RS59304B1 - Brojilo električne energije i adapterski modul za njega - Google Patents

Description

OPIS PRONALASKA

Ovaj pronalazak se odnosi na brojila električne energije (strujomere) namenjene evidentiranju potrošnje električne energije i na njihov adapterski modul. Preciznije rečeno, pronalazak se odnosi na brojilo električne energije koje beleži potrošnju električne energije i u stanju je da prenosi podatke preko kablova za napajanje. Pronalazak se posebno odnosi na univerzalni adapterski modul za taj strujomer.

Stanje tehnike

Pametna tehnologija merenja ima sve značajniju ulogu na polju merenja, zato što i institucije i krajnji korisnici koji troše električnu energiju imaju koristi od takve tehnologije. Pametna brojila omogućavaju pružaocima usluga da automatski i daljinski pristupaju informacijama o izvršenim merenjima, na primer, ne samo u vezi sa električnom energijom koju su potrošili krajnji korisnici, već i u vezi sa raspodelom potrošnje električne energije u zavisnosti od doba dana ili godišnjeg doba. Institucije mogu čak da daljinski nadgledaju i radne uslove brojila instaliranih kod krajnjeg korisnika. Krajnji korisnik zauzvrat može češće da dobija informacije od institucije koja mu pruža uslugu.

Za pružanje usluga s takvom funkcionalnošću, brojila električne energije se oslanjaju na pouzdanu i sigurnu dvosmernu komunikaciju. Procenjene su različite komunikacijske tehnologije koje se primenjuju u brojilima električne energije. Komunikacija preko kablova za napajanje jedna je od tehnologija koje imaju dobru perspektivu. Ako se podaci komuniciraju preko kablova za napajanje nije potrebno instalirati dodatne žice ili provodnike namenjene komunikaciji. Na taj način komunalne institucije mogu da iskoriste postojeću infrastrukturu, odnosno mrežu kablova za napajanje. Zato troškovi instalacije i troškovi održavanja komunikacijske mreže mogu da budu znatno smanjeni.

Komunikacija preko kablova za napajanje obezbeđuje dvosmernu komunikaciju. Za prenos podataka signal koji prenosi podatke se modulira na nosećem signalu i povezuje sa kablom za napajanje, dok se za primanje podataka modulisani signal koji prenosi podatke prvo odvaja od kabla za napajanje i potom se vrši demodulacija. Poslednjih godina ova komunikaciona tehnologija pronalazi mnoštvo primena u različitim oblastima. Danas je komunikacija preko kablova za napajanje veoma afirmisana tehnologija. Konkretno, nedavno razvijeni G3-PLC standard podržava veoma pouzdanu i sigurnu komunikaciju preko kablova za napajanje. G3-PLC može da funkcioniše u raznim opsezima koji su dodeljeni različitim zemljama. Na primer, opseg CENELEC A obuhvata opseg frekvencija između 35 kHz i 91 kHz, opseg CENELEC B obuhvata opseg frekvencija između 98 kHz i 135 kHz, opseg ARIB obuhvata opseg frekvencija između 155 kHz i 403 kHz, a opseg FCC obuhvata opseg frekvencija između 155 kHz i 487 kHz. Opsezi CENELEC A i CENELEC B su primenljivi u Evropi, dok su opsezi ARIB i FCC primenljivi u Japanu, SAD i drugim zemljama.

U patentnu WO 2012/040476 opisana su spojna kola za uređaje za ostvarivanje komunikacije preko kablova za napajanje. Uređaj za ostvarivanje komunikacije preko kablova za napajanje može da sadrži procesor i spojno kolo koje je spojeno sa procesorom. Spojno kolo može, pak, da se sastoji od voda predajnika i voda prijemnika. U nekim izvođenjima vod predajnika može da obuhvata prvo pojačalo, prvi kondenzator spojen sa prvim pojačalom, prvi transformator spojen sa prvim kondenzatorom i mnoštvo linijskih spojnih međukola povezanih sa prvim transformatorom, pri čemu je svako linijsko spojno međukolo tako konfigurisano da može da bude povezano na drugu fazu električnog strujnog kola.

Patent WO 2009/000869 se odnosi na sistem distributera za ostvarivanje komunikacije preko kablova za napajanje. Sistem se sastoji od komunikacijskog servera koji šalje i prima poruke preko telekomunikacione mreže, od podstanice za distribuciju električne energije na koju je povezana mreža za distribuciju električne energije prema krajnjim korisnicima, od najmanje jednog prolaza (gejtveja) kroz koji se prenose poruke iz telekomunikacione mreže u mrežu za distribuciju električne energije preko unapred određenog opsega frekvencija, od mnoštva pametnih uređaja za merenje prikačenih na mreže krajnjih potrošača koji služe za za merenje potrošnje električne energije i koji sadrže modem za ostvarivanje komunikacije preko kablova za napajanje koji šalje i prima poruke unutar unapred određenog opsega frekvencija preko mreže za distribuciju električne energije, filtere za komunikaciju preko energetskih vodova koji povezuju mrežu za distribuciju električne energije i mreže krajnjih korisnika, koji se nalaze na dalekovodima koji povezuju mrežu za distribuciju električne energije sa podstanicom za distribuciju električne energije, pri čemu svaki filter blokira frekvencije unutar unapred određenog opsega frekvencija.

