Elektroměry - typy a typy, hlavní charakteristiky

Elektrická energie je přenášena na velké vzdálenosti mezi různými státy a je distribuována a spotřebována na nej neočekávanějších místech a objemech. Všechny tyto procesy vyžadují automatické zúčtování předávaných kapacit a prací, které provádějí. Stav energetického systému se neustále mění. Je nezbytné analyzovat a kompetentně spravovat hlavní technické parametry.

Měření současného výkonu je přiřazeno wattmetrům, jejichž měrná jednotka je 1 watt, a práce vykonaná za určité časové období je přiřazena k měřičům, které berou v úvahu počet wattů za hodinu.

V závislosti na množství energie, která se bere v úvahu, zařízení pracují v kilo-, mega-, gigo- nebo tera jednotkách. To vám umožní:

• jedním hlavním měřičem umístěným v rozvodně dodávajícím energii velkému modernímu městu, vyhodnotit terabajty kilowatthodin strávených spotřebou všech bytů a výrobních podniků administrativního průmyslového a rezidenčního centra;

• velké množství zařízení instalovaných uvnitř každého bytu nebo výroby, brát v úvahu jejich individuální spotřebu.

Wattmetry a čítače fungují díky informacím o stavu vektorů proudu a napětí ve výkonovém obvodu, který je jim neustále dodáván, což poskytují odpovídající senzory - měřicí transformátory ve střídavých obvodech nebo stejnosměrných měničích.

Princip činnosti kteréhokoli čítače může být reprezentován ve zjednodušeném blokovém schématu sestávajícím z:

• vstupní a výstupní obvody;

• vnitřní obvody.

Elektroměry se dělí na dvě velké skupiny pracující v sítích:

1. střídavé napětí průmyslové frekvence;

2. stejnosměrný proud.

První kategorie těchto zařízení je nejpočetnější. S ní začínáme stručný přehled různých modelů.

Měřiče střídavého výkonu

Tato třída čítačů podle návrhu je rozdělena do tří typů:

1. indukce pracující od konce devatenáctého století;

2. elektronická zařízení, která se objevila teprve nedávno;

3. hybridní produkty, které ve své konstrukci kombinují digitální technologii s indukční nebo elektrickou měřicí částí a mechanickým měřicím zařízením.

Indukční měřicí zařízení

Princip činnosti takového čítače je založen na interakci magnetických polí. vytvořené elektromagnety proudové cívky zabudované v zátěžovém obvodu a napěťové cívky připojené paralelně s obvodem napájecího napětí.

Vytvářejí celkový magnetický tok úměrný hodnotě energie procházející měřičem. V oblasti svého působení je tenký hliníkový disk namontovaný v rotačním ložisku. Reaguje na velikost a směr vytvořeného silového pole a otáčí se kolem své vlastní osy.

Rychlost a směr pohybu tohoto disku odpovídají hodnotě aplikovaného výkonu. K tomu je připojeno kinematické schéma, sestávající ze systému ozubených kol a kol s digitálními indikátory, které indikují počet dokončených otáček, které působí jako jednoduchý počítací mechanismus.

Jednofázový indukční měřič, vlastnosti zařízení

Návrh nejběžnějšího indukčního měřiče, navrženého pro jednofázové napájení střídavým proudem, je na obrázku znázorněn v nezměněné podobě, skládající se ze dvou kombinovaných fotografií.

Všechny hlavní technologické jednotky jsou označeny ukazateli a elektrické schéma vnitřních zapojení, vstupních a výstupních obvodů je znázorněno na následujícím obrázku.

Napěťový šroub nainstalovaný pod krytem musí být během provozu měřiče vždy utažen. Používají se pouze zaměstnanci elektrických laboratoří při provádění speciálních technologických operací - kontrola zařízení.

