專利名稱:電力負荷定時限峰自動控制裝置的制作方法
本發明裝置屬于一種用于三相交流50赫芝380伏600安及以下的低壓電力線路的定時限峰自動控制裝置。
為了做好計劃供電，節約用電，用電管理部門除了在配電變壓器高壓側裝設電力定量器或過流限電裝置外，還在低壓側裝設了負荷控制器。目前，國內所采用的低壓負荷控制器，功能少、操作維護困難，實用性差。如《電工技術》1987年第5期發表的“簡易有效的限電器”一文和《電世界》1987年第1期發表的“簡易單相負荷自動限電器”一文，系采用熱繼電器直接加熱式進行控制，線路雖簡單，但最大控制電流受到熱繼電器最大允許電流的限制，在300安以下;若采用通過電流互感器加熱式擴大控制范圍，但功能少，不能實現定時控制和預告警，無法同時調出兩種以上的動作靈敏度，且熱元件編號多，受環境溫度的影響較大，熱元件的熱穩定性差，即當熱元件通以8～10倍整定電流時，可靠動作壽命僅只有5次。因而，頻繁動作壽命低，負荷短路時易使熱元件燒斷造成缺相供電，危及設備安全使用，動作機構易卡死，使限電裝置易產生誤動作或拒動作等缺陷。又如《電世界》1987年第3期“簡易限電器”一文系由電流繼電器，時間繼電器和交流接觸器組成，只能控制單相負荷，且最大允許控制的電流范圍小，若要擴大控制電流范圍并對三相電進行控制，則元件多、價格昂貴，且難實現分檔整定的調整，使功能受到限制。再如《電世界》1980年第11期的“zJQ-1電力負荷控制器”一文，系采用功率變送器、直流電位差計、報警及分段切除的電路組成，其功能少，實用性差，只能晝夜控制負荷在同一限值上，無高、低峰控制之分;其中的功率變送器，直流電位差計的動態指示記錄裝置使線路過于復雜，而實際上記錄下來的讀數只能反映負荷功率的瞬時值，同時需定時更換記錄紙，因而實用性差;其功率變送器中的電流互感器采用兩相星形接法，只適用于三相負荷對稱電路，在三相四線制大電流供電線路中，當三相負荷不對稱或需要配以保護裝置時，該接法則不宜采用。
本發明裝置的目的是要提供一種新的功能多，適應范圍大，實用性好、制造成本低，操作維護方便的電力負荷定時限峰自動控制裝置。它適用于三相50赫芝380伏600安及以下的低壓電力線路，能在每天三次預定控制的高峰用電時間內或晝夜不停地自動按對應整定電流控制負荷，在整定電流以內用電，維持正常供電，超負荷用電時，則產生間斷試送電5分鐘和停送電5分鐘的重復過程，并同時發出聲、光告警，以實現限電到戶，計劃用電的目的。
本發明裝置系根據三相電功率P＝3]]>UICOSφ(kVA)，控制三相電流的平均值即達到控制三相電力負荷的原理而進行設計的。其要點是它由交流接觸器主觸頭執行電路1及其二次控制電路2、電流互感器3、交流電流變換電路4、定時開關鐘控制電路6、二次負載可調控制電路7、整定電路8、電壓比較觸發器電路9、延時控制電路10、控制電路11、聲、光報警電路12、延時執行電路13、執行出口電路14、延時復位電路15、計數電路16和整流電路5組合而成。
本發明裝置具有以下主要特點(1)可在每天任意時間間隔內或連續晝夜實現限峰控制，每次最小控制時間間隔為1、5小時。
(2)在限峰控制時間內，用戶按整定值用電，電力線路保持正常供電，超負荷用電時發出聲光報警和延時供電5分鐘，再停送電5分鐘，并重復進行，及時降負荷，則及時維持正常供電，超過報警時間降負荷，則必須至少停電一次在5分鐘之內，以實現限電到戶，計劃用電的目的，整個裝置為自動控制，亦可手動控制切除全部負荷或隨時退出控制系統。
(3)在整定電流的臨界點，遇有電機起動沖擊電流，控制系統具有防沖擊電流延時的性能。
(4)交流接觸器在整定值時超負荷動作次數可由計數器累計計算顯示。
(5)配裝不同電流比的電流互感器，可適用于600安(約400kVA)以下不同的電力線路，其控制整定值可分三檔進行調整選擇，整定值分別是對應電流互感器一次額定電流的35%、45%和55%。
圖一為電力負荷定時限峰自動控制裝置的原理方框圖，圖二為電力負荷定時限峰自動控制裝置一個實施例的電路圖。