Patent US 2013/0194975 A1 opisuje metode i sisteme za ažuriranje tabela prekidača u okruženjima u kojima se komunikacija ostvaruje preko kablova za napajanje (PLC).

Patent US 2010/0111199 A1 odnosi se na metodu i uređaj za ostvarivanje komunikacije preko kablova za napajanje, uključujući i višepojasni kontrolni sloj za pristup medijima konfigurisan tako da može da odabira opseg frekvencija koji će se koristiti za komunikaciju.

Patent EP 0505 223 A1 odnosi se na sistem za ostvarivanje komunikacije preko kablova za napajanje, uključujući načine za prenos i prijem informacija u mnoštvu unapred određenih opsega frekvencija, koji se mogu birati u skladu sa kvalitetom signala i mogu se periodično menjati.

Prikaz suštine pronalaska

Cilj ovog pronalaska je da se obezbedi brojilo električne energije i adapterski modul za brojilo električne energije koji prevazilaze makar neke nedostatke koji su poznati iz postojećeg stanja tehnike.

Dalji cilj pronalaska je da se obezbedi brojilo električne energije i adapterski modul za brojilo električne energije, čiju konfiguraciju je moguće prilagoditi na efikasan način i uz niske troškove.

U skladu sa ovim pronalaskom, ovi ciljevi se postižu karakteristikama opisanim u nezavisnim patentnim zahtevima. Pored toga, dalja povoljna izvođenja pronalaska proizilaze iz zavisnih zahteva i opisa.

Detaljnije određeno, u skladu sa predloženim pronalaskom, gore navedeni ciljevi su postignuti na osnovu toga što brojilo električne energije sadrži jedinicu za merenje, komunikacijsku jedinicu i jedinicu za obradu. Jedinica za merenje se koristi za određivanje količine utrošene električne energije. Komunikacijska jedinica koristi se za komunikaciju signala sa podacima preko kablova za napajanje, i to unutar komunikacionog opsega. Jedinica za obradu se koristi za upravljanje jedinicom za merenje i komunikacijskom jedinicom. Komunikacijska jedinica je konfigurisana tako da može da prilagođava opseg frekvencija koje se koriste za komunikaciju u okruženju u kojem se komunikacija odvija i sadrži jedinicu za obradu signala, prekidač koji je spojen sa jedinicom za obradu signala i upravljački modul za upravljanje tim prekidačem; pri tome jedinica za obradu signala ima najmanje dva režima rada, u zavisnosti od položaja u kojem se nalazi prekidač kojim upravlja upravljački modul; u prvom režimu rada jedinica za obradu signala bira električne signale iz prvog opsega frekvencija i spaja odabrane električne signale sa kablom za napajanje; u drugom režimu rada, jedinica za obradu signala bira električne signale iz drugog opsega frekvencija i spaja odabrane električne signale sa kablom za napajanje; pri tome je upravljački modul konfigurisan tako da stvara upravljački signal za upravljanje prekidačem na osnovu konfiguracijskog signala, pri čemu se konfiguracijski signal stvara dinamički.

Brojilo električne energije može da se koristi u različitim okruženjima u kojima se ostvaruje komunikacija, na primer, u okruženju u kojem dodeljene komunikacione frekvencije za komunikaciju preko kablova za napajanje mogu da budu različite u slučaju različitih zemalja, različite komunalne institucije za pružanje usluga distribucije električne energije mogu da zahtevaju različite frekvencije za komunikaciju koja se ostvaruje preko kablova za napajanje, a u takvim različitim okruženjima u kojima se ostvaruje komunikacija i kvalitet različitih opsega frekvencija takođe može da bude promenljiv. Pošto je komunikacijska jedinica konfigurisana tako da može da prilagođava opseg frekvencija namenjenih komunikaciji u komunikacionom okruženju, merač električne energije može da bude instaliran na različitim lokacijama bez prilagođavanja hardvera brojila električne energije.

