устройство для измерения электрической мощности и энергии

Формула изобретения

Устройство для измерения электрической мощности и энергии, содержащее общий блок обработки информации, мультиплексоры, входы которых соединены с выходам измерительных преобразователей напряжения и тока соответственно, аналого-цифровые преобразователи, параллельные регистры и интерфейсные блоки по одному для каждого мультиплексора, отличающееся тем, что устройство снабжено блоками обработки информации для каждого мультиплексора, при этом их цифровые входы подключены к выходам аналого-цифровых преобразователей каждого мультиплексора, а цифровые выходы подключены к параллельным регистрам мультиплексора, причем выходы регистров подключены к цифровым входам мультиплексоров, аналоговые выходы мультиплексоров подключены к входам соответствующих аналого-цифровых преобразователей, при этом входы-выходы блоков обработки информации подключены к первым входам-выходам интерфейсных блоков, у которых вторые цифровые входы-выходы соединены вместе и подключены к общему блоку обработки информации.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к энергоизмерительной технике и может быть использовано при построении автоматизированных систем контроля за электроэнергией в многоканальной сети.

Из аналогов уровня техники известно "Многоканальное устройство для измерения электрической мощности", содержащее блок преобразователей мощности в частоту, блок счетчиков-интеграторов, коммутатор, блок управления и регистр памяти (SU, авторское свидетельство 1213418, G 01 R 21/133, авторы В.В. Бабилюс и другие, заявитель ордена Октябрьской Революции Всесоюзный государственный проектно-изыскательский институт энергетических систем и электрических сетей "Энергосетьпроект", 1984 г.). Недостатком известного устройства являются его меньшие функциональные возможности по сравнению с заявляемым устройством, так как оно не позволяет непрерывно производить измерение электрической мощности одновременно на всех датчиках, подключенных к коммутатору.

Из аналогов уровня техники известно также "Устройство для измерения электрической энергии", содержащее блок обработки информации, аналого-цифровой преобразователь, мультиплексоры, входы которых соединены с выходами измерительных преобразователей напряжения и тока соответственно, причем аналого-цифровой преобразователь подключен к блоку обработки информации (SU, авторское свидетельство 1257542, G 01 R 22/00, авторы А.В. Праховник и другие, заявитель ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции, 1985 г.). Недостатком известного устройства являются его меньшие функциональные возможности по сравнению с заявляемым устройством, так как оно не позволяет непрерывно производить измерение электрической энергии одновременно на всех датчиках, подключенных к мультиплексорам.

Наиболее близким к изобретению по совокупности существенных признаков - прототипом может быть принято "Устройство для измерения электрической мощности и энергии", содержащее блок обработки информации, аналого-цифровой преобразователь, интерфейсный блок, мультиплексоры, входы которых соединены с выходами измерительных преобразователей напряжения и тока соответственно (RU, патент 2138827, G 01 R 21/133, автор В.Т. Болгов, заявитель Болтов Виктор Тимофеевич, 1997 г.). Недостатком известного устройства являются его меньшие функциональные возможности по сравнению с заявляемым устройством, так как оно не позволяет непрерывно производить измерения электрической мощности и энергии одновременно на всех датчиках, подключенных к мультиплексору.

Техническим результатом изобретения является устранение указанных недостатков.

Технический результат изобретения - устранение указанных недостатков достигается тем, что устройство для измерения электрической мощности и энергии, содержащее блок обработки информации, аналого-цифровой преобразователь, интерфейсный блок, мультиплексоры, входы которых соединены с выходами измерительных преобразователей напряжения и тока соответственно, снабжено специализированными блоками обработки информации для каждого мультиплексора, при этом их цифровые входы подключены к выходам аналого-цифровых преобразователей каждого мультиплексора, а цифровые выходы подключены к параллельным регистрам мультиплексоров, причем выходы последних подключены к цифровым входам мультиплексоров, при этом входы-выходы специализированных блоков обработки информации подключены к первым входам-выходам интерфейсных блоков, у которых вторые цифровые входы-выходы соединены вместе и подключены к общему блоку обработки информации.

Расширение функциональных возможностей заявляемого устройства достигается за счет возможности непрерывного опроса датчиков преобразователей тока и напряжения из-за подключения к каждому мультиплексору специализированного вычислителя и аналого-цифрового преобразователя, который в течение одного периода сигнала считывает последовательно первые значения каждого датчика, затем вторые и так до окончания периода.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображена структурная схема устройства для измерения электрической мощности и энергии.

Устройство для измерения электрической мощности и энергии содержит датчики - измерительные преобразователи тока 1.1, ..., 1.n, 1.n+a,..., 1.n+c, датчики - измерительные преобразователи напряжения 2.1,..., 2.k (например, трансформаторы тока и напряжения).

Выходы датчиков измерительных преобразователей тока 1 и напряжения 2 подключены к аналоговым выходам мультиплексоров 3.1,...,3.m. Аналоговые выходы мультиплексоров 3.1,..., 3.m подключены к входу аналого-цифровых преобразователей 4.1, . . . , 4.m, а цифровые входы мультиплексоров 3.1,..., 3.m подключены к выходам параллельных регистров 5.1,..., 5.m, цифровые выходы блоков аналого-цифровых преобразователей 4.1,..., 4.m соединены с входами специализированных блоков обработки информации 6.1,..., 6.m. Цифровые входы мультиплексоров 3.1, . . ., 3.m соединены с цифровыми выходами параллельных регистров 5.1, ..., 5.m, цифровые входы которых соединены с цифровыми выходами специализированных вычислителей 6.1, ..., 6.m. Цифровые входы-выходы специализированных вычислителей 6.1,..., 6.m соединены с первыми цифровыми входами-выходами интерфейсных блоков 7.1,..., 7.m, вторые цифровые входы-выходы которых объединены и подключены к общему блоку обработки информации.

Устройство работает следующим образом.

При включении устройства из специализированных блоков обработки информации 6.1, . .., 6.m через параллельные регистры 5.1,..., 5.m выдаются адреса первых датчиков соответствующих мультиплексоров и с аналого-цифровых преобразователей считываются первые значения сигналов первых датчиков. Через время t выдаются адреса вторых датчиков, и считываются первые значения сигналов вторых датчиков. После считывания первых значений сигналов последних датчиков каждого мультиплексора начинается чтений вторых значений сигналов первых датчиков и так непрерывно в процессе всего функционирования системы. Из полученных за период массивов по всем датчикам, подключенным к соответствующему мультиплексору, в специализированных вычислителях 6.1,..., 6.m выделяются значения тока и напряжения. Из имеющейся информации для каждого периода в специализированных вычислителях 6.1,..., 6.m вычисляются значения активной мощности, полной мощности, реактивной мощности, а также потребленной электрической энергии. Эти величины через интерфейсные блоки 7.1,..., 7.m передаются для хранения и дальнейшей обработки в общий вычислитель 8.