Villamosenergia-mérő készülékek - típusok és típusok, fő jellemzők

Az elektromos energiát hatalmas távolságokon továbbítják a különböző államok között, és a legszembetűnőbb helyekben és mennyiségekben elosztják és fogyasztják. Mindezen folyamatok megkövetelik az áthaladó kapacitások és az általuk elvégzett munkák automatikus elszámolását. Az energiarendszer állapota folyamatosan változik. Elemezni és kompetens módon kezelni kell a fő műszaki paramétereket.

Az áramteljesítmény mérését a wattmérőkhöz rendelik, amelyek mértékegysége 1 watt, és egy bizonyos időtartam alatt elvégzett munkát olyan mérőkhöz rendelnek, amelyek figyelembe veszik az óránkénti watt számát.

A figyelembe vett energiamennyiségtől függően az eszközök kilo-, mega-, gigo- vagy teraegységen belül működnek. Ez lehetővé teszi:

• egy főmérővel, amely az alállomáson helyezkedik el, nagy energiát szolgáltatva egy nagy, modern városnak, hogy felmérje a kilobatt órák terabyte-ját az adminisztratív ipari és lakóépület összes lakásának és gyártó vállalkozásának a felhasználására;

• az apartmanokba vagy a termelésbe beépített nagyszámú eszköz figyelembe veszi az egyéni fogyasztásukat.

A wattmérők és a számlálók működnek az áramellátás áram- és feszültségvektorának állapotára vonatkozó, folyamatosan szolgáltatott információ miatt, amelyet a megfelelő érzékelők szolgáltatnak - mérő transzformátorok váltakozó áramkörökben vagy egyenáramú átalakítókban.

Bármely számláló működésének elvét egy egyszerűsített blokkrendszerben lehet bemutatni, amely a következőkből áll:

• bemeneti és kimeneti áramkörök;

• belső áramkör.

A villamosenergia-fogyasztásmérőket két nagy csoportra osztják, amelyek hálózatban működnek:

1. ipari frekvencia váltakozó feszültsége;

2. DC áram.

Ezen eszközök első kategóriája a legtöbb. Vele kezdünk egy rövid áttekintést a különféle modellekről.

Váltóáram-mérők

Ez a számlálók osztálya a felépítés alapján három típusra oszlik:

1. bevezetés, a tizenkilencedik század vége óta működik;

2. elektronikus eszközök, amelyek nem olyan régen jelentek meg;

3. hibrid termékek, amelyek kialakításában a digitális technológiát indukciós vagy elektromos mérőelemmel és mechanikus mérőkészülékkel kombinálják.

Indukciós mérőkészülékek

Az ilyen számláló működésének elve a mágneses mezők kölcsönhatásán alapul. amelyeket a terhelési körbe beágyazott áramtekercs elektromágnesei és a tápfeszültség áramkörével párhuzamosan csatlakoztatott feszültségtekercs hoz létre.

Teljes mágneses fluxust hoznak létre, amely arányos a mérőn áthaladó teljesítmény értékével. Működésének területén egy vékony alumínium tárcsa van elhelyezve egy forgócsapágyban. Reagál a létrehozott erőtér nagyságára és irányára, és a saját tengelye körül forog.

Ennek a korongnak a sebessége és mozgási iránya megfelel az alkalmazott teljesítmény értékének. Ehhez egy kinematikus séma kapcsolódik, amely egy fogaskerekek és kerekek rendszeréből áll, digitális mutatókkal, amelyek jelzik a végrehajtott fordulatok számát, és egyszerű számláló mechanizmusként működnek.

Egyfázisú indukciós fogyasztásmérő, az eszköz jellemzői

Az egyfázisú váltóáramú hálózathoz tervezett leggyakoribb indukciós fogyasztásmérő kivitelét a képen nem összeszerelt formában mutatják be, amely két kombinált fotóból áll.

Az összes fő technológiai egységet mutatók jelölik, a belső csatlakozók, a bemeneti és a kimeneti áramkörök elektromos ábráját az alábbi ábra mutatja.

A fedél alá szerelt feszültségcsavart mindig meg kell húzni a mérő működése közben. Csak az elektromos laboratóriumok alkalmazottai használják speciális technológiai műveletek elvégzésekor - az eszköz ellenőrzésekor.

A készülékről az elektromos fogyasztásmérők működésének elvét és működésének jellemzőit már korábban itt ismertettük:

Hogyan lehet a villamos fogyasztásmérőt megfelelően csatlakoztatni?

