Система расчета электрической мощности, электрошкаф, содержащий одну такую систему, соответствующая трансформаторная подстанция и способ расчета

Система расчета электрической мощности, электрошкаф, содержащий одну такую систему, соответствующая трансформаторная подстанция и способ расчета

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к вычислительной системе для расчета электрической энергии переменного тока, текущего в, по меньшей мере, одном вторичном электрическом проводнике, электрически подключенном к первичному электрическому проводнику, причем первичный проводник и каждый вторичный проводник имеют, по существу, одно и то же переменное напряжение, и переменный ток, имеет, по меньшей мере, одну фазу.

Эта система расчета включает в себя:

- первое устройство, содержащее радиопередатчик, измерительный элемент для измерения напряжения первичного проводника, первое средство выборки для получения выборки значения измеренного напряжения, средство передачи сообщений для передачи, после периода передачи первого сообщения, причем период передачи соответствует кратному числу периодов напряжения, причем период напряжения является равным обратной частоте переменного напряжения, и средство определения напряжения для определения набора из, по меньшей мере, одного переменного репрезентативного значения измеренного напряжения, причем упомянутый массив данных определяется на основании значения напряжения, измеренного в течение данного периода передачи, причем первое сообщение содержит упомянутый массив данных;

- по меньшей мере, одно второе устройство, содержащее датчик силы тока для определения силы тока, текущего в соответствующем вторичном проводнике, второе средство выборки для получения выборки значения измеренной силы тока; и

- по меньшей мере, один вычислительный элемент для расчета электрической энергии для каждой фазы упомянутого тока, текущего в соответствующем вторичном проводнике, причем вычислительный элемент подключен к, по меньшей мере, одному соответствующему второму устройству и включает в себя радиоприемник и средство приема сообщений для приема первого сообщения, причем каждый вычислительный элемент выполнен с возможностью расчета значения для электрической энергии в течение данного периода передачи на основании упомянутого массива данных, содержащегося в первом сообщении, и выборок силы тока, связанных с данным периодом передачи.

Настоящее изобретение также относится к электрошкафу, включающему в себя панель, содержащую выходные электрические проводники, и такой вычислительной системе.

Настоящее изобретение также относится к трансформаторной подстанции для преобразования электрического тока, имеющего первое переменное напряжение, в электрический ток, имеющий второе переменное напряжение, причем эта трансформаторная подстанция включает в себя такой электрошкаф, входную панель, включающую в себя, по меньшей мере, один входной электрический проводник, выполненный с возможностью подключения к электрической сети, причем входной электрический проводник имеет первое переменное напряжение, причем панель электрошкафа образует выходную панель, в которой соответствующие выходные проводники имеют второе переменное напряжение. Трансформаторная подстанция дополнительно включает в себя электрический трансформатор, подключенный между входной панелью и выходной панелью, причем трансформатор выполнен с возможностью преобразования тока, имеющего первое переменное напряжение, в ток, имеющий второе переменное напряжение.

Настоящее изобретение также относится к способу расчета электрической энергии с использованием такой вычислительной системы.

Вычислительная система вышеупомянутого типа уже известна из документа WO А1 2013/017663. Вычислительная система включает в себя первое устройство, именуемое первичным модулем, содержащее радиопередатчик, измерительный элемент для измерения напряжения первичного проводника, средство выборки для получения выборки значения измеренного напряжения, и средство передачи сообщений для передачи первого сообщения. Период передачи первого сообщения равен одной секунде и соответствует 50 периодам напряжения, причем период напряжения является величиной, обратной частоте переменного напряжения, которая равна 20 мс. Вычислительная система также включает в себя множество вторых устройств, именуемых вторичными модулями, каждое из которых содержит амперметр для определения силы тока для тока, текущего в соответствующем вторичном проводнике, средство выборки для получения выборки значения измеренной силы тока, и вычислительный элемент для расчета электрической энергии для каждой фазы упомянутого тока, текущего в соответствующем вторичном проводнике.

