Теоретические основы

Теоретические основы

Работа устройства основана на том, что нагрузка питается не непосредственно от сети переменного тока, а от конденсатора, заряд которого соответствует синусоиде сетевого напряжения, но сам процесс заряда происходит импульсами высокой частоты. Ток, потребляемый устройством из электрической сети, представляет собой импульсы высокой частоты. Счетчики электроэнергии, в том числе электронные, содержат входной индукционный преобразователь, который имеет низкую чувствительность к токам высокой частоты. Поэтому энергопотребление в виде импульсов учитывается счетчиком с большой отрицательной погрешностью.

Принципиальная схема устройства

Схема устройства приведена на рис.1.

Основными элементами являются силовой выпрямитель Br1, конденсатор C1 и транзисторный ключ T1. Конденсатор С1 включен последовательно в цепь питания выпрямителя Br1, поэтому в моменты времени, когда Br1 нагружен на открытый транзистор Т1, заряжается до мгновенной величины сетевого напряжения, соответствующей данному моменту времени.

Заряд производится импульсами с частотой 2 кГц. Напряжение на С1, а также на подключенной параллельно ему нагрузке по форме близко к синусоидальному с действующим значением 220 В. Для ограничения импульсного тока через транзистор Т1 во время заряда конденсатора, служит резистор R6, включенный последовательно с ключевым каскадом.

На логических элементах DD1, DD2 собран задающий генератор. Он формирует импульсы частотой 2 кГц амплитудой 5В. Частота сигнала на выходе генератора и скважность импульсов определяются параметрами времязадающих цепей С2-R7 и C3-R8. Эти параметры могут подбираться при настройке для обеспечения наибольшей погрешности учета электроэнергии. На транзисторах Т2 и Т3 построен формирователь импульсов, предназначенный для управления мощным ключевым транзистором Т1. Формирователь рассчитан таким образом, чтобы Т1 в открытом состоянии входил в режим насыщения и за счет этого на нем рассеивалась меньшая мощность. Естественно, Т1 также должен полностью закрываться.

Трансформатор Tr1, выпрямитель Br2 и следующие за ними элементы представляют собой источник питания низковольтной части схемы. Этот источник обеспечивает питанием 36В формирователь импульсов и 5В для питания микросхемы генератора.

Детали устройства

Микросхема: DD1, DD2 — К155ЛА3.

Диоды: Br1 – Д232А; Br2 — Д242Б; D1 – Д226Б.

Стабилитрон: D2 – КС156А.

Транзисторы: Т1 – КТ848А, Т2 – КТ815В, Т3 – КТ315. Т1 и Т2 устанавливаются на радиаторе площадью не менее 150 см 2 . Транзисторы устанавливаются на изолирующих прокладках.

Конденсаторы электролитические: С4 — 1000 мкФ × 50В; С5 — 1000 мкФ × 16В;

Конденсаторы высокочастотные: С1- 1мкФ × 400В; С2, С3 – 0.1 мкФ (низковольтные).

Резисторы: R1, R2 – 27 кОм; R3 – 56 Ом; R4 – 3 кОм; R5 -22 кОм; R6 – 10 Ом; R7, R8 – 1.5 кОм; R9 – 560 Ом. Резисторы R3, R6 – проволочные мощностью не менее 10 Вт, R9 — типа МЛТ-2, остальные резисторы – МЛТ-0.25.

Трансформатор Tr1 – любой маломощный 220/36 В.

Наладка

При наладке схемы соблюдайте осторожность! Помните, что низковольтная часть схемы не имеет гальванической развязки от электрической сети! Не рекомендуется в качестве радиатора для транзисторов использовать металлический корпус устройства. Применение плавких предохранителей – обязательно!

Вначале проверяют отдельно от схемы низковольтный блок питания. Он должен обеспечивать ток не менее 2 А на выходе 36 В, а также 5 В для питания маломощного генератора.

Затем налаживают генератор, отключив силовую часть схемы от электросети. Генератор должен формировать импульсы амплитудой 5 В и частотой около 2 кГц. Скважность импульсов приблизительно 1/1. При необходимости для этого подбирают конденсаторы С2, С3 или резисторы R7, R8.

