[其他]多功能电力计量仪

说明书

本实用新型是一种电力计量仪表，可以分段定时计量电力消耗。

当电力供应紧张时，电力管理部门要对用户限量，使其定量用电，超定量加价收费。但是这种办法只能控制总用量，不用控制高峰用电量，因为用户可以根据自己的实际情况任意挪串用电指标，造成电网负荷波动很大，有时电力比较富裕，有时电力非常紧张，特别是高峰时间电力明显不够用，直接影响了电网的电压，周波，有时甚至不得不拉闸限电。

本实用新型提出的电力计量仪表可以分段定时计量电力消耗，辅以高峰时间高价，低谷时间低价，超定量加价等规定，限制高峰时间用电，鼓励低谷时间用电，从而达到平衡电网负荷，节省用电，改善电力紧张状况的目的。

本实用新型是一种由各种电子元件组成的电力计量仪表，该仪表由电量信号形成电路（图1），定时电路（图3），整定和超定量计量电路（图4），高峰和低谷时间计量电路（图5）及电源电路（图6）组成，电量信号形成电路由一个光电组合器件LJ和两个反相器IA₁、IA₂组成，计算电量消耗的转盘从光电组合器件IJ的发射信号部分和接收信号部分之间转过（图2），转盘上开有一个小孔，转盘每转一圈，光电组合器件IJ就输出一个负脉冲信号，经反相器IA₁、IA₂整形输出两个对应于转盘转数的脉冲信号CP₁、CP₂。定时电路由门电路IG₆、IH₄、IH₃、IB₁、IB₂、IB₃、IB₄、IC₁、IC₂、IC₃、IC₄、IA₃、IA₄、IA₅、IA₆、译码器IE、IF，整定开关1K～16K，二极管D₁～D₈、三极管BG₁、BG₂及光电二极管LED₁、LED₂及LED数字钟组成，门电路用来接收处理电信号，整定开关用来确定高峰时间、低谷时间、日用电量和高峰时间最高用电量。整定和超定量计量电路由门电路ID₃、ID₄、IG₁、IG₂、IG₃、IG₄、IG₅、IM₁、IM₂、IH₁、IH₂、II₂、II₂、整定开关21K～26K，计数器IJ₁～IJ₃、IK₁～IK₃，计数器J₁A、J₂B，继电器J₃，二极管D₉～D₄₁、三极管BG₃～BG₁₀，光电二极管LED₃、LED₄组成，该电路可以确定每日的用电量并将超出部分准确记录下来。高峰、低谷时间计量电路由电磁计数器J₅D、J₄C、门电路II₃、II₄二极管D₄₂、D₄₃、三极管BG₁₁－BG₁₄等组成，该电路用来分别计量高峰和低谷时间的电力消耗。电源电路由一个有一个初级线圈，两个次级线圈的变压器TB、两个由二极管D₄₆～D₅₃组成的桥式整流电路，集成稳压器IL及电容C₃～C₆等组成，该电源电路将市电变压和整流，输出低压直流电供门电路，电磁计数器等电子元件使用，为提高定值精度，整定开关最好采用数字电路拔盘开关。在本实用新型中使用的各种门电路采用CMOS电路。当电力消耗发生时，如图2所示，转盘每转一圈，转盘上的孔和光电组合器件IJ重合一次，光电组合器件IJ输出一个负脉冲信号，这个信号经过IA₁、IA₂二个反相器整形，输出二个对应于转盘转数的脉冲信号CP₁、CP₂。定时电路的各输入端分别输入LED数字钟（图3中未画出）的笔划信号，这里的数字钟要求是共阴极显示屏，当数字钟分个位为〔0〕时，其笔划信号d为高电平，g为低电平，g经IG₆反相后加至与门IH₄，IH₄二个输入端均为高电平，输出为高电平，再经C₂、R₁₄微分电路输出一个脉冲信号CT，因每隔10分钟，分个位出现一次〔0〕，故每隔10分钟输出一个CT脉冲信号，当数字钟时个位，时十位均为〔0〕时，时十位笔划段f为高电平，时个位笔划段a、b、d、e、f为高电平，g为低电平，译码器IF零线输出为高电平，与门IH₃输出高电平，经C₁、R₁₃微分电路输出一个脉冲信号DT，因每隔24小时，数字钟时个位，时十位同时出现一次〔0〕，故每隔24小时，输出一个DT信号。1K、2K和5K、6K分别为二套相同的高峰起始时间整定开关，当数字钟时个位，时十位的数值与整定值相同时，门电路IB₁或IB₃输出低电位信号，触发由IA₃、IA₄组成的双稳态触发电路，IA₃输出的高峰信号AT为高电平，IA₄输出的低电平信号使三极管BG₁饱和导通，高峰时间显示LED₁燃亮。3K、4K和7K、8K分别为二套相同的高峰中止时间整定开关，当数字钟时个位，时十位数值与整定值相等时，IB₂或IB₄输出低电平信号，触发由IA₃、IA₄组成的双稳态电路，使IA₃输出的高峰信号AT为低电平，IA₄输出高电平信号，BG₁截止，高峰时间显示LED₁熄灭、9K、10K和13K、14K为两套相同的低谷起始时间整定开关，当数字钟时个位，时十位的数值与整定值相同时，IC₁或IC₃输出低电位信号，触发由IA₅和IA₆组成的双稳态电路，IA₅输出的低谷信号BT为高电平，IA₆输出的低电平信号使BG₂饱和导通，低谷时间显示LED₂点亮。