Stromzähler - Typen und Typen, Hauptmerkmale

Elektrische Energie wird über große Entfernungen zwischen verschiedenen Zuständen übertragen und an den unerwartetsten Orten und Volumina verteilt und verbraucht. Alle diese Prozesse erfordern eine automatische Abrechnung der Durchlaufkapazitäten und der von ihnen ausgeführten Arbeiten. Der Zustand des Energiesystems ändert sich ständig. Es ist notwendig, die wichtigsten technischen Parameter zu analysieren und kompetent zu verwalten.

Die Messung der Stromleistung wird Wattmetern zugeordnet, deren Maßeinheit 1 Watt beträgt, und die über einen bestimmten Zeitraum geleistete Arbeit wird Zählern zugeordnet, die die Anzahl der Watt pro Stunde berücksichtigen.

Je nach berücksichtigter Energiemenge arbeiten die Geräte in Kilo-, Mega-, Gigo- oder Tera-Einheiten. Dies ermöglicht Ihnen:

• durch einen Hauptzähler am Umspannwerk, der eine moderne Großstadt mit Strom versorgt, um die Terabyte Kilowattstunden zu bewerten, die für den Verbrauch aller Wohnungen und produzierenden Unternehmen des administrativen Industrie- und Wohnzentrums aufgewendet werden;

• Eine große Anzahl von Geräten, die in jeder Wohnung oder Produktion installiert sind, berücksichtigen ihren individuellen Verbrauch.

Wattmeter und Zähler arbeiten aufgrund der Informationen über den Zustand der Strom- und Spannungsvektoren im Stromkreis, die ihnen ständig zugeführt werden und die von den entsprechenden Sensoren bereitgestellt werden - Messwandler in Wechselstromkreisen oder Gleichstromwandlern.

Das Funktionsprinzip eines Zählers kann in einem vereinfachten Blockschema dargestellt werden, das besteht aus:

• Eingangs- und Ausgangsschaltungen;

• interne Schaltung.

Stromzähler sind in zwei große Gruppen unterteilt, die in Netzen arbeiten:

1. Wechselspannung der Industriefrequenz;

2. Gleichstrom.

Die erste Kategorie dieser Geräte ist die zahlreichste. Mit ihr beginnen wir einen kurzen Überblick über eine Vielzahl von Modellen.

Wechselstromzähler

Diese Klasse von Zählern ist konstruktionsbedingt in drei Typen unterteilt:

1. Induktion, die seit dem Ende des neunzehnten Jahrhunderts arbeitet;

2. elektronische Geräte, die vor nicht allzu langer Zeit erschienen sind;

3. Hybridprodukte, die in ihrer Konstruktion digitale Technologie mit einem Induktions- oder elektrischen Messteil und einem mechanischen Messgerät kombinieren.

Induktionsmessgeräte

Das Funktionsprinzip eines solchen Zählers basiert auf der Wechselwirkung von Magnetfeldern. erzeugt durch Elektromagnete einer im Lastkreis eingebetteten Stromspule und einer parallel zum Versorgungsspannungskreis geschalteten Spannungsspule.

Sie erzeugen einen magnetischen Gesamtfluss, der proportional zum Wert der durch das Messgerät fließenden Leistung ist. Im Wirkungsbereich befindet sich eine dünne Aluminiumscheibe, die in einem Drehlager montiert ist. Es reagiert auf die Größe und Richtung des erzeugten Kraftfeldes und dreht sich um seine eigene Achse.

Die Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung dieser Scheibe entsprechen dem Wert der angelegten Leistung. Daran ist ein kinematisches Schema angeschlossen, das aus einem System von Zahnrädern und Rädern mit digitalen Anzeigen besteht, die die Anzahl der abgeschlossenen Umdrehungen anzeigen und als einfacher Zählmechanismus dienen.