U nekim izvođenjima pronalaska, dodeljuje se mnoštvo opsega frekvencija koje će služiti kao opseg komunikacije koja će se se ostvarivati preko kablova za napajanje. Brojilo električne energije konfigurisano je tako da može da prelazi iz jednog dodeljenog pojasa frekvencija u drugi dodeljeni pojas frekvencija u zavisnosti od okruženja u kojem se ostvaruje komunikacija. Dodeljeni opsezi frekvencija su CENELEC A, CENELEC B, FCC, AR-IB i kombinacija bilo kojih od tih opsega. U različitim zemljama se dodeljuju i različiti opsezi frekvencija za komunikaciju preko kablova za napajanje. Kada se pametni brojila električne energije instaliraju u različitim zemljama, komunikacijska jedinica mora da bude u mogućnosti da komunicira signale koji nose podatke unutar frekvencijskog opsega koji se dodeljuju u različitim zemljama. Osim toga, poželjni frekvencijski pojasi za ostvarivanje komunikacije preko kablova za napajanje razlikuju se od jedne do druge komunalne institucije koja se bavi isporukom električne energije. Neke daju prednost komunikaciji u, na primer, CENELEC A opsegu, dok neke druge daju prednost komunikaciji u FCC opsegu, ili nekom drugom frekvencijskom pojasu. Štaviše, pametni brojač električne energije može da bude instaliran i u sistemu očitavanja brojila u koji je uključujučeno mnoštvo brojila električne energije i drugih električnih uređaja, na primer koncentratora. Koncentrator može da bude konfigurisan za ostvarivanje komunikacije preko kablova za napajanje unutar definisanog dodeljenog frekvencijskog pojasa. Ako je komunikacijska jedinica konfigurisana tako da može da menja režim rada prelazeći iz jednog dodeljenog frekvencijskog opsega u drugi dodeljeni frekvencijski opseg, u zavisnosti od okruženja u kojem se ostvaruje komunikacija, merač električne energije može da se koristi u različitim zemljama i za potrebe različitih komunalnih institucija ili sistema za očitavanje brojila bez potrebe da se njegov hardver menja i prilagođava. Osim toga, u zavisnosti od mesta na kojem je ugrađen merač električne energije, kvalitet komunikacije unutar različitih dodeljenih frekvencijskih opsega razlikovaće se u zavisnosti od ostalih signala koji se nalaze u blizini. Ako je kvalitet komunikacije koja se ostvaruje preko kablova za napajanje unutar dodeljenog frekvencijskog opsega loš, komunikacijska jedinica je konfigurisana tako da prebaci komunikaciju iz tog dodeljenog frekvencijskog opsega u drugi dodeljeni frekvencijski opseg. Na taj način kvalitet komunikacije koja se ostvaruje preko kablova za napajanje može da se optimizuje i da se osigura dobar kvalitet komunikacije preko kablova za napajanje.

Poželjno je da komunikacijska jedinica bude konfigurisana tako da može da prelazi iz jednog frekvencijskog opsega u drugi frekvencijski opseg, u zavisnosti od okruženja u kojem se ostvaruje komunikacija. U jednoj varijanti izvođenja, to prebacivanje može da se odvija automatski, tako što će se frekvencijski opseg za komunikaciju komunikacijske jedinice prilagoditi zahtevima koji se odnose na opseg frekvencija u kojem se komunikacija odvija, na primer, na različitim lokacijama, različitim komunalnim institucijama ili različitim sistemima za očitavanje brojila.

Alternativno ili u kombinaciji prethodno navedenim utvrđenim zahtevima, prilagođavanje zavisi od optimizovanog tehničkog kvaliteta komunikacije preko kablova za napajanje (npr. u određenim okruženjima komunikacija koja se odvija unutar CENELEC pojasa frekvencija može da pruži stabilniju komunikaciju nego u slučaju da se ona odvija unutar FCC opsega ili nekog drugog frekvencijskog opsega, ili obrnuto). Naime, inteligentno prebacivanje koje će zavisiti od kvaliteta komunikacije omogućava rešenje koje će podrazumevati dinamičko prebacivanje prilikom složene komunikacije. Takvo inteligentno prebacivanje može da se obavlja ručno ili pomoću daljinskog signala, a u nekim primenama može da bude i automatski regulisano korišćenjem logičkog modula koji će imati sposobnost učenja ili automatskog prepoznavanja.

U jednom povoljnom izvođenja pronalaska, prvi frekvencijski opseg i drugi frekvencijski opseg su dva od dodeljenih frekvencijskih opsega za komunikaciju koja će se ostvarivati preko kablova za napajanje. Prednost se ogleda u tome što se mogu iskoristiti različiti dizajni brojila električne energije.

U skladu sa predloženim pronalasku, gore navedeni ciljevi se postižu tako što adapterski modul za brojač električne energije sadrži jedinicu za obradu signala, prekidač koji je povezan sa jedinicom za obradu signala i upravljački modul za upravljanje prekidačem. Jedinica za obradu signala ima najmanja dva režima rada, u zavisnosti od položaja u kojem se nalazi prekidač kojim upravlja upravljački modul. U prvom režimu rada, jedinica za obradu signala bira električne signale čije frekvencije pripadaju prvom frekvencijskom opsegu i spaja odabrane signale sa kablom za napajanje. U drugom režimu rada, jedinica za obradu signala bira električne signale čije frekvencije pripadaju drugom frekvencijskom opsegu i spaja odabrane signale sa kablom za napajanje.

U nekim izvođenjima pronalaska, u prvom režimu rada, jedinica za obradu signala formira filter za filtriranje opsega frekvencija koji propušta samo električne signale čije frekvencije pripadaju prvom frekvencijskom opsegu. U drugom režimu rada, jedinica za obradu signala formira visokopropusni filter kako bi propustila električne signale čije frekvencije pripadaju drugom frekvencijskom opsegu.

U nekim izvođenjima pronalaska, prvi frekvencijski opseg i drugi frekvencijski opseg predstavljaju dva opsega od više dodeljenih frekvencijskih opsega za komunikaciju preko kablova za napajanje, na primer, CENELEC A, CENELEC B, FCC i ARIB.

