Måleutstyr for elektrisitet - typer og typer, hovedegenskaper

Elektrisk energi overføres over store avstander mellom forskjellige tilstander, og distribueres og forbrukes på de mest uventede steder og volumer. Alle disse prosessene krever automatisk regnskap over de passerte kapasitetene og arbeidene som er utført av dem. Tilstanden til energisystemet er i stadig endring. Det er nødvendig å analysere og kompetent administrere de viktigste tekniske parametrene.

Målingen av strømmen tilordnes wattmetere, hvis måleenhet er 1 watt, og arbeidet som utføres over en viss tidsperiode tilordnes meter som tar hensyn til antall watt per time.

Avhengig av hvor mye energi som tas i betraktning, fungerer enhetene innenfor kilo-, mega-, gigo- eller tera-enheter. Dette lar deg:

• med en hovedmåler som ligger ved transformatorstasjonen og gir kraft til en stor moderne by for å evaluere terabytene på kilowattimer brukt på forbruket til alle leiligheter og produksjonsbedrifter i det administrative industri- og boligsenteret;

• et stort antall enheter installert i hver leilighet eller produksjon, tar hensyn til deres individuelle forbruk.

Wattmeters og tellere fungerer på grunn av informasjonen om tilstanden til strøm- og spenningsvektorene i strømkretsen som kontinuerlig blir levert til dem, som leveres av de tilsvarende sensorer - måling av transformatorer i vekselstrømskretser eller likestrømsomformere.

Prinsippet for drift av en hvilken som helst teller kan være representert i et forenklet blokkskjema bestående av:

• inngangs- og utgangskretser;

• intern kretsløp.

Elektriske energimålere er delt inn i to store grupper som opererer i nettverk:

1. AC spenning av industriell frekvens;

2. Likestrøm.

Den første kategorien av disse enhetene er den mest tallrike. Med henne begynner vi en kort oversikt over en rekke modeller.

AC strømmålere

Denne klassen av tellere etter design er delt inn i tre typer:

1. induksjon, arbeidet siden slutten av det nittende århundre;

2. elektroniske enheter som dukket opp for ikke så lenge siden;

3. hybridprodukter som kombinerer digital teknologi med en induksjons- eller elektrisk målingsdel og et mekanisk måleinstrument i sin design.

Måleinstrumenter for induksjon

Prinsippet for drift av en slik teller er basert på samspillet mellom magnetiske felt. opprettet av elektromagneter fra en strømspole innebygd i lastekretsen, og en spenningsspole koblet parallelt med forsyningsspenningskretsen.

De skaper en total magnetisk fluks proporsjonal med verdien av kraften som går gjennom måleren. Innenfor dens virkning er en tynn aluminiumsskive montert i et rotasjonslager. Den reagerer på størrelsen og retningen til det opprettede kraftfeltet og roterer rundt sin egen akse.

Hastigheten og bevegelsesretningen på denne disken tilsvarer verdien av den påførte kraften. Et kinematisk skjema er koblet til det, bestående av et system med gir og hjul med digitale indikatorer som indikerer antall fullførte omdreininger, og fungerer som en enkel tellemekanisme.

Enfase induksjonsmåler, enhetsfunksjoner

Utformingen av den vanligste induksjonsmåleren, designet for et enfase vekselstrømforsyningsnett, er vist i en umontert form på bildet, bestående av to kombinerte fotografier.

Alle de viktigste teknologiske enhetene er indikert med pekere, og det elektriske diagrammet for interne tilkoblinger, inngangs- og utgangskretser er vist på bildet nedenfor.

Spenningsskruen som er installert under dekselet, må alltid strammes under målerens drift. Det brukes bare av ansatte ved elektriske laboratorier når du utfører spesielle teknologiske operasjoner - sjekker enheten.

