Elmätare - typer och typer, huvudegenskaper

Elektrisk energi överförs över stora avstånd mellan olika tillstånd och distribueras och konsumeras på de mest oväntade platserna och volymerna. Alla dessa processer kräver automatisk redovisning av passeringskapaciteten och de verk som utförs av dem. Energisystemets tillstånd förändras ständigt. Det är nödvändigt att analysera och kompetent hantera de viktigaste tekniska parametrarna.

Mätningen av den nuvarande effekten tilldelas wattmätare, vars måttenhet är 1 watt, och arbetet som utförs under en viss tidsperiod tilldelas meter som tar hänsyn till antalet watt per timme.

Beroende på hur mycket energi som beaktas fungerar enheterna inom kilo-, mega-, gigo- eller tera-enheter. Detta gör att du kan:

• med en huvudmätare som är belägen vid transformatorstationen och tillhandahåller kraft till en stor modern stad för att utvärdera terabyte på kilowattimmar som spenderats på konsumtionen av alla lägenheter och tillverkningsföretag i det administrativa industri- och bostadscentret;

• ett stort antal enheter installerade i varje lägenhet eller produktion, tar hänsyn till deras individuella konsumtion.

Wattmeters och räknare fungerar på grund av informationen om tillståndet för ström- och spänningsvektorerna i strömkretsen som kontinuerligt tillförs dem, vilket tillhandahålls av motsvarande sensorer - mättransformatorer i växelströmskretsar eller likströmskonverterare.

Funktionen för vilken räknare som helst kan representeras i ett förenklat blockschema som består av:

• ingångs- och utgångskretsar;

• intern krets.

Elektriska energimätare är uppdelade i två stora grupper som arbetar i nätverk:

1. AC-spänning för industriell frekvens;

2. DC-ström.

Den första kategorin av dessa enheter är den mest många. Med henne börjar vi en kort översikt över en mängd olika modeller.

AC-mätare

Denna klass av räknare efter design är indelad i tre typer:

1. induktion, arbetande sedan slutet av 1800-talet;

2. Elektroniska apparater som dök upp för inte så länge sedan;

3. hybridprodukter som kombinerar digital teknik med en induktions- eller elektrisk mätdel och en mekanisk beräkningsenhet i sin design.

Induktionsmätare

Funktionen för en sådan räknare är baserad på växelverkan mellan magnetfält. skapad av elektromagneter från en strömspole inbäddad i lastkretsen, och en spänningsspole ansluten parallellt med matningsspänningskretsen.

De skapar ett totalt magnetiskt flöde proportionellt mot värdet på kraften som passerar genom mätaren. Inom sitt verkningsfält är en tunn aluminiumskiva monterad i ett rotationslager. Den reagerar på det skapade kraftfältets storlek och riktning och roterar runt sin egen axel.

Hastigheten och rörelseriktningen på denna disk motsvarar värdet på den applicerade effekten. Ett kinematiskt schema är anslutet till det, som består av ett system med växlar och hjul med digitala indikatorer som anger antalet avslutade varv, som fungerar som en enkel räknemekanism.

Enfas induktionsmätare, enhetsfunktioner

Konstruktionen av den vanligaste induktionsmätaren, utformad för ett enfas växelströmsnät, visas i en omonterad form på bilden, bestående av två kombinerade fotografier.

Alla huvudteknologiska enheter indikeras med pekare, och det elektriska diagrammet för interna anslutningar, ingångs- och utgångskretsar visas i följande bild.

Spänningsskruven som är installerad under locket måste alltid dras åt vid mätarens drift. Det används endast av anställda på elektriska laboratorier när de utför speciella tekniska operationer - kontroll av enheten.

Om enheten beskrevs principen om drift och funktioner för elektriska mätare tidigare här:

Hur du ansluter elmätaren korrekt

Hur man tar avläsningar från en elmätare

Elektriska induktionsmätare av denna typ modifierar framgångsrikt deras resurs i bostadshus och människors lägenheter. De är anslutna i växeltavlar enligt standardschemat genom enpoliga brytare och en paketomkopplare.

Designfunktioner för en trefas induktionsmätare

Enheten för denna mätanordning överensstämmer helt med enfasmodeller, förutom att magnetfält som alstras av spolarna med strömmar och spänningar i alla tre faserna i kraftkretsens kraftkrets deltar i bildningen av det totala magnetiska flödet som påverkar aluminiumskivans rotation.

På grund av detta ökas antalet delar inuti höljet och de är tätare. Aluminiumskivan fördubblas också. Anslutningsdiagrammet för ström- och spänningsspolarna utförs enligt det föregående anslutningsalternativet, men med hänsyn till summeringen av magnetiska flöden från varje enskild.

Samma effekt kan uppnås om istället för en trefasmätare, enfasapparater ingår i varje fas av systemet. Men i det här fallet måste du ta itu med att lägga till resultaten manuellt. I en trefasinduktionsmätare utförs denna operation automatiskt med en räknemekanism.

