Устройство для дистанционного измерения электрической нагрузки

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для определения среднего значения реактивной мощности или количества переданной электроэнергии в электрических сетях . Цель изобретения - повышение достоверности измерения электрической нагрузки при работе в цепи с изменяющимся направлением потока мощности. Поставленная цель достигается введением элемента И 10, усилителя 18, генератора 17 импульсов, осветителей 3, 4. Совокупность сигналов устройства однозначно определяют положение диска счетчика и направление его вращения, что позволяет достоверно измерять количество оборотов диска в любых режимах работы, в том числе при изменении направления его вращения в зоне действия фотодатчиков. Устройство также содержит счетчик 1 электроэнергии, на поверхность диска 2 которого нанесены светопоглощающие и светоотражающие метки, фотодатчики 5, 6, пороговые элементы 7, 8. переключатель 9, формирователи импульсов 11, 12. селекторы импульсов 13, 14 и индикаторы 15, 16. Устройство наиболее целесообразно, использовать в составе автоматизированных информационно-измерительных систем для контроля перетоков активной или реактивной энергии. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

! союз советских;. социАлистических

РЕСПУБЛИК (м)5 G 01 R 11/56

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСГВУ

°,% 1l f. Ъ °

1 !.

1 (21) 4371258/21 (22) 27.01.88 (46) 15.09.91, Бюл. М 34 (71) Донецкий политехнический институт (72) Е.B. Макаров, Б.В. Кузнецов и Л.Н.Котова (53) 621.317.784 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1307349, кл. G 01 R 11/56, 1985.

Авторское свидетельство СССР

N- 714289, кл. G 01 R 11/00, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для определения среднего значения реактивной мощности или количества переданной электроэнергии в электрических сетях, Цель изобретения — повышение достоверности измерения электрической нагрузки при работе в цепи с изменяющим„„Я2 ÄÄ 1677647 А1 ся направлением потока мощности, Поставленная цель достигается введением элемента И 10, усилителя 18, генератора 17 импульсов, осветителей 3, 4. Совокупность сигналов устройства однозначно определяют положение диска счетчика и направление его вращения, что позволяет достоверно измерять количество оборотов диска в любых режимах работы, в том числе при изменении направления его вращения в зоне действия фотодатчиков. Устройство также содержит счетчик 1 электроэнергии, на поверхность диска 2 которого нанесены светопоглощающие и светоотражающие метки, фотодатчики 5, 6, пороговые элементы 7, 8, переключатель 9, формирователи импульсов 11, 12, селекторы импульсов 13, 14 и индикаторы 15, 16. Устройство наиболее целесообразно использовать в составе автоматизированных информационно-измерительных систем для контроля перетоков активной или реактивной энергии. 1 з.п,ф-лы, 2 ил.

1677647

Устройство относится к электроизмерительной технике и предназначено для определения среднего значения реактивной мощности или количества переданной электроэнергии в электрических сетях, преимущественно для организации расчетов за электроэнергию.

Цель изобретения — повышение достоверности измерения электрической нагрузки при работе в цепи с изменяющимся направлением потока мощности.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы его работы.

Устройство для дистанционного измерения электрической нагрузки (фиг. 1) включает счетчик 1 электроэнергии (активной или реактивной), на диск 2 которого нанесена метка, первый и второй осветители 3 и 4, связанные оптически через поверхность диска 2 с первым и вторым фотодатчиками 5 и

6, выходы которых через первый и второй пороговые элементы 7 и 8 связаны с входами переключателя 9 и первого элемента И

10, вход сброса переключателя 9 соединен с выходом первого элемента И 10, а выходы переключателя 9 соединены с входами первого и второго формирователей 11, 12 импульсов, выходы которых через линию связи подключены к входам первого и второго селекторов 13, 14 импульсов, соединенных последовательно с входами первого и второго индикаторов 15 и 16. Генератор 17 соединен со стробирующими входами первого и второго пороговых элементов 7 и 8 и через усилитель 18 с входами первого и второго осветителей 3 и 4, Переключатель 9 состоит из элемента ИЛИ 19, выход которого подключен к синхровходам первого и второго

IK-триггеров 20 и 21, первый вход переключателя соединен с первым входом элемента

ИЛИ, 1-входом первого триггера 20, К-входом второго триггера 21 и первым входом второго элемента И 22, второй вход соединен с вторым входом элемента ИЛИ 19, 1входом второго 21, К-входом первого 20 триггеров и первым входом третьего элемента И 23, вторые входы элементов И 23, 22 соединены соответственно с выходами первого и второго триггеров 20 и 21, а выходы являются выходами переключателя, Rвходы тригI ВроВ 20 и 21 объединены в вход сброса переключателя.

На фиг. 2а изобра>кена временная диаграмма сигналов генератора 17, на фиг, 2б, в — сигналы на выходах первого и второго пороговых элементов 7, 8, на фиг. 2г, д— состояния первого и второго триггеров 20, 21 переключателя 9, на фиг. 2е — сигнал на первом выходе переключателя 9.