Формирователь импульсов на транзисторах Т2 и Т3, если правильно собран, обычно наладки не требует. Но желательно убедиться, что он способен обеспечить импульсный ток базы транзистора Т1 на уровне 1.5 – 2 А. Если такое значение тока не обеспечить, транзистор Т1 не будет в открытом состоянии входить в режим насыщения и сгорит за несколько секунд. Для проверки этого режима можно при отключенной силовой части схемы и отключенной базе транзистора Т1, вместо резистора R1 включить шунт сопротивлением в несколько Ом. Импульсное напряжение на шунте при включенном генераторе регистрируют осциллографом и пересчитывают на значение тока. При необходимости подбирают сопротивления резисторов R2, R3 и R4.

Следующей стадией является проверка силовой части. Для этого восстанавливают все соединения в схеме. Конденсатор С1 временно отключают, а в качестве нагрузки используют потребитель малой мощности, например лампу накаливания мощностью до 100 Вт. При включении устройства в электрическую сеть действующее значение напряжения на нагрузке должно быть на уровне 100 – 130 В. Осциллограммы напряжения на нагрузке и на резисторе R6 должны показать, что питание её производится импульсами с частотой, задаваемой генератором. На нагрузке серия импульсов будет модулирована синусоидой сетевого напряжения, а на резисторе R6 – пульсирующим выпрямленным напряжением.

Если всё исправно, подключают конденсатор С1, только вначале емкость его принимают в несколько раз меньше номинальной (например 0.1 мкФ). Действующее напряжение на нагрузке заметно возрастает и при последующем увеличении емкости С1 достигает 220 В. При этом очень важно внимательно следить за температурой транзистора Т1. Если возникает повышенный нагрев при использовании маломощной нагрузки, это свидетельствует о том, что Т1 либо не входит в режим насыщения в открытом состоянии, либо полностью не закрывается. В этом случае следует вернуться к настройке формирователя импульсов. Эксперименты показывают, что при питании нагрузки мощностью 100 Вт без конденсатора С1, транзистор Т1 в течение длительного времени не нагревается даже без радиатора.

В заключении подключается номинальная нагрузка и подбирается емкость С1 такая, чтобы обеспечить питание нагрузки напряжением 220 В. Емкость С1 следует подбирать осторожно, начиная с малых значений, так как увеличение емкости резко увеличивает импульсный ток через транзистор Т1. Об амплитуде импульсов тока через Т1 можно судить, подключив осциллограф параллельно резистору R6. Импульсный ток должен быть не более допустимого для выбранного транзистора (20 А для КТ848А). В случае необходимости его ограничивают, увеличивая сопротивление R6, но лучше остановиться на меньшем значении емкости С1.

При указанных деталях устройство рассчитано на нагрузку 1 кВт. Применяя другие элементы силового выпрямителя и транзисторный ключ соответствующей мощности, можно питать и более мощные потребители.

Обращаем Ваше внимание на то, что при отключенной нагрузке устройство потребляет из сети довольно большую мощность, которая учитывается счетчиком. Поэтому рекомендуется всегда нагружать устройство номинальной нагрузкой, а также отключать при снятии нагрузки

Способ 3.

предназначен для питания бытовых потребителей, которые могут работать как на переменном, так и на постоянном токе. Это например электроплиты, камины, водонагревательные устройства, освещение и т. п. Главное, чтобы в этих устройствах не было электродвигателей, трансформаторов и других элементов, рассчитанных на переменный ток.

Устройство, собранное по предлагаемой схеме, просто вставляется в розетку и от него питается нагрузка. Вся электропроводка остается нетронутой. Заземление не нужно. Счетчик при этом учитывает примерно четверть потребленной электроэнергии.

Название сайта!

Устройство остановки электросчётчика предназначено для питания бытовых приборов переменным током. Напряжение 220 В, мощность потребления 1 кВт. Применение других элементов позволяет использовать устройство для питания более мощных потребителей. Устройство, собранное по этой схеме, просто вставляется в розетку и через него питается нагрузка. Электропроводка остается нетронутой. Заземление не нужно. Счетчик при этом учитывает около четверти потребленной энергии.

