Устройство для учета электроэнергии Советский патент 1989 года по МПК G01R11/56 

1

(21)4200255/24-21

(22)08.01.87

(46) 15.10.89. Бюл. № 38

(71)Производственное объединение по ремонту и наладке энергетического оборудования Сибэнергоцветмет и Московский горный институт

(72)Б.НоПорохнявый, ЕоФоЙорозов,, ВоИ.Шуцкий и ВоСоКаханович

(53)621.317„38(088оВ)

(56)Лебединский В.Го, Кутаков В,Г„ Суммирование мощности, - Промышленная энергетика, 1970, № 4„

Автоматизированная информационно- измерительная система учета и контроля электроэнергии ИИСЭ1-48, - Промышленная энергетика, 1975, № 4, с. 31-34.

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЧЕТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

(57)Изобретение касается измерения и учета электроэнергии на промьшпепных предприятиях любой отрасли и может быть использовано для учета других энергоносителей. Целью изобретения является повьппение экономичности учета. Устройство содержит счетчики- датчики 1, установленные на вводах подстанций A,B...N, первичный суммирующий блок 2, линии 3 связи, информационно-вычислительную систему 4 о Состав первичного суммирующего блока и его функциональная схема приводятся в описании изобретения. Предложенное устройство позволяет сократить количество линий связи и разгрузить информационно-вычислительное устройство, что существенно снижает затраты, связанные с учетом электроэнергии. Кроме того, устройство позволяет вьтолнить на входе информационно-вычислительного устройства селекцию входньпс импульсов от импулы сов помех и этим повысить точность и надежность учета. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

с

(Л

ел ел

31515

Изобретение касается измерения и учета электроэнергии на промьппленных предприятиях любой отрасли и может быть использовано для учета других .энергоносителей.

Целью изобретения является повышение экономичности учетас

На фиго приведена функциональная схема устройства для учета электро- энергии; на - функциональная схема первичного суммирующего блока; на фиГоЗ - диаграммы сигналов на выходах элементов первичного суммирующего блока ,

Устройство содержит счетчики-датчики 1, установленные на вводах подстанций А,В,о.,Ы, первичные суммирующие блоки 2, линии 3 связи, информационно-вычислительную систему 4„

Первичный суммирующий блок содержит генератор 5 тактовых импульсов, элемент ИЛИ-НЕ 6, первый счетчик 7, первый дешифратор 8, второй элемент ИЛИ 9, по числу вводов подстанции m формирователей 10„ Каждый из формирователей 10 содержит элемент НЕ 11, первый триггер 12, второй триггер 13 элемент 2И 14, второй счетчик 15,второй дещифратор 16с В качестве тригге- ров используются универсальные IK- триггеры, изменяющие выходной сигнал при изменении входного сигнала от уровня логической единицы к уровню нуля.

Устройство работает следующим образом.

В исходном СОСТОЯНИИ на-выходах триггеров 12 и 13 установлен уровень логического нуля.

В связи с этим тактовые импульсы через элементы 2И 14 не проходят, на их выходах, а следовательно, и на выходе элемента ИЛИ 9 устанавливается уровень логического нуля, и импульсы в информационно-вычислительную систему 4 не поступают о Генератор 5 тактовых импульсов вырабатьшает импульсы типа меандр с частотой, в несколько раз балее высокой, чем макси- мально возможная частота импульсов, поступающих от счетчиков-датчиков 1.

С выхода генератора 5 тактовые импульсы, инвертируясь открытьм элементом ИЛИ-НЕ 6, поступают на вход пер- вого счетчика 7 импульсов и изменяют его состоя)1иео Каждому состоянию счетчика 7 соответствует позиционный код

на выходе дешифратора 8, т.е каждому состоянию счетчика 7 соответствует уровень логической единицы на соответствующем выходе дешифратора 8 о Импульсы с выхода первого дешифратора 8 поочередно поступают на вторые входы вторых триггеров каждого из формирователей „ Время заполнения счетчика

7является временем цикла распределения импульсов на вторых входах триггеров 13о

Поступающий на вход элемента НЕ 11 информационный импульс от счетчика- датчика 1, инвертируясь, устанавливает триггер 12 в состояние логической единицы Момент переключения триггера 12 совпадает с моментом поступления от счетчика-датчика I информационного импульса на вход формирователя 10о

На фиГоЗ приведены диаграммы прохождения импульсов для случая, когда на подстанции установлены два счетчика-датчика, т.е. в данном случае первичный суммирующий блок 2 содержит два формирователя 10 импульсов, элемент И-ПИ-НЕ 6 имеет три входа, элемент ИЛИ 9 имеет два выхода, В момент tj на вход первого формирователя 10 поступает импульс от первого счетчика-датчика (диаграмма а).

