Счетчик электрической энергии

ОП ИСАНИ Е ИЗОБРЕТЕНИЯ оц 737840 Союз Советских Соцналйстическик Республик(51)М, Кл,2 с присоединением заявки Йо 01 В 11/00 Государственный комитет СССР по делам изобретенийДата опубликования описания З(105.80. В. Г, Шахов, Р, А, Ахмеджанов и А, В, .Бубнбй: - тг У Омский институт инженеров железнодорожного транспорта(54) СЧЕТЧИК ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ Изобретение относится к электроиэмерительной технике, в частности к счетчикам электрической энергии в сетях постоянного и переменноговтока различного назначения,Известен счетчик электрической энергии, содержащий переключающий дроссель, измерительная обмотка которого связана с контролируемой цепью две обмотки управлениячерез преобразователи код-ток подключены к входам реверсивного двоичного -счетчика, а выходная обмотка дросселя через устройство реверса - к реверсивному двоично-десятичному счетчи- ку. Вводы обоих реверсивных счетчиков соединены с генератором импульсов опорной частоты. Выход послед-него реверсивного счетчика соединен с от счетным устройст вом 1 .Это устройство имеет шИрокий диапазон измерения электрической энергии, Однако в области измерения малых токов его точность ограничена.Известен также счетчик электрической энергии, содержащий преобразователи тока и напряжения, выходы которых подключены к множительному блоку, последовательно соедйненномс преобразователем с частотным выходом и коммутатором. Между выхо 1 ом множительного блока и управляющимвходом коммутаторавключен блокопределения знака. Два выхода коммутатора соединены со счетчикамиимпульсов 2Это устройство имеет высокую точность измерения и позволяет определить, какое направление энергиирегистрирует-счетчйк э данный моментвремени. Недостаток устройствасложность из-за наличия блока опре" деления знака;Наиболее близкйм техническим решением" к изобретению является счетчик"электрической энергии, который со- держит последовательно соединенныепреобразователь мощности в напряже( ние, связанный с контролируемойсетью, и преобразователь напряженияв частоту, делйтель частоты, отсчетное устройство и блок контроля,связанный с управляющими входамипреобразователя мощности в напряжение и делителя часкоты; Р известномсчетчике диапазон нагрузок разбитна поддиапазоны, переключение которых прбизвойится блоком контроля.30 При достижении током определенного-"урбвня происходит изменение коэффициента преобразования преобраэователя мощности в напряжение. Для сохранения той же цены отсчета одновременно йзменяют коэффициент деления делителя частоты импульсов (31,Однако при регистрации энергии всетях переменного тока на величийу -ьФщности влияет не только величинатока или напряжения, а также фазовыйсдвиг между ними. Так при фазовыхсдвигах, близких к 90 , даже при относительно больших уровнях тоха и на"пряжения мощность незначительна,чтоприводит к погрешности измеренияэлектрической энергии.Цель изобретений- пбвышение точ- ности регистрации энергии.Поставленная цель достигается тем,что в счетчик электрической энергии,содержащий последовательно соединенные преобразователь мощности в напряжение, связанный с контролируемойсетью, и преобразователь напряженияв частбту, делитель частоты и отсчетное устройство, введены триггер,две схемы совпадения и два дискриминатора один длинных временных интер"валов, а другой - коротких. При этомвыход преобразователя напряженияв"частоту соединен с одним входомпервой схемы довпадения и через дискрйминаторы - с двумя входами тригМра, а также через делитель частоты - с одним входом второй схемы сов.йаденйя, другие выходы которых подключены соответственно к прямомуиийверсному выходам триггера, а ихвыходы - к отсчетному устройству.Прямой выход триггера соединен с управляющим входом преобразователя напряжения в частоту.На Фиг. 1 представлена блок-схемасчетчика электрической энергии;нафиг. 2,а-д даны временные диаграммыработы составных частей устройства.Счетчик содержит последовательносоединенные преобразователь 1 мощности в напряжение и преобразова- .тель 2 напряжения в частоту, дискриминатор 3 длинных временных интервалов, дискриминатор 4 коротких временных интервалов, триггер 5, делитель б частоты, схемы 7 и 8 совпадения 7, отсчетное устройство 9.