Работа устройства основана на том, что нагрузка питается не непосредственно от сети переменного тока, а от конденсатора, заряд которого соответствует синусоиде сетевого напряжения, но сам процесс заряда происходит импульсами высокой частоты. Ток, потребляемый устройством из электрической сети, представляет собой импульсы высокой частоты. Счетчики электроэнергии, в том числе электронные, содержат входной индукционный преобразователь, который имеет низкую чувствительность к токам высокой частоты. Поэтому энергопотребление в виде импульсов учитывается счетчиком с большой отрицательной погрешностью.

Принципиальная схема устройства остановки электросчётчика:

Основными элементами являются силовой выпрямитель Br1, конденсатор C1 и транзисторный ключ T1. Конденсатор С1 включен последовательно в цепь питания выпрямителя Br1, поэтому в моменты времени, когда Br1 нагружен на открытый транзистор Т1, заряжается до мгновенной величины сетевого напряжения, соответствующей данному моменту времени.

Заряд производится импульсами с частотой 2 кГц. Напряжение на С1, а также на подключенной параллельно ему нагрузке по форме близко к синусоидальному с действующим значением 220 В. Для ограничения импульсного тока через транзистор Т1 во время заряда конденсатора, служит резистор R6, включенный последовательно с ключевым каскадом.

На логических элементах DD1, DD2 собран задающий генератор. Он формирует импульсы частотой 2 кГц амплитудой 5В. Частота сигнала на выходе генератора и скважность импульсов определяются параметрами времязадающих цепей С2-R7 и C3-R8. Эти параметры могут подбираться при настройке для обеспечения наибольшей погрешности учета электроэнергии. На транзисторах Т2 и Т3 построен формирователь импульсов, предназначенный для управления мощным ключевым транзистором Т1.

Формирователь рассчитан таким образом, чтобы Т1 в открытом состоянии входил в режим насыщения и за счет этого на нем рассеивалась меньшая мощность. Естественно, Т1 также должен полностью закрываться. Трансформатор Tr1, выпрямитель Br2 и следующие за ними элементы представляют собой источник питания низковольтной части схемы. Этот источник обеспечивает питанием 36В формирователь импульсов и 5В для питания микросхемы генератора.

Детали устройства остановки электросчётчика:
Микросхемы: DD1, DD2 — К155ЛА3.
Диоды: Br1 – Д232А; Br2 — Д242Б; D1 – Д226Б.
Стабилитрон – КС156А.
Конденсаторы электролиты: С4 — 1000 мкФ × 50В; С5 — 1000 мкФ × 16В;
Конденсаторы высокочастотные: С1- 1мкФ × 400В; С2, С3 – 0.1 мкФ.
Резисторы: R1, R2 – 27 кОм; R3 – 56 Ом; R4 – 3 кОм; R5 -22 кОм; R6 – 10 Ом; R7, R8 – 1.5 кОм; R9 – 560 Ом. Резисторы R3, R6 – проволочные мощностью не менее 10 Вт, R9 — типа МЛТ-2, остальные резисторы – МЛТ-0.25.
Трансформатор – любой маломощный 220/36 В.

Вначале проверяют отдельно от схемы низковольтный блок питания. Он должен обеспечивать ток не менее 2 А на выходе 36 В, а также 5 В для питания маломощного генератора. Затем налаживают генератор, отключив силовую часть схемы от электросети. Генератор должен формировать импульсы амплитудой 5 В и частотой около 2 кГц. Скважность импульсов приблизительно 1/1. При необходимости для этого подбирают конденсаторы С2, С3 или резисторы R7, R8.

Формирователь импульсов на транзисторах Т2 и Т3 должен обеспечить импульсный ток базы транзистора Т1 на уровне 2 А. Если такое значение тока не достигнуть, транзистор Т1 не будет в открытом состоянии входить в режим насыщения и сгорит за несколько секунд. Для проверки этого режима, можно при отключенной силовой части схемы и отключенной базе транзистора Т1, вместо резистора R1 включить шунт сопротивлением в несколько Ом. Импульсное напряжение на шунте при включенном генераторе меряют осциллографом и пересчитывают на значение тока. При необходимости подбирают сопротивления резисторов R2, R3 и R4.

Далее идёт проверка силовой части. Для этого восстанавливают все соединения в схеме. Конденсатор С1 временно отключают, а в качестве нагрузки используют лампу накаливания 100 Вт. При включении устройства в сеть действующее значение напряжения на нагрузке должно быть на уровне 100 – 130 В. Осциллограммы напряжения на нагрузке и на резисторе R6 должны показать, что питание её производится импульсами с частотой, задаваемой генератором. На нагрузке серия импульсов будет модулирована синусоидой сетевого напряжения, а на резисторе R6 – пульсирующим выпрямленным напряжением.

