Устройство для контроля и учета расхода электроэнергии Советский патент 1981 года по МПК G07C3/10 

Изобретение относится к устройствам , учета электроэнергии и контроля режимов электропотребления крупных про alIшлeнньrx потребителей и может быть использовано для коммерческих и внутри-v заводских расчетов за пользование электроэнергией и регулирования электропотребления на заданном уровне.

Известно устройство для контроля, содержащее блок приема информации, .. шифратор, комбинацион1Язш сумматор текущей информации, блок управления, блок задания максимального совмещенного получасового значения нагрузки предприятия, регистр результата, рас-., четные регистры, распределительные cxet4 i и блок печати и индикации Dl.

Недостатки этого устройства - необходимость прокладки индивидуальных каналов связи от каждого первичного JQ датчика, что вызывает удорожание устройства и затрудняет его широкое применение, хранение долговременной информации в электронных регистрах.

I громоздкая схема циркуляции информации в блоке обработки информации, что снижает быстродействие устройства и .его надежность, недостаточная гибкость устройства в отношении оперативной замены коэффициентов и признаков, отсутствие возможности активного слежения за графиком прохождения электрических нагрузок в часы максимума энергосистемы.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для контроля и учета расхода электроэнергии, содержащее датчики импульсов, коммутатор, блок контроля информации, блок адреса, блок задания коэффициентов и признаков, блок нормирования, выход которого соединен с первым входом первого распределителя информации, выходы которого подключены к группе входом первого счетчика, первый выход которого соединен со входом первого блока памяти, блок регистрации, вход которого подключен ко второму выходу первого счетчика, вход которого соединен с первым выходом блока управления, блок ввода информации, блок сравнения, блок индикации, первый вход которого подключен к третьему выходу первого счетчика, усилители и входные схемы 2. Однако для известного устройства характерна недостаточная точность контроля режимов электропотребления в виду того, что оно позволяет осуществлять контроль расхода электроэнергии в фиксированные получасовые интервалы часов максимума энергосистемы. Для выравнивания графика на грузки энергосисте1«я необходимо, что бы потребители равномерно потребляли электроэнергию в часы максимальных нагрузок и не превышали заявленного значения в любые текущие получасовые интервалы. Введение блоков задатчика программы слежения, интервалов слежения и контрольных цифр позволяет дополнительно осуществить контроль внутри фиксированных получасовых интервалов, что несколько повышает точ ность контроля. Однако устройство не обеспечивает контроля расхода электроэнергии в текущие получасовые интервалы и не позволяет выравяить гра фик нагрузки предприятия и энергосистемы в часы максимумов. Кроме того, при использовании фиксированных полу часовых интервалов возможно расхожде ние показаш1Й приборов контроля элек троснабжакнцей оргЛизации и потребителя, если нeзaвиcи aae программные устройства, разбивающие временную ос на интервалы контроля, окажутся смещенными друг относительно друга. Это приводит к неоднозначности контроля, которая может послужить причиной кон фликта при коммерческих расчетах за пользование электроэнергией. Целые изобретения является повьше ние точности устройства. Поставленная цель достигается тем что в устройство для контроля и уч та расхода электроэнергии, содержа- щее датчики импульсов, коммутатор, блок контроля информации, блок адреса, блок задания коэффициентов и признаков, блок нормирования, выход которого соединен с первым входом первого распределителя информации, выходы которого подключены к группе 94 входов первого счетчика, первый выход которого соединен со входом первого блока памяти, блок регистрации, вход jcoToporo подключен ко второму выходу первого счетчика, вход которого соединен с первым выходом блока управления, блок ввода информации, блок сравнения и блок индикации, первый вход которого подключен к третьему выходу первого счетчика, введены шифраторы, блок согласования, блок управления опросом, датчик времени, второй счетчик, второй распределитель информации, второй блок памяти, блоки совпадения, сумматор и регистры, входы которых соединены с датчиками импульсов, а выходы через шифраторы подключены к группе входов блока согласования, выход которого подключен к первому входу блока контроля информации, первый выход которого через блок управления опросоу соединен со входом коммутатора, выходы которого подключены ко входу блока согласованияи к первому входу блока адреса, выход которого через блок задания коэффициентов и признаков соединен со входом блока нормирования и со вторым входом первого распределителя информации, датчик времени подключен ко входу блока управления, второй выход которого соединен со вторым входом блока -контроля информации, второй выход последнего подключен ко второму входу блока адреса, третий выход блока управления через второй счетчик соединен с первыми входами блоков совпадения и второго распределителя информации, второй вход которого подключен к чет- . вертому выходу первого счетчика, выход второго распределителя информации через второй блок памяти соединен со вторыми входами блоков совпадения, выходы которых подключены ко входам сумматора, первый выход которого соединен со вторым входом блока индикации, выход блока ввода информации и второй выход сумматора через блок сравнения подключены к третьему входу блока индикации, четвёртый вход последнего соединен с четвертым выходом блока управления, пятый выход которого подключен к управляющему входу второго блока памяти. На чертеже представлена структурная схема устройства. Устройство содержит субблок 1 сбора информации, субблок 2 передачи информации, субблок 3 обработки информации, субблок А регистрации и хранения информации и субблок 5 советчика диспетчера. Эти субблоки, в свою очередь, состоят из датчиков 6 импульсов, . регистров 7, шифраторов 8, блока 9 согласования, блока 10 управления опросом, коммутатора 11, блока 12 контроля информации, блока 13 адреса, блока 14 задания коэффициента и признака, блока 15 нормирования, распределителя 16 информации, первого счетчика 17, блока 18 регистрации, первого блока 19 памяти, датчика 20 времени, блока 21 управления, второго счетчика 22, второго распределителя 23, второго блока 2А памяти, первого блока 25 совпадения, второго блока 26 совпадения, сумматора 27, блока 28 ввода информации, блока 29 сравнения, блока 30 индикации.

