RU92197U1 - Устройство контроля за потреблением электроэнергии - Google Patents
Устройство контроля за потреблением электроэнергии Download PDFInfo
- Publication number
- RU92197U1 RU92197U1 RU2008146511/22U RU2008146511U RU92197U1 RU 92197 U1 RU92197 U1 RU 92197U1 RU 2008146511/22 U RU2008146511/22 U RU 2008146511/22U RU 2008146511 U RU2008146511 U RU 2008146511U RU 92197 U1 RU92197 U1 RU 92197U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- current
- output
- input
- value
- consumed
- Prior art date
Links
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
Устройство контроля за потреблением электроэнергии, содержащее трансформатор тока, включенный в питающую потребители сеть и связанный с выпрямительным устройством, и индикатор, отличающееся тем, что, с целью упрощения схемного решения, в него дополнительно введены задатчик уровней напряжений и пороговое устройство, первый вход которого подключен к выходу выпрямительного устройства, второй его вход связан с выходом задатчика уровней напряжений, а выход порогового устройства соединен со входом индикатора.
Description
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано как на промышленных предприятиях, так и в жилых помещениях для контроля за потреблением электроэнергии (ЭЭ) с целью ее экономии.
Электроэнергия W, которая потребляется приемником, определяется по формуле:
где P - активная мощность электроприемника;
t - время, на которое электроприемник подключен к сети;
U, I - действующие значения напряжения и тока;
φ - угол между векторами тока и напряжения, зависящий от характера нагрузки.
Количество потребленной ЭЭ измеряется в кВт·час. По значению потребленной ЭЭ можно определить ее стоимость С, зная действующий тариф Т на электроэнергию:
Очевидно, что значения U, cosφ, T и t (на момент снятия показания счетчика ЭЭ) постоянны, т.е. и значение W, и значение С будут зависеть только от потребляемого тока I:
где K1, K2 - постоянные коэффициенты, определяемые из (1) и (2).
Пусть заданы верхние границы по количеству потребляемой ЭЭ, а значит, и по количеству финансов для ее оплаты. Тогда необходимо соответствующими устройствами постоянно измерять количество потребленной ЭЭ за определенный фиксированный отрезок времени и сравнивать его с заданным лимитированным значением, чтобы его не превысить.
Известны аналогичные устройства, позволяющие выполнять указанные операции, например, устройства для учета и контроля потребления электроэнергии [1, 2].
Однако, эти устройства применяются для контроля ЭЭ только на предприятиях промышленности и имеют очень сложные технические решения.
Автоматическое устройство учета расхода электроэнергии [3] имеет ограничения по времени работы: учет расхода ЭЭ осуществляется только при предварительной оплате соответствующего количества ЭЭ. При отсутствии оплаты устройство вообще отключает потребители от сети. Кроме того, данное устройство также имеет сложное техническое решение.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому устройству является устройство, реализующее способ измерения расхода электроэнергии, потребляемой от электрической сети, и электронный счетчик электроэнергии [4].
Способ предполагает измерение тока потребителей; интегрирование тока во времени; интегрирование в функции напряжения сети; получение значения, пропорционального установленному значению единицы потребления ЭЭ; подсчет количества единиц для получения значения, пропорционального величине, подлежащей оплате.
Устройство, реализующее данный способ, включает в себя трансформатор тока, выпрямитель, запоминающее устройство значения потребленной энергии, компенсатор ошибок нелинейности трансформатора тока, управляемый электронный переключатель, два управляемых переключателя уровня напряжения, графитовый резистор и ряд дополнительных диодов и конденсаторов.
Недостатком устройства является то, что в нем происходит измерение и сравнение единиц электроэнергии, что не всегда просто и удобно. Кроме того, устройство, реализующее способ-прототип, также имеет довольно сложное техническое решение.
Намного проще определить предельно допустимое (максимальное) значение тока 1пр, при котором текущие значения W и С не превысят свои лимитированные значения Wл и Cл, например, за один месяц. Из формулы (3) можно получить это выражение для Iпр:
Теперь остается автоматически измерять текущее значение только потребляемого тока Iт и сравнивать его с вычисленным (заданным) предельным значением тока. Если Iт<Iпр, то, значит, количество потребленной ЭЭ не превысит заданного лимита. Если Iт≥Iпр, то, значит, появляется вероятность того, что количество потребленной ЭЭ и ее стоимость превысят заданные лимиты. В этом случае необходимо отключить какие-то менее важные потребители ЭЭ, чтобы вновь выполнялось условие In<Iпр.
Целью изобретения является упрощение схемного решения устройства контроля за потреблением электроэнергии.
Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для контроля количества потребляемой ЭЭ сравниваются два постоянных напряжения, одно из которых пропорционально текущему потребляемому току, а другое - заданному максимально-допустимому (предельному) току для того или иного режима энергопотребления. Так как потребляемая ЭЭ прямо пропорциональна току, то при сравнении напряжений происходит сравнение именно электроэнергий - текущей и заданной.
