Содержание

Однофазный счетчик электроэнергии: подключение, принцип работы, выбор

Частные потребители и промышленные предприятия обязаны обеспечивать постоянный учет электрической энергии, использованной для питания электрооборудования. В зависимости от количества фазных проводников, подключаемых к прибору учета электрической энергии все модели подразделяются на однофазные и трехфазные. В данной статье мы рассмотрим однофазный счетчик электроэнергии, как один из видов расчетных электрических приборов.

Принцип работы

За счет постоянного совершенствования технологий совершенствуются и счетчики электроэнергии. Все однофазные модели представленные на современном рынке подразделяются на индукционные и электронные.

Рис. 1. Индукционный и электронный электросчетчик

Первый вариант является первопроходцем в системе учета электрической энергии, несмотря на их простоту и доступность, электронные электросчетчики постепенно вытесняют их за счет высокой точности и расширенной функциональности.

Индукционные счетчики электроэнергии

Индукционные счетчики электроэнергии обладают простой и понятной конструкцией, на примере которой относительно легко разобраться с устройством и принципом действия простейшего электросчетчика.

Рис. 2. Устройство индукционного счетчика электроэнергии

Конструктивно данная модель состоит из:

  • Токовой обмотки – представляет собой катушку индуктивности, включаемую в цепь последовательно нагрузке. Предназначена для измерения величины тока, потребляемого нагрузкой, изготавливается из проволоки большого сечения из нескольких витков.
  • Обмотки напряжения – также представлена катушкой индуктивности, но подключенной параллельно по отношению к токовой обмотке. Изготавливается из тонкой проволоки  и укладывается большим количеством витков, применяется для измерения величины напряжения.
  • Алюминиевый диск – элемент счетчика электроэнергии, предназначенный для преобразования электромагнитного усилия в механическую работу. Устанавливается на ось для вращения по направлению усилий электромагнитного поля катушек индуктивности.
  • Счетный механизм – преобразует количество оборотов алюминиевого диска в цифровое отображение результатов измерения мощности. Состоит из механического циферблата шестеренчатого типа.
  • Постоянный магнит – применяется для сглаживания механических колебаний подвижного диска. Создает постоянный магнитный поток и обеспечивает плавность хода.

Принцип действия индукционного счетчика электроэнергии заключается в том, что при подключении в электрическую цепь на обмотку напряжения подается действующее номинальное напряжение. В случае подключения нагрузки к выводам электросчетчика через токовую катушку будет протекать определенная величина тока.  При взаимодействии двух электромагнитных полей в алюминиевом диске начнут наводиться вихревые токи, что создаст его собственное электромагнитное поле. Механическое усилие от диска через систему шестеренок передастся счетному механизму.

Величина ЭДС, наводимая обмоткой тока и напряжения вступает во взаимодействие с собственным полем подвижного элемента, которое генерируется за счет вихревых токов. Мера данного взаимодействия и определяет скорость вращения алюминиевого диска. Чем больше сила тока, протекающего через токовую катушку, тем больше результат геометрического произведения напряжения и тока.

Рис. 3. Геометрическое вычисление мощности счетчиком электроэнергии

Результирующее значение мощности  будет быстрее вращать диск, что приведет к ускорению начисления показаний счетчика электроэнергии.

Электронные счетчики электроэнергии

С развитием и совершенствованием технических средств произошла модернизация классических индукционных электросчетчиков. Изначально выпускались гибридные электронно-механические модели, но со временем электроника все более и более вытесняла подвижные части. Конструктивно современная электронная модель счетчика электроэнергии состоит из:

Рис. 4.
Устройство электронного счетчика электроэнергии
  • Датчика тока – измеряет величину электрического тока, протекающего через счетчик электроэнергии;
  • Датчика напряжения – предназначен для измерения разности потенциалов, приложенной к зажимам счетчика;
  • Электронного преобразователя – осуществляет подсчет мощности, пропускаемой через счетчик электроэнергии;
  • Микроконтроллера – передает показания на дисплей и в блок памяти, может извлекать данные, обрабатывать их и передавать по каналам связи;
  • Дисплея – предназначен для вывода данных опроса со счетчика электроэнергии, может переключать информацию в многотарифных моделях;
  • Блока ОЗУ и ПЗУ – оперативная и долговременная память, предназначенная для хранения и обработки информации.

Принцип действия электронного счетчика электроэнергии основан на измерении силы тока и величины напряжения приложенного к подключенной нагрузке. Фиксация показаний осуществляется за счет датчиков и передается на электронный преобразователь, который рассчитывает величину мощности и преобразует единицу измеряемой величины в счетный импульс. Сигнал с преобразователя передается на микроконтроллер, который, в зависимости от установленной программы срабатывания, выдает на дисплей необходимые параметры электрической цепи. Помимо трансляции текущих показаний на дисплей, микроконтроллер записывает информацию в блок памяти, и извлекать ее в случае необходимости.

Плюсы и минусы

Однофазные электросчетчики применяются для учета электроэнергии, однако каждый вид прибора учета обладает своими преимуществами и недостатками. Поэтому по порядку рассмотрим плюсы и минусы для каждого из них.

Индукционные счетчики электроэнергии обладают такими плюсами:

  • Простая конструкция и меньшая себестоимость;
  • Доступная система работы, позволяющая даже неискушенному в электрике потребителю определить расход электроэнергии;
  • Такие счетчики электроэнергии куда более устойчивы к скачкам напряжения и низкому качеству электрической энергии в отечественных цепях;
  • Более длительный срок эксплуатации.

