電力機車用電量自動計量裝置的製作方法

2023-05-11 03:59:41

專利名稱：電力機車用電量自動計量裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種鐵道電氣化區段對電力機車牽引用電量計量的裝置。
目前，在電氣化牽引區段電力機車擔當的長交路運行中，一般至少跨越兩個以上的供電段的供電範圍。機務段對電力機車牽引用電量的統講利用乘務員在出乘退乘交接班時進行抄表，存在的不足是乘務員不可能在相鄰供電段交界處進行抄表，因此電力機車在每個交路上所用電量無法按供電段分別統計。這樣使供電部門統計的供電量與機務部門統計的用電量之間存在較大誤差，無形增加了供電部門的「網損」。這不僅使供電段的「網損「的分析工作無法準確反映本部門的管理和設備狀況，更無法滿足目前鐵路正在實行的網運分離後各公司間的清算的需要。
本實用新型的發明目的是提供一種使電力機車在跨越多個供電段的供電範圍的長交路運行中，將電力機車在各個供電段供電範圍內所用電量分別統計的電力機車用電量自動計量裝置。
本實用新型的技術方案是由電平轉換電路、單片機系統、驅動電路、開關電路、電錶等組成。連接運行記錄器的TAX平臺接口的電平變換電路與單片機系統的RXD口相接，n塊電錶經開關電路、驅動電路並接於單片機系統的輸出端P1分口，單片機系統將RXD口輸入的信號與預置指令相比較後從P1..i口輸出對應於電力機車運行區間的邏輯信號，與P1.i口連接的驅動電路中的驅動器Q.i接收邏輯信號後工作輸出驅動信號，連接於Q.i的開關電路中的繼電器K.i，接收驅動信號後動作，從而使對應的計量電錶根據電力機車在運行方向上供電段供電範圍的順序依次投入計量或撤出計量。
本實用新型所說的n≥2，i為位序號，為0、1、2-----7。
工作時，首先給單片機系統輸入以下指令1、電力機車運行交路上各供電段的供電範圍分界點的公裡標供電段甲的分管範圍為A-B，公裡標為X(KM)-Y(KM)；供電段乙的分管範圍為B-D，公裡標為Y(KM)-Z(KM)；供電段丙的分管範圍為D-E，公裡標為Z(KM)-S(KM)；供電段丁的供電段範圍為E-H，公裡標S(KM)-L(KM)。
2、上行方向運行時自動計量裝置依次轉換的公裡標(Y)KM-(Z)KM-(S)KM3、下行方向運行時自動計量裝置依次轉換的公裡標(S+0.03)KM-(Z+0.03)KM-(Y+0.03)KM當電平變換電路利用與運行記錄器相連接的TAX平臺接口取得關於運行公裡標的RS232信號時，電平變換系統會自動將輸入的RS232信號變換為TTL信號並傳輸給單片機系統，單片機系統將電平變換系統輸入的TTL信號與預先輸入的指令相比較，從而確定電力機車運行方向(上行或下行)和在哪個供電段供電範圍內運行以及通過相鄰供電段交界點的分相絕緣器的時間；使單片機系統的輸出端輸出持續時間不同且電平高低不同的邏輯信號。這些邏輯信號經過驅動電路放大後啟動開關電路動作，從而使各個供電段計量電錶根據電力機車在運行方向上供電段供電範圍的順序依次投入或撤除。單片機系統輸出端始終有一個輸出端為高電平，三個輸出端為低電平。即確保電力機車任何時刻都只有一塊電度表投入計量，其它三塊電度表從計量電路斷開處於撤除狀態；而且電力機車在哪個供電段範圍內運行，與該供電段對應的電度表即投入計量。
與現有技術相比，本實用新型在電力機車跨越多個供電段供電範圍的長交路運行中，能在相鄰供電段分管交界點自動轉移電力機車用電量的計量，以實現每個運行交路上牽引用電量按各個供電段供電範圍分別計量的目的。還具有計量準確、性能穩定、維護簡便、成本低廉等優點。對提高供電部門對網損統計的準確性，使網損的分析考核對指導供電部門提高管理水平和設備質量具有實質性意義，是目前鐵路正在進行的「網運分離」後對供電部門和機務部門進行獨立清算的直接有效的手段。


