Устройство для определения электрической нагрузки

 

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

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (б)) 4 С 01 R 11/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4126380/24-21 (22) 09.07 ° 86 (46) 23.01.88. Бюл. Р 3 (71) Куйбышевский авиационный институт им. акад. С.П. Королева и Куйбышевский завод синтетического спирта им. 60-летия СССР (72) Н.E. Конюхов, А.Б. Майер и A.Â. Левин (53) 621.317.353(088.8) (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ (57) 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.

1 13687

Изобретение относится к устройствам контроля за потребляемой мощностью и может быть использовано для определения совмещенной электрической

5 нагрузки по величине израсходованной энергии, Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей 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, выход которого через элемент ИЛИ 6 и делитель 7 частоты соединен со счетным входом счет 1ика 4 текущей нагрузки, управляющие входы делителя

7 частоты соединены с выходами счет35 чика 8 импульсов дискретизации, выходы счетчика 4 текущей нагрузки соединены с установочными входами регистратора 5 и вычитающего счетчика 9,выход 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 регист45 ратора 5 и вычитающего счетчика 9, второй выход соединен с у.правляющими .входами сброса счетчика 4 текущей нагрузки и вычитающего счетчика 9, а также с установочным входом счетчика 8 импульсов дискретизации, третий

50 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 вхо55 дом вычитающего счетчика 9.

Блок управления и синхронизации содержит генератор 10 временных интер88 2 валов, триггер 11 и элемент И 12, причем первый 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-вход 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. устройстве блок 3 управления и синхронизации вырабатывает на первом выходе импульсы дискретизации с периодом 1 мин; коэффициент пересчета счетчика 8 импульсов дискретизации равен 30, смена состояний счетчика 8 импульсов дискретизации, задающих коэффициенты деления делителя 7 частоты, происходит в следующей последовательности:

1,2,3,...,29,30, 1,2,..., делитель 7 частоты обеспечивает изменение коэффициента деления от 1 до 30.

Начальное состояние основных элементов схемы: в счетчике 8 импульсов дискретизации записано значение t=1, 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 выводит-. ся 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 (киловаттчасах). Для того, чтобы в счетчике

3 13687

4 текущей нагрузки в течение 1 мин сформировалось числб, равное среднему за 1 мин значению нагрузки, необходимо, чтобы серия содержала в

60 раз больше счетных импульсов, 1

P = 60 --, N; Q; 1кВт ч) ! а!, ;,я;, (кВт), 10 где Р, — средняя нагрузка за 1 мин, N;, — количество информационных импульсов, пришедших с i-го датчика в течение 1 мин, Q,« — "вес" информационного импульса i-го датчика,кВт ч;

Я;<=

=60@; — приведенное к одноминутному интервалу значение весового коэффициента, кВт;

20 количество датчиков °

В течение первой минуты делитель

7 частоты настроен на коэффициент деления равный 1 поэтому серии счетЭ 1

25 ных 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 величина, 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 теку- Ç5 щей нагрузки заносится в регистратор

5 и в вычитающий счетчик 9, а содержимое счетчика 8 импульсов дискрети-. зации увеличивается на 1 (t=2) ° Îäíîвременно сигналом с третьего выхода 4о блока 3 управления и синхронизации счетчик 4 текущей нагрузки переводится в режим вычитания, а блок 2 приема информации прекращает выдачу счетных импульсов. В то же время с. 45 четвертого выхода блока 3 управления и синхронизации поступают импульсы, считывающие содержимое вычитающего счетчика 9, а через элемент ИЛИ 6 и делитель 7 частоты уменьшают содер- 50 жимое счетчика текущей нагрузки. Так как в вычитающем счетчике 9 записана величина P а коэффициент деления делителя 7 частоты равен 2, то из счетчика 4 текущей нагрузки вычитаР< ется величина — — что соответствует

2 точке Ъ на графике (фиг.2).В момент

88 4 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 (t=2), счетчика

Р<

4 текущей нагрузки (†) и регистрато2 ра 5 (P< ). Ha время, пока считывается содержимое вычитающего счетчика

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 считывающих импульсов с четвертого 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 t=2. 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), Р 1

P =(Р— — )+-- 0 И у 60

2 < 2 2 < — ° 2 <О

Р,

:2 (>>-3

I где P . .— среднее значение нагрузки

2 за 2 мин;

N, — количество информационных импульсов, пришедших с i-го датчика в течение второй минуты 2

= ЗОИ; — приведенное к двухминутному интервалу значение весового коэффицинета.