К существенным недостаткам индукционных моделей следует отнести их большие габариты и уязвимость перед простейшими способами хищения электроэнергии. Со временем начинают проявляться сбои в работе, часто потребители сталкиваются с явлением самохода.

Электронные счетчики электроэнергии однофазного типа характеризуются такими преимуществами:

  • Меньшие габариты, в сравнении с индукционными моделями;
  • Отсутствуют вращающиеся части, что увеличивает износостойкость и позволяет реже производить поверку счетчика электроэнергии;
  • Могут реализовывать многотарифный учет потребляемой электроэнергии, в некоторых моделях присутствует функция дистанционного автоматического опрашивания;
  • Позволяет фиксировать как активную, так и реактивную составляющую, определят максимум и минимум загрузки за сутки, неделю, месяц;
  • Обладают более высоким классом точности.

К недостаткам электронных моделей следует отнести высокую стоимость, их довольно трудно  отремонтировать из-за сложной схемы и необходимости последующей настройки в лабораторных условиях.

Также они крайне восприимчивы к качеству электроэнергии протекающей через них.

Нюансы установки и схема подключения

Установка и последующее подключение однофазного счетчика электроэнергии не представляют особых трудностей, поэтому данную процедуру по силам выполнить самостоятельно. Но, в то же время, важно соблюдать основные правила и требования для обеспечения вашей безопасности и функциональности системы.

Важно заметить, что подключение однофазного счетчика электроэнергии должно производиться в строгом соответствии со схемой подключения. Правильность выполненной операции проверяется контролером при приеме точки учета электроэнергии:

Рис. 5. Схема подключения однофазного счетчика электроэнергии

Как видите на рисунке, зажимы 1 и 3 предназначены для подключения фазного проводника, а зажимы 4 и 6 для подсоединения нейтрального проводника. Такой принцип оговаривается инструкцией завода изготовителя, поэтому перед началом подключения однофазного электросчетчика необходимо ознакомиться с его техническими параметрами.

Чтобы фазный и нейтральный проводник подключались строго к предназначенным для этого зажимам.

Также при подключении важно соблюдать следующие нюансы:

  • Любая замена или установка нового счетчика электрической энергии должна согласовываться с энергоснабжающей компанией, иначе вас могут отключить с последующим наложением штрафа.
  • Высота размещения счетчика электрической энергии должна составлять от 0,8 до 1,7м над уровнем пола в соответствии с п.1.5.29 ПУЭ. Желательно подбирать расположение таким образом, чтобы показания находились в зоне видимости.
Рис. 6. Высота расположения счетчика электроэнергии
  • Оголенные провода внутри зажима должны исключать возможность соприкосновения жил с разным потенциалом в соответствии с п.5.4 ГОСТ 31818.11-2012.
  • Согласно п.1.5.33 ПУЭ провод или кабель, подключаемый к счетчику электроэнергии должен исключать пайки и другие соединения, допускающие возможность подключения.
  • В соответствии с п.5.9 ГОСТ 31818.
    11-2012 степень защиты от проникновения влаги и пыли для установки однофазного электросчетчика внутри помещения должна составлять не менее IP51 и не ниже IP54 для наружного расположения.

Получить еще более детальную информацию о подключении электросчетчиков вы можете в нашей статье: https://www.asutpp.ru/podklyuchenie-elektroschetchika.html

Критерии выбора

Выбор конкретной модели производится на основании индивидуальных особенностей подключения каждого потребителя. Основными критериями при выборе однофазного счетчика электроэнергии являются:

  • Номинальная мощность (нагрузка) – определяет допустимую нагрузку, которую вы можете подключить. Желательно выбирать модель с 20 – 30% запасом.
Рис. 7. Номинальные параметры электросчетчика
  • Место установки – в зависимости от расположения выбирается модель для наружного или внутреннего монтажа.
  • Количество тарифов – для экономии денежных средств в ночное время суток можно установить двухтарифный электросчетчик.
    Если вы не используете мощные электроприборы, данная функция вам не понадобится.
  • Температурный режим – определяет допустимый диапазон температур, в котором может работать однофазный счетчик электрической энергии.
  • Способ крепления – на DIN-рейку, в кожухе на дюбель.
Рис. 8. Способ крепления электросчетчика

Список использованной литературы

  • «Современные цифровые счетчики учета электроэнергии. Справочник. Схемотехника, аспекты применения» 2006
  • Труб И. И. «Обслуживание индукционных счетчиков и цепей учета в электроустановках» 1983
  • И.А. Данилов «Общая электротехника»  1985

Принцип действия однофазного индукционного счетчика

Принцип работы электрон ного счетчика электроэнергии

До недавних пор все измерения потребленной электроэнергии осуществлялись с помощью индукционных счетчиков. Постепенно, с развитием микро электрон ики, произошел существенный сдвиг в деле совершенствования приборов учета и контроля потребляемой электроэнергии.

Были созданы современные цифровые электрон ные системы управления с применением новейших микроконтроллеров. Это позволило многократно повысить точность измерений, а отсутствие механики значительно повысило надежность счетчика.

Для электрон ных электросчетчиков разработана специальная элементная база и методы обработки поступающей информации. После обработки цифровых данных стал возможен одновременный подсчет не только активной, но и реактивной мощности

Данный фактор приобретает важное значение при организации учета в трехфазных сетях. В результате, были созданы многотарифные электросчетчики, учитывающие накопленную энергию в течение определенного времени суток

Данные приборы способны автоматически определять тот или иной тариф.

