Способ определения потребления электроэнергии и устройство для его осуществления

(51) 0 О НИЯ ЕНИЯ ПОТРЕБЛУСТРОЙСТВО ДЛЯ(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ИОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретениетельной технике иточность контроляроэнергии и дополтекущую мощностьрасхода электроэ относится к измери позволяет повысит потребления элект нительно определит за счет измерения ергии. Целью изоб СЛ Ф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции(56) Авторское свидетельство СССР В 1109650, кл. С 01 К 11/56, 1984.Авторское свидетельство СССР Р 417725, кл. 0 01 К 11/66, 1974. ретения является повышение точностиконтроля потребления электроэнергиии текущей мощности, Поставленная цельдостигается тем, что в способ определения потребления электроэнергии,включающий измерение расхода электроэнергии и преобразование его в числоимпульсный код, дополнительно введены операции измерения времени междуимпульсами и времени между началомконтролируемого интервала и поступлением первого импульса и определениямощности по Формуле, приведенной вописании изобретения. Устройство дляконтроля потребления электроэнергиисодержит счетчик 1 электроэнергии,преобразователь 2 инФормации в числоимпульсный код, линию 3 связи, триггер 4, первый 5 и второй 10 счетчикиимпульсов, первый 6 и второй 11 элементы 2 И, блок 7 вычислений, таймер 8и генератор 9 тактовых импульсов.,1 с.п, ф-лы, 4 ил.Изобретение относится к измерительньй технике и может быть использованопри построении систем контроля потребдЬния электроэнергии, 5Цель изобретения - повышение точности определения потребления электроэнергии и текущей мощности,На Фиг. представлена структурная1 схема устройства для контроля потреб Оления электроэнергии, на фиг.2 - гра 4 ик, поясняющий способ контроля потребления электроэнергии; на Фиг.З -временные диаграммы работы устройства и на фиг.4 - алгоритм Функционирования блоха вычислений,Устройство для определения потрео-, ,пения электроэнергии содержит счетЧик 1 электроэнергии, связанный с пре-О Образователем 2 информации в число- импульсный код, выход которого подключен к линии 3 связи, подключеннойк входу триггера 4, выход которого соединен с входом первого счетчика 5 25 импульсов и первым входом первого элемента 2 И 6. Информационные выходы первого счетчика 5 импульсов и выход первого элемента 2 И 6 подключены к первому и четвертому входам блока 7 О вычйслений, первый выход которого соединен с установочными входами первого счетчика 5 импульсов и таймера 8, к входу синхронизации которого подключен первый выход генератора 9 тактовых импульсов, подсоединенного этим же выходом к входу второго счетчи,ка 1 О импульсов, информационные выходы и выход переноса которого подклю, чены к второму входу блока 7 вычис ,лений, второй выход которого соединен , с установочными входами триггера 4 и второго счетчика 10 импульсов. Второй выход генератора 9 тактовых импульсов подключен к второму входу первого 45 элемента 2 И 6 и второму входу второго . элемента 2 И 11, к первому входу которого подсоединен выход таймера 8. Выход второго элемента 2 И 11 подключен к входу блока 7 вычислений. - 5 ОСпособ определения потребления электроэнергии осуществляется следующим образом.Измеряют расход электроэнергии ,и преобразуют его в импульсную последовательность. Подсчитывают число импульсов, поступивших за каждый контролируемый интервал времени. Одновременно измеряют время междуимпульсами С импульсной последовательности (фиг.2).Измеряюттакже времямежду началом каждого контролируемогоинтервала и поступлением первого импульса импульсной последовательностив данном контролируемом интервалевремени.Значение текущий мощности определяют по ФормулеК(1)1= с;где К - пересчетный коэффициент, определяющий цену одного импульса в единицах измеренияэлектроэнергии;й- время между двумя импульсами.3Значение расхода электроэнергии вкаждом контролируемом интервале времени определяют в соответствии с формулой111, К (Ц -1)+ в+.., (2)Вй;где.М - число импульсов, поступившихза интервал контроля Т,;й - время между поступлением1-1последнего импульса в интервале контроля Т; 1 и поступлением первого импульса в интервале контроля Т1С - время между началом интерва 1ла контроля Т; и поступлением первого импульса в дан"ном интервале контроля;- время между поступлением по 1следнего импульса в интервале контроля Т 1 и поступлениемпервого импульса в интервалеконтроля Т.;й - время между началом интерва"11ла контроля Т,1 и поступле"нием первого импульса в данном интервале контроля.Устройство для опредйтения потребления электроэнергии работает следующим образом.