下面結合附圖詳細說明本裝置實施例的內容電流互感器3中的LH1～LH3串接在交流接觸器主觸頭執行電路1中的JC1～3控制電力線路中，它們的額定電流大小按被控電力線路的最大負荷配裝，本裝置最大為600安，交流接觸器的二次控制電路2，采用交流接觸器無聲節電運行電路，且JC線圈設計成通電工作、斷電跳閘工作方式，電路中接入k4是為在必要時進行手動控制的停電開關。
電流互感器的二次側電流經交流電流變換電路4被轉換成與被控電流成正比例的直流電壓信號(最大為5、5伏)經整定電路8取樣后送到電壓比較觸發電路9的輸入端。
為了保證電流互感器3在額定電流下運行的飽和倍數不小于8倍，在降低電流下運行，由交流電流變換電路4得到的直流電壓經整定電路8取樣后足以能驅動電壓比較觸發器電路翻轉，同時又考慮到電阻器元件應耗能少，通用性強，市場易選購，電阻元件型號規格應符合常用電訊器材的國家標準，電流互感器3應設計成專用型并對其二次負載阻值采取可調式辦法運行，以滿足上述技術要求。
專用電流互感器3的電流比為5～600/1安，由保護級電流互感器LMKB1-0、5型5～600/5安改制而成，改制的方法是將原各種對應于一次電流規格鐵心的二次線圈改用Qz-2φ0、8mm高強度聚脂漆包線繞原匝數的5倍少0、4%～0、7%匝。
專用電流互感器LH1～LH3及其二次負載電阻R12～R17均接成三相星形接法，二次負載的阻值由二次負載可調控制電路7控制為可調式，二次負載可調控制電路7由中間繼電器1zJ執行。每只電流互感器的二次負載為兩個阻值均為10歐姆的電阻，其中一只負載電阻固定接入二次負載回路，另一只負載電阻由二次負載可調控制電路7控制接入二次負載回路，與前一只負載電阻并聯。總阻值為5歐姆。當定時開關鐘SJ在非高峰控制時間范圍內時，SJ1常開觸頭不接通，電流互感器3可按額定電流運行，常閉觸頭1zJ1～1zJ3分別將R13、R15、R17接入電流互感器3二次回路，并分別與R12、R14，R16對應并聯，此時，單只電流互感器的二次負載阻值為5歐，以保證電流互感器3在額定電流下運行的飽和倍數不小于8倍。當定時開關鐘SJ在高峰控制的時間范圍內時，SJ1常開觸頭接通，1zJ線圈得電，常閉觸頭1zJ1～1zJ3分別將R13、R15、R17退出電流互感器3的二次回路，但R12、R14、R16始終接入二次回路，以保證二次回路在任何情況下均無開路狀態，此時，單只電流互感器的二次負載阻值為10歐姆，為了控制電流互感器3的準確度保持為B級的要求，二次負載壓降最大不得超過5、5伏，則二次側電流不應超過0、55安，也就是說最大控制電流整定值為55%的額定電流(k3第1檔);又為了使二次負載壓降最小應大于3、5伏，以保證電壓比較觸發器電路9翻轉的最小必須電壓，二次側電流應不小于0、35安，也就是說最小控制電流整定值為35%的額定電流(k3第3檔);在這兩者之間再取一個平均整定值為45%的額定電流(k3第2檔)。
k1、k2為雙連開關，作為手動控制本控制系統隨時退出運行之用。
在高峰控制的時間范圍內，定時開關鐘控制電路6的定時開關鐘的SJ1、SJ2接通兩路線路，SJ1接通控制系統的直流工作電源正極，SJ2接通由交流電流變換電路4送到整定電路8的直流電流通路，經整定電路8取出電壓信號后，接入電壓比較觸發器電路9的輸入端，本裝置選用施密特電路為電壓比較觸發器電路，并增設了C7防干擾電容和D22穩定BG5基極與地之間最大允許安全電壓。當BG5基極與地之間輸入電壓小于R23上的基準電壓與BG5發射結導通電壓之和時，施密特觸發電路維持原狀不翻轉，整個控制系統不輸出執行信號，3zJ1保持常閉，交流接觸器二次控制回路2維持負荷的正常供電。