Dispozitive de măsurare a energiei electrice - tipuri și tipuri, caracteristici principale

Energia electrică este transmisă pe distanțe vaste între diferite state și este distribuită și consumată în cele mai neașteptate locuri și volume. Toate aceste procese necesită înregistrarea automată a capacităților de trecere și a muncii pe care o realizează. Starea sistemului energetic este în continuă schimbare. Este necesar să se analizeze și să gestioneze în mod competent principalii parametri tehnici.

Măsurarea puterii curente este atribuită wattmetrelor, a cărei unitate de măsură este de 1 watt, iar munca efectuată într-o anumită perioadă de timp este atribuită contoarelor care țin cont de numărul de wați pe oră.

În funcție de cantitatea de energie luată în calcul, dispozitivele funcționează în unități kilo-, mega-, gigo- sau tera. Acest lucru vă permite să:

• printr-un metru principal situat la stația care furnizează putere unui mare oraș modern, pentru a evalua terabytele de kilowati de ore petrecute pentru consumul tuturor apartamentelor și întreprinderilor de fabricație din centrul industrial și rezidențial administrativ;

• un număr mare de dispozitive instalate în fiecare apartament sau producție, ține cont de consumul lor individual.

Wattmetrele și contoarele funcționează datorită informațiilor referitoare la starea vectorilor de curent și de tensiune din circuitul de alimentare care le este furnizat constant, care este furnizat de senzorii corespunzători - transformatoare de măsurare în circuite de curent alternativ sau convertoare de curent continuu.

Principiul funcționării oricărui contor poate fi reprezentat într-o schemă bloc simplificată constând din:

• circuite de intrare și ieșire;

• circuite interne.

Contoarele de energie electrică sunt împărțite în două mari grupuri care operează în rețele:

1. Tensiunea de curent alternativ a frecvenței industriale;

2. Curent continuu.

Prima categorie a acestor dispozitive este cea mai numeroasă. Cu aceasta, vom începe o scurtă privire de ansamblu asupra diferitelor modele.

Contoare de curent alternativ

Această clasă de contoare după design este împărțită în trei tipuri:

1. inducție, funcționând de la sfârșitul secolului al XIX-lea;

2. dispozitive electronice care au apărut nu cu mult timp în urmă;

3. produse hibride care combină tehnologia digitală cu o piesă de inducție sau de măsură electrică și un dispozitiv de contor mecanic în proiectarea lor.

Dispozitive de dozare prin inducție

Principiul funcționării unui astfel de contor se bazează pe interacțiunea câmpurilor magnetice. creat de electromagnetii unei bobine de curent încorporate în circuitul de sarcină și o bobină de tensiune conectată în paralel cu circuitul de tensiune de alimentare.

Ele creează un flux magnetic total proporțional cu valoarea puterii care trece prin contor. În câmpul acțiunii sale se află un disc subțire de aluminiu montat într-un rulment de rotație. Reacționează la mărimea și direcția câmpului de forță creat și se rotește în jurul propriei axe.

Viteza și direcția de mișcare a acestui disc corespund valorii puterii aplicate. La aceasta este conectată o schemă cinematică, formată dintr-un sistem de angrenaje și roți cu indicatoare digitale care indică numărul de rotații finalizate, acționând ca un simplu mecanism de numărare.

Contor de inducție monofazat, caracteristici ale dispozitivului

Proiectarea celui mai obișnuit contor de inducție, proiectat pentru o rețea de alimentare cu energie electrică monofazată, este prezentat într-o formă neasamblată în imagine, constând din două fotografii combinate.

Toate unitățile tehnologice principale sunt indicate de indicatoare, iar diagrama electrică a conexiunilor interne, circuitelor de intrare și ieșire este prezentată în imaginea următoare.

Șurubul de tensiune instalat sub capac trebuie întins întotdeauna în timpul funcționării contorului. Este utilizat numai de angajații laboratoarelor electrice atunci când efectuează operațiuni tehnologice speciale - verificarea dispozitivului.

