电功率计量设备和方法技术

电功率计量设备和方法。该电功率计量设备包括电流传感器(2)、电子测量和整流器电路(7)、处理电路(10)以及连接到处理电路的用于向电功率测量接收器(5)发送功率消息的发送器(11)。电流积分电容器(9)经由整流器部件(8)连接到电流传感器(2)。开关(13)由阈值检测器(12)支配以便当其电压(Vc)已经超过预定义电压阈值(Svc)时触发利用电容器中累积的功率对处理电路(10)和发送器供电。然后发送代表电功率的数量的功率消息。该功率计量方法包括当电容器电压已经达到电压阈值(Svc)时发送(63)功率消息。

Electric power metering device and method

Electric power metering device and method. The electric power metering device comprises a current sensor (2), electronic measurement and rectifier circuit (7) and a processing circuit (10) and connected to the processing circuit for electric power measurement receiver (5) transmitter power news (11). The current integrating capacitor (9) is connected to the current sensor (2) via a rectifier unit (8). The switch (13) is controlled by a threshold detector (12) so that when the voltage (Vc) has exceeded a predefined voltage threshold (Svc), the power accumulated in the capacitor is triggered to power the processing circuit (10) and the transmitter. Then send a power message representing the amount of electrical power. The power metering method includes transmitting a (63) power message when the capacitor voltage has reached a voltage threshold (Svc).

