RU162879U1 - AC METER - Google Patents
AC METER Download PDFInfo
- Publication number
- RU162879U1 RU162879U1 RU2015156253/28U RU2015156253U RU162879U1 RU 162879 U1 RU162879 U1 RU 162879U1 RU 2015156253/28 U RU2015156253/28 U RU 2015156253/28U RU 2015156253 U RU2015156253 U RU 2015156253U RU 162879 U1 RU162879 U1 RU 162879U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- alternating current
- optical
- meter according
- optic cable
- fiber optic
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/25—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using digital measurement techniques
- G01R19/257—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using digital measurement techniques using analogue/digital converters of the type with comparison of different reference values with the value of voltage or current, e.g. using step-by-step method
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Abstract
1. Измеритель переменного тока, содержащий токопроводящую шину, на которую установлены питающий трансформатор тока и катушка Роговского, датчик температуры, аналого-цифровой преобразователь, блок обработки сигнала, подключенный к оптическому приемопередатчику, и блок питания, отличающийся тем, что дополнительно содержит электромагнитный экран, защищающий питающий трансформатор тока и катушку Роговского, электростатический экран, защищающий электронно-оптический блок измерения переменного тока, электронно-статический блок обработки информации, связанный оптоволоконным кабелем, обеспечивающим резервное питание, а также контроллер потока данных и модуль беспроводного интерфейса.2. Измеритель переменного тока по п. 1, отличающийся тем, что электромагнитный экран, защищающий питающий трансформатор тока и катушку Роговского, выполнен в виде отрезка трубы из ферромагнитного материала с магнитной проницаемостью больше 1.3. Измеритель переменного тока по п. 1, отличающийся тем, что контроллер потока данных обеспечивает поддержку промышленного стандарта МЭК 61850-9-2.4. Измеритель переменного тока по п. 1, отличающийся тем, что для резервного питания по оптоволоконному кабелю использован лазер с оптической мощностью не менее 300 мВт.5. Измеритель переменного тока по п. 1, отличающийся тем, что между электронно-оптическим блоком измерения переменного тока и электронно-оптическим блоком обработки информации обеспечена гальваническая развязка за счет использования оптоволоконного кабеля.1. An alternating current meter comprising a conductive bus onto which a supply current transformer and a Rogowski coil are mounted, a temperature sensor, an analog-to-digital converter, a signal processing unit connected to an optical transceiver, and a power supply unit, characterized in that it further comprises an electromagnetic screen, protecting supply current transformer and Rogowski coil, electrostatic screen, protecting electro-optical unit for measuring AC current, electro-static processing unit information connected by a fiber optic cable providing backup power, as well as a data flow controller and a wireless interface module. 2. An alternating current meter according to claim 1, characterized in that the electromagnetic shield protecting the supply current transformer and the Rogowski coil is made in the form of a pipe segment of a ferromagnetic material with a magnetic permeability greater than 1.3. An alternating current meter according to claim 1, characterized in that the data flow controller provides support for the industry standard IEC 61850-9-2.4. An alternating current meter according to Claim 1, characterized in that a laser with an optical power of at least 300 mW is used for backup power via a fiber optic cable. An alternating current meter according to claim 1, characterized in that galvanic isolation is ensured between the electron-optical unit for measuring alternating current and the electron-optical unit for processing information through the use of a fiber optic cable.
Description
Область техникиTechnical field
Настоящая полезная модель относится к измерительной технике, а именно к приборам, позволяющим измерять переменный ток в высоковольтных линиях электропередач.This utility model relates to measurement technique, namely to devices that allow measuring alternating current in high voltage power lines.