Простейшая цифровая система на основе обычного микроконтроллера применяется в тех случаях, когда необходимо измерить импульсы, вывести информацию на дисплей и обеспечить защиту при аварийном сбое. Такие устройства являются цифровыми аналогами механических электросчетчиков. В этой системе поступление сигнала происходит через определенные трансформаторные датчики. Далее он идет на вход микросхемы-преобразователя.

Снятие частотного сигнала, поступающего на вход микроконтроллера, осуществляется на выходе микросхемы. Микроконтроллер подсчитывает все поступившие импульсы и преобразует их в полученное количество энергии (Вт*ч). Когда поступающие единицы накапливаются, их общее значение выводится на монитор и фиксируется во внутренней флэш-памяти на случай исчезновения напряжения в сети и других сбоев. Это позволяет вести непрерывный учет потребляемой электроэнергии.

Работает многотарифный электрон ный счетчик электроэнергии по собственному алгоритму. Последовательный интерфейс позволяет обмениваться информацией с внешним миром. С его помощью задаются тарифы, устанавливается и включается таймер времени, поступает информация о накопленной электроэнергии и т.д. Энергонезависимая оперативная память разделяется на 13 банков данных, сохраняющих информацию о количестве энергии, накопленной по разным тарифам. Первый банк учитывает всю энергию, накопленную от начала работы счетчика. В следующих 12 банках производится учет накоплений за 11 предыдущих месяцев и за текущий период.

Таким образом, принцип действия электросчетчика в электрон ном варианте, позволяет изменять тарифы в соответствии с заранее установленным расписанием. Через специальный разъем можно подключиться к прибору и выяснить объем электроэнергии, оплаченной потребителем.

{SOURCE}

Устройство и принцип работы гибридного электромеханического счетчика.

Гибридный счетчики электроэнергии необходимо разделять на несколько разных узлов: схема счетчика, блок питания, корректирующие цепи и т. д. Блок питания преобразует переменное входное напряжение в низкое постоянное и обеспечивает питание электронных цепей счетчика. Схема счетчика измеряет ток, который потребляется нагрузкой, с помощью трансформатора тока (датчика), через который и протекает измеряемый ток. Другие блоки счетчика электроэнергии выполняют ряд различных функций: вывод показаний и управление через Ethernet, WiMax, Wi-Fi, ZeegBee сети, управление дисплеем, термокомпенсация счетчика, коррекция точности, и т. п. Счетчик состоит из микросхемы обработки, трех трансформаторов тока, цепи питания, электромеханического счетного устройства и дополнительных цепей. В качестве регистра электроэнергии используется простое электромеханическое отсчетное устройство, в котором применен двухфазный шаговый двигатель. Электропитание счетчика обеспечивает источник, построенный на токовом трансформаторе и двухполупериодном выпрямителе.

Индукционные электросчетчики

Как говорилось выше, индукционный электросчетчик работает на основе индукционного механизма, схема которого приведена ниже:

Итак, состоит он из двух неподвижных катушек (обмоток) 1 и 2 которые в пространстве смещаются друг относительно друга на угол равный 90 0. Соответственно и магнитные потоки, протекающие через обмотки, при подключении их к сети будут сдвинуты друг относительно друга. В результате чего возникнет бегущее магнитное поле, которое порождает вращающий момент, который начнет вращать алюминиевый диск 4 расположенный в магнитном поле катушки. Во избежание инерционного вращения диска, после снятия с катушек напряжений, или слишком быстрого вращения при минимальной нагрузке, на диск также будет воздействовать постоянный магнит 3, который будет обеспечивать тормозной момент. Среднее значение вращающего момента будет равно:

Как и в обычном ваттметре в электросчетчике есть две обмотки, тока и напряжения. Обмотка тока выполнена толстым проводом, соответствующим номинальному току и включается в цепь последовательно.

Обмотка напряжения выполнена тонким проводом (0,06 – 0,12 мм) с большим количеством витков и подключается к цепи параллельно.

Все эти обмотки уже расположены внутри прибора и не требует особой схемы включения. В нем есть только два провода ввода (для однофазных фаза — ноль) и вывода. Счетчики имеют класс точности 1,0; 2,0; 2,5. Они могут выпускаться на различные токи напряжением 127В, 220В. Также трехфазные могут быть 127В, 220В, 380В, а также на токи до 2000 А и 35 кВ но подключаемые через измерительные трансформаторы.

Принцип работы индукционного трехфазного аналогичен однофазному, но так как при использовании трехфазных систем возможны различные схемы включения (треугольник, звезда), необходимо предварительно изучить возможности выбранного устройства.

Установка

В магазинах продают как полные комплекты для установки счетчика, так и отдельные детали. Выбор материалов зависит от модели прибора и от особенностей подключения.

Расположение счетчика обязательно вертикальное. Местом крепления может быть деревянный (металлический) лист или специальный защищенный короб. Прибор обязательно должен находиться в зоне свободного визуального контроля.

Перед установкой следует изучить общую схему электропроводки. Это позволит правильно определить тип и количество автоматических выключателей, а также мощность групп потребителей.

Это важно: самостоятельно выполнять установку без разрешения запрещено.

Виды счетчиков электроэнергии

Однофазные индукционные счетчики электроэнергии

Электросчетчик – это прибор учета расхода электроэнергии переменного и постоянного тока.

