PL78188B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest urza¬ dzenie do kontrolowania ilosci energii elektrycz¬ nej dostarczanej ze zródla energii. Urzadzenie to moze byc z korzyscia zastosowane w obwodach samoczynnego zmniejszania obciazenia.W pewnych przypadkach uzytkownicy, którzy maja odbiory przylaczone do zródla energii elek¬ trycznej zobowiazuja sie nie uzywac wiecej niz okreslona ilosc energii w jednostce czasu. W ta¬ kich przypadkach konieczne jest, aby znali oni swoje zuzycie energii w okreslonych chwilach, gdyz pozwala im to odpowiednio postepowac. Je¬ zeli na przyklad zuzycie energii powieksza sie zbytnio, moga oni odlaczac pewne urzadzenia od zródla energii. Oczywiste jest, ze w instalacji elektrycznej, zwlaszcza przemyslowej pewne urza¬ dzenia moga byc latwo odlaczane, podczas gdy inne musza byc zasilane bez przerwy.Znane sa urzadzenia do kontrolowania ilosci energii elektrycznej dostarczanej ze zródla ener¬ gii, ale urzadzenia te sa na ogól zbudowane z ele¬ mentów mechanicznych, maja wiec wady wszyst¬ kich urzadzen mechanicznych.Celem niniejszego wynalazku jest zbudowanie urzadzenia do kontrolowania ilosci energii elek¬ trycznej dostarczanej ze zródla energii elektrycz¬ nej pozbawionego wad dotychczas znanych urza¬ dzen.Celem wynalazku jest takze zbudowanie urza¬ dzenia do kontrolowania ilosci energii elektrycz- 10 15 nej dostarczanej ze zródla, które to urzadzenie mialoby prosty uklad, bylo pewne w dzialaniu i skladalo sie wylacznie z elementów biernych.Celem wynalazku jest takze zbudowanie urzadze¬ nia do kontrolowania ilosci energii elektrycznej dostarczanej ze zródla, które to urzadzenie samo mogloby wysylac sygnaly sterowania zatrzyma¬ nia, lub rozruchu pewnych odbiorów energii.Cel ten osiagnieto przez zbudowanie urzadzenia do kontroli ilosci energii elektrycznej dostarcza¬ nej ze zródla energii, w jego sklad wchodzi uk¬ lad pomiarowy do wytwarzania sygnalu elektrycz¬ nego, którego amplituda jest proporcjonalna do wartosci chwilowej mocy dostarczanej ze zródla, pierwszy sumator, który sluzy do dodawania sy¬ gnalu pomiarowego i pierwszego sygnalu odnie¬ sienia tak, aby na wyjsciu wytwarzac sygnal elek¬ tryczny o wartosci równej róznicy wartosci 20 wspomnianych sygnalów, uklad calkujacy dla wspomnianego sygnalu róznicowego, który sluzy do wytwarzania sygnalu calkowego, uklad do ze¬ rowania ukladu calkujacego, oraz elementy do okreslania wartosci chwilowej wspomnianego sy- oe gnalu calkowego przed wyzerowaniem ukladu cal- 25 kujacego w stosunku do wartosci okreslonego sygnalu odniesienia.Wynalazek jest wyjasniony na podstawie rysun¬ ku, który przedstawia przykladowo wykonanie 30 urzadzenia do kontrolowania ilosci energii elek- 7818878 3 trycznej dostarczanej ze zródla energii elektrycz¬ nej.Urzadzenie schematycznie przedstawione na ry¬ sunku jest urzadzeniem do kontrolowania ilosci energii elektrycznej dostarczanej ze zródla energii 1, które zasila kilka odbiorów poprzez dwa prze¬ wody zasilajace 2 i 3.W sklad urzadzenia wchodzi uklad pomiarowy 4 do wytwarzania na wyjsciu 5 sygnalu elektrycz¬ nego, którego amplituda jest proporcjonalna do wartosci chwilowej mocy dostarczanej ze zródla 1 energii elektrycznej. Uklad pomiarowy 4 jest utworzony z przekladnika napieciowego 