Субблок 1 сбора информации предназначен для сбора информации от отдельных электросчетчиков, установленных на подстанциях промышленного п:ред приятия.

Субблок 2 передачи информации слу« жит для передачи информации от отдельных энергетических подстанций в одно устройство с использованием общих для отдельных групп электросчетчиков каналов связи.

Субблок 3 обработки информации предназначен для определения адреса исходных электросчетчиков, приведения энергетического веса принятых импульсов к именованным единицам ( распределения этой информации в соответствии с признаками исходного электросчетчика (активный, реактивный, прием, отдача и т.д. ), а также для управления и координации другими блокагт устройства.

Субблок 4 регистрации и хранения информации служит для оперативного и долговременного хранения информации, а также для документирования результатов учета.

Субблок 5 советчика диспетчера служит для контроля режимов электропотребления и индикации превьшения контрольных параметров.

Электросчетчики с датчиками 6 имnyj;ibcoB расположены на электроподстанциях группами и служат для учета электроэнергии, потребляемой предприятием, возвращаемой р энергосистему или отдаваемой субабонентам.

Устройство работает следующим образом.

Электросчетчики с датчиками 6 импульсов, зарегистрировав определенную порцию электроэнергии, выдают на регистры 7 импульсы, энергетический вес которых определяется коэффициентами трансформации трансформаторов тока и напряжения данного присоединения. В регистрах 7 на каждый датчик имеется ячейка памяти на один бит информации, в которую и заносится этот импульс.

в устройстве принята опросная система передачи информации с подстанцией на диспетчерский пункт. Частота опроса выбрана так, чтобы избежать потери импульсов при максимальной скрости вращения дисков электросчетчиков. Каждая электроподстанция, содержащая К счетчиков,соединена с диспетчерским пунктом своей линией связи Л, Л,,..., л„, содержагцей один канал связи. Согласование линий связи со входами блока 12 и коммутатора I1 осуществляется - согласующими трансформаторами и усилителями блока согласования .