U jednom od poželjnih izvođenja, prvi frekvencijski opseg je opseg CENELEC A, a drugi frekvencijski opseg je opseg FCC, ili obrnuto.

U jednoj varijanti tog izvođenja, konfiguracioni signal pokreće inicijalni signal, koji se prenosi preko kablova za napajanje ili kanala za radio-komunikaciju. Inicijalni signal stvara, na primer, sistem za očitavanje strujomera koji podrazumeva brojač električne energije u koji je ugrađen adapterski modul. Inicijalni signal se preko kabla za napajanje ili kanala za radiokomunikaciju prenosi do brojača električne energije u koji je ugrađen adapterski modul. Sa režimima rada jedinice za obradu može da se upravlja daljinski. Zbog toga adapterski modul može da se na efikasan način daljinski prilagodi tako da može da ostvari komunikaciju preko kablova za napajanje koja će se odvijati unutar određenog frekvencijskog opsega.

Logički modul može da bude funkcionalno povezan sa upravljačkim modulom ili jedinicom za obradu signala brojila električne energije u koje je ugrađen adapterski modul. Logički modul može da ima funkcionalnost veštački inteligentnog učenja i/ili automatske detekcije i može da bude u stanju da stvara konfiguracijski signal. Zahvaljujući tome može da se postigne inteligentno prebacivanje iz jednog frekvencijskog pojasa namenjenog komunikaciji u drugi frekvencijski pojas. To omogućava postizanje optimalne komunikacije u pogledu kvaliteta komunikacije i raznorodnosti primene, na primer, nezavisnost u pogledu opsega frekvencija namenjenih komunikaciji u različitim zemljama, primene u različitim komunalnim institucijama i uređaja koji su povezani unutar istog sistema za očitavanje brojila.

U nekim izvođenjima, prekidač je relej, koji je poželjno da bude optoizolovani relej.

U jednoj varijanti izvođenja, jedinica za obradu signala sadrži prvi otpornik, prvi kondenzator, drugi kondenzator i prvi induktor, pri čemu su prvi kondenzator, drugi kondenzator i prvi induktor povezani serijski, pri čemu je prvi induktor postavljen između prvog kondenzatora i drugog kondenzatora, pri čemu je prvi otpornik paralelno povezan sa prvim induktorom. U jednom poželjnom izvođenju, jedinica za obradu signala je konfigurisana tako da može da prelazi iz prvog režima rada u drugi režim rada pomoću manevrisanja prvog električnog induktora. U jednoj varijanti, prekidač povezan na jedinicu za obradu signala postavljen je u zatvoreni položaj, a prvi električni induktor je skrenut. Na taj način, adapterski modul ili brojilo električne energije sa ugrađenim adapterskim modulom može da menja frekvenciju namenjenu komunikaciji preko kablova za napajanje iz prvog frekvencijskog pojasa u drugi frekvencijski pojas.

Kratak opis crteža

Da bi se opisao način na koji se mogu ostvariti prednosti pomoću karakteristika predloženog pronalaska, u daljem tekstu će biti dati detaljniji opisi principa koji su ukratko opisani u prethodnom delu teksta, sa referencama na posebna izvođenja pronalaska koja su ilustrovana na priloženim crtežima. Na tim crteža prikazani su samo određeni primeri izvođenja pronalaska, te ne treba smatrati da oni na bilo koji način ograničavaju njegov opseg.

Sl. 1 prikazan je šematski dijagram brojila električne energije;

Sl. 2 prikazan je šematski dijagram adapterskog modula za brojilo električne energije; Sl. 3 prikazan je jedan primer izvođenja daljinskog upravljanja pomoću prekidača koji je ugrađen u adapterski modul;

Sl. 4 prikazan je jedan primer izvođenja jedinice za obradu signala koja se primenjuje u okviru adapterskog modula; i

Sl. 5 prikazan je jedan primer izvođenja jedinice za obradu signala sa prekidačem koji ima dva položaja;

Opis pronalaska

Na slici 1 prikazan je šematski dijagram brojila 1 električne energije, koji sadrži jedinicu 2 za merenje, komunikacijsku jedinicu 3 i jedinicu 4 za obradu signala. Jedinica 2 za merenje meri, na primer, jačinu struje i napona kako bi se odredila električna snaga i količina potrošene ili proizvedene električne energije. Komunikacijska jedinica 3 prenosi od i do komunalne institucije signale sa podacima kao što su utvrđena količina potrošene ili proizvedene električne energije, dijagnostički podaci brojila 1 električne energije i ostale potrebne podatke, u okviru opsega frekvencija namenjenih komunikaciji preko kablova 5 za napajanje. Jedinica 4 za obradu signala upravlja jedinicom 2 za merenje i komunikacijskom jedinicom 3.

Mnoštvo frekvencijskih opsega dodeljeno je kao komunikacioni pojas za ostvarivanje komunikacije preko kablova 5 za napajanje. Brojilo 1 električne energije je konfigurirsano tako da može da se prebacuje iz jednog dodeljenog frekvencijskog opsega u drugi dodeljeni frekvencijski opseg u zavisnosti od okruženja u kojem se ostvaruje komunikacija.