O tomto zařízení byl dříve popsán princip činnosti a vlastnosti provozu elektroměrů:

Jak správně připojit elektroměr

Jak odebrat údaje z elektroměru

Elektrické indukční měřiče tohoto typu úspěšně upravují své zdroje v obytných budovách a bytových jednotkách. Připojují se v rozvaděčích podle standardního schématu pomocí jednopólových jističů a paketových spínačů.

Konstrukční vlastnosti třífázového indukčního měřiče

Zařízení tohoto měřícího zařízení je plně konzistentní s jednofázovými modely, s tou výjimkou, že magnetická pole vytvářená cívkami proudů a napětí všech tří fází výkonového obvodu výkonového obvodu se podílejí na tvorbě celkového magnetického toku ovlivňujícího rotaci hliníkového disku.

V důsledku toho se počet dílů uvnitř pouzdra zvyšuje a jsou hustší. Hliníkový disk je také zdvojnásoben. Schéma připojení pro proudové a napěťové cívky se provádí podle předchozí možnosti připojení, ale s přihlédnutím k součtu magnetických toků z každého jednotlivého.

Stejného účinku lze dosáhnout, pokud místo jednoho třífázového měřiče jsou v každé fázi systému zahrnuta jednofázová zařízení. V tomto případě se však budete muset vypořádat s jejich výsledky ručně. U třífázového indukčního měřiče je tato operace automaticky prováděna jedním počítacím mechanismem.

Pro připojení lze provádět třífázové indukční měřiče ve dvou typech:

1. okamžitě na napájecí obvody, jejichž výkon musí být zohledněn;

2. prostřednictvím transformátorů pro měření napětí a proudu.

Zařízení prvního typu se používají v silových obvodech 0,4 kV se zátěžemi, které nemohou svou malou hodnotou poškodit měřicí zařízení. Pracují v garážích, malých dílnách, soukromých domech a nazývají se měřiče přímého připojení.

Schéma zapojení elektrických obvodů takového zařízení v rozvaděči je znázorněna na následujícím obrázku.

Všechna ostatní indukční měřicí zařízení pracují přímo přes měřící transformátory proudu nebo napětí samostatně, v závislosti na konkrétních podmínkách napájecího systému nebo na jejich společném použití.

Vzhled panelu starého indukčního měřiče podobného typu (SAZU-IT) je zobrazen na fotografii.

Pracuje v sekundárních obvodech s měřením proudových transformátorů o jmenovité hodnotě 5 ampérů a napěťových transformátorů - 100 voltů mezi fázemi.

Písmeno "A" v názvu typu zařízení "SAZU" znamená, že zařízení je navrženo tak, aby odpovídalo aktivní složce celkového výkonu. Měření reaktivní složky zapojené do jiných typů zařízení včetně písmene "P". Jsou označeny typem „SRZU-IT“.

Výše uvedený příklad s označením třífázových indukčních měřičů ukazuje, že jejich konstrukce nemůže zohlednit množství celkové energie vynaložené na práci. K určení jeho hodnoty je nutné odečíst údaje z aktivních a reaktivních měřičů energie a provést matematické výpočty podle připravených tabulek nebo vzorců.

Tento proces vyžaduje účast velkého počtu lidí, nevylučuje časté chyby a je pracný. Nové technologie a měřicí zařízení pracující na polovodičových prvcích šetří z jeho implementace.

Staré měřicí přístroje indukčního typu se téměř přestaly vyrábět v průmyslovém měřítku. Prostě upravují svůj zdroj jako součást pracujících elektrických zařízení. Už se nepoužívají na nově instalované a uváděné do provozu komplexy, ale instalují se nové moderní modely.

Elektronická měřicí zařízení

K nahrazení indukčních typů měřičů se nyní vyrábí mnoho elektronických zařízení určených pro práci v domácí síti nebo jako součást měření komplexů složitých průmyslových zařízení, která spotřebovávají enormní energii.

Ve své práci neustále analyzují stav aktivních a reaktivních složek plného výkonu na základě vektorových diagramů proudů a napětí. Jejich použitím se vypočítá celkový výkon a všechny hodnoty se zaznamenají do paměti zařízení. Z toho si můžete prohlédnout tato data ve správný čas.

