自動調荷裝置的製作方法
2023-07-09 07:44:01
專利名稱：自動調荷裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種自動調荷裝置，應用於用電負荷平衡調整的自動控制上。現國內各廠家生產的電力定量器、電力自動減載裝置、控制終端等，雖然解決了用電負荷超限額拉閘限電自動控制的需要，但沒有解決用電負荷欠限額自動合閘送電的需要，談不上自動平衡調整。這種光拉不送的電力負荷自動控制裝置，給電力用戶造成嚴重的經濟損失。同時，由於長時間拉路限電，也使供電部門的售電量和社會聲譽受到嚴重影響。因此，研究解決這一技術問題，成為當前的重要課題。
本實用新型的目的，就是為了克服上述現有電力負荷自動控制裝置的不足，提供一種既能自動超限額拉閘限電，又能欠限額自動合閘送電的自動調荷裝置。
本實用新型是採用以下技術方案實現的，如附圖
虛線表示的方框圖所示，它由信號處理電路1、放大控制電路2、執行電路3、電源電路4組成。其特徵是放大控制電路中由高通運算放大器N2101、斜坡信號運算放大器N2111、N2121構成的超荷放大控制電路和由低通運算放大器N2201、斜坡信號運算放大器N2211、N2221構成的欠荷放大控制電路組成。
本實用新型較現有用電負荷自動控制裝置，具有既能自動超限額拉閘限電，又能欠限額自動合閘送電的平衡調荷功能，和結構簡單、工作可靠、成本低等優點。
以下結合附圖和實施例對本實用新型予以進一步說明本說明書附圖，是用虛線表示的電路結構方框圖和電路原理圖結合一起的附圖，其中虛線表示的方框1、2、3、4分別表示本實用新型實施例的信號處理電路、放大控制電路、執行電路、電源電路。
放大控制電路2中的超荷放大控制電路中，由電阻器R2101和電位器RP2101組成的超荷信號分壓器，串聯後並接於信號處理電路1中運算放大器N1001輸出端11和接地端10。BP2101滑動接點接入N2101的高通端1，其電源端5串聯限流電阻器R2102後接入整流電源U4011的+V2，低通端2與接地端3短接後接地，濾波電容器C2101、出口繼電器線圈K2101、消感二極體V2101、發光二極體H2101並接於N2101的輸出端4和U4011的+V2之間。
欠荷放大控制電路中，由電阻器R2201和電位器RP2201組成的欠荷信號分壓器，串聯後並接於信號處理電路1中N1001輸出端11和接地端10。RP2201滑動接點接入N2201的低通端2，其高通端1與電源端5短接後串聯限流電阻器R2202接入U4011的+V2，接地端3直接接地，濾波電容器C2201、出口繼電器線圈K2201、消感二極體V2201、發光二極體H2201並接於N2201的輸出端4和U4011的+V2之間。
超荷和欠荷放大控制電路中，分別設有的斜坡信號運算放大器N2111、N2121、N2211、N2221，它們各自組成的延時電路所用元件及連接都相同。由N2111組成的延時電路為基本延時單元電路，其連接為電容器C2111與電位器RP2111並聯後再與電阻器R2111相串聯，R2111的另一端接K2101的常開接點，RP2111另一端接地，其滑動接點接N2111的高通端1，N2111低通端2與接地端3短接後接地，電源端5串聯限流電阻器R2112後，與R2111的另一端、K2101的常開接點共接，濾波電容器C2112、出口繼電器K2111線圈、消感二極體V2111、發光二極體H2111並接於N2111的輸出端4和U4011的+V2之間。其它三個基本延時電路因與之相同，不再重述。由N2111、N2121、N2211、N2221組成的基本延時單元電路，分別是，第一路、第二路超荷延時電路和第一路、第二路欠荷延時電路。實施時，可依據用戶用電負載分路數量對應設置。本附圖是按兩路用電負載繪製的，所以其超荷和欠荷延時電路各為兩路。