U jednom izvođenju koje je prikazano na slici 1, komunikacijska jedinica uključuje modulacioni/demodulacioni modul za modulisanje i demodulisanje signala koji prenose podatke na nosećem signalu, analogni prednji kraj i adapterski modul. Prebacivanje frekvencijskog opsega posebno se postiže prebacivanjem adapterskog modula u neki od njegova dva režima rada.

Na slici 2 prikazan je šematski dijagram adapterskog modula 10 za brojilo električne energije koji je izveden u skladu sa pronalaskom. Referentni broj 10 odnosi se na adapterski modul 10, koji sadrži jedinicu 11 za obradu signala, prekidač 12 i upravljački modul 13. Budući da je adapterski modul 10 dizajniran tako da može da se primenjuje za ostvarivanje komunikacije preko kablova 5 za napajanje, terminal 2 jedinice 11 za obradu signala je povezan sa kablom 5 za napajanje koji ima napon od, na primer, 230 volti ili 110 volti, u zavisnosti od države u kojoj se koristi. Terminal 1 jedinice 11 za obradu signala povezan je sa analognim prednjim krajem 14. Jedinica 11 za obradu signala bira električne signale čija se frekvencija nalazi unutar definisanog frekvencijskog opsega i spaja te odabrane električne signale sa kablom 5 za napajanje, i obrnuto. Kao što je prikazano na slici 2, prekidač 12 povezan je sa jedinicom 11 za obradu signala, pri čemu se za upravljanje prekidačem 12 koristi upravljački modul 13. Da bi se obezbedio adapterski modul 10 koji može da radi sa više frekvencijskih opsega, jedinica 11 za obradu signala ima najmanje dva režima rada, koji će zavisiti od stanja u kojem se nalazi prekidač 12. Prekidač može da se nalazi u najmanje dva stanja. U zavisnosti od broja mogućih režima rada u kojima može da bude jedinica 11 za obradu signala, koristi se i odgovarajući prekidač koji ima najmanje isti broj stanja koliko i jedinica za obradu signala mogućih režima rada.

U jednom izvođenju, jedinica 11 za obradu signala ima dva režima rada, te je izabran prekidač 12 koji može da se nađe u dva položaja odnosno dva stanja. Upravljački modul 13 stvara upravljački signal 36 koji služi za upravljanje prekidačem 12, odnosno za njegovo prebacivanje iz prvog u drugo stanje. U prvom režimu rada, jedinica 11 za obradu signala bira električne signale koji imaju frekvencije koje pripadaju prvom frekvencijskom pojasu i spaja izabrani signal sa kablom za napajanje, i obrnuto. U drugom režimu rada, jedinica 11 za obradu signala bira električne signale koji imaju frekvencije koje pripadaju drugom frekvencijskom pojasu i spaja izabrani signal sa kablom 5 za napajanje, i obrnuto. Prva frekvencijski pojas može, na primer, da bude frekvencijski opseg CENELEC A, a drugi frekvencijski pojas može, na primer, da bude frekvencijski opseg FCC, i obrnuto. Za korišćenje jedinice 11 za obradu signala u prvom režimu rada, prekidač 12 se prebacuje u prvo stanje. Da bi se koristila jedinica 11 za obradu signala u drugom režimu rada, prekidač 12 se prebacuje u drugo stanje. Upravljački modul 13 je konfigurisan tako da može da stvara upravljački signal 36 za menjanje stanja prekidača na osnovu konfiguracijskog signala 35. Kao što je prikazano na slici 2, upravljački modul 13 sadrži najmanje jedan ulazni terminal označen sa Cin za prijem konfiguracijskog signala 35 i jedan izlazni terminal Cout za obezbeđivanje upravljačkog signala 36 za menjanje stanja prekidača pomoću kojeg se upravlja prekidačem 12. Kao što će kasnije biti detaljnije opisano, konfiguracijski signal 35 može da bude stvoren lokalno ili daljinski. Pored toga, konfiguracijski signal 35 može da se stvara i dinamički.

U jednoj varijanti izvođenja, konfiguracijski signal 35 se stvara pomoću alata za konfiguraciju, koji, na primer, upotrebljava servisni tehničar za ugradnju ili rekonfiguraciju mernog uređaja, pri čemu je već ugrađen adapterski modul 10. Alat za konfiguraciju može da bude softverski modul, hardverski modul ili kombinacija tih modula. Osim toga, konfiguracijski alat može da bude i spoljni uređaj ili deo brojila električne energije koji uključuje adapterski modul 10. U slučaju da je adapterski modul 10 ugrađen u brojilo električne energije, konfiguracijski alat može da bude smešten i u brojilu električne energije ili da bude napravljen tako da može da se sa spoljne strane spoji sa brojilom električne energije. Nakon prijema konfiguracijskog signala 35, upravljački modul 13 stvara upravljački signal 36 za prebacivanje prekidača 12 u jedno od mogućih stanja. Upravljački modul 13 može da bude softverski modul, hardverski modul ili kombinacija tih modula.