Блок 10 управления опросом вырабатывает сигналы Начало связи, число которых определяется числом линий связи. Эти сигналы направляются коммутатором I1 поочередно в каждую линию связи. Одновременно коммутатор II выдает сигнал в блок 13 с адресом линии связи, которая подключена в дан}&1й момент. Цо приходу сигнала Начало связи в очередной шифратор 8 информация переписывается из регистров 7 в промежуточные регистры шифратора 8, преобразуется в последовательшлй код Манчестера, дополняется сигналом четности и выдается в линию связи. Через блок 9 согласования информация поступает в блок 12 контроля информации, где производится выделение кода и синхроимпульсов и проверка принятой информации на четность. В случае отрицательного результата проверки выдается сигнал в блок 10 управления опросом на повторение сигнала Начало связи в данную линию связи. Если такой сигнал не поступает, блок 10 управления опросом выдает сигнал Начало связи, который с помощью коммутатора 11 поступает в следующую линию связи. Принятая и проверенная информэ ция с блока 12 контроля информации поступает в блок 13 адреса, куда пос тупает одновременно информация с ком мутатора И о том, какая ячейка опра шивается в данный момент. Блок 13 ад реса с помощью схем совпадения напра ляет пришедший очередной импульс стр го по адресу в блок 14 задания коэффициента и признака. Блок 14 задания коэффициента и признака представляет собой контактной поле, на котором с помощью одной группы перемычек каждому датчику при сваивается коэффициент выравнивания энергетического веса; вторая группа перемычек задает признак - активная реактивная энергия, причем, отдача, субабоненты; третья группа перемычек позволяет .устанавливать для каждого из упомянутых коэффициентов любое Число, Порядок прохождения сигнала следующий. Очередной импульс информации, вьшедший из блока 13 адреса на кдем/му своего адреса, направляется с помощью перемычки первой группы на шину одного из коэффициентов, откуда Перемычки третьей группы преобразую его в двоичный код, соответствуюпщй десятичному числу этого коэффициент . Код этот передается в блок 15 нормирования. Одновременно этот же импул попадает на часть контактного поля со второй группой перемычек, откуда выходит на один из четырех каналов. соответствующих четырем признакам активный прием, активная отдача, реактивный прием, реактивная отдача. Здесь термины - активный и реакти ный соответствуют виду энергии, учи тываемой данным счетчиком, а прием или отдача соответствуют учету эле ктроэнергии, принимаемой от энергосистемы или отдаваемой субабонентам. I В блоке 15 нормирования импульс, пришедший от датчиков 6 импульсов, преобразуется в такое количество импульсов, сколько энергии израсходовано. Состоит он из трехдекадного двоично-десятичного счетчика и генератора, частота которого на нескольк порядков вьщ1е частоты опроса. Когда из блека 14 задания коэффициентов и признаков поступает двоичный код коэффициента опрашиваемого датчика 6 импульсов, регистр счетчика устанавл 8 вается в состояние, соответствующему десятичному числу, дополняющему данный коэффициент до тысячи. После этого счетный вход счетчика открывается для импульсов генератора, и эти импульсы воздействуют на счетчик до тех пор, пока он не достигнет тысячи. Импульс переполнения последней декады закрывает счетный вход, и сам счетчик остается в нуле. Одновременно пакет счетных импульсов, количество которых равно числу знергии, зарегистрированной данным электросчетчиком, поступает на первый распределитель 16 информации. Первый распределитель 16 информации коммутирует поступающие импульсы в соответствии с сигналами признаков, поступающих из 14 задания коэффициентов и признаков, на соответствующий вход первого счетчика 17. Этот счетчик 17 содержит реверсивные двоично-десятичные счетчики, число которых определяется количеством заложенных признаков и.зависит от конкретной схет мы электроснабжения предприятия и тре бований к учету электроэнергии. Емкость счетчиков определяется максимальным интервалом работь блока 18 регистрации, который включается по сигналам блока 21 управления. Информация для долговременного хранения передается в первый блок 19 памяти, который сохраняет ее при перерывах питания устройства. Датчик 20 време1Ш представляет собой электронные часы и позволяет выставлять на своей шкапе часы утреннего и йечерного максимумов энергосистемы. Блок 21 управления вырабатывает управлякидие сигналы для выдачи содержимого первого счетчика 17 текущей информации на регистрацию через каждые полчаса в часы максимума и через два часа в остальное время, а также управлякядие сигналы через минутные интервалы в часы максимума элeктpocиcтe в I, которые поступают на субблок советчика диспетчера. Кроме того, блок 21 управления вырабатывает синхронизирующие импульсы, нeoбxoди ыe для работы других блоков. Субблок 5 советчика диспетчера располагается на пульте диспетчера и служит для контроля режимов электропотребления предприятия в часы максимума энергосисте№1. С начала часов максимума энергосистемы блок 21 управления выдает си налы через минутные интервалы на вто рой счетчик 22, который формирует си налы через единицы минут, подаваемле на второй распределитель 23 информации и блоки 25 и 26 совпаде1«я. На первый распределитель 23 поступает также информация с первого счетчика 17 о расходе активной электроэнергии за единицы минут. Первый распределитель 23 информации содержит схемл совпадения и направляет информацию о расходе в соответствуюодае ячейки памяти второго блока 24 памяти по сигналам второго счетчика 22. Второй блок 24 памяти также содержит ячейки памяти. В первую ячейку второго блок 24 памяти записывается расход электроэнергии за первую минуту, во вторую ячейку - за две минуты, в третью ячейку - за три минуты и т.