Princip činnosti elektroměru: pulzní, indukční a třífázový.

Hlavním účelem tohoto zařízení je neustále měřit spotřebu řízeného úseku elektrického obvodu a zobrazovat jeho hodnotu ve formě vhodné pro člověka. Základ prvku využívá polovodičové elektronické součástky pracující na polovodičových nebo mikroprocesorových strukturách.

Taková zařízení se vyrábějí pro práci s proudovými obvody:

1. konstantní hodnota;

2. sinusový harmonický tvar.

Stejnosměrné elektroměry fungují pouze v průmyslových podnicích, které provozují výkonná zařízení s vysokým stálým příkonem (elektrifikovaná železniční doprava, elektrická vozidla. ). Nejsou používány pro domácí účely a jsou vyráběny v omezeném množství. Proto je v dalším materiálu tohoto článku nebudeme uvažovat, i když se princip jejich činnosti liší od modelů pracujících na střídavý proud, zejména v konstrukci proudových a napěťových snímačů.

Elektronické měřiče střídavého výkonu jsou vyráběny pro měření energie elektrických zařízení:

1. s jednofázovou napěťovou soustavou;

2. v třífázových obvodech.

Konstrukce elektronického měřiče

Celá základna prvku je umístěna uvnitř pouzdra a je vybavena:

• svorkovnice pro připojení elektrických vodičů;
• LCD zobrazovací panel;
• ovládací prvky pro provoz a přenos informací ze zařízení;
• měřicí transformátory;
• deska plošných spojů s polovodičovými prvky;
• ochranný obal.

Внешний вид a základní uživatelské nastavení jednoho z mnoha modelů podobných zařízení vyráběných v podnicích Běloruské republiky je uvedeno na obrázku.

Funkčnost takového elektroměru je potvrzena:

• použitá značka ověřovatele potvrzující, že zařízení prošlo metrologickým ověřením na zkušebním stavu a posouzením jeho vlastností v rámci třídy přesnosti deklarované výrobcem;
• neporušená pečeť společnosti energetického dozoru odpovědná za správné připojení elektroměru k elektrickému obvodu.

Vnitřní pohled Deska takového zařízení je znázorněna na obrázku.

Nejsou zde žádné pohyblivé ani indukční mechanismy. A přítomnost tří vestavěných proudových transformátorů používaných jako senzory se stejným počtem jasně viditelných kanálů na desce plošných spojů naznačuje třífázový provoz tohoto zařízení.

Elektrické procesy zohledněné elektronickým měřičem

Provoz vnitřních algoritmů třífázových nebo jednofázových konstrukcí probíhá podle stejných zákonů, s výjimkou, že ve 3fázovém složitějším zařízení existuje geometrický součet hodnot každého z tři složkové kanály.

Proto budeme primárně zvažovat principy fungování elektronického měřiče na příkladu jednofázového modelu. K tomu si připomeňme základní zákony elektrotechniky související s mocí.

Jeho plná hodnota je určena složkami:

• aktivní;
• reaktivní (součet indukčních a kapacitních zátěží).

Proud procházející společným obvodem jednofázové sítě je ve všech úsecích stejný a úbytek napětí na každém prvku závisí na typu odporu a jeho hodnotě. Při aktivním odporu se shoduje s vektorem procházejícího proudu ve směru a při jalovém odporu se odchyluje do strany. Navíc na indukčnosti vede proud v úhlu a na kapacitě zaostává.

Elektronické měřiče jsou schopny zohledňovat a zobrazovat celkový výkon a jeho činné a jalové hodnoty. K tomu se provádějí měření vektorů proudu s napětím přiváděným na jeho vstup. Na základě hodnoty úhlové odchylky mezi těmito vstupními veličinami je určen a vypočítán charakter zatížení a poskytnuty informace o všech jeho složkách.