Tre-fas induktionsmätare kan utföras i två typer för anslutning:

1. omedelbart till kraftkretsar, vars kraft måste beaktas;

2. genom mellanspänning och strömmättransformatorer.

Enheterna av den första typen används i kraftkretsar på 0,4 kV med laster som inte kan orsaka skada på mätanordningen med deras lilla värde. De arbetar i garage, små verkstäder, privata hem och kallas direktanslutningsmätare.

Kretsschemat för de elektriska kretsarna för en sådan anordning i växeln visas i nästa bild.

Alla andra induktionsmätningsanordningar fungerar direkt genom att mäta ström- eller spänningstransformatorer separat, beroende på kraftsystemets specifika förhållanden eller med deras gemensamma användning.

Utseendet på panelen på den gamla induktionsmätaren av liknande typ (SAZU-IT) visas på fotografiet.

Det fungerar i sekundära kretsar med mätströmtransformatorer med ett nominellt värde på 5 ampere och spänningstransformatorer - 100 volt mellan faserna.

Bokstaven "A" i namnet på typen av enhet "SAZU" betyder att enheten är utformad för att redovisa den aktiva komponenten i den totala effekten. Mätningar av den reaktiva komponenten som är inblandad i andra typer av enheter, med bokstaven "P". De indikeras av typen "SRZU-IT".

Ovanstående exempel med beteckningen av trefasinduktionsmätare indikerar att deras konstruktion inte kan ta hänsyn till mängden total effekt som används på arbetet. För att bestämma dess värde är det nödvändigt att ta avläsningar från aktiva och reaktiva energimätare och utföra matematiska beräkningar enligt beredda tabeller eller formler.

Denna process kräver deltagande av ett stort antal människor, utesluter inte ofta misstag och är mödosamt. Ny teknik och mätanordningar som arbetar med halvledarelement sparar honom från att utföra den.

Gamla induktionsmätare har nästan upphört att produceras i industriell skala. De ändrar helt enkelt sin resurs som en del av fungerande elektrisk utrustning. De används inte längre på nyinstallerade och driftsatta komplex, men nya moderna modeller installeras.

Elektroniska mätanordningar

För att ersätta mätare av induktionstyp tillverkas nu många elektroniska apparater, utformade för att fungera i ett hushållsnätverk eller som en del av mätkomplex av komplex industriell utrustning som förbrukar enorm kraft.

I sitt arbete analyserar de ständigt tillståndet för de aktiva och reaktiva komponenterna i full effekt baserat på vektordiagram över strömmar och spänningar. Med hjälp av dem beräknas den totala effekten och alla värden registreras i enhetsminnet. Från den kan du visa dessa data vid rätt tidpunkt.

Två typer av vanliga elektroniska redovisningssystem

Beroende på vilken typ av mätning av sammansatta ingångsmängder producerar elektroniska typmätare:

• med inbyggda mättransformatorer för ström och spänning;

• med mätsensorer.

Enheter med integrerade mättransformatorer

Schematiskt diagram över den elektroniska enfasmätaren som visas på bilden.

Mikrokontrollern behandlar signalerna från ström- och spänningstransformatorerna genom omvandlaren och ger lämpliga kommandon till:

• display med informationsdisplay;

• elektroniskt relä som kopplar om den interna kretsen;

• RAM RAM, som har en informationsanslutning med en optisk port för överföring av tekniska parametrar via kommunikationskanaler.

Enheter med integrerade sensorer

Detta är en annan design av den elektroniska mätaren. Hennes krets fungerar på basis av sensorer:

• ström, bestående av en vanlig shunt genom vilken hela kretsens belastning strömmar;

• spänning fungerar enligt principen om en enkel avdelare.

Ström- och spänningssignalerna från dessa sensorer är mycket små. Därför förstärks de av en speciell anordning baserad på en elektronisk krets med hög precision och matas till amplitud-digitala omvandlingsenheter. Efter dem multipliceras, filtreras och filtreras signalerna till lämpliga enheter för integration, indikering, konvertering och vidare överföring till olika användare.

Räknare som arbetar med denna princip har en något lägre noggrannhetsklass, men de uppfyller helt tekniska standarder och krav.

Principen att använda ström- och spänningssensorer istället för att mäta transformatorer gör det möjligt att skapa denna typ av mätanordningar för kretsar som inte bara växlar utan också likström, vilket i stor utsträckning utvidgar deras driftsförmåga.

På grundval av detta började mätarkonstruktioner dyka upp som kan användas i båda typerna av likströms- och växelströmssystem.

Tariff för moderna mätanordningar

På grund av möjligheten att programmera driftsalgoritmen kan den elektroniska mätaren ta hänsyn till strömförbrukningen efter tid på dygnet. Detta skapar befolkningens intresse att minska elförbrukningen under de mest intensiva topptimmarna och därmed lossa den belastning som skapats för energiförsörjande organisationer.

Bland elektroniska mätanordningar finns det modeller som har olika funktioner i tullsystemet. De största förmågorna har mätare, som möjliggör flexibel omprogrammering av mätanordningen för att ändra tullar för elektriska nät med hänsyn till årstid, helgdagar, olika rabatter på helger.