Для расчета электрической энергии, вычислительный элемент рассчитывает, в каждом периоде напряжения, иными словами с интервалами времени 20 мс, активную мощность на основании значений измеренных сил тока и значений напряжения, принятых в первом сообщении. Активная энергия рассчитывается путем приращения для каждой фазы, положительного счетчика энергии, когда рассчитанная активная мощность положительна, и приращения отрицательного счетчика энергии, когда рассчитанная активная мощность отрицательна. Электрическая энергия рассчитывается для данного периода передачи и на основании набора переменных репрезентативных значений измеренных напряжений. Этот массив данных определяется для периода напряжения, выбранного из множества периодов напряжения, происходящих в течение данного периода передачи, для ограничения объема данных, передаваемых посредством радиоволн между элементами системы для расчета электрической энергии.

Однако расчет электрической энергии посредством такой вычислительной системы не является оптимальным.

Задачей изобретения является обеспечение более точной вычислительной системы.

Для этого, изобретения предусматривает вычислительную систему вышеупомянутого типа, в которой средство определения измеренного напряжения выполнено с возможностью определения упомянутого массива данных также на основании поправочного коэффициента, связанного с данным периодом передачи, причем поправочный коэффициент зависит, для каждой фазы, от репрезентативного значения напряжения только для каждого соответствующего периода напряжения, где упомянутое репрезентативное значение больше заранее определенного порогового значения, причем репрезентативное значение напряжения, предпочтительно, является значением модуля основной частотной составляющей разложения напряжения в ряд Фурье.

Вычислительная система согласно изобретению позволяет более точно рассчитывать электрическую энергию, причем поправочный коэффициент используется для учета, для расчета энергии, причем репрезентативное значение, представляет напряжение в течение нескольких периодов напряжения, начиная с момента времени, когда упомянутое репрезентативное значение больше заранее определенного порогового значения. Кроме того, посредством радиоволн передается такой же объем данных, как с помощью вычислительной системы, относящейся к уровню техники.

С помощью вычислительной системы, известной в уровне техники, энергия рассчитывается через упомянутое репрезентативное значение напряжения, для единственного периода напряжения, выбранного из множества периодов напряжения, происходящих в течение данного периода передачи, и поэтому энергия рассчитывается менее точно, чем с помощью вычислительной системы согласно изобретению.

Согласно другим преимущественным аспектам изобретения, вычислительная система включает в себя один или более из следующих характерных признаков, рассматриваемых по отдельности или в соответствии с любыми технически возможными комбинациями:

- поправочный коэффициент удовлетворяет, для каждой фазы, следующему уравнению:

где i - индекс соответствующей фазы,

k - индекс периода напряжения, причем k заключен между 1 и K, K равно количеству периодов напряжения, происходящих в течение периода передачи,

k₀ - индекс периода напряжения, выбранного из множества периодов напряжения,

k_max - количество периодов напряжения, для которых значение модуля основной частотной составляющей разложения напряжения в ряд Фурье больше заранее определенного порогового значения ε в течение данного периода передачи, и

и соответственно, представляют модуль основной частотной составляющей разложения напряжения в ряд Фурье для фазы, имеющей индекс i, и периода напряжения, имеющего индекс k, и, соответственно, выбранного периода напряжения, имеющего индекс k₀;

- упомянутый набор из, по меньшей мере, одного репрезентативного переменного значения имеет множество действительных и мнимых коэффициентов разложения измеренного напряжения в ряд Фурье, причем количество строк разложения в ряд Фурье, предпочтительно, больше или равно 5, более предпочтительно, равно 17;

- электрическая энергия удовлетворяет, для каждой фазы, нижеследующим уравнениям:

и

где i - индекс соответствующей фазы,

j - строка разложения в ряд Фурье, причем j заключено между 1 и J, причем J равно количеству строк упомянутого разложения, причем основная частотная составляющая соответствует строке 1,

k - индекс соответствующего периода напряжения, причем k заключено между 1 и K, K равно количеству периодов напряжения, происходящих в течение периода передачи, и

P_{i, j, k} представляет активную мощность для фазы, имеющей индекс i, действительных и мнимых коэффициентов строки j и периода напряжения, имеющего индекс k;

- средство определения измеренного напряжения, кроме того, выполнено с возможностью определения, для каждой фазы, углового отклонения на основании отношения для, по меньшей мере, одного периода напряжения, причем отношение равно мнимому коэффициенту основной частотной составляющей разложения напряжения в ряд Фурье, в течение упомянутого периода напряжения, деленному на действительный коэффициент упомянутой основной частотной составляющей напряжения, и вычислительный элемент выполнен с возможностью расчета значения электрической энергии также на основании углового отклонения,