V různých provedeních elektronických měřičů není sada funkcí stejná a může se výrazně lišit svým účelem. Tím se zásadně liší od svých indukčních protějšků, které fungují na základě interakce elektromagnetických polí a indukčních sil, které způsobují rotaci tenkého hliníkového disku. Konstrukčně jsou schopny měřit pouze činný nebo jalový výkon v jednofázovém nebo třífázovém obvodu a celkovou hodnotu je nutné vypočítat samostatně ručně.

Princip měření výkonu elektronickým měřičem

Schéma činnosti jednoduchého měřiče s výstupními převodníky znázorněno na obrázku.

K měření výkonu využívá jednoduché senzory:

• proud založený na konvenčním bočníku, kterým prochází fáze obvodu;
• napětí pracující podle známého dělicího obvodu.

Signál zachycovaný takovými snímači je malý a je zvyšován pomocí elektronických proudových a napěťových zesilovačů, načež dochází k analogově-digitálnímu zpracování pro další konverzi signálů a jejich násobení za účelem získání hodnoty úměrné hodnotě spotřeby energie.

Dále je digitalizovaný signál filtrován a odeslán do zařízení:

• indikace;
• integrace;
• přenos měření;
• další transformace.

Vstupní snímače elektrických veličin použité v tomto obvodu neposkytují měření proudových a napěťových vektorů s vysokou třídou přesnosti, a tedy ani výpočty výkonu. Tuto funkci lépe realizují přístrojové transformátory.

Schéma činnosti jednofázového elektronického měřiče

V něm je měřicí CT připojen k přerušení fázového vodiče spotřebitele a VT je připojen k fázi a nule.

Signály z obou transformátorů nepotřebují zesílení a jsou odesílány vlastními kanály do jednotky ADC, která je převádí na digitální kód pro výkon a frekvenci. Další transformace provádí mikrokontrolér, který řídí:

• zobrazit;
• elektronické relé;
• RAM je paměťové zařízení s náhodným přístupem.

Přes RAM může být výstupní signál přenášen dále do informačního kanálu, například pomocí optického portu.

Funkčnost elektronických měřičů

Nízká chyba měření spotřeby, odhadovaná na třídu přesnosti 0,5 S nebo 02 S, umožňuje použití těchto zařízení pro komerční měření spotřebované elektřiny.

Konstrukce určená pro měření v třífázových obvodech mohou pracovat ve tří nebo čtyřvodičových elektrických obvodech.

Elektronický měřič může být přímo připojen k provoznímu zařízení nebo mít konstrukci, která umožňuje použití mezilehlých, např. vysokonapěťových přístrojových transformátorů. V druhém případě se zpravidla provádí automatický přepočet naměřených sekundárních veličin na primární hodnoty proudu, napětí a výkonu včetně činných a jalových složek.

Elektroměr zaznamenává směr celkového výkonu se všemi jeho součástmi v dopředném a zpětném směru a ukládá tyto informace s časovou referencí. V tomto případě může uživatel odečítat energii podle jejího přírůstku za určité časové období, například aktuální den, měsíc nebo rok vybraný z kalendáře, nebo akumulaci po určitou určenou dobu.

Zafixování hodnot činného a jalového výkonu na určitou dobu, například 3 nebo 30 minut, stejně jako rychlé vyvolání jeho maximálních hodnot v průběhu měsíce značně usnadňuje analýzu provozu energetických zařízení.

Kdykoli si můžete prohlédnout okamžité ukazatele činného a jalového odběru, efektivního proudu, napětí, frekvence v každé fázi.

Přítomnost funkce multitarifního měření energie pomocí několika kanálů přenosu informací rozšiřuje podmínky pro komerční využití. V tomto případě jsou tarify vytvářeny na konkrétní čas, například každou půlhodinu víkendu nebo všedního dne podle ročního období nebo měsíce v roce.

Pro pohodlí uživatele je na displeji zobrazeno provozní menu, mezi jehož položkami můžete procházet pomocí nedalekých ovládacích prvků.

Elektronický elektroměr umožňuje nejen číst informace přímo z displeje, ale také je prohlížet prostřednictvím vzdáleného počítače, stejně jako zadávat další data nebo je programovat přes optický port.