Om enheten ble prinsippet om drift og funksjoner ved drift av elektriske målere tidligere beskrevet her:

Slik kobler du strømmåleren riktig

Hvordan ta avlesninger fra en strømmåler

Elektriske induksjonsmålere av denne typen modifiserer ressursen sin vellykket i boligbygg og folks leiligheter. De er koblet i sentralbord i henhold til standardskjemaet via enpolede effektbrytere og en pakkebryter.

Designfunksjoner på en trefaset induksjonsmåler

Innretningen til denne måleinnretningen er helt i samsvar med enfasemodeller, bortsett fra at magnetfeltene som genereres av spolene med strømmer og spenninger i alle tre faser i kraftkretsens strømkrets, deltar i dannelsen av den totale magnetiske fluksen som påvirker rotasjonen av aluminiumsskiven.

På grunn av dette økes antall deler inne i saken, og de er tettere. Aluminiumsskiven er også doblet. Tilkoblingsskjemaet for strøm- og spenningsspolene utføres i henhold til det forrige tilkoblingsalternativet, men under hensyntagen til summeringen av magnetiske flukser fra hver enkelt.

Samme effekt kan oppnås hvis enfaseenheter i stedet for en trefase meter inngår i hver fase av systemet. I dette tilfellet må du imidlertid håndtere å legge til resultatene manuelt. I en trefaset induksjonsmåler utføres denne operasjonen automatisk av en tellemekanisme.

Trefase induksjonsmålere kan utføres i to typer for tilkobling:

1. straks til strømkretser, hvis kraft må tas i betraktning;

2. gjennom mellomspenning og strømmålingstransformatorer.

Enhetene av den første typen brukes i strømkretser på 0,4 kV med belastninger som ikke kan forårsake skade på måleinnretningen med deres lille verdi. De jobber i garasjer, små verksteder, private hjem og kalles direkte tilkoblingsmålere.

Kretsskjemaet for de elektriske kretsene til en slik enhet i sentralbordet er vist på neste bilde.

Alle andre induksjonsmålingsenheter fungerer direkte gjennom måling av strøm eller spenningstransformatorer hver for seg, avhengig av de spesifikke forholdene til strømforsyningssystemet, eller med felles bruk.

Utseendet til panelet til den gamle induksjonsmåleren av en lignende type (SAZU-IT) er vist på fotografiet.

Den fungerer i sekundære kretsløp med måling av strømtransformatorer med en nominell verdi på 5 ampere og spenningstransformatorer - 100 volt mellom fasene.

Bokstaven "A" i navnet til typen enhet "SAZU" betyr at enheten er designet for å gjøre rede for den aktive komponenten av den totale kraften. Målinger av den reaktive komponenten som er involvert i andre typer enheter, inkludert bokstaven "P". De er indikert med typen "SRZU-IT".

Ovennevnte eksempel med betegnelse på trefasede induksjonsmålere indikerer at utformingen av dem ikke kan ta hensyn til mengden av total effekt brukt på arbeidet. For å bestemme verdien er det nødvendig å ta avlesninger fra aktive og reaktive energimålere og utføre matematiske beregninger i henhold til utarbeidede tabeller eller formler.

Denne prosessen krever deltakelse fra et stort antall mennesker, utelukker ikke hyppige feil og er arbeidskrevende. Nye teknologier og måleinstrumenter som jobber med halvlederelementer, redder ham fra å utføre det.

Gamle induksjonsmåler har nesten sluttet å produseres i industriell skala. De endrer ganske enkelt ressursen sin som en del av elektrisk utstyr. De brukes ikke lenger på nylig installerte og satt i drift komplekser, men nye, moderne modeller blir installert.

Elektroniske måleinstrumenter

For å erstatte målere av induksjonstype produseres det nå mange elektroniske enheter, designet for å fungere i et husholdningsnettverk eller som en del av målekomplekser av komplekst industrielt utstyr som bruker enorm strøm.

I sitt arbeid analyserer de kontinuerlig tilstanden til de aktive og reaktive komponentene i full effekt basert på vektordiagrammer over strømmer og spenninger. Ved å bruke dem beregnes den totale effekten, og alle verdiene blir registrert i enhetsminnet. Fra den kan du se disse dataene til rett tid.