Существует два типа данных устройств: электронные и индукционные модели. Все они отличаются принципом своей работы, но это никак не отражается на точности подсчетов, поскольку перед продажей каждое устройство проверяется и при необходимости калибруется сотрудниками соответствующих организаций. Компании независимые, поэтому подвоха в их деятельности ждать не стоит. Чтобы было проще определиться с подходящим видом электрического прибора в конкретном случае, нужно более детально изучить особенности каждого.

Индукционный

Данная разновидность широко распространена благодаря большому количеству преимущественных особенностей. Это традиционная конструкция, оснащенная вращающимся колесом. Работа основывается на принципах магнитного поля. Это поле образует несколько катушек – тока и напряжения. Они приводят диск в движение, который запускает счетный механизм.

Из недостатков стоит отметить точность подсчета. Погрешность находится в зоне допустимой, но результаты могли бы быть и лучше.

Электронный

Модульный трехфазный электронный электросчетчик

Эту разновидность можно считать относительно новой. Принцип работы основывается на измерении напряжения и силы тока в электрической сети. Отсутствуют какие-либо промежуточные механизмы, что обеспечивает высокую точность работы. Все показания отображаются на небольшом дисплее, а также хранятся во встроенной памяти. Более детально о достоинствах приборов:

  • Компактные размеры.
  • Его нельзя остановить или замедлить с помощью магнита.
  • Все модели оснащены многотарифной функцией.
  • Имеется встроенная самокорректировка показаний.
  • Удобное снятие показаний.
  • Точность показаний можно повысить дополнительно, для этого устанавливают специальную микросхему.

Несмотря на большое количество преимуществ, имеются и недостатки. Самый весомый – высокая стоимость.

Однотарифные и многотарифные виды электросчетчиков

Однотарифные приборы можно назвать традиционными. Это устройства, к которым привыкли все жители постсоветского пространства.

Многотарифные счетчики в России новика, поскольку вошли в обиход потребителей относительно недавно. Основная задача такого прибора – сокращение финансовых расходов потребителей. Суть экономии заключается в разнице стоимости электроэнергии от времени суток. В ночное и утреннее время она меньше, чем вечером.

Автоматический тип электросчетчика

Автоматический тип электросчетчика представляет собой разновидность электронных моделей. Особенность его заключается в автоматической передаче данных без участия домовладельцев. Процесс происходит своевременно, без потери личного времени. Такие устройства еще не очень распространены в России, но эксперты предполагают, что через 10-15 лет они будут в каждой второй квартире.

Устройство электронного электросчетчика

Электронный электросчётчик – это устройство измерения электрической мощности с преобразованием её в аналоговый сигнал, который далее преобразуется в импульсный сигнал, пропорциональный потребляемой мощности.

Преобразователь (как видно из названия узла)   преобразует аналоговый сигнал в цифровой импульсный, пропорциональный  потребляемой мощности.

Микроконтроллер – главная часть электросчётчика,  анализирует этот сигнал, рассчитывая количество потребляемой электроэнергии и осуществляет передачу информации на устройства вывода, на электромеханическое устройство или на дисплей – если используется жидкокристаллическая матрица, где и показывается количество потребляемой электроэнергии.

Описание, конечно очень общее, но как видно, устройство электронного электросчетчика – чистая электроника, чего не скажешь об устройстве индукционных счётчиков. Несмотря на то что, благодаря своим техническим характеристикам в настоящее всё большее распространение получает применение электронных счётчиков, старые индукционные счётчики были и остаются самыми распространёнными, их устройство стоит рассмотреть подробно.

Устройство индукционного (электро-механического) электросчетчика.

Основные части индукционного электросчётчика это: токовая катушка 1, катушка напряжения 2, алюминиевый диск 3, счётный механизм с червячной и зубчатой передачей 4 и постоянный магнит 5.

Токовая катушка включена в сеть последовательно и создаёт переменный магнитный поток, пропорциональный току, а катушка напряжения – параллельно, создавая переменный магнитный поток, пропорциональный напряжению.

Эти магнитные потоки пронизывают алюминиевый диск, причём, переменные магнитные потоки токовой обмотки – дважды, в связи с U-образной формой её магнитопровода, наводя в нём ЭДС.

Таким образом, возникают электромеханические силы, создающие крутящий момент – вращение диска, ось которого связана со счётным механизмом червячной и зубчатой передачей, производя  передачу движения оси диска на цифровые барабаны.

Крутящий момент, создающий вращение диска пропорционален мощности сети; выше мощность – сильнее крутящий момент, диск крутится по оси быстрее.

Для выравнивания и успокоения колебаний частоты вращения в устройство электросчётчика входит постоянный магнит, поток которого, взаимодействуя с вихревыми токами диска, создаёт электромеханическую силу с направлением, обратным движению диска, что и создаёт тормозной момент.

Устройство и принцип работы

Конструкция счетчика зависит от принципа его работы и осуществляемых функций. Индукционный однофазный счетчик используется в однофазных переменных сетях и состоит из следующих частей:

  • корпуса составного;
  • двух обмоток: токовой и напряжения;
  • двух магнитопроводов: обмотки тока и обмотки напряжения;
  • противополюса;
  • диска алюминиевого;
  • механизма червячного типа;
  • механизма счетного;
  • магнита постоянного, служащего для торможения диска;
  • оси, на которой закреплены счетный механизм, червячная передача и алюминиевый диск.

