NO142319B - Delvis elektronisk subtraksjonstelleverk for overforbruksmaalere - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår et delvis elektronisk subtraksjonstelleverk for overforbruksmålere, bestående av to partial-telleverk for henholdsvis totalforbruk og overforbruk/ et sammligningstrinn, et grunnverditilpasningstrinn, et elektromekanisk signalomformingsledd, fortrinnsvis utført som skrittmotor, eji signalforsterker, en elektronisk grenseverdigiver i form av en kippgenerator med tilhørende innstillingsanordning for effektgrensene, inneholdende som frekvensbestemmende ledd en kondensator og et motstandsnettverk som kan varieres via en koblingsinnretning i n-trinnet utførelse, samt en nettkomponent.

Overforbruksmålere gjør det mulig for kraftleverandørene å anvende effektpristariffer, og ved planleggelsen av driften å regne "bestilt effekt" som kjent lastandel, og benytte den som referanse-størrelse for beregning av kontraheringsprisen i grunnprisen. Ved hjelp av et subtraksjonstelleverk bestemmes det forbruk av elektrisk energi som overskrider den kontraherte effektveri.

Der er kjent helmekaniske subtraksjonstelleverk som har trinn-vis utveksling og synkronmotorisk grenserverdigiver. Disse telleverk er beheftet med ulemper på grunn av tendensen til slitasje. Dessuten blir det relativt komplisert å stille inn et større antall forskjellige effektgrenser, da innstillingsverdien fremkommer som produkt av to del-oversetninger.

Der er også kjent et helelektronisk overforbruks-måleinstru-ment som har en programmerbar frekvensdeler som grenseverdigiver, og hvor nettfrekvensen tjener som basis. Innstilling av effektgrensen blir imidlertid komplisert da der må stå en parametrisk inndelt kodingstabell tii rådighet som underlag. Ved enkel ut-formning av frekvensdeleren kan det forekomme systematiske av-rundingsfeil på opptil 1%.

Fra NO-PS nr.639/71 er der kjent et delvis elektronisk subtraksjonstelleverk for overforbruksmålere med en elektronisk grenseverdigiver som mater pulcer med en frekvens som tilsvarer den innstilte effektgrcnse, til et elektromekanisk omformingsledd i form av en skrittmotor. Denne er forbundet med et sammenligningstrinn for sammenligning av den målte effekt med en grunneffekt, slik at utgangen fra sammenligningstrinnet eller differensialdrevet kan drive en overforbruksteller. Telleverket omfatter også en teller som registrerer totalforbruket. Den elektroniske grenseverdigiver er tilknyttet nettet over en nettkomponent omfattende en likeretter. Giverens frekvens og dermed effektgrensen bestemmes ved hjelp av en kondensator og et n-trinnet motstandsnettverk som kan varieres med en bryterinnretning.

Det kjente subtraksjonstelleverk er beheftet med den ulempe at komponentene påvirkes av temperaturvariasjoner. Dessuten er det kjente subtraksjonstelleverk ikke utført med organer som tjener til en enkel forhåndsavpasning av instillingsområdet.

Til grunn for den foreliggende oppfinnelse ligger den oppgave å gi anvisning på et delvis elektronisk subtraksjonstelleverk som ikke er beheftet med de ovennevnte ulemper. Dessuten tas der ved oppfinnelsen sikte på et telleverk hvor der med enkle midler kan utføres en kontinuerlig avtrapning.

Ved et delvis elektronisk subtraksjonstelleverk av den inn-ledningsvis angitte art løses oppgaven ifølge oppfinnelsen ved at kippgeneratoren inneholder en høyohmig differanseforsterker, som i en tilbakekoblingsgren inneholder et temperaturstabilt utjevnings-motstandsnettverk og i sin annen gren inneholder det frekvensbestemmende ledd, ved hvis hjelp der ved binær vekttalltilordning av bryterinnretningens enkeltelementer på basis av grunnverditilpasningen skjer innstilling av en effektgrense i henhold til uttrykket

innenfor et område av 2n<->1 muligheter.