6, które¬ go uzwojenie pierwotne polaczone jest z przewo¬ dami 2 i 3, a zacisk uzwojenia wtórnego polaczo¬ ny jest z jednym wejsciem ukladu iloczynowego 7.Drugie wejscie tego ukladu iloczynowego jest po¬ laczone z uzwojeniem wtórnym przekladnika pra¬ dowego 8, którego uzwojenie pierwotne jest wla¬ czone szeregowo w przewód zasilajacy 3. W przy¬ padku przedstawionym na rysunku zródlo 1 ener¬ gii elektrycznej wytwarza napiecie jedynie pomie¬ dzy dwoma przewodami 2 i 3. Natomiast w przy¬ padku zródla trójfazowego wystarczyloby wyko¬ rzystac kilka przekladników napieciowych i pra¬ dowych i polaczyc je odpowiednio z ukladami iloczynowymi takimi, jak uklad 9.Wyjscia ukladów iloczynowych 7, 9 sa polaczo¬ ne z wejsciem wzmacniacza 10, którego wyjscie stanowi wyjscie 5 ukladu pomiarowego 4.Wyjscie 5 ukladu pomiarowego 4 jest polaczone z pierwszym wejsciem sumatora 11. Drugie wejs¬ cie 12 sumatora 11 jest polaczone z wyjsciem pierwszego ukladu 13 napiecia odniesienia. Uklad 13 jest utworzony ze zródla napiecia VI polaczo¬ nego z równoleglymi obwodami, z których kazdy zawiera sterowany wylacznik i potencjometr, wy¬ laczniki sterowane 14, 15, 16 i potencjometry 17, 18, 19).Zaciski wyjsciowe, które odpowiadaja suwakom tych potencjometrów, sa polaczone w jednym pun¬ kcie, który tworzy wyjscie pierwszego ukladu 13 napiecia odniesienia. Wyjscie to jest polaczone z drugim wejsciem 12 sumatora 11. Sumator 11 jest utworzony z dwóch opornosci 20 i 21 polaczonych przeciwsobnie, przy czym punkt wspólny tych dwóch opornosci tworzy wyjscie 22 sumatora 11.Wyjscie 22 sumatora 11 jest polaczone z ukla¬ dem calkujacym 23. Uklad ten jest utworzony ze wzmacniacza operacyjnego 24, który w obwodzie ujemnego sprzezenia zwrotnego ma wlaczona po¬ jemnosc 25. Wyjscie wzmacniacza operacyjnego two¬ rzy wyjscie 27 ukladu calkujacego 23. Z tym uk¬ ladem calkujacym jest polaczony sterowany uklad do zerowania ukladu calkujacego w okres¬ lonych chwilach. Uklad ten jest utworzony ze ste¬ rowanego wylacznika 28 i opornosci 29 o malej wartosci polaczonych szeregowo i wlaczonych na zaciski pojemnosci 25.Wyjscie 27 ukladu calkujacego 23 jest polaczone z pierwszym wejsciem drugiego sumatora 30, któ¬ rego drugie wejscie 31 jest polaczone z drugim ukladem 32 napiecia odniesienia. Uklad ten jest utworzony z potencjometru^ zasilanego ze zródla napiecia V2, a zacisk wyjsciowy ukladu ódpowia- 188 4 da suwakowi potencjometru. Ten zacisk jest po¬ laczony z drugim wejsciem sumatora 30. Sumator 30, podobnie jak sumator 11 jest utworzony z dwóch opornosci 33 i 34 polaczonych przeciwso- 5 bnie ze wzmacniaczem 35, którego wejscie jest polaczone z punktem wspólnym opornosci 33 i 34 i którego wyjscie 36 stanowi wyjscie drugiego su¬ matora 30.Wyjscie drugiego sumatora 30 jest polaczone z io wejsciami przekaznika róznicowego 38 poprzez opornosc zabezpieczajaca 37 i wylacznik 39 z opóz¬ nionym dzialaniem o regulowanej zwloce.Wylacznik 39 z opóznionym dzialaniem jest utworzony ze sterowanego wylacznika 40, którego 15 wejscie sterujace polaczone jest z ukladem opóz¬ niajacym 41 utworzonym z opornosci 42 i pojem¬ nosci 43, zasilanym ze zródla V3.Dzialanie urzadzenia jest nastepujace. Aby zro¬ zumiec dzialanie urzadzenia wedlug wynalazku 20 trzeba wiedziec, ze niektórym odbiorcom energii elektrycznej nie wolno pobierac w jednostce cza¬ su wiecej energii elektrycznej niz pewna okreslo¬ na ilosc. Pomiar tego zuzycia energii odbywa sie odcinkami czasu, na przyklad co dziesiec minut. 