Hogyan vehetők le a villamosenergia-fogyasztásmérőről

Az ilyen típusú elektromos indukciós fogyasztásmérők sikeresen módosítják erőforrásaikat lakóépületekben és lakásokban. A szokásos séma szerint kapcsolótáblákba vannak kötve egypólusú megszakítókkal és egy csomagkapcsolóval.

A háromfázisú indukciós mérőkészülék jellemzői

Ennek a mérőkészüléknek az eszköze teljes mértékben megegyezik az egyfázisú modellekkel, azzal a különbséggel, hogy az áramköri áramkör mindhárom fázisának áramköreinek és feszültségeinek tekercse által létrehozott mágneses mezők részt vesznek a teljes mágneses fluxus kialakulásában, amely befolyásolja az alumíniumtárcsa forgását.

Emiatt megnő a házon belüli alkatrészek száma és sűrűbbek. Az alumínium tárcsa szintén megduplázva Az áram- és feszültségtekercsek csatlakoztatási sémáját az előző csatlakozási lehetőségnek megfelelően hajtjuk végre, de figyelembe véve az egyes mágneses fluxusok összegzését.

Ugyanez a hatás érhető el, ha egy háromfázisú mérő helyett egyfázisú készülékek vannak a rendszer minden fázisában. Ebben az esetben azonban az eredmények manuális hozzáadásával kell foglalkoznia. Egy háromfázisú indukciós fogyasztásmérőben ezt a műveletet automatikusan egy számláló mechanizmus hajtja végre.

A háromfázisú indukciós fogyasztásmérők kétféle módon hajthatók végre a csatlakoztatáshoz:

1. azonnal tápáramkörökbe, amelyek teljesítményét figyelembe kell venni;

2. közbenső feszültség és árammérő transzformátorokon keresztül.

Az első típusú eszközöket 0,4 kV-os áramkörökben használják olyan terhelésekkel, amelyek kis értékük nem okozhat kárt az adagolókészüléknél. Garázsokban, kis műhelyekben, magánlakásokban dolgoznak, és közvetlen összeköttetésmérőknek hívják őket.

Az ilyen eszköz elektromos áramköreinek kapcsolási rajzát a kapcsolótáblán a következő kép mutatja.

Az összes többi indukciós mérőkészülék közvetlenül az áram- vagy a feszültségtranszformátorok mérésén keresztül működik, az energiaellátó rendszer sajátos körülményeitől függően, vagy azok együttes használatával.

A képen látható a hasonló típusú régi indukciós fogyasztásmérő (SAZU-IT) panele megjelenése.

Szekunder áramkörökben működik, 5 amper névleges értékű áramváltókkal és feszültségtranszformátorokkal - 100 volt fázisok között.

Az "A" betű a "SAZU" eszköz típusának megnevezésében azt jelenti, hogy az eszközt úgy tervezték, hogy a teljes teljesítmény aktív komponensét számolja el. Más típusú eszközökben lévő "P" betűt tartalmazó reaktív komponens mérése Ezeket "SRZU-IT" típus jelöli.

A fenti példa a háromfázisú indukciós fogyasztásmérők megjelölésével azt jelzi, hogy tervezésük nem veszi figyelembe a munkára fordított teljes energiamennyiséget. Az érték meghatározása érdekében ki kell venni az aktív és a reaktív energiamérők adatait, és elvégezni a matematikai számításokat az elkészített táblák vagy képletek szerint.

Ez a folyamat nagyszámú ember részvételét igényli, nem zárja ki a gyakori hibákat és fáradságos. A félvezető elemeken dolgozó új technológiák és mérőkészülékek megmentik őt a kivitelezéstől.

A régi indukciós típusú mérőkészülékeket szinte már nem gyártották ipari méretekben. Egyszerűen módosítják erőforrásaikat a működő elektromos berendezések részeként. Már nem használják az újonnan telepített és üzembe helyezett komplexeken, hanem új, modern modelleket telepítenek.

Elektronikus mérőkészülékek

Az indukciós típusú fogyasztásmérők cseréjéhez sok elektronikus eszközt gyártanak, amelyek otthoni hálózatban való működésre vagy hatalmas kapacitást igénylő komplex ipari berendezések komplexeinek mérésére szolgálnak.

Munkáikban folyamatosan elemezik a teljes teljesítmény aktív és reaktív komponenseinek állapotát az áram- és feszültségvektordiagramok alapján. Ezekkel kiszámolják a teljes energiát, és az összes értéket rögzítik az eszköz memóriájába. Ebből megtekintheti ezeket az adatokat a megfelelő időben.