Схематическое устройство однофазного электросчетчика индукционного типа

Принцип работы устройства заключается в следующем. 2 электромагнита представляют измерительный механизм счетчика. Они расположены под углом 90° друг к другу. В магнитном поле этих электромагнитов находится диск, выполненный из алюминия. Счетчик включается в работу путем подсоединения с электроприемниками токовой обмотки последовательно, а с электроприемниками напряжения – параллельно. При прохождении переменного тока по обмоткам в сердечниках возникают магнитные потоки переменной величины. Они пронизывают диск, в результате чего индуцируют вихревые токи. При взаимодействии последних с магнитными потоками создается усилие, которое вращает диск. Он, в свою очередь, связан со счетным механизмом, который учитывает частоту вращения диска. Цифры, расположенные на счетном механизме фиксируют расход электрической энергии.

При увеличении тока нагрузки возникает больший вращающий момент, что заставляет диск вращаться быстрее.

Принцип работы трехфазных индукционных счетчиков аналогичен выше описанному счетчику, с той лишь разницей, что их используют в трехфазных сетях переменного тока.

Вид спереди трехфазного индукционного электросчетчика со снятой крышкой

Вид сбоку со снятой задней частью корпуса трехфазного индукционного счетчика

С развитием электронных технологий появились счетчики учета расхода электроэнергии электронного типа. Принцип действия их довольно прост. Специальный преобразователь входные аналоговые сигналы с датчиков тока и напряжения преобразует в цифровой импульсный код. Он подается на микроконтроллер, который фиксирует количество потребляемой электроэнергии на дисплее изделия. Отсюда основными частями электронного счетчика являются:

  • кожух защитный;
  • трансформаторы измерительные тока и напряжения;
  • преобразователь;
  • микроконтроллера, являющиеся органом управления и передачи информации на дисплей;
  • колодка клеммная для подсоединения эл. проводов.

Работа однофазных и трехфазных электронных счетчиков осуществляется по одним и тем же законам, с той лишь разницей, что в 3-хфазном осуществляется суммирование величин каждого из трех каналов.

Структурная схема работы однофазного счетчика электронного типа

Из схемы видно, что трансформатор тока включен в разрыв фазного провода, а трансформатор напряжения подключен к нулю и фазе. Сигналы величины тока и напряжения с помощью преобразователя преобразуются в мощность и частоту в цифровом виде, в дальнейшем микроконтроллер управляет оперативным запоминающим устройством (ОЗУ), электронным реле и дисплеем, на котором отражается цифровая информация, фиксирующая расход электроэнергии на подключенном к счетчику объекте. ОЗУ в некоторых моделях может играть роль передатчика информации, что дает возможность контролировать работу счетчика на расстоянии.

Электронные счетчики для замеров расхода электроэнергии в трехфазных схемах, могут работать как в трех,- так и четырехпроводных цепях. Устройства хранят информацию с привязкой ко времени. Показания можно снимать за определенный период времени и фиксировать следующие показатели:

  • активное потребление;
  • реактивное потребление;
  • действующие значения напряжения и тока;
  • частоту в каждой фазе.

Все это позволило создать многотарифные счетчики для подсчета потребления электроэнергии в разное время суток, по дням недели или сезонам.

Устройство и принцип работы электросчетчика

Устройство индукционного счетчика

Чтобы в режиме реального времени и непрерывно производить учет активного энергопотребления переменного тока, требуется устанавливать однофазные или трехфазные индукционные приборы учета. Если же важен учет постоянного тока, который широко распространен на железной дороге и всех видах электротранспорта, монтируют электродинамические приборы учета.

Индукционные электрические счетчики оснащены диском, изготовленным из алюминия, при потреблении ресурса этот подвижный элемент вращается из-за вихревых потоков, созданных индукционными катушками. В данном случае встречаются две разные силы – магнитное поле индукционных катушек и магнитное поле вихревых токов. Образованные в результате токи протекают в цепи параллельной нагрузки. Каждая катушка оснащена сердечником, который намагничивается переменным током. Воздействие непрерывного переменного тока приводит к тому, что полюса электромагнитов постоянно изменяются. Это приводит к прохождению между ними магнитного поля. Именно оно тянет за собой алюминиевый диск, образуя вращение.

Скорость вращения диска прямо пропорциональна величине токов, находящихся в обеих катушках. При производстве электросчетчиков применяются простые соединительные приемы из механики, благодаря чему вращающийся диск связан с цифровыми показаниями на панели.

Последние годы люди все чаще отдают предпочтение электронным двухтарифным конструкциям. Непрерывно увеличивающийся спрос объясним следующим перечнем достоинств:

  • Приборы более точно считывают информацию, что позволяет сократить расходы на оплату коммунальных услуг.
  • В сравнении с механическими электросчетчиками они имеют компактные размеры и более привлекательный внешний вид.
  • Автоматически переключаются на дневной и ночной тарифы, участие человека не требуется. Еще на этапе производства прибор программируют на два временных интервала – с 07:00 до 23:00 и с 23:00 до 07:00.
  • Усовершенствованные модели нуждаются в проверке один раз в течение 5-16 лет. Требуется такая проверка для правильности учета и начисления средств. Проверкой должна заниматься энергопоставляющая компания.

Первая проверка работоспособности устройства проводится еще в заводских условиях, дата обязательно должна быть указана в сопроводительной документации.