Einphasen-Induktionsmesser, Geräteeigenschaften

Das Design des gängigsten Induktionsmessgeräts, das für ein einphasiges Wechselstromnetz ausgelegt ist, ist im Bild in nicht zusammengebauter Form dargestellt und besteht aus zwei kombinierten Fotos.

Alle technologischen Haupteinheiten sind durch Zeiger gekennzeichnet, und das elektrische Diagramm der internen Anschlüsse, Eingangs- und Ausgangsschaltungen ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

Die unter der Abdeckung installierte Spannungsschraube muss während des Betriebs des Messgeräts immer festgezogen werden. Es wird nur von Mitarbeitern elektrischer Labors verwendet, wenn spezielle technologische Vorgänge ausgeführt werden - Überprüfung des Geräts.

Über das Gerät wurden zuvor das Funktionsprinzip und die Merkmale des Betriebs von Stromzählern beschrieben:

So schließen Sie den Stromzähler richtig an

Ablesen von einem Stromzähler

Elektrische Induktionsmesser dieses Typs modifizieren erfolgreich ihre Ressourcen in Wohngebäuden und Wohnungen von Menschen. Sie werden in Schalttafeln nach dem Standardschema über einpolige Leistungsschalter und einen Paketschalter angeschlossen.

Konstruktionsmerkmale eines dreiphasigen Induktionsmessers

Das Gerät dieses Messgeräts stimmt voll und ganz mit einphasigen Modellen überein, mit der Ausnahme, dass die Magnetfelder, die von den Spulen der Ströme und Spannungen aller drei Phasen des Stromkreises erzeugt werden, an der Bildung des gesamten Magnetflusses beteiligt sind, der die Drehung der Aluminiumscheibe beeinflusst.

Aufgrund dessen wird die Anzahl der Teile im Gehäuse erhöht und sie sind dichter. Die Aluminiumscheibe ist ebenfalls verdoppelt. Das Anschlussdiagramm der Strom- und Spannungsspulen wird gemäß der vorherigen Anschlussoption durchgeführt, wobei jedoch die Summe der Magnetflüsse von jedem einzelnen berücksichtigt wird.

Der gleiche Effekt kann erzielt werden, wenn anstelle eines Dreiphasenmessers in jeder Phase des Systems einphasige Geräte enthalten sind. In diesem Fall müssen Sie jedoch die Ergebnisse manuell hinzufügen. In einem dreiphasigen Induktionsmessgerät wird dieser Vorgang automatisch von einem Zählmechanismus ausgeführt.

Dreiphasen-Induktionsmessgeräte können für den Anschluss in zwei Arten ausgeführt werden:

1. sofort zu Stromkreisen, deren Leistung berücksichtigt werden muss;

2. durch Zwischenspannungs- und Strommesstransformatoren.

Die Geräte des ersten Typs werden in 0,4-kV-Stromkreisen mit Lasten verwendet, die das Messgerät aufgrund ihres geringen Schadens nicht beschädigen können. Sie arbeiten in Garagen, kleinen Werkstätten, Privathäusern und werden als Direktanschlusszähler bezeichnet.

Das Schaltbild der Stromkreise eines solchen Geräts in der Schalttafel ist im nächsten Bild dargestellt.

Alle anderen Induktionsmessgeräte arbeiten direkt durch separate Messung von Strom- oder Spannungswandlern, abhängig von den spezifischen Bedingungen des Stromversorgungssystems oder bei deren gemeinsamer Verwendung.

Das Aussehen des Panels des alten Induktionsmessers eines ähnlichen Typs (SAZU-IT) ist auf dem Foto dargestellt.

Es arbeitet in Sekundärkreisen mit Messstromwandlern mit einem Nennwert von 5 Ampere und Spannungswandlern - 100 Volt zwischen den Phasen.