Kétféle közös elektronikus számviteli rendszer

Az összetett bemeneti mennyiségek mérési típusa szerint az elektronikus típusú mérők a következőket szolgáltatják:

• beépített áram- és feszültségmérő transzformátorokkal;

• mérőérzékelőkkel.

Beépített mérőtranszformátorokkal ellátott eszközök

A képen látható elektronikus egyfázisú mérő vázlatos rajza.

A mikrokontroller feldolgozza az áram- és feszültségtranszformátorok jeleit az átalakítón keresztül, és kiadja a megfelelő parancsokat:

• kijelző információs kijelzővel;

• a belső áramkört átkapcsoló elektronikus relé;

• RAM RAM, amelynek információs kapcsolata van egy optikai porttal a műszaki paraméterek kommunikációs csatornákon keresztül történő továbbításához.

Beépített érzékelőkkel ellátott eszközök

Ez az elektronikus mérőműszer egy másik kialakítása. Áramköre érzékelők alapján működik:

• áram, amely egy rendes söntből áll, amelyen át áramlik az áramkör teljes terhelése;

• feszültség az egyszerű elválasztó elv alapján működik.

Az érzékelőkből származó áram- és feszültségjelek nagyon kicsik. Ezért nagy pontosságú elektronikus áramkörön alapuló speciális készülékkel erősítik meg, és amplitúdó-digitális átalakító egységekbe táplálják őket. Ezek után a jeleket megszorozzuk, kiszűrjük és a megfelelő eszközökre adjuk ki az integráció, megjelenítés, átalakítás és további továbbítás céljából a különböző felhasználók számára.

Az ezen az elven működő számlálók kissé alacsonyabb pontossági osztályúak, de teljes mértékben megfelelnek a műszaki szabványoknak és követelményeknek.

Az áram- és feszültségérzékelőknek a transzformátorok mérése helyett történő alkalmazásának elve lehetővé teszi mérőkészülékek létrehozását nem csak váltakozó, hanem egyenáramú áramkörökhöz is, ami jelentősen megnöveli azok működési képességeit.

Ezen az alapon megjelentek a fogyasztásmérők tervei, amelyek mindkét típusú egyenáramú és váltakozó áramú tápegységekben alkalmazhatók.

A modern mérőkészülékek tarifája

A működési algoritmus programozásának lehetősége miatt az elektronikus fogyasztásmérő figyelembe veheti az energiafogyasztást napi idő szerint. Ez felveti a lakosság azon érdekét, hogy csökkentse a villamosenergia-fogyasztást a legintenzívebb „csúcsidőben”, és enyhítse ezáltal az energiaellátó szervezetek számára felmerülő terheket.

Az elektronikus mérőkészülékek között vannak olyan modellek, amelyek eltérő tarifális rendszerrel rendelkeznek. A legnagyobb képességeket a mérők bocsátják rendelkezésre, amelyek lehetővé teszik a mérőkészülék rugalmas újraprogramozását az elektromos hálózatok tarifáinak megváltoztatására, figyelembe véve az évszakot, ünnepnapokat, hétvégi különféle kedvezményeket.

A villamosenergia-fogyasztásmérők tarifarendszer szerinti üzemeltetése jótékony hatással van a fogyasztókra - pénzt takarít meg a villamos energia fizetése és a szolgáltató szervezetek számára - csökken a csúcsterhelés.

Lásd még ebben a témában:

Hogyan működik az elektronikus villamosenergia-fogyasztásmérő

A nagyfeszültségű áramkörök ipari mérőberendezéseinek tervezési jellemzői

Például egy ilyen eszközre vegye figyelembe a belorusz Gran-Electro SS-301 számlálót.

Számos hasznos funkcióval rendelkezik a felhasználók számára. Mint a szokásos háztartási mérőkészülékek, ez lezárva és időszakosan kalibrálva van.

A házban nincsenek mozgatható mechanikus elemek. Minden munka az elektronikus táblák és a mikroprocesszoros technológiák használatán alapszik. A mérő transzformátorok részt vesznek a bemeneti áramjelek feldolgozásában.

Ezek az eszközök különös figyelmet fordítanak a megbízhatóság és az információbiztonság védelmére. Megőrzése érdekében bevezetik:

1. kétszintű rendszer a belső táblák lezárásához;

2. a jelszavakhoz való hozzáférés öt szintű rendszere.

