Способ определения потребления электроэнергии и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность контроля потребления электроэнергии и дополнительно определить текущую мощность за счет измерения расхода электроэнергии. Целью изобретения является повышение точности контроля потребления электроэнергии и текущей мощности. Поставленная цель достигается тем, что в способ определения потребления электроэнергии, включающий измерение расхода электроэнергии и преобразование его в числоимпульсный код, дополнительно введены операции измерения времени между импульсами и времени между началом контролируемого интервала и поступлением первого импульса и определения мощности по формуле, приведенной в описании изобретения. Устройство для контроля потребления электроэнергии содержит счетчик 1 электроэнергии, преобразователь 2 информации в числоимпульсный код, линию 3 связи, триггер 4, первый 5 и второй 10 счетчики импульсов, первый 6 и второй 11 элементы 2И, блок 7 вычислений, таймер 8 и генератор 9 тактовых импульсов. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1599781 А 1

09) (111 (gl)g G 01 R 11/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4450298/24-21 (22) 27.06.88 (46) 15.10.90. Бюл. Р 38 (71) Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) В.П.Капинчик, В.А. Пиндюра и А.А. Петров (53) 621.317.38(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 ..1109650, кл. С 01 R 11/56, 1984.

Авторское свидетельство СССР

Р 417725, кл. G 01 R 11/66, 1974. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность контроля потребления электроэнергии и дополнительно определить текущую мощность за счет измерения расхода электроэнергии. Целью изоб: ретения является повышение точности контроля потребления электроэнергии и текущей мощности. Поставленная цель достигается тем, что в способ определения потребления электроэнергии, включающий измерение расхода электроэнергии и преобразование его в числоимпульсный код, дополнительно введены операции измерения времени между импульсами и времени между началом контролируемого интервала и поступлением первого импульса и определения мощности по формуле, приведенной в описании изобретения. Устройство для контроля потребления электроэнергии содержит счетчик 1 электроэнергии, преобразователь 2 информации в числоимпульсный код, линию 3 связи, триггер 4, первый 5 и второй 10 счетчики импульсов, первый 6 и второй 11 эле менты 2И, блок 7 вычислений, таймер 8 и генератор 9 тактовых импульсов.. l с.п, ф-лы, 4 ил. з 1599781

Изобретение относится к измерительньй технике и может быть использовано при по стр оейии си ст ем контр оля потр ебдЬ эл ектр оэ нер гии. 5

Цель изобретения — повышение точности определения потребления электроэнергии и текущей мощности, На фиг.! представлена структурная схема устройства для контроля потреб- 1ð

:ления электроэнергии, на фиг.2 — гра1фик, поясняющий способ контроля потребления электроэнергии; на фиг.З— в ременные диаграммы работы. устройства и на фиг.4 — алгоритм функциони- 15 рования блоха вычислений.

Устройство для определения потрео-, 1ения электроэнергии содержит счетЧик 1 электроэнергии, связанный с пре-!р

Образователем 2 информации в числоимпульсный код, выход которого подключен к линии 3 связи, подключенной к входу триггера 4, выход которого

Соединен с входом первого счетчика 5 25 импульсов и первым входом первого элемента 2И 6. Информационные выходы первого счетчика 5 импульсов и выход первого элемента 2И 6 подключены к первому и четвертому входам блока 7 gp вычйслений, первый выход которого соединен с установочными входами первого счетчика 5 импульсов и таймера 8, к входу синхронизации которого подключен первый выход генератора 9 тактовых импульсов, подсоединенного этим же выходом к входу второго счетчи:ка 10 импульсов, информационные выходы и выход переноса которого подклю, чены к второму входу блока 7 вычис- 4р .пений, второй выход которого соединен . c установочными входами триггера 4 и второго счетчика 10 импульсов. Второй выход генератора 9 тактовых импульсов подключен к второму входу первого 45 элемента 2И 6 и второму входу второго: элемента 2И 11, к первому входу которого подсоединен выход таймера 8.

Выход второго элемента 2И 11 подключен к входу блока 7 вычислений. — 5О

Способ определения потребления электроэнергии осуществляется следующим образом.

Измеряют расход электроэнергии .и преобразуют его в импульсную последовательность. Подсчитывают число импульсов, поступивших за каждый контролируемый интервал времени.

Одновременно измеряют время между импульсами t импульсной последоваХ тельности (фиг. 2) . Измеряют также время между началом каждого контролируемого интервала и поступлением первого импульса импульсной последовательности в данном контролируемом интервале времени.

Значение текущий мощности определяют по формуле р = — э

К (1)

1 t> где К - пересчетный коэффициент, определяющий цену одного импульса в единицах измерения электроэнергии, t — время между двумя импульсами.

