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: NO783410L; DE2746600A1; DE2746600C2

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. The invention relates to an electricity meter for power-related detection of energy consumption with counters for total consumption and overconsumption and an adjustment device for the registration limit of overconsumption.

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. In known arrangements of this type, the excess consumption is displayed with the aid of a counter which is only switched on above a certain registration limit. The registration limit is set in consultation with the consumer by the electricity supply company and set in the relevant meter. In order to induce the consumer to make better use of the low load times and thus achieve the most uniform possible load on the electricity network, an overconsumption measurement is mainly carried out during times of high network load, i.e. the consumption above the registration limit is then only shown as excess consumption during this time. The overconsumption measurement is switched on time-dependent, either by a separately arranged tariff timer or by a ripple control receiver.

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. Up to now, electricity meters with excess consumption meters have only been used by customers who are connected to power plants that are forced to deliver energy as consistently as possible (hydropower plants, nuclear power plants). Since the unequal network load is also disruptive in other power plants and energy consumption in households has increased significantly recently, efforts are also underway to introduce overconsumption measurement here and in particular to shift the consumption caused by private households in times of weak industrial pollution.

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. The invention is based on the object of designing the electricity meter mentioned at the outset in such a way that it takes into account the needs of the private consumer and, in particular in times of low load, gives the latter the opportunity to buy energy at a reduced price, while the meter allows the consumer to consume it at times of great stress individually adaptable. This is achieved according to the invention in that means for setting to several different registration limits and means for switching these registration limits in a time-dependent manner are provided.

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. The electricity meter according to the invention has the advantage that the consumer can not only obtain energy at a low tariff in the low load periods, but also the time of medium load for energy consumption is available for a low price if the consumer with his consumption below the the registration limit raised for this time remains.

Anhand der Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert. The invention will be explained in more detail with reference to the drawing.

Fig. 1 zeigt in einem Diagramm bei drei Registriergrenzen für den Überverbrauch beispielhaft die Lastkurve eines Verbrauchers. In 1 shows the load curve of a consumer as an example in a diagram with three registration limits for the overconsumption. In

Fig. 2 ist im Blockschaltbild ein Zähler mit teilelektronischem Überverbrauchs-Zählwerk dargestellt, während Fig. 2 is shown in the block diagram of a counter with a partially electronic excess consumption counter, while

Fig. 3 einen Zähler mit vollelektronischem Überverbrauchszählwerk zeigt. In Fig. 3 shows a counter with a fully electronic excess consumption counter. In

Fig. 4 und 5 sind Lösungen für einen Elektrizitätszähler mit mechanischem Überverbrauchszählwerk wiedergegeben. 4 and 5 are solutions for an electricity meter with mechanical over-consumption counter.

Fig. 6 und 7 zeigen Möglichkeiten zur Unterbringung des Überverbrauchszählwerkes an bzw. in einem Elektrizitätszählergehäuse. 6 and 7 show possibilities for accommodating the excess consumption counter on or in an electricity meter housing.

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 In the diagram according to FIG. 1, the power P drawn from the network by a consumer is plotted against the time t. The area under the curve represents the energy consumed. Three registration limits PR1, Pr2, Pr3 are provided for an over-consumption count. The registration limit PRi is switched on within the time tRi, while the registration limit Pr2 is decisive in the time tM and within the time tR3

3 3rd

636 971 636 971

der Überverbrauch nur oberhalb der Registriergrenze PR3 gemessen wird. Die schraffierten Flächen stellen den Überverbrauch innerhalb der jeweiligen Zeitabschnitte dar. the excess consumption is only measured above the registration limit PR3. The hatched areas represent the excess consumption within the respective time periods.

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 In the exemplary embodiment according to FIG. 2, an electricity meter 1 acts via a step-down gear 2 on the one input of a mechanical comparison stage 3 and at the same time on a counter 4 which indicates the total consumption. A stepper motor 6 controlled by a frequency generator 5 is connected to another by a gear 7 other input of comparison stage 3 in connection. The frequency generator supplied by a power supply unit io 8 is connected to selector switches 9, 10, 11 arranged in parallel. Via contacts 9b, 1 Ob, 11 b controlled by relays 9a, 10a, 11a, one of the selector switches 9, 10, 11 on the frequency generator can be activated. The comparison stage 3 is followed by a transmission 12 which is connected 15 to an overconsumption counter 14 via a clutch 13 which acts in a direction-dependent manner. Depending on whether the speed at the output of the gear 2, proportional to the counter speed, the speed at the output of the gear 7, the step speed of the 20th

Schrittmotors proportionale Drehzahl überwiegt oder nicht, Stepper motor proportional speed predominates or not,

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. the gear 12 is driven in one direction or the other and, at a higher speed of the meter, is switched to the over consumption meter 14 via the clutch 13. In the exemplary embodiment, the registration limit is determined by the selector switch 9, which is connected to the frequency generator 5 because of the closed contact 9b. The selector switches 9, 10, 11 contain a binary-weighted six-stage resistance network, not shown in detail, by means of which 63 different resistance combinations and thus also 63 different registration limits can be set. Each selector switch is set to a specific value by the electricity supply company and thus determines the frequency of the frequency generator 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- In the arrangement according to FIG. 3, speed-dependent pulses are generated in an electricity counter 20, which arrive at a differential stage 22 via an electronic gear 21 and at the same time influence a counter 23 for the total consumption. A quartz-controlled clock generator 24 acts on the other input of the differential stage 22 via a divider 25. Instead of the quartz-controlled clock generator, a network-controlled clock generator 26 can also be used. The differential stage 22 subtracts the pulses ii and ii coming from the electricity counter 20 or from the clock generator 24 or 26 and influences an overconsumption counter 27 with a larger number of pulses ii. The divider 25 is connected to three registration limit selector switches 28 which change the divider ratio of the divider 25 differently.