Ochrana informací

Montáž těsnění na pult se provádí ve dvou fázích:

1. na první úrovni je zakázán přístup do vnitřku tělesa zařízení technickou kontrolou závodu poté, co bylo měřidlo vyrobeno a prošlo státním ověřením;

2. na druhé úrovni plombování je přístup ke svorkám a připojeným vodičům zablokován zástupcem organizace zásobování energií nebo energetického dozoru.

Všechny události sejmutí a instalace krytu jsou vybaveny alarmem, jehož spuštění se zaznamenává do paměti událostí s odkazem na čas a datum.

Systém hesel poskytuje omezení přístupu uživatele k informacím a může obsahovat až pět omezení.

Úroveň nula zcela odstraňuje omezení a umožňuje prohlížet všechna data lokálně nebo vzdáleně, synchronizovat čas a upravovat hodnoty.

První úroveň dodatečné přístupové heslo je poskytnuto zaměstnancům instalační nebo provozní organizace systémů ASKUE pro nastavení zařízení a parametrů záznamu, které neovlivňují komerční vlastnosti.

Druhá úroveň Hlavní přístupové heslo přiděluje odpovědný pracovník energetického dozoru na měřidle, které prošlo seřízením a je plně připraveno k provozu.

Třetí úroveň základní přístup mají pracovníci energetického dozoru, kteří odebírají a instalují kryt z měřiče, aby získali přístup k jeho svorkám nebo prováděli dálkové operace přes optický port.

Čtvrtá úroveň poskytuje možnost instalace hardwarových klíčů na desku, odstranění všech nainstalovaných těsnění a možnost pracovat přes optický port pro zlepšení konfigurace a nahrazení kalibračních koeficientů.

Uvedený seznam schopností, které elektronický elektroměr má, je obecný a přehledný. Lze jej zobrazit jednotlivě a lišit se i u každého modelu stejného výrobce.

• Jak fungují nepřerušitelné zdroje napájení (UPS)?
• Jak funguje elektrický zvonek: principy fungování
• Jak fungují infračervené snímače pohybu a jak fungují?

Doufám, že vám byl tento článek užitečný. Podívejte se také na další články z kategorie Elektrické spotřebiče a přístroje

Přihlaste se k odběru našeho kanálu na Telegram: World of Electricity

Zde můžete zanechat komentář, položit otázku a jen chatovat:
Chat na elektrická témata

Sdílejte tento článek se svými přáteli:

Bez elektroměru se v dnešní době neobejde ani jedno zařízení, které je typickým odběratelem elektřiny (bez ohledu na formu vlastnictví). Znalost struktury elektroměru a principu fungování tohoto mechanismu umožní jeho majiteli lépe porozumět všem složitostem účetnictví a také porozumět postupu pro výpočet a odečítání. Vlastnictví těchto informací bude také užitečné při výběru nového zařízení instalovaného v městském bytě nebo soukromém domě (obrázek níže).

Elektroměr v bytě

Pochopení fungování elektroměrů pomáhá vytvořit si odlišný postoj ke spotřebě dodávané energie, která je rok od roku dražší a vyžaduje další investice.

Typy čítačů

Pravidla pro výběr a typy měřicích zařízení povolených pro instalaci v soukromém bydlení a ve výrobě jsou přísně regulovány současnými předpisy, včetně PUE.

Před instalací elektroměru v bytě nebo dílně sepíše každý majitel smlouvu o připojení k elektrické síti, na které musí být uveden vybraný model.

Další informace. Znalost typu a značky konkrétního typu počítacího zařízení (elektroměru) je nezbytná pro včasné provedení jeho ověření, jehož frekvence je nastavena individuálně pro každý model.

