Способ определения потребления электрической энергии Советский патент 1991 года по МПК G01R11/56 

о

Јь Ч

Изобрв ение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в системах контроля расхода электроэнергии и управления режимом электропотребления. Цель изобретения -- расширение функциональных возможностей за счет одновременного измерения мощности электропотребления и потребляемой энергии. Цель достигается тем, что по способу измерения электрической энергии. включающему преобразование величины потребляемой электроприемниками мощности в пропорциональную ей частоту вращения диска, преобразование оптически связанными осветителем и фотодатчиком частоты вращения диска, имеющего светоотражающий и светопоглощающий сектора его поверхности, в равную ей частоту следования электрических импульсов, суммирование электрических импульсов за интервал времени получас (час, сутки), дополнительно измеряют длительность электрических импульсов, а мощность рассчитывают по приведенному в описании соотношению В описании (савторскому свидетельству также приведено описание устоойства, реализующего способ. Наряду с расширением функциональных возможностей изобретение позволяет измерять мощность с приходом каждого импульса и при увеличении потребляемой мощности частота ее измерения уве- личивается, что позволяет повысить достоверность и надежность контроля за энергопотреблением. 2 ил. сл с

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в системах контроля расхода электроэнергии и управления режимами электропотребления предприятия, цехов, участков.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей способа за счет одновременного измерения потребляемой мощности.

На фиг.1 приведены графики измерения параметров электропотребления; на фиг.2 - устройство для осуществления способа.

На фиг.1 а приведен график получаемых электрических импульсов за оборот диска. По оси ординат отложено напряжение электрического импульса, а по оси абсцисс - время; на фиг 16 приведен график гиперболической зависимости длительности электрического импульса от мощности электропотребления.

Способ определения потребления электрической энергии позволяет осуществить измерение как расхода электроэнергии, так и мощности электропотребления. Для этого предварительно строят график зависимости

Ю

длительности электрических импульсов, получаемых за каждый оборот диска счетчика энергии, от известных значений мощности электропотребления. Тогда в процессе электропотребления измерение мощности осуществляется автоматическим преобра- зованием по ранее полученному графику из- меренной длительности электрических импульсов в величину потребляемой электроприемниками мощности.

Поскольку измерение длительности электрического импульса и преобразование результата измерения в величину потребляемой электроприемниками мощности осуществляют за каждый оборот диска счетчика расходуемой энергии, то измере- ние моа ности электропотребления происходит с частотой, зависящей от потребляемой мощности, т.е. большему значению потребляемой мощности соответствует большая частота ее измерений. Это существенно расширяет функциональные возможности способа, так как позволяет наряду с измерением расхода электроэнергии измерять и мощность электропотребления. Причем, частота измерения мощности электропотребления устанавливается автоматически.

Устройство (фиг.2), реализующее предложенный способ, содержит осветитель 1 и оптически связанный с ним фотодатчик 2, алюминиевый диск 3 счетчика энергии, на поверхность которого нанесен светопогло- щающий сектор 4, триггер 5, схему И 6, кварцевый генератор 7, счетчик 8 импульсов, блок 9 постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), блок 10 памяти, блок 11 индикации и блок 12 логики. В блоке 9 ПЗУ прошит график (фиг. 16) зависимости длительности электрических импульсов от мощности электропотребления. Блок 12 логики осуществляет по сигналу с триггера 5 подготовку устройства к работе: перепись информации с блока 9 ПЗУ в блок 10 памяти и сброс счегчика 8 в нулевое состояние.

Способ определения потребления электрической энергии осуществляется следующим образом.

Счетчиком электроэнергии преобразуют величину потребляемой электроприемниками мощности в пропорциональную ей частоту вращения диска, на светоотражающую поверхность которого наносят эмалью или лаком светопоглощающий сектор с длиной хорды, например, 2-4 мм.

На градуировочном стенде, содержащем известные приемлемее для данной цели устройства, определяют длительность электрического импульса (фиг.1), получаемого с фотодатчика 2 (фиг.2) и мощность

электропотребления, соответствующую этой длительности электрического импульса (строба), измеряют, например, заполняя импульс частотой кварцевого генератора и

счетчиком импульсов определяют их количество. Мощность электропотребления измеряют с помощью подключенного на вход электропотребителей прибора, например, типа У441.