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电功率计量设备，包括-至少一个电流传感器，用于提供代表在初级电导体中流动的初级电流的次级测 量电流，-电子测量和整流器电路，连接到所述至少一个电流传感器，-处理电路，连接到电子测量和整流器电路，以及-发送器，连接到处理电路，用于通过无线通信网络向电功率测量接收器发送消 肩、ο本专利技术还涉及电功率计量方法。
技术介绍
在电线导体上布置用于利用远程组件计量电功率的电子设备以估计或测量电流、 功率和/或电。被称为无线系统的系统通常具有电导体上的带有无线电发送器的第一部 件、以及带有无线电接收器及集中功率和电处理的第二集中部件。专利申请W0200814M^示出设备的第一已知示例。利用电容分压器在本地测量 电源系统的电压。电子电路的供电实质上基于电池的存在。文献EP2048482描述具有多个源以及电池的电子电路电源。现有技术的设备一般依赖于外部电源或者依赖于电池组或可充电电池的存在。因 此它们具有相对的自主性且不能够在所有时间操作。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供用于计量电功率的设备和方法，使得能够避免外部电源、电 池组或可充电电池的使用。一种根据本专利技术的用于计量电功率的设备包括-电流积分电容器，经由电流整流器部件连接到所述至少一个电流传感器，-电压阈值检测部件，连接到所述积分电容器，以检测所述积分电容器上预定义电 压阈值的过冲，-开关部件，由所述阈值检测部件控制，用于当所述积分电容器中的电压已经超过 所述预定义电压阈值时触发利用积分电容器上累积的功率对所述处理电路和所述发送器 供电，所述处理电路和所述发送器接着发送电功率的数量或已经在所述初级电导体中流动 的电流的数量的功率消息。所述开关部件优选地由在保持电流以下停止导通的可控硅(thyristor)类型的 元件组成，而检测部件是在输入端具有低泄露电流的电压基准元件中。优选实施例中，所述设备包括放电部件，用于在传输循环的结尾处将所述积分电 容器放电。由发送器发送的所述功率消息有利地包含脉冲计数数据。由发送器发送的所述功率消息优选地包含功率计量或电流数量计量数据。特定实施例中，所述设备包括用于检测电流的过零的部件，当检测到过零时发送 所述功率消息。所述处理电路有利地包括校正部件，用于根据预加载的或由先前的返回消息发送 的参数在本地校正功率数据值。所述设备有利地包括布置在所述处理电路中和/或接收器的处理模块中的用于 计算所述初级电流的rms值的部件。一种根据本专利技术的用于计量电功率的方法包括-利用代表在电导体中流动的电流的次级电流对积分电容器充电，-当所述积分电容器的电压超过预定义阈值时，启动开关的导通，-经由所述开关利用所述积分电容器的充电电压对处理电路供电，-准备和发送代表电功率的数量或已经在所述初级电导体中流动的电流的数量的 功率消息，-命令将电容器完全放电，以及-停止所述开关的导通。所述计量方法有利地包括-由接收器接收代表电功率的数量的所述消息，和-增加电功率计量。所述计量方法有利地包括-从接收器接收包含校正和参数设置值的返回消息，以及-准备和发送具有完整电功率值数据的代表电功率的数量的所述功率消息。特定实施例中，所述计量方法包括-等待所述次级电流的过零以发送代表电功率的数量的所述消息，-由接收器检测电压的过零时刻，以及-由所述接收器根据所述电压的过零时刻和所述功率消息的接收时间确定代表电 压于电流之间的相位差的值。有利地在所述电容器的预定数量的充电和放电循环被执行时执行功率消息的发 送，将要发送的电功率值依赖于所述预定的循环数量。所述计量方法优选地包括电功率的值或数量的校正，以纠正工作范围上电流传感 器的非线性、由于元件泄露电流引起的误差和/或由于处理和传输时间引起的误差。所述计量方法优选地包括从功率消息接收器发送返回消息，所述返回消息包括代 表电压于电流之间的相位差、电压值、在消息发送之前充电-放电循环的数量、校正参数和 /或经校正的电功率值的数据。附图说明其他优点和特征将从本专利技术的具体实施例的以下说明中变得更清楚明了，实施例 是仅以非限制示例的目的给出并且在附图中示出，其中图1表示根据本专利技术的实施例的具有无线链路的电功率计量设备；图2表示根据本专利技术的第一实施例的设备的图3表示根据本专利技术的第二实施例的设备的图；图4A和4B表示根据本专利技术的实施例的设备中电容器的充电和放电的时序图；图5A和5B表示根据本专利技术的实施例的在设备中发送的消息的内容；图6A到6D说明根据本专利技术的实施例的设备的第一操作；图7A到7C说明根据本专利技术的实施例的设备的第二操作；图8表示根据本专利技术的实施例的设备的消息接收器的框图；图9和10表示根据本专利技术的实施例的方法的第一流程图；以及图11表示根据本专利技术的实施例的方法的第二流程图。具体实施例方式图1表示用于发送代表预定义的电功率数量的脉冲的具有无线链路的电功率计 量设备。该设备包括发送器部分1，其具有提供代表在初级电导体3中流动的初级电流Ip 的次级测量电流Is的电流传感器2。电流Is由电子模块4处理以发送代表电功率的数量 的无线消息。通过电流的积分实现该电功率，已知通过其他工具在别处估计或测量电源系 统的电压。当达到功率的数量时，将消息形式的脉冲发送到远程接收器5。接收器接收消息 并处理(具体通过存储并在屏幕6上显示值)功率数据。图2表示根据本专利技术的第一实施例的设备的图。电流传感器2向电子测量和整流 器电路提供代表初级电流Ip的次级测量电流Is。传感器以此方式连接到具有四个二极管 8的整流器电桥7。在整流器电桥的输出端，整流电流Ir被施加到电流Ir的积分电容器9。 该情况下，电流积分电容器经由电流整流器部件连接到电流传感器。电容器的端子处的电 压Vc代表电流在时间上的积分并因而代表电功率，因为电源系统电压V是已知和恒定的， 如同相位差异和功率因子一样。该设备还包括连接到电子测量和整流器电路的处理电路、 以及连接到处理电路10的用于通过无线通信网络向电功率测量接收器5发送消息发送器。 该设备操作于两个阶段。在第一阶段，在电容器9中发生电流Ir的积分或累积以给出代表 电功率数量的电压。然后在第二阶段，当功率的数量达到预定的等级时触发消息的传输。本专利技术的该实施例中，该设备包括连接到电容器9的电压阈值检测器12，用于检 测积分电容器9上预定义电压的过冲。当积分电容器上的电压已经超过所述预定义电压阈 值时，由阈值检测器12支配的开关13触发利用电容器中累积的功率对处理电路10和发送 器11提供电功率。此时，处理电路10和发送器11发送代表电功率的数量、或已经在所述 初级电导体中流动的电流的积分的功率消息。开关13有利地是在保持电流以下自动停止 导通的可控硅类型的元件。该可控硅类型的元件也可以由具有通过输入或触发电极来控制 并且通过经过电流的减少来停止导通的具有类似特征的晶体管的组件替换。电压阈值检测 器12优选地是具有低泄露电流的电压基准元件，以便在电容器的充电期间限制电流泄露。 与电路10和11的电源并联的电阻器14使得最小电流流过以保证所述可控硅13的导通。在操作的第二阶段，必须迅速地执行消息的处理和传输。该过程花费的时间必须 比电容器的充电时间短并且优选地为已知的和校准的。在第二时间的结尾处，电容器的放 电必须快速以重本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种电功率计量设备，包括：－至少一个电流传感器（２），用于提供代表在初级电导体（３）中流动的初级电流（Ｉｐ）的次级测量电流（Ｉｓ），－电子测量和整流器电路（７），连接到所述至少一个电流传感器（２），－处理电路（１０），连接到电子测量和整流器电路（７），－发送器（１１），连接到处理电路，用于在无线通信网络上向电功率测量接收器（５）发送消息，设备特征在于，其包括：－电流积分电容器（９），经由电流整流器部件（８）连接到所述至少一个电流传感器（２），－电压阈值检测部件（１２），连接到所述积分电容器（９）以检测所述积分电容器（９）上预定义电压阈值（Ｓｖｃ）的过冲，－开关部件（１３），由所述阈值检测部件（１２）支配，用于当所述积分电容器上的电压（Ｖｃ）已经超过所述预定义电压阈值（Ｓｖｃ）时触发利用积分电容器中累积的功率对所述处理电路（１０）和所述发送器（１１）供电，所述处理电路（１０）和所述发送器（１１）接着发送代表电功率的数量或已经在所述初级电导体中流动的电流的数量的功率消息。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：奥利维尔库特洛，伯纳德勒比奥，马克保珀特，
申请(专利权)人：施耐德电器工业公司，
类型：发明
国别省市：FR