Устройство для дистанционного измерения электрической нагрузки

(54) УСТРОЙС ГО ИЗМЕРЕН ГРУЗКИ (57) Изобретен рительной тех вано для опр реактивной мо данной электр тях, Цель из достоверно нагрузки пр ст ир ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС 91, Бюл. М 34 кий политехнический инстит акаров, Б,В. Кузнецов и Л.Н ВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ НАие относится к электроизменике и может быть использоделения среднего значения щности или количества переоэнергии в электрических сеобретения - повышение и измерения электрической аботе в цепи с изменяющимся направлением потока мощности, Поставленная цель достигается введением элемента И 10, усилителя 18, генератора 17 импульсов, осветителей 3, 4. Совокупность сигналов устройства однозначно определяют положение диска счетчика и направление его вращения, что позволяет достоверно измерять количество оборотов диска в любых режимах работы, в том числе при изменении направления его вращения в зоне действия фотодатчиков. Устройство также содержит счетчик 1 электроэнергии, на поверхность диска 2 которого нанесены светопоглощающие и светоотражающие метки, фотодатчики 5, 6, пороговые элементы 7, 8. переключатель 9, формирователи импульсов 11, 12, селекторы импульсов 13, Я 14 и индикаторы 15, 16. Устройство наиболее целесообразно использовать в составе автоматизированных информационно-измерительных систем для контроля перетоков активной или реактивной энергии. 1 Я З.п,ф-лы, 2 ил,Устройство относится к электроизмерительной технике и предназначено для определения среднего значения реактивной мощности или количества переданной электроэнергии в электрических сетях, преимущественно для организации расчетов за электроэнергию.Цель изобретения - повышение достоверности измерения электрической нагрузки при работе в цепи с изменяющимся направлением потока мощности.На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг, 2 - временные диаграммы его работы.Устройство для дистанционного измерения электрической нагрузки (фиг. 1) включает счетчик 1 электроэнергии (активной илиреактивной), на диск 2 которого нанесена метка, первый и второй осветители 3 и 4, связанные оптически через поверхность диска 2 с первым и вторым фотодатчиками 5 и б, выходы которых через первый и второй пороговые элементы 7 и 8 связаны с входами переключателя 9 и первого элемента И 10, вход сброса переключателя 9 соединен с выходом первого элемента И 10, а выходы переключателя 9 соединены с входами первого и второго формирователей 11, 12 импульсов, выходы которых через линию связи подключены к входам первого и второго селекторов 13, 14 импульсов, соединенных последовательно с входами первого и второго индикаторов 15 и 1 б. Генератор 17 соединен со стробирующими входами первого и второго пороговых элементов 7 и 8 и через усилитель 18 с входами первого и второго осветителей 3 и 4, Переключатель 9 состоит из элемента ИЛИ 19, выход которого подключен к синхровходам первого и второгоК-триггеров 20 и 21, первый вход переключателя соединен с первым входом элемента ИЛИ, 1-входом первого триггера 20, К-входом второго триггера 21 и первым входом второго элемента И 22, второй вход соединен с вторым входом элемента ИЛИ 19, 1- входом второго 21, К-входом первого 20 триггеров и первым входом третьего элемента И 23, вторые входы элементов И 23, 22 соединены соответственно с выходами первого и второго триггеров 20 и 21, а выходы являются выходами переключателя, В- входы триггеров 20 и 21 объединены в вход сброса переключателя,На фиг. 2 а изображена временная диаграмма сигналов генератора 17, на фиг, 2 б, в - сигналы на выходах первого и второго пороговых элементов 7, 8, на фиг. 2 г, д - состояния первого и второго триггеров 20, 21 переключателя 9, на фиг. 2 е - сигнал на первом выходе переключателя 9.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Устройство функционирует следующим образом,При вращении диска счетчика реактивной энергии наступает момент, когда свето- отражающая часть его поверхности оказывается в зоне действия обоих фотодатчиков. Периодически поступающие с генератора 17 импульсы с большой скважностью (фиг. 2 а) усиливаются и вызывают свечение первого и второго осветителей 3 и 4, световой поток которых вызывает срабатывание первого и второго пороговых элементов 7 и 8 (фиг, 2 в, б), открытых по стробирующим входам сигналами с генератора 17. Совпадение сигналов на входах первого элемента И 10 приводит к формированию импульса сброса на входе сброса переключателя 9, который переходит в исходное состояние (фиг, 2 г), При дальнейшем вращении диска один из фотодатчиков, например второй сказывается перед светопоглощающей частью поверхности, и при очередном импульсе генератора 17 появляется сигнал только на выходе первого порогового элемента 7 (фиг, 2 б), по спаду которого осуществится предустановка переключателя 9 по первому выходу (триггер 20, фиг. 1, фиг, 2 г). Если направление вращения диска не изменится, то и первый фотодатчик 5 оказывается вне зоны срабатывания, при этом никаких изменений в состоянии элементов устройства не происходит, а затем второй фотодатчик б окажется в зоне срабатывания, т.е, передсветоотражающей частью поверхности диска.