當BG5基極與地之間輸入電壓大于上述電壓之和時，驅動施密特觸發電路翻轉，BG5由截止變為導通，BG6由導通變成截止，電壓比較觸發電路9輸出信號送到延時控制電路10，由R27、C8組成的防瞬時沖擊電流延時電路，開始對C8從原基準電壓起繼續充電，經10秒鐘左右延時后，C8上的電壓上升到擊穿穩壓管D24并使控制電路11工作，控制電路11中的中間繼電器2zJ得電吸合，常開觸頭2zJ1接通聲光報警電路12中的電鈴DL，發出聲音報警，提醒用戶，電力線路已超控制負荷運行，同時，常開觸頭2zJ2接通聲光報警電路12中的閃光報警電路，發出閃光指示，以示電力線路已超負荷運行，2zJ2又接通了延時執行電路13，經5分鐘延時后，驅動BG2導通，靈敏繼電器1MJ得電吸合并由常開觸頭1MJ1自鎖，常開觸頭1MJ2閉合使執行出口電路14中的中間繼電器3ZJ得電工作，常閉觸頭3zJ1斷開交流接觸器二次控制電路2的電源，使交流接觸器主觸頭執行電路1跳閘，停止電力線路的供電，電流互感器LH1～LH3無電流通過，電壓比較觸發器電路9由于無輸入電壓而翻轉到原狀，控制電路11的中間繼電器2zJ失電，而使聲光報警電路12停止工作，但1MJ由于自鎖的作用而繼續維持執行出口電路14的中間繼電器3zJ得電工作，與此同時，常開觸頭3zJ2接通了延時復位電路15，又經5分鐘延時后，驅動BG9導通，使靈敏繼電器2MJ得電工作，常閉觸頭2MJ1、2MJ2同時分別斷開延時執行電路13中的靈敏繼電器1MJ和執行出口電路14的中間繼電器3zJ的工作電源，使1MJ失去自鎖而恢復原狀，準備下一次的延時執行控制，3zJ失電后則恢復了常閉觸頭3zJ1的接通狀態，使交流接觸器二次控制電路2重新通電工作，電力線路重新試送電，此時，若用戶仍不降低負荷，則試送電受延時執行電路13的控制只進行5分鐘并再次發出聲光報警，重復上述報警送電5分鐘-停送電5分鐘的過程，電力線路為非正常供電狀態下運行，直至把負荷降到k3控制的對應整定電流值以下，才維持正常供電。
在出現聲、光報警送電延時5分鐘之內的任一時間刻，只要降低負荷在整定值以下，均可保證正常供電，若超過延時5分鐘的告警送電時間，再降低負荷，則必須至少停電一個延時復位5分鐘時間。
在執行出口電路14的中間繼電器3zJ得電工作一次的同時，常開觸頭3zJ接通計數器電路16使JD計數一次，以記下交流接觸器JC超負荷分合的累計次數。
由于本控制裝置在出現電力線路超負荷運行時，從告警送電起到停電結束止的一個周期為延時執行5分鐘加延時復位5分鐘即10分鐘，每小時至多6次，分合總次數每小時為12次，且分合是在降低電流下(指相對于交流接觸器的額定電流)進行的，與交流接觸器在額定容量下每小時可頻繁操作達300～600次的技術性能比較，本控制裝置的運行是可靠的。
權利要求
1.一種適用于三相交流50赫芝380伏600安及以下的低壓電力線路的電力負荷定時限峰自動控制裝置，其特征是由交流接觸器主觸頭執行電路1、交流接觸器二次控制電路2、電流互感器3、交流電流變換電路4、定時開關鐘控制電路6、二次負載可調控制電路7、整定電路8、電壓比較觸發器電路9、延時控制電路10、控制電路11、聲光報警電路12、延時執行電路13、執行出口電路14、延時復位電路15、計數電路16和整流電路5組合而成。
2.根據權利要求
1所述的電力負荷定時限峰自動控制裝置，其特征是電流互感器3是由LMkB1-0、5型5～600/5安電流互感器通過對其各種對應于一次電流規格鐵心的二次線圈改用Qz-2型φ0、8mm漆包線繞原匝數的5倍少0、4%～0、7%匝改制而成，使其電流比為5～600/1安。
3.根據權利要求
2所述的電力負荷定時限峰自動控制裝置，其特征是每只電流互感器3在交流電流變換電路4中的二次負載為兩個阻值為10歐姆的電阻，其中一只負載電阻固定接入二次負載回路，另一只負載電阻由二次負載可調控制電路7控制接入二次負載回路，與前一只負載電阻并聯。
專利摘要
本發明裝置屬于一種用于三相交流50赫茲380伏600安及以下的低壓電力線路定時限峰的自動控制裝置。它由交流接觸器及其二次控制電路、電流互感器及其二次負載可調控制電路、定時開關鐘控制電路、交流電流變換電路、整定電路、電壓比較觸發器電路、延時控制、執行和復位電路、控制電路、聲光報警電路、執行出口電路和整流電路等組合而成。能在每天預定控制的時間內，按對應整定電流自動控制負荷，實現限電到戶，計劃用電。
文檔編號G01R19/165GK87105625SQ87105625
公開日1988年1月13日 申請日期1987年8月14日
發明者魏勝璋, 陳建業 申請人:魏勝璋, 陳建業導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan