CH636971A5

CH636971A5 - Electricity meter with counting mechanisms for total consumption and excess consumption

Info

Publication number: CH636971A5
Application number: CH1068078A
Authority: CH
Inventors: Wolfgang Joachim; Friedrich Brueggemann
Original assignee: Licentia Gmbh
Priority date: 1977-10-15
Filing date: 1978-10-13
Publication date: 1983-06-30
Also published as: DE2746600C2; NO783410L; DE2746600A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Elektrizitätszähler zur leistungsbezogenen Erfassung des Energieverbrauchs mit Zählwerken für Gesamtverbrauch und Überverbrauch sowie einer Einstellvorrichtung für die Registriergrenze des Überverbrauchs.

Bei bekannten Anordnungen dieser Art erfolgt die Anzeige des Überverbrauchs mit Hilfe eines Zählwerkes, das nur oberhalb einer bestimmten Registriergrenze eingeschaltet wird. Die Registriergrenze wird in Abstimmung mit dem Verbraucher vom Elektrizitäts-Versorgungs-Unternehmen festgelegt und in dem betreffenden Zähler fest eingestellt. Um den Verbraucher zu veranlassen, die Schwachlastzeiten besser auszunutzen und so eine möglichst gleichmässige Belastung des Elektrizitätsnetzes zu erreichen, wird eine Überverbrauchsmessung hauptsächlich in Zeiten hoher Netzbelastung vorgenommen, d.h. der Verbrauch oberhalb der Registriergrenze wird dann nur in dieser Zeit als Überverbrauch angezeigt. Das Einschalten der Überverbrauchsmessung erfolgt also zeitabhängig, entweder durch eine getrennt angeordnete Tarifschaltuhr oder durch einen Rundsteuerempfänger.

Elektrizitätzähler mit Überverbrauchszählwerken werden bisher ausschliesslich nur bei Abnehmern eingesetzt, die an Kraftwerke angeschlossen sind, die zu einer möglichst konstanten Energieabgabe gezwungen sind (Wasserkraftwerke, Atomkraftwerke). Da auch bei anderen Kraftwerken die ungleiche Netzbelastung störend ist und in letzter Zeit der Energieverbrauch in Haushalten stark angestiegen ist, sind Bestrebungen im Gange, auch hier die Überverbrauchsmessung einzuführen und insbesondere den durch private Haushalte verursachten Verbrauch in Zeiten schwacher Industriebelastung zu verlegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den eingangs erwähnten Elektrizitätszähler so auszugestalten, dass dieser den Bedürfnissen des privaten Verbrauchers Rechnung trägt und letzterem insbesondere in Schwachlastzeiten die Möglichkeit gibt, verbilligt Energie zu beziehen, während der Zähler dem Verbraucher in Zeiten grosser Belastung erlaubt, seinen Verbrauch individuell anzupassen. Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass Mittel zur Einstellung auf mehrere verschiedene Registriergrenzen und Mittel, um diese Registriergrenzen zeitabhängig umzuschalten, vorgesehen sind.

Der Elektrizitätszähler nach der Erfindung hat den Vorteil, dass der Verbraucher nicht nur in den Schwachlastzeiten zu einem niedrigen Tarif Energie beziehen kann, sondern ihm auch die Zeit mittlerer Belastung zur Energieentnahme für einen niedrigen Preis zur Verfügung steht, wenn der Verbraucher mit seinem Verbrauch unterhalb der für diese Zeit heraufgesetzten Registriergrenze bleibt.

Anhand der Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einem Diagramm bei drei Registriergrenzen für den Überverbrauch beispielhaft die Lastkurve eines Verbrauchers. In

Fig. 2 ist im Blockschaltbild ein Zähler mit teilelektronischem Überverbrauchs-Zählwerk dargestellt, während

Fig. 3 einen Zähler mit vollelektronischem Überverbrauchszählwerk zeigt. In

Fig. 4 und 5 sind Lösungen für einen Elektrizitätszähler mit mechanischem Überverbrauchszählwerk wiedergegeben.