В этом случае по очередному импульсу генератора сформируется сигнал на выходе второго порогового элемента 8 (фиг, 2 в), по фронту которого переключатель 9, подготовленный ранее, сфоомиочет сигнал на первом выходе (фиг. 2 е), по которому первый формирователь 11 вырабатывает импульс с определенным информационным признаком, например с отрицательной полярностью, По линии связи этот импульс поступит на входы селекторов, выделится первым селектором 13 и поступит на первый индикатор 15, увеличив его показания. По спаду импульса второго порогового элемента 8(фиг. 2 в) произойдет сброс первоготриггера 20 переключателя 9 ,фиг. 2 г) и установка второго триггера 21 (фиг, 2 д), Если диск счетчика будет продолжать вращение в том же направлении, процесс будет повторяться, если направление вращения изменится, то переключатель 9 уже установлен и при появлении сигнала на выходе первого порогового элемента 7 сформируется сигнал на втором выходе переключателя 9, сработают второй формирователь 12, второй селектор 14 и второй индикатор 16.Таким образом, введение первого элемента И, вырабатывающего сигнал сброса переключателя при одновременном срабатывании двух фотодатчиков, позволяет однозначно . фиксировать начальное состояние и устанавливать переключатель 9 присрабатывании одного фотодатчика,Для того, чтобы обеспечить минимальный расход электооэнергии на работу осветителей, необходимо увеличить скважность импульсов генератора7, при этом длительность импульса определяется в основном быстродействием цепочки осветитель-фотодатчик и при использовании светодиодов и фотодиодов может составлять 10-100 ус, Период определяется минимальной длительностью каждого фиксируемого события - срабатывания первого фотодатчика, срабатывания обоих датчиков, срабатывания второго датчика, и для достижения максимального периода все три состояния должны иметь одинаковую длительность, Исходя из этих соображений и простоты реализации, рекомендуется половину диска покрыть светопоглощающим покрытием, а половинуоставить светоотражаютдей. Рабочей поверхностью диска может быть как боковая (фиг, 1), так и торцовая. Датчики располагаются таким образом, чтобы второй датчик срабатывал после поворота диска на 1/4 оборота относительно момента срабатывания первого датчика, В этом случае длительность каждого события, будет равна 1/4 длительности одного оборота ди 30 5 10 15 20 25 щее счетчик электроэнергии и два фотодатчика, оптически связанных с диском счетчика. на который нанесены светопоглощающие и светоотражающие метки, два пороговых элемента, преключатель, два формирователя импульсов и два селектора импульсов, выходы которых соединены с входами индикаторов, причем выходы первого и второго фотодатчиков через первые входы соответствующих пороговых элементов соединены с первым и вторым входами переключателя, первый и второй выходы которого соединены соответственно с входами первого и второго формирователей импульсов, выходы которых через линию связи соединены с входами первого и второго селекторов импульсов, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности измерения электрической нагрузки при работе в цепи с изменяющимся направлением потока мощности, в него дополнительно введены два осветителя, генератор, усилитель, элемент И, входы которого соединены с выходами первого и второго пороговых элементов, а выход - со сбросовым входом переключателя, вход усилителя соединен с выходом генератора и со стробирующими входами пороговых элементов, а выход - с входами осветителей, оптически . связанных с поверхностью диска, причем протяженность метки на диске счетчика электроэнергии превышает расстояние между фотодачиками35 40 45 50 ска, что при максимальной скорости вращения 0,5 об/с будет составлять 0,5 с, что соответствует максимально допустимому периоду следования импульсов генератора.Таким образом, введение первого элемента И 10, генератора 17 и усилителя 18 позволяет повысить достоверность измерения электрической нагрузки и полностью отказаться от контроля истинного направления мощности с ручным (внешним) предварительным сбросом переключателя 9, Наибольший эффект предлагаемое устройство дает при использовании в составе автоматизированных информационных систем для контроля средней реактивной мощности или перетоков активной электроэнергии в распределительных сетях,Формула изобретения 1. Устройство для дистанционного измерения электрической нагрузки, содержа 2, Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что переключатель содержит два К-триггера, элемент ИЛИ и два элемента И, причем первый вход переключателя соединен с первыми входами элемента ИЛИ и второго элемента И, входомпервого и входом К второго триггеров, второй вход переключателя соединен с вторым входом элемента ИЛИ, первым входом третьего элемента И, входом К первого ивходомвторого триггеров, выход элемента ИЛИ соединен с синхровходами первого и второго триггеров, вторые входы второго и третьего элементов И соединены с выходами второго и первого триггеров соответственно, а выходы являются выходами переключателя, установочные входы триггеров обьединены со сбросовым входом переключателя, 1677647ГСоставитель С. ХромовРедактор О, Спесивых Техред М.Моргентал Корректор М. МаксимишинецЗаказ 3112 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101