To typer vanlige elektroniske regnskapssystemer

I henhold til type måling av sammensatte inngangsmengder produserer elektroniske måleinstrumenter:

• med innebygde måletransformatorer for strøm og spenning;

• med målesensorer.

Enheter med integrerte måletransformatorer

Skjematisk diagram over den elektroniske enfasemåleren vist på bildet.

Mikrokontrolleren behandler signalene fra strøm- og spenningstransformatorene gjennom omformeren og gir de riktige kommandoene til:

• skjerm med informasjonsvisning;

• elektronisk relé bytte intern krets;

• RAM RAM, som har en informasjonsforbindelse med en optisk port for overføring av tekniske parametere gjennom kommunikasjonskanaler.

Enheter med integrerte sensorer

Dette er en annen design av den elektroniske måleren. Kretsen hennes fungerer på basis av sensorer:

• strøm, bestående av en vanlig shunt som hele belastningen på strømkretsen strømmer gjennom;

• spenning som fungerer etter prinsippet om en enkel skillelinje.

Strøm- og spenningssignalene fra disse sensorene er veldig små. Derfor blir de forsterket av en spesiell enhet basert på en elektronisk krets med høy presisjon og mates til amplitude-digitale konverteringsenheter. Etter dem blir signalene multiplisert, filtrert og sendt ut til de aktuelle enhetene for integrasjon, indikasjon, konvertering og videreoverføring til forskjellige brukere.

Teller som arbeider med dette prinsippet har en litt lavere nøyaktighetsklasse, men de oppfyller de tekniske standardene og kravene fullt ut.

Prinsippet med å bruke strøm- og spenningssensorer i stedet for å måle transformatorer gjør det mulig å lage måleinnretninger for kretsløp som ikke bare veksler, men også likestrøm, noe som utvider deres driftsevner kraftig.

På dette grunnlaget begynte det å dukke opp målerkonstruksjoner som kan brukes i begge typer DC og AC strømforsyningssystemer.

Tariff for moderne måleinstrumenter

På grunn av muligheten for å programmere driftsalgoritmen, kan den elektroniske måleren ta hensyn til strømforbruket etter tid på døgnet. Dette skaper befolkningens interesse for å redusere strømforbruket i løpet av de mest intense "peak" timene og dermed avlaste belastningen som er skapt for energiforsyningsorganisasjoner.

Blant elektroniske måleapparater er det modeller som har forskjellige funksjoner i tariffsystemet. De største evnene er besatt av målere, som tillater fleksibel omprogrammering av måleinnretningen for å endre tariffer for elektriske nettverk under hensyntagen til årstid, ferier, forskjellige rabatter i helgene.

Drift av elektrisitetsmålere i samsvar med takstsystemet er gunstig for forbrukerne - penger spares for å betale for strøm og for å levere organisasjoner - topplast reduseres.

Se også om dette emnet:

Hvordan ordnes og fungerer den elektroniske måleren

Design funksjoner for industrielle måleinstrumenter for høyspentkretser

Som et eksempel på en slik enhet, bør du vurdere det hviterussiske tellermerket Gran-Electro SS-301.

Den har mange nyttige funksjoner for brukere. Som vanlige husholdningsmåler er den forseglet og kalibrert med jevne mellomrom.

Inni i saken er det ingen bevegelige mekaniske elementer. Alt arbeid er basert på bruk av elektroniske tavler og mikroprosessorteknologier. Måle transformatorer er involvert i behandlingen av inngangsstrømssignaler.

Disse enhetene er spesielt oppmerksom på pålitelighet og informasjonssikkerhetsbeskyttelse. For å bevare den, blir den introdusert:

1. to-nivå system for tetting av interne tavler;

2. fem-nivå plan for organisering av tilgang til passord.