Зйачение расхода электроэнергии в каждом контролируемом интервале времени определяют в соответствии с формулой (И,-К (Ч;-1)+ —,, (г)

t, t, -t 1+

С;, где.М - число импульсов, поступивших за интервал контроля Т, ;

t, — время между поступлением последнего импульса в интервале контроля Т; < и поступлением первого импульса в интервале контроля Т (1

t ° - время между началом интерва1 ла контроля Т; и поступлением первого импульса в данном интервале контроля;

t; — время между поступлением последнего импульса в интервале контроля Т, и поступлением первого импульса в интервале контроля Т.;+, й;, — время между началом интерва" ла контроля Т,, и поступлением первого импульса в данном интервале контроля.

Устройство для опредйпения потребления электроэнергии работает следующим образом.

При включении устройства произво- дится начальная установка его элементов. Генератор 9 тактовых импульсов вырабатывает двухфазную последовательность сигналов (фиг.2, вых.9, Ф1 и Ф2), сдвинутых между собой на время С.

Сигналы Ф1 считываются таймером 8, который формирует заданный интервал контроля потребления электроэнергии (например, T=30 мин или при диспетчерском контроле мощности Т=2 мин), Ф

9978l

10

50 вычитается длительность импульса и эа55 носится в переменную ТТ. Палее в блоке 7 производится сброс счетчика

I 10 и триггера 4, В блоке 8 значе- " ние переменной TI корректируется. с учетом зафиксированных переполнений

Кроме того, сигналы Фl генератора 9 тактовых импульсов считываются вторым счетчиком 10 импульсов, который определяет время между входными импульсами (фиг.3, вых.2). На первом (начальном ) интервале контроля Т второй счетчик 10 импульсов определяет время между началом интервала време" ни Т и поступлением первого в данном интервале входного импульса.

Сигналы переполнения второго счет" чика 10 импульса- (выход "Перенос" ) поступают на вход блока 7 вычислений, где организуется программным путем счетчик числа переполнений.

Измеренное счетчиков 1 электроэнергии значение расхода посредством преобразователя 2 информации в числоимпульсный код преобразуется в после" довательность импульсов (фиг.3,вых.2), которые по линии связи 3 поступают на вход триггера 4 (являющегася, например, D-триггером) и переключают его в единичное состояние (фиг.3, вых.Ц .

Сигналы с выхода триггера 4 считываются первым счетчиком 5 импульсов, . определяющим расход электроэнергии, т.е. количество импульсов, поступивших за интервал времени контроля,Т.

С поступлением на второй вход пер— ваго элемента 2И 6 (на первом входе которого присутствует сигнал "1" с выхода триггера 4) сигнала Ф2 генератора 9 тактовых импульсов, формируется сигнал "1" (фиг.3 вых.б), ко" торий принимает блок -7 вычислений.

После этого блок ? вычислений считывает информацию с информационных выходов второго счетчика 10 импульсов и формирует сигнал по второму выходу (фиг.З, вых. 7(2)) „ который сбрасывает триггер 4 и второй счетчик 10 импульсов.

На основании полученной информации блок 7 вычислений определяет время между входными импульсами и хранит его до прихода следующего входного импульса, С поступлением сигнала от таймера 8 на первый вход второго элемента

2И 11 и с поступлением на второй вход элемента 2И 6 сигнала Ф2 генератора 9 тактовых импульсов на выходе второго элемента 2И 11 формируется. сигнал I (AHI ° 3 ° вых а 1 1 )., который принимает блок 7 вычислений.

Блок 7 вычислений считывает информацию с инфармацианньix выходов первога 5 и вт-po"ç l0 счетчиков импульсов и формирует сигнал па первому выхаду (фиг.3, вых,. 7(1)),который сбрасы-. зает первый счетчик 5 импульсов и таймер 8При этом второй счетчик 10 импульсов продолжает считывать сигналы Фl генератора 9 тактовых импульсов вплоть да паступления первого входного импульса с преобразователя 2 информации, Блок 7 вычислений определяет значения текущей мощности и расхода электроэнергии в соответствии с выражениями (1) и (2).

Приведенный на фиг,4 алгоритм па сути отражает все действия блока 7 вычислений.

В алгоритме используются следующие константы и переменные: МАХ 10 — кан" станта, предел счета для счетчика 10;

K — конс" àíòà,,весовой коэффициент ими льса, кВт. ч, Ti — переменная, длительность последнего импульса в услов" ных единицах; TlI - переменная, длительность в условных единицах последнего импульса, попавшего на границу интервала (в соответствии с фиг.2

TlТ= -t,, для интервала Т );

Н вЂ” переменная, количество импульсов за предыдущий интервал, D — переменная в диапазоне от О до 1, доля первого неполного импульса в интервале;

à — переменная, принимающая значение О или 1. Устанавливается в l ïðè наступлении нового интервала, сбрасывается в О при приходе первого импульса; SP — переменная, счетчик еренасав ат 10.

В блоке 1 производится начальная установка аппаратной части устройства, в блоке 2 — переменных алгоритма.