圖1是本實用新型的電原理框圖；圖2是本實用新型的電路圖；圖3是本實用新型的運行交路示意圖。
下面將結合附圖對本實用新型進一步詳述
圖1中，與電力機車運器部分的運行記錄器、TAX平臺接口相連的電平變換電路1、單片機系統2、驅動電路3、開關電路4、電錶5相連接組成本實用新型的電原理方框圖。
圖2中，與TAX平臺接口相連的電平變換電路(MAX232)1與單片機(CPU89C51)系統2的RXD口相接，把從TAX平臺接口取得關於運行公裡標的RS232信號變換為TTL信號並傳輸給單片機(CPU89C51)系統2。單片機系統2包括CPU89C51機、振蕩器及復位電路。單片機系統2中的P1.0口經驅動電路(75452)3中的驅動器Q0連接Q的開關電路4中的繼電器K0(J30A/12V)(與電源線構成一供電開關電路)與其對應的電錶甲相連，P1..2、P1.4、P1.6口也分別經驅動電路3中的驅動器Q2、Q4、Q6連接Q的開關電路6中的繼電器K2、K4、K6與其各自對應的電錶5乙、丙、丁相連。所用的電度表為單相智能電子電度表量程為20A～30A，各部分之間用屏蔽電纜進行有線傳輸。
圖3中，A為電力機務段所在地。電力機車從A地向F地運行(即向上行方向運行)，本交路跨越四個供電段(甲、乙、丙、丁)。當電力機車運行於X(KM)-Y(KM)範圍內時，單片機系統將電平變換電路輸入的信號與預置指令相比較後，將在P1.0、端輸出高電平「1」，在其它P1..2、P1.4、P1.6、三個輸出端輸出低電平「0」。P1.0端輸出的高電平經驅動電路Q0放大後啟動開關電路K0接通供電段甲的計量電度表(表甲)使供電段甲所對應的電度表進行用電量的計量。而其它開關電路則處斷開狀態，使其它三塊電度表則退出計量迴路。
當電力機車運行到供電段甲和供電段乙的分管交界處的分相絕緣器B點(Y公裡)時，電平變換電路給單片機系統輸入的信號與預置指令中「上行方向運行時在(Y)KM轉換」的指令相符，故單片機系統輸出端P1.0由高電平變為低電平，P1..2由低電平變為高電平，P1.4、P1.6仍輸出低電平。驅動電路Q0因P1.0端輸出低電平「0「而使開關電路K0斷開，表甲撤出計量迴路；驅動電路Q2因P1..2端輸出高電平而使開關電路K2閉合，表乙投入計量迴路開始中計量。驅動電路Q3、Q4因P1.4、P1.6端輸出低電平而使開關電路K4和K6斷開，表丙和表丁仍撤出計量迴路。如此類推。
當電力機車從H地返回機務段所在地A地(向下行方向運行)時，單片機系統所接受的變換後公裡標的輸入信號是(S)KM-(L)KM，輸出端P1.6為高電平，驅動電路導通閉合開關電路K6，表丁投入計量迴路開始計量；此時，P1.4、P1.2、P1.0均為低電平而使表甲、表乙、表丙計量迴路。
當電力機車運行到供電段丁和供電段丙的分管交界處的分相絕緣器G點(S+0.03公裡)時，電平變換電路給單片機系統輸入的信號與預置指令中「下行方向運行在(S+0.03)KM轉換」的指令相符，故單片機系統輸出端P1.6由高電平變為低電平，P1.4由低電平變為高電平，P1.0、P1.2仍輸出低電平。驅動電路Q6因P1.6端輸出低電平「0」而使開關電路K6斷開，表丁撤出計量迴路；驅動電路Q4因P1.4端輸出高電平而使開關電路K4閉合，表丙投入計量迴路開始計量。驅動電路Q0、Q2因P1.0、P1.2端輸出低電平而使開關電路K0和K2斷開，表甲和表乙仍處於撤出計量迴路狀態。如此類推。
這樣，就保證了電力機車在每個交路的往返運行中，無論在哪個供電段的供電範圍內運行都能由這個供電段的計量電錶進行計量，從而能準確地統計出電力機車運行交路上在各個供電段供電範圍內所用的電量。
權利要求1.一種電力機車用電量自動計量裝置，其特徵在於連接運行記錄器的TAX平臺接口的電平變換電路(1)與單片機系統(2)的RXD口相接，n塊電錶(5)經開關電路(4)、驅動電路(3)並接於單片機系統(2)的輸出端P1分口，單片機系統(2)將RXD口輸入的信號與預置指令相比較後從P1.I口輸出對應於電力機車運行區間的邏輯信號，與P1.I口連接的驅動電路(3)中的驅動器Q.I接收邏輯信號後工作輸出驅動信號，連接於Q.I的開關電路(4)中的繼電器K.I，接收驅動信號後動作，從而使對應的計量電錶根據電力機車在運行方向上供電段供電範圍的順序依次投入計量或撤出計量。
2.根據權利要求1所述的計量裝置，其n≥2，i為位序號，為0、1、2------7。
專利摘要一種電力機車用電量自動計量裝置,其連接運行記錄器的TAX平臺接口的電平變換電路與單片機系統的RXD口相接,n塊電錶經開關電路、驅動電路並接於單片機系統的輸出端分口,在電力機車跨越多個供電範圍的長途運行中,它能在相鄰供電段分管交點自動轉換電力機車用電量的計量,以實現每個運行路段上牽引用電量按各個供電段供電範圍分別計量。
文檔編號B60L3/12GK2490005SQ01249889
公開日2002年5月8日 申請日期2001年6月19日 優先權日2001年6月19日
發明者吳新安 申請人:吳新安