- угловое отклонение определяется, для каждой фазы, согласно нижеследующим уравнениям:

и α_{i, k}=ϕ_i(k+1)-ϕ_i(k) ∀k∈[1;K-1]

то есть где

где i - индекс соответствующей фазы,

k - индекс периода напряжения, причем k заключен между 1 и K, K равно количеству периодов напряжения, происходящих в течение периода передачи, и

U_{i, 1, k} представляет основную частотную составляющую напряжения для фазы, имеющей индекс i, и периода напряжения, имеющего индекс k.

- первые действительные и мнимые коэффициенты разложения в ряд Фурье измеренного напряжения рассчитываются согласно нижеследующим уравнениям, для каждого периода напряжения, имеющего индекс, заключенный между 3 и K, причем выбранный период напряжения, имеет индекс, равный 2:

ReU_{i, j, k}=cos(j×α_i)×ReU_{i, j, k-1}-sin(j×α_i)×ImU_{i, j, k-1}

ImU_{i, j, k}=cos(j×α_i)×ImU_{i, j, k-1}+sin(j×α_i)×ReU_{i, j, k-1}

и первые действительные и мнимые коэффициенты разложения в ряд Фурье измеренного напряжения рассчитываются согласно нижеследующим уравнениям, для периода напряжения, имеющего индекс, равный 1:

ReU_{i, j, 1}=cos(-j×α_i)×ReU_{i, j, 2}-sin(-j×α_i)×ImU_{i, j, 2}

ImU_{i, j, 1}=cos(-j×α_i)×ImU_{i, j, 2}+sin(-j×α_i)×ReU_{i, j, 2}

Изобретение также относится к электрошкафу, содержащему:

- панель, включающую в себя, по меньшей мере, один первичный выходной электрический проводник и, по меньшей мере, один вторичный выходной электрический проводник, причем каждый вторичный выходной проводник электрически подключен к соответствующему первичному выходному проводнику, причем ток, текущий в соответствующих выходных проводниках, имеет переменное напряжение, и

- вычислительную систему для расчета электрической энергии тока, текущего в каждом вторичном выходном проводнике,

причем вычислительная система определена выше.

Изобретение также относится к трансформаторной подстанции для преобразования электрического тока, имеющего первое переменное напряжение, в электрический ток, имеющий второе переменное напряжение, включающей в себя определенный выше электрошкаф, входную панель, включающую в себя, по меньшей мере, один входной электрический проводник, выполненный с возможностью подключения к электрической сети, причем входной электрический проводник имеет первое переменное напряжение, причем панель электрошкафа образует выходную панель, в которой соответствующие выходные проводники имеют второе переменное напряжение, и электрический трансформатор, подключенный между входной панелью и выходной панелью, причем трансформатор выполнен с возможностью преобразования тока, имеющего первое переменное напряжение, в ток, имеющий второе переменное напряжение.

Изобретение также относится к способу расчета электрической энергии тока, текущего в, по меньшей мере, одном вторичном электрическом проводнике, причем вторичный проводник электрически подключен к первичному электрическому проводнику, причем первичный проводник и каждый вторичный проводник имеют, по существу, одно и то же переменное напряжение, и переменный ток, имеет, по меньшей мере, одну фазу,

причем способ включает в себя этапы, на которых:

- (а) измеряют, с помощью первого устройства, напряжение тока, текущего в первичном проводнике, получают выборку значения измеренного напряжения, определяют набор из, по меньшей мере, одного переменного репрезентативного значения измеренного напряжения, причем упомянутый массив данных определяется на основании значения напряжения, измеренного в течение данного периода передачи, причем первое сообщение содержит упомянутый массив данных, и передают, после периода передачи первого сообщения, период передачи, соответствующий кратному числу периодов напряжения, причем период напряжения является величиной, обратной частоте переменного напряжения,

- (b) измеряют, с помощью второго устройства, силу тока для тока, текущего в соответствующем вторичном проводнике, и получают выборку значения измеренной силы тока, и