В блоке 3 проверяется наличие переноса ат счетчика 10 длительности импульса. При наличии такового перемен ная SP увеличивается на единицу (блан 4), В блоке 5 проверяется наличие сигнала ат элемента 6, При наличии сигнала выполняются действия по обработке очередного импульса (бло" ки 6-14), иначе осуществляется переход на блок 15. В блоке 6 из счетчика 10

1599781 счетчика 10, В блоке 9 проверя ет ся „ является ли обрабатываемый импульс первым в данном интервале. Если имПульс первый, то выполняются действия по вычислению расхода энергии за предыдущий интервал (блоки 10-12), иначе осуществляется переход на блок 13.

В блоке 10 вычисляется расход энергии

За предыдущий интервал. Вычисления выполняются по формуле (2), преобразованной к удобному для вычислений

Виду. В,блоке 11 вычисляется вспомог ательная переменная О, значение которой используется дпя вычисления . расхода энергии дпя последующего интервала. В блоке 13 переменная,содержащая количество переполнений счетчика 10, устанавливается в исходное состояние. В блоке 14 вычисляется те- 20 кущая мощность, усредненная за длительность импульса. В блоке 15 проверяется наличие сигнала от элемента 11. В случае наличия сигнала выполняются действия по обработке кон- 25 ца интервала (блоки 16-23), иначе осуществляется переход на блок 3. В блоке 16 проверяется, были ли импульсы за истекший интервал. Если импульсов не было, то выполняются действия по принудительному вычислению расхода энергии за соответствующий интервал (блоки 18, 19). Блоки 18 и 19 повторяют блоки 10,11, но с учетом того, что в вычислительной формуле неизвестным на данный момент времени параметрам присваивается значение О. В блоке 20 из счетчика 5 вычитается количество импульсов за истекший интервал в переменную N. Далее в бло-i :4О ке 21 производится сброс счетчика 5 и таймера 8, В блоке 22 из счетчика 10 вычитывается текущее значение длительности ожидаемого импульса и помещается в пере- 45 менную T1I. В блоке 23 переменная T1I. корректируется с учетом зафиксированных переполнений счетчика 10. Далее выполняется переход на блок 3.

Повышение экономичности обеспечивается за счет повышения точности контроля потребления электроэнергии и за счет обеспечения возможности определения текущего значения мощности.

P м У л а и з о б р е т е H и я 55

1. Способ определения потребленля электроэнергии, з аключающийся в том, что измеряют. расход электроэнергии, измеренное значение электроэнергии преобразуют в импульсную последовательность, подсчитывают число импульсов за контролируемый интервал времени, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения потребления электроэнергии и текущей мощности, дополнительно измеряют время между импульсами t им1 пульсной последовательности, время между началом контролируемого интервала и поступлением первого импульса импульсной последовательности в данном интервале t время между поступлением Последнего импульса в предыдущем интервале . контроля и поступлением первого импульса текущего интервала контроля t время между поступлением последнего импульса текуще"

ro интервала контроля и первым импульсом последующего интервала контро-ля t; время между началом последую" щего интервала контроля и поступлением первого импульса последующ<.ro ин"

1 тервала контроля t а значения текущей мощности и расхода электроэнергии за контролируемый интервал времени определяют по формулам

К

t,-t;y(1

W -К I(N — 1)+ — — - +

t; где Р— значение текущей мощности, J

К вЂ” пересчетный коэффициент, оп-ределяющий цену одного импульса в единицах измерения электроэнергии;

И вЂ” значение расхода электроэнер1 гии в интервале контроля;

N — число, импульсов, поступивших за интервал контроля;

2. Устройство для определения потребления электроэнергии, содержащее счетчик электроэнергии, связанный с преобразователем информации в числоимпульсный код, выход которого подключен к линии связи, первый счетчик импульсов и таймер, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности определеж я потребления электроэнергии и текущей мощности, в него введены триггер, генератор тактовых импульсов, второй счетчик импульсов, первый и второй элементы 2И и блок вычислений, причем вход триггера подключен к линии связи, а выход — к первому входу первого элемента 2И и входу первого счетчика импульсов, информационные выходы ко1599781 1О торого подключены к первому входу которого подключен также выход второблока вычислений, первый выход кото- го элемента 2И, соединенного первым рого подключен к установочному входу, входом с выходом таймера, а к второпервого счетчика импульсов и устано- .му входу второго элемента 2И подклю5 вочному входу таймера, к входу синхро- чен второй выход генератора тактовых ниэации которого подключен первый импульсов, подключенного этим же вывыход генератора тактовых импулЬсов, ходом к второму входу первого элеменподключенного этим же выходом к вхо- та 2И, выход которого подключен к четду второго счетчика импульсов, инфор- 1п вертому входу блока вычислений, втомационный выход и выход переноса рой выход которого подключен к устакоторого подключены к второму входу новочным входам триггера и второго блока вычислений, к третьему входу счетчика импульсов. дух 2 выА У

Q1

Вы/ 9

i Ф2

Фог.4, b

1599781

Составитель С. Хромов

Редактор Л. Пчолинская Техред М.Ходанич Корректор О,Ципле

Подписное

Тираж 550

Заказ 3140

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ CCCP

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

Производственно-издательский комбинат "Патент",.г. Ужгород, ул. Гагарина, 101