Meracie prístroje elektrickej energie - typy a typy, hlavné charakteristiky

Elektrická energia sa prenáša na veľké vzdialenosti medzi rôznymi štátmi a je distribuovaná a spotrebovaná na najneočakávanejších miestach a objemoch. Všetky tieto procesy si vyžadujú automatické zaúčtovanie odovzdávajúcich kapacít a prác, ktoré vykonali. Stav energetického systému sa neustále mení. Je potrebné analyzovať a odborne spravovať hlavné technické parametre.

Meranie prúdu je priradené wattmetrom, ktorých merná jednotka je 1 watt, a práca vykonávaná za určité časové obdobie je priradená k meračom, ktoré zohľadňujú počet wattov za hodinu.

V závislosti od množstva energie, ktorá sa berie do úvahy, zariadenia pracujú v kilo-, mega-, gigo- alebo tera jednotkách. To vám umožní:

• jedným hlavným meracím prístrojom umiestneným v rozvodni, ktorý dodáva energiu veľkému modernému mestu, na vyhodnotenie terabajtov kilowatthodín strávených spotrebou všetkých bytov a výrobných podnikov administratívneho priemyselného a bytového centra;

• veľký počet zariadení nainštalovaných vo vnútri každého bytu alebo výroby, berúc do úvahy ich individuálnu spotrebu.

Wattmetre a počítadlá pracujú kvôli informáciám o stave vektorov prúdu a napätia vo výkonovom obvode, ktorý je im neustále dodávaný, čo poskytujú príslušné senzory - meracie transformátory v striedavých obvodoch alebo jednosmerných konvertoroch.

Princíp činnosti ktoréhokoľvek počítadla môže byť zastúpený v zjednodušenej blokovej schéme pozostávajúcej z:

• vstupné a výstupné obvody;

• vnútorné obvody.

Elektromery sa delia na dve veľké skupiny pôsobiace v sieťach:

1. striedavé napätie priemyselnej frekvencie;

2. jednosmerný prúd.

Prvá kategória týchto zariadení je najpočetnejšia. S ňou začíname stručný prehľad rôznych modelov.

Merače striedavého prúdu

Táto trieda počítadiel podľa návrhu je rozdelená do troch typov:

1. úvodná činnosť, ktorá funguje od konca 19. storočia;

2. elektronické zariadenia, ktoré sa objavili ešte nedávno;

3. hybridné výrobky, ktoré vo svojej konštrukcii kombinujú digitálnu technológiu s indukčnou alebo elektrickou meracou časťou a mechanickým meracím zariadením.

Indukčné meracie zariadenia

Princíp činnosti takého počítadla je založený na interakcii magnetických polí. vytvorené elektromagnetmi prúdovej cievky zabudovanej v záťažovom obvode a napäťovej cievky pripojenej paralelne s obvodom napájacieho napätia.

Vytvárajú celkový magnetický tok úmerný hodnote energie prechádzajúcej cez vodomer. V oblasti svojej činnosti je tenký hliníkový disk namontovaný v otočnom ložisku. Reaguje na veľkosť a smer vytvoreného silového poľa a otáča sa okolo svojej vlastnej osi.

Rýchlosť a smer pohybu tohto disku zodpovedajú hodnote aplikovaného výkonu. K nemu je pripojená kinematická schéma pozostávajúca zo systému ozubených kolies a kolies s digitálnymi ukazovateľmi, ktoré označujú počet dokončených otáčok, ktoré pôsobia ako jednoduchý počítací mechanizmus.

Jednofázový indukčný merač, vlastnosti zariadenia

Dizajn najbežnejšieho indukčného merača navrhnutého pre jednofázové napájanie striedavým prúdom je na obrázku znázornený v nezloženej podobe, ktorá pozostáva z dvoch kombinovaných fotografií.

Všetky hlavné technologické jednotky sú označené ukazovateľmi a elektrická schéma vnútorných pripojení, vstupných a výstupných obvodov je znázornená na nasledujúcom obrázku.

Napäťová skrutka namontovaná pod krytom musí byť počas prevádzky meracieho prístroja vždy utiahnutá. Používajú ho iba zamestnanci elektrických laboratórií pri vykonávaní špeciálnych technologických operácií - kontrola zariadenia.