信號處理電路1由信號採樣、有功功率表機芯B1001、運算放大器N1001、直流電壓表V組成。從配電電源進線A、B相電流互感器二次出線端經二次線A411、A412、C411、C412分別接入B1001的A、C相電流輸入端4、6、5、7，A、B、C三相電壓從配電電源進線電壓互感器二次出線端經二次線A630、13630、C630分別接入B1001的電壓輸入端1、2、3,B1001的正負極輸出端N+和M-分別接入N1001的正負極輸入端15和14,N1001的正電源端12，接入電源U4011正電源端+V1，同時與地之間接入濾波電容器C1001，N1001的負電源端9，接入電源U4011的負電源端-V1，同時與地之間接入濾波電容器C1002，N1001的接地端10直接接地，其增益選擇引腳3、6、7短接，其輸出端11和接地端10並聯電壓表V(刻度按有功功率相應位置標註)。
執行電路3由鋸齒信號高通運算放大器N3111、N3121、N3211、N3221各自組成的執行電路構成，這些執行電路所用元器件及連接都相同，由N3111組成的執行電路為基本執行單元電路，其電路連接為電解電容器C3111和電阻器R3111並聯後再與電阻器R3112相串聯，C3111正極接K2111的常開接點，R3112另一端接地，C3111、R3111、R3112的公共端接入N3111高通端1，低通端2和接地端3短接後接地，電源端5串聯限流電阻器R3113後與C3111正極連接，輸出端4經出口繼電器K3111接入U4011的+V2。其它三個執行電路因與之相同，不再重述。由N3111、N3121、N3211、N3221組成的執行電路，分別是第一路第二路超荷執行電路和第一路第二路欠荷執行電路，與超荷和欠荷延時電路的數量對等，排列次序相同。
電源電路4，採用現有技術，由輸入電路、整流電路和輸出電路組成。外接交流電源接入整流電源U4011的交流電源輸入端L和N。U4011的正電源V1、負電源-V1、接地端GND組成對稱直流電源，經a.b連線和按地分別接入信號處理電路1中運算放大器N1001的正電源端12、負電源端9、零電源GND接地，U4011正電源+V2接入放大控制電路2和執行電路3中各運算放大器。
說明書附圖是本實用新型的一個實施例。
以下結合附圖描述工作原理及元件的選擇由外接A、C相總負荷電流信號和A、B、C三相配電電壓信號所代表的三相總有功功率經二次線A411、A412、C411、C412、A630、B630、C630分別輸入有功功率表機芯B1001的信號輸入端1、2、3、4、5、6、7、A、B相電流和A、B、C相電壓經B1001變換成模擬有功功率的直流電壓信號，由B1001的正負極輸出端M+和M-輸出，再分別輸入N1001的正負極輸入端15和14，經N1001運算放大後由其輸出端11和接地端10輸出。一路輸入電壓表V對有功功率進行監視，另一路輸入控制放大電路2中電阻器R2101、電位器RP2101組成的超荷信號分壓器和由電阻器R2201、電位器RP2201組成的欠荷信號分壓器。超荷信號分壓器獲得的信號，送至高通運算放大器N2101的高通端1，當分壓信號達到高通端1輸入門限時，輸出端4和接地端3導通，出口繼電器K2101啟動，只要分壓信號不低於高通端1輸入門限，輸出端4和接地端3就一直保持導通，K2101就一直保持啟動狀態，分壓信號一旦低於高通端1輸入門限，輸出端4和接地端3截止，K2101即釋放，K2101啟動時，常開接點閉合K2101接通第一路超荷基本延時單元電路的工作電源+V2，此時，該電源經分壓電阻R2111對電容器C2111充電，隨著充電時間的延長，C2111兩端電壓逐漸升高，與C2111並聯的分壓電位器RP2111滑動接點電位也隨之升高，經一段時間，RP2111滑動接點電位升至運算放大器N2111高通端1輸入門限值時，輸出端4和接地端3導通，使出口繼電器K2111啟動，K2111常開接點閉合，一對常開接點接通第二路超荷延時電路的工作電源，另一對常開接點接通第一路超荷執行電路的工作電源，開始對由電容器C3111、電阻器R3111、R3112組成的鋸齒形降壓信號發生器中C3111充電，隨著充電時間的延長，C3111的電抗值由小變大，鋸齒形降壓信號發生器公共端電位由大變小，使運算放大器N3111高通端1電位由高於輸入門限變為低於輸入門限，輸出端4和接地端3由導通變為截止。