Na slici 3 prikazana je varijanta izvođenja za daljinsko stvaranje konfiguracijskog signala 35. U tom slučaju, inicijalni signal 37 će pokrenuti stvaranje konfiguracijskog signala 35, a taj inicijalni signal se stvara, na primer, pomoću sistema 6 za očitavanje brojila. Inicijalni signal 37 se prenosi preko kablova 5 za napajanje ili preko radio-komunikacionog kanala do brojila električne energije u koje je ugrađen adapterski modul 10. Na osnovu primljenog inicijalnog signala 37, brojilo električne energije podešava konfiguracijski signal 35 koji se šalje u upravljački modul 13. Tu funkciju može da obavlja, na primer, jedinica za obradu signala koja je ugrađena u brojilo električne energije.

U alternativnoj konfiguraciji, to izvođenje pronalaska može da sadrži logički modul (nije prikazan na slikama) koji je funkcionalno povezan sa upravljačkim modulom 13 ili jedinicom 4 za obradu signala brojila 1 električne energije u koje je ugrađen adapterski modul. Logički modul može da ima mogućnost pametnog učenja i/ili automatske detekcije i može da bude u stanju da stvara konfiguracijski signal 35. Na taj način, konfiguracijski signal 35 će se stvarati dinamički.

Na slici 4 prikazano je jedno izvođenje kod kojeg je primenjen adapterski modul 10. Treba napomenuti da izvođenje koje je ovde prikazano opisuje samo jedan primer hardvera kod kojeg je primenjena jedinica 11 za obradu signala. Međutim, osobe stručne u ovoj oblasti će razumeti da su moguće različite implementacije kola koje će pružati istu funkcionalnost. Kao što je prikazano na slici 4, jedinica 11 za obradu signala sadrži prvi otpornik 23, prvi kondenzator 21, drugi kondenzator 22 i prvi induktor 25. Prvi kondenzator 21 i drugi kondenzator 22 povezani su serijski sa prvim induktorom 25 koji je postavljen između prvog kondenzatora 21 i drugog kondenzatora 22. Prvi otpornik 23 povezan je paralelno sa prvim induktorom 25. Ta četiri elementa formiraju filter za propuštanje određenog frekventnog pojasa, bliže određeno kao LC rezonantno kolo. Centralnu frekvenciju rezonantnog kola u najvećoj meri definišu vrednosti prvog kondenzatora 21, drugog kondenzatora 22 i prvog induktora 25. Faktor kvaliteta rezonantnog kola delimično je definisan vrednošću prvog otpornika 23, koji je paralelno spojen sa prvim induktorom 25. Filter za propuštanje određenog frekventnog pojasa uklanja sa putanje signala one signale koji ne pripadaju željenom opsegu frekvencija pre nego što stignu signali do kabla 5 za napajanje.

U jednom mogućem izvođenju, drugi električni induktor 26 je postavljena u adapterski modul 10 da bi se rezonantno kolo malo razdvojilo od analognog prednjeg kraja 14. Zbog toga se, u slučaju da kolo ima tu dodatnu karakteristiku blagog razdvajanja, koristi i drugi električni induktor 26 koja je postavljena između analognog prednjeg kraja 14 i filter za propuštanje određenog frekventnog pojasa, a poželjno je i da bude postavljena između analognog prednjeg kraja 14 i prvog kondenzatora 21. Analogni prednji kraj 14 uključuje filtersku jedinicu, pojačalo za prijem signala i pojačalo za slanje signala. Poželjno je da analogni prednji kraj 14 bude integrisano kolo koje ima kompaktan dizajn i koje smanjuje opterećenja koja nastaju usled dugačkih žičnih veza, na primer između filterske jedinice i pojačala. Analogni prednji kraj 14 radi pod naponom napajanja koji je mnogo niži od napona kabla 5 za napajanje, a obično se nalazi u opsegu od 10 volti do nekoliko desetina volti. Zbog toga, jedinica 11 za obradu signala mora da bude u stanju da prilagođava električne signale koji imaju napon koji se nalazi u opsegu napona napajanja analognog prednjeg kraja 14 menjajući im napon tako da on dospe u opseg napona kablova 5 za napajanje, recimo od 10 volti do 220 volti.

U jednom mogućem izvođenju, treći induktor 27 nalazi se između čvora A i uzemljenja kako bi se na ulazu analognog prednjeg kraja 14 prigušio niskofrekventni signal naponskih vodova poput signala mrežnih vodova koji ima frekevencije od 50 Hz do 60 Hz. Kao što je prikazano na slici 4, terminal 2 analognog prednjeg kraja povezan je sa jedinicom 11 za obradu signala. U izvođenju prikazanom na slici 4, prekidač 12 je serijski povezan sa zaštitnim otpornikom 24. Taj serijski postavljeni prekidač 12 i zaštitni otpornik 24 postavljeni su paralelno sa prvim induktorom 25. Zaštitni otpornik 24 po izboru može da bude i serijski spojen sa prekidačem 12. Na slici 4 prikazan je protok signala u slučaju prenosa električnih signala na kabl za napajanje 5. Jedinica 11 za obradu signala prima prvi električni signal 31 sa analognog prednjeg kraja 14 i šalje drugi električni signal 32 prema kablu za napajanje 5. Trebalo bi napomenuti da raspored sklopova u električnom kolu koji je prikazan na slici 4 takođe može da se primeni i za prijem električnih signala iz kablova 5 za napajanje. Tok signala u tom slučaju ima suprotan smer.

