo de energfa electrica caracterizado porque incluye:
- la carga (60) de un condensador de integracion (9) con una corriente secundaria representativa de una corriente que circula en un conductor electrico (3),
- el incremento de un valor de energfa acumulada con una unidad de energfa calculada en funcion de una
constante que depende del ciclo de carga de dicho condensador con vistas a obtener un valor total de energfa
electrica,
- el accionamiento (61) de la conduccion de un interruptor (13) cuando una tension de dicho condensador de integracion (9) rebasa un umbral predeterminado (Svc),
- la alimentacion (62) de un circuito de tratamiento por una tension de carga de dicho condensador de integracion (9) a traves de dicho interruptor (13),
- la elaboracion y la emision (63) de un mensaje de energfa representativo del valor total de energfa electrica calculada,
- el control (64) de una descarga completa del condensador, y
- la parada (65) de la conduccion de dicho interruptor.
7. Procedimiento de conteo segun la reivindicacion 6 caracterizado porque incluye
- la recepcion (66) por un receptor de dicho mensaje representativo del valor total de energfa electrica calculada.,
8. Procedimiento de conteo segun una de las reivindicaciones 6 o 7 caracterizado porque incluye:
- la recepcion (76) de un mensaje de retorno desde un receptor que incluye unos valores de correccion y de parametrizacion, y
- la elaboracion y la emision (70, 73, 75) de dicho mensaje de energfa representativo del valor total de energfa electrica.
5 9. Procedimiento de conteo segun una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8 caracterizado porque incluye:
- la espera (74) de un paso a cero de dicha corriente secundaria para emitir dicho mensaje representativo del valor total de energfa electrica,
- la deteccion (78) de un instante de paso a cero de una tension electrica por un receptor, y
- la determinacion (78) por dicho receptor de un valor representativo de un desfase entre una tension y una
10 corriente en funcion del instante de paso a cero de dicha tension electrica y del instante de recepcion de dicho
mensaje de energfa.
10. Procedimiento de conteo segun una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9 caracterizado porque la emision (75) de los mensajes de energfa se efectua cuando se realizan varios ciclos de carga y descarga de dicho condensador.
15 11. Procedimiento de conteo segun una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 10 caracterizado porque incluye la
correccion (68) de valores o de cantidades de energfa electrica para corregir una no linealidad de dicho sensor de corriente en el rango de funcionamiento, unos errores debidos a unas corrientes de fuga de componente y/o unos errores debidos a unos tiempos de tratamiento y de transmision.
12. Procedimiento de conteo segun una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 11 caracterizado porque incluye la 20 emision (76) de un mensaje en retorno (31) desde un receptor de mensaje de energfa, incluyendo dicho mensaje de retorno unos datos representativos de un desfase (9, 36) entre una tension y una corriente, de un valor de tension electrica (V, 37), de un numero (N, 35) de ciclos de carga-descarga antes de emision de mensaje, de parametros (38) de correccion y/o un valor de energfa electrica corregido.
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| US9638726B2 (en) | 2012-04-12 | 2017-05-02 | Schneider Electric It Corporation | System and method for detecting branch circuit current |
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| CN102981045B (zh) * | 2012-11-30 | 2015-05-20 | 合肥工业大学 | 归一化自适应电功率计量方法 |
| CN103424613B (zh) * | 2012-12-04 | 2015-11-25 | 万高(杭州)科技有限公司 | 防窃电电能计量装置及进行电量计量的方法 |
| US9851382B2 (en) | 2012-12-27 | 2017-12-26 | Schneider Electric USA, Inc. | Power meter with current and phase sensor |
| FR3007143B1 (fr) * | 2013-06-17 | 2015-07-17 | Schneider Electric Ind Sas | Systeme de calcul d'une grandeur electrique, poste de transformation comprenant un tel systeme et procede de calcul d'une grandeur electrique avec un tel systeme |