Выход. преобразователя 2 напряженияв частоту-соедннен с входами дискриминаторов 3, 4, с входом делителя 6 частоты и с первым входомсхемы 7 совпадения. Выходы дискриминаторов 3, 4 подключены к входамтриггера 5, прямой выход которогосоединен с вторым входом схемы 7 совпаденияй с управляющим входом- преобразователя 2 напряжения в частоту,а инверсный выход - с вторым входомсхемы 8 совпадения, подключенной первым входом к выходу делителя 6 частоты, Отсчетное устройство 9 подключено к выходам схем 7 и 8 совпадения.При практически постоянной мощности потребления в сети ни один издискриминаторов 3, 4 не срабатываети напряжение, пропорциональное измеряемой энергии, с выхода преобразователя 1 поступает на преобразователь 2 и преобраэовывается им вчастоту (фиг.2,а). Триггер 5 в этовремя находйтся в состоянии 1(фиг.2) и схема 7 совпадения открыта,Импульсы с выхода преобразователя2 напряжения в частоту через схему7 совпадения поступают на отсчетноеустройство 9 (Фиг,2) . Общее количе ство зарегистрированных импульсовпропорционально количеству энергиив контролируемой сети.В случае снижения потребляемоймощности длительность импульсов на 20 выходе преобразователя 2 напряженияв частоту увеличивается (фиг,2 а).Когда она превышает время задержкидискриминатора 3 длинных временныхинтервалов, последний формирует импульс (фиг.2,б), который переводиттриггер 5 в состояние 0 (Фиг,2, г).Нулевой уровень с выхода триггера 5поступает на управляющий вход преобразователя 2 напряжения в частоту, у которого автоматически уменьшается постоянная времени преобра-.зования, т.е. ему устанавливают темсамым оптимальный режим работы.При этом частота выходных импульсовпреобразователя 2 увеличивается,Для сохранения веса импульсов, регистрируемых отсчетным устройством 9,с инверсного выхода триггера 5 нулевой уровень поступает на второйвход схемы 8 совпадения, Последняя 40 включается, а схема 7 совпадениявыключается, и импульсы с выходапреобразователя 2 напряжения вчастоту постуйают через делитель бчастоты на отсчетное устройство 9.Коэффициент деления делителя частоты равен числу раз, в котороеуменьшена постоянная времени преобразователя напряжения в частоту.Поэтому вес одного счетного импульсаостается неизменным (фиг,2,д). Если мощность потребления возвращается к прежнему уровню, то возвратсчетчикаэнергии в исходное состояние55 производит дискриминатор 4 короткихвременных интервалов. При длительностях импульсов с выхода преобразователя 2 напряжения меньше временизадержки дискриминатора 4, последнийвырабатывает импульс (фиг.2, б), коф 0 торый переводит триггер 5 обратнов первоначальное состояние (фиг,2,г),Схема 8 совпадения выключается, асхема 7 совпадения включается исчетчик энергии возвращается в режим65 номинальных мощностей,, ул. Проектная, 4 г. Уж Для устойчивой работы счетчика энергии переключение в режим пониженных мощностей происходит при меньшем уровне мощности, чем переключение в номинальный режим.Такое выполнение счетчика электрической энергии повышает точность измерения независимо от снижения тока потребления, понижения напряжения или увеличения фазового сдвига между ними,Это позволит более достоверно контролировать элекТрическую энергию и сократит затраты, связанные с эксплуатацией сетей постоянного н переменного тока. Формула изобретения Счетчик электрической энергии,содержащий последовательно соединенные преобразователь мощности в напряже- ние, связанный с контролируемой сетью, и преобразователь напряжения в частоту, делитель частоты и отсчетное устройство, о т л и ч а ю.щ и й с я тем, что, с целью поэыаения точностирегистрации энергии, в него введенытриггер, две схемы совпадения и двацискримииатора, один длинных времечных интервалов, а другой коротких,причем выход преобразователя напряжения в частоту соединен с однимвходом первой схемы совпадения и че-рез дискриминаторы - с двумя входамитриггера, а также через делительчастоты - с одним входом второй схем ьи совпадения, другие выходы которыхподключены соответственно к прямомуи инверсному выходам триггера, а ихвыходы - к отсчетному устройству,приьтом прямой выход триггера соедийен 35 с управляющими входом преобразователянапряжения в частоту. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе;И 1. Авторское свидетельство СССРР 524131, кл. 6 01 К 11/34, 1975.2, Авторское свидетельство СССРЮ 585455, кл. 6 01 В 11/00, 19753. Патент США 9 3976941,кл. 324-142, опублик. 1976.