Πώς γίνεται ο ηλεκτρονικός μετρητής ηλεκτρικής ενέργειας και λειτουργεί

Ο κύριος σκοπός αυτής της συσκευής είναι να μετράει συνεχώς την κατανάλωση ενέργειας του παρακολουθούμενου τμήματος του ηλεκτρικού κυκλώματος και να εμφανίζει το μέγεθός του σε φιλική προς τον άνθρωπο μορφή. Η βάση στοιχείων χρησιμοποιεί ηλεκτρονικά εξαρτήματα στερεάς κατάστασης που λειτουργούν σε ημιαγωγούς ή σχέδια μικροεπεξεργαστών.

Τέτοιες συσκευές παράγονται για εργασία με κυκλώματα ρεύματος:

1. σταθερή τιμή.

2. ημιτονοειδές αρμονικό σχήμα.

Οι μετρητές ηλεκτρικού ρεύματος DC λειτουργούν μόνο σε βιομηχανικές επιχειρήσεις που εκμεταλλεύονται ισχυρό εξοπλισμό με υψηλή κατανάλωση σταθερής ισχύος (ηλεκτροκίνητες σιδηροδρομικές μεταφορές, ηλεκτρικά οχήματα ...). Για οικιακούς σκοπούς, δεν χρησιμοποιούνται, εκδίδονται σε περιορισμένες ποσότητες. Ως εκ τούτου, στο περαιτέρω υλικό αυτού του άρθρου δεν θα τα εξετάσουμε, αν και η αρχή της λειτουργίας τους διαφέρει από τα μοντέλα που λειτουργούν σε εναλλασσόμενο ρεύμα, κυρίως από το σχεδιασμό αισθητήρων ρεύματος και τάσης.

Οι ηλεκτρονικοί μετρητές ισχύος AC κατασκευάζονται για να υπολογίζουν την ενέργεια των ηλεκτρικών συσκευών:

1.με σύστημα μονοφασικής τάσης.

2. σε τριφασικά κυκλώματα.

Ηλεκτρονικός σχεδιασμός μετρητών

Ολόκληρη η βάση στοιχείων βρίσκεται μέσα στο περίβλημα, εξοπλισμένη με:

• τερματικό μπλοκ για τη σύνδεση ηλεκτρικών καλωδίων.

• LCD πάνελ?

• έλεγχοι λειτουργίας και μετάδοση πληροφοριών από τη συσκευή.

• μετρητές μετασχηματισμού.

• Πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος με στοιχεία στερεάς κατάστασης.

• προστατευτικό κάλυμμα.

Εμφάνιση και οι κύριες ρυθμίσεις χρήστη ενός από τα πολλά μοντέλα παρόμοιων συσκευών που παράγονται στις επιχειρήσεις της Δημοκρατίας της Λευκορωσίας παρουσιάζονται στην εικόνα.

Η απόδοση τέτοιων ηλεκτρικό μετρητή επιβεβαιώθηκε από:

• τη σφραγίδα του επαληθευτή που επιβεβαιώνει τη μετάβαση του μετρολογικού ελέγχου της συσκευής στον πάγκο δοκιμών και την αξιολόγηση των χαρακτηριστικών της εντός της κλάσης ακριβείας που δηλώνει ο κατασκευαστής ·

• ανενόχλητη σφραγίδα της εταιρείας ελέγχου ενέργειας που είναι υπεύθυνη για τη σωστή σύνδεση του μετρητή με το ηλεκτρικό κύκλωμα.

Εσωτερική άποψη πίνακες παρόμοιας συσκευής εμφανίζεται στην εικόνα.

Δεν υπάρχουν μηχανισμοί κίνησης και επαγωγής. Και η παρουσία τριών ενσωματωμένων μετασχηματιστών ρεύματος, που χρησιμοποιούνται ως αισθητήρες με τον ίδιο αριθμό ορατών καναλιών στην πλακέτα κυκλώματος, υποδεικνύουν τριφασική λειτουργία αυτής της συσκευής.

Ηλεκτρικές διεργασίες που λαμβάνονται υπόψη από έναν ηλεκτρονικό μετρητή

Το έργο των εσωτερικών αλγορίθμων τριφασικών ή μονοφασικών δομών συμβαίνει σύμφωνα με τους ίδιους νόμους, εκτός από το ότι σε μία τριφασική, πιο σύνθετη συσκευή, λαμβάνει χώρα ένα γεωμετρικό άθροισμα των τιμών κάθε καναλιού τριών συστατικών.