Сравнение постоянных напряжений реализуется в пороговом устройстве, выполненном, например, в виде компаратора. Первый вход порогового устройства связан с выходом выпрямительного устройства, которое выпрямляет текущее переменное напряжение. Второй вход порогового устройства связан с выходом задатчика уровней напряжений, с которого выборочно подаются задаваемые уровни постоянных напряжений. Выход порогового устройства связан со входом индикатора, срабатывающего при равенстве этих двух напряжений и сигнализирующего о том, что потребление ЭЭ превышает установленное значение.
Принцип действия устройства контроля за потреблением электроэнергии поясняется фиг.1, на которой представлена его электрическая структурная схема.
Непосредственно само устройство содержит токовый трансформатор 1, выпрямительное устройство 2, пороговое устройство 3, индикатор 4, выполненный, например, на основе свето диода, и задатчик уровней напряжений 5.
Вторичная обмотка трансформатора тока 1 (на схеме не показана) связана со входом выпрямительного устройства 2, выход которого подключен к первому входу порогового устройства 3. Второй вход порогового устройства связан с выходом задатчика уровней напряжений 5, с которого последовательно подаются заданные значения уровней постоянного напряжения = U1,=U2,…,=Uк, пропорциональные соответствующим значениям предельного тока Iпр, который, как показано выше, пропорционален лимитированному значению Wл или Cл. Выход порогового устройства связан со входом индикатора 4.
Кроме того, на схеме показаны N потребителей ЭЭ 6 (в виде резисторов П1,П2,…,Пn), подключающихся к электросети 7 с помощью выключателей S1,S2,…,Sn.
Устройство работает следующим образом.
При подключении хотя бы одного из потребителей 6 к сетевому фазному напряжению 7 по цепи начинает протекать переменный ток I. Во вторичной обмотке трансформатора тока 1 наводится пропорциональное этому току текущее переменное напряжение ~uт, которое прикладывается ко входу выпрямительного устройства 2 и там выпрямляется. Выпрямленное постоянное напряжение = Uт будет также пропорционально протекающему в цепи току I. Пороговое устройство 3 представляет собой компаратор или сравнивающее устройство двух постоянных напряжений: Uт и одного из напряжений на выходе задатчика уровней напряжений 5 (пусть U1).
Значения постоянных напряжений U1,U2,…,Uк задаются заранее и они пропорциональны соответствующим значениям предельных токов Iпр, получаемым из (4), исходя из лимитированных значений W л или Сл, например, за один месяц.
Если Uт<U1, то пороговое устройство не сработает и светодиод в индикаторе 4 светиться не будет. Это означает, что количество потребляемой ЭЭ не будет превышать лимитированного месячного значения, пусть стоимости, Cл.
При последовательном подключении выключателями S2,S3,…Sn других потребителей 6 значение текущего тока будет увеличиваться, а значит, будет увеличиваться и постоянное напряжение Uт на выходе выпрямительного устройства. Если Uт будет оставаться меньше U1, то, аналогично, количество потребляемой ЭЭ не будет превышать соответствующего лимитированного значения.
Если же при подключении потребителей напряжение Uт станет равным или больше заданного значения напряжения U1, то сработает пороговое устройство 3 и на его выходе появится электрический сигнал, который проявится, например, свечением светодиода или (и) включением звукового сигнала.
Данная ситуация означает, что при таком значении текущего тока в цепи месячное потребление ЭЭ станет больше установленного лимита.
Лицо, контролирующее потребление ЭЭ (например, хозяин квартиры) должен принять решение: или отключить часть второстепенных потребителей ЭЭ до выполнения соотношения Uт<U1, чтобы съэкономить деньги, или не отключать потребители, заведомо зная, что будет перерасход ЭЭ.
Задаваемые предельные значения тока, естественно, будут отличаться друг от друга в различные времена года и, даже, суток (ночь или день). Например, зимой при хорошо работающем отоплении предельное значение тока пусть будет Iпр.1 и ему соответствует значение напряжения U1. Зимой при плохо работающем отоплении жильцы, однозначно, будут включать электрические обогреватели и тогда значение предельного тока можно увеличить, пусть до Iпр.2, которому соответствует напряжение U2 и т.д.
Подавать эти напряжения с задатчика уровней напряжений 5 также может соответствующее физическое лицо (дежурный электрик, хозяин квартиры и др.), заинтересованные в контроле и экономии ЭЭ.
Таким образом, по состоянию порогового устройства (сработало - несработало) можно контролировать потребление электроэнергии и, при необходимости, управлять им с целью ее экономии.
Источники информации
1. Устройство для учета и контроля потребления энергии. Авторское свидетельство СССР №1538134, 1990.