A töltési rendszert két szakaszban hajtják végre:

1. a mérőmű testéhez való hozzáférést a műszaki vizsgálatok elvégzése és az állam ellenőrzése a jegyzőkönyv regisztrációjának befejezése után azonnal korlátozza a gyárban;

2. Az összekötő vezetékek hozzáférését a terminálokhoz az energiafelügyelet vagy az energiaellátó vállalat képviselői blokkolják.

Ezenkívül az eszköz működési algoritmusában van egy technológiai művelet, amely rögzíti az eszköz elektronikus memóriájában az összes eseményt, amely a sorkapocs fedelének eltávolításával és felszerelésével kapcsolatos, pontos dátummal és idővel történő kötéssel.

Jelszó-hozzáférési rendszer

A rendszer lehetővé teszi az eszközök felhasználói jogainak megkülönböztetését, elválasztását a mérőbeállításokhoz való hozzáférés alapján szintek létrehozásával:

• nulla, biztosítva az adatok helyben vagy távolról történő megtekintésére vonatkozó korlátozások megszüntetését, az időszinkronizálást, az indikációk javítását. A jogot az eszköz felhatalmazott felhasználói kapják;

• az első, amely lehetővé teszi a felszerelést a telepítés helyén és az olyan működési paraméterek beállításának rögzítését, amelyek nem befolyásolják a RAM-ban a kereskedelmi felhasználás jellemzőit;

• a második: az energiaellenőrzés képviselőinek hozzáférést tesz lehetővé az energiafelügyelet képviselői számára annak beállítása és az üzembe helyezés előkészítése után;

• a harmadik, amely feljogosítja a fedelet a sorkapocsról a csatlakozókhoz vagy az optikai porthoz való hozzáféréshez;

• negyedszer: lehetővé teszi a hardverkulcsok telepítéséhez vagy cseréjéhez szükséges eszközlapok elérését, az összes tömítés eltávolítását, az optikai porttal végzett munkát, a konfiguráció frissítését, a korrekciós tényezők kalibrálását.

Az ipari mérők csatlakoztatásának módjai az energiaipari vállalkozásokban

A mérőkészülékek működtetéséhez nagy pontosságú áram- és feszültségtranszformátorok alkalmazásával a mérőláncok elágazó szekunder áramköreit hozzák létre.

A képen a Gran-Electro SS-301 mérő áramkörének ilyen áramkörének egy kis része látható. Ez a munkadokumentációból származik.

Ugyanazon mérőkészülékhez az alábbiakban a csatlakozó feszültségáramkörök töredéke látható.

A mérőeszközök egyesítése az automatizált mérési és vezérlőrendszer egységes rendszerévé

Az elektromos energia automatikus vezérlésének és mérésének rendszere gyorsan fejlődni kezdett az elektronikus mérőeszközök képességeinek és az információk távoli továbbításának módszereinek köszönhetően. Az indukciós rendszer adagolókészülékeinek csatlakoztatásához speciális érzékelőket fejlesztettek ki.

Az ASKUE rendszer fő célja a gyors információgyűjtés egyetlen vezérlőközpontban. Ugyanakkor adatfolyamokat vesz a meglévő alállomások minden fogyasztójától. Információkat tartalmaz a felhasznált és a rendelkezésre bocsátott kapacitások kérdéséről, azzal a lehetőséggel, hogy elemezzék a termelés és elosztás módszereit, kiszámítsák a költségeket és számolják el a gazdasági mutatókat.

Az ASKUE rendszer szervezeti kérdéseinek megoldására a következőket nyújtja:

• nagy pontosságú mérőkészülékek beszerelése a villamosenergia-mérési helyekre;

• tőlük az információátvitel digitális jelekkel történik, véletlen hozzáférési memóriával rendelkező „összeadók” segítségével;

• kommunikációs rendszer szervezése vezetékes és rádiócsatornákon keresztül;

• a kapott információk feldolgozási sémájának végrehajtása.

DC árammérők

Ennek az osztálynak a mértékegységei különféle technológiai módokban rögzítik az energiát, de leggyakrabban a városi közlekedés elektromos gördülőállomány-berendezésein és a vasutakon használják.

Ezeket egy elektrodinamikai rendszer alapján hozzák létre.

Az ilyen számlálók működésének fő elve a két tekercs által alkotott mágneses fluxus erőinek kölcsönhatása:

1. az első állandóan rögzítve van;

2. a második képes forogni mágneses fluxus hatására, amelynek nagysága arányosan függ az áramkör mentén áramló áram értékétől.

A tekercs forgási paramétereit továbbítják a számláló mechanizmushoz, és ezeket figyelembe veszik az elektromos energia felhasználása során.

Lásd még: Elektromos árammegtakarítási módok lakásban és magánházban