- (с) расчитывают, с помощью, по меньшей мере, одного вычислительного элемента, электрическую энергию для каждой фазы упомянутого тока, текущего в соответствующем вторичном проводнике, причем вычислительный элемент подключен к, по меньшей мере, одному соответствующему второму устройству и включает в себя радиоприемник и средство приема сообщений для приема первого сообщения, причем расчет электрической энергии осуществляют на основании упомянутого массива данных, содержащегося в первом сообщении, и выборок силы тока, связанных с данным периодом передачи,

причем, на этапе (а), упомянутый массив данных определяется также на основании поправочного коэффициента, связанного с данным периодом передачи, причем поправочный коэффициент зависит, для каждой фазы, от репрезентативного значения напряжение только для каждого соответствующего периода напряжения, где упомянутое репрезентативное значение больше заранее определенного порогового значения, причем репрезентативное значение напряжения, предпочтительно, является значением модуля основной частотной составляющей разложения напряжения в ряд Фурье.

Эти признаки и преимущества изобретения явствуют из нижеследующего описания, приведенного исключительно в порядке неограничительного примера и со ссылками на прилагаемые чертежи, в которых:

- Фиг. 1 - схематическое представление трансформаторной подстанции, включающей в себя первую панель, вторую панель, подключенную к первой панели посредством трансформатора, и вычислительную систему для расчета электрической энергии тока, текущего в выходных проводниках второй панели,

- Фиг. 2 - схематическое представление вычислительной системы, показанной на Фиг. 1, причем вычислительная система содержит первое измерительное устройство для измерения напряжения, множество вторых измерительных устройств для измерения силы тока и устройство централизации,

- Фиг. 3 - схематическое представление второго устройства, показанного на Фиг. 2,

- Фиг. 4 - логическая схема этапов способа расчета согласно изобретению, осуществляемого первым устройством, показанным на Фиг. 2,

- Фиг. 5 - логическая схема этапов того же способа расчета, осуществляемого вторыми устройствами, показанными на Фиг. 2 и 3,

- Фиг. 6 - логическая схема этапов того же способа расчета, осуществляемый устройством централизации, показанным на Фиг. 2,

- Фиг. 7 - временная схема, демонстрирующая моменты времени передачи и приема первого сообщения, причем последнее передается первым устройством на вторые устройства, и

- Фиг. 8 - временная схема, представляющая периоды времени, для которых определяются коэффициенты разложения в ряд Фурье напряжения и сила тока, соответственно, и также моменты времени, соответственно, подготовки первого сообщения, передачи первого сообщения и расчета электрической энергии.

В нижеследующем описании, термин "по существу, равный…" задает отношение эквивалентности в диапазоне плюс/минус 5%.

На Фиг. 1, трансформаторная подстанция 10, подключенная к электрической сети 12 включает в себя первую панель 14, также известную как входная панель, вторую панель 16, также известную как выходная панель, электрический трансформатор 18, подключенный между первой панелью и второй панелью 20, и измерительную систему для измерения электрической энергии тока.

Альтернативно, электрошкаф, не показан, включает в себя вторую панель 16 и измерительную систему 20. Другими словами, электрошкаф включает в себя элементы трансформаторной подстанции 10 за исключением электрического трансформатора 18 и первой панели 14, причем вторая панель 16, например, непосредственно запитана низким напряжением.

Трансформаторная подстанция 10 выполнена с возможностью преобразования электрического тока, поступающего из сети 12 и имеющего первое переменное напряжение, в электрический ток, имеющий второе переменное напряжение.

Электрическая сеть 12 является сетью переменного тока, например, трехфазной сетью. Электрическая сеть 12 является, например, сетью среднего напряжения, иными словами, имеющей напряжение более 1000 В и менее 50000 В. Таким образом, первое трехфазное напряжение является средним напряжением. Альтернативно, электрическая сеть 12 является сетью высокого напряжения, иными словами, имеющей напряжение более 50000 В.

Первая панель 14 включает в себя множество входов 22, причем каждый вход 22 содержит один первый 24А, 24В, один второй 26А, 26В и один третий 28А, 28В входные проводники. Каждый первый, второй, третий входной проводник 24А, 24В, 26А, 26В, 28А, 28В подключен к электрической сети посредством соответствующего 32 входного выключателя. Трехфазный ток, текущий в соответствующих входных проводниках 24А, 24В, 26А, 26В, 28А, 28В имеет первое фазное напряжение.