Предшествующий уровень техникиState of the art
Из существующего уровня техники известна полезная модель «Устройство для регистрации токовых импульсов при грозовых перенапряжениях в линиях электропередач» [Пат. РФ №119122 з. 11.04.2012, опубл. 10.08.2012], содержащее контроллер, последовательно соединенные питающую обмотку и преобразователь напряжения, выход которого соединен с питающем входом контроллера, ионистор, подсоединенный к питающему входу контроллера, последовательно соединенные трансформатор тока и трехканальный АЦП, выход которого подключен к контроллеру, датчик температуры, выход которого соединен со вторым входом АЦП, датчик напряжения, выход которого подключен к контроллеру, запоминающее устройство и радиочастотный приемопередатчик, соединенные с контроллером, отличающееся тем, что дополнительно введены компаратор и пиковый детектор, входами соединенные с трансформатором тока, таймер, входом запуска соединенный с выходом компаратора, а выходом - с контроллером, при этом управляющий вход пикового детектора соединен с выходом компаратора, а выход с третьим входом АЦП.From the existing level of technology, the utility model “A device for detecting current pulses during lightning surges in power lines” is known [Pat. RF No. 119122 z. 04/11/2012, publ. 08/10/2012], containing a controller, a supply winding and a voltage converter connected in series, the output of which is connected to the controller’s power input, an ionistor connected to the controller’s power input, a current transformer and a three-channel ADC, the output of which is connected to the controller, a temperature sensor, an output which is connected to the second input of the ADC, a voltage sensor, the output of which is connected to the controller, a storage device and a radio frequency transceiver connected to the controller, characterized in that a comparator and a peak detector are additionally introduced, inputs connected to a current transformer, a timer, a start input connected to the output of the comparator, and an output to a controller, while the control input of the peak detector is connected to the output of the comparator, and the output to the third input of the ADC.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является «Высоковольтное цифровое устройство для измерения тока» [Пат. РФ №152974 з. 15.09.2014, опубл. 27.06.2015], содержащее питающий электромагнитный трансформатор и пояс Роговского, охватывающие токопровод с измеряемым током; цилиндрический шунт с внутренней полостью, включенный в рассечку токопровода; помещенные внутрь шунта преобразователь ток-напряжение, стабилизатор напряжения, блок обработки сигналов с аналого-цифровым преобразователем и первый оптический приемопередатчик; оптический канал; второй оптический приемопередатчик, маршрутизатор и блок питания, расположенные на низковольтной стороне; при этом питающий электромагнитный трансформатор подключен к преобразователю ток-напряжение, который подключен к стабилизатору напряжения, подключенному к блоку обработки сигналов и к первому оптическому приемопередатчику, потенциальные электроды шунта и пояс Роговского подключены к блоку обработки сигналов, который подключен к первому оптическому приемопередатчику, через оптический канал соединенному со вторым оптическим приемопередатчиком, подключенным к маршрутизатору, блок питания подключен ко второму оптическому приемопередатчику и маршрутизатору, отличающееся тем, что дополнительно содержит магнитотранзисторный преобразователь и измерительный электромагнитный трансформатор тока, охватывающие токопровод с измеряемым током, и блок синхронизации с системой точного времени, аккумуляторную батарею и преобразователь световой энергии в электрическую, помещенные внутрь шунта, генератор оптического излучения, расположенный на низковольтной стороне, второй оптический канал, при этом магнитотранзисторный преобразователь, измерительный электромагнитный трансформатор тока и выход блока синхронизации с системой точного времени подключены к блоку обработки сигналов, вход блока синхронизации с системой точного времени, аккумуляторная батарея и преобразователь световой энергии в электрическую подключены к стабилизатору напряжения, второй выход блока питания подключен к генератору оптического излучения, через второй оптический канал подключенному к преобразователю световой энергии в электрическую.Closest to the claimed technical solution is "High-voltage digital device for measuring current" [Pat. RF №152974 s. 09/15/2014, publ. 06/27/2015], containing a powering electromagnetic transformer and a Rogowski belt, covering a current-carrying conductor with a measured current; a cylindrical shunt with an internal cavity included in the dissection of the current lead; a current-voltage converter, a voltage stabilizer, a signal processing unit with an analog-to-digital converter, and a first optical transceiver placed inside the shunt; optical channel; a second optical transceiver, router, and power supply located on the low voltage side; wherein the supply electromagnetic transformer is connected to a current-voltage converter, which is connected to a voltage stabilizer connected to the signal processing unit and to the first optical transceiver, potential shunt electrodes and Rogowski belt are connected to the signal processing unit, which is connected to the first optical transceiver, through the optical a channel connected to a second optical transceiver connected to a router, a power supply connected to a second optical transceiver sensor and router, characterized in that it further comprises a magnetotransistor transducer and a measuring electromagnetic current transformer, covering the conductor with the measured current, and a synchronization unit with an accurate time system, a battery and a light-to-electric converter of electric energy, placed inside the shunt, an optical radiation generator located on the low-voltage side, the second optical channel, while the magnetotransistor converter, measuring electromagnetic tr The current converter and the output of the synchronization unit with the exact time system are connected to the signal processing unit, the input of the synchronization unit with the exact time system, the battery and the light-to-electric converter are connected to the voltage regulator, the second output of the power supply is connected to the optical radiation generator, through the second optical a channel connected to a light energy to electric converter.
