Kako je uređen i radi elektronički brojilo električne energije

Glavna svrha ovog uređaja je stalno mjerenje potrošnje energije nadziranog dijela električnog kruga i prikazivanje njegove veličine u čovjeku prilagođenom obliku. Element elemenata koristi elektroničke komponente čvrstog stanja koje rade na poluvodičima ili mikroprocesorskim izvedbama.

Takvi uređaji proizvode se za rad sa strujnim krugovima:

1. konstantna vrijednost;

2. sinusoidni harmonični oblik.

DC brojila električne energije rade samo u industrijskim poduzećima koja rade snažnu opremu s velikom potrošnjom konstantne snage (elektrificirani željeznički prijevoz, električni automobili ...). U domaće svrhe, ne koriste se, izdaju se u ograničenim količinama. Stoga ih u daljnjem materijalu ovog članka nećemo razmatrati, iako se načelo njihova rada razlikuje od modela koji rade na izmjeničnu struju, uglavnom dizajnom senzora struje i napona.

Elektronski brojila izmjenične struje izrađuju se za unos energije električnih uređaja:

1. sa jednofaznim naponskim sustavom;

2. u trofaznim krugovima.

Dizajn elektronskih brojila

Cjelokupna osnovica elemenata nalazi se unutar kućišta, opremljeno sljedećim:

• terminalni blok za spajanje električnih žica;

• LCD zaslon;

• upravljačke kontrole i prijenos informacija s uređaja;

• mjerni transformatori;

• ploča s tiskanim pločama s čvrstim elementima;

• zaštitni poklopac.

izgled i glavne korisničke postavke jednog od mnogih modela sličnih uređaja proizvedenih u poduzećima Republike Bjelorusije prikazane su na slici.

Izvođenje takvih električni brojilo potvrdio:

• pečat verifikatora koji potvrđuje prolazak mjeriteljske provjere uređaja na ispitnom stolu i ocjenu njegovih karakteristika unutar klase točnosti koju je proglasio proizvođač;

• nesmetano zatvaranje tvrtke za nadzor energije koja je odgovorna za ispravan priključak brojila na električni krug.

Pogled iznutra ploče sličnog uređaja prikazane su na slici.

Ne postoje mehanizmi za pomicanje i indukciju. A prisutnost tri ugrađena strujna transformatora, koji se koriste kao senzori s istim brojem jasno vidljivih kanala na ploči, ukazuje na trofazni rad ovog uređaja.

Elektrotehnički procesi uzeti u obzir pomoću elektroničkog brojila

Rad unutarnjih algoritama trofaznih ili jednofaznih struktura odvija se prema istim zakonima, osim što se u trofaznom, složenijem uređaju događa geometrijska sumacija vrijednosti svakog od tri komponentna kanala.

Stoga će se načela rada elektronskog brojila uglavnom razmatrati na primjeru jednofaznog modela. Da biste to učinili, prisjetite se osnovnih zakona elektrotehnike koji se odnose na snagu.

Njegova puna vrijednost određena je komponentama:

• aktivnog;

• reaktivni (zbroj induktivnih i kapacitivnih opterećenja).

Struja koja teče kroz zajednički krug jednofazne mreže jednaka je u svim područjima, a pad napona na svakom od njegovih elemenata ovisi o vrsti otpora i njegovoj veličini. Na aktivnom otporu podudara se s vektorom prolazne struje u smjeru, a na reaktanciji odstupa u stranu. Štoviše, u induktivnosti je ispred struje u kutu, a zaostaje u kapacitivnosti.

Elektronski brojila mogu uzeti u obzir i prikazati ukupnu snagu i njenu aktivnu i reaktivnu vrijednost. U tu svrhu se mjere trenutni vektori s naponom koji se napaja na njegov ulaz.Vrijednost odstupanja kuta između tih dolaznih vrijednosti određuje i izračunava prirodu opterećenja, daje podatke o svim njezinim komponentama.

U različitim izvedbama elektroničkih brojila, skup funkcija nije isti i mogu se značajno razlikovati u svojoj namjeni. Po tome se oni radikalno ističu od svojih analognih indukcija, koji djeluju na temelju interakcije elektromagnetskih polja i indukcijskih sila koje uzrokuju rotaciju tankog aluminijskog diska. Strukturno, oni mogu mjeriti samo aktivni ili reaktivna snaga u jednofaznom ili trofaznom krugu i punu vrijednost - morate zasebno izračunati ručno.

Princip mjerenja snage elektronskim brojilom

Shema rada jednostavnog dozirnog uređaja s izlaznim pretvaračima prikazano na slici.

Za mjerenje snage koristi jednostavne senzore:

• struja na temelju konvencionalnog šanta kroz koji prolazi faza kruga;

• napon koji djeluje prema shemi dobro poznatog razdjelnika.

Signal snimljen takvim senzorima je mali i pojačava se pomoću elektronskih pojačala struje i napona, nakon čega se vrši analogno-digitalna obrada za daljnju pretvorbu signala i njihovo množenje s ciljem dobivanja vrijednosti proporcionalne vrijednosti potrošnje energije.

Zatim se digitalizirani signal filtrira i šalje uređajima:

• prikazati;

• integracija;

• prijenos mjerenja;

• daljnja pretvorba.

