Hogyan működik az elektronikus villamosenergia-fogyasztásmérő?

Ennek a készüléknek az a fő célja, hogy folyamatosan mérje az elektromos áramkör megfigyelt szakaszának energiafogyasztását, és ennek nagyságát emberbarát formában jelenítse meg. Az elembázis félvezető vagy mikroprocesszoros kivitelű szilárdtest elektronikai alkatrészeket használ.

Az ilyen eszközöket áramáramkörökkel való működésre állítják elő:

1. állandó érték;

2. szinuszos harmonikus alak.

Az egyenáramú villamosenergia-fogyasztásmérők csak azokban az ipari vállalkozásokban működnek, amelyek nagy teljesítményű berendezéseket működtetnek nagy állandó fogyasztás mellett (villamosított vasúti szállítás, elektromos járművek ...). Háztartási célokra nem használják őket, korlátozott mennyiségben állítják ki. Ezért a cikk további anyagában ezeket nem vesszük figyelembe, bár működésük elve különbözik a váltakozó árammal működő modellektől, főleg az áram- és feszültségérzékelők megtervezése alapján.

Az elektronikus váltakozó áramú fogyasztásmérőket úgy gyártják, hogy az elektromos eszközök energiáját számolják el:

1. egyfázisú feszültségrendszerrel;

2. háromfázisú áramkörökben.

Elektronikus mérőkészítés

A teljes alapegység a ház belsejében található, felszerelve:

• sorkapocs elektromos vezetékek csatlakoztatásához;

• LCD panel;

• működési kezelőszervek és információk továbbítása az eszközről;

• mérő transzformátorok;

• szilárdtest elemekkel ellátott nyomtatott áramköri kártya;

• védőfedél.

megjelenés és a Belarusz Köztársaság vállalkozásaiban gyártott hasonló eszközök sokféle modelljének egyik fő felhasználói beállításait a képen mutatjuk be.

Az előadás ilyen elektromos mérő megerősítette:

• a hitelesítő pecsétje, amely megerősíti az eszköz metrológiai ellenőrzésének áthaladását a próbapadon, és annak jellemzőinek értékelését a gyártó által megadott pontossági osztályon belül;

• az energiafelügyeleti társaság zavartalan pecsétje, amely felelős a mérő elektromos áramkörhez történő megfelelő csatlakoztatásáért.

Belső nézet A képen látható egy hasonló eszköz táblái.

Nincsenek mozgó és indukciós mechanizmusok. És az érzékelőként használt három beépített áramváltó jelenléte, amelyek azonos számú, jól látható csatornával rendelkeznek az áramköri táblán, jelzi ennek az eszköznek a háromfázisú működését.

Az elektronikus mérőeszköz által figyelembe vett elektrotechnikai folyamatok

A háromfázisú vagy egyfázisú struktúrák belső algoritmusainak működése ugyanazon törvények szerint történik, azzal a különbséggel, hogy egy háromfázisú, összetettebb eszköznél a három komponenscsatorna értékeinek geometriai összeadása történik.

Ezért az elektronikus fogyasztásmérő működési elveit főként az egyfázisú modell példáján veszik figyelembe. Ehhez emlékeztesse fel a villamosmérnöki hatalommal kapcsolatos alapvető törvényeket.

Teljes értékét az alkotóelemek határozzák meg:

• aktív;

• reaktív (induktív és kapacitív terhelések összege).

Az egyfázisú hálózat közös áramkörén keresztül áramló áram minden területen azonos, és az egyes elemek feszültségcsökkenése az ellenállás típusától és nagyságától függ. Az aktív ellenálláson egybeesik az irányban haladó áram vektorával, a reaktancián pedig oldalirányban eltér. Sőt, az induktivitásban a szögben meghaladja az áramot, és elmarad a kapacitásból.

Az elektronikus mérőeszközök képesek figyelembe venni és megjeleníteni a teljes teljesítményt, valamint annak aktív és reaktív értékét. Erre a célra megmérik az áramvektorokat, amelyek feszültsége a bemenetére van.A bejövő értékek közötti szögeltérés értéke meghatározza és kiszámítja a terhelés jellegét, információkat nyújt minden alkotórészéről.

Az elektronikus mérőeszközök különböző kivitelénél a funkciók halmaza nem azonos, és rendeltetésükben jelentősen eltérhetnek. Ezáltal radikálisan kitűnnek az indukciós analógjaiktól, amelyek az elektromágneses mezők és az indukciós erők kölcsönhatása alapján működnek, ami egy vékony alumínium tárcsa forgását okozza. Szerkezetileg csak aktív vagy reaktív teljesítmény egyfázisú vagy háromfázisú áramkörben, és a teljes érték - manuálisan külön kell kiszámolnia.

Az energiamérővel történő teljesítménymérés alapelve

Kimeneti konverterekkel ellátott egyszerű mérőkészülék működési rendje az ábrán látható.

Egyszerű érzékelőket használ a teljesítmény mérésére:

• áram egy hagyományos sönt alapján, amelyen keresztül az áramkör fázisa áthalad;

• feszültség egy jól ismert elválasztó séma szerint működik.

Az ilyen érzékelők által rögzített jel kicsi, és növekszik az áram- és feszültség elektronikus erősítőinek segítségével, majd az analóg-digitális feldolgozás zajlik a jelek további átalakításához és szorozásukhoz az energiafogyasztás értékével arányos érték elérése érdekében.

Ezután a digitalizált jelet kiszűrjük és továbbítják az eszközökre:

• megjelenítésére;

• integráció;

• a mérések továbbítása;

• további átalakítás.