Despre dispozitiv, principiul funcționării și caracteristicile funcționării contoarelor electrice au fost descrise anterior aici:

Cum să conectați corect contorul de electricitate

Cum să luați lecturi de la un contor de electricitate

Contoarele de inducție electrică de acest tip își modifică cu succes resursele din clădirile rezidențiale și apartamentele oamenilor. Acestea sunt conectate în tablouri de control în conformitate cu schema standard prin întrerupătoare cu un singur pol și un comutator de pachete.

Caracteristici de proiectare a unui contor de inducție trifazat

Dispozitivul acestui dispozitiv de măsurare este complet consecvent cu modele monofazate, cu excepția faptului că câmpurile magnetice generate de bobinele curenților și tensiunilor din toate cele trei faze ale circuitului de alimentare a circuitului de putere participă la formarea fluxului magnetic total care afectează rotația discului de aluminiu.

Datorită acestui fapt, numărul de părți din interiorul carcasei este crescut, iar acestea sunt mai dense. Discul de aluminiu este de asemenea dublat. Schema de conectare a bobinelor de curent și tensiune este realizată conform opțiunii de conectare anterioare, dar ținând cont de însumarea fluxurilor magnetice de la fiecare individ.

Același efect poate fi obținut dacă în loc de un contor trifazat, dispozitive monofazate sunt incluse în fiecare fază a sistemului. Cu toate acestea, în acest caz, va trebui să vă ocupați de adăugarea rezultatelor lor manual. Într-un contor de inducție trifazat, această operație se efectuează automat printr-un singur mecanism de numărare.

Contoarele de inducție trifazate pot fi realizate în două tipuri pentru conectare:

1. imediat la circuitele de alimentare, a căror putere trebuie luată în considerare;

2. prin transformatoare de măsurare a tensiunii intermediare și a curentului.

Dispozitivele de primul tip sunt utilizate în circuite de putere de 0,4 kV, cu sarcini care nu pot provoca daune contorului cu o cantitate mică de daune. Ei lucrează în garaje, ateliere mici, case particulare și sunt numite contoare directe de conectare.

Schema circuitelor circuitelor electrice ale unui astfel de dispozitiv din tablou este prezentată în imaginea următoare.

Toate celelalte dispozitive de dozare cu inducție funcționează direct prin transformatoare de măsurare a curentului sau a tensiunii separat, în funcție de condițiile specifice ale sistemului de alimentare sau de utilizarea lor comună.

Aspectul panoului vechi contor de inducție de tip similar (SAZU-IT) este prezentat în fotografie.

Funcționează în circuite secundare cu transformatoare de măsurare a curentului cu o valoare nominală de 5 amperi și transformatoare de tensiune - 100 volți între faze.

Litera "A" în numele tipului de dispozitiv "SAZU" înseamnă că dispozitivul este proiectat pentru a ține cont de componenta activă a puterii totale. Măsurători ale componentei reactive implicate în alte tipuri de dispozitive, încorporând litera "P". Acestea sunt indicate de tipul „SRZU-IT”.

Exemplul de mai sus cu desemnarea contoarelor de inducție trifazate indică faptul că proiectarea lor nu poate ține cont de cantitatea de putere totală cheltuită în lucrare. Pentru a-i determina valoarea, este necesar să preiați citirile de la contoarele de energie activă și reactivă și să efectuați calcule matematice conform tabelelor sau formulelor pregătite.

Acest proces necesită participarea unui număr mare de oameni, nu exclude greșelile frecvente și este laborios. Noile tehnologii și dispozitivele de dozare care lucrează pe elemente de semiconductor îl salvează de la realizarea lui.

Contoarele vechi de tip inducție au încetat să mai fie produse la scară industrială. Pur și simplu își modifică resursele ca parte a echipamentelor electrice de lucru. Acestea nu mai sunt folosite pe complexele recent instalate și puse în funcțiune, dar sunt instalate modele noi și moderne.

Dispozitive de dozare electronice

Pentru a înlocui contoarele de tip inducție, acum sunt produse multe dispozitive electronice, proiectate să funcționeze într-o rețea gospodărească sau ca parte a complexelor de măsurare a echipamentelor industriale complexe care consumă o putere enormă.

În activitatea lor, ei analizează constant starea componentelor active și reactive ale puterii complete pe baza diagramelor vectoriale ale curenților și tensiunilor. Folosindu-le, puterea totală este calculată și toate valorile sunt înregistrate în memoria dispozitivului. Din ea puteți vizualiza aceste date la momentul potrivit.