д. Расход электроэнергии за полчаса записывает ся вновь в первую ячейку памяти. Содержимое ячеек памяти по сигналам второго счетчика 22 поступает через первый блок 25 совпадения на суммирующий вход сумматора 27, а через второй блок 26 совпадения - на вычитающий вход сумматора 27. Блоки 25 и 26 совпадения содержат cxeNBJ совпадения, причем кoм fyтaция выходов осуществлена таким образом, что сумматор определяет получасовой расход активной электроэнергии в любую ту часов максимума за предыдущие пол часа. В результате сумматор 27 определяет разность содержимого последней из ячеек памяти. Полученный получасовой расход электроэнергии с выхода сумматора 27 подается на блок 29 сравнения, куда подаются также величины контрольного и заявленного уровней получасового расхода электроэнергии с блока 28 ввода информации. Величина контрольного уровня получасового рас хода электроэнергии задается на 1020% меньше заявленного значения. Это дает возможность диспетчеру при превышении контрольного уровня принять необходимые меры по снижению нагрузки предприятия, чтобы не превысить з явленное значение получасового расхода электроэнергии. В блоке 29 срав нения производится сравнение текущего получасового расхода электроэнергии с контрольным и заявленным уровнями. При превышении контрольного уровня выдается сигнал на блок 30 индикации о превьшении контрольного уровня и величина превышения этого уровня. При превышении заявленного уровня также выдается сигнал на блок 30 индикации о превышении заявленного уровня. Кроме того, на блок 30 индикации поступает сигнал о величине текущего получасового расхода с сумматора 27. Экономический эффек от использования предлагаемого устройства определяется высокой точностью и надежностью контроля и у1ета расхода электроэнергии. Формула изобретения Устройство для контроля и учета расхода электроэнергии, содержащее датчики импульсов, коммутатор, блок коитроля информащш, блок адреса, блок задания коэффициентов и признаков, блок нормирования, выход которого соединен с первым входом первого распределителя информации, выходы которого подключены к группе входов первого счетчика, первый выход которого соеда нен со входом первого блока памяти, блок регистрации, вход которого подключен ко второму выходу первого счетчика, вход которого соединен с первым выходом блока управления, блок ввода информации, блок сравнения и блок индикащш, nepsufi вход которого подклю чен к третьему vвыходу первого счетчика, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введе 1 шифраторы, блок согласоваиия, блок управления опросом, датчик времени, второй счетчик, второй распределитель информации, второй блок памяти, блоки совпадения сумматор и регистры, выходы которых соединены с датчиками импульсов, а выходы череэ шифратор подклоочены к группе входов блока согласования, вход которого подключен к первому входу блока контроля информации, первый выход которого через блок управления опросом соединен со входом коммутатора, выходы которого подключены ко входу блока согласования и к первому входу блока адреса, выход которого через блок задания коэффициентов и призиаков соединен со входом блока норми рования и со вторым входом первого распределителя информации, датчик времени подключен ко входу блока управления, второй выход которого соединен со вторым входом блока контроля информации, второй выход последнего подключен ко второму входу блок. адреса, третий выход блока управления через второй счетчик соединен С первыми входами блоков совпадения и второго распределителя информации, второй вход которого подключен к четвертому выходу первого счетчика, выход второго распределителя информации через второй блок памяти соединен со вторыми входами блоков совпадения, выходы которых

подключены ко входам сумматора, первый выход которого соединен со вторым входом блока индикации, выход блока ввода информации и второй выход сумматора через блок сравнения подключены к третьему входу блока индикации, четвертый вход последнего соединен с четвертым выходом блока управления, пятый,выход которого подключен к управляющему входу второго блока памяти.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 473100, кл. G 01 R 11/56, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке №2398141/18-21,

кл. G 01 R 11/56, 1976 (прототип).