专利名称：定时量用电自保控制器的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种自动化用电控制技术。
现有的用电控制技术中有“定时石英钟控制器”用石英钟对用电时间进行启停控制。还有“电力定量器”其时间控制仍以石英钟执行，并通过内附三相电能表计量机构进行定量控制。另外还有一种“微机负荷控制系统”，由供电部门通过有线或无线通讯通道，对用电单位负荷，从远方按预定程序计划进行集中统一控制。定时石英控制器是单纯的用电时间控制，功能太简单;电力定量器有时间和比较精确的电力定量控制功能，体积较大，结构复杂，外部结线7-10余根，拆动其中1根就会影响或者完全失去控制功能，而供电监督部门又不容易发现。微机负荷控制系统技术先进，但要求的基础设施多，需要建成通讯网络，在每个受控端都要有接收处理信号的通讯设备和微机终端设备，以及电量采集变换装置，这都妨碍了在广大中小用户中普及。整个微机负荷控制系统结构复杂，造价很高，目前在推行中还没能达到实用化。
本发明的目的在于扬长避短，为计划供电提供一种功能较全、结构简化、容易使用，造价被普遍接受，并能切实起到定时定量控制作用的用电控制器。通过遥控接口，还可以成为微机负荷控制系统的执行终端，进行就地或远方控制，以代替复杂的微机负荷控制系统的终端执行设备。上述目的是通过以下设计达到的以价廉的集成电路电子表芯作精确的时间启停控制;以通用价廉的霍尔元件或磁控管作探头，传感负荷量，通过集成运放电路比较和驱动电子开关进行定量控制;为了切实起到控制作用，本发明设计了简化的外部结线电路和外部结线防拆动保护电路。当用户自行解除电源或控制结线、短接采样CT时，内部保护电路启动声光报警并同时启动积时器，对失控时间累积计时，供供电部门监督，以切实起到让用户定时定量按计划用电的控制作用。而当电网电力放开时，由供电部门使用专用遥控装置，不经拆卸和更动结线，就可以随时解除控制而不触动报警和计时，放开供电。
以下结合附图做进一步说明
图1是说明本发明功能作用的程序框图;
图2是本发明原理结线全图;
图3是本发明内部上层构造图;
图4是本发明内部下层造图;
图5是适用于高压用户的控制器外部结线图;
图6是适用于低压用户的控制器外部结线图;
图7是遥控器结线图。
图8是控制高压用户的定量采样电路;
图9是低压被控电路保护电路;
图10是霍尔探头定量采样电路;
图11是高压用户受控回路结线图。
图2是本项发明主要电路实施例。
图2中D1、D2是电子表芯元件与LM324的A1、A2及阻容元件组成的定时电路。D1按定时时间发出定时停信号，经D1、R1、R3、C1滤波延时至LM324集成电路的A1正输入端，A1翻转输出高电位经防逆管D3送入IC1时基电路的6端使IC1的3端输出定时停信号;当限电时间过后，另一电子表B2按预定时间发出定时开信号，经R2C2延时送入LM324的A2负输入端，A2输出一个低电位信号，使IC1输出翻转为定时开信号。定时时间的调整是将按键通过引线和接插口引到遥控控制器上进行。
定量控制电路设计了2种采样及2种控制方式图8是一种将电力线两边相CT二次以向量和的结线电路采样，经整流分压送入LM324A4的反相输入端，与定量基准比较，当负荷等于或超过定量时，运放A4输出定量停的低电位信号。分图9的采样方式同样是从电力线两边相CT二次以向量和的结线电路采样，但不需经整流变换，而是直接将二次电流导线在磁控管上缠绕，以圈数多少和磁控管在线圈里的不同位置调整定量值。图10的定量采样电路，是用于控制低压用户的采样方式。它完全不同于已有的采样电路，设计了以霍尔元件为探头的负荷传感方式。免除了经电流互感器及功率变换等复杂的构造和外部结线，将探头放在控制器底部靠在电力线排上将负荷传感信号经LM324电路放大与定量基准值比较，当等于或超过定量基准时运放输出定量停电位信号。原理结线全图中的采样电路是最简单的一种，以G2磁控管为探头在控制器底部与电力线的距离调整作定量定值调整。上述几种采样电路中经互感器变换、整流，再经运放器放大比较的定量电路较易调整，准确性高;以磁控管或霍尔元件为传感器的采样电路较简单，但定量调整不够细致，制造时可以比较选择。以下以本项发明主要电路图2所示实施例作详细说明图2中G1、R8及D5、D6组成电力电路短路保护。当供电线路负荷侧发生相间短路时，G1虽离电力线较远，但当达到整定值时，1迅速接通，IC1和IC2的6端都接到一个高电位信号，使定时、定量全翻转输出低电位信号，通过电子开关及磁力开关切断负荷电源。