Două tipuri de sisteme contabile electronice comune

În funcție de tipul de măsurare a cantităților compuse de intrare, contoarele electronice produc:

• cu transformatoare de măsură încorporate de curent și tensiune;

• cu senzori de măsurare.

Dispozitive cu transformatoare de măsurare integrate

Schemă a contorului electronic monofazat prezentat în imagine.

Microcontrolerul procesează semnalele de la transformatoarele de curent și de tensiune prin convertor și emite comenzile corespunzătoare pentru:

• afișare cu afișare de informații;

• releu electronic care comută circuitul intern;

• RAM RAM, care are o conexiune informațională cu un port optic pentru transmiterea parametrilor tehnici prin canale de comunicare.

Dispozitive cu senzori integrați

Acesta este un alt design al contorului electronic. Circuitul ei funcționează pe baza senzorilor:

• curent, constând dintr-un șoc obișnuit prin care curge întreaga sarcină a circuitului de putere;

• tensiune care funcționează pe principiul unui divizor simplu.

Semnalele de curent și tensiune care provin de la acești senzori sunt foarte mici. Prin urmare, acestea sunt amplificate de un dispozitiv special bazat pe un circuit electronic de înaltă precizie și alimentat la unități de conversie cu amplitudine digitală. După ele, semnalele sunt înmulțite, filtrate și transmise către dispozitivele adecvate pentru integrare, afișare, conversie și transmisie ulterioară către diverși utilizatori.

Contoarele care lucrează la acest principiu au o clasă de precizie ușor mai mică, dar respectă pe deplin standardele și cerințele tehnice.

Principiul utilizării senzorilor de curent și de tensiune în locul transformatoarelor de măsurare face posibilă crearea de dispozitive de dozare pentru circuite cu curent alternativ, dar și cu curent continuu, care extinde foarte mult capacitățile lor operaționale.

Pe această bază, au început să apară proiectări ale contorului care pot fi utilizate atât în ​​sistemele de alimentare cu curent continuu, cât și în cele de tip AC.

Tarifele dispozitivelor de dozare moderne

Datorită posibilității de programare a algoritmului de funcționare, contorul electronic poate lua în considerare consumul de energie în timp al zilei. Acest lucru creează interesul populației de a reduce consumul de energie electrică în cele mai intense ore de „vârf” și, astfel, scuti de sarcina creată pentru organizațiile care furnizează energie.

Printre dispozitivele de contorizare electronică există modele care au capacități diferite ale sistemului tarifar. Cele mai mari abilități le au contoarele, care permit reprogramarea flexibilă a dispozitivului de contorizare pentru modificarea tarifelor rețelelor electrice, ținând cont de perioada anului, de sărbători, de diverse reduceri în weekend.

Funcționarea contoarelor de electricitate în conformitate cu sistemul tarifar este benefică pentru consumatori - se economisesc bani pentru plata energiei electrice și pentru organizațiile furnizoare - sarcina maximă este redusă.

Vezi și pe acest subiect:

Cum este aranjat și funcționat contorul electronic de electricitate

Caracteristici de proiectare a dispozitivelor de dozare industriale pentru circuite de înaltă tensiune

Ca un exemplu de astfel de dispozitiv, luați în considerare marca belarusă Gran-Electro SS-301.

Are multe funcții utile pentru utilizatori. La fel ca dispozitivele de dozare obișnuite de dozare, este sigilat și calibrat periodic.

În interiorul carcasei nu există elemente mecanice mobile. Toate lucrările se bazează pe utilizarea plăcilor electronice și a tehnologiilor de microprocesor. Transformatoarele de măsurare sunt angajate în procesarea semnalelor de curent de intrare.

Aceste dispozitive acordă o atenție deosebită fiabilității și protecției securității informațiilor. Pentru a-l păstra, este introdus:

1. sistem la două niveluri pentru etanșarea plăcilor interne;

2. schema de cinci niveluri de organizare a accesului la parole.

Sistemul de umplere se desfășoară în două etape:

1. accesul la corpul acestui contor este limitat imediat la fabrică după finalizarea testelor tehnice și finalizarea verificării de stat cu înregistrarea protocolului;

2. Accesul cablurilor de conectare la terminale este blocat de reprezentanți ai supravegherii energetice sau ai companiei de furnizare a energiei.