2. Устройство для учета и контроля потребления электроэнергии. Патент РФ №2035820, 1995.
3. Автоматическое устройство учета расхода электроэнергии. Патент РФ №2231889,2004.
4. Способ измерения расхода электроэнергии, потребляемой от электрической сети, и электронный счетчик электроэнергии. Патент РФ №2139547, 1999.
Claims (1)
- Устройство контроля за потреблением электроэнергии, содержащее трансформатор тока, включенный в питающую потребители сеть и связанный с выпрямительным устройством, и индикатор, отличающееся тем, что, с целью упрощения схемного решения, в него дополнительно введены задатчик уровней напряжений и пороговое устройство, первый вход которого подключен к выходу выпрямительного устройства, второй его вход связан с выходом задатчика уровней напряжений, а выход порогового устройства соединен со входом индикатора.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008146511/22U RU92197U1 (ru) | 2008-11-25 | 2008-11-25 | Устройство контроля за потреблением электроэнергии |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008146511/22U RU92197U1 (ru) | 2008-11-25 | 2008-11-25 | Устройство контроля за потреблением электроэнергии |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU92197U1 true RU92197U1 (ru) | 2010-03-10 |
Family
ID=42135808
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008146511/22U RU92197U1 (ru) | 2008-11-25 | 2008-11-25 | Устройство контроля за потреблением электроэнергии |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU92197U1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2504789C2 (ru) * | 2012-01-10 | 2014-01-20 | Государственное казенное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российская таможенная академия" | Устройство контроля потребления электроэнергии |
RU2642127C2 (ru) * | 2016-02-04 | 2018-01-24 | Государственное казённое образовательное учреждение высшего образования "Российская таможенная академия" | Устройство измерения тока утечки в нагрузке однофазного выпрямителя |
RU193102U1 (ru) * | 2019-05-13 | 2019-10-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Орловский государственный аграрный университет имени Н.В. Парахина" | Устройство учета расхода электроэнергии и корректировки стоимости потребленной электроэнергии в зависимости от её качества, источника искажения и времени искажения показателей качества электроэнергии |
-
2008
- 2008-11-25 RU RU2008146511/22U patent/RU92197U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2504789C2 (ru) * | 2012-01-10 | 2014-01-20 | Государственное казенное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российская таможенная академия" | Устройство контроля потребления электроэнергии |
RU2642127C2 (ru) * | 2016-02-04 | 2018-01-24 | Государственное казённое образовательное учреждение высшего образования "Российская таможенная академия" | Устройство измерения тока утечки в нагрузке однофазного выпрямителя |
RU193102U1 (ru) * | 2019-05-13 | 2019-10-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Орловский государственный аграрный университет имени Н.В. Парахина" | Устройство учета расхода электроэнергии и корректировки стоимости потребленной электроэнергии в зависимости от её качества, источника искажения и времени искажения показателей качества электроэнергии |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2516158C (en) | High voltage regulator for an electric meter power supply | |
US7315162B2 (en) | Reducing power consumption of electrical meters | |
RU2402023C1 (ru) | Устройство для контроля потребления электроэнергии | |
CN103916014B (zh) | 电源***及从输入节点向输出节点供电的方法 | |
US20130054165A1 (en) | Method and arrangement for controlling dc power output in utility meter | |
RU92197U1 (ru) | Устройство контроля за потреблением электроэнергии | |
Bedi et al. | A technical review on solar-net metering | |
CN105547382B (zh) | 标准信号产生器 | |
IT201600123334A1 (it) | Presa intelligente e sistema di monitoraggio e controllo utilizzante detta presa | |
KR102111489B1 (ko) | 에너지 저장 장치용 전력 모니터링 장치 | |
CN103278679A (zh) | 用于电能计量芯片的比较电路 | |
KR102022024B1 (ko) | 전자식 전력량계 | |
GB2507039A (en) | Surplus power detection and diversion in co-generation system | |
Megalingam et al. | Advanced digital smart meter for dynamic billing, tamper detection and consumer awareness | |
EP2902792A1 (en) | Power measurement | |
US5637989A (en) | Energy savings apparatus | |
KR102047873B1 (ko) | 절전형 전자식 전력량계 | |
US4206405A (en) | Variable rate measuring watt hour meter | |
CN106771431B (zh) | 一种可检测开关状态的智能电能表 | |
Suryana et al. | Monitoring Electrical Energy Consumption Through Impulse Detection Using LDR Sensors and Relay With NodeMCU ESP8266 | |
Verma et al. | Variable tariff energy meter with automatic power flow control | |
RU2504789C2 (ru) | Устройство контроля потребления электроэнергии | |
Ngwenya et al. | A smart distribution box controller for customer-based operations | |
Sonandkar et al. | Power measurement using arduino for effective demand response | |
CN104620455A (zh) | 用于智能电子设备的电源和测量设备 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20100326 |