0 Строят график гиперболической зависимости длительности электрических импульсов (количества импульсов кварцевого генератора в стробе) от мощности электропотребления (фиг. 16).

5 Прошивают известными методами в блоке 9 ПЗУ (фиг,2) построенную гиперболическую зависимость (фиг. 16).

В процессе электропотребления, вызывающего вращение диска того же счетчика

0 электроэнергии с частотой, пропорциональной мощности электропотребления, преобразуют частоту вращения диска в равную ей частоту следования электрических импульсов. Измеряют длительность хи каждого

5 электрического импул ьса и по ранее постро- енному графику преобразуют длительность каждого измеренного электрического импульса (строба) в мощность электропотребления ,ц, осуществляя контроль

0 последней.

Фиксируют количество оборотов диска счетчиком электроэнергии или электрических импульсов, передачей последней в СА- УКЭ (систему автоматизированного учета и

5 контроля электроэнергии) за интервал времени получас (час, сутки), осуществляя контроль за расходом электроэнергии.

Работа устройства, реализующего предлагаемый способ в режиме автоматического

0 измерения, осуществляется следующим образом.

Мощность электропотребления приводит во вращение алюминиевый диск 3 счетчика энергии, Светопоглощающий сектор 4

5 диска 3, пересекая оптическую ось осветителя 1 и фотодатчика 2, приводит к появлению на входе триггера 5 сигнала. Сформированный триггером 5 сигнал с длительностью электрического импульса tu

0 (фиг.1 а) поступает на первый вход схемы И 6, на второй вход которой поступают импульсы кварцевого генератора 7. Импульсы с кварцевого генератора заполняют строб длительностью т.и и с выхода схемы И посту5 пают на вход счетчика 8 импульсов. Сигнал с выхода счетчика 8 импульсов, соответствующий сосчитанным импульсам кварцевого генератора, прошедшим через строб длительностью т.и, поступает на вход блока 9 ПЗУ. На выходе блока 9 ПЗУ формируется в

соответствии с графиком сигнал, соответствующий потребляемой электроприемниками мощности, Сигнал с выхода блока 9 ПЗУ поступает на первый вход блока 10 памяти. Поступающий с выхода триггера 5 задний фронт сигнала, соответствующего длительности электрического импульса ш, запускает блок 12 логики и с выдержкой с первого выхода этого блока поступает на второй вход блока 10 памяти, записывая содержи- мое выходного сигнала блока 9 ПЗУ в блок 10 памяти. Сигнал с второго выхода блока 12 логики с выдержкой времени по отношению к сигналу с первого выхода этого же блока поступает на второй вход счетчика 8 импульсов, приводя его в исходное нулевое состояние. На следующем обороте диска 3 работа устройства повторяется.

Таким образом, измерение длительно- сти каждого электрического импульса и преобразование результата измерения в величину потребляемой электроприемниками мощности позволяют расширить функциональные возможности способа по отношению к известному (базовому варианту) за счет измерения мощности электропотребления.

Кроме того, время очередного измерения потребляемой электроприемниками мощности зависит от ее величины и устанавливается автоматически (при увеличении мощности электропотребления увеличивается частота вращения диска счетчика и

Рд

КЬг

Ь)

уменьшается пауза между измерениями мощности электропотребления).

Это позволяет исключить потребление электроэнергии сверх установленного лимита за счет оперативного контроля и своевременного отключения энергопотребителей и обеспечить повышение производительности работы электромеханического оборудования, участвующего в технологическом процессе, за счет гарантированного его включения в режиме ограничения потребляемой электроэнергии (без выхода за установленный предел).

Формула изобретения Способ определения потребления электрической энергии, включающий преобразование мощности электропотребления в пропорциональную ей частоту вращения диска электросчетчика, преобразование оптически связанными осветителем и фотодатчиком частоты вращеня диска в равную ей частоту следования электрических импульсов, суммировние электрических импульсов за интервал времени, отличающийся тем, что, с целью расширения Функциональных возможностей способа за счет одновременного измерения потребляемой мощности, измеряют длительность каждого из электрических импульсов, а мощность рассчитывают по формуле

.

где Р - потребляемая мощность; ти - длительность электрического импульса; К - коэффициент пропорциональности.

FL

t

-U. Ни

Фиг.1

Фиг. 2