Если всё исправно, подключают конденсатор С1, только вначале емкость его принимают в несколько раз меньше номинальной (например 0.1 мкФ). Действующее напряжение на нагрузке заметно возрастает и при последующем увеличении емкости С1 достигает 220 В. При этом надо следить за температурой транзистора Т1. Если возникает повышенный нагрев при использовании маломощной нагрузки, это говорит о том, что он или не входит в режим насыщения в открытом состоянии, либо полностью не закрывается. В этом случае следует вернуться к настройке формирователя импульсов. Эксперименты показывают, что при питании нагрузки мощностью 100 Вт без конденсатора С1, транзистор Т1 в течение длительного времени не нагревается даже без радиатора.

В конце, подключается номинальная нагрузка и подбирается емкость С1 такая, чтобы обеспечить питание нагрузки напряжением 220 В. Емкость С1 следует подбирать осторожно, начиная с малых значений, так как увеличение емкости резко увеличивает импульсный ток через транзистор Т1. Об амплитуде импульсов тока через Т1 можно судить, подключив осциллограф параллельно резистору R6. Импульсный ток должен быть не более допустимого для выбранного транзистора (20 А для КТ848А). В случае необходимости его ограничивают, увеличивая сопротивление R6, но лучше остановиться на меньшем значении емкости С1.

При указанных деталях устройство рассчитано на нагрузку 1 кВт. Применяя другие элементы силового выпрямителя и транзисторный ключ соответствующей мощности, можно питать и более мощные потребители. Замечу, что при отключенной нагрузке устройство потребляет из сети довольно большую мощность, которая учитывается счетчиком. Поэтому надо отключать устройство остановки электросчётчика при снятии нагрузки.

Схема отмотки электросчетчика конденсатором

Краткое описание: Данный способ позволяет пользоваться безучетно и безгранично электроэнергией, включая в некоторые (любые по желанию) розетки через удлинитель, приборы любой мощности. Счетчик при этом не будет их учитывать. При включение же нагрузки в саму розетку, счетчик будет работать нормально. Для этого нужно будет особым образом подготовить розетку и удлинитель, а так же возможно (50/50) незначительно изменить схему проводки (долбить не чего не надо). В домах с евро проводкой изменения минимальны. Это конечно не банальное подключение розеток до счетчика. Способ основан на особенностях устройства счетчиков.

Плюсы : Не придется трогать счетчик, не приходится выполнять дополнительную проводку по дому. Способ пригоден как для частного сектора, так и многоэтажек (второе предпочтительнее). Все работает с электромеханическими и цифровыми, в общем, любыми счетчиками. При этом очень сложно определить, что присутствует безучетное пользование и что-либо д . Читать дальше »

Краткое описание: Раньше этот способ позволял пользоваться безучетно и безгранично одной фазой после трехфазного счетчика без разборки счетчика, при сохранности всех пломб в т. ч. на вводном ком. аппарате и без разделки вводного кабеля. Теперь, плюс ко всему, с теми же условиями, можно полностью остановить трехфазный электросчетчик, в том числе и электронный! Этот способ изобретен лично нами потому не кому не известен, и вообще трудно вычисляем, проверял лично.

Плюсы : Кроме выше перечисленных. Пригоден для индукционных электромеханических и цифровых счетчиков. Не требует материальных затрат для реализации. При необходимости можно мгновенно и дистанционно остановить безучетное пользование (восстановить учет).

Минусы : Может быть реализован средним электриком. Должен быть доступ к счетчику, в смысле, чтоб он был не под замком, вскрывать пломбы и подключаться к фазным проводам не нужно.

Примечание: В довесок, ме . Читать дальше »

Краткое описание: Способ предназначен для отмотки или торможения электросчетчиков. Устройство представляет собой электронную схему средней сложности. Для использования достаточно включить устройство в обычную, любую розетку, при этом диск старых счетчиков (СО2, СО-И446. ) будет вращаться назад, а современные в т.ч. электронные остановятся. Возможно применение прибора одновременно с другими токоприемниками. Скорость отмотки 1.5 — 2.0 КВт*час. Схема не содержит дорогостоящих и редких деталей (не требуется программируемый контроллер). Не требуется заземление.