Fig. 6 und 7 zeigen Möglichkeiten zur Unterbringung des Überverbrauchszählwerkes an bzw. in einem Elektrizitätszählergehäuse.

In dem Diagramm nach Fig. 1 ist über der Zeit t die von einem Verbraucher dem Netz entnommene Leistung P aufgetragen. Die Fläche unter der Kurve stellt die verbrauchte Energie dar. Für eine Überverbrauchszählung sind drei Registriergrenzen PR1, Pr2, Pr3 vorgesehen. Innerhalb der Zeit tRi ist die Registriergrenze PRi eingeschaltet, während in der Zeit tM die Registriergrenze Pr2 massgebend ist und innerhalb der Zeit tR3

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der Überverbrauch nur oberhalb der Registriergrenze PR3 gemessen wird. Die schraffierten Flächen stellen den Überverbrauch innerhalb der jeweiligen Zeitabschnitte dar.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wirkt ein Elektrizitätszähler 1 über ein Üntersetzungsgetriebe 2 auf den einen 5 Eingang einer mechanischen Vergleichsstufe 3 und zugleich auf ein den Gesamtverbrauch anzeigendes Zählwerk 4. Ein von einem Frequenzgenerator 5 angesteuerter Schrittmotor 6 steht über ein weiteres Getriebe 7 mit dem anderen Eingang der Vergleichsstufe 3 in Verbindung. Der von einem Netzgerät io 8 versorgte Frequenzgenerator ist mit parallel angeordneten Wahlschaltern 9,10,11 verbunden. Über von Relais 9a, 10a, 11 a gesteuerte Kontakte 9b, 1 Ob, 11 b kann jeweils einer der Wahlschalter 9,10,11 am Frequenzgenerator wirksam werden. Der Vergleichsstufe 3 ist ein Getriebe 12 nachgeschaltet, das 15 über eine drehrichtungsabhängig wirkende Kupplung 13 mit einem Überverbrauchszählwerk 14 in Verbindung steht. Je nachdem ob die am Ausgang des Getriebes 2 anstehende, der Zählerdrehzahl proportionale Drehzahl die am Ausgang des Getriebes 7 vorhandene, der Schrittgeschwindigkeit des 20

Schrittmotors proportionale Drehzahl überwiegt oder nicht,

wird das Getriebe 12 in der einen oder anderen Richtung angetrieben und bei grösserer Drehzahl des Zählers über die Kupplung 13 auf das Überverbrauchszählwerk 14 geschaltet. In dem Ausführungsbeispiel ist die Registriergrenze durch den 25 Wahlschalter 9 bestimmt, der mit dem Frequenzgenerator 5 wegen des geschlossenen Kontaktes 9b in Verbindung steht. Die Wahlschalter 9,10,11 enthalten ein im einzelnen nicht dargestelltes binärgewichtetes sechsstufiges Widerstandsnetzwerk, über das 63 verschiedene Widerstandskombinationen und damit auch 63 unterschiedliche Registriergrenzen eingestellt werden können. Jeder Wahlschalter wird vom Elektrizi-täts-Versorgungs-Unternehmen auf einen bestimmten Wert eingestellt und bestimmt somit jeweils die Frequenz des Frequenzgenerators 5.

Bei der Anordnung nach der Fig. 3 werden in einem Elektrizitätszähler 20 drehzahlabhängige Impulse erzeugt, die über ein elektronisches Getriebe 21 auf eine Differenzstufe 22 gelangen und gleichzeitig ein Zählwerk 23 für den Gesamtverbrauch beeinflussen. Auf den anderen Eingang der Differenzstufe 22 wirkt ein quarzgesteuerter Taktgenerator 24 über einen Teiler 25 ein. An Stelle des quarzgesteuerten Taktgenerators kann auch ein netzgesteuerter Taktgenerator 26 verwendet werden. Die Differenzstufe 22 subtrahiert die vom Elektrizitätszähler 20 bzw. vom Taktgenerator 24 oder 26 kommenden Impulse ii und ii voneinander und beeinflusst bei grösserer Impulszahl ii ein Überverbrauchszählwerk 27. Der Teiler 25 ist mit drei Registriergrenzenwahlschaltern 28 verbunden, die das Teilerverhältnis des Teilers 25 unterschiedlich verän-

