Zariadenie na meranie elektrických veličín v reálnom čase

Stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Zariadenie má prevodníkový a napájací blok (1) spojený so záznamníkom (2) a je vybavené nastavovacím modulom (3). Prevodníkový a napájací blok (1) má zdroj (11) napájania a napäťový prevodník (12), prúdový prevodník (13) a indikátor (14) fázového posunu, ktoré sú pripojené k vstupnému bloku (21) záznamníka (2), ktorý obsluhuje multiplexer vstupu a analógový digitálny prevodník, ktorý je pripojený k procesoru (29) prepojenému s pamäťou, ktorá je spolu s ďalšími obvodmi záznamníka (2) napájaná zo záložného zdroja (23) pripojeného ku zdroju (11) napájania a je priamo pripojená k časovaču (28) a cez spínač (24) zdroja k indikátoru (25) výpadku napájania, ktorý je spojený s procesorom (29) jednak cez logický blok (26) zdroja, pričom časovač (28) je s procesorom (29) prepojený cez expander (27) pripojený k vstupnému bloku (21) a obsahujúci pripojovacie svorky na počítač, akustický menič a snímač pripojenia nastavovacieho modulu (3), ktorý má nastavovacie ústrojenstvo (31) pripojené pri nastavovaní k procesoru (29).

