Como o medidor eletrônico de eletricidade é organizado e funcionando

O principal objetivo deste dispositivo é medir constantemente o consumo de energia da seção monitorada do circuito elétrico e exibir sua magnitude de forma amigável ao ser humano. A base do elemento usa componentes eletrônicos de estado sólido operando em projetos de semicondutores ou microprocessadores.

Tais dispositivos são produzidos para trabalhar com circuitos de corrente:

1. valor constante;

2. forma harmônica sinusoidal.

Os medidores de eletricidade CC funcionam apenas em empresas industriais que operam equipamentos potentes com alto consumo de energia constante (transporte ferroviário eletrificado, carros elétricos ...). Para fins domésticos, eles não são usados, são emitidos em quantidades limitadas. Portanto, no material adicional deste artigo, não os consideraremos, embora o princípio de sua operação seja diferente dos modelos que operam em corrente alternada, principalmente pelo design de sensores de corrente e tensão.

Os medidores de energia CA eletrônicos são fabricados para contabilizar a energia dos dispositivos elétricos:

1. com um sistema de tensão monofásico;

2. em circuitos trifásicos.

Design de medidor eletrônico

Toda a base elementar está localizada dentro do alojamento, equipada com:

• bloco de terminais para conexão de fios elétricos;

• Painel LCD;

• controles operacionais e transmissão de informações do dispositivo;

• transformadores de medição;

• placa de circuito impresso com elementos de estado sólido;

• capa protetora.

Aparência e as principais configurações do usuário de um dos muitos modelos de dispositivos similares produzidos nas empresas da República da Bielorrússia são apresentadas na figura.

O desempenho de tais medidor elétrico confirmado por:

• O carimbo do verificador que confirma a passagem da verificação metrológica do dispositivo no banco de ensaios e a avaliação das suas características na classe de precisão declarada pelo fabricante;

• selo imperturbável da empresa de supervisão de energia responsável pela conexão correta do medidor ao circuito elétrico.

Vista interior placas de um dispositivo semelhante é mostrado na figura.

Não existem mecanismos de movimentação e indução. E a presença de três transformadores de corrente embutidos, usados ​​como sensores com o mesmo número de canais claramente visíveis na placa de circuito, indica uma operação trifásica deste dispositivo.

Processos eletrotécnicos considerados por um medidor eletrônico

O trabalho de algoritmos internos de estruturas trifásicas ou monofásicas ocorre de acordo com as mesmas leis, exceto que em um dispositivo trifásico e mais complexo, ocorre um somatório geométrico dos valores de cada um dos três canais componentes.

Portanto, os princípios de operação do medidor eletrônico serão considerados principalmente no exemplo de um modelo monofásico. Para fazer isso, lembre-se das leis básicas da engenharia elétrica relacionadas à energia.

Seu valor total é determinado pelos componentes:

• ativo;

• reativo (soma das cargas indutivas e capacitivas).

A corrente que flui através do circuito comum de uma rede monofásica é a mesma em todas as áreas, e a queda de tensão em cada um de seus elementos depende do tipo de resistência e de sua magnitude. Na resistência ativa, coincide com o vetor da corrente que passa na direção e na reatância, desvia para o lado. Além disso, na indutância, está à frente da corrente em ângulo e fica para trás na capacitância.

Os medidores eletrônicos são capazes de levar em consideração e exibir a potência total e seu valor ativo e reativo. Para este propósito, os vetores de corrente com a tensão fornecida à sua entrada são medidos.O valor do desvio do ângulo entre esses valores recebidos determina e calcula a natureza da carga, fornece informações sobre todos os seus componentes.

Em projetos diferentes de medidores eletrônicos, o conjunto de funções não é o mesmo e pode diferir significativamente em sua finalidade. Por isso, eles se destacam radicalmente de seus análogos de indução, que funcionam com base na interação de campos eletromagnéticos e forças de indução que causam a rotação de um disco de alumínio fino. Estruturalmente, eles só podem medir ativos ou poder reativo em um circuito monofásico ou trifásico e o valor total - você deve calcular separadamente manualmente.

O princípio da medição de potência por um medidor eletrônico

Esquema de operação de um dispositivo de medição simples com conversores de saída mostrado na figura.

Ele usa sensores simples para medir a potência:

• corrente baseada em uma derivação convencional através da qual a fase do circuito passa;

• tensão operando de acordo com o esquema de um divisor conhecido.

O sinal gravado por esses sensores é pequeno e é aumentado com a ajuda de amplificadores eletrônicos de corrente e tensão, após o qual ocorre o processamento analógico-digital para posterior conversão dos sinais e sua multiplicação, a fim de obter um valor proporcional ao valor do consumo de energia.