Pokiaľ ide o zariadenie, princíp činnosti a vlastnosti prevádzky elektromera boli opísané vyššie:

Ako správne pripojiť elektromer

Ako odoberať údaje z elektromeru

Elektrické indukčné merače tohto typu úspešne modifikujú svoje zdroje v bytových domoch a bytových domoch. Spájajú sa v rozvádzačoch podľa štandardnej schémy pomocou jednopólových ističov a paketového spínača.

Konštrukčné vlastnosti trojfázového indukčného merača

Zariadenie tohto meracieho zariadenia je plne konzistentné s jednofázovými modelmi s tým rozdielom, že magnetické polia generované cievkami prúdov a napätí všetkých troch fáz výkonového obvodu výkonového obvodu sa podieľajú na tvorbe celkového magnetického toku ovplyvňujúceho rotáciu hliníkového disku.

Z tohto dôvodu sa zvyšuje počet častí vo vnútri puzdra a sú hustejšie. Hliníkový disk sa tiež zdvojnásobí. Schéma pripojenia prúdových a napäťových cievok sa vykonáva podľa predchádzajúcej možnosti pripojenia, ale s prihliadnutím na súčet magnetických tokov z každého jednotlivého.

Rovnaký účinok sa dá dosiahnuť, ak sú v každej fáze systému namiesto jedného trojfázového merača zahrnuté jednofázové zariadenia. V tomto prípade však budete musieť vyriešiť pridanie ich výsledkov ručne. V trojfázovom indukčnom merači sa táto operácia vykonáva automaticky jedným počítacím mechanizmom.

Trojfázové indukčné meracie prístroje je možné pripojiť dvoma spôsobmi:

1. okamžite do silových obvodov, ktorých výkon sa musí zohľadniť;

2. prostredníctvom transformátorov na meranie medziobvodu napätia a prúdu.

Prístroje prvého typu sa používajú v výkonových obvodoch 0,4 kV so zaťaženiami, ktoré nemôžu poškodiť merač s ich malým poškodením. Pracujú v garážach, malých dielňach, súkromných domoch a nazývajú sa merače priameho pripojenia.

Schéma elektrického obvodu takéhoto zariadenia v rozvádzači je znázornená na nasledujúcom obrázku.

Všetky ostatné indukčné meracie zariadenia pracujú priamo prostredníctvom meracích transformátorov prúdu alebo napätia samostatne, v závislosti od konkrétnych podmienok napájacieho systému alebo podľa ich spoločného použitia.

Vzhľad panelu starého indukčného merača podobného typu (SAZU-IT) je zobrazený na fotografii.

Pracuje v sekundárnych obvodoch s meracími transformátormi prúdu nominálnej hodnoty 5 ampérov a napäťovými transformátormi - 100 voltov medzi fázami.

Písmeno "A" v názve typu zariadenia "SAZU" znamená, že zariadenie je navrhnuté tak, aby zodpovedalo aktívnej zložke celkového výkonu. Merania reaktívnej zložky obsiahnuté v iných typoch zariadení vrátane písmena "P". Sú označené typom „SRZU-IT“.

Vyššie uvedený príklad s označením trojfázových indukčných meračov naznačuje, že ich konštrukcia nemôže brať do úvahy množstvo celkovej energie spotrebovanej na prácu. Na stanovenie jeho hodnoty je potrebné odčítať údaje z meračov aktívnej a jalovej energie a vykonať matematické výpočty podľa pripravených tabuliek alebo vzorcov.

Tento proces si vyžaduje účasť veľkého počtu ľudí, nevylučuje časté chyby a je pracný. Nové technológie a meracie zariadenia pracujúce na polovodičových prvkoch ho chránia pred uskutočnením.

Staré indukčné merače sa takmer prestali vyrábať v priemyselnom meradle. Jednoducho upravujú svoj zdroj ako súčasť pracujúcich elektrických zariadení. Už sa nepoužívajú v novo inštalovaných a uvádzaných komplexoch do prevádzky, ale inštalujú sa nové moderné modely.

Elektronické meracie zariadenia

Aby sa nahradili indukčné merače, v súčasnosti sa vyrába veľa elektronických zariadení navrhnutých pre prácu v domácej sieti alebo ako súčasť merania komplexov zložitých priemyselných zariadení, ktoré spotrebúvajú enormnú energiu.