Výrobci zařízení této třídy zvládli výrobu velkého množství různých modelů a typů průmyslových a domácích elektroměrů. Celou řadu účetních zařízení pochopíte pouze tehdy, když se je pokusíte klasifikovat podle určitých kritérií, konkrétně:

• Deklarovaný princip fungování elektroměru tohoto modelu;
• Počet zohledněných fází (fáze elektrického zařízení);
• třída přesnosti uvedená v pasu;
• Způsob odečítání (možnost připojení);
• Tarifikace účetnictví;
• Elektrické parametry (proud a výkon zařízení).

Podle první z těchto charakteristik jsou všechna měřicí zařízení rozdělena na indukční měřiče (IC) a elektronická zařízení a podle druhé – na jednofázové a třífázové produkty. Kromě toho se v souladu se způsobem integrace do měřeného obvodu dělí na zařízení přímého připojení a zařízení připojená přes speciální proudové transformátory – CT (viz foto níže).

Připojení přes TT

Přesnost různých typů elektroměrů se může lišit od 0,2 do 2,5 a podle přítomnosti speciálních režimů čtení se dělí na jedno-, 2- a 3-tarifní zařízení. Elektrické (proudové a výkonové) charakteristiky těchto zařízení se volí na základě jejich provozních podmínek.

Konstrukce a princip činnosti IC

Než se seznámíme s měřicím zařízením, nejprve věnujte pozornost skutečnosti, že závisí jak na principu jeho fungování, tak na jeho funkčnosti. Zastaralé indukční vzorky se tedy používají hlavně v jednofázových napájecích obvodech a nemohou poskytnout vysokou přesnost měření a multitarifní režim.

Abyste pochopili princip fungování indukčního zařízení, měli byste se seznámit se všemi detaily jeho zařízení. Klasičtí zástupci této třídy se skládají z následujících hlavních částí:

• Tělo sestávající ze dvou polovin;
• Dvě vinutí s magnetickými jádry, z nichž jedno je proudové a druhé je určeno k měření napětí;
• Hůlky protizávaží a hliníkový disk namontovaný na nápravě se šnekovou převodovkou;
• Počítací mechanismus a brzdový magnet.

Jednoduše řečeno, činnost indukčního měřiče lze znázornit následovně.

Základem měřicí části přístroje jsou dva elektromagnety, vyrobené ve formě solenoidů umístěných pod úhlem 90 stupňů. Vinutí jednoho z nich přijímá proudovou složku měřeného elektrického výkonu a odpovídající napětí je přiváděno do druhé cívky (viz foto níže).

Umístění cívek v elektroměru

Důležité! V souladu s elektrickým schématem měřicí jednotky je její proudové vinutí zapojeno do měřicího obvodu sériově a napěťová cívka je zapojena paralelně.

Tento způsob jejich spojení zajišťuje indukci celkového EMF v mezeře mezi elektromagnetickými jádry, úměrné součinu proudu a napětí, tedy výkonu.

V tomto poli, společném pro obě jádra, je umístěn hliníkový disk uložený na ose, přenášející točivý moment přes šnekovou převodovku na jednoduchý počítací mechanismus. Pod vlivem celkového EMF vytvořeného napětím aplikovaným na obvod (je vždy konstantní) a proudem měnícím se v závislosti na zatížení se světelný disk začne otáčet. Dívky mají rád zhýralý sex, milují, když jim tlustí čuři šourají zadky. Sledujte hluboké anální porno na webu https://analnoe-porno.org/glubokiy. Tady ty nejzvrhlejší mrchy cvičí zadky a požadují ještě víc péro.

Oznámení! Rychlost jeho rotace je úměrná velikosti celkového pole e/m vytvořeného v mezeře a následně i výkonu spotřebovaného bytovou sítí.

Odpověď na otázku, jak funguje elektromechanický indukční měřič, se ukazuje být docela jednoduchá: čím rychleji se otáčí jeho disk se značkou ve střední části, tím více energie se spotřebuje v dané spotřebitelské síti.

Princip činnosti 3-fázového zařízení stejného typu se výrazně neliší od již dříve popsaného. Rozdíl bude pouze v provedení počítacích jednotek a elektrických cívek, jejichž počet je dvojnásobný (o počet disků). Vzhled třífázového elektroměru je znázorněn na obrázku níže.