Вторая панель 16 включает в себя один первый 34, один второй 36, один третий 38 и один четвертый первичные проводники 39 и множество N выходов 40A, 40В, …40N, иными словами, один первый выход 40А, один второй выход 40В, …, один N-й выход 40N, причем каждый выход 40А, 40В, …, 40N выполнен с возможностью подачи трехфазного напряжения.

Каждый выход 40А, 40В, 40N является низковольтным выходом, иными словами, с напряжением менее 1000 В. Таким образом, второе трехфазное напряжение является низким напряжением. Альтернативно, каждый выход 40А, 40В, …, 40N является средневольным выходом, иными словами, с напряжением выше 1000 В и менее 50000 В.

Первый выход 40А имеет один первый 42А, один второй 44А, один третий 46А и один четвертый 48А вторичные проводники и три выходных выключателя 50. Первый, второй и третий вторичные проводники 42А, 42В, 42С подключены, соответственно, к первому, второму и третьему первичным проводникам 34, 36, 38 посредством соответствующего выходного выключателя 50. Четвертый вторичный проводник 48А подключен непосредственно к четвертому первичному проводнику 39.

Первичные выходные проводники 34, 36, 38 и соответствующие вторичные выходные проводники 42А, 44А, 46А имеют, по существу, одинаковое напряжение, то есть, соответственно, первое напряжение U1, второе напряжение U2 и третье напряжение U3, соответствующие трем фазам второго трехфазного напряжения.

Другие выходы 40В, …40N идентичны первому выходу 40A, описанному выше, и включают в себя такие же элементы, причем в обозначениях элементов буква А каждый раз заменяется соответствующей буквой В, …, N.

Электрический трансформатор 18 выполнен с возможностью преобразования электрического тока, поступающего из электрической сети, имеющей первое переменное напряжение, в ток, подаваемый на вторую панель 16 и имеющий второе переменное напряжение. Электрический трансформатор 18 включает в себя первичную обмотку 52, подключенную к первой панели 14, и вторичную обмотку 54, подключенную ко второй панели 16.

Вычислительная система 20 выполнена с возможностью расчета электрической энергии тока, текущего в каждом вторичном выходном проводнике 42А, 44А, 46А, 42В, 44В, 46В, …, 42N, 44N, 46N.

Вычислительная система 20, показанная на Фиг. 2, содержит первое устройство 60, множество N вторых устройств 62А, 62В, …, 62N и устройство 64 централизации.

Первое устройство 60 включает в себя измерительный элемент 66 для измерения напряжения тока, текущего в соответствующем первичном проводнике 34, 36, 38, и блок 68 обработки данных для обработки данных. Первое устройство 60 также включает в себя приемопередатчик 70, радиоантенну 72 и элемент 74 энергоснабжения для подачи питания на измерительное устройство, блок обработки данных и приемопередатчик.

Второе устройство, обозначенное 62А, содержит, для каждого из первого 42А, второго 44А и третьего 46А, вторичных проводников, амперметр 76А для определения силы тока для тока, текущего в соответствующем вторичном проводнике 42А, 44А, 46А. Второе устройство 62А содержит блок 78А обработки данных, приемопередатчик 80А и радиоантенну 82А. Второе устройство 62А также содержит элемент 84А энергоснабжения для подачи питания на блок обработки данных и приемопередатчик. Второе устройство 62А идентифицируется уникальным числом, также известным как идентификатор.

Другие вторые устройства 62В, …, 62N идентичны вышеописанному второму устройству 62А и включают в себя такие же элементы, причем в обозначениях элементов буква А каждый раз заменяется соответствующей буквой В, …, N. Каждое из других вторых устройств 62В, …, 62N также имеет уникальный идентификатор.

Устройство 64 централизации содержит блок 86 обработки данных для обработки данных, базу данных 88 и человеко-машинный интерфейс 90. Устройство 64 централизации содержит приемопередатчик 92, радиоантенну 94 и элемент 96 энергоснабжения для подачи питания на блок обработки данных, базу данных, человеко-машинный интерфейс и приемопередатчик.

