专利名称：电力机车用电量自动计量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种铁道电气化区段对电力机车牵引用电量计量的装置。
目前，在电气化牵引区段电力机车担当的长交路运行中，一般至少跨越两个以上的供电段的供电范围。机务段对电力机车牵引用电量的统讲利用乘务员在出乘退乘交接班时进行抄表，存在的不足是乘务员不可能在相邻供电段交界处进行抄表，因此电力机车在每个交路上所用电量无法按供电段分别统计。这样使供电部门统计的供电量与机务部门统计的用电量之间存在较大误差，无形增加了供电部门的“网损”。这不仅使供电段的“网损“的分析工作无法准确反映本部门的管理和设备状况，更无法满足目前铁路正在实行的网运分离后各公司间的清算的需要。
本实用新型的发明目的是提供一种使电力机车在跨越多个供电段的供电范围的长交路运行中，将电力机车在各个供电段供电范围内所用电量分别统计的电力机车用电量自动计量装置。
本实用新型的技术方案是由电平转换电路、单片机系统、驱动电路、开关电路、电表等组成。连接运行记录器的TAX平台接口的电平变换电路与单片机系统的RXD口相接，n块电表经开关电路、驱动电路并接于单片机系统的输出端P1分口，单片机系统将RXD口输入的信号与预置指令相比较后从P1..i口输出对应于电力机车运行区间的逻辑信号，与P1.i口连接的驱动电路中的驱动器Q.i接收逻辑信号后工作输出驱动信号，连接于Q.i的开关电路中的继电器K.i，接收驱动信号后动作，从而使对应的计量电表根据电力机车在运行方向上供电段供电范围的顺序依次投入计量或撤出计量。
本实用新型所说的n≥2，i为位序号，为0、1、2-----7。
工作时，首先给单片机系统输入以下指令1、电力机车运行交路上各供电段的供电范围分界点的公里标供电段甲的分管范围为A-B，公里标为X(KM)-Y(KM)；供电段乙的分管范围为B-D，公里标为Y(KM)-Z(KM)；供电段丙的分管范围为D-E，公里标为Z(KM)-S(KM)；供电段丁的供电段范围为E-H，公里标S(KM)-L(KM)。
2、上行方向运行时自动计量装置依次转换的公里标(Y)KM-(Z)KM-(S)KM3、下行方向运行时自动计量装置依次转换的公里标(S+0.03)KM-(Z+0.03)KM-(Y+0.03)KM当电平变换电路利用与运行记录器相连接的TAX平台接口取得关于运行公里标的RS232信号时，电平变换系统会自动将输入的RS232信号变换为TTL信号并传输给单片机系统，单片机系统将电平变换系统输入的TTL信号与预先输入的指令相比较，从而确定电力机车运行方向(上行或下行)和在哪个供电段供电范围内运行以及通过相邻供电段交界点的分相绝缘器的时间；使单片机系统的输出端输出持续时间不同且电平高低不同的逻辑信号。这些逻辑信号经过驱动电路放大后启动开关电路动作，从而使各个供电段计量电表根据电力机车在运行方向上供电段供电范围的顺序依次投入或撤除。单片机系统输出端始终有一个输出端为高电平，三个输出端为低电平。即确保电力机车任何时刻都只有一块电度表投入计量，其它三块电度表从计量电路断开处于撤除状态；而且电力机车在哪个供电段范围内运行，与该供电段对应的电度表即投入计量。
与现有技术相比，本实用新型在电力机车跨越多个供电段供电范围的长交路运行中，能在相邻供电段分管交界点自动转移电力机车用电量的计量，以实现每个运行交路上牵引用电量按各个供电段供电范围分别计量的目的。还具有计量准确、性能稳定、维护简便、成本低廉等优点。对提高供电部门对网损统计的准确性，使网损的分析考核对指导供电部门提高管理水平和设备质量具有实质性意义，是目前铁路正在进行的“网运分离”后对供电部门和机务部门进行独立清算的直接有效的手段。
图1是本实用新型的电原理框图；图2是本实用新型的电路图；图3是本实用新型的运行交路示意图。
下面将结合附图对本实用新型进一步详述
图1中，与电力机车运器部分的运行记录器、TAX平台接口相连的电平变换电路1、单片机系统2、驱动电路3、开关电路4、电表5相连接组成本实用新型的电原理方框图。