Der Buchstabe "A" im Namen des Gerätetyps "SAZU" bedeutet, dass das Gerät so ausgelegt ist, dass es die aktive Komponente der Gesamtleistung berücksichtigt. Messung der reaktiven Komponente in anderen Gerätetypen unter Einbeziehung des Buchstabens "P". Sie sind mit dem Typ "SRZU-IT" gekennzeichnet.

Das obige Beispiel mit der Bezeichnung von dreiphasigen Induktionsmessgeräten zeigt, dass bei ihrer Konstruktion die für die Arbeit aufgewendete Gesamtleistung nicht berücksichtigt werden kann. Um seinen Wert zu bestimmen, müssen Messwerte von aktiven und reaktiven Energiezählern entnommen und mathematische Berechnungen gemäß vorbereiteten Tabellen oder Formeln durchgeführt werden.

Dieser Prozess erfordert die Teilnahme einer großen Anzahl von Menschen, schließt häufige Fehler nicht aus und ist mühsam. Neue Technologien und Messgeräte, die an Halbleiterelementen arbeiten, hindern ihn daran, diese auszuführen.

Alte Induktionsmessgeräte werden im industriellen Maßstab fast nicht mehr hergestellt. Sie ändern einfach ihre Ressourcen als Teil der funktionierenden elektrischen Ausrüstung. Sie werden nicht mehr für neu installierte und in Betrieb genommene Komplexe verwendet, sondern es werden neue, moderne Modelle installiert.

Elektronische Messgeräte

Als Ersatz für Induktionsmessgeräte werden derzeit viele elektronische Geräte hergestellt, die für den Betrieb in einem Haushaltsnetzwerk oder als Teil von Messkomplexen komplexer Industrieanlagen konzipiert sind, die enormen Strom verbrauchen.

In ihrer Arbeit analysieren sie ständig den Zustand der aktiven und reaktiven Komponenten der vollen Leistung anhand von Vektordiagrammen von Strömen und Spannungen. Mit ihnen wird die Gesamtleistung berechnet und alle Werte im Gerätespeicher aufgezeichnet. Daraus können Sie diese Daten zum richtigen Zeitpunkt anzeigen.

Zwei Arten gängiger elektronischer Buchhaltungssysteme

Durch die Art der Messung zusammengesetzter Eingabewerte erzeugen elektronische Zähler:

• mit eingebauten Messwandlern für Strom und Spannung;

• mit Messsensoren.

Geräte mit integrierten Messwandlern

Schematische Darstellung des im Bild gezeigten elektronischen Einphasenmessers.

Der Mikrocontroller verarbeitet die Signale von den Strom- und Spannungswandlern durch den Wandler und gibt die entsprechenden Befehle an:

• Anzeige mit Informationsanzeige;

• elektronisches Relais, das den internen Stromkreis schaltet;

• RAM RAM, das eine Informationsverbindung mit einem optischen Port zur Übertragung technischer Parameter über Kommunikationskanäle hat.

Geräte mit integrierten Sensoren

Dies ist ein weiteres Design des elektronischen Messgeräts. Ihre Schaltung arbeitet auf der Basis von Sensoren:

• Strom, bestehend aus einem gewöhnlichen Shunt, durch den die gesamte Last des Stromkreises fließt;

• Spannung nach dem Prinzip eines einfachen Teilers.

Die von diesen Sensoren kommenden Strom- und Spannungssignale sind sehr klein. Daher werden sie von einem speziellen Gerät verstärkt, das auf einer hochpräzisen elektronischen Schaltung basiert, und den Amplituden-Digital-Wandlereinheiten zugeführt. Danach werden die Signale multipliziert, gefiltert und zur Integration, Anzeige, Umwandlung und weiteren Übertragung an verschiedene Benutzer an die entsprechenden Geräte ausgegeben.

Zähler, die nach diesem Prinzip arbeiten, haben eine etwas niedrigere Genauigkeitsklasse, entsprechen jedoch vollständig den technischen Standards und Anforderungen.