30 30th

35 35

40 40

45 45

dem und zeitabhängig jeweils durch einen der zugeordneten Tarifschalter 29 aktiviert werden können. and can be activated depending on the time by one of the assigned tariff switches 29.

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. In the exemplary embodiment according to FIG. 4, the registration limit of an excess consumption counter is determined by differently designed mechanical reduction gears 30, 31 and 32. These gears are connected on the input side to synchronous motors 33, which in turn can be connected to line voltage U ~. On the output side, the gears 31 and 32 act on a differential gear 34, while the gear 30 and the output of the differential gear 34 are connected to a further differential gear 35. The output of the differential gear 35 acts on a comparison stage 36 which is also designed as a differential gear. The second input of this differential gear 36 is connected to an electricity meter (not shown), while the output, as in the arrangement according to FIG. 2, acts on an overconsumption meter (also not shown). The individual synchronous motors are switched on depending on the time, so that the one in operation determines the registration limit.

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. Another mechanical embodiment is shown in FIG. 5, in which a comparison stage as in the arrangement according to FIG. 4 is used. This comparison stage is also influenced, as in the previously described exemplary embodiment, via differently set reduction gears 30, 31, 32. The inputs of the reduction gears, which can be driven by a synchronous motor 37 that is constantly energized via differential gears 38 and 39, can be blocked via levers 40, 41 and 42, which in turn can be actuated by relays 43 and 44. In the present case, the transmission 31 is released, so that only this determines the registration limit.

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. The excess consumption counter can be accommodated together with its selector switches in an additional housing 50 (FIG. 6) which is placed on the terminal block of the electricity meter. The electricity meter housing 51 then has only a counter 52 for the total consumption on its viewing plate. Another counter 53 as a control counter for the total consumption is accommodated in the additional housing together with the overconsumption counter 54. Selector switches 55, 56 and 57 for setting the registration limits are also located on the front of the additional housing.

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. In the embodiment according to FIG. 7, the excess consumption counter 54 is accommodated together with the counter 52 for the total consumption in the housing 51 of the electricity meter. Selector switches 55, 56 and 57 are located one above the other on the front next to the counters and are therefore easy and clearly accessible.

2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims

636 971

1. Electricity meter for the performance-related recording of energy consumption with counters for total consumption and overconsumption and a setting device for the registration limit of overconsumption, characterized in that 5 means for setting to several different registration limits and means for switching these registration limits over time are provided.

2. Counter according to claim 1, wherein the control of the excess consumption counter (14) is partially electronic, with a mechanical, on the one hand by the actual electricity meter (1) and on the other hand by a stepping motor (6) comparison stage (3), the stepping motor with the Output frequency of an electronic limit switch (5) is controlled, which can be set with the help of a selector switch, 15 bar, characterized in that several selector switches (9, 10, 11) set to different frequency values are provided in parallel and a selector switch is activated by a relay actuation the limit transmitter (5) is effective (Fig. 2). 20th

2nd

PATENT CLAIMS

3.Counter according to claim 1, wherein the control of the excess consumption counter (27) is fully electronic, with a differential stage (22), in the one hand from the actual electricity meter (20) coming pulses and on the other hand from a network or quartz-controlled clock generator 25 (26 or . 24) outgoing pulses arrive, characterized in that a divider (25) lies between the network or quartz-controlled clock generator (26 or 24) and the differential stage (22), the reduction ratio of which can be set by selectively activating registration limit selector switches (28) (FIG. 3 ). 30th

4. Counter according to claim 1, wherein the control of the overconsumption counter is mechanical, and wherein the speed of the actual electricity meter is compared with a predetermined limit speed generated by a synchronous motor via a comparison differential gear, 35 characterized in that several selectively switchable synchronous motors ( 33) are provided which are coupled to the comparative differential gear (36) via coupling elements, in particular via differently set reduction gears (30, 31, 32) and via further intermediate differential gears (34, 35) (Fig. 4).

5. Counter according to claim 1, wherein the control of the excess consumption counter is mechanical and the speed of the actual electricity meter is compared with a predetermined limit speed generated by a synchronous motor via a comparison differential gear, characterized in that the synchronous motor (37) via coupling elements, in particular via a plurality of differential gears (38, 39) acting on differently set reduction gears (30, 31, 32), which in turn are connected to the comparative differential gear (36) via 50 other clutch elements, in particular via further differential gears (34, 35), the individual gearbox branches can be switched on or blocked either by relays (43, 44) (Fig. 5). 55

6. Counter according to one of claims 1 to 5, characterized in that the excess consumption counter (54) together with a control counter (53) for the total consumption and the selector switch device (55, 56, 57) for the different registration limits in one on the terminal eo menblock of the actual electricity meter mounted additional housing (50) are housed (Fig. 6).

7. Meter according to one of claims 1 to 5, characterized in that the excess consumption counter (54) and the selector switch device (55, 56, 57) for the different 65 registration limits are housed in the housing (51) of the electricity meter (Fig. 7) .