Et slikt telleverk er fordelaktig dels ved at den høyohmige differanseforsterker kompenserer temperaturvariasjonene i komponenter, og dels ved at der med tilpasnings-motstandsnettverket kan skje en forhåndsavpasning av innstillingsområdet, samt at den binære vekttalltilordning av bryterinnretningens enkelte elementer muliggjør en kontinuerlig avtrapning med minimal påkostning. I mot-setning til anordningen ifølge den ovennevnte norske søknad er sistnevnte trekk særlig gunstig, fordi det blir mulig med færre motstander enn ved den kjente anordning å innstille flere trinn.

Parallelt med motstandsnettverket ligger en fast motstand som kan tilkobles alternativt over et omkoblingsrelé, og hvis dimensjonering representerer en tilstrekkelig høy effektgrense, ensbetydende med en forbigående frakobling av overforbruksmålingen.

Som utjevningsmotstandsnettverk benyttes en brokobling som består av delmotstander, en diagonal motstand og en innstillingsmotstand, og hvor det samlede innstillingsområde for ir.r.ctillinyo motstanden bare forandrer en brøkdel av delerpotensialet ved basis hos differanseforsterkerens tilordnede transistor.

Til brumstabilisering av referansespenningen med skiftende polaritet ved basis hos differanseforsterkerens transistor tjener en seriekobling av en motstand og to antivalent anordnede zenerdioder, hvor utjevningsmotstandsnettverket er koblet parallelt med zenerdiodene.

De binært vekttalltilpassede motstander hos innstillings-innretningen utgjør elementer av en modul i skiktteknikk.

Istedenfor innstillingsanordningen kan der også være tilsluttet en fjernledning med 1 + n enkelttråder som tjener til å skaffe mulighet for fjerninnstilling av 2n<->1 effektgrenser.

Oppfinnelsen vil bli belyst nærmere under henvisning til tegningen.

Fig. 1 viser blokkoblingsskjemaet for overforbruksmåleren,

og

fig. 2 den elektroniske grenseverdigiver.

Overforbruksmåleren består primært av en elektronisk grenseverdigiver EG, inneholdende en innstillingsanordning E, en kippgenerator KG og en signalforsterker V. Foran den elektroniske grenseverdigiver sitter en nettkomponent NT. Den elektroniske grenseverdigiver virker på et elektromekanisk signalomformnings-ledd M som fortrinnsvis er utført som skrittmotor, og som i sin tur står i forbindelse med et effektgrunnverdi-tilpasningstrinn K. Et etterkoblet sammenligningstrinn D får også over et tilpasningstrinn K tilført måleverdien fra et ikke vist måleverk hos en forbruksmåler. Sammenligningstrinnet D etterfølges av et telleverk Zy som registrerer overforbruket. Et telleverk ZT til registrering av totalforbruket er tilkoblet bak tilpasningstrinnet over et ytterligere tilpasningstrinn •

Den elektroniske grenseverdigiver EG stiller ved utgangen

fra forsterkeren V til rådighet et referansesignal i form av en frekvenskonstant pulssekvens. Referansesignalets frekvens er proporsjonal med den midlere sumstrøm som flyter over innstil-lingsinnretningen E, og hvis høyde kan varieres i trinn via inn-stillingselementer S^, S^...., S . Det frekvenskonstante referansesignal f representerer den til enhver tid innstilte effektgrense PG. Referansesignalet blir ved hjelp av den elektromekaniske signalomformer M omsatt til en proporsjonal vinkelhastighet CU

og via grunnverditilpasningstrinnet K med oversetningsforhold nl//n2 t:'--'-fØrt sammenligningstrinnet D. Ved den annen inngang til sammenligningstrinnet D tilføres en vinkelhastighet U>z svarende til den momentane effekt. Denne vinkelhastighet er av-ledet fra omdreiningstallet for rotoren hos en elektrisitetsmåler og tilføres sammenligningstrinnet over tilpasningstrinnet K.. med oversetning n^/n^. Tilpasningstrinnet K ? har oversetningsforhold nr/n,..