Text

Pozerať všetko

(19) Číslo prihlášky 2300-92 Dátum podmm 11 09 92 (13) Druh dokumentu B 6 Číslo prioritnej prihlášky (Sl) Im c i Dátum priority G 01 R 19/25 G 01 R 2 l/ 133 Krajina priority ÚRAD Dátum zverejnenia 10.05.95 Dátum zverejnenia udelenia vo Vestníku 06.08.97 SLOVENSKEJ REPUBLIKY Číslo PCT(73) Majiteľ patentu Východoslovenské energetické závody š. p., Košice, SK(72) Pôvodca vynálezu Kluch Karol, doc., Ing., CSc., Košice, SK Vasiľ Pavol, Ing., Nižná Myšľa, SK Kuchár Ján, Ing., CSc., Košice, SK Léder Andrej, Ing., Košice, SK Madanský Jozef, Ing., Košice, SK Šitár Ľubomír, Ing., Košice, SK(54) Názov vynálezu Zariadenie na meranie elektrických veličín v reálnom časeZariadenie má prevodníkový a napájací blok (l) spojený so záznamníkom (2) a je vybavené nastavovacím modulom (3). Prevodníkový a napájací blok (l) má zdroj (l l) napájania a napäťový prevodník (12), prúdový prevodník (13) a indikátor(14) fázového posunu, ktoré sú pripojené k vstupnćmu bloku (21) záznamníka (2), ktorý obsluhuje multiplexer vstupu a analógový digitálny prevodník, ktorý je pripojený k procesoru (29) prepojcnému s pamäťou (22), ktorá je spolu s ďalšími obvodmí záznamníka (2) napájaná zo záložného zdroja (23) prípojeněho ku zdroju (l l) napájania aje priamo pripojená k časovaču (28) a cez spínač (24) zdroja k indikátoru (25) výpadku napájania, ktorý je spojený s procesorom (29) jednak cez logický blok (26) zdroja, pričom časo vač (28) je s procesorom (29) prepojený cez expander (27) pripojený k vstupnému bloku (21) a obsahujúci pripojovacie svorky na počítač, akustický menič a snímač pripojenia nastavovacieho modulu (3), ktory má nastavovanie ústrojenstvo(3 l) pripojene pri nastavovaní k procesoru (29).Vynález sa týka zariadenia na meranie elektrických veličín napätia, prúdu a účinníka v reálnom čase so súčasným zápisom nameraných hodnôt, čo je potrebne pre správnu reguláciu, prípadne na dimenzovanie vodičov a transformátorov rozvodu elektrickej energie.Zariadenia, ktoré boli doteraz vyvinuté pre potreby energetickej praxe v oblasti rozvodu elektrickej energie sú len statické zariadenia, ktoré nameraným hodnotám nevedia priradiť skutočný čas.Tento nedostatok sa snaží odstrániť zariadenie, ktoré je opísané v patentovom spise USA č. 4 612 617. Toto zariadenie je veľmi nákladné a nespĺňa požiadavky na manipuláciu pri vykonávaní vlastného merania.Úlohou predloženého vynálezu je zlepšiť tento celkom nevyhovujúci stav techniky a skonštruovať zariadenie, ktoré by nebolo nákladné, bolo by ľahko obsluhovateľné, meralo a zaznamenávalo by hodnoty prúdu, napätia a účinnik v reálnom čase a bolo by operatívne prestaviteľné a použiteľné podľa požiadaviek používateľa.Uvedené nedostatky známeho stavu techniky do značnej miery odstraňuje a vytýčenú úlohu rieši zariadenie na meranie elektrických veličín v reálnom čase, ktoré pozostáva z prevodníkového a napájacieho bloku spojeného so záznamníkom a je vybavené nastavovacím modulom rozsahov meraných hodnôt. Podstata vynálezu spočíva v tom, že prevodníkový a napájací blok, ktorý sa pripája na meranú sieť, obsahuje zdroj na napájanie vlastných obvodov, záznamníka a nastavovacieho modulu, napáťové a prúdové prevodníky a indikátor fázového posunu a je spojený so záznarnnikom, na ktorého vstupe je usporiadaný vstupný blok, ktorý má multiplexor vstupov s výstupom pripojeným na analógovo digitálny prevodník ajeho výstup je pripojený k vstupu procesora prepojeného s pamäťou. Tá je spojená so záložným zdrojom, ktorý je pripojený k zdroju prevodníkového a napájacieho bloku a súčasne tiež priamo k časovaču a cez spínač zdroja k indikátoru výpadku napájania, ktorý je spojený s procesorom priamo a cez logický blok zdroja,pričom časovač je s procesorom prepojený cez expander,ktorý je pripojený k vstupnému bloku záznamníka a má pripojovacie svorky na počítač, akustický menič a snímač pripojenia nastavovacieho modulu, ktorý má nastavovacie ústrojenstvo pripojené pn nastavovaní k procesoru.Podľa vynálezu je výhodné, ak má prevodníkový a napájací blok napäťový prevodník a prúdový prevodník pripojený k indikátoru fázového posunu.Modulová koncepcia prístroja podľa vynálezu umožňuje jeho prispôsobenie konkrétnej aplikácii pre potreby používateľa. Napríklad nastavenie prúdových a napäťových rozsahov na meranie v distribučných sieťach nízkeho napätia, na pripojenie na výstupy transfomtátorov, atď.Prehľad obrázkov na výkresochZariadenie na meranie elektrických veličín v reálnom čase podľa vynálezu znázomené na obrázku je objasnené na príklade konkrétneho uskutočnenia.Zariadenie