25 Calkowite zuzycie energii elektrycznej podczas tego odcinka czasu jest scisle ograniczone, nato¬ miast rozklad mocy pobieranej w róznych chwi¬ lach tego odcinka czasu moze byc dowolny.Dzialanie urzadzenia jest nastepujace. Przeklad- 30 niki napieciowe 6 i pradowe 8 wytwarzaja na swoich wyjsciach sygnaly elektryczne proporcjo¬ nalne odpowiednio do napiecia zródla 1 energii elektrycznej i pradu elektrycznego pobieranego ze zródla. Te dwa sygnaly elektryczne sa podawane 35 na dwa wejscia ukladu iloczynowego 7, 9, który na swoim wyjsciu wytwarza sygnal proporcjonal¬ ny do iloczynu obu sygnalów elektrycznych poda¬ wanych odpowiednio przez przekladniki pradowe i napieciowe. Dzieki temu na wyjsciu ukladu ilo- 40 czynowego ewentualnie po wzmocnieniu, to jest na wyjsciu 5 ukladu pomiarowego 4 otrzymuje sie informacje w postaci sygnalu elektrycznego, któ¬ rego wartosc jest proporcjonalna do mocy chwi¬ lowej dostarczanej przez zródlo 1 energii. 45 Sygnal elektryczny wytwarzany przez uklad po¬ miarowy 4 jest porównywany w sumatorze 11 z napieciem odniesienia dostarczanym przez pierwsze zródlo 13 napiecia odniesienia. Sumator wytwa¬ rza przy tym róznice tych sygnalów. Napiecie po- 50 dawane przez pierwsze zródlo 13 napiecia odnie¬ sienia odpowiada sredniej wartosci mocy maksy¬ malnej, która moze byc pobierana ze zródla. Oczy¬ wiste jest, ze ta moc maksymalna dopuszczalna moze zmieniac sie w zaleznosci od pory dnia i po- 55 ry roku i dlatego przewiduje sie, ze zródlo napie¬ cia odniesienia moze wytwarzac sygnaly odniesie¬ nia rózne w róznych okresach. W tym celu wy¬ starczy sterowac odpowiednio polozeniem wylacz¬ ników, aby na wyjsciu potencjometrów otrzymac 60 okreslone napiecie.Sygnal elektryczny wytwarzany na wyjsciu su¬ matora 11 jest calkowany w ukladzie calkujacym 23 w ciagu okreslonego czasu, najlepiej równego wspomnianemu odcinkowi czasu, w którym kon- 65 troluje sie pobrana energie. Calkowanie to rozpo-78188 czyna sie po kazdym zerowaniu ukladu calkuja¬ cego, które nastepuje poprzez opornosc 29 po zam¬ knieciu wylacznika 28 i które polega na rozlado¬ waniu pojemnosci poprzez opornosc 29.Sygnal calkowy wytwarzany na wyjsciu 27 jest porównywany w sumatorze 30 z drugim napie¬ ciem odniesienia zwanym napieciem ostrzegaw¬ czym. Ten drugi sumator wykonuje takze odejmo¬ wanie napiec, napiecia sygnalu calkowego i na¬ piecia wytwarzanego przez drugie zródlo 32 na¬ piecia odniesienia, to jest napiecia ostrzegawcze¬ go. Tak wiec w zaleznosci od sygnalu na wyjsciu tego drugiego sumatora 30, który zalezy od tego, czy wartosc sygnalu calkowego jest wyzsza, czy nizsza od sygnalu podawanego p^zez drugie zró¬ dlo napiecia odniesienia 32 uruchamiany jest prze¬ kaznik 38, który wytwarza optyczny sygnal ostrze¬ gawczy, lub dzwiekowy sygnal ostrzegawczy, badz tez sygnal wylaczenia zasilania pewnych okreslo¬ nych odbiorów, które moga byc bez trudnosci za¬ trzymane.Tak wiec napiecie wytwarzane przez zródlo na¬ piecia odniesienia 13 odpowiada wartosci chwilo¬ wej najwiekszej mocy, która