11K、12K和13K、14K是二套相同的低谷中止时间整定开关，当数字钟时个位、时十位数值与整定值相同时，IC₂或IC₄输出低电位信号，触发由IA₅和IA₆组成的双稳态电路，IA₅输出的低谷信号BT为低电平，IA₆输出高电平信号，BG₂截止，低谷时间显示LED₂熄灭。由于整定开关有两套，所以有二段定时时间，两段定时时间应串开，予定日电力消耗值由图4的电路确定，如予定每日表盘转数为18300转，将整定开关24K拔到〔1〕，25K拔到〔8〕，26K拔到〔3〕，电量信号形成电路中产生的CP₂脉冲信号经反相器IG₅及IM₁、IM₂10分频直接加入由IK₁～IK₃组成的三位十进制计数显示器，在定时电路输出的DT信号到来之前，计数器达到整定值18300时，拨盘开关24K～26K输出均为高电平，IH₂输出高电平，经D₁₅触发由IG₃、IG₄组成的双稳态触发电路，使IG₄输出由低电平转为高电平，与非门II₂打开，电量信号形成电路输出的CP₁通过II₂门，R₁₆、BG₅、BG₆组成的驱动电路加至日超电量计数器B中计数，每来一个CP₁脉冲，计数器B就计一个数，同时IG₃输出为低电平，BG₁₀饱和导通，日超显示LED₄点亮，ID₃输出为高电平，BG₇、BG₈饱和导通，J₃吸合，驱动报警装置。当电力相当紧张不允许超定量时，输出的报警信号、直接驱动继电保护系统，使负荷开关跳闸，停止供电。当DT信号到来时，通过D₁₆触发，双稳态电路，使IG₄输出由高电平转为低电平，II₂门关闭，计数器B停止计数，IG₃输出高电平，BG₁₀截止，日超显示LED₄熄灭，ID₃输出低电平，BG₇、BG₈截止，J₃释放，切断报警装置，同时DT信号通过D₁₇使IK₁～IK₃三位计数器清零，为第二天计数做好准备。在24小时内，DT信号未到来之前，IK₁～IK₃计数器来达到整定值18300，IH₂输出为低电平，II₂门关闭，计数器B不能计数，BG₁₀截止，LED₄熄灭，BG₇、BG₈截止，报警关闭。当需要予定高峰时间电力消耗值时，例如予定高峰时间每10分钟电表转盘数为108转，将21K拨到〔1〕，22K拨到〔0〕，23K拨到〔8〕，在高峰时间内，高峰定时电路输出的AT信号为高电平，ID₄门打开，CP₂脉冲通过ID₄门加至由IJ₁～IJ₃组成的三位十进计数显示器，如果在10分钟定时信号CT到来之前，计数器达到整定数值108，则21K、22K、23K输出为高电平，IH₁输出为高电平，通过D₁₄触发由IG₁、IG₂组成的双稳态电路，使IG₁输出由低电平转为高电平，与非门II₁打开，CP₁通过II₁门及R₁₅、BG₃、BG₄组成的驱动电路加至电磁计数器A（高峰超定量计数器）中计数，每来一个CP₁脉冲，计数器A计一个数，同时IG₂输出低电平，BG₉饱和导通，高峰超定量显示LED₃点亮，ID₃输出高电平，BG₇、BG₈饱和导通，J₃吸合，驱动报警装置。当CT信号到来时，一路通过D₁₂触发双稳态电路，使IG₁输出由高电平转至低电平，II₁门关闭，计数器A停止计数，IG₂输出高电平，BG₉截止，高峰超定量显示LED₃熄灭，ID₃输出低电平，BG₇、BG₈截止，J₃释放，切断报警装置。CT信号的另一路通过D₁₃，使IJ₁～IJ₃三位计数器清零，为下一个10分钟计数做好准备，如果在10分钟内，CT信号到来时，IJ₁～IJ₃计数器未达到整定值108时，IH₁输出低电平，II₁门关闭，A不能计数，BG₉截止，高峰超定量显示LED₃熄灭，BG₇、BG₈截止，报警处于关闭状态。由于高峰时间内高峰定时信号AI为高电平，与非门II₃打开，CP₁脉冲通过II₃门及R₃₄、BG₁₁、BG₁₂组成的驱动电路加至电磁计数器C（高峰时间电量计数器）中计数，每来一个CP₁脉冲，计数器C计一个数。在低谷时间内低谷定时信号BT为高电平，与非门II₄打开，CP₁脉冲通过II₄、R₃₅、BG₁₃、BG₁₄组成的驱动电路加至电磁计数器D（低谷时间电量计数器）中计数，每来一个CP₁脉冲，计数器D就计一个数。上述各个电路中各种电子元件的用电由电源电路供给图6中变压器TB将市电变为二组10伏交流电源，RD₁用于短路保护，D₄₆～D₄₉组成桥式整流电路，其输出电压经电容C₃滤波输出12伏直流电压，由D₅₀～D₅₃整流输出的直流电压经电容C₄滤波，IL集成稳压器稳压，输出直流5伏稳压电源，LED₅为电源显示。