Vo svojej práci neustále analyzujú stav aktívnych a reaktívnych zložiek plného výkonu na základe vektorových diagramov prúdov a napätí. Pri ich použití sa vypočíta celkový výkon a všetky hodnoty sa zaznamenajú do pamäte zariadenia. Z nej si môžete tieto údaje prezrieť v pravý čas.

Dva typy bežných elektronických účtovných systémov

Podľa typu merania zložených vstupných veličín produkujú elektronické merače typu:

• so vstavanými meracími transformátormi prúdu a napätia;

• s meracími senzormi.

Zariadenia s integrovanými meracími transformátormi

Schematická schéma elektronického jednofázového merača znázorneného na obrázku.

Mikrokontrolér spracováva signály z transformátorov prúdu a napätia cez prevodník a vydáva príslušné príkazy na:

• displej s informačným displejom;

• elektronické relé prepínajúce vnútorný obvod;

• RAM RAM, ktorá má informačné spojenie s optickým portom na prenos technických parametrov prostredníctvom komunikačných kanálov.

Zariadenia s integrovanými snímačmi

Toto je ďalší návrh elektronického merača. Jej obvod pracuje na základe senzorov:

• prúd pozostávajúci z bežného skratu, cez ktorý tečie celé zaťaženie výkonového obvodu;

• napätie pracujúce na princípe jednoduchého deliča.

Signály prúdu a napätia prichádzajúce z týchto senzorov sú veľmi malé. Preto sú zosilnené špeciálnym zariadením založeným na vysoko presnom elektronickom obvode a privádzané do amplitúdovo-digitálnych prevodných jednotiek. Potom sa signály násobia, filtrujú a odosielajú do príslušných zariadení na integráciu, zobrazenie, konverziu a ďalší prenos rôznym používateľom.

Počítadlá, ktoré pracujú na tomto princípe, majú o niečo nižšiu triedu presnosti, ale sú plne v súlade s technickými normami a požiadavkami.

Princíp použitia snímačov prúdu a napätia namiesto meracích transformátorov umožňuje vytvárať meracie zariadenia pre obvody nielen striedavého, ale aj jednosmerného, ​​čo značne rozširuje ich prevádzkové schopnosti.

Na tomto základe sa začali objavovať návrhy meračov, ktoré sa dajú použiť v oboch typoch systémov napájania jednosmerným aj striedavým prúdom.

Sadzba moderných meracích zariadení

Vďaka možnosti programovania algoritmu činnosti môže elektronický merač zohľadniť spotrebu energie v priebehu dňa. To vytvára záujem obyvateľstva o zníženie spotreby elektrickej energie počas najintenzívnejších „špičkových“ hodín, čím sa zníži záťaž vytvorená pre organizácie dodávajúce energiu.

Medzi elektronické meracie zariadenia patria modely, ktoré majú rôzne možnosti tarifného systému. Elektromery majú najväčšie možnosti, ktoré umožňujú flexibilné preprogramovanie meracieho zariadenia na zmenu taríf elektrických sietí s ohľadom na ročný čas, sviatky, rôzne zľavy cez víkendy.

Prevádzka elektromerov v súlade s tarifným systémom je výhodná pre spotrebiteľov - šetria sa peniaze za zaplatenie elektriny a pre dodávateľské organizácie - špičkové zaťaženie sa zníži.

Pozri tiež túto tému:

Ako je elektronický elektromer meraný a funkčný

Konštrukčné vlastnosti priemyselných meracích prístrojov pre vysokonapäťové obvody

Ako príklad takéhoto zariadenia zvážte bieloruskú pultovú značku Gran-Electro SS-301.

Má veľa užitočných funkcií pre používateľov. Podobne ako bežné meracie prístroje pre domácnosť je aj toto zariadenie zapečatené a pravidelne kalibrované.

Vo vnútri puzdra nie sú žiadne pohyblivé mechanické prvky. Celá práca je založená na použití elektronických dosiek a mikroprocesorových technológií. Meracie transformátory sa zaoberajú spracovaním vstupných prúdových signálov.

Tieto zariadenia venujú osobitnú pozornosť spoľahlivosti a ochrane informácií. Na jeho zachovanie sa zavádza:

1. dvojúrovňový systém na utesnenie vnútorných dosiek;

2. päťúrovňová schéma organizácie prístupu k heslám.