Измерительный элемент 66 выполнен с возможностью измерения первого напряжения U1 фазы, текущей через первый первичный проводник 34, второго напряжения U2 фазы, текущей через второй первичный проводник 36, и третьего напряжения U3 фазы, текущей через третий первичный проводник 38. Измерительный элемент 66 также выполнен с возможностью измерения частоты F трехфазного напряжения, текущего через первичные проводники 34, 36, 38.

Блок 68 обработки данных включает в себя процессор 98 и запоминающее устройство 100, выполненное с возможностью хранения прикладной программы 102 для измерения напряжений U1, U2, U3 с помощью измерительного элемента 66 и первой прикладной программы 103 для получения выборки, с заранее определенным периодом P_sampl выборки, значения измеренного напряжения U1, U2, U3. Выборки измеренного напряжения U1, U2, U3 соответственно обозначены как U1_{k, m}, U2_{k, m}, U3_{k, m}, где k - индекс окна выборки заранее определенной длительности, связанной с выборкой, и m - индекс выборки, заключенный между 1 и N_sampl, где N_sampl - целое число, представляющее количество выборок напряжения в окне выборки. Окно выборки, например, выбирается равным периоду P_voltage напряжения, иными словами, равным величине, обратной частоте F напряжения, измеренной измерительным элементом 66.

Запоминающее устройство 100 выполнено с возможностью хранения первой прикладной программы 104 для определения множества коэффициентов преобразования выборок U1_{k, m}, U2_{k, m}, U3_{k, m} каждого измеренного напряжения, вплоть до строки J, значение которой больше или равно 1, предпочтительно, больший или равно 5, еще более предпочтительно, равно 17. По определению, строка, равная 1, соответствует основной частотной составляющей преобразования.

Запоминающее устройство 100 выполнено с возможностью хранения прикладной программы 105 передачи сообщений для передачи первого сообщения M1 на каждое второе устройство 62А, …, 62N и на устройство 64 централизации. Моменты времени передачи двух последовательных сообщений M1 разделены периодом P_transmission передачи. Каждый период P_transmission передачи, предпочтительно, имеет заранее определенное значение, например, равное одной секунде.

Каждый период P_transmission передачи соответствует кратному числу периодов P_voltage напряжения, причем период P_voltage напряжения равен обратной величине частоты F переменного напряжения U1, U2, U3. Выражение "кратное число" предпочтительно понимать в смысле "целое число, имеющее значение, большее или равное 2", и в этом случае период P_transmission передачи соответствует целому кратному периода P_voltage напряжения.

Альтернативно, кратное число является действительным числом, значение которого строго больше 1. Согласно этому варианту осуществления, при осуществлении сглаживания значения выборок измеренной силы тока будет учитываться это нецелое кратное число.

Запоминающее устройство 100 выполнено с возможностью хранения второй прикладной программы 106 для определения набора из, по меньшей мере, одного переменного репрезентативного значения измеренного напряжения U1, U2, U3, причем упомянутый массив данных определяется на основании значения напряжения, измеренного в течение данного периода P_transmission передачи.

В нижеследующем описании, каждый период напряжения также обозначается с использованием индекса k, при условии, что окно выборки, предпочтительно, равно периоду напряжения.

Согласно первому варианту осуществления, набор репрезентативных переменных значений, связанных с измеренным напряжением, определяется также на основании поправочного коэффициента σ_i, связанного с данным периодом P_transmission передачи. Поправочный коэффициент σ_i, для каждой фазы, имеющей индекс i, зависит от репрезентативного значения напряжения U_i только для каждого соответствующего периода P_voltage напряжения, где упомянутое репрезентативное значение больше заранее определенного порогового значения ε.

Запоминающее устройство 100 выполнено с возможностью хранения прикладной программы 108 распределения для распределения единичного жетона на вторые устройства 62А, …, 62N последовательным образом.

Преобразование является, например, преобразованием Фурье, и первая прикладная программа 104 определения выполнена с возможностью расчета действительного коэффициента ReU_{i, j, k}, и мнимого коэффициента ImU_{i, j, k} разложения в ряд Фурье выборок Ui_{k, m} каждого измеренного напряжения Ui, где i - индекс соответствующей фазы, например, равный 1, 2 и 3, соответственно, j - строка разложения в ряд Фурье, где j заключено между 1 и J, причем J равно количеству строк упомянутого разложения, k - индекс соответствующего периода P_voltage напряжения, причем k заключен между 1 и K, K равно количеству периодов P_voltage напряжения в течение периода P_transmission передачи. В иллюстративном варианте осуществления, период P_transmission передачи равен одной секунде, и период P_voltage напряжения равен 20 мс, таким образом, что K равен 50.