Недостатками данного технического решения являются следующие. Во-первых, наличие 2-х измерительных трансформаторов, что усложняет систему обработки сигналов. Во-вторых, наличие отдельной системы синхронизации времени, которая должна быть на низковольтной стороне. В-третьих, отсутствует поддержка промышленного стандарта передачи информации МЭК 61850-9-2, что упрощает интеграцию системы в промышленные цифровые сети SMART GRID. В четвертых, отсутствие электростатического и магнитного экранирования катушки Роговского, что существенно повышает риск влияния внешних факторов на осуществляемые измерения. В-пятых, наличие аккумуляторов в полевой схеме приводит к необходимости периодического обслуживания схемы питания или замены его элементов. Также, ввиду того что датчик находится во внешних условиях с возможными сезонными перепадами температур от -60C до +60C, ресурс таких аккумуляторных батарей сильно ограничен.The disadvantages of this technical solution are as follows. Firstly, the presence of 2 measuring transformers, which complicates the signal processing system. Secondly, the presence of a separate time synchronization system, which should be on the low-voltage side. Thirdly, there is no support for the industry standard for information transfer IEC 61850-9-2, which simplifies the integration of the system into industrial digital networks SMART GRID. Fourth, the absence of electrostatic and magnetic shielding of the Rogowski coil, which significantly increases the risk of the influence of external factors on the measurements. Fifth, the presence of batteries in the field circuit necessitates periodic maintenance of the power circuit or the replacement of its elements. Also, due to the fact that the sensor is in external conditions with possible seasonal temperature differences from -60C to + 60C, the resource of such batteries is very limited.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение эффективности использования измерителя переменного тока за счет снижения его габаритных показателей (веса и объема), повышения безопасности и надежности работы, а также за счет обеспечения поддержки им промышленного стандарта МЭК 61850-9-2.The task to which the claimed utility model is directed is to increase the efficiency of using an alternating current meter by reducing its overall dimensions (weight and volume), increasing safety and reliability, and also by ensuring that it supports the industrial standard IEC 61850-9-2 .
1. Данная задача решается за счет того, что заявленный в качестве полезной модели измеритель переменного тока, содержит токопроводящую шину, на которую установлен питающий трансформатор тока и катушка Роговского. Также содержит датчик температуры, аналого-цифровой преобразователь, блок обработки сигнала, подключенный к оптическому приемопередатчику, и блок питания. Измеритель дополнительно содержит электромагнитный экран, защищающий питающий трансформатор тока и катушку Роговского и электростатический экран, защищающий электронно-оптический блок измерения переменного тока. Полезная модель включает электронно-оптический блок обработки информации, связанный оптоволоконным кабелем с источником резервного питания, а также контроллер потока данных и модуль беспроводного интерфейса.1. This problem is solved due to the fact that the alternating current meter declared as a utility model contains a conductive bus on which a supply current transformer and a Rogowski coil are installed. It also contains a temperature sensor, an analog-to-digital converter, a signal processing unit connected to an optical transceiver, and a power supply. The meter further comprises an electromagnetic screen protecting the supply current transformer and Rogowski coil and an electrostatic screen protecting the electron-optical unit for measuring AC current. The utility model includes an electron-optical information processing unit connected by a fiber optic cable to a backup power source, as well as a data flow controller and a wireless interface module.
При этом электромагнитный экран, защищающий питающий трансформатор тока и катушку Роговского, выполнен в виде отрезка трубы из ферро магнитного материала с магнитной проницаемостью больше 1.In this case, the electromagnetic shield protecting the supply current transformer and Rogowski coil is made in the form of a pipe segment made of ferromagnetic material with magnetic permeability greater than 1.
Контроллер потока данных обеспечивает поддержку промышленного стандарта МЭК 61850-9-2.The data flow controller provides support for the industry standard IEC 61850-9-2.
Для резервного питания по оптоволоконному кабелю использован лазер с оптической мощностью не менее 300 мВт.For backup power via fiber optic cable, a laser with an optical power of at least 300 mW was used.
А между электронно-оптическим блоком измерения переменного тока и электронно-оптическим блоком обработки информации обеспечена гальваническая развязка, за счет использования оптоволоконного кабеля, которая повышает надежность и безопасность измерителя переменного тока.And between the electron-optical unit for measuring AC current and the electron-optical unit for processing information, galvanic isolation is ensured through the use of a fiber optic cable, which increases the reliability and safety of the AC meter.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Сущность полезной модели поясняется чертежами.The essence of the utility model is illustrated by drawings.