mozna pobierac ze zródla przy stalym obciazeniu. Napiecie to wy¬ twarzane na wyjsciu 12 jest odejmowane od na¬ piecia podawanego przez uklad pomiarowy 4, a wynik jest z kolei calkowany w ukladzie calku¬ jacym 23. Sygnal calkowy jest porównywany z drugim napieciem odniesienia, które otrzymywa¬ ne jest na wyjsciu drugiego zródla 32 napiecia od¬ niesienia. Róznica tych napiec jest otrzymywana na wyjsciu sumatora 30. Widoczne jest zatem, ze im wiekszy jest pobór energii elektrycznej ze zró¬ dla, tym wiekszy jest sygnal na wyjsciu ukladu pomiarowego 4 i tym mniejsza bedzie róznica otrzymana na wyjsciu sumatora 11, jak i sygnal calkowy na wyjsciu ukladu calkujacego. Tak wiec, przy wzroscie obciazenia maleje sygnal na wyjsciu ukladu calkujacego.Napiecie to jest porównywane z napieciem ostrzegawczym 32, które odpowiada wartosci sred¬ niej mocy mniejszej od dopuszczalnego obciazenia granicznego. Porównanie sygnalu z ukladu calku¬ jacego 23 i sygnalu podawanego ze zródla 32 jest realizowane przez odjecie tych sygnalów w suma¬ torze 30. Od wyniku tego odejmowania jest uza¬ leznione sterowanie przekaznika róznicowego 38.Istotnie, przekaznik ten moze byc uruchomiony jedynie wówczas, gdy zostanie na niego podane napiecie ujemne, to jest, gdy sygnal na wyjsciu z ukladu calkujacego 23 jest mniejszy od sygnalu podawanego przez drugi uklad napiecia odniesie¬ nia 32. Widoczne jest, ze warunek ten jest zaw¬ sze spelniony na poczatku odcinka czasowego. Aby uniknac falszywych alarmów na poczatku kazdego odcinka czasowego wylacznik z opóznieniem cza¬ sowym 39 odlacza wyjscie sumatora 30 od wejscia przekaznika róznicowego 38 na czas, który na ogól wystarcza, aby sygnal na wyjsciu sumatora 30 mial dostatecznie duza wartosc, to jest wartosc wieksza od wartosci podanej przez uklad 32. Na ogól ten wylacznik z opóznieniem czasowym jest w przypadku odcinków czasowych o dlugosci 10 minut otwarty przez 3 do 4 minut.Jasne jest, ze choc na rysunku przedstawiono jeden tylko przekaznik, to w sklad urzadzenia moze wchodzic cala matryca programowa, której wejscia moga byc polaczone z wyjsciami przekaz- 5 nika 38 i której programowe wyjscia moga slu¬ zyc do sterowania wylaczników róznych odbio¬ rów. W ten sposób mozna wybierac odbiory, które moga byc zatrzymane bez szkody i odbiory, które musza byc zasilane bez przerwy. 10 PL PL

Claims (7)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie do kontrolowania ilosci energii elektrycznej dostarczanej ze zródla energii, zna- 15 mienne tym, ze w jego sklad wchodzi uklad po¬ miarowy (4) do wytwarzania sygnalu elektrycz¬ nego, którego amplituda jest proporcjonalna do wartosci chwilowej mocy dostarczanej ze zródla energii (1), pierwszy sumator (11), który sluzy do 20 sumowania sygnalu pomiarowego i pierwszego sygnalu odniesienia tak, aby na wyjsciu wytwo¬ rzyc sygnal elektryczny o wartosci równej rózni¬ cy wartosci wspomnianych sygnalów, uklad cal¬ kujacy (23) dla wspomnianego sygnalu róznicowe- 25 go, który sluzy do wytwarzania sygnalu calkowe¬ go, uklad do zerowania ukladu calkujacego (23), oraz elementy (30, 32) do okreslenia wartosci chwilowej wspomnianego sygnalu calkowego przed wyzerowaniem ukladu calkujacego (23) w stosunku 30 do wartosci okreslonego sygnalu odniesienia.