Ulazni senzori električnih veličina koji se koriste u ovom krugu ne daju mjerenja s visokim razredom točnosti vektora struje i napona i, prema tome, izračunavanje snage. Ova se funkcija bolje provodi mjerenjem transformatora.

Jednofazni dijagram rada elektronskog brojila

U njemu je mjerni CT uključen u jaz fazne žice potrošača, a VT je spojen na fazu i nulu.

Signali oba transformatora ne trebaju pojačanje i šalju se preko svojih kanala u ADC jedinicu, koja ih pretvara u digitalni kod napajanja i frekvencije. Daljnje pretvorbe izvodi mikrokontroler koji upravlja:

• prikazati;

• elektronički rele;

• RAM - memorija sa slučajnim pristupom

Preko RAM-a izlazni signal se može dalje prenijeti na informacijski kanal, na primjer, optičkim priključkom.

Funkcionalnost elektronskih brojila

Pogreška mjerenja male snage procijenjena razredom točnosti od 0,5 S ili 02 S omogućuje uporabu ovih uređaja u komercijalnom mjerenju korištene električne energije.

Dizajni dizajnirani za mjerenja u trofaznim krugovima mogu raditi u tro ili četverožičnim električnim krugovima.

Elektronski brojilo može se izravno povezati s postojećom opremom ili imati dizajn koji omogućava upotrebu srednjih, na primjer, visokonaponskih mjernih transformatora. U potonjem se slučaju u pravilu provodi automatska pretvorba izmjerenih sekundarnih veličina u primarne vrijednosti struje, napona i snage, uključujući aktivne i reaktivne komponente.

Brojač bilježi smjer pune snage sa svim svojim komponentama u smjeru prema naprijed i nazad, pohranjuje te podatke u odnosu na vrijeme. U ovom slučaju korisnik može uzeti energetska očitanja priraštajem za određeno vremensko razdoblje, na primjer, trenutni ili odabrani iz kalendarskog dana, mjeseca ili godine ili - akumulacija određenog vremena.

Fiksiranje vrijednosti aktivne i jalove snage za određeno razdoblje, na primjer, 3 ili 30 minuta, kao i brzo pozivanje njegovih maksimalnih vrijednosti za mjesec dana, uvelike olakšava analizu rada elektroenergetske opreme.

U bilo kojem trenutku možete vidjeti trenutne pokazatelje aktivne i reaktivne potrošnje, strujni napon, frekvencije u svakoj fazi.

Prisutnost multi-tarifne funkcije mjerenja energije koja koristi nekoliko kanala prijenosa informacija proširuje uvjete komercijalne uporabe. Istodobno, tarife se kreiraju za određeno vrijeme, na primjer, svakih pola sata vikenda ili radnim danom prema sezoni ili mjesecu u godini.

Radi praktičnosti korisnika, na zaslonu se prikazuje radni izbornik između stavki do kojih možete kretati pomoću susjednih kontrola.

Elektronski mjerač energije omogućuje ne samo očitavanje podataka s zaslona, ​​već i gledanje preko udaljenog računala, kao i unošenje dodatnih podataka ili njihovo programiranje kroz optički ulaz.

Zaštita podataka

Ugradnja brtvi Brojač se izrađuje u dva stupnja:

1. na prvoj razini služba za tehnički nadzor postrojenja zabranjuje pristup unutrašnjosti uređaja nakon što je mjerač proizveden i prođe državnu provjeru

2. Na drugoj razini brtvljenja, predstavnik organizacije za opskrbu energijom ili nadzora energije blokira pristup terminalima i povezanim žicama.

Svi događaji uklanjanja i postavljanja korica opremljeni su alarmom, čiji se rad upisuje u memoriju dnevnika događaja s obzirom na vrijeme i datum.

Sustav lozinki predviđa ograničavanje korisnika na pristup informacijama i može sadržavati do pet ograničenja.

Nivo razine potpuno uklanja ograničenja i omogućuje vam da pregledate sve podatke lokalno ili na daljinu, sinkronizirate vrijeme, prilagodite očitanja.

Prva razina dodatna lozinka pristupa dostupna je zaposlenicima instalacijske ili operativne organizacije ASKUE sustavi za postavljanje opreme i parametara za snimanje koji ne utječu na komercijalne karakteristike.

Druga razina Glavnu pristupnu lozinku dodjeljuje odgovorni nadzornik energije na postavljenom brojilu i u potpunosti je spreman za rad.

Treća razina primarni pristup imaju radnici energetskog nadzora koji uklanjaju i postavljaju poklopac s brojila kako bi pristupili njegovim terminalnim stezaljkama ili obavljali daljinske operacije kroz optički ulaz.

Četvrta razina pruža mogućnost instaliranja hardverskih tipki na ploču, uklanjanje svih instaliranih brtvi i mogućnost rada kroz optički ulaz radi poboljšanja konfiguracije, zamjene koeficijenata kalibracije.

Gore navedeni popis mogućnosti elektroničkog brojila električne energije je općeniti pregled. Može se postaviti pojedinačno i razlikovati se čak i kod svakog modela istog proizvođača.