图2中，与TAX平台接口相连的电平变换电路(MAX232)1与单片机(CPU89C51)系统2的RXD口相接，把从TAX平台接口取得关于运行公里标的RS232信号变换为TTL信号并传输给单片机(CPU89C51)系统2。单片机系统2包括CPU89C51机、振荡器及复位电路。单片机系统2中的P1.0口经驱动电路(75452)3中的驱动器Q0连接Q的开关电路4中的继电器K0(J30A/12V)(与电源线构成一供电开关电路)与其对应的电表甲相连，P1..2、P1.4、P1.6口也分别经驱动电路3中的驱动器Q2、Q4、Q6连接Q的开关电路6中的继电器K2、K4、K6与其各自对应的电表5乙、丙、丁相连。所用的电度表为单相智能电子电度表量程为20A～30A，各部分之间用屏蔽电缆进行有线传输。
图3中，A为电力机务段所在地。电力机车从A地向F地运行(即向上行方向运行)，本交路跨越四个供电段(甲、乙、丙、丁)。当电力机车运行于X(KM)-Y(KM)范围内时，单片机系统将电平变换电路输入的信号与预置指令相比较后，将在P1.0、端输出高电平“1”，在其它P1..2、P1.4、P1.6、三个输出端输出低电平“0”。P1.0端输出的高电平经驱动电路Q0放大后启动开关电路K0接通供电段甲的计量电度表(表甲)使供电段甲所对应的电度表进行用电量的计量。而其它开关电路则处断开状态，使其它三块电度表则退出计量回路。
当电力机车运行到供电段甲和供电段乙的分管交界处的分相绝缘器B点(Y公里)时，电平变换电路给单片机系统输入的信号与预置指令中“上行方向运行时在(Y)KM转换”的指令相符，故单片机系统输出端P1.0由高电平变为低电平，P1..2由低电平变为高电平，P1.4、P1.6仍输出低电平。驱动电路Q0因P1.0端输出低电平“0“而使开关电路K0断开，表甲撤出计量回路；驱动电路Q2因P1..2端输出高电平而使开关电路K2闭合，表乙投入计量回路开始中计量。驱动电路Q3、Q4因P1.4、P1.6端输出低电平而使开关电路K4和K6断开，表丙和表丁仍撤出计量回路。如此类推。
当电力机车从H地返回机务段所在地A地(向下行方向运行)时，单片机系统所接受的变换后公里标的输入信号是(S)KM-(L)KM，输出端P1.6为高电平，驱动电路导通闭合开关电路K6，表丁投入计量回路开始计量；此时，P1.4、P1.2、P1.0均为低电平而使表甲、表乙、表丙计量回路。
当电力机车运行到供电段丁和供电段丙的分管交界处的分相绝缘器G点(S+0.03公里)时，电平变换电路给单片机系统输入的信号与预置指令中“下行方向运行在(S+0.03)KM转换”的指令相符，故单片机系统输出端P1.6由高电平变为低电平，P1.4由低电平变为高电平，P1.0、P1.2仍输出低电平。驱动电路Q6因P1.6端输出低电平“0”而使开关电路K6断开，表丁撤出计量回路；驱动电路Q4因P1.4端输出高电平而使开关电路K4闭合，表丙投入计量回路开始计量。驱动电路Q0、Q2因P1.0、P1.2端输出低电平而使开关电路K0和K2断开，表甲和表乙仍处于撤出计量回路状态。如此类推。
这样，就保证了电力机车在每个交路的往返运行中，无论在哪个供电段的供电范围内运行都能由这个供电段的计量电表进行计量，从而能准确地统计出电力机车运行交路上在各个供电段供电范围内所用的电量。
权利要求1.一种电力机车用电量自动计量装置，其特征在于连接运行记录器的TAX平台接口的电平变换电路(1)与单片机系统(2)的RXD口相接，n块电表(5)经开关电路(4)、驱动电路(3)并接于单片机系统(2)的输出端P1分口，单片机系统(2)将RXD口输入的信号与预置指令相比较后从P1.I口输出对应于电力机车运行区间的逻辑信号，与P1.I口连接的驱动电路(3)中的驱动器Q.I接收逻辑信号后工作输出驱动信号，连接于Q.I的开关电路(4)中的继电器K.I，接收驱动信号后动作，从而使对应的计量电表根据电力机车在运行方向上供电段供电范围的顺序依次投入计量或撤出计量。
2.根据权利要求1所述的计量装置，其n≥2，i为位序号，为0、1、2------7。
专利摘要一种电力机车用电量自动计量装置,其连接运行记录器的TAX平台接口的电平变换电路与单片机系统的RXD口相接,n块电表经开关电路、驱动电路并接于单片机系统的输出端分口,在电力机车跨越多个供电范围的长途运行中,它能在相邻供电段分管交点自动转换电力机车用电量的计量,以实现每个运行路段上牵引用电量按各个供电段供电范围分别计量。
文档编号B60L3/12GK2490005SQ01249889
公开日2002年5月8日 申请日期2001年6月19日 优先权日2001年6月19日
发明者吴新安 申请人:吴新安