CS195067B1 - Zapojení pro automatické vyhodnocování spotřeby elektrické energie - Google Patents

Description

Vynález se týká zapojení-pro automatické vyhodnocování spotřeby elektrické energie, odebírané z elektrovodné sítě, ve stanovených časových intervalech řádově desítkách minut, v nichž je stanovena horní mez pro _x odběr elektrické energie. Vyhodnocováním se rozumí schopnost zařízení podle vynálezu jednak vysílat informaci o případném překročení okamžitého limitu pro spotřebu elektrické energie v daném okamžiku od počátku měřeného intervalu, přičemž tento limit je určen lineární interpolací, jednak dát popud k přerušení odběru elektrické energie, jestliže spotřebovaná energie dosáhne maximálního limitu před uplynutím časového intervalu, pro který byl limit stanoven.

Známá zařízení, která jsou schopna plnit uvedené požadavky, tak jako zařízení zapojené podle vynálezu, a která jsou schopna provádět vyhodnocení spotřeby elektrické energie, vyžaduji vlastních snímacích, transformátorů, zapojených na straně vysokého napětí elektrovodní přípojky. To ovsem znamená .kornp 1 ikace při zapojení takového zařízení, respektive zásah do přípojky VN a tím se ovšem také celé zařízení prodražuje, zvyšuje se možnost poruchy a snižuje spolehlivost provozu při odběru elektrické energie z elektrovodné sítě.. Celkově je takové řešení velmi nákladné. Pokud je zařízení, které by mohlo do určité míry plnit požadavky kladené na zapojení podle vynálezu, vyráběného průmyslově, jde o zahraniční výrobek, který je zcela nepřiměřeně nákladný vzhledem k tomu, že jeho účelem není pouze automatické vyhodnocení spotřeby elektrické 'energie odebírané z elektrovodné sítě ve stanovených časových intervalech, v nichž je stanovena horní mez pro odběr elektrické energie, ale je určen zejména pro provádění různých měření, která nemají význam ani souvislost s účelem a požadavky kladenými na řešení souhlasně se zapojením podle vynálezu.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje zapojení pro automatické vyhodnocování spotřeby elektrické energie, jehož podstatou je, že je vytvořeno ze snímače otáček motoru elektroměru, jehož impulsní výstup je spojen se vstupem integrátoru. Výstup tohoto integrátoru je připojen jednak k prvnímu vstupu prvního úrovňového kómparátoru, jednak k prvnímu vstupu druhého úrovňového komparátoru. Druhý vstup prvního úrovňového komparátoru je spojen s výstupem generátoru lineárně rostoucího napětí časové základny. Výstup prvního úrovňového komparátoru je spojen se vstupem zařízení pro signalizaci přečerpání elektrické energie uvnitř stanoveného časového intervalu. Druhý vstup druhého úrovňového komparátoru je připojen k výstupu zdroje stejnosměrného referenčního napětí a výstup druhého úrovňového komparátoru je připojen ke ^ysť.^pu vypínacího zařízení odběru elektrické energie.

Výhodou zapojení zařízení podle vynálezu je možnost nenákladným.a snadno proveditelným způsobem informovat, například široce rozvětvenou akustickou signalizací, o překročeni okamžitého limitu pro spotřebovanou elektrickou energii a tím ve svých důsledcích usnadnit dodržování sjednaného diagramu spotřeby elektrické energie. Prav195067 .1 95067 děpodobnost automatického odpojení přípojky od elektrovodné sítě, jako krajní řešení, jé signalizací snížena na minimum.

Podstata vynálezu je v dalším vysvětlena na příkladu jeho provedení, které bude popsáno pomocí připojených výkresů, na nichž je znázorněno: na obr. 1 - blokové schéma zapojení zařízení podle vynálezu, na obr.

- příklad konkrétního zapojení zařízení podle vynálezu.

Na obr. 1>je před běžným elektroměrem J_ umístěn například fotoelektrícký snímač 2 otáček Ferrarisova motoru elektroměru; tento snímač _2 má impulsní výstup, který je spojen se vstupem integrátoru 3_, jehož -výstup je připojen jednak k prvnímu vstupu prvního úrovňového komparátoru 4_, jednak k prvnímu vstupu druhého úrovňového komparátoru 7_. Druhý vstup prvního úrovňového komparátoru £ je spojen s výstupem generátoru 5_ lineárně rostoucího napětí časové základny. Výstup prvního úrovňového komparátoru jc spcjcr. re vstupem září?®·’' pro signalizaci, například akustickou. Druhý vstup druhého úrovňového komparátoru 7_ je připojen k výstupu zdroje £ stejnosměrného referenčního napětí. Výstup druhého úrovňového komparátoru 7_ je připojen ke vstupu vypínacího zařízení odběru elektrické energie.