Plniaci systém sa vykonáva v dvoch stupňoch:

1. prístup k telu tohto merača je okamžite obmedzený v továrni po dokončení jeho technických skúšok a dokončení overenia stavu vykonaním protokolu;

2. Zástupcovia energetického dozoru alebo dodávateľa energie blokujú prístup k pripojovacím vodičom k terminálom.

Okrem toho v prevádzkovom algoritme zariadenia existuje technologická operácia, ktorá v elektronickej pamäti zariadenia opravuje všetky udalosti spojené s odstránením a inštaláciou krytu svorkovnice s presnou väzbou podľa dátumu a času.

Schéma riadenia prístupu pomocou hesla

Systém umožňuje rozlíšiť práva používateľov zariadenia, oddeliť ich podľa prístupu k nastaveniam merača vytvorením úrovní:

• nula, poskytnutie odstránenia obmedzení na prezeranie údajov lokálne alebo na diaľku, synchronizácia času, oprava indikácií. Toto oprávnenie sa udeľuje oprávneným používateľom zariadenia;

• prvý, ktorý vám umožní nastaviť zariadenie na mieste inštalácie a zapísať do operačnej pamäte nastavenia prevádzkových parametrov, ktoré neovplyvňujú charakteristiky komerčného použitia;

• druhý, ktorý umožňuje prístup k informáciám o pomôcke zástupcom energetického dohľadu po jeho úprave a príprave na uvedenie do prevádzky;

• tretí, ktorý oprávňuje na odstránenie terminálov alebo optického portu a odstránenie krytu terminálového bloku;

• po štvrté, poskytuje prístup k doskám zariadení na inštaláciu alebo výmenu hardvérových kľúčov, odstránenie všetkých tesnení, prácu s optickým portom, aktualizáciu konfigurácie, kalibráciu korekčných faktorov.

Spôsoby pripojenia priemyselných meračov v energetických podnikoch

Pre prevádzku meracích zariadení sa vytvárajú rozvetvené sekundárne obvody meracích reťazcov pomocou vysoko presných transformátorov prúdu a napätia.

Na obrázku je znázornený malý fragment takého obvodu pre prúdové obvody merača Gran-Electro SS-301. Je prevzatý z pracovnej dokumentácie.

V prípade toho istého merača je nižšie uvedený fragment spojovacích obvodov napätia.

Kombinácia meracích zariadení do zjednoteného systému automatizovaného merania a kontroly

Systém automatizovaného riadenia a merania elektrickej energie sa začal rýchlo rozvíjať vďaka schopnostiam elektronických meračov a vývoju metód pre diaľkový prenos informácií. Na pripojenie meracích zariadení indukčného systému sú vyvinuté špeciálne snímače.

Hlavným cieľom systému ASKUE je rýchly zber informácií v jednom kontrolnom stredisku. Zároveň prijíma dátové toky od všetkých spotrebiteľov existujúcich rozvodní. Obsahujú informácie o problémoch spotrebovanej a dodanej kapacity s možnosťou analyzovať metódy na jej výrobu a distribúciu, výpočet nákladov a účtovanie ekonomických ukazovateľov.

Na vyriešenie organizačných problémov systému ASKUE sa poskytuje:

• inštalácia vysoko presných meracích zariadení v miestach merania elektriny

• prenos informácií z nich sa vykonáva pomocou digitálnych signálov pomocou „sčítačov“, ktoré majú pamäť s ľubovoľným prístupom;

• organizácia komunikačného systému prostredníctvom káblových a rádiových kanálov;

• implementácia systému spracovania prijatých informácií.

Elektromery na jednosmerný prúd

Modely elektromerov tejto triedy zaznamenávajú energiu v rôznych technologických režimoch, najčastejšie sa však používajú na elektrické dopravné prostriedky mestskej dopravy a na železnici.

Sú vytvárané na základe elektrodynamického systému.

Hlavným princípom činnosti týchto počítadiel je interakcia síl magnetického toku vytvoreného dvoma cievkami:

1. prvý je pevne pripevnený;

2. druhý má schopnosť rotácie pod vplyvom magnetického toku, ktorého veľkosť je úmerne závislá od hodnoty prúdu tečúceho po obvode.

Parametre otáčania cievky sa prenášajú do mechanizmu počítania a zohľadňujú sa pri spotrebe elektrickej energie.

Pozri tiež: Spôsoby, ako ušetriť elektrinu v byte a súkromnom dome