Снятие показаний

Электромеханические счетчики снабжены цифровым барабаном, на котором отображается расход электроэнергии в киловаттах. Эти данные можно сдать в расчетную службу или самостоятельно производить расчеты.

В зависимости от модели на барабанном табло появляется 5 или 7 цифр, причем последняя отделена от остальных запятой и выделена цветом. При учете не надо считать десятые и сотые доли киловатт – только целые числа. Полученный расход киловатт за месяц умножают на стоимость 1 киловатта и получают сумму, которую надо заплатить за электричество.

Принцип работы

Умным электрическим счетчиком считают автоматизированное специальное устройство, основная задача которого – сбор данных о количестве потребляемых ресурсов. Оптимальная частота передачи данных на информационные узлы компаний – один раз в течение 60 минут.

Ежегодно плата за электроэнергию, а также воду и газ возрастает. Благодаря этому спрос на интеллектуальные устройства растут ежедневно. Их устанавливают в реконструированных сооружениях и новых домах.

Переход на усовершенствованные виды приборов учета дает много преимущества, включая практичность и выгоду.

Состоит устройство из двух основных частей – контроллера, который отвечает за передачу данных, и счетчика. Передача данных осуществляется несколькими способами, это зависит от разновидности установленного контроллера. Самый современный и бюджетный вид – беспроводной контроллер. С его помощью передача данных может осуществляться одним из следующих способов:

  • GPRS – подключается через стандартную сим-карту мобильной связи, ее требуется регулярно пополнять. Информация подается на серверы с помощью общедоступной сотовой связи.
  • LPWAN – технология имеет много общего с предыдущим способом передачи данных, но она менее энергозатратная. Данные подаются благодаря специальным вышкам, основная задача которых – связь контроллеров с сервером.
  • Wi-Fi – самая современная технология, которая совмещает в себе все преимущества предыдущих двух способов передачи данных. Благодаря низкому энергопотреблению контроллер может работать от аккумуляторных батареек.

Различие по типу электросети

Основное различие счетчиков заключается во втором пункте, а именно, для какой электросети они разработаны – для однофазной или трехфазной.  Электрический счетчик однофазный используются в однофазных двухпроводных сетях напряжением 0,4/ 0,23 кВ. Основное их применение – учет расхода электроэнергии в квартирах или частных домах. Изготавливаются счетчики на напряжение 220 (или 127) вольт, номинальный ток — 5, 10, 20, 40, 60 А. Устанавливаются счетчики на вводе и размещаются в этажных (квартирных) щитах.

Электрический счетчик трехфазный предназначен для трехфазных трехпроводных или четырехпроводных сетей. И если с однофазными счетчиками все просто и понятно, то трехфазные приборы требуют расширенного описания, поскольку они используются в электроустановках, работающих на трехфазном токе. Трехфазные счетчики прямого (непосредственного) включения подсоединяются к сети напрямую, без дополнительных приборов – трансформаторов тока. Номинальный ток изготовляемых счетчиков прямого включения — 5, 10, 20, 30, 50, 100А.

Учет потребленной энергии определяется путем вычитания первоначального показания электросчетчика (Пн) из конечного показания (Пк):

Э = Пк — Пн

Однако бывают ситуации, когда электроустановка потребляет значительный ток и счетчик прямого включения такой ток через себя пропустить не сможет. Поэтому в таких случаях используют подключение электросчетчиков через измерительные трансформаторы тока (ТТ). Основное назначение ТТ – уменьшить ток до таких значений, при которых счетчик будет нормально функционировать. Расчет потребленной энергии здесь определяется также вычитанием начальных показаний из конечных и дополнительно – умножением полученной разницы показаний на коэффициент трансформации (Кт) трансформаторов тока:

Э = (Пк — Пн)*Кт

Определить какой коэффициент трансформации у ТТ можно по данным на шильдике самого трансформатора. Например, надпись 150/5 на ТТ означает, что первичная обмотка данного трансформатора рассчитана на ток 150А, а вторичная на 5А. Из этого соотношения мы и получаем коэффициент трансформации, равный 30. Другими словами — ТТ уменьшает первичный ток в 30 раз.

Правила установки электросчетчика на улице

Установка электрического счетчика на открытом воздухе вне помещения должна проводиться согласно ряду техническо-эксплуатационных требований.

Правильней всего установить счетчик с фасадной стороны дома на высоте 0,8-1,7 метра, что обеспечит легкий доступ к нему представителям сетевой компании и техническому обслуживанию.

Смонтировать счетчик можно непосредственно на опоре бетонного столба, если он располагается на территории дома. Также в электро щитке следует установить защитный автомат, а группу автоматов на все потребители дома лучше смонтировать внутри помещения.

Процесс установки счетчика

  1. Перед монтажными работами необходимо выполнить отключение сетевой линии согласно правилам ПУЭ.
  2. Высота для навесного монтажа счетчика варьируется от 0,8 до 1,7 метра горизонтально поверхности.
  3. При температурах ниже 5°С электросчетчики будут вести себя некорректно. Именно по этой причине стоит подумать об отапливаемом электро щитке.
  4. Входная токовая цепь должна подключаться к автоматическому защитному выключателю, а после этого к счетчику.
  5. Не стоит забывать про защитное заземление, которое позволяет в случае перекоса фаз или короткого замыкания обезопасить всю электронику в доме.
  6. Подключаем выход счетчика на вводный автомат или группу автоматов.
  7. Пробное включение.