串聯在輸出端4和整流電源U4011的正電源+V2間的出口繼電器K3111，由啟動變為釋放，常開接點K3111閉合後又打開，常閉接點K3111打開又閉合，模擬了分閘按鈕的操作過程。輸出開閉兩對接點，供第一路配電線路開關分閘選用(常開接點用於分勵脫扣，常閉接點用於欠電壓脫扣)。以實現超荷自動拉閘限電。第二路超荷執行電路工作原理，與第一路超荷執行電路相同。出口繼電器K2121輸出開閉兩對接點，供第二路配電線路開關分閘選用，以實現當第一路分閘後，仍然超荷，再啟動第二路執行電路自動拉閘限電。
欠荷信號分壓器獲得的信號，送至低通運算放大器N2201的低通端2，當分壓信號低到低通端2輸入門限時，輸出端4和接地端3導通，出口繼電器K2201啟動。只要分壓信號不高於N2201低通端2輸入門限值，輸出端4和接地端3就一直保持導通，K2201就一直保持啟動狀態，分壓信號一旦高於低通端輸入門限，輸出端4和接地端3截止，K2201即釋放。K2201啟動時，常開接點閉合K2201接通第一路欠荷延時電路的工作電源+V2。因欠荷延時電路和欠荷執行電路與超荷延時電路和超荷執行電路工作原理相同，不再重述。
電源電路4，採用現有技術，由輸入電路、整流電路和輸出電路組成。外接交流電源輸入整流電源U4011的交流電源輸入端L和N後，經U4011變壓整流，U4011的電源輸出端+V1、-V1、GND輸出對稱直流電源，經a.b和地線分別送入信號處理電路1中運算放大器N1001的正電源端12、負電源端9和接地端10，U4011的電源輸出端+V2和接地端GND，送入放大控制電路2和執行電路3中各運算放大電路。
實施上述方案時，元器件的選擇如下有功功率表機芯B1001可選用各類型的有功功率表機芯，也可選用有功功率表變換器；運算放大器N1001可選用INA102或AD522系列集成電路塊；電容器C1001、C1002選用一般介質電容器；電壓表V選用5-10V直流電壓表；電阻器R2101、R2102、R2111、R2112、R2121、R2122、R3111、R3112、R3113、R3121、R3122、R3123、R2201、R2202、R2211、R2212、R2221、R2222、R3211、R3212、R3215、R3221、R3222、R3223選用680-100K碳膜電阻；電位器RP2101、RP2111、RP2121、RP2201、RP2211、RP2221可選用10K-100K直滑式或旋轉式電位器；電容器C2101、C2111、C2112、C2121、C2122、C3111、C3121、C2201、C2211、C2212、C2221、C2222、C3211、C3221可選用50uF-2000uF電解電容器；運算放大器N2101、N2111、N2121、N2201、N2211、N2221、N3111、N3121、N3211、N3221選用TWH8751集成電路塊；繼電器K2101、K2111、K2121、K2201、K2211、K2221、K3111、K3121、K3211、K3221可選用小型靈敏繼電器；二極體V2101、V2111、V2121、V2201、V2211、V2221可選用普通二極體；指示器H2101、H2111、H2121可選用綠色發光二極體；H2201、H2211、H2221可選用紅色發光二極體；整流穩壓電源U4011可根據控制路數的多少經計算後確定定做。