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dem und zeitabhängig jeweils durch einen der zugeordneten Tarifschalter 29 aktiviert werden können.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 wird die Registriergrenze eines Überverbrauchszählwerkes durch unterschiedlich ausgelegte mechanische Untersetzungsgetriebe 30, 31 und 32 festgelegt. Diese Getriebe stehen eingangsseitig mit Synchronmotoren 33 in Verbindung, die ihrerseits an Netzspannung U ~ angeschlossen werden können. Ausgangsseitig wirken die Getriebe 31 und 32 auf ein Differentialgetriebe 34 ein, während das Getriebe 30 und der Ausgang des Differentialgetriebes 34 an ein weiteres Differentialgetriebe 35 angeschlossen ist. Der Ausgang des Differentialgetriebes 35 wirkt auf eine ebenfalls als Differentialgetriebe ausgebildete Vergleichsstufe 36. Der zweite Eingang dieses Differentialgetriebes 36 steht mit einem nicht dargestellten Elektrizitätszähler in Verbindung, während der Ausgang, wie bei der Anordnung nach Fig. 2 auf ein ebenfalls nicht dargestelltes Überverbrauchszählwerk wirkt. Die einzelnen Synchronmotoren werden zeitabhängig eingeschaltet, so dass jeweils der in Betrieb befindliche die Registriergrenze bestimmt.

Eine andere mechanische Ausführung zeigt Fig. 5, bei der eine Vergleichsstufe wie bei der Anordnung nach Fig. 4 verwendet wird. Diese Vergleichsstufe wird ebenfalls wie bei dem vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel über unterschiedlich eingestellte Untersetzungsgetriebe 30,31,32 beeinflusst. Die Eingänge der Untersetzungsgetriebe, die von einem dauernd an Spannung liegenden Synchronmotor 37 über Differentialgetriebe 38 und 39 angetrieben werden können, sind über Hebel 40,41 und 42, die ihrerseits von Relais 43 und 44 betätigbar sind, blockierbar. Im vorliegenden Fall ist das Getriebe 31 freigegeben, so dass nur dieses die Registriergrenze bestimmt.

Das Überverbrauchszählwerk kann zusammen mit seinen Wahlschaltern in einem Zusatzgehäuse 50 (Fig. 6) untergebracht sein, das auf dem Klemmblock des Elektrizitätszählers aufgesetzt ist. Das Elektrizitätszählergehäuse 51 hat an seiner Schauscheibe dann lediglich ein Zählwerk 52 für den Gesamtverbrauch. Ein weiteres Zählwerk 53 als Kontrollzählwerk für den Gesamtverbrauch ist in dem Zusatzgehäuse zusammen mit dem Überverbrauchszählwerk 54 untergebracht. An der Frontseite des Zusatzgehäuses befinden sich auch Wahlschalter 55, 56 und 57 zur Einstellung der Registriergrenzen.

Bei der Ausführung nach Fig. 7 ist das Überverbrauchszählwerk 54 zusammen mit dem Zählwerk 52 für den Gesamtverbrauch in dem Gehäuse 51 des Elektrizitätszählers untergebracht. Die Wahlschalter 55, 56 und 57 befinden sich an der Frontseite neben den Zählwerken übereinander und sind somit bequem und übersichtlich zugänglich.

2 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Elektrizitätszähler zur leistungsbezogenen Erfassung des Energieverbrauchs mit Zählwerken für Gesamtverbrauch und Überverbrauch sowie einer Einsteilvorrichtung für die Registriergrenze des Überverbrauchs, dadurch gekennzeichnet, 5 dass Mittel zur Einstellung auf mehrere verschiedene Registriergrenzen und Mittel, um diese Registriergrenzen zeitabhängig umzuschalten, vorgesehen sind.