Ved overskridelse av den sammenligningsverdi som er repre-sentert ved en vinkelhastigheten W D, kommer den momentane vinkelhastighet ( JJ „ li til virkning ved utgangen fra sammenligningstrinnet D. Den positive differanse LO Li - IA) X\ mellom de to vinkelhastigheter blir tilført overforbrukstelleverket Zy for integrasjon av de med overforbruket proporsjonale dreievinkelenheter.

Den elektroniske grenseverdigiver på fig. 2 inneholder en nettkomponent NT, bestående av en seriekobling av en motstand Rg og en brolikeretter G^, ved hvis utgang der ligger en glattekondensator Q.^ og en seriekobling av to zenerdioder D^, Y)^. Zenerdioden D^ stabiliserer den positive og zenerdioden D støtter den negative forsynings-likespenning. Referansepunktet for de to spenninger ligger mellom de to zenerdioder D^ og D2. En ve-sentlig bestanddel av grenseverdigiveren er kippgeneratoren K„

som er vist som en aktiv brokobling. Denne brokoblings diagonal dannes av en høyohmig transistorkobling som består av transistorene T^ til T4, og som i forbindelse med motstandene R^q og R^^ ar-

beider som differanseforsterker. Den ene brogren inneholder etut-jevnings-motstandsnettverk A, bestående av en underordnet broanordning med motstandene R-j.2' <R>13' <R>14°^ R15' Den annen brogren består av en temperaturstabil integreringskondensator og et motstandsnettverk R^ til R^ som kan varieres med en koblingsinnretning med seks enkeltbrytere S, . Koblingsinnretningen gir mulighet for å innstille 2^-1 = 63 forskjellige motstandskombinasjoner. Ifølge uttrykket for PQ fås i det eksempel som er vist på fig. 2 ved en grunnverdi-tilpasning K = 0,5, effektgrensen PQ = 0,5 . (1 . 2° + 0 . 2<1> + 1 . 2<2> + 1 . 2<3> + 0 . 2<4> + 1 . 2<5>)kV*

P 22,5 kW

(j

Summeleddene for i = 2 og i = 5 er 0 da bryterne S2 og S,.

<g>z åpnet og leddene S» og Sj. således forsvinner.

Ved endring av potensialet på motstanden R^ påstyres mot-takt-forsterkertrinnet V som inneholder transistorene T5, T^, T7 og Tg. Over en motstand R^g står grenseverdigiverens utgang i forbindelse med kippgeneratorens tilbakekoblede brogrener. To antivalent seriekoblede zenerdioder D^ og D^ sørger for en til-leggsglatting av den polaritetsskiftende referansespenning ved basis hos forsterkeren T4..

Utgangen fra mottaktforsterkertrinnet V leverer rektangel-pulser med kippfrekvensen

hvor R er den ved hjelp av innstillingsanordningen tilkoblede kombinasjonsmotstand, C-^ integreringskondensatorens kapasitet og °l utjevnings-brogrenens spenningsdelerforhold.

En motstand R7 kan alternativt tilkobles innstillingsan-, ordningen E via et omkoblingsrelé U. Dimensjoneringen av motstanden R? er valgt slik at der ved dens hjelp kan oppnås en tilstrekkelig høy kippfrekvens, noe som er ensbetydende med en tilsvarende høy effektgrense. Tilkobling av motstanden R7 skjer ved hjelp av et eksternt signal som via en formotstand R^ og en likeretter med glattekondensator CU virker på omkoblingsreléet U. En laminesænsdiode LED virker som optisk signallampe. Ved inn-kobling av motstanden R7 blir overforbruksmålingen praktisk talt avbrutt, da effektgrensen er løftet så høyt opp at den momentane effektverdi ikke overskrider grensen.