Альтернативно, преобразование является преобразованием Лапласа.

Первое сообщение M1 содержит, в частности, набор репрезентативных переменных значений, определенных второй прикладной программой 106 определения.

Первое сообщение M1 также содержит идентификатор второго устройства, которое будет имеет право передавать свое второе сообщение на устройство 64 централизации после приема первого сообщения M1. Идентификатор второго устройства, имеющего право передавать свои данные, связанные с измерением, определяется посредством прикладной программы распределения жетона для распределения уникального жетона 108, идентификатор устройства, содержащийся в первом сообщении M1, позволяет указывать второе устройство, которому можно назначить уникальный жетон.

Приемопередатчик 70 согласуется с протоколом связи ZigBee на основе стандарта IEEE 802.15.4. Альтернативно, приемопередатчик 70 согласуется со стандартом IEEE 802.15.1 или стандартом IEEE-802.15.2, или даже со стандартом IEEE 802-11, или с любым другим собственным протоколом радиосвязи.

Радиоантенна 72 выполнена с возможностью передачи радиосигналов на антенны 82А, …, 82N вторых устройств и на антенну 94 устройства централизации, и также способна принимать радиосигналы с упомянутых антенн 82А, …, 82N, 94. Другими словами, первое устройство 60 подключено к каждому из вторых устройств 62А, …, 62N и к устройству 64 централизации посредством соответствующего радиосоединения.

Элемент 74 энергоснабжения выполнен с возможностью подачи электрической мощности на измерительный элемент 66, блок 68 обработки данных и приемопередатчик 70 из трехфазного напряжения, текущего через первичные проводники 34, 36, 38.

Каждый амперметр 76А второго устройства 62А выполнен с возможностью измерения соответствующей силы тока из первой силы I1A тока, текущего в первом вторичном выходном проводнике 42А, второй силы I2A тока, текущего во втором вторичном выходном проводнике 44А, и третьей силы I3A тока, текущего в третьем вторичном выходном проводнике 46А.

Каждый амперметр 76А, также именуемый датчиком тока, содержит первую тороидальную катушку 110А, размещенную вокруг соответствующего вторичного выходного проводника 42А, 44А, 46А, и первую обмотку 112А, размещенную вокруг первой тороидальной катушки, как показано на Фиг. 3. Протекание тока через соответствующий вторичный выходной проводник дает возможность генерировать индукционный ток, пропорциональный силе тока для тока в первой обмотке 112А. Первая тороидальная катушка 110А является тороидальной катушкой Роговского. Первая тороидальная катушка 110А предпочтительно, имеет разрезной тороидальный сердечник для облегчения ее размещения вокруг соответствующих проводников.

Блок 78А обработки данных, показанный на Фиг. 2, включает в себя процессор 114А данных и запоминающее устройство 116А, связанное с процессором данных и выполненное с возможностью хранения прикладной программы 118А измерения для измерения измеренных значений соответствующих сил тока и второй прикладной программы 119А для получения выборки, с заранее определенным периодом P_sampl выборки, значения измеренных первой, второй и третий сил I1A, I2A, I3A тока, и прикладной программы 120A обмена сообщениями для приема первого сообщения M1.

Выборки измеренных первой, второй и третий сил I1A, I2A, I3A тока соответственно обозначены как I1A_{k, m}, I2A_{k, m}, I3A_{k, m}, где k - индекс окна выборки заранее определенной длительности, связанного с выборкой, и m - индекс выборки, заключенный между 1 и N_sampl, где N_sampl - целое число, представляющее количество выборок напряжения в окне выборки. Окно выборки, например, выбирается равным периоду P_voltage напряжения, иными словами, равным величине, обратной частоте F напряжения, причем это значение частоты содержится в каждом принятом первом сообщении M1.