Mai mult, în algoritmul de funcționare al dispozitivului există o operație tehnologică care fixează în memoria electronică a dispozitivului toate evenimentele asociate cu îndepărtarea și instalarea capacului blocului de terminale cu legare exactă după dată și oră.

Schema de control a accesului prin parolă

Sistemul permite diferențierea drepturilor utilizatorilor dispozitivului, separarea lor în funcție de accesul la setările contorului, prin crearea nivelurilor:

• zero, oferind eliminarea restricțiilor privind vizualizarea datelor la nivel local sau de la distanță, sincronizarea timpului, corectarea indicațiilor. Dreptul se acordă utilizatorilor autorizați ai dispozitivului;

• primul, care vă permite să efectuați instalarea echipamentului la locul de instalare și să înregistrați parametrii de funcționare care nu afectează caracteristicile utilizării comerciale în memoria RAM;

• al doilea, care permite accesul la informațiile dispozitivului reprezentanților supravegherii energetice după ajustarea și pregătirea acestuia pentru punerea în funcțiune;

• cel de-al treilea, care dă dreptul de a scoate și instala coperta din blocul terminal pentru accesul la terminale sau portul optic;

• în al patrulea rând, oferind posibilitatea de a accesa plăcile dispozitivului pentru instalarea sau înlocuirea cheilor hardware, eliminarea tuturor sigiliilor, efectuarea lucrărilor cu portul optic, modernizarea configurației, calibrarea factorilor de corecție.

Moduri de conectare a contoarelor industriale în întreprinderile energetice

Pentru funcționarea dispozitivelor de dozare, sunt create circuite secundare ramificate ale lanțurilor de măsurare prin utilizarea transformatoarelor de curent și de tensiune de înaltă precizie.

Un mic fragment dintr-un astfel de circuit pentru circuitele de curent ale contorului Gran-Electro SS-301 este prezentat în imagine. Este preluat din documentația de lucru.

Pentru același contor, mai jos este prezentat un fragment de circuite de tensiune de conectare.

Combinarea dispozitivelor de dozare într-un sistem unificat de sistem automatizat de contorizare și control

Sistemul de control automat și contorizare a energiei electrice a început să se dezvolte activ datorită capacităților contoarelor electronice și dezvoltării metodelor de transmitere de informații de la distanță. Pentru conectarea dispozitivelor de contorizare a sistemului de inducție, sunt dezvoltați senzori speciali.

Principalul obiectiv al sistemului ASKUE este colectarea rapidă de informații într-un singur centru de control. În același timp, primește fluxuri de date de la toți consumatorii de stații existente. Acestea conțin informații despre problemele capacității consumate și eliberate, cu posibilitatea de a analiza metodele de generare și distribuție, calcularea costurilor și contabilizarea indicatorilor economici.

Pentru a rezolva problemele organizatorice ale sistemului ASKUE, este prevăzut:

• instalarea dispozitivelor de dozare de înaltă precizie în locuri de contorizare a energiei electrice;

• transferul de informații de la ei se realizează prin semnale digitale folosind „aditivi” care au memorie de acces aleatoriu;

• organizarea unui sistem de comunicare pe canale cu fir și radio;

• implementarea schemei de prelucrare a informațiilor primite.

Contoare de curent continuu

Modelele contoarelor din această clasă înregistrează energie în diferite moduri tehnologice, dar cel mai adesea sunt utilizate pe echipamente electrice de material rulant din transportul urban și pe căile ferate.

Sunt create pe baza unui sistem electrodinamic.

Principiul principal de funcționare al acestor contoare este interacțiunea forțelor fluxului magnetic format din două bobine:

1. primul este fixat permanent;

2. al doilea are capacitatea de a se roti sub influența fluxului magnetic, a cărui magnitudine depinde proporțional de valoarea curentului care curge de-a lungul circuitului.

Parametrii de rotație ai serpentinei sunt transmise mecanismului de numărare și sunt luate în considerare prin consumul de energie electrică.

Vezi și: Modalități de a economisi electricitate într-un apartament și o casă privată