2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze w jego sklad wchodza czlony (30) do wytwa¬ rzania sygnalu ostrzegawczego w przypadku, gdy wartosc sygnalu calkowego przed wyzerowaniem 35 ukladu calkowego (23) jest nizsza od okreslonej wartosci, o której byla mowa.

3. Urzadzenie wedlug zastrz. 2, znamienne tym, ze w jego sklad wchodzi przynajmniej jeden prze¬ kaznik do sterowania przez wspomniany sygnal 40 ostrzegawczy umozliwiajacy odlaczanie przynaj¬ mniej jednego odbioru elektrycznego zasilanego przez zródlo energii elektrycznej (1).

4. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze w sklad ukladu pomiarowego (4) wchodzi przy- 45 najmniej jeden element (8) do wytwarzania sygna¬ lu proporcjonalnego do pradu elektrycznego po¬ bieranego ze zródla energii (1) i jeden element (6) do wytwarzania sygnalu proporcjonalnego do napiecia wytwarzanego przez zródlo energii, oraz jeden 50 uklad mnozacy (7), którego dwa wejscia sa pola¬ czone z odpowiednimi wyjsciami wspomnianych elementów (6, 8) tak, ze na jego wyjsciu wytwa¬ rzany jest sygnal proporcjonalny do chwilowej wartosci mocy dostarczanej ze zródla energii (1). 55

5. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze wspomniany uklad calkujacy (23) sklada sie ze wzmacniacza operacyjnego (24) z pojemnoscia (25) w petli sprzezenia zwrotnego.

6. Urzadzenie wedlug zastrz. 5, znamienne tym, 60 ze wspomniany uklad do zerowania ukladu calku¬ jacego (23) sklada sie z opornosci (29) i sterowane¬ go wylacznika (28) polaczonych równolegle ze wspomniana pojemnoscia (25) dla rozladowania tej pojemnosci (25) przez opornosc (29) w przypadku 65 zamkniecia wylacznika (28).78 188

7. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze wspomniany uklad (30) do okreslania wartosci wspomnianego sygnalu calkowego w porównaniu z okreslona wartoscia przed wyzerowaniem ukla¬ du calkujacego (23) jest utworzony przez uklad (32) do podawania drugiego napiecia odniesienia, sumator (30) do odejmowania sygnalu odniesienia 8 i sygnalu calkowego i wylacznik z opóznieniem czasowym (39) o regulowanej zwloce polaczony z wyjsciem sumatora (30) w celu odlaczania wyjs¬ cia tego sumatora (30) po kazdym wyzerowaniu ukladu calkujacego (23) na czas krótszy od czasu miedzy zerowaniami ukladu calkujacego (23). M5^ . .26 \31 P5.. M L -ffrp y 0 M PZG w Pab., zam. 710-75, nakl. 120+20 egz. Cena 10 zl PL PL