При включении устройства произво-дится начальная установка его элементов, Генератор 9 тактовых импульсоввырабатывает двухфазную последовательность сигналов (Фиг.2, вых.9, Ф 1и Ф 2), сдвинутых между собой на время С".Сигналы Ф 1 считываются таймером 8,который формирует заданный интервалконтроля потребления электроэнергии(например, Т=ЗО мин или при диспетчерском контроле мощности Т=2 мин),9978 5 1 О 5 20 25 30 35 40 45 50 вычитается длительность импульса и эа носится в переменную Т 1. Палее в блоке 7 производится сброс счетчика10 и триггера 4, В блоке 8 значе- "ние переменной Т 1 корректируется сучетом зафиксировандых переполнений Кроме того, сигналы Ф 1 генератора 9 тактовых импульсов считываютсявторым счетчиком 10 импульсов, которыйопределяет время между входными импульсами (Фиг.З, вых.2). На первомначальном ) интервале контроля Т второй счетчик 1 О импульсов определяетвремя между началом интервала време"ни Т и поступлением первого в данноминтервале входного импульса,Сигналы переполнения второго счет"чика 10 импульса (выход "Перенос" )поступают на вход блока 7 вычислений,где организуется программным путемсчетчик числа переполнений,Измеренное счетчиков 1 электроэнергии значение расхода посредством преобразователя 2 инФормации в числоимпульсный код преобразуется в после"довательность импульсов (Фиг.З,вых.2),которые по линии связи 3 поступают навход триггера 4 (являющегося, например, Р-триггером) и переключают его вединичное состояние (Фиг.З, вых.Ц .Сигналы с выхода триггера 4 считываются первым счетчиком 5 импульсов,. определяющим расход электроэнергии,т.е. количество импульсов, поступивших за интервал времени контроля,Т.С поступлением на второй вход первого элемента 2 И 6 (на первом входекоторого присутствует сигнал "1" свыхода триггера 4) сигнала Ф 2 генератора 9 тактовых импульсов, Формируется сигнал "1" (Фиг.З, вых.б), ко"торий принимает блок .7 вычислений.После этого блоквычисленийсчитывает инФормацию с информационных выходов второго счетчика 10 импульсов и Формирует сигнал по второму выходу (Фиг.З, вых.7(2 которыйсбрасывает триггер 4 и второй счетчик 10 импульсов.На основании полученной инФормации блок 7 вычислений определяетвремя между входными импульсами и хранит его до прихода следующего входного импульса,С поступлением сигнала от таймера 8 на первый вход второго элемента2 И 11 и с поступлением на второйвход элемента 2 И 6 сигнала Ф 2 генератора 9 тактовых импульсов на выходевторого элемента 2 И 1 Формируется.сигнал "1" (Фиг.З, вых.11)., которыйпринимает блок 7 вычислений,Блок 7 вычислений считывает инФормацию с инФормационных выходов первого 5 и второ" з 1 О счетчиков импульсови Формирует сигнал по первому выходу (фиг.З, вых,.7(1,который сбрасы-. вает первый счетчик 5 импульсов и гаймер 8,.При этом второй счетчик 10 импульсов продолжает считывать сигналы Ф 1 генератора 9 тактовых импульсов вплоть дс поступления первого входного импульса с преобразователя 2 информации,Блок 7 вычислений определяет значения текущей мощности и расхода электроэнергии в соответствии с выражениями (1) и (2)эПриведенный на Фиг,4 алгоритм по сути отражает все действия блока 7 вычислений.В алгоритме используются следующие константы и переменные: МАХ О - кон" станта, предел счета для счетчика 10; Е - константа, весовой коэФФициент импульса, кВт.ч; Т 1 - переменная, длительность последнего импульса в услов" ных единицах; Т 11 - переменная, длительность в условных единицах последнего импульса, попавшего на границу интервала ( в соответствии с Фиг.2 Т 11=;, - для интервала Т;, ); Н - переменная, количество импульсов за предыдущий интервал; 0 - переменная в диапазоне от 0 до 1, доля первого неполного импульса в интервале 3 Г- переменная, принимающая значение О или 1. Устанавливается в 1.при наступлении нового интервала, сбрасывается в О при приходе первого импульса; ЯР - переменная, счетчик нереносов от 10, В блоке 1 производится начальная установка аппаратной части устройства, в блоке 2 - переменных алгоритма.В блоке 3 проверяется наличие переноса от счетчика 1 О длительности импульса, При наличии такового перемен"ная БР увеличивается на единицу(блок 4), В блоке 5 проверяется наличие сигнала от элемента 6, При наличии сигнала выполняются действия пообработке очередного импульсабло"ки 6-14), иначе осуществляется переход на блок 15. В блоке 6 из счетчика 10счетчика 10, В блоке 9 проверяетсяявляется ли обрабатываемый импульспервым в данном интервале. Если им"Пульс первый, то выполняются действияпо вычислению расхода энергии за предыдущий интервал (блоки 10-12), иначеосуществляется переход на блок 13.