na meranie elektrických veličín v reálnom čase pozostáva z troch hlavných prenosných častí,ktoré sú vytvorené ako samostatne bloky. Je to prevodníkový a napájací blok 1, záznamník 2 a nastavovaci modul 3, ktoré sú na výkrese vyznačené čiarkovanou čiarou. l( meranej sieti sa zariadenie pripája prevodníkovým a napájacím blokom l, ktorý obsahuje zdroj ll napájania pripojený k fázovým vodičom siete, napäťový prevodník 12 s napäťovým vstupom, prúdový prevodník 13 s prúdovým vstupom a indikátor 14 fázového posunu, ktorého dva vstupy sú pripojené na napäťový prevodník 12 a prúdový prevodník 13.Výstupy napäťového prevodníka 12, prúdového prevodníka 13 a indikátora 14 fázového posunu sú pripojene k vstupnému bloku 21 záznarnníka 2 signálovými vodičmi. Tento vstupný blok 21 je pritom analógovo digitálny prevodník a multiplexor vstupov, ktorého výstup je pripojený na vstup procesora 29. Ten je prepojený s pamäťou 22, ktorá je napájaná zo záložného zdroja 23 pripojeného napájacími vodičmi ku zdroju 11 napájania prevodníkového a napájacieho bloku l, ku ktorému je pripojený tiež spínač 24 zdroja a indikátor 25 výpadku napájania. Pritom so spínačom 24 zdroja je spojený záložný zdroj 23, tiež aj indikátor 25 výpadku napájania,ktorý je pripojený k logickému bloku 26 zdroja a k jednému vstupu procesora 29. Jeden z výstupov procesora 29 je pripojený na ďalší vstup logického bloku 26 zdroja, ktorého výstup je pripojený ku vstupu spínača 24 zdrojaZo záložného zdroja 23 je tiež napájaný časovač 28,jeho výstup je pripojený na expander 27, ktorý má jeden výstup pripojený k vstupnému bloku 21 a druhý k procesoru 29. K ďalšiemu vstupu expandera 27 je pri nastavovaní pripojené nastavovacie ústrojenstvo 31 nastavovacieho modulu 3, ktoré je súčasne priamo spojené s jedným vstupom procesora 29, ktorého ďalší vstup je zapojený do uzla, ktorý je spojený s ďalším vstupom pamäte 22, ďalším vstupom expandera 27 a s nastavovacím ústrojenstvom 31.Z funkčného hľadiska je predmet vynálezu zariadenie, ktoré môže v určitom nastaviteľnom čase zaznamenâvať všetky údaje, ktoré sa dajú previesť na elektrický signál, je schopné ich ukladať a následne pomocou počítača vyhodnocovať. Zariadenie sa pripojí na trafostanicu, uvedie sa do činnosti, nastavia sa meracie rozsahy a počas určitého času sa tam nechá. Zo zaznamenaných nameraných hodnôt sa potom vyhodnocujú potrebné údaje. Vlastné meranie sa robí v nastaviteľnom vzorovacom intervale od l do 99 minút, pričom výpadok meranej veličiny a jej nábeh sú registrované v konkrétnom reálnom čase. Samostatne riešený nastavovaci modul 3 meracích rozsahov, ktorý má displej, zaručuje pohodlie pri nastavovaní, počas neho je nastavovaci modul 3 prí SK 278509 B 6pojený ohybným prívodom s dvanásťkolíkovým konektorom. Záznam sa akumuluje v pamäti 22 s kapacitou 16 alebo 32 kB. Výpis nameraných hodnôt, ich štatistické alebo grafické vyhodnotenie sa robí na počítači vybavenom vyhodnocovacím programom, ktorý sa k zariadeniu pripája priamo, alebo sa namerané hodnoty prehrajú na kazetu, z ktorej sa na počítači spracujú až následne.Vlastná funkcia zariadenia je počas jeho činnosti nasledujúca. Prevodníkový a napájací blok 1 meni skutočne nameranú veličinu, napr. prúd alebo napätie, na jednosmemé napätie, ktoré je určené na univerzálne vstupy bloku procesora 29 záznamníka 2. Zdroj 11 napájania pritom vytvára potrebne napájacie napätie pre vlastnú potrebu prevodníkovej časti prevodníkového a napájacieho bloku 1, a pre ostatné obvody záznamníka 2 a nastavovacieho modulu 3. Merané veličiny sa privedú na vstupné svorky prevodnikového a napájacieho bloku 1,ktoré sú spojene s napäťovým prevodníkom 12, prúdovým prevodníkom 13 alebo indikátorom 14 fázového posunu, ktoré menia príslušnú meranú veličinu na jednosmemé napätie vhodné na ďalšie spracovanie, ktoré je vyvedené viaccestným káblom na výstupný konektor,ktorým sa prevodníkový a napájací blok 1 pripája k záznamníku 2, ktorý má tri režimy činnosti, režim nastavenia, merania a nahrávania.Multipíexor vstupov, ktorého výstup je pripojený na analógovo digitálny prevodník, spoločne tvoria vstupný blok 21, ktoreho Výstupný digitálny signál sníma procesor 29 a následne ho zapisuje do pamäte 22. Aby sa zabránilo strate údajov z pamäte 22, je pamäť 22 pripojená k záložnému zdroju 23, ktorý je dobijaný a pri normálnej prevádzke napájaný zo siete cez zdroj 11 napájania prevodníkového a napájacieho bloku l. Zo záložného zdroja 23 je okrem pamäte 22 trvalo napájaný časovač 28 a cez spínač 24 zdroja aj ostatné obvody záznamníka 2. Pri strate