2. Zähler nach Anspruch 1, wobei die Ansteuerung des Überverbrauchszählwerkes (14) teilelektronisch ausgebildet io ist, mit einer mechanischen, einerseits vom eigentlichen Elektrizitätszähler (1) und andererseits von einem Schrittmotor (6) beaufschlagten Vergleichsstufe (3), wobei der Schrittmotor mit der Ausgangsfrequenz eines elektronischen Grenzwertgebers (5) gesteuert wird, der mit Hilfe eines Wahlschalters einstell- 15 bar ist, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere auf verschiedene Frequenzwerte eingestellte Wahlschalter (9,10,11) in Parallelanordnung vorgesehen sind und durch eine Relaisbetätigung jeweils ein Wahlschalter an dem Grenzwertgeber (5) wirksam ist (Fig. 2). 20

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PATENTANSPRÜCHE

3. Zähler nach Anspruch 1, wobei die Ansteuerung des Überverbrauchszählwerkes (27) vollelektronisch ausgebildet ist, mit einer Differenzstufe (22), in die einerseits vom eigentlichen Elektrizitätszähler (20) kommende Impulse und andererseits von einem netz- oder quarzgesteuerten Taktgenerator 25 (26 bzw. 24) ausgehende Impulse einlaufen, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen netz- oder quarzgesteuertem Taktgenerator (26 bzw. 24) und Differenzstufe (22) ein Teiler (25) liegt, dessen Untersetzungsverhältnis durch wahlweise aktivierbare Registriergrenzenwahlschalter (28) einstellbar ist (Fig. 3). 30

4. Zähler nach Anspruch 1, wobei die Ansteuerung des Überverbrauchszählwerkes mechanisch ausgebildet ist, und wobei die Drehzahl des eigentlichen Elektrizitätszählers mit einer vorgegebenen, durch einen Synchronmotor erzeugten Grenzdrehzahl über ein Vergleichsdifferentialgetriebe vergli- 35 chen wird, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere wahlweise einschaltbare Synchronmotoren (33) vorgesehen sind, die über Kupplungselemente, insbesondere über unterschiedlich eingestellte Untersetzungsgetriebe (30,31,32) und über weitere Zwischendifferentialgetriebe (34,35) gekoppelt mit dem Ver- 40 gleichsdifferentialgetriebe (36) in Verbindung stehen (Fig. 4).

5. Zähler nach Anspruch 1, wobei die Ansteuerung des Überverbrauchszählwerkes mechanisch ausgebildet ist und wobei die Drehzahl des eigentlichen Elektrizitätszählers mit einer vorgegebenen, durch einen Synchronmotor erzeugten 45 Grenzdrehzahl über ein Vergleichsdifferentialgetriebe verglichen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Synchronmotor (37) über Kupplungselemente, inbesondere über mehrere Differentialgetriebe (38,39) auf unterschiedlich eingestellte Untersetzungsgetriebe (30, 31,32) einwirkt, die ihrerseits über 50 andere Kupplungselemente, insbesondere über weitere Differentialgetriebe (34, 35) mit dem Vergleichsdifferentialgetriebe (36) in Verbindung stehen, wobei die einzelnen Getriebezweige wahlweise durch Relais (43,44) eingeschaltet oder gesperrt werden (Fig. 5). 55

6. Zähler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Überverbrauchszählwerk (54) zusammen mit einem Kontrollzählwerk (53) für den Gesamtverbrauch sowie die Wahlschaltervorrichtung (55, 56, 57) für die verschiedenen Registriergrenzen in einem auf dem Klem- eo menblock des eigentlichen Elektrizitätszählers aufgesetzten Zusatzgehäuse (50) untergebracht sind (Fig. 6).

7. Zähler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Überverbrauchszählwerk (54) sowie die Wahlschaltervorrichtung (55, 56, 57) für die verschiedenen 65 Registriergrenzen mit im Gehäuse (51) des Elektrizitätszählers untergebracht sind (Fig. 7).