Συνεπώς, οι αρχές λειτουργίας του ηλεκτρονικού μετρητή θα ληφθούν κυρίως υπόψη στο παράδειγμα ενός μονοφασικού μοντέλου. Για να το κάνετε αυτό, υπενθυμίστε τους βασικούς νόμους της ηλεκτρολογίας σχετικά με την ηλεκτρική ενέργεια.

Η πλήρης αξία του καθορίζεται από τα στοιχεία:

• ενεργό.

• (άθροισμα των επαγωγικών και χωρητικών φορτίων).

Το ρεύμα που διέρχεται από το κοινό κύκλωμα ενός μονοφασικού δικτύου είναι το ίδιο σε όλες τις περιοχές και η πτώση τάσης σε κάθε στοιχείο εξαρτάται από τον τύπο της αντίστασης και το μέγεθος της. Από την ενεργή αντίσταση, συμπίπτει με το διάνυσμα του ρεύματος που διέρχεται προς την κατεύθυνση, και από την αντίστασή του αποκλίνει προς την πλευρά. Επιπλέον, στην αυτεπαγωγή, είναι μπροστά από το γωνιακό ρεύμα και καθυστερεί στην χωρητικότητα.

Οι ηλεκτρονικοί μετρητές μπορούν να λάβουν υπόψη και να εμφανίσουν τη συνολική ισχύ και την ενεργό και δραστική τους τιμή. Για το σκοπό αυτό, μετρώνται οι τρέχοντες φορείς με τάση που τροφοδοτείται στην είσοδο του.Η τιμή της απόκλισης της γωνίας μεταξύ αυτών των εισερχόμενων τιμών καθορίζει και υπολογίζει τη φύση του φορτίου, παρέχει πληροφορίες για όλα τα συστατικά του.

Σε διαφορετικούς σχεδιασμούς ηλεκτρονικών μετρητών, το σύνολο λειτουργιών δεν είναι το ίδιο και μπορεί να διαφέρει σημαντικά ως προς τον σκοπό τους. Με αυτό, ξεχωρίζουν ριζικά από τα ανάλογα επαγωγής τους, τα οποία λειτουργούν με βάση την αλληλεπίδραση των ηλεκτρομαγνητικών πεδίων και τις δυνάμεις διέγερσης που προκαλούν την περιστροφή ενός λεπτού δίσκου αλουμινίου. Δομικά, μπορούν να μετρήσουν μόνο τα ενεργά ή αντιδραστική ισχύ σε μονοφασικό ή τριφασικό κύκλωμα και στην πλήρη τιμή - πρέπει να υπολογίσετε ξεχωριστά χειροκίνητα.

Η αρχή της μέτρησης της ισχύος από ένα ηλεκτρονικό μετρητή

Σχέδιο λειτουργίας μιας απλής συσκευής μέτρησης με μετατροπείς εξόδου που φαίνεται στο σχήμα.

Χρησιμοποιεί απλούς αισθητήρες για τη μέτρηση της ισχύος:

• το ρεύμα βασίζεται σε μια συμβατική διακλάδωση μέσω της οποίας περνά η φάση του κυκλώματος.

• η τάση λειτουργεί σύμφωνα με το σχέδιο ενός γνωστού διαιρέτη.

Το σήμα που καταγράφεται από τέτοιους αισθητήρες είναι μικρό και αυξάνεται με τη βοήθεια ηλεκτρονικών ενισχυτών ρεύματος και τάσης, μετά το οποίο λαμβάνει χώρα αναλογική και ψηφιακή επεξεργασία για την περαιτέρω μετατροπή των σημάτων και την πολλαπλασιασμό τους για να ληφθεί μια τιμή ανάλογη προς την τιμή της κατανάλωσης ισχύος.

Στη συνέχεια, το ψηφιοποιημένο σήμα φιλτράρεται και εξάγεται σε συσκευές:

• ένδειξη.

• ολοκλήρωση ·

• μετάδοση μετρήσεων ·

• περαιτέρω μετατροπή.