Устройство функционирует следующим образом, При вращении диска счетчика реактивной энергии наступает момент, когда светоотражающая часть его поверхности оказывается в зоне действия обоих фотодатчиков. Периодически поступающие с генератора 17 импульсы с большой скважностью (фиг. 2а) усиливаются и вызывают свечение первого и второго осветителей 3 и 4, световой поток которых вызывает срабатывание первого и второго пороговых элементов 7 и

8 (фиг, 2в, б}, открытых по стробирующим входам сигналами с генератора 17. Совпадение сигналов на входах первого элемента

И 10 приводит к формированию импульса сброса на входе сброса переключателя 9, который переходит в исходное состояние (фиг. 2г). При дальнейшем вращении диска один из фотодатчиков, например второй сказывается перед светопоглощающей частью поверхности, и при очередном импульсе генератора 17 появляется сигнал только на выходе первого порогового элемента 7 (фиг. 2б), по спаду которого осуществится предустановка переключателя 9 по первому выходу (триггер 20, фиг. 1, фиг, 2г). Если направление вращения диска не изменится, то и первый фотодатчик 5 оказывается вне зоны срабатывания, при этом никаких изменений в состоянии элементов устройства не происходит, а затем второй фотодатчик 6 окажется в зоне срабатывания, т.е, передсветоотражающей частью поверхности диска.

В этом случае по очередному импульсу генератора сформируется сигнал на выходе второго порогового элемента 8 (фиг, 2в), по фронту которого переключатель 9, подготовленный ранее, сфоомиоует сигнал на первом выходе (фиг. 2е), по которому первый формирователь 11 вырабатывает импульс с определенным информационным признаком, например с отрицательной полярностью, По линии связи этот импульс поступит на входы селекторов, выделится первым селектором 13 и поступит на первый индикатор 15, увеличив его показания. По спаду импульса второго порогового элемента 8 (фиг. 2 в) произойдет сброс первого триггера 20 переключателя 9 (фиг. 2г) и установка второго триггера 21 (фиг. 2д).

Если диск счетчика будет продолжать вращение в том же направлении, процесс будет повторяться, если направление вращения изменится, то переключатель 9 уже установлен и при появлении сигнала на выходе первого порогового-элемента 7 сформируется сигнал на втором выходе переключателя

9, сработают EiopoA формирователь 12, ВТо рой селектор 14 и второй индикатор 16.

35

Таким образом, введение первого элемента И, вырабатывающего сигнал сброса переключателя при одновременном срабатывании двух фотодатчиков, позволяет однозначно . фиксировать начальное состояние и устанавливать переключатель 9 при срабатывании одного фотодатчика, Для того, чтобы обеспечить минимальный расход электооэнергии на работу осветителей, необходимо увеличить скважность импульсов генератора 7, при этом длительность импульса определяется в основном быстродействием цепочки осветитель-фотодатчик и при использовании светодиодов и фотодиодов может составлять 10-100 мс, Период определяется минимальной длительностью каждого фиксируемого события — срабатывания первого фотодатчика, срабатывания обоих датчиков, срабатывания второго датчика, и для достижения максимального периода все три состояния должны иметь одинаковую длительность, Исходя из этих соображений и простоты реализации, рекомендуется половину диска покрыть светопоглощающим покрытием, а половинуоставить светоотражаютдей. Рабочей поверхностью диска может быть как боковая (фиг, 1), так и торцовая. Датчики располагаются таким образом, чтобы второй датчик срабатывал после поворота диска на 1/4 оборота относительно момента срабатывания первого датчика, В этом случае длительность каждого события, будет равна 1/4 длительности одного оборота диска, что при максимальной скорости вращения 0,5 об/с будет составлять 0,5 с, что соответствует максимально допустимому периоду следования импульсов генератора.

Таким образом, введение первого элемента И 10, генератора 17 и усилителя 18 позволяет повысить достоверность измерения электрической нагрузки и полностью отказаться от контроля истинного направления мощности с ручным (внешним) предварительным сбросом переключателя 9, Наибольший эффект предлагаемое устройство дает при использовании в составе автоматизированных информационных систем для контроля средней реактивной мощности или перетоков активной электроэнергии в распределительных сетях.

Формула изобретения

1. Устройство для дистанционного измерения электрической нагрузки, содержа5

25 щее счетчик электроэнергии и два фотодатчика, оптически связанных с диском счетчика. на который нанесены светопоглощающие и светоотражающие метки, два пороговых элемента, преключатель, два формирователя импульсов и два селектора импульсов, выходы которых соединены с входами индикаторов, причем выходы первого и второго фотодатчиков через первые входы соответствующих пороговых элементов соединены с первым и вторым входами переключателя, первый и второй выходы которого соединены соответственно с входами первого и второго формирователей импульсов, выходы которых через линию связи соединены с входами первого и второго селекторов импульсов, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности измерения электрической нагрузки при работе в цепи с изменяющимся направлением потока мощности, в него дополнительно введены два осветителя, генератор, усилитель, элемент И, входы которого соединены с выходами первого и второго пороговых элементов, а выход — со сбросовым входом переключателя, вход усилителя соединен с выходом генератора и со стробирующими входами пороговых элементов, а выход — с входами осветителей, оптически . связанных с поверхностью диска, причем протяженность метки на диске счетчика электроэнергии превышает расстояние между фотодатчиками.

2, Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что переключатель содержит два !

К-триггера, элемент ИЛИ и два элемента И, причем первый вход переключателя соединен с первыми входами элемента ИЛИ и второго элемента И, входом первого и входом К второго «риггеров, второй вход переключателя соединен с вторым входом элемента ИЛИ, первым входом третьего элемента И, входом К первого и входом I второго триггеров, выход элемента ИЛИ соединен с синхровходами первого и второго триггеров, вторые входы второго и третьего элементов И соединены с выходами второго и первого триггеров соответственно, а выходы являются выходами переключателя, установочные входы триггеров обьединены со сбросовым входом переключателя.

1677647

Г

Составитель С. Хромов

Редактор О. Спесивых Техред M.Ìîðãåíòýë Корректор М. Максимишинец

Заказ 3112 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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