8момент t от второго счетчика-датчика поступает импульс на вход второго формирователя (диаграмма б), На диаграмме в представлены тактовые импульсы, вырабатываемые генератором 5о Эти импульсы, инвертируясь элементом ИЛИ-НЕ 6 (диаграмма г), поступают на вход первого счетчика 7 импульсово С каждым входным импульсом счетчик 7 меняет свое состояние (диаграмма д). Каждому состоянию счетчика соответствует уровень единицы на первом (выход О) или втором (выход 1) выходах дешифратора 8 (диаграммы е и ж соответственно) В момент t первый триггер 12 первого формирователя переключается информационным импульсом, поступивщим на его вход I. Аналогично в момент

t переключается первый триггер 12 второго формирователя. Диаграммы и и м отражают состояние выходов первых триггеров 12 первого и второго соответственно формирователей 10. В связи с переключением первых триггеров 12 на первые входы триггеров 13

515

поступает сигнал уровня лопгческой единицы В некоторый момент времени, предшествующий моменту t, , поступает сигнал уровня логической единицы и на второй вход второго триггера 13 первого формирователя (с первого выхода дешифратора 8). В момент tj сигнал на втором входе этого триггера меняется (диаграмма е) с уровня единицы на уровень нуля. Это вызывает переключение второго триггера первого формирователя, на его выходе устанавливается уровень логической единицы (диаграмма к). В связи с этим открывается элемент 2И 14 этого формирователя и закрывается элемент ИЛИ-НЕ 6, на его выходе устанавливается уровень логического нуля (диаграмма г, момент t,). Счетчик 7 прекращает в момент t счет импульсов, сохраняя при этом предьщущее состояние (диаграмма д). Элемент 2И 14 в момент tj пропускает серию из п импульсов. Эти импульсы (в данном случае три импульса) поступают на вход элемента ИЛИ и вход счетчика 15 Счетчик 15 с приходом каждого импульса изменяет свое состояние, которое расшифровывается дешифратором 16, Количество импульсов на выходе элемента И 14 зависит от номера выхода дешифратора 16, присоединенного к выходу К второго триггера 13. В момент смены сигнала на этом выходе дешифратора 16 с уровня единицы на уровень нуля происходит переключение триггера 13 в исходное состояние (диаграмма. К, момент t,). Переключение в момент t триггера 13 вызывает также установку в исходное состояние триггера 12 (диаграмма и). При этом закрывается элемент 2И 14 и открывается элемент ИЛИ-НЕ 6 (диаграмма г)о Этот элемент вновь начинает пропускать тактовые импульсы, которые считает счетчик 7.

В момент tg. в последовательности, аналогичной описанной, происходит переключение второго триггера 13 второго формирователя (диаграмма н), Это переключение вызвано сменой состояния на втором выходе дешифратора 8 (диаграмма ж) и приводит к открытию, элемента 2И 14 второго формирователя и закрытию элемента ИЛИ-НЕ 6. В момент tJ, как и ранее, на выходе элемента ИЛИ-НЕ 6 устанавливается уровень нуля (диаграмма г), и счет114 6

чик 7 прекращает счет импульсов (ди-. аграмма д).

Открытый элемент 2И 14 пропускает серию импульсов (диаграмма п). В момент t, происходит смена сигнала с уровня единицы на уровень нуля на входе К второго триггера 13. Это приводит к установке обоих триггеров в

0 исходное состояние (диаграммы м и н), открытию элемента ИЛИ-ЫЕ 6 и закрытию элемента 2И 14, Суммарное количество импульсов на выходе элемента ИЛИ 9 равно сумме импульсов,

5 поступающих с выходов формирователей Каждый из формирователей при поступлении на его вход импульсов от счетчика-датчика формирует определенное количество импульсов, которое опреде20 ляется номером выхода дешифратора 16, соединенного с входом К второго триггера.

Для точной работы первичного суммирующего блока должно обеспечивать5 ся условие

5

КЦ -У- . а

К

о А«ГН

Г

где п- - количество импульсов в серии;Ki - коэффициент счетчика-датчиЧ

ка, от которого получает импульсы формирователь;

WMH минимальное значение коэффициента счетчика-датчика на j-й подстанции;

а:-- множитель, выравнивающий .количество импульсов до

целого числа.