Em seguida, o sinal digitalizado é filtrado e enviado para os dispositivos:

• indicação;

• integração;

• transmissão de medições;

• conversão adicional.

Os sensores de entrada das grandezas elétricas utilizadas neste circuito não fornecem medições com uma classe de alta precisão dos vetores de corrente e tensão e, consequentemente, o cálculo da potência. Esta função é melhor implementada medindo transformadores.

Diagrama de operação do medidor eletrônico monofásico

Nele, o TC de medição é incluído na folga do fio da fase do consumidor, e o VT é conectado à fase e ao zero.

Os sinais de ambos os transformadores não precisam de amplificação e são enviados por seus canais para a unidade ADC, que os converte em um código de potência e frequência digital. Conversões adicionais são realizadas por um microcontrolador que controla:

• exibição

• relé eletrônico;

• RAM - memória de acesso aleatório.

Através da RAM, o sinal de saída pode ser transmitido ainda mais ao canal de informações, por exemplo, usando uma porta óptica.

Funcionalidade de medidores eletrônicos

O erro de medição de baixa potência estimado pela classe de precisão de 0,5 S ou 02 S permite o uso desses dispositivos para fins de medição comercial de eletricidade usada.

Projetos projetados para medições em circuitos trifásicos podem operar em circuitos elétricos de três ou quatro fios.

O medidor eletrônico pode ser conectado diretamente ao equipamento existente ou ter um design que permita o uso de intermediários, por exemplo, transformadores de medição de alta tensão. Neste último caso, como regra, é realizada uma conversão automática das quantidades secundárias medidas em valores primários de corrente, tensão e potência, incluindo os componentes ativos e reativos.

O contador captura a direção da potência total com todos os seus componentes nas direções direta e reversa, armazena essas informações em relação ao tempo. Nesse caso, o usuário pode faça leituras de energia por seu incremento por um determinado período de tempo, por exemplo, o atual ou selecionado a partir do dia, mês ou ano civil ou - acumulação por um determinado tempo designado.

Fixar os valores de potência ativa e reativa por um determinado período, por exemplo, 3 ou 30 minutos, bem como a chamada rápida de seus valores máximos por um mês facilita muito a análise da operação dos equipamentos de energia.

A qualquer momento, você pode visualizar indicadores instantâneos de consumo ativo e reativo, tensão atual, frequências em cada fase.

A presença da função de medição de energia multi-tarifa usando vários canais de transmissão de informações expande as condições de uso comercial. Ao mesmo tempo, as tarifas são criadas para um horário específico, por exemplo, a cada meia hora de um final de semana ou um dia útil por estação ou mês do ano.

Para conveniência do usuário, o visor mostra o menu operacional, entre os itens dos quais você pode navegar usando os controles adjacentes.

Um medidor de energia eletrônico permite não apenas ler informações diretamente do visor, mas também visualizá-las através de um computador remoto, além de inserir dados adicionais ou programá-las através da porta óptica.

Protecção de dados

Instalação de selos O contador é feito em duas etapas:

1. No primeiro nível, o serviço de controle técnico da usina é proibido de acessar o interior do dispositivo após a fabricação do medidor e a verificação do estado.

2. No segundo nível de vedação, o acesso aos terminais e fios conectados é bloqueado por um representante da organização de fornecimento de energia ou pela supervisão de energia.

Todos os eventos de remoção e instalação da tampa estão equipados com um alarme, cuja operação é registrada na memória do log de eventos com referência à hora e data.

Sistema de senha prevê a restrição de acesso dos usuários às informações e pode conter até cinco restrições.

Nível zero remove completamente as restrições e permite visualizar todos os dados local ou remotamente, sincronizar o tempo e ajustar as leituras.

Primeiro nível senha de acesso adicional é fornecida aos funcionários da instalação ou organização operacional Sistemas ASKUE para configurar equipamentos e registrar parâmetros que não afetam as características comerciais.

Segundo nível A senha de acesso principal é atribuída pelo supervisor de energia responsável no medidor que foi configurado e está totalmente preparado para o trabalho.

Terceiro nível o acesso primário é concedido aos funcionários de supervisão de energia que removem e instalam a tampa do medidor para acessar seus grampos terminais ou realizar operações remotas através da porta óptica.

Quarto nível fornece a capacidade de instalar chaves de hardware na placa, remover todos os selos instalados e a capacidade de trabalhar através da porta óptica para melhorar a configuração, substituir os coeficientes de calibração.

A lista acima de possibilidades que um medidor de eletricidade eletrônico possui é uma visão geral. Pode ser definido individualmente e diferir mesmo em cada modelo do mesmo fabricante.