Принцип: В первую половину полуволны сетевого напряжения энергия потребляется из сети, то есть заряжается конденсатор, но заряжается через транзисторный ключ, который управляется высокочастотными импульсами то есть энергия на зарядку потребляется импульсами повышенной частоты. Известно, что счетчики в т.ч. электронные, т.к. они содержит индукционный датчик тока (трансформаторы тока) с магнитопроводом имеющим ограниченную пров . Читать дальше »

При отсутствии электрической связи между внутренними распределительными сетями учет PI1 и PI2 работают нормально (если пренебречь изменённой схемой включения PI1). Соединив электрически между собой электрическую сеть кв.№1 и кв.№2 через штепсельные розетки и сфазировав соответствие фазы и нуля, PI1 и PI2 включатся в параллельную работу. Отключением QF1 и переводом QF2 во включенное положение, учет PI1 отключится, так как будет отсутствовать связь с питающей сетью. Установив QF3 в отключенное состояние, а QF4 — во включенное, учет PI2 будет отключен, так как по токовой катушке PI2 ток проходить не будет. При выполнении данных условий, в сетях кв.№1 и кв.№2 будет присутствовать напряжение, при включенной нагрузке электросчетчики учет потребления вести не будут.

Значительного увеличение отрицательной погрешности индукционных эл.счётчиков можно добиться пропуская через их токовые катушки постоянный ток, который будет делать из сердечника токовой катушки магнит. Магнит в свою очередь вызывает торможение диска эл.счётчика. Подобный (постоянный) магнит есть в каждом индукционном эл.счётчике. Дополнительный магнит – дополнительное торможение . На рис. 1 синим цветом отмечено диск, красным – токовую цепь, зелёным – рабочее магнитное поле к которому будет подмешиваться постоянная составляющая. Чтобы просто осуществить подачу постоянного тока по токовым катушкам требуется два счётчика подключённых к одной фазе. Можно, например, «скооперироваться» с соседом, или под любым предлогом оформить дополнительный счётчик. Осуществляется это согласно схеме 2.

Вторичная обмотка трансформатора должна выдавать небольшое напряжение

Описание: Данный способ проверен для однофазного счетчика. Шунтируют токовую катушку счетчика, толстым проводом. Этот провод должен иметь сопротивление меньше, чем сопротивление токовой катушки. В данном случае речь идет о мизерных величинах сопротивления, поэтому шунт должен быть достаточного сечения. (сечение не меньше 2.5 мм^ и длинной 10 см, которым делается разводка). Шунтирование производится в верхнем отделе щита учета. На картинке соединены контакт на «пакетнике» с общей клеммой на «автомате». Теперь не весь ток течет через токовую катушку! Регулировать уменьшение вращения счетчика, можно, сильным или слабым прижатием шунта к контакту, так как площадь прижатия и сила прижатия влияет (переходное сопротивление). Этот способ довольно легко находится если шунтирующий провод не хорошо спрятан.

Еще вариант:
В счетчике есть планки из изоляции. Вырезаем точно такие из фольгированного гетинакса (для старых счетчиков рабочая только левая а втор . Читать дальше »

Описание: Способ самый «дубовый», но если по каким-то причинам на счетчике отсутствует крышка клеммной колодки счетчика или пломба на ней (это часто критично, для абонентов РАО ЕС), то самый простой способ остановить счетчик это отпустить винт напряжения в однофазных и отвинтить перемычки между 1и2 4и5 7и8 клеммами в трех фазных счетчиках. Этот способ размещен, так, до кучи.

Можно так же просто поменять местами провода 1 и 2 (слева) или 1и3 4и6 7и9 в трех фазных счетчиках. Счетчик будет «крутится» в обратную сторону.

Замедление оборотов трехфазного электросчетчика можно осуществить следующим способом: Берем не электролитический конденсатор 200 мкф, 630 V. Последовательно включаем конденсатор между фазами А-В, А-С, В-С наблюдая за диском электросчетчика. При этом электросчетчик должен быть разгружен. Там где диск начнеть крутится назад оставляем конденсатор.

Этим способом можем “сэкономить” до 5 % электроенергии безучетно. При том без необходимости доступа до электросчетчика.