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| FR3030764B1 (fr) * | 2014-12-22 | 2018-03-09 | Schneider Electric Industries Sas | Dispositif et procede de surveillance d'une tension ou d'une intensite, systeme de surveillance d'un tableau electrique, armoire electrique et poste de transformation associes |
| CN105044450A (zh) * | 2015-03-25 | 2015-11-11 | 深圳供电局有限公司 | 一种计量误差分析装置及方法 |
| JP6509621B2 (ja) * | 2015-04-22 | 2019-05-08 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置 |
| JP2017009774A (ja) * | 2015-06-22 | 2017-01-12 | 富士ゼロックス株式会社 | 画像形成装置 |
| JP2017058348A (ja) * | 2015-09-18 | 2017-03-23 | 株式会社 藤井電業社 | 消費電力量表示システム |
| CN105866530B (zh) * | 2016-03-25 | 2018-10-19 | 四川长虹电器股份有限公司 | 基于电能计量芯片的电量计量方法 |
| FR3052868B1 (fr) * | 2016-06-20 | 2021-01-01 | Gulplug | Dispositif de comptage d'energie electrique |
| JP6832657B2 (ja) * | 2016-09-16 | 2021-02-24 | ラピスセミコンダクタ株式会社 | 電流計測装置および電流計測方法 |
| DE102017207578B4 (de) * | 2017-05-05 | 2019-03-07 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren zum Auslösen einer Mehrzahl von Aktoren eines Sicherheitssystems eines Kraftfahrzeugs aus einer Energiequelle |
| US10620247B2 (en) * | 2017-09-27 | 2020-04-14 | Quanta Computer Inc. | System and method to detect capacitance of a power supply unit |
| WO2019063663A1 (en) * | 2017-09-29 | 2019-04-04 | Boehringer Ingelheim Vetmedica Gmbh | TESTING AND CALIBRATION OF A CIRCUIT ARRANGEMENT |
| CN110673822A (zh) * | 2019-09-29 | 2020-01-10 | 杭州万高科技股份有限公司 | 一种电能计量微处理器及其内核、能量累加电路和方法 |
| CN113189388A (zh) * | 2020-01-14 | 2021-07-30 | 西门子股份公司 | 一种电流传感器单元和电流检测电路 |
| CN113189389A (zh) | 2020-01-14 | 2021-07-30 | 西门子股份公司 | 一种电流传感器单元和电流检测电路 |
| CN112730958B (zh) * | 2020-12-22 | 2023-02-28 | 海光信息技术股份有限公司 | 一种电压过冲检测电路 |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3460042A (en) * | 1965-10-20 | 1969-08-05 | S & C Electric Co | Control and measuring system for high voltage electric power transmission systems |
| JPS5629471U (es) * | 1979-08-13 | 1981-03-20 | ||
| JPS5663264A (en) * | 1979-10-29 | 1981-05-29 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Current detecting method |
| JP2701343B2 (ja) * | 1988-08-02 | 1998-01-21 | 株式会社明電舎 | 光ファイバー式微少電流検出器 |
| US5687066A (en) * | 1995-04-06 | 1997-11-11 | Progressive Dynamics, Inc. | Power converter with overvoltage protection |
| GB2408107B (en) * | 2003-11-13 | 2007-02-07 | Actaris Uk Ltd | Meter for metering electrical power |
| CN2662257Y (zh) * | 2003-11-26 | 2004-12-08 | 广东美的集团股份有限公司 | 一种新型检测电路电流装置 |
| US7649468B2 (en) * | 2004-05-13 | 2010-01-19 | Thomas Gordon | System for detecting an undesirable condition and manipulating an electronic device |
| CA2484742A1 (en) * | 2004-09-28 | 2006-03-28 | Veris Industries, Llc | Electricity metering with a current transformer |
| US7305310B2 (en) * | 2004-10-18 | 2007-12-04 | Electro Industries/Gauge Tech. | System and method for compensating for potential and current transformers in energy meters |
| FR2889631B1 (fr) * | 2005-08-02 | 2007-09-14 | Schneider Electric Ind Sas | Declencheur electronique pourvu d'un circuit d'alimentation comportant des moyens rehausseurs de tension et disjoncteur comportant un tel declencheur |
| FI118931B (fi) * | 2006-03-09 | 2008-05-15 | Valtion Teknillinen | Laite ja menetelmä sähkötehon mittaamiseksi |
| GB0709893D0 (en) | 2007-05-23 | 2007-07-04 | Onzo Ltd | Apparatus for monitoring rescue consumption |
| EP2048482A1 (en) | 2008-06-11 | 2009-04-15 | Kamstrup A/S | Consumption meter with wireless power interface |
| US20090309754A1 (en) * | 2008-06-16 | 2009-12-17 | Jimmy Bou | Wireless current transformer |
| FR2958755B1 (fr) * | 2010-04-13 | 2012-09-21 | Schneider Electric Ind Sas | Dispositif de mesure a diviseur de tension electrique. |
| FR2961312B1 (fr) * | 2010-06-14 | 2012-07-13 | Schneider Electric Ind Sas | Dispositif et procede de comptage d'energie electrique. |
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