На фиг. 1 схема измерителя переменного токаIn FIG. 1 circuit meter AC
Токопроводящая шина 1, питающий трансформатор тока 2, катушка Роговского 3, датчик температуры 4, входная аналоговая часть 5, аналого-цифровой преобразователь 6, блок обработки сигнала 7, электронно-оптический преобразователь 8, блок питания 9, электромагнитный экран 10, электронно-оптический блок измерения переменного тока (высоковольтная часть) 11, электростатический экран 12, электронно-статический блок обработки информации 13, модуль беспроводного интерфейса 14, контроллер потока данных 15, оптоволоконный кабель 16, шина процесса (МЭК 61850-9-2) 17, низковольтная часть 18.
Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Работает устройство следующим образом.The device operates as follows.
Измеритель переменного тока разделяется на две части: высоковольтную часть (электронно-оптический блок измерения переменного тока) 11 и низковольтную часть 18 для получения информации о измеренных значениях тока, температуры, их математической обработки и выдачи данных в промышленную сеть. При протекании электрического переменного тока по токопроводящей шине 1, ток проходит через питающий трансформатор тока 2 и катушку Роговского 3, в которой наводится ЭДС.The AC meter is divided into two parts: a high-voltage part (an electro-optical unit for measuring alternating current) 11 and a low-
ЭДС, наведенная в катушке Роговского, равна скорости изменения потокосцепления:EMF induced in the Rogowski coil is equal to the rate of change of flux linkage:
где: е - мгновенная величина ЭДС, наведенной в обмотке катушки Роговского, В;where: e is the instantaneous value of the EMF induced in the winding of the Rogowski coil, B;
М=µ0·S·n/l - взаимная индуктивность между обмоткой катушки Роговского и проводником с измеряемым током, Гн.M = µ 0 · S · n / l - mutual inductance between the coil of the Rogowski coil and the conductor with the measured current, GN.
Соотношение (1) в операторном виде:The ratio (1) in the operator form:
где: p - дифференциальный оператор Лапласа.where: p is the Laplace differential operator.
Поскольку ЭДС пропорциональна скорости изменения тока, задача измерения тока требует интегрирования выходного сигнала катушки Роговского. Во входной аналоговой части 5 реализовано активное интегрирование во входном усилителе-интеграторе.Since the EMF is proportional to the rate of change of current, the task of measuring current requires the integration of the output signal of the Rogowski coil. In the input
Далее от входной аналоговой части аналоговая информация о силе тока поступает в аналого-цифровой преобразователь 6, где информация (сигнал) из аналогового формата преобразуется в цифровой формат. Затем сигнал (информация) поступает в электронно-оптический преобразователь 8, который формирует пакеты цифровых данных для передачи по оптоволоконному кабелю 16 в низковольтную часть 18, после чего она поступает в электронно-статический блок обработки информации 13, где производится дополнительная математическая обработка и передача цифровых пакетов данных в контроллер потока данных 15 и модуль беспроводного интерфейса 14. В котроллере потока данных 15 происходит форматирование массива цифровых данных и их передача в шину процесса (МЭК 61850-9-2LE) 17,Further, from the input analog part, the analog information about the current strength is supplied to the analog-to-
Датчик температуры 4 закрепленный на катушке Роговского подключен к блоку обработки 7, который считывает сигнал о значении температуры.The
Электронно-оптический блок измерения переменного тока (высоковольтная часть) 11 питается от блока питания 9, в котором роль основного источника питания служит питающий трансформатор тока 2, а роль резервного выполняет питание от оптоволоконного кабеля 16, путем преобразования лучевой энергии в электрическую.The electron-optical unit for measuring alternating current (high-voltage part) 11 is powered by a
В результате использования резервного источника питания по оптоволоконному кабелю стало возможным не использовать в качестве резервного источника питания аккумуляторы, а также отпала необходимость в системе зарядки этих аккумуляторов, что упростило конструкцию и уменьшило габариты (ориентировочно на 20%)As a result of using a backup power source via fiber-optic cable, it became possible not to use batteries as a backup power source, and there was no longer a need for a charging system for these batteries, which simplified the design and reduced dimensions (approximately by 20%)