Основой этого способа являеться неодинаковые параметры измерительных элементов электросчетчика где разброс погрешности часто достигает от + 3% до – 3%. Реактивный ток IA-B конденсатора для элемента фазы A (пример) совпадает с вектором напряжения А-0, а для фазы B – против вектор напряжения В-0. Всегда найдется пара фаз А-В, А-С, В-С которая удовлетворяет нашим желаниям.

В добавок скажу, что это можно сделать тоже с катушками индуктивности (дроссель), но проще посредством конденсатора. Чем больше емкость к . Читать дальше »

Описание: Данный способ позволяет пользоваться безучетно и безгранично одной фазой после трехфазного счетчика без разборки счетчика, при сохранности всех пломб в т. ч. на вводном ком.аппарате и без разделки вводного кабеля.

Известно что полное сопротивление обмоток напряжения счетчика на постоянном токе гораздо меньше чем на переменном. Исходя из этого мы можем оборвать (сжечь) одну из трех напряженческих обмоток трехфазного электросчетчика. Конечно поверженный измерительный элемент больше никогда не будеть считать энергию. Для реализации необходимо сделать утроитель напряжения сети-выпрямитель, который подключается к одной обмотке измерительного элемента (напр. ф.А). Делается это согласно рис.1. Напряжение должно быть утроенное чтобы обмотка напряжения сгорела достаточно быстро без наличия сажи и дыма при нагреве обмотки. Схема выпрямителя-утроителя на рис.2.

Минусы : После этой операции счетчик частично выходит из строя. Не пригоден для элект . Читать дальше »

Однополупериодная схема для испытания электросчетчиков на отбор электроэнергии

Владельцы патента RU 2581185:

Изобретение относится к области измерительной электротехники и может быть использовано для оценки пригодности вновь разрабатываемых электросчетчиков от неконтролируемого отбора электроэнергии (отмотки) из энергетических электросетей. Однополупериодная схема для испытания электросчетчиков на отбор электроэнергии, содержащая мостовое устройство из двух параллельно подключенных к сети цепей с одинаковыми накопительными конденсаторами, включаемых последовательно тиристором, установленным в диагонали мостовой схемы, и блок управления включением тиристора. Ветви мостовой схемы включают последовательно соединенные вместе с накопительными конденсаторами дроссели и диоды зарядных цепей, а тиристор в диагонали мостовой схемы включает накопительные конденсаторы последовательно к сети. Управление включением тиристора происходит после их заряда в положительном полупериоде напряжения сети в отрицательном полупериоде вблизи точки перехода переменного напряжения через нулевой уровень, для чего используется трансформатор, первичная обмотка которого через ограничивающий резистор подключена к сети, а его вторичная обмотка подключена к переходу «управляющий электрод — катод» тиристора через последовательно соединенные диод и дополнительный резистор. Технический результат заключается в упрощении устройства отмотки при высокой его энергетической эффективности. 3 ил.

Изобретение относится к области измерительной электротехники и может быть использовано для оценки пригодности вновь разрабатываемых электросчетчиков от неконтролируемого отбора электроэнергии (отмотки) из энергетических электросетей.

Известны устройства для проверки электросчетчиков [1-6].

Ближайшим аналогом заявляемому техническому решению (прототипом) является «Устройство для поверки индукционных приборов учета электроэнергии», по Патенту РФ №2521307, опубл. в №18 от 27.06.14 [5], содержащее накопительные конденсаторы, заряжаемые прерывистым током на повышенной частоте прерываний и плавно разряжаемых обратно в сеть, а также транзисторные цепи прерывания тока и коммутации плавного разряда накопительных конденсаторов, отличающееся тем, что включает две параллельно подключенные к сети после поверяемого электросчетчика цепи из последовательно соединенных накопительного конденсатора и двунаправленного транзисторного коммутатора, образующие мостовую схему так, что накопительный конденсатор первой цепи подключен к фазному проводнику сети, а конденсатор второй цепи подключен к нулевому проводнику сети, а в диагонали этой мостовой схемы включены последовательно соединенные симистор и катушка индуктивности, причем транзисторы двунаправленных транзисторных коммутаторов указанных цепей и симистор подключены к соответствующим выходам блока управления транзисторами и симистором, синхронизация работы которого осуществляется от сети.