Οι αισθητήρες εισόδου των ηλεκτρικών μεγεθών που χρησιμοποιούνται σε αυτό το κύκλωμα δεν παρέχουν μετρήσεις με τάξη υψηλής ακρίβειας των διανυσμάτων ρεύματος και τάσης και, συνεπώς, τον υπολογισμό της ισχύος. Αυτή η λειτουργία υλοποιείται καλύτερα με τη μέτρηση μετασχηματιστών.

Μονοφασικό διάγραμμα λειτουργίας ηλεκτρονικού μετρητή

Σε αυτό, το μετρητικό CT περιλαμβάνεται στο διάκενο του καλωδίου φάσης του καταναλωτή και το VT συνδέεται με τη φάση και το μηδέν.

Τα σήματα και από τους δύο μετασχηματιστές δεν χρειάζονται ενίσχυση και αποστέλλονται μέσω των καναλιών τους στη μονάδα ADC, η οποία τα μετατρέπει σε κώδικα ψηφιακής ισχύος και συχνότητας. Περαιτέρω μετατροπές εκτελούνται από έναν μικροελεγκτή που ελέγχει:

• οθόνη

• ηλεκτρονικό ρελέ.

• RAM - μνήμη τυχαίας προσπέλασης.

Μέσω της μνήμης RAM, το σήμα εξόδου μπορεί να μεταδοθεί περαιτέρω στο κανάλι πληροφοριών, για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας μια οπτική θύρα.

Λειτουργικότητα των ηλεκτρονικών μετρητών

Το σφάλμα μέτρησης χαμηλής ισχύος που υπολογίζεται από την κλάση ακρίβειας 0,5 S ή 02 S επιτρέπει τη χρήση αυτών των συσκευών για σκοπούς εμπορικής μέτρησης χρησιμοποιημένης ηλεκτρικής ενέργειας.

Τα σχέδια σχεδιασμένα για μετρήσεις σε τριφασικά κυκλώματα μπορούν να λειτουργούν σε ηλεκτρικά κυκλώματα τριών ή τεσσάρων συρμάτων.

Ο ηλεκτρονικός μετρητής μπορεί να συνδεθεί απευθείας με τον υπάρχοντα εξοπλισμό ή να έχει σχεδιασμό που επιτρέπει τη χρήση ενδιάμεσων, για παράδειγμα, μετασχηματιστών μέτρησης υψηλής τάσης. Στην τελευταία περίπτωση, κατά κανόνα, πραγματοποιείται μια αυτόματη μετατροπή των μετρημένων δευτερευουσών ποσοτήτων σε πρωτεύουσες τιμές ρεύματος, τάσης και ισχύος, περιλαμβανομένων των ενεργών και αντιδρώντων συστατικών.

Ο μετρητής καταγράφει την κατεύθυνση της πλήρους ισχύος με όλα τα εξαρτήματά του προς τα εμπρός και προς τα πίσω, αποθηκεύοντας αυτές τις πληροφορίες σε σχέση με το χρόνο. Σε αυτή την περίπτωση, ο χρήστης μπορεί λαμβάνουν ενδείξεις ενέργειας με την προσαύξησή του για ορισμένο χρονικό διάστημα, για παράδειγμα, το τρέχον ή επιλεγμένο από την ημερολογιακή ημέρα, το μήνα ή το έτος, ή - τη συσσώρευση για ορισμένο καθορισμένο χρόνο.

Ο καθορισμός των τιμών ενεργού και αέργου ισχύος για μια συγκεκριμένη περίοδο, για παράδειγμα 3 ή 30 λεπτά, καθώς και η γρήγορη κλήση των μέγιστων τιμών για ένα μήνα, διευκολύνει σημαντικά την ανάλυση της λειτουργίας του εξοπλισμού ισχύος.

Ανά πάσα στιγμή μπορείτε να προβάλετε στιγμιαί δείκτες ενεργητικής και αέργου κατανάλωσης, τρέχουσα τάση, συχνότητες σε κάθε φάση.

Η παρουσία της λειτουργίας πολλαπλών δασμολογικών μετρήσεων με τη χρήση διαφόρων καναλιών μεταφοράς πληροφοριών επεκτείνει τις συνθήκες εμπορικής χρήσης. Ταυτόχρονα, τα τιμολόγια δημιουργούνται για κάποιο χρονικό διάστημα, για παράδειγμα, κάθε μισή ώρα ενός Σαββατοκύριακου ή μιας εργάσιμης ημέρας ανά εποχή ή μήνα του έτους.