С выходов первичных суммирующих блоков импульсы по линиям связи поступают на входы информационно-вычислительной системы 4, где для определения суммарной потребленной энергии решается уравнение

е

W с п .,

J

где С - цена одного импульса;

п- - количество импульсов, по- ступивших с первичных суммирующих блоков; 1 - количество первичных суммирующих блоков а

По сравнению с базовым объектом (системой ИИСЭ2), в котором использутся уплотнение передачи информации т датчиков, предлагаемое уст1)ойство олее экономично. При уплотнении информации (в базовом объекте) уменьшается лишь количество кабельных nvi- ний связи. Однако информационно-измерительное устройство н е упрощается, а, наоборот, усложняется. Оно должно быть рассчитано на количество каналов, равное количеству счетчиков-датчиков и содержать блок для восстановления уплотненной информации,, Это увеличивает капитальные затраты на устройство учета. В данном варианте уменьшается количество линий связи к разгружается информационно-вычислительное устройство, что позволяет существенно снизить затраты, связанные с учетом электроэнергии

Другим преимуществом устройства является то, что длительность выходных импульсов, поступающих в информационно-вычислительное устройство, равна длительности тактовых импульсов, т.е. не зависит от электрической нагрузки предприятия. Это. позволяет выполнить на входе информационно-вычислительного устройства селекцию входных импульсов от импульсных помех, что повышает точность учета

Формула изобретения

I. Устройство для учета электроэнергии, содержащее информационно- вычислительную систему, а на каждом из вводов, питающих узлы нагрузки, счетчики-датчики с импульсным выходом, отличающееся тем, что, с целью снижения потребляемой мощности, в него по числу подстанций введены первичные суммирующие блоки, причем входы каждого из первичных суммирующих блоков соединены с выходами соответствующих установленных

на подстанциях счетчиков-датчиков, выход каждого первичного.суммирующего блока через линию связи соединен с соответствующим входом информационно- вычислительной системы с

2. Устройство по п.1, о т л и ч а- ю щ е е с я тем, что каждый из первичных суммирующих блоков содержит

последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, элемент ИЛИ-НЕ, первый счетчик и первый дешифратор, элемент ИЛИ и по числу установленных на подстанции счетчиков-датчиков m

формирователей, причем каждый из формирователей содержит последовательно соединенные элемент НЕ, первый, второй 1К-триггеры, элемент 2И, второй счетчик,и второй дешифратор, соответствующий т-му формирователю, выход которого соединен с входом К второго триггера, выход элемента 2И является первым, а выход второго триггера, соединенный с входом К первого триггера, является вторым выходом каждого формирователя, вход элемента НЕ, второй вход I iBTOporo триггера и второй вход элемента 2И являются первым,вторым и третьим вхЭдами формирователя,

все третьи входы которого соединены с выходом генератора тактовых импульсов , а также с первым входом элемента ИЛИ-НЕ, (т+1)-й вход которого соединен с вторым выходом т-го формирователя, второй вход т-го формирователя соединен с т-м выходом первого дешифратора, первый выход т-го формирователя соединен с т-м входом элемента ИЛИ, выход которого является

выходом первичного суммирующего блока, а первый вход т-го формирователя является т-м входом первичного суммирующего блокап

КНВУ

Изобретение касается измерения и учета электроэнергии на промышленных предприятиях любой отрасли и может быть использовано для учета других энергоносителей. Целью изобретения является повышение экономичности учета. Устройство содержит счетчики-датчики 1, установленные на вводах подстанций A,B...N, первичный суммирующий блок 2, линии связи 3, информационно-вычислительную систему 4. Состав первичного суммирующего блока и его функциональная схема приводится в описании изобретения. Предложенное устройство позволяет сократить количество линий связи и разгрузить информационно-вычислительное устройство, что существенно снижает затраты, связанные с учетом электроэнергии. Кроме того, устройство позволяет выполнить на входе информационно-вычислительного устройства селекцию входных импульсов от импульсов помех и этим повысить точность и надежность учета. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

ППППП

П П П П

П П

П П

П П П

ппппппдппп

П-ц

ппг

П

П

лщ

ппп

пггшп

чI I

ппг

П

П

лщ

ппп

пггшп

I I