Устройство для определения электрической нагрузки Советский патент 1988 года по МПК G01R11/56 

Фиг.1

Изобретение относится к устройствам контроля за потребляемой мощностью и может быть использовано для определения совмещенной электрической нагрузки по величине израсходованной энергии.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет определения среднего значения нагрузки за время от начального до текущего моментов внутри контрольного периода

На фиг. 1 представлена схема устройства для определения электрической нагрузки-, на фиг, 2 - график, поясняющий процедуру определения среднего значения нагрузки по величине расхода электроэнергии на интервале усреднения} на фиг, 3 - схема блока управления и синхронизации.

Устройство состоит из датчиков 1 расхода электроэнергии, блока 2 приема информации, блока 3 управления и синхронизации, счетчика 4 текущей нагрузки, регистратора 5, элемента ИЛИ 6, делителя 7 частоты, счетчика 8 импульсов дискретизации, вычитающего счетчика 9, причем датчики 1 расхода электроэнергии соединены с

входом блока 2 приема информации, вы- на состояний счетчика 8 импульсов

ход которого через элемент ИЛИ 6 и делитель 7 частоты соединен со счетным входом счет- кка 4 текущей нагрузки, управляющие входы делителя 7 частоты соединены с выходами счетчика 8 импульсов дискретизации, выходы счетчика 4 текущей нагрузки сое динены с установочными входами регистратора 5 и вычитающего счетчика 9,вЫ- ход которого соединен с управляющим входом блока 3 управления и синхронизации, первый выход которого соединен со счетным входом счетчика 8 импульсов дискретизации и управляющими входами параллельной записи регистратора 5 и вычитающего счетчика 9, второй выход соединен с управляющими

.входами сброса счетчика 4 текущей нагрузки и вычитающего счетчика 9, а также с установочным входом счетчика 8 импульсов дискретизации, третий выход - с управляющими входом блока 2 приема информации и входом выбора режима счета счетчика 4 текущей нагрузки, а четвертый выход - с вторым входом элемента ИЛИ 6 и счетным входом вычитающего счетчика 9,

Блок управления и синхронизации содержит генератор 10 временных интер35

40

45

50

55

дискретизации, задающих коэффициен деления делителя 7 частоты, происх дит в следующей последовательности 1,2,3,,,,,29,30,1,2,,,. , делитель частоты обеспечивает изменение ь.оэ фициента деления от 1 до 30,

Начальное состояние основных эл ментов схемы: в счетчике 8 импульс дискретизации записано значение t следовательно, коэффициент деления делителя 7 частоты устанавливается также равным 1; счетчик 4 текущей грузки и вычитающий счетчик 9 уста навливаются в нуль; счетчик 4 теку щей нагрузки настроен на режим сум мирования сигналов с третьего выхо блока 3 управления и синхронизации в регистраторе 5 записана и выводи ся на индикацию информация о получ совой нагрузке за предыдущие полча

На вход блока 2 приема информац с датчиков 1 расхода электроэнерги поступают информационные импульсы, которые преобразуются в серии счет ных импульсов. Количество счетных импульсов в серии определяется ве сом информационного импульса датч ка 1 расхода электроэнергии (килов часах) , Для того, чтобы в счетчике

валов, триггер 11 и элемент И 12, причем первьш и второй выходы генератора 10 временных интервалов являются первым и вторым выходами блока управления и синхронизации, выход триггера 11 подключен к первому входу элемента И 12 и является третьим выходом блока управления и синхронизации, четвертым выходом которого является выход элемента И 12, второй вход которого подключен к третьему выходу генератора 10 временных интервалов, D-вход триггера 11 подключен к шине логической единицы, С-вход - к первому выходу генератора 10 временных интервалов, а R-вкод является управляющим входом блока управления и синхронизации.

Работу рассмотрим на примере устройства, ежеминутно определяющего получасовую нагрузку, усредняемую за время от начала отсчета получасового контрольного периода, В этом, устрой- 5 стве блок 3 управления и синхронизации вырабатывает на первом выходе импульсы дискретизации с периодом 1 мин; коэффициент пересчета счетчика 8 импульсов дискретизации равен 30; сме

0

5

0

5

0

5

дискретизации, задающих коэффициенты деления делителя 7 частоты, происходит в следующей последовательности: 1,2,3,,,,,29,30,1,2,,,. , делитель 7 частоты обеспечивает изменение ь.оэф- фициента деления от 1 до 30,

Начальное состояние основных элементов схемы: в счетчике 8 импульсов дискретизации записано значение , следовательно, коэффициент деления делителя 7 частоты устанавливается также равным 1; счетчик 4 текущей нагрузки и вычитающий счетчик 9 устанавливаются в нуль; счетчик 4 текущей нагрузки настроен на режим суммирования сигналов с третьего выхода блока 3 управления и синхронизации,. в регистраторе 5 записана и выводиться на индикацию информация о получасовой нагрузке за предыдущие полчаса.