Για την ευκολία του χρήστη, στην οθόνη εμφανίζεται το μενού λειτουργίας, μεταξύ των αντικειμένων από τα οποία μπορείτε να πλοηγηθείτε χρησιμοποιώντας τα παρακείμενα χειριστήρια.

Ο ηλεκτρονικός μετρητής ενέργειας επιτρέπει όχι μόνο την ανάγνωση πληροφοριών απευθείας από την οθόνη, αλλά και την προβολή μέσω απομακρυσμένου υπολογιστή καθώς και την εισαγωγή πρόσθετων δεδομένων ή την προγραμματισμό τους μέσω της οπτικής θύρας.

Προστασία δεδομένων

Εγκατάσταση φώκιας Ο μετρητής κατασκευάζεται σε δύο στάδια:

1. στο πρώτο επίπεδο, η πρόσβαση στο σώμα της συσκευής απαγορεύεται από την υπηρεσία τεχνικού ελέγχου της εγκατάστασης μετά την κατασκευή του μετρητή και την επαλήθευση κατάστασης ·

2. στο δεύτερο επίπεδο σφράγισης, η πρόσβαση στους ακροδέκτες και τα συνδεδεμένα καλώδια εμποδίζεται από έναν εκπρόσωπο του φορέα παροχής ενέργειας ή από την ενεργειακή επιτήρηση.

Όλα τα συμβάντα αφαίρεσης και τοποθέτησης του καλύμματος είναι εξοπλισμένα με σύστημα συναγερμού, η λειτουργία του οποίου καταγράφεται στη μνήμη του αρχείου καταγραφής συμβάντων σε σχέση με την ώρα και την ημερομηνία.

Σύστημα κωδικού πρόσβασης προβλέπει περιορισμό των χρηστών στην πρόσβαση σε πληροφορίες και μπορεί να περιλαμβάνει έως και πέντε περιορισμούς.

Επίπεδο μηδέν καταργεί πλήρως τους περιορισμούς και σας επιτρέπει να βλέπετε όλα τα δεδομένα τοπικά ή εξ αποστάσεως, να συγχρονίζετε τον χρόνο, να ρυθμίζετε τις αναγνώσεις.

Πρώτο επίπεδο παρέχεται πρόσθετος κωδικός πρόσβασης στους υπαλλήλους της εγκατάστασης ή της επιχειρησιακής οργάνωσης ASKUE συστήματα για τη ρύθμιση του εξοπλισμού και των παραμέτρων εγγραφής που δεν επηρεάζουν τα εμπορικά χαρακτηριστικά.

Δεύτερο επίπεδο Ο κύριος κωδικός πρόσβασης έχει εκχωρηθεί από τον αρμόδιο υπάλληλο επιτήρησης ενέργειας στο μετρητή που έχει ρυθμιστεί και είναι πλήρως προετοιμασμένος για εργασία.

Τρίτο επίπεδο παρέχεται πρωτεύουσα πρόσβαση στους εργαζόμενους στην εποπτεία της ενέργειας, οι οποίοι αφαιρούν και εγκαθιστούν το κάλυμμα από το μετρητή για να έχουν πρόσβαση στους ακροδέκτες του τερματικού ή να πραγματοποιούν απομακρυσμένες λειτουργίες μέσω της οπτικής θύρας.

Τέταρτο επίπεδο παρέχει τη δυνατότητα εγκατάστασης πλήκτρων υλικού στον πίνακα, αφαιρέστε όλες τις εγκατεστημένες σφραγίδες και τη δυνατότητα εργασίας μέσω της οπτικής θύρας για τη βελτίωση της διαμόρφωσης, αντικαταστήστε τους συντελεστές βαθμονόμησης.

Η παραπάνω λίστα δυνατοτήτων που διαθέτει ένας ηλεκτρονικός μετρητής ηλεκτρικής ενέργειας είναι μια γενική επισκόπηση. Μπορεί να ρυθμιστεί ξεχωριστά και να διαφέρει ακόμη και σε κάθε μοντέλο του ίδιου κατασκευαστή.