Fyllingssystemet utføres i to trinn:

1. tilgang til kroppen til denne måleren er øyeblikkelig begrenset fra fabrikken etter gjennomføring av tekniske tester og fullføring av tilstandsverifisering med utførelse av protokollen;

2. Tilgang til å koble ledninger til terminalene er blokkert av representanter for energitilsynet eller energiforsyningsselskapet.

I driftsalgoritmen til enheten er det dessuten en teknologisk operasjon som fikser i det elektroniske minnet til enheten alle hendelsene forbundet med fjerning og installasjon av terminalblokkdekselet med nøyaktig binding etter dato og klokkeslett.

Passordkontrollskjema

Systemet gjør det mulig å skille rettighetene til brukere av enheten, for å skille dem i henhold til tilgangen til målerinnstillingene ved å opprette nivåer:

• null, gir fjerning av begrensninger for visning av data lokalt eller eksternt, tidssynkronisering, korrigering av indikasjoner. Retten tildeles autoriserte brukere av enheten;

• den første, som lar deg sette opp utstyr på installasjonsstedet og skrive til driftsminnets innstillinger for driftsparametere som ikke påvirker egenskapene til kommersiell bruk;

• den andre, som gir tilgang til informasjonen til enheten til representanter for energitilsyn etter dens justering og klargjøring for igangkjøring;

• den tredje, som gir rett til å fjerne og installere dekselet fra terminalblokken for tilgang til terminalene eller den optiske porten;

• fjerde, gir mulighet for tilgang til enhetskortene for å installere eller bytte ut maskinvarenøkler, fjerne alle tetninger, utføre arbeid med den optiske porten, oppgradere konfigurasjonen, kalibrere korreksjonsfaktorer.

Måter å koble industrimålere i energibedrifter på

For drift av måleinnretninger opprettes forgrenede sekundære kretser av målekjeder ved bruk av høypresisjonsstrøm og spenningstransformatorer.

Et lite fragment av en slik krets for strømkretsene til Gran-Electro SS-301-meteren er vist på bildet. Det er hentet fra arbeidsdokumentasjonen.

For samme meter er et fragment av koblingsspenningskretser vist nedenfor.

Kombinere måleenheter til et enhetlig system for automatisert måle- og kontrollsystem

Systemet med automatisk styring og måling av elektrisk energi begynte å utvikle seg raskt takket være evnen til elektroniske målere og utviklingen av metoder for fjernoverføring av informasjon. For å koble til målingsenhetene til induksjonssystemet utvikles spesielle sensorer.

Hovedmålet med ASKUE-systemet er rask innsamling av informasjon i et enkelt kontrollsenter. Samtidig mottar den datastrømmer fra alle forbrukere av eksisterende nettstasjoner. De inneholder informasjon om spørsmålene om forbrukt og levert kapasitet med mulighet for å analysere metoder for generering og distribusjon, beregning av kostnader og regnskap for økonomiske indikatorer.

For å løse organisasjonsproblemene til ASKUE-systemet leveres det:

• installasjon av høye presisjonsmålingsenheter på steder med elektrisk måling

• informasjonsoverføring fra dem blir utført av digitale signaler ved bruk av "tillegg" som har tilfeldig minne;

• organisering av et kommunikasjonssystem over kablede og radiokanaler;

• implementering av behandlingsordningen for mottatt informasjon.

DC elektrisitetsmålere

Modeller på meter av denne klassen registrerer energi i forskjellige teknologiske modus, men oftest brukes de på utstyr til elektrisk rullende materiell til bytransport og på jernbane.

De er laget på basis av et elektrodynamisk system.

Hovedprinsippet for drift av slike tellere er samspillet mellom kreftene til magnetisk fluks dannet av to spoler:

1. den første fikses permanent;

2. den andre har evnen til å rotere under påvirkning av magnetisk flux, hvis størrelse er proporsjonalt avhengig av verdien av strømmen som strømmer langs kretsen.

Spolens rotasjonsparametre overføres til tellemekanismen og tas med i betraktningen av forbruk av elektrisk energi.

Se også: Måter å spare strøm i en leilighet og et privat hus