На вход блока 2 приема информации с датчиков 1 расхода электроэнергии поступают информационные импульсы, которые преобразуются в серии счетных импульсов. Количество счетных импульсов в серии определяется весом информационного импульса датчика 1 расхода электроэнергии (киловатт- часах) , Для того, чтобы в счетчике

4 текущей нагрузки в течение 1 мин сформировалось число, равное среднему за 1 мин значению нагрузки, необходимо, чтобы серия содержала в 60 раз больше счетных импульсов,

р 60 - IlN,-,;). кВт.ч 1 II N; О;. кВт,

| где Р, N., средняя нагрузка за 1 мин, количество информационных импульсов, пришедших с i-r датчика в течение 1 мин{

СЭ ,0- вес информационного импульса i-ro датчика,кВт ч;

;со-,,

606) о приведенное к одноминутному интервалу значение весового коэффициента, кВт I - количество датчиков. В течение первой минуты делитель 7 частоты настроен на. коэффициент деления, равный 1, поэтому серии счетных импульсов проходят на счетчик 4 текущей нагрузки через делитель 7 частоты без изменений. В результате в конце первой минуты в счетчике 4 текущей нагрузки накапливается велична, равная среднему значению нагрузки за 1 мин (точка а на графике фиг, 2). В этот момент (ежеминутно) с первого выхода блока 3 управления и синхронизации поступает сигнал, по которому содержимое счетчика 4 текущей нагрузки заносится в регистратор 5 и в вычитающий счетчик 9, а содержимое счетчика 8 импульсов дискретит зации увеличивается на 1 ().Одновременно сигналом с третьего выхода блока 3 управления и синхронизации счетчик 4 текущей нагрузки переводится в режим вычитания, а блок 2 , приема информации прекращает вьщачу счетных импульсов. В то же время с. четвертого выхода блока 3 управления и синхронизации поступают импульсы, считывающие содержимое вычитанщего счетчика 9, а через элемент ИЛИ 6 и делитель 7 частоты уменьшают содер - жимое счетчика текущей нагрузки. Так как в вычитающем счетчике 9-записана величина Р, , а коэффициент деления делителя 7 частоты равен 2, то из счетчика 4 текущей нагрузки вычита88

равенства нулю содержимого вычитающего счетчика 9 на блок 3 управления и синхронизации подается сигнал, возвращающий схему в режим приема информации. Схема устанавливается в состояние, подобное начальному по режимам работы всех блоков, но отличающееся от него содержимым счетчика 8 импульсов дискретизации (), счетчика

5

0

5

0

6

0

р

4 текущей нагрузки (г-) и регистратора 5 (Р,). На время, пока считывается содержимое вычитающего с.четчика 9, блок 2 приема информации принимает и запоминает информационные импульсы с датчиков 1 расхода электроэнергии, а после окончания действия управляющего сигнала с третьего выхода блока 3 управления и синхронизации блок 2 приема информации преобразует их в серии счетных импульсов, с этой целью он должен содержать буферный регистр памяти ДЛЯ запоминания информационных импульсов, поступающих с датчиков 1 расхода электроэнергии. Поскольку частота поступления информационных импульсов с датчиков 1 расхода электроэнергии несоизмеримо меньше частоты считьшающих импульсов с четве)того выхода блока 3 управления и синхронизации, то потери информационных импульсов с датчиков исключаются.

В течение второй минуты на счетчик 4 текущей нагрузки поступает вдвое меньшее число счетных импульсов, чем их вырабатывается в блоке 2,так как они проходят через делитель частоты с коэффициентом деления . В конце второй минуты в регистратор 5 и вычитающий счетчик 9 записывается содержимое счетчика 4 текущей нагрузки, равное величине средней нагрузки за 2 мин (точка с на графике).

45

Р.

г

Р (Р.- o-),cO,-,.60

Р,

- , кВт,

где

г N;,

о;

среднее значение нагрузки за 2 мин

количество информационных импульсов, пришедших с i-ro датчика в течение второй минуты -,

Изобретение относится к устройствам контроля за потребляемой мощностью. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства. Устройство содержит датчики 1 расхода электроэнергии, блок 2 приема информации, блок 3 управления и синхронизации, счетчик 4 текущей нагрузки и регистратор 5. Введение элемента ИЛИ 6, делителя 7 частоты,счетчика 8 импульсов дискретизации, вычитающего счетчика 9 и образование новых функциональных связей позволяют определить среднее значение нагрузки за время от начального до . текущего моментов контрольного периода. В описании приведен пример реализации блока 3 управления и синхронизации. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. & S

ется величина -,

что соответствует точке Ъ на графике (фиг.2).В момент

30 приведенное к двухминутному интервалу значение весового коэффицинета.