5 13687

Содержимое счетчика 8 импульсов дискретизации увеличивается на 1, коэффициент деления делителя 7 частоты устанавливается равным t=3,счет5 чик 4 текущей нагрузки переводится в режим вычитания. Импульсами с четвертого выхода блока 3 управления и синхронизации происходит считывание содержимого вычитающего счетчика 9 и )p уменьшение содержимого счетчика 4 те1

Р кущей нагрузки на величину — (точка

3 и на графике, фиг.2), В течение третьей минуты в счетчи- 15 ке 4 текущей нагрузки накапливается величина, которая к концу третьей минуты равна среднему значению нагрузки за 3 мин, 88

2. Устройство по п. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок управления и синхронизации содержит генератор временных интервалов, триггер, элемент И, причем первый и второй выходы генератора временных интервалов являются первым и вторым выходами блоР

20 р = р — - - + — N U 60.

3 3

1=1

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

P =Р— — -+ —;1 И Q 60

Р ч за 30 30 зо о

1=I равная значению получасовой нагрузки ЭО (точка Г на графике, фиг.2). Управляющий импульс с первого выхода. блока 3 управления и синхронизации записывает эту величину в регистратор и вычитающий счетчик 9, а импульс в кон- з це 30-й минуты с второго выхода блока 3 управления и синхронизации устанавливает счетчик 8 импульсов дискретизации в состояние t--1.

В конце 30-й минуты сигнал с вто- 40 рого 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- 5О ки в течение первой минуты следующего получасового интервала. формула изобрете ния

1. Устройство для определения электрической нагрузки, содержащее датчики расхода электроэнергии, блок приема 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 приема информации, информационные входы которого подключены к датчикам расхода электроэнергии, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет определения среднего значения нагрузки за время от начального до текущего моментов внутри контрольного периода, в него введены элемент ИЛИ, делитель частоты, счетчик импульсов дискретизации и вычитающий счетчик, причем первый выход блока управления и синхронизации соединен с управляющим входом вычитающего счетчика и счетным входом счетчика импульсов дискретизации, второй — с установочным входом вычитающего счетчика и установочным входом счетчика импульсов дискретизации, третий — с входом выбора режима счетчика текущей нагрузки, четвертый — с первым входом элемента ИЛИ и счетным входом вычитающего счетчика, а управляющий вход — с выходом вычитающего счетчика, выход блока приема информации соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен через делитель частоты со счетным входом счетчика текущей нагрузки, выход- счетчика импульсов дискретизации соединен с управляющимвходом делителя частоты, а выход счетчика текущей нагрузки соединен с информационными входами регистратора и вычитающего счетчика. ка управления и синхронизации, выход триггера подключен к первому входу элемента И и является третьим выходом блока управления и синхронизации, четвертым выходом которого является выход элемента И, второй вход которого подключен к третьему выходу генератора временных интервалов, D7 1368788 8 вход триггера подключен к шине логи- лов, а R-вход является управляющим ческой единицы, С-вход — к первому входом блока управления и синхронивыходу генератора временных интерва- зации.

О С

Составитель С. Сафохин

Техред М.Дидык

Редактор О. Юрковецкая

Корректор С. Черни

Заказ 286/46 Тираж 772

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

s у Ру у 2

«2

1 г

/(1,, у +ЫГ

V+ I

I ) У

1

) )

) )

) I

29 О Й, пи