Det delvis elektroniske subtraksjonstelleverket ifølge opp-

finnelsen er særlig fordelaktig,da det ved hjelp av få brytere er mulig å foreta en ukomplisert innstilling av et stort antall effekt-

grenser. Det er av stor betydning, særlig fordi utnyttelses-

graders i forsyningsnettene er regionalt forskjellige med stor sannsynlighet vil forandre seg i fremtiden. Takket være diffe-ranseforsterkerprinsippet som man gjør bruk av ved utformningen av grenseverdigiveren, fås en stor temperaturstabilitet og utgående uavhengighet av nettspenningen over et stort variasjonsområde.

Claims (6)

1. Delvis elektronisk subtraksjonstelleverk for overforbruks-

målere, bestående av to partial-telleverk for henholdsvis totalforbruk og overforbruk, et sammenligningstrinn, et grunnverditilpasningstrinn, et elektromekanisk signalomformhingsledd, fortrinnsvis utført som skrittmotor, en signalforsterker, en elektronisk grenseverdigiver i form av en kippgene- rator med tilhørende innstillingsanordning for effektgrensene, inneholdende som frekvensbestemmende ledd en kondensator og et motstandsnettverk som kan varieres via en koblingsinnretning i n-trinnet utførelse, samt en nettkomponent, karakterisert ved at kippgeneratoren (KG) inneholder en høyohmig differanseforsterker, som i en tilbakekoblingsgren inneholder et temperaturstabilt utjevnings-motstandsnettverk (A) og i sin annen gren inneholder det frekvensbestemmende ledd, ved hvis hjelp der ved binær vekttalltilording av bryterinnretningens enkeltelementer (S^..., Sn) på basis av grunnverditilpasningen (K) skjer innstilling av en effektgrense (PG) i henhold til uttrykket innenfor et område av 2n<->l muligheter.

2. Subtraksjonstelleverk som angitt i krav 1, karakterisert ved at der parallelt med innstillingsnettverket (E) er anotdnet en fast motstand (R^) som kan tilkobles alternativt over et omkoblingsrelé (U), og hvis dimensjonering representerer en tilstrekkelig høy effektgrense ensbetydende med en forbigående frakobling iav overforbruksmålingen.

3. Subtraksjonstelleverk som angitt i krav 1 og 2, karakterisert ved at der som utjevnings-motstandsnettverk (A) tjener en brokobling. som består av delermotstander (R^ °9 R13^' en diagonalrnotstand (R14) og en innstillingsmotstand (R^5), og hvor det samlede; innstillingsområde for innstillingsmotstanden (R-jg) bare endrer en brøkdel av delerpotensialet ved basis hos differanseforsterkerens tilordnede transistor (T.).

4. Subtraksjonstelleverk som angitt i krav 1, k a r a k - t e r i s e Ir t v e.d at der til brumstabilisering av den polaritetsskjiftende referansespenning ved basis hos differanseforsterkerens transistor (T.) tjener en seriekobling av en motstand li (R.jg) og to antivalent anordnede zenerdioder (D^ og D^) , hvor utjevnings-motstandsnettverket (A) er koblet parallelt med zenerdiodene'.

5. Subtraksjonstelleverk ,som angitt i krav 1 til 4, karakterisert ved- at innstillingsnordningens (E) binært vekttalltilordnede motstander (R^...., Rg) representerer elementer av en modul1 i skiktteknikk.

6. Subtrjaksjonstelleverk som angitt i krav 1 til 5, karakterisert ved at der istedenfor innstillingsanordningen (E) er tilsluttet en fjernledning med 1 + n enkelt-ledere som tjener til<1>å skaff eTmulighet for fjerninnstilling av n 1 2-1 effektgrenser.