В блоке О вычисляется расход энергииЗа предыдущий интервал. Вычислениявыполняются по формуле (2), преобразованной к удобному для вычисленийВиду. В,блоке 11 вычисляется вспомог ательная переменная О, значение которой используется дпя вычисления. расхода энергии дпя последующего интервала. В блоке 13 переменная,содерЖащая количество переполнений счетчика 10, устанавливается в исходноесостояние. В блоке 14 вычисляется текущая мощность, усредненная за длительность импульса. В блоке 15 проверяется наличие сигнала от элемента 11, В случае наличия сигнала выполняются действия по обработке конца интервала (блоки 16-23), иначеосуществляется переход на блок 3. Вблоке 16 проверяется, были ли импульсы за истекший интервал. Если импульсов не было, то выполняются действия 30по принудительному вычислению расходаэнергии за соответствующий интервал(блоки 18, 19). Блоки 18 и 19 повторяют блоки 10,11, но с учетом того,что в вычислительной Формуле неиэвест.ным на данный момент времени параметрам присваивается значение О. Вблоке 20 из счетчика 5 вычитаетсяколичество импульсов за истекший интервал в переменную Н. Далее в бло-. г 40ке 21 производится сброс счетчика 5 итаймера 8,В блоке 22 из счетчика 10 вычитываетсятекущее значение длительности ожидаемого импульса и помещается в переменную Т 11. В блоке 23 переменная Т 11корректируется с учетом зафиксированных переполнений счетчика 10. Далеевыполняется переход на блок 3.Повышение экономичности обеспечивается за счет повышения точностиконтроля потребления электроэнергиии за счет обеспечения возможности определения текущего значения мощности,Формула из о бр ет ения 551. Способ определения потребленляэлектроэнергии, заключающийся в том,что измеряют расход электроэнергии,измеренное значение электроэнергии преобразуют в импульсную последовательность, подсчитывают число импульсов за контролируемый интервал времени, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения потребления электроэнергии и текущей мощности, дополнительноизмеряют время между импульсами 1 импульсной последовательности, время между началом контролируемого интервала и поступлением первого импульса импульсной последовательности в данном интервале, время между поступлением Последнего импульса в предыдущем интервале контроля и поступлением первого импульса текущего интервала контроля С; время между поступлением последнего импульса текуще" го интервала контроля и первым импульсом последующего интервала контро-. ля ;, время между началом последую" щего интервала контроля и поступлением первого импульса последующ.го ин" тервала контроля й. а значения текущей мощности и расхода электроэнергии за контролируемый интервал времени определяют по ФормуламКР-К( -1)+. -- -+где Р - значение текущей мощности;К - пересчетный коэффициент, оп- .ределяющий цену одного импульса в единицах измеренияэлектроэнергии;У - значение расхода электроэнер 1гии в интервале контроля;11 - число, импульсов, поступивших за интервал контроля;2. Устройство для определения потребления электроэнергии, содержащее счетчик электроэнергии, связанный с преобразователем инФормации в числоимпульсный код, выход которого подключен к линии связи, первый счетчик импульсов и таймер, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности определежюя потребления электроэнергии и текущей мощности, в него введены триггер, генератор так 6товых импульсов, второй счетчик импульсов, первый и второй элементы 2 И и блок вычислений, причем вход триггера подключен к линии связи, а выход - к первому входу первого элемента 2 И и входу первого счетчика импульсов, информационные выходы ко 1599781 1 Оторого подключены к первому входу которого подключен также выход второ- блока вычислений, первый выход кото- го элемента 2 И, соединенного первым рого подключен к установочному входу , входом с выходом таймера, а к второ" первого счетчика импульсов и устано- .му входу второго элемента 2 И подклю 5вочному входу таймера, к входу синхро- чен второй выход генератора тактовых ниэации которого подключен первый импульсов, подключенного этим же вывыход генератора тактовых импулЬсов, ходом к второму входу первого элеменподключенного этим же выходом к вхо- та 2 И выход которого подключен к четду второго счетчика импульсов, инфор О вертому входу блока вычислений, втомационный выход и выход переноса рой выход которого подключен к уста- которого подключены к второму входу новочным входам триггера и второго блока вычислений, к третьему входу счетчика импульсов.ственного комитета по изобре 113035, Москва) Ж, Рауш Подписноениям и открытиям при ГКНТ СЧСая наб., д. 4/5