Dva typy běžných elektronických účetních systémů

Podle typu měření složených vstupních hodnot produkují měřiče elektronického typu:

• s vestavěnými měřicími transformátory proudu a napětí;

• s měřicími senzory.

Zařízení s integrovanými měřicími transformátory

Na obrázku je znázorněno základní strukturální schéma elektronického jednofázového měřiče.

Mikrokontrolér zpracovává signály z proudových a napěťových transformátorů přes převodník a vydává příslušné příkazy:

• displej s informačním displejem;

• elektronické relé přepínající vnitřní obvod;

• RAM RAM, která má informační spojení s optickým portem pro přenos technických parametrů prostřednictvím komunikačních kanálů.

Zařízení s integrovanými senzory

Toto je další návrh elektronického měřiče. Její obvod pracuje na základě senzorů:

• proud, sestávající z obyčejného zkratu, kterým protéká celé zatížení výkonového obvodu;

• napětí pracující na principu jednoduchého děliče.

Signály proudu a napětí přicházející z těchto senzorů jsou velmi malé. Proto jsou zesíleny speciálním zařízením založeným na vysoce přesném elektronickém obvodu a přiváděny do amplitudově-digitálních převodních jednotek. Poté jsou signály násobeny, filtrovány a vydávány do příslušných zařízení pro integraci, indikaci, převod a další přenos různým uživatelům.

Čítače pracující na tomto principu mají mírně nižší třídu přesnosti, ale plně vyhovují technickým normám a požadavkům.

Princip použití proudových a napěťových senzorů namísto měřících transformátorů umožňuje, aby byl tento typ měřicích zařízení vytvořen pro obvody nejen střídavého, ale také stejnosměrného proudu, což značně rozšiřuje jejich provozní schopnosti.

Na tomto základě se začaly objevovat návrhy měřičů, které lze použít v obou typech stejnosměrných i střídavých napájecích systémů.

Tarif moderních měřicích zařízení

Vzhledem k možnosti programování provozního algoritmu může elektronický měřič zohlednit spotřebu energie během dne. To vytváří zájem obyvatelstva na snižování spotřeby elektřiny během nejintenzivnějších špičkových hodin, čímž se uvolňuje zatížení vytvořené pro organizace dodávající energii.

Mezi elektronická měřicí zařízení existují modely, které mají různé možnosti tarifního systému. Čítače mají největší možnosti, které umožňují flexibilní přeprogramování měřicího zařízení pro změnu tarifů elektrických sítí s ohledem na roční dobu, svátky, různé slevy o víkendech.

Provoz elektroměrů v souladu s tarifním systémem je výhodný pro spotřebitele - šetří se peníze za platby za elektřinu a pro dodavatelské organizace - snižuje se špičkové zatížení.

Viz také toto téma:

Jak je elektronický elektroměr uspořádán a funkční

Konstrukční vlastnosti průmyslových měřicích zařízení pro vysokonapěťové obvody

Jako příklad takového zařízení považujte běloruskou pultovou značku Gran-Electro SS-301.

Má mnoho užitečných funkcí pro uživatele. Stejně jako běžné měřící přístroje pro domácnost je i zapečetěno a pravidelně kalibrováno.

Uvnitř pouzdra nejsou žádné pohyblivé mechanické prvky. Veškerá práce je založena na využití elektronických desek a mikroprocesorových technologií. Měřicí transformátory se zabývají zpracováním vstupních proudových signálů.

Tato zařízení věnují zvláštní pozornost spolehlivosti a ochraně informací. Za účelem jeho zachování se zavádí:

1. dvouúrovňový systém pro utěsnění vnitřních desek;

2. pětiúrovňové schéma organizace přístupu k heslům.