Недостатком известного устройства является сложность его блока управления транзисторами и симистором. Этот недостаток устранен в заявляемом устройстве.

Целью изобретения является упрощение устройства.

Указанная цель достигается в заявляемой однополупериодной схеме для испытания электросчетчиков на отбор электроэнергии, содержащая мостовое устройство из двух параллельно подключенных к сети цепей с одинаковыми накопительными конденсаторами, включаемых последовательно тиристором, установленным в диагонали мостовой схемы, и блок управления включением тиристора, отличающейся тем, что указанные ветви мостовой схемы включают последовательно соединенные вместе с накопительными конденсаторами дроссели и диоды зарядных цепей, а тиристор в диагонали мостовой схемы включает накопительные конденсаторы последовательно к сети, управление включением тиристора происходит после их заряда в положительном полупериоде напряжения сети в отрицательном полупериоде вблизи точки перехода переменного напряжения через нулевой уровень, для чего используется трансформатор, первичная обмотка которого через ограничивающий резистор подключена к сети, а его вторичная обмотка подключена к переходу «управляющий электрод — катод» тиристора через последовательно соединенные диод и дополнительный резистор.

Достижение цели изобретения объясняется существенным снижением количества оборудования при реализации устройства. Замена симистора лавинным тиристором позволяет увеличить импульс тока при разряде и увеличить емкость накопительных конденсаторов по сравнению с двухполупериодной схемой, как в прототипе.

На рис. 1 дана принципиальная схема заявляемого устройства. На рис. 2 приведен график изменения напряжения на накопительном конденсаторе в течение периода напряжения сети с амплитудой U_O. На рис. 3 показан процесс заряда накопительного конденсатора в течение первой четверти положительной полуволны сетевого напряжения, а также импульс тока разряда двух накопительных конденсаторов, включаемых при разряде последовательно открытым тиристором. Видно, что ток разряда и напряжение имеют разные знаки, что и определяет отмотку показаний электросчетчика.

Устройство состоит из двух субблоков — мостовой схемы 1 и блока управления тиристором 2. Мостовая схема включает две ветви, в каждой из которых имеются последовательно соединенные дроссель с индуктивностью L, силовой диод D₁ (D₂) и накопительный конденсатор емкостью C, одни электроды которых включены к сети, а другие — к последовательно соединенным дросселю и силовому диоду, а также соответственно к аноду и катоду тиристора. Блок управления тиристором 2 содержит трансформатор Тр, первичная обмотка которого через ограничивающий резистор R₁ подключена к сети, а вторичная — к переходу «управляющий электрод — катод» тиристора Т через последовательно соединенные диод D₃ и дополнительный резистор R₂.

Рассмотрим работу схемы.

В первую четверть положительной полуволны сетевого напряжения происходит параллельно заряд двух накопительных конденсаторов до амплитудного напряжения U_O сети и сохраняется в течение второй четверти положительной полуволны, как это видно на рис. 2. Зарядный ток достигает максимума в момент времени Т/8, где T — период переменного напряжения (T=0,02 с), после чего снижается до нуля в момент времени Т/4. Для того чтобы к концу заряда напряжение на накопительных конденсаторах достигло величины U_O, необходимо, чтобы активное сопротивление R_ДР было на порядок меньше величины T/4С. Например, при С=100 мкФ величина R_ДР≤T/40C=0,02/4_*10 -3 =5 Ом. Индуктивность L дросселя выбирается из условия T=2π(LC) 1/2 , из которого находится величина L=(T/2π) 2 /C=0,1 Гн =100 мГн. Волновое сопротивление последовательного LC — контура ρ=(L/C) 1/2 =31,6 Ом >> R_ДР=5 Ом, что означает его низкую добротность Q=ρ/R_ДР 2 /Т, а мощность индицируемого электросчетчиком разряда в G раз больше, поэтому мощность отмотки равна ΔР=(G-1) Р_ЗАР=0,575 Р_ЗАР. При исходных величинах С=100 мкФ и U_O=300 В получаем мощность отмотки ΔР=0,575∗9/0,02=259 Вт.

Амплитуда тока разряда I_{РАЗР MAX}=2U_O/r_C=600/0,3=2000 А. Поэтому целесообразно использовать лавинный тиристор, например типа ТЛ-150, допускающий ток импульсного разряда до 2500 А.