Das Prinzip der Verwendung von Strom- und Spannungssensoren anstelle von Messwandlern ermöglicht die Erstellung von Messgeräten für Schaltkreise, die nicht nur Wechselstrom, sondern auch Gleichstrom enthalten, was ihre Betriebsfähigkeiten erheblich erweitert.

Auf dieser Grundlage tauchten Messgerätekonstruktionen auf, die sowohl für Gleichstrom- als auch für Wechselstromversorgungssysteme verwendet werden können.

Tarif für moderne Messgeräte

Aufgrund der Möglichkeit, den Betriebsalgorithmus zu programmieren, kann das elektronische Messgerät den Stromverbrauch nach Tageszeit berücksichtigen. Dies schafft das Interesse der Bevölkerung, den Stromverbrauch während der intensivsten Spitzenzeiten zu senken und damit die für Energieversorgungsunternehmen erzeugte Last zu entladen.

Unter den elektronischen Messgeräten gibt es Modelle mit unterschiedlichen Funktionen des Tarifsystems. Die größten Fähigkeiten besitzen Zähler, die eine flexible Neuprogrammierung des Messgeräts zur Änderung der Tarife von Stromnetzen unter Berücksichtigung der Jahreszeit, der Feiertage und verschiedener Rabatte an Wochenenden ermöglichen.

Der Betrieb von Stromzählern nach dem Tarifsystem kommt den Verbrauchern zugute - Geld wird für die Bezahlung von Strom und für die Versorgung von Organisationen gespart - die Spitzenlast wird reduziert.

Siehe auch zu diesem Thema:

Wie ist der elektronische Stromzähler aufgebaut und funktioniert?

Konstruktionsmerkmale industrieller Messgeräte für Hochspannungskreise

Betrachten Sie als Beispiel für ein solches Gerät die belarussische Zählermarke Gran-Electro SS-301.

Es hat viele nützliche Funktionen für Benutzer. Wie gewöhnliche Haushaltsmessgeräte wird es versiegelt und regelmäßig kalibriert.

Im Inneren des Gehäuses befinden sich keine beweglichen mechanischen Elemente. Alle Arbeiten basieren auf der Verwendung von elektronischen Karten und Mikroprozessortechnologien. Messwandler befassen sich mit der Verarbeitung von Eingangsstromsignalen.

Diese Geräte legen besonderen Wert auf Zuverlässigkeit und Schutz der Informationssicherheit. Um es zu bewahren, wird es eingeführt:

1. zweistufiges System zum Abdichten von Innenplatten;

2. Fünf-Ebenen-Schema der Organisation des Zugriffs auf Passwörter.

Das Abfüllsystem erfolgt in zwei Schritten:

1. Der Zugang zum Körper dieses Zählers ist im Werk sofort nach Abschluss seiner technischen Tests und Abschluss der Zustandsüberprüfung mit der Registrierung des Protokolls beschränkt.

2. Der Zugang zu den Anschlusskabeln zu den Klemmen wird von Vertretern der Energieüberwachung oder des Energieversorgungsunternehmens blockiert.

Darüber hinaus gibt es im Betriebsalgorithmus des Geräts eine technologische Operation, die alle Ereignisse, die mit dem Entfernen und Installieren der Klemmenblockabdeckung verbunden sind, mit einer genauen Bindung nach Datum und Uhrzeit im elektronischen Speicher des Geräts festlegt.

Kennwortzugriffskontrollschema

Das System ermöglicht es, die Rechte der Benutzer des Geräts zu unterscheiden und sie nach dem Zugriff auf die Zählereinstellungen zu trennen, indem Ebenen erstellt werden:

• Null, wodurch Einschränkungen für die lokale oder Remote-Anzeige von Daten, die Zeitsynchronisation und die Korrektur von Anzeigen aufgehoben werden. Das Recht wird autorisierten Benutzern des Geräts gewährt.