Driften av elmätare i enlighet med tullsystemet är gynnsamt för konsumenterna - pengar sparas för att betala för el och för leveranser av organisationer - toppbelastningen reduceras.

Se också om detta ämne:

Hur ordnas och fungerar den elektroniska elmätaren

Designfunktioner för industriella mätanordningar för högspänningskretsar

Som ett exempel på en sådan enhet ska du betrakta det vitryska motmärket Gran-Electro SS-301.

Det har många användbara funktioner för användare. Liksom vanliga hushållsmätningsanordningar är den tätad och kalibreras periodiskt.

Inuti fallet finns inga rörliga mekaniska element. Allt arbete bygger på användning av elektroniska kort och mikroprocessorteknologier. Mättransformatorer deltar i behandlingen av insignalströmssignaler.

Dessa enheter är särskilt uppmärksamma på tillförlitlighet och informationssäkerhetsskydd. För att bevara det införs det:

1. system med två nivåer för tätning av interna kort;

2. Fem-nivåssystem för organisering av åtkomst till lösenord.

Påfyllningssystemet utförs i två steg:

1. Tillträde till denna mätares kropp är omedelbart begränsad från fabriken efter avslutad tekniska tester och genomförande av tillståndskontroll med genomförandet av protokollet.

2. Tillträde till anslutningstrådar till terminalerna blockeras av representanter för energitillsynen eller energiförsörjningsföretaget.

I anordningens driftsalgoritm finns dessutom en teknisk operation som fixerar i enhetens elektroniska minne alla händelser som är förknippade med borttagning och installation av terminalblockskyddet med exakt bindning efter datum och tid.

System för kontroll av lösenord

Systemet gör det möjligt att differentiera rättigheterna för användare av enheten, att separera dem beroende på tillgången till mätarinställningarna genom att skapa nivåer:

• noll, tillhandahåller borttagning av begränsningar för visning av data lokalt eller på distans, tidssynkronisering, korrigering av indikationer. Rätten beviljas till behöriga användare av enheten;

• den första, som låter dig ställa in utrustning på installationsplatsen och skriva till driftsminnesinställningar för driftsparametrar som inte påverkar egenskaperna för kommersiell användning;

• den andra, som ger åtkomst till enhetens information till representanter för energitillsyn efter dess justering och förberedelse för idrifttagning;

• den tredje, som ger rätt att ta bort och installera locket från terminalblocket för åtkomst till terminalerna eller den optiska porten;

• fjärde, som ger möjlighet att komma åt enhetskorten för installation eller byte av hårdvaruknappar, ta bort alla tätningar, utföra arbete med den optiska porten, uppgradera konfigurationen, kalibrera korrigeringsfaktorer.

Sätt att ansluta industrimätare i energiföretag

För drift av mätanordningar skapas grenade sekundära kretsar för mätkedjor genom användning av ström- och spänningstransformatorer med hög precision.

Ett litet fragment av en sådan krets för strömkretsarna på Gran-Electro SS-301-mätaren visas på bilden. Det är hämtat från arbetsdokumentationen.

För samma mätare visas ett fragment av anslutande spänningskretsar nedan.

Kombinera mätanordningar till ett enhetligt system för automatiserat mät- och kontrollsystem

Systemet med automatiserad styrning och mätning av elektrisk energi började utvecklas snabbt tack vare elektroniska mätares förmåga och utvecklingen av metoder för fjärröverföring av information. För att ansluta doseringsenheterna i induktionssystemet utvecklas speciella sensorer.

ASKUE-systemets huvudmål är snabb insamling av information i ett enda kontrollcenter. Samtidigt får den dataströmmar från alla konsumenter av befintliga stationer. De innehåller information om frågorna om förbrukad och levererad kapacitet med möjlighet att analysera metoder för dess produktion och distribution, beräkning av kostnader och redovisning av ekonomiska indikatorer.

För att lösa organisationsproblemen i ASKUE-systemet tillhandahålls det:

• installation av mätanordningar med hög precision på platser för elmätning;

• informationsöverföring från dem utförs av digitala signaler med hjälp av "adderare" som har slumpmässigt åtkomstminne;

• organisering av ett kommunikationssystem över trådbundna och radiokanaler;

• implementering av behandlingsschemat för den mottagna informationen.

DC elmätare

Modeller av mätare av denna klass registrerar energi i olika tekniska lägen, men oftast används de på utrustning för elektriskt rullande materiel för stadstrafik och på järnvägar.

De skapas på basis av ett elektrodynamiskt system.

Huvudprincipen för sådana räknare är växelverkan mellan krafter hos magnetiskt flöde som bildas av två spolar:

1. den första fixas permanent;

2. den andra har förmågan att rotera under påverkan av magnetiskt flöde, vars storlek är proportionellt beroende av värdet på strömmen som strömmar längs kretsen.

Spolens rotationsparametrar överförs till räknemekanismen och beaktas av förbrukningen av elektrisk energi.

Se även: Sätt att spara el i en lägenhet och ett privat hus