[发明专利]用于功率管理的系统及在该系统中测量功率消耗的方法

说明书

本申请是申请日为2010年04月15日、申请号为201080025086.3、名称为“用于在断路器点的功率消耗测量的设备和方法”的中国发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年4月16日提交的第61/169,750号美国临时专利申请以及2009年9月2日提交的第61/272,216号美国临时专利申请的权益。

技术领域

本发明总体上涉及功率消耗的测量，更具体地，涉及流经电源线以能够在每个断路器基础上进行功率消耗分析的电流的非侵入式和自供电的测量。

背景技术

在典型的供电系统中，功率通过主断路器和用于连接至其的整个电网的功率消耗测量的装置来提供。然而，典型地，接下来主电源线连接到多个断路器，每个断路器用它的具体功率需求向电网的较小部分供电。断路器被调节为可以用于这个电子子网络的最大电流量。在工业和商业应用中，几百个这样的断路器可以被安装，每个断路器控制电网的一部分。即使在更小的位置，比如一个房子，找到几十个控制各种电子子网络的断路器也不是罕见的。

经过电源线导体的电流的非侵入式测量具有众所周知的原理。各种各样的电流互感器(CT)被创造，包括作为电源线导体的初级线圈和提供与绕组数量成反比的输出电流的次级线圈。这种系统典型地被用来在甚高电压或电流的环境中测量电流，例如，如Gunn等的美国专利7,557,563中所示。这些类型的孔径对于主功率供应是有用的。使用这样的装置，或用于那个内容的功率计，对于在有多个断路器的环境中测量相对低电流的目的是有缺陷的。在单一基础上提供无线遥感勘测技术，比如由Gunn等建议的，和其它现有技术的解决方案在噪杂环境操作时遭受缺陷。

在现在发展的技术领域中有一个需求，起因于为了使功率消耗能以细粒度(finer granularity)进行分析的向能量保存的方向的移动。这将要求在至少每个断路器基础上分析，且这种解决方案现在还不能获得。如果解决方案可以被提供用来在用于现有的断路器的断路器配电箱中安装，将更加有利。因此，通过解决这些缺陷来克服现有技术的局限性是有益的。

附图说明

图1是根据本发明配置的配备有兼容的自供电功率传感器的断路器。

图2是根据本发明的自供电传感器的第一实施方式的方框图。

图3是根据本发明的自供电传感器的模拟部分的第一实施方式的电路图。

图4是根据本发明的自供电传感器的模拟部分的第二实施方式的电路图。

图5是根据本发明的自供电传感器的模拟部分的第三实施方式的电路图。

图6是有次级线圈的磁心的示意图。

图7是包括磁心的两个部分的示意图。

图8是根据本发明实施的自供电功率传感器外壳的示意图。

图9是根据本发明配置的自供电功率传感器的工作的流程图。

图10是根据本发明配置的系统的示意图。

图11是根据本发明的自供电传感器的第二实施方式的方框图。

图12是根据本发明的自供电传感器的模拟部分的第四实施方式的电路图。

图13是根据本发明的自供电传感器的模拟部分的第五实施方式的电路图。

具体实施方式

用于在感兴趣点(比如断路器、机器等)的功率消耗测量的设备和方法被提供。因此，用于由断路器控制的每个电子子网络的功率消耗的测量的装置被提供。每个设备在有多个这样的设备的环境中，能传达其各自的数据到能提供细粒度功率消耗属性的管理单元。测量相对低的电源电流、在有巨大数量设备的环境中的无线操作和自供电的挑战被处理。

现在参考图1，其中，根据本发明配置的示例性和非限制性系统100配备有兼容的自供电功率传感器(SPPS)110。SPPS 110被设计为安装在断路器120之上或之下，其中断路器120是标准尺寸以至于其无需修改就能安装在当前的断路器配电箱中。SPPS 110外壳被设计为缠绕在接到或从断路器120出来的电源线130周围，如下文中详细描述。在整个电网放置在适当的位置的构建期间，SPPS 110被设计成能较容易地安置到现有位置或其他的地方。