Plnicí systém se provádí ve dvou fázích:

1. přístup k tělu tohoto měřiče je v továrně okamžitě omezen po dokončení technických zkoušek a dokončení ověření stavu registrací protokolu;

2. Zástupci energetického dozoru nebo energetické společnosti zablokovali přístup k připojovacím kabelům ke svorkám.

Kromě toho v provozním algoritmu zařízení existuje technologická operace, která opravuje v elektronické paměti zařízení všechny události spojené s odstraněním a instalací krytu svorkovnice s přesnou vazbou podle data a času.

Schéma řízení přístupu k heslu

Systém umožňuje rozlišit práva uživatelů zařízení, oddělit je podle přístupu k nastavení měřiče vytvořením úrovní:

• nula, poskytnutí odstranění omezení pro prohlížení dat lokálně nebo vzdáleně, synchronizace času, oprava indikací. Toto oprávnění je uděleno oprávněným uživatelům zařízení;

• první, který vám umožní provést nastavení zařízení v místě instalace a zaznamenat provozní parametry, které neovlivňují vlastnosti komerčního využití v RAM;

• druhý, umožňující přístup k informacím o zařízení zástupcům energetického dozoru po jeho úpravě a přípravě k uvedení do provozu;

• třetí, který dává právo odstranit a nainstalovat kryt z terminálového bloku pro přístup k terminálům nebo optickému portu;

• za čtvrté, poskytuje možnost přístupu na desky zařízení pro instalaci nebo výměnu hardwarových klíčů, odstranění všech těsnění, práci s optickým portem, aktualizaci konfigurace, kalibraci korekčních faktorů.

Způsoby, jak propojit průmyslové měřiče v energetických podnicích

Pro provoz měřicích zařízení se vytvářejí rozvětvené sekundární obvody měřících řetězců pomocí vysoce přesných proudových a napěťových transformátorů.

Na obrázku je znázorněn malý fragment takového obvodu pro proudové obvody měřiče Gran-Electro SS-301. Je převzato z pracovní dokumentace.

U stejného měřiče je níže uveden fragment připojovacích obvodů napětí.

Kombinace měřicích zařízení do jednotného systému automatizovaného systému řízení procesů

Systém automatizovaného řízení a měření elektrické energie se začal aktivně rozvíjet díky schopnostem elektronických měřičů a vývoji metod pro dálkový přenos informací. Pro připojení měřicích zařízení indukčního systému jsou vyvinuty speciální senzory.

Hlavním cílem systému ASKUE je rychlé shromažďování informací v jednom kontrolním středisku. Současně přijímá datové toky od všech zákazníků existujících rozvoden. Obsahují informace o problémech spotřebované a uvolněné kapacity s možností analýzy metod její výroby a distribuce, výpočtu nákladů a účtování ekonomických ukazatelů.

K řešení organizačních problémů systému ASKUE je stanoveno:

• instalace vysoce přesných měřicích zařízení v místech měření elektřiny;

• přenos informací z nich se provádí pomocí digitálních signálů pomocí „sčítání“, které mají paměť s náhodným přístupem;

• organizace komunikačního systému prostřednictvím kabelových a rádiových kanálů;

• implementace schématu zpracování obdržených informací.

Elektroměry stejnosměrného proudu

Modely měřičů této třídy zaznamenávají energii v různých technologických režimech, ale nejčastěji se používají na vybavení kolejových vozidel městské dopravy a na železnici.

Jsou vytvářeny na základě elektrodynamického systému.

Hlavním principem činnosti těchto čítačů je interakce sil magnetického toku tvořeného dvěma cívkami:

1. první je trvale upevněn;

2. druhý má schopnost otáčet se pod vlivem magnetického toku, jehož velikost je úměrně závislá na hodnotě proudu protékajícího obvodem.

Parametry rotace cívky jsou přenášeny do počítacího mechanismu a jsou brány v úvahu spotřebou elektrické energie.

Viz také: Způsoby, jak ušetřit elektřinu v bytě a soukromém domě