• die erste, mit der Sie Geräte am Installationsort einrichten und Betriebsparameter aufzeichnen können, die die Eigenschaften der kommerziellen Nutzung im RAM nicht beeinflussen;

• die zweite, die Vertretern der Energieüberwachung nach ihrer Anpassung und Vorbereitung für die Inbetriebnahme den Zugang zu den Informationen des Geräts ermöglicht;

• die dritte, die das Recht gibt, die Abdeckung vom Klemmenblock zu entfernen und zu installieren, um Zugang zu den Klemmen oder zum optischen Anschluss zu erhalten;

• viertens die Möglichkeit, auf die Geräteplatinen zuzugreifen, um Hardwareschlüssel zu installieren oder auszutauschen, alle Dichtungen zu entfernen, Arbeiten am optischen Anschluss durchzuführen, die Konfiguration zu aktualisieren und Korrekturfaktoren zu kalibrieren.

Möglichkeiten zum Anschluss von Industriezählern in Energieunternehmen

Für den Betrieb von Messgeräten werden durch den Einsatz hochpräziser Strom- und Spannungswandler verzweigte Sekundärkreise von Messketten erzeugt.

Ein kleines Fragment einer solchen Schaltung für die Stromkreise des Gran-Electro SS-301-Messgeräts ist in der Abbildung dargestellt. Es ist der Arbeitsdokumentation entnommen.

Für dasselbe Messgerät ist unten ein Fragment von Verbindungsspannungskreisen gezeigt.

Kombination von Messgeräten zu einem einheitlichen System automatisierter Mess- und Steuerungssysteme

Das System der automatisierten Steuerung und Messung elektrischer Energie begann sich dank der Fähigkeiten elektronischer Zähler und der Entwicklung von Methoden zur Fernübertragung von Informationen aktiv zu entwickeln. Zum Anschluss der Messgeräte des Induktionssystems werden spezielle Sensoren entwickelt.

Das Hauptziel des ASKUE-Systems ist die schnelle Erfassung von Informationen in einem einzigen Kontrollzentrum. Gleichzeitig empfängt es Datenströme von allen Verbrauchern bestehender Umspannwerke. Sie enthalten Informationen zu den Themen verbrauchte und freigesetzte Kapazität mit der Möglichkeit, Methoden zu deren Erzeugung und Verteilung zu analysieren, Kosten zu berechnen und Wirtschaftsindikatoren zu berücksichtigen.

Um die organisatorischen Probleme des ASKUE-Systems zu lösen, wird Folgendes bereitgestellt:

• Installation von hochpräzisen Messgeräten an Orten der Strommessung;

• Informationen werden von ihnen durch digitale Signale unter Verwendung von "Addierern" mit Direktzugriffsspeicher übertragen;

• Organisation eines Kommunikationssystems über Kabel- und Funkkanäle;

• Implementierung des Verarbeitungsschemas der empfangenen Informationen.

Gleichstromzähler

Modelle von Zählern dieser Klasse erfassen Energie in verschiedenen technologischen Modi, werden jedoch meistens in elektrischen Schienenfahrzeugen des städtischen Verkehrs und auf Eisenbahnen verwendet.

Sie werden auf Basis eines elektrodynamischen Systems erzeugt.

Das Hauptprinzip der Funktionsweise solcher Zähler ist die Wechselwirkung der von zwei Spulen gebildeten Magnetflusskräfte:

1. der erste ist dauerhaft fixiert;

2. Der zweite hat die Fähigkeit, sich unter dem Einfluss des Magnetflusses zu drehen, dessen Größe proportional vom Wert des entlang der Schaltung fließenden Stroms abhängt.

Die Rotationsparameter der Spule werden an den Zählmechanismus übertragen und beim Verbrauch elektrischer Energie berücksichtigt.

Siehe auch: Möglichkeiten, in einer Wohnung und einem Privathaus Strom zu sparen