Источники

  • https://samelectrik.ru/kak-rabotaet-schetchik-elektroenergii-starogo-i-novogo-obrazca.html
  • https://elektro.guru/elektrooborudovanie/schetchiki/ustanovka-v-kvartire-elektroschetchika-cena-uslugi-i-pribora.html
  • https://teplo.guru/elektrichestvo/schetchiki/ustanovka.html
  • https://o-builder.ru/pravila-ustanovki-elektroschetchika-v-chastnom-dome-kvartire-na-ulice/
  • http://mr-build.ru/elektrika/ustanovka-elektroschetchika.html
  • http://podklyuchenie-elektrichestva.ru/uslugi/ustanovka-schetchikov-elektroenergii/
  • https://mosenergosbyt-lichnyj-kabinet.ru/zamena-schetchika
  • https://elquanta.ru/schetchiki/ustrojjstvo-princip-ehlektroschetchika.html
  • https://teplo.guru/elektrichestvo/schetchiki/ustanovka-v-chastnom-dome.html

Электросчетчик – устройство и принцип работы

Без счетчиков электроэнергии не обходится работа ни одного электрифицированного объекта, будь то гараж, частный дом или промышленное предприятие. Сегодня на рынке представлены счетчики разных типов, моделей, модификаций. Это позволяет подобрать оптимальный вариант с учетом особенностей объекта и количества используемой электроэнергии. Что представляет собой электросчетчик, устройство и принцип работы данного прибора рассмотрим ниже.

Как ведется подсчет электроэнергии

Независимо от устройства и принципа работы, электросчетчик имеет одно назначения — подсчет количества электроэнергии, которая была израсходована за определенный промежуток времени. Расход измеряется в киловатт-часах. Один киловатт-час (кВт·ч) — это количество электроэнергии, которое расходуется потребителем за временной промежуток, равный часу. В цифровом выражении это представлено так:

1 кВт·ч = 1 киловатт × 1 час = 1000 Ватт × 3600 секунд = 3600000 Джоулей = 3,6 Мегаджоуля.

Можно рассмотреть на примере конкретного прибора. Если утюг мощностью 2 киловатта будет работать полчаса, расход составит:

2 кВт × 0,5 часа = 1 кВт·ч.

Классификация электрических счетчиков

По конструктивному устройству электросчетчики делятся на:

  • механические — считаются устаревшими. Из-за больших габаритов и низкой точности показаний они практически не используются;
  • электромеханические — в основном, используются на объектах бытового назначения, где учет электроэнергии ведется по единому тарифу;
  • электронные — более совершенные модели с широким функционалом и высокой точностью показаний. Рекомендуются для установки на объектах, где предусмотрена разная тарификация учета расхода электрической энергии.

Устройство счетчика электроэнергии

Устройство электросчетчика с электронным измерительным механизмом предусматривает наличие таких элементов:

  • специализированные микросхемы, выполняющие функцию замера количества электроэнергии и преобразования полученных данных в единицы измерения;
  • вычислительный механизм;
  • защитный корпус;
  • импульсный или цифровой выход (в зависимости от модели) для возможности удаленного считывания показаний и интеграции прибора в единую систему автоматизированного учета расхода энергии.

В электромеханическом счетчике вычислительный механизм представлен электромагнитом, соединенным с барабаном, который представляет собой систему колесиков с цифрами. В электронном приборе в качестве счетного механизма используется микроконтроллер, подключенный к цифровому дисплею. Устройство электросчетчиков данного типа предусматривает наличие модуля энергонезависимой памяти, в котором регистрируется количество тока, использованное в разных режимах — например, в дневное и ночное время суток.

Принцип работы однотарифного электросчетчика

Принцип работы электросчетчика электромеханического типа достаточно простой. При включении электроприборов на вход счетчика поступают сигналы о напряжении и силе тока, которые фиксируются соответствующими датчиками и передаются на преобразователь. Он, в свою очередь, оцифровывает эти сигналы и преобразует их в импульсы определенной частоты. Импульсы передаются на электромагнит счетного механизма, далее, посредством зубчатой передачи, сигнал поступает на колесики барабана. В результате данные отображаются в виде конкретных цифр.

Вам также может понравиться

Как считываются показания электромеханического однотарифного счетчика

Электромагнитные модели торговой марки Пульсар производства компании «ТЕПЛОВОДОХРАН» оснащены счетным механизмом с шестиразрядным барабаном. Принцип работы электросчетчиков данного типа предусматривает вывод показаний на переднюю панель прибора. При считывании принимаются во внимание первые пять цифр (колесики черного цвета). Показания корректны только в том случае, если прибор подключен к исправной сети электропитания (должен гореть светодиодный индикатор), опломбирован, эксплуатируется с соблюдением сроков поверки и рекомендаций производителя.

Подготовка электромагнитного счетчика к использованию

Перед монтажом и использованием проведите тщательный осмотр прибора на наличие механических повреждений корпуса, проверьте целостность пломб. Напряжение, которое подводится к параллельной цепи электросчетчика, не должно превышать 265 Вольт. Сила электротока в последовательной сети электросчетчика не должна быть выше 60 или 100 Ампер в зависимости от модификации прибора .

Подключение прибора проводится только при обесточенной сети электропитания. После подключение и опломбирования включите электроприборы. При правильном подключении мигает светодиодный индикатор, показания расхода электроэнергии увеличиваются.