图2中C9、Q1、R19、C6组成内部直流电源电路，C9单端电容降压Q1整流DW、R19、C6稳压、滤波后对内装可充电电池浮充电，两电源并联向内电路供直流电。图2中的SSR为电子开关，它根据定时、定量信号的综合低电位信号停运电力开关，即被控负荷到了限电时间，但没有超过定量用电，负荷也不会被切断，电源。只有到了限电时间，又超过了定量，负荷才会被切除。当然，定时、定量功能可以通过遥控开关只选择一种使用，当电网不需限电时，还可以通过遥控器将这两种限电功能全部解除。这使控制器灵活多用，能适应电力供应的随时变化，不用拆动结线和外壳就能调整定时时间和控制功能的增减和组合。遥控是已有普通技术，本发明的特点是在用电控制器上使用了这种技术，并且自行设计了一种独特的使用廉价元件的电路，见图2中IC3、IC4、IC5及图7遥控器结线图。图2中TIL113、Q2及LM324的A4组成了防外部结线拆动保护电路，当交流电源或控制输出线被拆动时，TIL113无电流通过，使LM324的A4的负输出变为正输出，从而启动报警电路，发出声光信号。但是当用户将被控开关线圈用其他线圈代替时，报警系统会失效。为此，保护电路又在定量回路与SSR控制端之间也加装了保护。其原理是当限电时间到，定量负荷已超，SSR控制端是低电位，这时负荷必须减到定量以下，定量传感输出才会返回低电位。如果CJ被调换，虽然SSR已动作切断负荷电源，但实际负荷并未减下来，定量传感仍输出高电位，向运放A3正端输入，使其翻转输出高电位，启动积时器计时，供监督。
图2中IC6、IC7及附件组成声光报警电路。B3是一石英日历表，可累积计时744个小时，往复循环、方便监督记录。开始使用调在日历1号，累积计时时间＝日历期×24+表盘指示时间(按24小时读记)其计算结果就是用电控制器被解控时间。(在1号当日不乘24)图1所表示的功能程序是(1)定时电路，(2)定量电路，(3)短路保护电路，(4)电源，(5)电子开关，(6)被控设备，(7)失控保护电路，(8)遥控电路，(9)积时器，(10)开路报警电路。本发明与现有技术的不同之处在于定时定量部分使用市售通用集成电路元件，组装工艺简单，调整方便。电源电路用单端电容降压，内附可充电电源9V1只或1.2V×4，交流电源停电一年控制器仍可准时启动。
本发明优于现有技术的方面是定时定量及解控功能和定时时间的调整可以遥控实现，既可以就地遥控，也可以通过通讯通道远方遥控而无需拆动结线和外壳。本发明的特别之处还在于简化的外部结线，高压用户的用电控制器全部外部结线只有6根，低压用户的用电控制器全部外部结线只有4根。而上述所有外部结线都受到可靠的保护，如果自行拆动任何一根外部结线，内部保护装置自动启动声光报警器和累积失控时间，供供电部门监督。本发明差于电力定量器的部分是定量精度。电力主线路三相负荷近于平衡，因此本发明只采用一至二相负荷量，而采样精度不是太高，但是负荷的计划控制是一个概量的控制，不是计量的范畴，对用电的控制没有必要作至精确。所以本发明的定量功能还是能满足计划控制用电的目的。
本项发明者在供电部门工作30年，了解用电控制器使用状况。保守估计高压用户已装控制器投运率在10%左右，低压用户设运率大大低于10%。其原因在于用户非自愿受控，而控制器又非常容易被解除。投运率低在供电部门的原因是电力供应情况多变，要放开供电时需拆动定量器或结线，使用不便。所以造成了现在的计划用电主要是靠拉路限电。本项发明针对以上问题扬长避短，使定时定量功能强化，使用调整方便，全部上述功能装置齐全造价仅相当于单功能的定时石英钟控制器。本项发明所设计各项功能，制造时可根据需要任意取舍，制成不同型号，满足各种计划控制用电需求。如果普及本项发明，相信拉路限电状况可大有好转，从而产生积极的社会效益。
附图2材料表
附图4材料表
权利要求
1.本发明是一能按预定时间和预定电流量对电力负载进行自动断电或通电的电子自动化用电控制装置，其特征是在一横向长方塑料壳内、装置有双电子表定时组合电路元件(1)、电流传感定量组合电路元件(2)、被控负载短路保护组合电路元件(3)、整流浮充电池电源组合电路元件(4)、电子开关组合电路元件(5)、光耦合控制信号与定量信号通过运放比较翻转启动失控保护逻辑电路元件(7)、改变控制功能的远红外及有线遥控电路元件(8)、监督失控的电子表积时器电路元件(9)、控制回路开路报警电路元件(10)。
2.按权利要求1所述控制装置，其特征是简化的外部结线，做低压电力负载的控制器，有一对电流输入线和一对输出控制线，做高压电力负载的控制器多一对电流取样线。
3.按权利要求1所述控制装置，有外部结线被保护和监督被控负载失控的特征，这一特征对用户具有独特的强制性控制作用。
4.按权利要求1所述控制装置，其特征是通过有线或远红外附件遥控改变控制时间和定时定量的投入与解控功能。
5.按权利要求1所述控制装置，低压控制型具有无结线传感电流量特征。
全文摘要
本发明是向电力部门提供的一种带有强制性、使用户定时、定量按计划用电的自动控制装置。它由定时电路，定量电路、短路保护电路、电源、电子开关、失控保护电路、遥控电路、积时器和开路报警电路等部分组成。它的外部结线简化，并受到内部设置的保护。用户不能自行更动或解除外部结线和已有的控制功能，否则，会出现声光报警，并被累积失控时间，供用电管理人员监督。
文档编号H02J3/00GK1073554SQ9110796
公开日1993年6月23日 申请日期1991年12月19日 优先权日1991年12月19日
发明者姚鸿霖, 蔡筠, 李裕忠, 韩少甫, 盖庆福, 李霆, 李树声, 张军强, 薛秀山, 李永祯, 董涛, 华成榆, 吕保贞, 张相春, 姜海滨 申请人:姚鸿霖