В виду использования оптоволоконного кабеля в качестве передачи информации и энергии от низковольтной части 18 к высоковольтной 11, выполняется условие полной гальванической изоляции этих частей друг от друга, что повышает безопасность и надежность системы, а именно низковольтная часть 18 не сможет быть поражена высоковольтными импульсами (например, грозовыми) от высоковольтной части 11, которые могут вывести из строя оборудование, находящееся в непосредственной близость от низковольтной части 18.In view of the use of a fiber optic cable as a transmission of information and energy from the low-
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является измеритель переменного тока, который по сравнению с аналогами можно более эффективно использовать за счет снижения его габаритных показателей, повышения безопасности и надежности работы (посредством экранирования и гальванической развязки), а также за счет обеспечения поддержки им промышленного стандарта МЭК 61850-9-2.The technical result provided by the given set of features is an alternating current meter, which, in comparison with analogs, can be used more efficiently by reducing its overall performance, increasing safety and reliability (through shielding and galvanic isolation), and also by providing them with industrial support standard IEC 61850-9-2.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015156253/28U RU162879U1 (en) | 2015-12-28 | 2015-12-28 | AC METER |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015156253/28U RU162879U1 (en) | 2015-12-28 | 2015-12-28 | AC METER |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU162879U1 true RU162879U1 (en) | 2016-06-27 |
Family
ID=56195691
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015156253/28U RU162879U1 (en) | 2015-12-28 | 2015-12-28 | AC METER |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU162879U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106294956A (en) * | 2016-08-02 | 2017-01-04 | 国网黑龙江省电力有限公司齐齐哈尔供电公司 | For detecting the processing system of current transformer |
-
2015
- 2015-12-28 RU RU2015156253/28U patent/RU162879U1/en active IP Right Revival
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106294956A (en) * | 2016-08-02 | 2017-01-04 | 国网黑龙江省电力有限公司齐齐哈尔供电公司 | For detecting the processing system of current transformer |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2116854B1 (en) | Active current sensor and current measuring device | |
CN207968067U (en) | A kind of CT for fault detector power supply is for electric installation | |
EA202191916A1 (en) | CURRENT AND VOLTAGE MEASUREMENT UNIT | |
RU119120U1 (en) | DEVICE FOR VOLTAGE MEASUREMENT IN A HIGH VOLTAGE CIRCUIT WITH REMOTE INFORMATION TRANSMISSION | |
RU162879U1 (en) | AC METER | |
CN103248134A (en) | Electric energy extracting device for cable partial discharge on-line detection | |
Zeng et al. | Non-invasive energy harvesting for wireless sensors from electromagnetic fields around 10kV three-core power cables | |
RU196893U1 (en) | DIGITAL CURRENT AND VOLTAGE TRANSFORMER | |
CN111273070B (en) | Tandem type alternating-current high-voltage bus measuring device and method | |
RU152974U1 (en) | HIGH VOLTAGE DIGITAL CURRENT MEASUREMENT DEVICE | |
RU121594U1 (en) | DEVICE FOR VOLTAGE MEASUREMENT IN A HIGH VOLTAGE CIRCUIT WITH REMOTE INFORMATION TRANSMISSION | |
CN105445526B (en) | The measurement structure of single cable insulation leakage current under a kind of service condition | |
RU150386U1 (en) | HIGH VOLTAGE DIGITAL CURRENT MEASUREMENT DEVICE | |
CN105717403B (en) | Cell array insulation fault monitors system | |
Oliveira | Design of a low-cost residual current sensor for LVDC power distribution application | |
RU2648020C1 (en) | Device for measuring ac voltage and voltage with galvanic distribution | |
CN207366648U (en) | A kind of control measuring circuit of power frequency continued flow experimental rig | |
RU174411U1 (en) | DIGITAL CURRENT AND VOLTAGE TRANSFORMER | |
CN109991468A (en) | A kind of method and device for testing ultra-high voltage transformer station electrical secondary system disturbance voltage | |
RU2439590C1 (en) | Real-time measurement device for operative current control in high-voltage power networks | |
RU150093U1 (en) | HIGH VOLTAGE DIGITAL CURRENT MEASUREMENT DEVICE | |
CN111175557A (en) | High-precision optical fiber current transformer | |
RU159201U1 (en) | HIGH VOLTAGE COMBINED DIGITAL DEVICE FOR MEASURING CURRENT AND VOLTAGE | |
RU137955U1 (en) | HIGH VOLTAGE DIGITAL CURRENT MEASUREMENT DEVICE | |
RU150176U1 (en) | HIGH VOLTAGE DIGITAL CURRENT MEASUREMENT DEVICE |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20201229 |
|
NF9K | Utility model reinstated |
Effective date: 20220120 |