Na obr. 2 je znázorněn elektroměr j_ a jeho kotouč 1 1 , nasazený na hřídel Ferrarisova motoru a opatřený barevnými značkami.' Snímač 2_ je vytvořen ze zdroje 20 světelného svazku a z fotodiody 2 1 , připojené ke vstupu amplitudového tvarovače 2 2 , za nímž je zapojen monostabilní klopný obvod 23, jehož výstup je připojen ke vstupu integrátoru 3_ respektive k relé 3 1 , které je součástí integrátoru 3_. Dávkovači kondensátor 32 je přes první, klidový kontakt relé 31 , připojen ke zdroji 33 nastavitelného stejnosměrného napětí. Druhý pól tohoto zdroje 33 je spojen s výstupem operačního zesilovače 34 s velkým vstupním odporem; tento operační zesilovač 34 je zapojen jako neinvertující sledovač. Druhý pracovní kontakt relé je připojen jednak k prvnímu sběracímu kondenzátoru 35, jednak ke vstupu operačního zesilovače 34. Druhé póly kondenzátorů a 35 jsou připojeny k uzemňovacírau vodiči spolu s druhým pólem měřidla 3 6 , jehož první pól je připojen k výstupu operačního zesilovače 34. Výstup operačního zesilovače 34, respektive výstup integrátoru 3^í^e připojen k prvnímu vstupu prvního úrovňového komparátoru 4^ a k prvnímu vstupu druhého úrovňového komparátoru ·7_, jehož druhý vstup · je připojen ke zdroji 8_ stejnosměrného referenčního napětí, zatímco druhý vstup prvního úrovňového komparátoru 4_ je připojen k výstupu generátoru 5_ lineárně rostoucího napětí časové základny. Mezi oba vstupy prvního úrovňového komparátoru 4^ je zapojeno měřidlo 10. Výstup prvního úrovňového komparátoru 4_ je připojen ke vstupu zařízení j6 pro signalizaci/ které je vytvořeno relé, jehož pracovní .kontakty jsou zapojeny do obvodu elektrického zdroje například akustických signálů. Podobně výstup druhého úrovňového komparátoru 7. je připojen ke vstupu vypínacího zařízení 2 odběru elektrické energie, které je vytvořeno opět relé, jehož pracovní kontakty jsou zapojeny do obvodu vlastního zařízení pro odpojení od energetického zdroje.

Generátor 5_ lineárně rostoucího napětí časové základny je vytvořen z operačního zesilovače 52 , jehož vstup je připojen jednak ke druhému sběracímu kondenzátoru 51, jednak ke zdroji nastavitelného stejnosměrného napětí. Výstup operačního zesilovače 52, respektive výstup generátoru 5. je připojen k měřidlu 53 , jehož druhý pól je spolu s druhým pólem kondenzátoru 51 připojen k uzemňovacímu vodiči.

Zařízení zapojené podle vynálezu působí souhlasně s obr. 1 následovně: informace o spotřebě elektrické energie je odvozena z počtu přeběhů značky ha kotouči 11 Ferrarisova elektromotoru běžného elektroměru 1. Každý přeběh značky je na výstupu snímače 2., . například fotoelektrického, reprezentován impulsem. Tyto impulsy jsou v následujícím integrátoru 3_ sčítány a na výstupu integrátoru 2 se objevuje napětí úměrná počtu impulsů od počátku sledovaného intervalu. Toto napětí je v následujícím prvním komparátoru £ porovnáváno s lineárně ros; toucím napětím časové základny, generovaným generátorem Toto lineárně rostoucí napětí je tak velké, aby v každém okamžiku uvnitř sledovaného časového intervalu reprezentovalo okamžitý limit pro spotřebu elektrické energie. Výstup prvního komparátoru 4 dává informaci o tom, které z obou napětí v daném okamžiku převládá. Stav, kdy převládá výstupní napětí integrátoru 3, se v signalizačním zařízení vyhodnocuje jako stav překročení okamžitého limitu pro spotřebu elektrické energie..Druhý komparátor 7_ porovnává výstupní napětí integrátoru 2 s konstantním referenčním napětím zdroje 2» jež reprezentuje maximální limit spotřeby elektrické energie ve stanoveném časovém intervalu. V okamžiku, kdy začne převládat výstupní napětí integrátoru 3 nad referenčním ze zdroje 8., změní druhý komparátor 7, svůj výstup do stavu, který je v následujícím vypínacím zařízení 2 vyhodnocen jako popud k přerušení odběru elektrické energie z elektrovodné sítě.