Na slici 5 prikazano je posebno izvođenje adapterskog modula 10, kod kojeg se koristi prekidač 15 koji može da se nalazi u dva različita stanja, u otvorenom ili zatvorenom stanju, a jedinica 11 za obradu signala ima dva režima rada, režim opsega niskih frekvencija i režim opsega visokih frekvencija, na primer režim „CENELEC-A“ i režim „FCC-pojas“. Trebalo bi napomenuti da ovaj pronalazak nije ograničen na ove specifične frekvencijske opsege i na vrednosti električnih elemenata koje obuhvata. Kao što je prikazano na slici 5, u otvorenom stanju prekidača 15 koji može da se nalazi u dva različita stanja, prvi električni signal 31 prolazi kroz filter za propuštanje određenog frekventnog pojasa koji se sastoji od prvog kondenzatora 21, drugog kondenzatora 22, prvog induktora 25 i prvog otpornik 23. Na primer, vrednosti ta četiri elementa odabrane su tako da središnja frekvencija filtera za propuštanje određenog frekventnog pojasa ima vrednost od 68 kHz za primenu režima rada CENELEC-A. U zatvorenom stanju prekidača 15 koji može da se nalazi u dva različita stanja, prvi električni induktor 25 i prvi otpornik 23 aktiviraju se pomoću prekidača 15 koji može da se nalazi u dva različita stanja, pa zato prvi električni signal 31 prolazi kroz visokopropusni filter koji ima drugačije karakteristike filtriranja kako bi mogao da se primeni režim rada FCC, na primer, vrednost frekvencija koje se odbacuju je niža od najniže frekvencije FCC opsega, odnosno od 155 kHz.

Spisak referentnih pozicija na crtežima

1 brojilo električne energije

2 jedinica za merenje

3 komunikacijska jedinica

4 jedinica za obradu

5 kablovi za napajanje

6 Sistem za očitavanja brojila

10 adapterski modul

11 jedinica za obradu signala

12 prekidač

13 upravljački modul

14 analogni prednji kraj

15 prekidač koji može da se nalazi u dva stanja

21 prvi kondenzator (C1)

22 drugi kondenzator (C2)

23 prvi otpornik (R1)

24 zaštitni otpornik (R2)

25 prvi induktor (L1)

26 drugi induktor (L2)

27 treći induktor (L3)

31 prvi električni signal

32 drugi električni signal

35 konfiguracijski signal

36 upravljački signal

37 inicijalni signal

Claims (14)

PATENTNI ZAHTEVI

1. Brojilo (1) električne energije koje obuhvata:

jedinicu (2) za merenje koja služi za određivanje potrošnje električne energije;

komunikacijsku jedinicu (3) za prenos signala sa podacima unutar frekvencijskog opsega namenjenog ostvarivanju komunikacije preko kablova za napajanje; i

jedinica za obradu koja služi za upravljanje jedinicom (2) za merenje i komunikacijskom jedinicom (3);

pri čemu je komunikacijska jedinica (3) konfigurisana tako da može da prilagođava frekvencijski opseg komunikacije okruženju u kojem se ostvaruje komunikacija;

naznačeno time, da

komunikacijska jedinica (3) sadrži jedinicu za obradu signala, prekidač (12) koji je spojen sa jedinicom (11) za obradu signala i upravljačkim modulom (13) pomoću kojeg se upravlja prekidačem (12); pri čemu jedinica (11) za obradu signala ima najmanje dva režima rada, koji se menjaju u zavisnosti od stanja u kojem se nalazi prekidač (12) kojim upravlja upravljački modul (13); u prvom režimu rada, jedinica (11) za obradu signala bira električne signale iz prvog frekvencijskog opsega i spaja odabrane električne signale sa kablom za napajanje;

u drugom režimu rada, jedinica (11) za obradu signala bira električne signale iz drugog frekvencijskog opsega i spaja odabrane električne signale sa kablom za napajanje;

pri čemu je upravljački modul (13) konfigurisan tako da može da stvara upravljački signal (36) za upravljanje prekidačem (12) na osnovu konfiguracijskog signala (35), i

pri čemu se konfiguracijski signal (35) stvara dinamički.

2. Brojilo električne energije izvedeno u skladu sa zahtevom 1, naznačeno time, da je kao komunikacijski opseg za ostvarivanje komunikacije preko kablova za napajanje dodeljeno više frekvencijskih opsega, pri čemu je komunikacijska jedinica (3) konfigurisana tako da može da prebacuje komunikaciju iz jednog dodeljenog frekvencijskog opsega u drugi dodeljeni frekvencijski opseg u zavisnosti od komunikacijskog okruženja.