napájania, ktorá je procesoru 29 signalizovaná indikátorom 25 výpadku napájania, zaznamená procesor 29 do pamäte 22 výskyt a čas výpadku, v dôsledku čoho cez logický blok 26 zdroja a spínač 24 odpojí záložný zdroj 23 od všetkých obvodov okrem pamäte 22 a časovača 28. Procesor 29 je s časovačom 28 prepojený cez expander 27, ktorý umožňuje spojenie procesora 29 so vstupným blokom 21, prepojenie s počítačom, so vstavaným akustickým meničom a snímačom pripojenia nastavovacieho modulu 3. Nastavovací modul 3 má nastavovacie ústrojenstvo 31, ktore je pri režime nastavovania zariadenia pripojené k procesoru 29. Obsluha tak nastavovacím modulom 3 iniciuje záznamník 2, to znamená, že nastaví merací interval, aktuálny dátum a čas a identifikuje požadované meraně vstupy.Ako z uvedeného vyplýva, záznamník 2 má funkciu vo výbere informácie z pamäte 22 a riadenia ďalších obvodov podľa daných inštrukcií. Procesor 29 v režime merania. testuje príslušné vstupy, generuje adresy vstupov a pomocou multiplexora pripája žiadané vstupy na vstup analógovo digitálneho prevodníka vstupného bloku 21,ktorého výstup je pripojený na procesor 29, kde sa príslušná meraná hodnota spracuje a presunie do bloku pamäte 22. Medzi jednotlivými meraniami procesor 29 testuje v uzavretej slučke signály výpadku alebo úplného výpadku, polohu extemého prepínača, čas ďalšieho merania a polohu ukazovadlá v pamäti 22. Pri prerušení slučky časovým intervalom merania prepisuje hodnoty do pamäte 22 a inkrementuje jej ukazovadlo.Napájanie procesora 29 zo záložného zdroja 23 riadimikroprocesor. Pri výpadku napájania procesor 29 dokončí zápis do pamäte 22 a odpojí sa. Záložný zdroj 23 je naďalej pripojený k pamäti 22, časovaču 28 a k logickému bloku 26 zdroja. Takto je možné preklenúť výpadky napätia približne na obdobie 20 dní bez narušenia funkčnosti zariadenia.Pri obnovovani sieťového napájania pokračuje záznamník 2 vo svojej činnosti. Z toho vyplýva, že ak záznamník 2 nebude využívaný na meranie dlhšie ako 2 týždne, je potrebné pripojiť ho niektorým napäťovým vstupom k sieti, aby bol dobitý vnútomý záložný zdroj 23.Je samozrejme, že prevodníkový a napájací blok 1 môže mať rôzne vyhotovenie podľa potrieb, napríklad tri napäťove vstupy pre rozsah 0 až 250 V, štyri prúdove vstupy pre rozsahy 0 až 100, 0 až 250, 0 až 500 a 0 až l 000 A a tri vyhodnotenia príslušných účinnikov. Môže mať napríklad aj jeden napäťový vstup a deväť prúdových vstupov pre rôzne rozsahy a množstvo ďalších kombinácií.Zariadenie je určené na záznam hodnôt napätia, prúdu a účinníka, resp. cos v reálnom čase a je vyvinuté na použitie v podmienkach energetiky. Preto je vytvorené s ochranou proti rušivým vplyvom silných elektrických a magnetických polí.1. Zariadenie na meranie elektrických veličín v reálnom čase, ktoré má prevodníkový a napájací blok spojený so záznanmíkom a je vybavené nastavovacím modulom, vyznačujúce sa tým, žeprevodníkový a napájací blok (l) s pripojovacími svorkami na meranú sieť obsahuje zdroj (11) napájania záznamníka (2) a nastavovacieho modulu (3) a napäťový prevodník (12), prúdový prevodník (13) a indikátor (14) fázového posunu, ich vstupy sú pripojene k vstupnému bloku (21) záznamníka (2), ktorý má multiplexor vstupov s výstupom pripojeným k anológovo digitálnemu prevodníku a jeho vstup je pripojený na vstup procesora (29) prepojeného s pamäťou (22), ktorá je spojená so záložným zdrojom (23), ktorý je pripojený k zdroju (1 l) prevodnikového a napájacieho bloku (l) a súčasne tiež priamo k časovaču (28) a cez spínač (24) k indikátoru(25) výpadku napájania, ktorý je spojený s procesorom(29) priamo a cez logický blok (26) zdroja, pričom časovač (28) je s procesorom (29) prepojený cez expander(27), ktorý je pripojený k vstupnému bloku (21) a má pripojovacie svorky na počítač, prípadne akustický menič a snímač pripojenia nastavovacieho modulu (3), ktorý má nastavovanie ústrojenstvo (31) pripojené pri nastavovaní k procesoru (29).2. Zariadenie na meranie elektrických veličín v reálnomčasepodľanároku l, v y z n a č uj ú c e s a t ý m , že napäťový prevodník (12) a prúdový prevodník (13) prevodníkovćho a napájacieho bloku (l) sú pripojené k indikátoru (14) fázového posunu.

MPK / Značky

MPK: G01R 21/133, G01R 19/25

Značky: meranie, elektrických, reálnom, zariadenie, veličin, čase

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/4-278509-zariadenie-na-meranie-elektrickych-velicin-v-realnom-case.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Zariadenie na meranie elektrických veličín v reálnom čase</a>

Podobne patenty