Souhlasně s obr. 2 jsou opět snímány přeběhy barevné značky na kotouči 11 elektroměru _1_· Vstupním fotoelektríckým prvkem je fotodioda 21 , jejíž výstupní signál je nejprve definován amplitudově tvarovačem 22 a potom po derivaci, také časově v · následujícím monostabilním klopném obvodu 23. Takto upravený signál ovládá relé 31, přes jehož klidový kontakt je nabíjen tak zvaný dávkovači kondenzátor 32. ^ze zdroje 33 regulovatelného stejnosměrného konstantního napětí. Druhý pól zdroje .3.3 je spojen s výstupem operačního zesilovače 34 s velkým vstupním odporem, zapojeného jako neinvertující sledovač. Vstupním napětím operačního zesilovače 34 je napětí na sběracím kondenzátoru 35 , do něhož se vybíjí náboj dávkovacího kondenzátoru 32 přeš pracovní kontakt relé 31. Každý přeběh značky na kotouči 1 1 elektroměru J_ je tedy přesně definován elektrickým nábojem, a to tak, že .přírůstek náboje a tedy i přírůstek napětí na sběracím kondenzátoru 35 je pro každý přeběh značky stejný. Impedančně transformované napětí sběracího kondenzátoru 35 je jednak měřeno měřidlem 25.» které je cejchováno dó 100 % hodnoty maximálního limitu spotřeby elektrické energie, jednak je měřidlem 10 a prvním komparátorera 4 porovnáváno s lineárně rostoucím napětím generátoru 5. časové základny, jehož hodnota na konci stanoveného časového intervalu odpovídá rovněž 100 Z hodnoty maximálního limitu pro spotřebu elektrické energie, přičemž stu procent odpovídá též hodnota obou.napětí.

Pro různé hodnoty maximálního limitu spotřeby elektrické energie je tento stav dosažitelný stanovením odpovídající velikosti náboje dávkovacího kondenzátoru, což je v popisovaném příkladě zajištěno nastavením Velikosti napětí regulovatelného zdroje 33, z něhož je dávkovači kondenzátor 32 nabíjen. Zdroj 2 lineárně rostoucího napětí časové základny je vytvořen podobně jako obvod 3.

integrující náboje dávkovacího kondensátoru 3 2, s tím rozdílem, že náboj sběracího kondenzátoru 51 zde není dávkován, ale zvětšován plynule konstantním proudem. Impendančně transformované napětí tohoto sběracího kondenzátoru 51 zesilovačem 52 se rovněž měří měřidlem 53 a protože průběh měřeného napětí má rovněž význam času, je také toto měřidlo cejchováno v časových jednotkách, rozsahem daným stanoveným časovým inter¹ válem, pro který je stanoven maximální limit spotřeby elektrické energie.

Měřidlo 1 0 , které porovnává výstupní napětí integrátoru 3_ s lineárně rostoucím napětím na výstupu generátoru _5 napětí časové základny, jež definuje okamžitý limit pro každý okamžik uvnitř stanoveného časového intervalu, poskytuje celkový přehled o přečerpání nebo úspoře elektrické energie uvnitř měřicího cyklu. Současně jsou obě napětí porovnávána v prvním úrovňovém kom— parátoru 4_. Pokud úroveň výstupního napětí integrátoru _3 dosáhne nebo přesáhne’ úroveň výstupního napětí generátoru 5_ napětí časové základny, je výstupním signálem z prvního komparátoru 4_ uvedeno do činnosti září- . zení 6. pro signalizaci přečerpání spotřeby elektrické energie.

Druhý úrovňový komparátor 7 porovnává výstupní napětí integrátoru 3_ s referenčním napětím zdroje 8j velikost referenčního napětí reprezentuje maximální limit spotřeby elektrické energie 2a celý stanovený časový interval. V okamžiku, kdy napětí integrátoru dosáhne hodnoty referenčního napětí zdroje θ., vyšle druhý úrovňový komparátor 7~ signál do vypínacího zařízení _9, které přeruší odběr elektrické energie z elektrovodné sí-

Claims (1)

1. Zapojení pro automatické vyhodnocování spotřeby elektrické energie, odebírané z elektrovodné sítě, ve stanovených časových intervalech, v nichž je stanovena horní mez pro odběr elektrické energie, vyznačené tím, že je vytvořeno ze snímače /2/ otáček motoru elektroměru /1/, jehož impulsní výstup' je spojen se vstupem integrátoru /3/, výstup tohoto integrátoru /3/ je připojen jednak k prvním.u vstupu prvního úrovňového komparátoru /4/, jednak k prvnímu vstupu druhého úrovňového komparátoru /7/ a druhý vstup prvního úrovňového komparátoru /4/ je spojen s výstupem generátoru /5/ lineárně rostoucího napětí časové základny, zatímco výstup prvního úrovňového komparátoru /4/ je spojen se vstupem zařízení·/6/ pro signalizaci přečerpání spotřeby elektrické energie uvnitř stanoveného časového intervalu a druhý vstup druhého úrovňového komparátoru /7/ je připojen k výstupu zdroje /8/ stejnosměrného referenčního napětí, přičemž výstup druhého úrovňového komparátoru /7f je připojen ke vstupu vypínacího zařízení /9/ odběru elektrické energie.