Az ebben az áramkörben alkalmazott villamos mennyiségek bemeneti érzékelői nem nyújtanak nagy pontosságú áram- és feszültségvektorok mérését, és ennek megfelelően a teljesítmény kiszámítását. Ezt a funkciót a transzformátorok mérésével lehet jobban megvalósítani.

Egyfázisú elektronikus mérőműszer működési diagramja

Ebben a mérő CT a fogyasztó fázisvezetékének résében van, a VT pedig a fázishoz és a nullához van csatlakoztatva.

A két transzformátor jeleit nem kell erősíteni, és csatornákon keresztül továbbítják az ADC egységhez, amely azokat digitális teljesítmény- és frekvenciakódvá alakítja. A további átalakításokat egy mikrokontroller hajtja végre, amely a következőket vezérli:

• megjelenítésére;

• elektronikus relé;

• RAM - véletlen hozzáférésű memória.

A RAM-n keresztül a kimeneti jelet tovább lehet továbbítani az információs csatornára, például optikai port segítségével.

Az elektronikus mérők működése

A 0,5 S vagy 02 S pontossági osztályba becsült alacsony teljesítménymérési hiba lehetővé teszi ezen eszközök használatát a felhasznált villamos energia kereskedelmi mérésére.

A háromfázisú áramkörök mérésére tervezett tervek három vagy négyvezetékes elektromos áramkörökben is működhetnek.

Az elektronikus mérőkészülék közvetlenül csatlakoztatható a meglévő berendezésekhez, vagy olyan kialakítású lehet, amely lehetővé teszi köztes, például nagyfeszültségű mérőtranszformátorok használatát. Ez utóbbi esetben általában a mért szekunder mennyiségeket automatikusan átalakítják az áram, a feszültség és az energia elsődleges értékévé, ideértve az aktív és a reaktív alkatrészeket is.

A számláló rögzíti a teljes teljesítmény irányát, valamennyi alkatrészével előre és hátra, és ezeket az információkat az idő függvényében tárolja. Ebben az esetben a felhasználó megteheti vegye fel az energiaértékeket növekedése egy bizonyos ideig, például az aktuális vagy a naptári nap, a hónap vagy az év közül kiválasztott, vagy - egy meghatározott időtartamra történő felhalmozás.

Az aktív és a reaktív teljesítmény értékének egy bizonyos időtartamra, például 3 vagy 30 percre történő rögzítése, valamint annak maximális értékének egy hónapra történő gyors lehívása nagyban megkönnyíti az erőművek működésének elemzését.

Bármikor megtekintheti az aktív és reaktív fogyasztás azonnali mutatóit, áramfeszültség, frekvenciák minden fázisban.

A több tarifális energiamérési funkció jelenléte több információátviteli csatornán keresztül kibővíti a kereskedelmi felhasználás feltételeit. Ugyanakkor tarifákat hoznak létre egy meghatározott időtartamra, például hétvégénként félóránként vagy munkanaponként szezonra vagy az év hónapjára.

A felhasználó kényelme érdekében a kijelzőn megjelenik a működési menü, amelynek elemei között navigálhat a szomszédos kezelőszervek segítségével.

Az elektronikus energiafogyasztásmérő nemcsak lehetővé teszi az információk közvetlenül a kijelzőről való olvasását, hanem egy távoli számítógépen történő megtekintését, valamint további adatok bevitelét vagy programozását az optikai porton keresztül.

Adatvédelem

Tömítések beszerelése A számláló két lépésben készül:

1. az első szinten a berendezés műszaki ellenőrző szolgálata tiltja a készülék belsejébe való belépést, miután a mérőt gyártották és az állam ellenőrzi;

2. A második tömítés szintjén a kapcsokhoz és a csatlakoztatott vezetékekhez való hozzáférést az energiaszolgáltató szervezet vagy az energiafelügyelet képviselője blokkolja.

A fedél leszerelésének és felszerelésének minden eseményét riasztóval látják el, amelynek működését az eseménynapló memóriájában rögzítik az idő és a dátum alapján.

Jelszórendszer előírja a felhasználók számára az információkhoz való hozzáférés korlátozását, és akár öt korlátozást is tartalmazhat.

Nulla szint teljesen megszünteti a korlátozásokat, és lehetővé teszi az összes adat helyben vagy távolról történő megtekintését, az idő szinkronizálását, az olvasás beállítását.

Első szint További hozzáférési jelszót kapnak a telepítő vagy az üzemeltető szervezet alkalmazottai ASKUE rendszerek olyan berendezések felállításához és paraméterek rögzítéséhez, amelyek nem befolyásolják a kereskedelmi jellemzőket.

Második szint A fő belépési jelszót a felállított és a munkára teljesen felkészült mérőóra felelős energiaügyi felügyelő adja ki.

Harmadik szint Elsődleges hozzáférést azoknak az energiafelügyeleti munkásoknak biztosítanak, akik eltávolítják és felszerelik a mérő burkolatát, hogy hozzáférjenek a kapcsokhoz, vagy távoli műveleteket végezzenek az optikai porton keresztül.

Negyedik szint lehetővé teszi a hardverkulcsok telepítését a táblára, az összes telepített tömítés eltávolítását, valamint az optikai porton keresztüli munkát a konfiguráció javítása érdekében, a kalibrációs együtthatók cseréjét.

Az elektronikus villamosenergia-fogyasztásmérő fent említett lehetőségeinek általános áttekintése. Külön-külön állítható be, és ugyanannak a gyártónak az egyes modelljeinél is különbözhet.