Запоминающее устройство 116А выполнено с возможностью хранения третьей прикладной программы 121А для определения множества коэффициентов преобразования выборок I1A_{k, m}, I2A_{k, m}, I3A_{k, m} вплоть до строки J. Преобразование является, например, преобразованием Фурье, и третья прикладная программа 121А определения коэффициента выполнена с возможностью расчета действительного коэффициента ReI_{iA, j, k} и мнимого коэффициента ImI_{iA, j, k} разложения в ряд Фурье выборок IiA_{k, m} каждой измеренной силы IiA тока, где i - индекс соответствующей фазы, j - строка разложения в ряд Фурье, где j заключено между 1 и J, k - индекс соответствующего периода P_voltage напряжения, причем k заключен между 1 и K.

Альтернативно, преобразование является преобразованием Лапласа.

Запоминающее устройство 116А выполнено с возможностью хранения прикладной программы 122А синхронизации для синхронизации выборки измеренный сил I1A, I2A, I3A тока относительно выборки измеренного напряжения U1, U2, U3. По определению, период напряжения, имеющий индекс k, равный 1, соответствует временному периоду, в течение которого первое сообщение M1 передается первым устройством 60 и, соответственно принимается каждым вторым устройством 62А, …, 62N, и период напряжения, имеющий индекс k, равный 2, соответствует периоду, в начале которого осуществляется синхронизация выборок напряжения и сил тока.

Запоминающее устройство 116А выполнено с возможностью хранения вычислительной прикладной программы 123А для расчета электрической энергии тока, текущего в соответствующем вторичном проводнике 42А, 44А, 46А, например, активной энергии Ei.

Дополнительно, запоминающее устройство 116А выполнено с возможностью хранения прикладной программы передачи сообщений 128А для передачи второго сообщения М2А на устройство 64 централизации.

Второе сообщение М2А содержит идентификатор второго устройства 62А, значения активной энергии E₁, Е₂, Е₃ для всех трех фаз трехфазного напряжения, рассчитанные расчетной прикладной программой 123А.

Кроме того, второе сообщение М2А содержит комплексные коэффициенты ReI_{iA, j, k}, ImI_{iA, j, k} разложения в ряд Фурье трех токов I1A, I2A, I3A.

Приемопередатчик 80A относится к тому же типу, что и приемопередатчик 70.

Радиоантенна 82А, того же типа, что и радиоантенна 72, выполнена с возможностью приема радиосигналов от антенны 72 первого устройства и антенны 94 устройства централизации и также передачи радиосигналов на антенны 72, 94.

Элемент 84А энергоснабжения, показанный на Фиг. 3, выполнен с возможностью подачи питания на блок 78А обработки данных и приемопередатчик 80A. Элемент 84А энергоснабжения содержит, для каждого из первого 42А, второго 44А и третьего 46А вторичных проводников, вторую тороидальную катушку 130А, размещенную вокруг соответствующего вторичного проводника 42А, 44А, 46А, и вторую обмотку 132А, размещенную вокруг второй тороидальной катушки. Протекание тока через соответствующий вторичный проводник 42А, 44А, 46А дает возможность генерировать индукционный ток во второй обмотке 132А.

Элемент 84А энергоснабжения включает в себя преобразователь 134А, подключенный к каждой из вторых обмоток 132А и выполненный с возможностью подачи заранее определенного напряжения на блок 78А обработки данных и на приемопередатчик 80A. Каждая вторая тороидальная катушка 130А является тороидальной катушкой, выполненной из железа. Каждая вторая тороидальная катушка 130А предпочтительно, имеет разрезной тороидальный сердечник для облегчения ее размещения вокруг соответствующих проводников.

Другими словами, второе устройство 62А обеспечивается автономным пинанием посредством элемента 84А энергоснабжения, имеющего вторые тороидальные катушки 130А, выполненные с возможностью извлечения магнитной энергии обусловленной протеканием тока в соответствующих вторичных проводниках 42А, 44А, 46А.

Элементы других вторых устройств 62В, …, 62N идентичны элементам первого второго устройства 62А, описанного выше, и включают в себя те же самые подэлементы, причем в обозначениях подэлементов буква А каждый раз заменяется соответствующей буквой В, …, N.

Блок 86 обработки данных устройства централизации, показанный на Фиг. 2, включает в себя процессор 136 данных и запоминающее устройство 138, связанное с процессором и выполненное с возможностью хранения прикладной программы 140 обмена сообщениям