Содержимое счетчика 8 импульсов дискретизации увеличивается на 1, коэффициент деления делителя 7 частоты устанавливается равным ,C4eT- чик 4 текущей нагрузки переводится в режим вычитания. Импульсами с четвертого выхода блока 3 управления и синхронизации происходит считывание содержимого вычитающего счетчика 9 и уменьшение содержимого счетчика 4 теркущей нагрузки на величину -- (точка

d на графике, фиг.2).

В течение третьей ми нуты в счетчике 4 текущей нагрузки накапливается величина, которая к концу третьей минуты равна среднему значению нагрузки за 3 мин,

I

р э

р, + г /- ;о-бо.

Аналогичные преобразования выполняются и в последующие минуты до 30-й включительно. В конце 30-й Минуты в счетчике 4 текущей нагрузки формируется величина

р - 29 30

ict

,

60,

равная значению получасовой нагрузки (точка f на графике, фиг.2). Управляющий импульс с первого выхода.блока 3 управления и синхронизации записывает эту величину в регистратор и

ИЛ

выход которого соединен через делитель частоты со счетным входом счетчика текущей нагрузки, выход-счетчика импульсов дискретизации соединен 40 с управляющим входом делителя частоты, а выход счетчика текущей нагрузк соединен с информационными входами регистратора и вычитающего счетчика.

45 2, Устройство по п. 1, отлич ющееся тем, что блок управления и синхронизации содержит генератор временных интервалов, триггер, элемент И, причем первьш и второй вывычитающий счетчик 9, а импульс в соединен с вторым входом элемента це 30-й минуты с второго выхода блока 3 управления и синхронизации устанавливает счетчик 8 импульсов дискретизации в состояние .

В конце 30-й минуты сигнал с второго выхода блока 3 управления и синхронизации сбрасывает в нуль счетчик 4 текущей нагрузки и вычитающий счетчик 9, Поэтому на блок 3 управления и синхронизации с выхода вычитающего счетчика 9 поступает сигнал, возвращающий схему в режим приема информации.

Таким образом, устройство подготовлено к определению текущей нагруз- 50 ходы генератора временных интервалов ки в течение первой минуты следующе-- го получасов.ого интервала.

являются первым и вторым выходами бло ка управления и синхронизации, выход триггера подключен к первому входу элемента И и является третьим вы- сс ходом блока управления и синхронизации, четвертым выходом которого является выход элемента И, второй вход которого подключен к третьему выходу генератора временных интервалов, DФормула изобр е т е н и я

3687886

ема информации, блок управления и синхронизации, счетчик текущей нагрузки и регистратор, управляющий вход которого соединен с первым выходом блока управления и синхронизации, второй выход которого соединен с входом сброса счетчика текущей нагрузки, а третий - с управляющим входом блока при10 ема информации, информационные входы которого подключены к датчикам расхода электроэнергии, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет

15 определения среднего значения нагрузки за время от начального до текущего моментов внутри контрольного периода, в него введены элемент ИЛИ, делитель частоты, счетчик импульсов

20 дискретизации и вычитающий счетчик, причем первый выход блока управления и синхронизации соединен с управляющим входом вычитающего счетчика и счетным входом счетчика импульсов

25 дискретизации, второй - с установоч- ньм входом вычитающего счетчика и установочным входом счетчика импульсов дискретизации, третий - с входом выбора режима счетчика текущей на30 грузки, четвертый - с первым входом элемента ИЛИ и счетным входом вычитающего счетчика, а управляющий вход - с выходом вычитающего счетчика, выход блока приема информации

ИЛИ

выход которого соединен через делитель частоты со счетным входом счетчика текущей нагрузки, выход-счетчика импульсов дискретизации соединен 40 с управляющим входом делителя частоты, а выход счетчика текущей нагрузки соединен с информационными входами регистратора и вычитающего счетчика.

45 2, Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок управления и синхронизации содержит генератор временных интервалов, триггер, элемент И, причем первьш и второй соединен с вторым входом элемента

50 ходы генератора временных интервалов

ходы генератора временных интервалов

являются первым и вторым выходами блока управления и синхронизации, выход триггера подключен к первому входу элемента И и является третьим вы- ходом блока управления и синхронизации, четвертым выходом которого является выход элемента И, второй вход которого подключен к третьему выходу генератора временных интервалов, D 13687888

вход триггера подключен к шине логи- лов, а R-вход является управляющим ческой единицы, С-вход - к первому входом блока управления и синхрони- выходу генератора воеменных интерва- зации.

а с

/1 / D 1 г

Редактор О. Юрковедкая

Составитель С, Сафохин Техред М.ДиДык

/

29 О t.nuH

Фиг,. 2

Т,- мин

JL

А

фуг. 5

Корректоре. Черни