Поскольку при работе устройства накопительные конденсаторы работают только при одной полярности напряжения, то можно в качестве таких конденсаторов использовать полярные конденсаторы, например танталовые электролитические, имеющие малые габариты по сравнению с импульсными неполярными пленочными конденсаторами, имеющими значительно большие габариты и вес. Но у электролитических конденсаторов потери значительно превышают потери в импульсных неполярных конденсаторах (К75-40-750В-100 мкФ), что снижает мощность отмотки, поэтому выбор того или иного типа накопительных конденсаторов определяется предпочтениями пользователей.

Следует отметить важную особенность схемы. При открытии тиристора разряд происходит в основном обратно в сеть, но небольшая его часть замыкается по контурам, включающим диоды и дроссели. Поскольку активное сопротивление дросселя во много раз больше сопротивления электросети, то есть R_ДР/r_C>>1, то основная энергия разряда уходит в сеть. Кроме того, спектр разрядного импульса ΔF

1/3τ=6667 Гц, и при этом реактивное сопротивление дросселя прохождению через него такого импульса равно X_L=2πΔFL=4,19 кОм. Следовательно, дроссели служат прекрасным буфером против рассеяния в нем энергии разрядного импульса, что выгодно отличает их по сравнению с применением, вместо них, активных сопротивлений.

Заявляемое устройство предназначено для использования разработчиками электросчетчиков нового типа, которые не чувствительны к отмотке или остановке их показаний при работе на активную полезную нагрузку и подключенное при этом устройство отмотки. Один из возможных приборов учета, не допускающий отмотку предложен в [7].

1. Меньших О.Ф. Устройство для проверки работы однофазных индукционных электросчетчиков. Патент №2474825, опубл. в бюл. №4 от 10.02.2013.

2. Меньших О.Ф. Мостовое устройство для проверки электросчетчиков активной энергии индукционного типа. Патент №2522706, опубл. в №20 от 20.07.2014.

3. Меньших О.Ф. Устройство для контроля электросчетчиков, Патент №2521782, опубл. в №19 от 10.07.2014.

4. Меньших О.Ф. Устройство для исследования работы индукционных электросчетчиков. Патент №2523109, опубл. в №20 от 20.07.2014.

5. Меньших О.Ф. Устройство для проверки индукционных приборов учета электроэнергии. Патент №2521307, опубл. в №18 от 27.06.14 (прототип).

6. Меньших О.Ф. Устройство проверки индукционных электросчетчиков. Патент №2532861, опубл. в №31 от 10.11.2014.

7. Меньших О.Ф.. Устройство учета электроэнергии. Патент №2521767, опубл. в №19 от 10.07.2014.

Данные патентного поиска

RU 2338217 C1, 10.11.2008 RU 2181894 C1, 27.04.2002 RU 2190859 C2, 10.10.2002 RU 2178892 C2, 27.01.2002 SU 1781628 A1, 15.12.1992 SU 1780022 A1, 07.12.1992 SU 1422199 A1, 07.09.1988 US 7692421 B2, 06.04.2010 US 6362745 B1, 26.03.2002 EP 1065508 A2, 03.01.2001

Однополупериодная схема для испытания электросчетчиков на отбор электроэнергии, содержащая мостовое устройство из двух параллельно подключенных к сети цепей с одинаковыми накопительными конденсаторами, включаемых последовательно тиристором, установленным в диагонали мостовой схемы, и блок управления включением тиристора, отличающаяся тем, что указанные ветви мостовой схемы включают последовательно соединенные вместе с накопительными конденсаторами дроссели и диоды зарядных цепей, а тиристор в диагонали мостовой схемы включает накопительные конденсаторы последовательно к сети, управление включением тиристора происходит после их заряда в положительном полупериоде напряжения сети в отрицательном полупериоде вблизи точки перехода переменного напряжения через нулевой уровень, для чего используется трансформатор, первичная обмотка которого через ограничивающий резистор подключена к сети, а его вторичная обмотка подключена к переходу «управляющий электрод — катод» тиристора через последовательно соединенные диод и дополнительный резистор.

Тема: воровство электроэнергии

Опции темы

• Версия для печати
• Версия для печати всех страниц
• Подписаться на эту тему…