3. Brojilo električne energije izvedeno u skladu sa zahtevima 1 ili 2, naznačeno time, da u prvom režimu rada jedinica (11) za obradu signala stvara filter za propuštanje frekvencija koje pripadaju određenom opsegu kako bi kroz njega prolazili električni signali čije se frekvencije nalaze unutar prvog frekvencijskog opsega; i

u drugom režimu rada jedinica za obradu signala stvara visokopropusni filter kako bi kroz njega prolazili električni signali čije se frekvencije nalaze unutar drugog frekvencijskog opsega.

4. Brojilo električne energije izvedeno u skladu sa nekim od zahteva od 1 do 3, naznačeno time, što prvi frekvencijski opseg i drugi frekvencijski opseg pripadaju grupi dodeljenih frekvencijskih opsega za ostvarivanje komunikacije preko kablova za napajanje.

5. Brojilo električne energije izvedeno u skladu sa nekim od zahteva od 1 do 4, naznačeno time, da se konfiguracijski signal (35) pokreće pomoću inicijalnog signala (37) koji se prenosi preko kablova (5) za napajanje ili radio-komunikacionim kanalom.

6. Brojilo električne energije izvedeno u skladu sa nekim od zahteva od 1 do 5, naznačeno time, da je prekidač (12) relej, prvenstveno optoizolovani relej.

7. Brojilo električne energije izvedeno u skladu sa nekim od zahteva od 1 do 6, naznačeno time, da jedinica (11) za obradu signala sadrži prvi otpornik (23), prvi kondenzator (21), drugi kondenzator (22) i prvi induktor (25) pri čemu su prvi kondenzator (21), drugi kondenzator (22) i prvi induktor (25) serijski povezani, pri čemu je prvi induktor (25) postavljena između prvog kondenzatora (21) i drugog kondenzatora (22), pri čemu je prvi otpornik (23) paralelno povezan sa prvim induktorom (25).

8. Adapterski modul (10) za brojilo (1) električne energije koji sadrži:

jedinicu (11) za obradu signala;

prekidač (12) spojen na jedinicu (11) za obradu signala;

i upravljački modul (13) za upravljanje prekidačem (12);

pri čemu jedinica (11) za obradu signala ima najmanje dva režima rada, koji su u zavisnosti od stanja u kojem se nalazi prekidač (12) kojim upravlja upravljački modul (13);

u prvom režimu rada, jedinica (11) za obradu signala bira električne signale iz prvog frekvencijskog opsega i spaja odabrane električne signale sa kablom za napajanje;

u drugom režimu rada, jedinica (11) za obradu signala bira električne signale iz drugog frekvencijskog opsega i spaja odabrane električne signale sa kablovima za napajanje;

pri čemu je upravljački modul (13) konfigurisan tako da na osnovu konfiguracijskog signala (35) stvara upravljački signal (36) za upravljanje prekidačem (12); i

pri čemu se konfiguracijski signal (35) stvara dinamički.

9. Adapterski modul izveden u skladu sa zahtevom 8, naznačen time, što je kao opseg za komunikaciju koja se ostvaruje preko kablova za napajanje dodeljeno više frekvencijskih opsega, pri čemu je komunikacijska jedinica (3) konfigurisana tako da može da prebacuje signal iz jednog dodeljenog frekvencijskog opsega u drugi dodeljeni frekvencijski opseg, u zavisnosti od okruženja u kojem se ostvaruje komunikacija.

10. Adapterski modul (10) izveden u skladu sa patentnim zahtevima 8 ili 9, naznačen time, što

u prvom režimu rada jedinica (11) za obradu signala formira filter za propuštanje frekvencija određenog opsega koji propušta električne signale čije frekvencije pripadaju prvom frekvencijskom opsegu; i

u drugom režimu rada jedinica za obradu signala formira visokopropusni filter koji propušta električne signale čije frekvencije pripadaju drugom frekvencijskom opsegu.

11. Adapterski modul (10) izveden u skladu sa nekim od zahteva od 8 do 10, naznačen time, što prvi frekvencijski opseg i drugi frekvencijski opseg pripadaju grupi dodeljenih frekvencijskih opsega za ostvarivanje komunikacije preko kablova za napajanje.

12. Adapterski modul izveden u skladu sa nekim od zahteva od 8 do 11, naznačen time, što stvaranje konfiguracijskog signala (35) pokreće inicijalni signal (37) koji se prenosi preko kablova (5) za napajanje ili preko radio-komunikacionog kanala.

13. Adapterski modul izveden u skladu sa nekim od zahteva od 8 do 12, naznačen time, što je prekidač (12) relej, a poželjno optoizolovani relej.

14. Adapterski modul izveden u skladu sa nekim od zahteva od 8 do 13, naznačen time, što jedinica (11) za obradu signala sadrži prvi otpornik (23), prvi kondenzator (21), drugi kondenzator (22) i prvi induktor (25), pri čemu su prvi kondenzator (21), drugi kondenzator (22) i prvi induktor (25) serijski povezani, pri čemu je prvi induktor (25) postavljena između prvog kondenzatora (21) i drugog kondenzatora (22), pri čemu je prvi otpornik (23) paralelno povezan sa prvim induktorom (25).