本實用新型技術方案除以上全集成電路式外，還可以有混合式、電晶體式，電腦式等技術方案。從成本低、結構工藝簡單、調試方便、穩定可靠角度看，非全集成電路式莫願。
在按裝使用本自動調荷裝置時，可以增設鍾控、聲控、遙控遙測、遙信、遙調組成的聯動和遠動接口輔助裝置。
權利要求1．自動調荷裝置，它由信號處理電路(1)、放大控制電路(2)、執行電路(3)、電源電路(4)組成；其特徵是放大控制電路中由高通運算放大器N2101、斜坡信號運算放大器N2111、N2121構成的超荷放大控制電路和由低通運算放大器N2201、斜坡信號運算放大器N2211、N2221構成的欠荷放大控制電路組成。
2．如權利要求1所述的自動調荷裝置，其特徵是所說放大控制電路中，設有的斜坡信號運算放大器N2111、N2121、N2211、N2221，它們各自所組成的延時電路所用元件及連接都相同，由N2111組成的延時電路為基本延時單元電路，其電路連接為電容器C2111與電位器RP2111並聯後再與電阻器R2111相串聯，R2111另一端接N2101的出口繼電器K2101的常開接點，RP2111另一端接地，其滑動接點接入N2111的高通端1，N2111的低通端2與接地端3短接後接地，其電源端5串聯限流電阻器R2112後與R2111的一端、K2101的常開接點共接，濾波電容器C2112、出口繼電器K2111線圈、消感二極體V2111，發光二極體H2111並接於N2111的輸出端4和整流電源U4011的+V2之間。
3．如權利要求1所述的自動調荷裝置，其特徵是所說的信號處理電路，由有功功率表機芯B1001和運算放大器N1001組成，其電路連接為從配電電源進線A、B相電流互感器二次出線端經二次線A411、A412、C411、C412分別接入B1001的A、C相電流輸入端4、6、5、7，A、B、C三相電壓從配電電源進線電壓互感器二次出線端經二次線A630、B630、C630分別接入B1001的電壓輸入端1、2、3，B1001的正負極輸出端M+和M-，分別接入N1001正負極輸入端15和14，N1001的正電源端12接入電源U4011正電源+V1，同時與地之間接入電容器C1001，其負電源端9接入U4011的負極輸出端-V1，同時與地之間接入電容器C1002，其接地端10直接接地，增益選擇引腳3、6、7短接，輸出端11和接地端10並聯電壓表V。
4．如權利要求1所述的自動調荷裝置，其特徵是所說的，執行電路由鋸齒信號高通運算放大器N3111、N3121、N3211、N3221各自組成的基本執行電路構成，這些執行電路所用元器件及連接都相同，由N3111組成的執行電路為基本執行單元電路，其電路連接為電容器C3111和電阻器R3111並聯後，再與電阻器R3112相串聯，C3111正極接K2111的常開接點，R3112另一端接地，C3111、R3111、R3112的公共端接入N3111高通端1，低通端2和接地端3短接後接地，電源端5串聯限流電阻器R3113後與C3111正極連接，輸出端4經出口繼電器K3111接入U4011的+V2。
專利摘要本實用新型涉及一種電子自動調荷裝置,應用於用電負荷平衡調整自動控制上。它由信號處理電路1、放大控制電路2、執行電路3、電源電路4組成。其特徵是:控制放大電路由高通運算放大器N2101、斜坡信號運算放大器N2111、N2121構成的超荷放大控制電路和由低通運算放大器N2201、斜坡信號運算放大器N2211、N2221構成的欠荷放大控制電路組成。它具有既能超限額自動拉閘限電;又能欠限額自動合閘送電的平衡調荷功能,和結構簡單、工作可靠、成本低等優點。
文檔編號H02H3/02GK2311874SQ97245340
公開日1999年3月24日 申請日期1997年9月30日 優先權日1997年9月30日
發明者王聖典 申請人:王聖典