3fázový indukční měřič

Se zdokonalováním výrobních technologií jsou zastaralá zařízení indukčního typu nahrazována moderními elektronickými zařízeními, které poskytují kvalitnější měření elektřiny.

Elektronické měřiče

Začněme naše úvahy o těchto poměrně složitých a relativně drahých zařízeních studiem principu fungování elektronického měřiče, k pochopení kterého je nutné se seznámit se všemi jeho funkčními součástmi. Jejich vzájemné působení a pořadí, ve kterém jsou generovány konečné hodnoty, nejlépe ilustruje níže uvedené blokové schéma.

Blokové schéma elektronického zařízení

Z toho vyplývá, že elektronické zařízení obsahuje následující moduly:

• Vstupní transformátory napětí a proudu;
• Analogový převodník úrovně;
• Mikrokontrolér a RAM;
• Displej zobrazující odečty elektroměru, který zohledňuje elektrickou energii (přesněji její spotřebu).

Když se na vstupu převodníku objeví analogové vstupní signály U a I, jsou transformovány na digitální kód, který pak vstupuje do mikrokontroléru. Po dodatečném zpracování a počítání se impulsy odesílají na displej, na kterém se zobrazuje přesný údaj spotřebované elektřiny.

Nutno poznamenat! Mikrokontrolér pracuje podle předem zadaného programu, který zohledňuje denní dobu a délku intervalů měření elektřiny v daném tarifu. V závislosti na aktuálním čase se vypočítá a zobrazí se odpovídající údaj.

Takto je realizován princip fungování jednofázového elektroměru v daném tarifu.

Dávejte pozor! U třífázových elektronických měřicích zařízení je schéma výpočtu spotřebované energie podobné (provádí se pomocí mírně upraveného programu).

V tomto případě jsou na základě výsledků vyhodnocení každé z fází v integrátoru sečteny odpovídající signály a výsledný kód je odeslán do indikátoru. Kromě uvedených součástí obsahuje tělo elektronického zařízení speciální svorkovnice, do kterých jsou přiváděny a odváděny proudy zohledněné měřičem.

Funkce připojení

Při výběru zařízení vhodného pro konkrétní provozní podmínky je třeba vzít v úvahu také provedení elektroměru z hlediska jeho připojení k přívodnímu vedení. V tomto případě je hlavní pozornost věnována následujícím bodům:

• Při síťovém napětí 220 voltů se v elektrických obvodech používají dříve popsané jednofázové indukční přístroje nebo elektronické počítací přístroje;
• Silové obvody určené pro 380 Voltů musí obsahovat třífázová měřicí zařízení, která umožňují měření nejen činné, ale i jalové složky elektrického výkonu;

Další informace. Umožňují také určit okamžitý směr toků energie.

• Jejich čistě vnější rozdíl od jednofázových výrobků je jejich velkými rozměry a přítomností 8 kontaktů na svorkovnici namísto čtyř;
• Pokud jde o vnitřní strukturu takového zařízení, jeden mechanický čítač se také používá k zobrazování hodnot na předním panelu, ale impulzy jsou do něj dodávány ze dvou disků;
• K součtu každé z uvažovaných fází dochází díky speciálnímu připojovacímu obvodu pro proudové cívky a napěťová vinutí;
• U elektronických třífázových zařízení se celkový spotřebovaný výkon vypočítává pomocí softwaru.

Na základě výsledků přezkoumání konstrukčních prvků a provozních principů měřiče můžeme s jistotou říci, že elektronická zařízení jsou téměř ve všech ohledech lepší než jejich indukční protějšky. S větší přesností zohledňují nejen objem spotřebované elektřiny, ale poskytují i ​​pohodlnou formu jejich prezentace (foto níže).

Tyto moderní produkty navíc poskytují možnost dálkových odečtů a vícetarifního měření spotřebované energie, což je velmi výhodné pro provozní podmínky.