Как работает электронный многотарифный электросчетчик

Принцип работы электросчетчиков многотарифного типа аналогичен принципу работы электромагнитных приборов. Единственное отличие — преобразованный сигнал подается на микроконтроллер, который управляет цифровым дисплеем, запоминающим устройством и электронным реле. На дисплей выводится не только количество использованной электроэнергии, но и значения физических величин электросети: мощность, сила электротока, частота сети и другие.

Многотарифные счетчики торговой марки Пульсар способны вести учет электрической энергии по четырем тарифам в двенадцати сезонах. Они оснащены встроенной литиевой батареей, которая обеспечивает автономный ход часов в случае отключения подачи электропитания. Ресурс батареи рассчитан на 16 лет непрерывной работы.

Встроенный модуль памяти позволяет вести журнал событий, рассчитанный на 22 типа событий. В свою очередь, каждый тип может включать до 24 событий.

Как считываются показания электронного счетчика

Принцип работы электросчетчиков данного вида предусматривает вывод показаний на электронный дисплей. Сценарий вывода показаний задается пользователем. Появление на дисплее значка в виде треугольника с восклицательным знаком свидетельствует о наличии ошибок.

Вычислительный механизм может находиться в циклическом или нециклическом режиме работы. В первом случае переключение тарифных режимов осуществляется автоматически (период отображения программируется). Во втором переключение режимов осуществляется вручную посредством нажатия кнопки на крышке корпуса.

Для дистанционного считывания данных предусмотрен цифровой интерфейс RS485 с гальванической изоляцией от входных цепей.

Подготовка электронного счетчика к использованию

Перед установкой электросчетчика необходимо убедиться в его технической исправности, отсутствии повреждений. Следует также проверить заводские настройки прибора. Если они не соответствуют вашим требованиям, проводится перепрограммирование через интерфейс RS485 с использованием ПК и специального программного обеспечения.

После подключения прибора к сети электропитания на дисплее должна появиться информация о версии программного обеспечения и результате самодиагностики. При отсутствии ошибок на дисплее последовательно отображаются разрешенные режимы работы. Показания значений силы электротока и напряжения в сети соответствуют реальным.

На нашем сайте вы можете купить электросчетчик по привлекательным ценам!

Принцип работы электросчетчика: импульсный, индукционный и трехфазный

На чтение 5 мин. Просмотров 267 Опубликовано Обновлено

Первые приборы учета электроэнергии появились в 19 столетии. Объяснить это можно массовыми исследованиями электромагнетизма, которые проводили ученые. Сегодня электросчетчики делятся на несколько видов и устанавливаются во всех помещениях, где люди потребляют электричество. Основная его задача – стабилизировать и при правильном использовании свести к минимуму оплату за коммунальные услуги.

Классификация приборов учета электроэнергии

Различные виды электросчетчиков

Все счетчики для электроэнергии классифицируются по видам в зависимости от типа подключения, конструктивных особенностей и измеряемых величин. Приборы делятся на прямо включаемые в силовую магистраль и устройства, которые подсоединяются к электрической цепи при помощи измерительных трансформаторов.

В зависимости от конструктивных особенностей электрические счетчики делятся на следующие виды:

Электрические счетчики классифицируют на несколько видов по измеряемым величинам и по количеству тарифов. В первом случае приборы учета бывают однофазными и трехфазными, во втором – одно- и двухтарифными.

Устройство и принцип работы электросчетчика

Устройство индукционного счетчика

Чтобы в режиме реального времени и непрерывно производить учет активного энергопотребления переменного тока, требуется устанавливать однофазные или трехфазные индукционные приборы учета. Если же важен учет постоянного тока, который широко распространен на железной дороге и всех видах электротранспорта, монтируют электродинамические приборы учета.

Индукционные электрические счетчики оснащены диском, изготовленным из алюминия, при потреблении ресурса этот подвижный элемент вращается из-за вихревых потоков, созданных индукционными катушками. В данном случае встречаются две разные силы – магнитное поле индукционных катушек и магнитное поле вихревых токов. Образованные в результате токи протекают в цепи параллельной нагрузки. Каждая катушка оснащена сердечником, который намагничивается переменным током. Воздействие непрерывного переменного тока приводит к тому, что полюса электромагнитов постоянно изменяются. Это приводит к прохождению между ними магнитного поля. Именно оно тянет за собой алюминиевый диск, образуя вращение.

Скорость вращения диска прямо пропорциональна величине токов, находящихся в обеих катушках. При производстве электросчетчиков применяются простые соединительные приемы из механики, благодаря чему вращающийся диск связан с цифровыми показаниями на панели.

Учет потребляемого ресурса основывается на прямом напряжении напряжения и тока. Все данные подаются на индикатор, в усовершенствованных моделях данные сохраняются в памяти устройства.

Последние годы люди все чаще отдают предпочтение электронным двухтарифным конструкциям. Непрерывно увеличивающийся спрос объясним следующим перечнем достоинств:

  • Приборы более точно считывают информацию, что позволяет сократить расходы на оплату коммунальных услуг.
  • В сравнении с механическими электросчетчиками они имеют компактные размеры и более привлекательный внешний вид.
  • Автоматически переключаются на дневной и ночной тарифы, участие человека не требуется. Еще на этапе производства прибор программируют на два временных интервала – с 07:00 до 23:00 и с 23:00 до 07:00.
  • Усовершенствованные модели нуждаются в проверке один раз в течение 5-16 лет. Требуется такая проверка для правильности учета и начисления средств. Проверкой должна заниматься энергопоставляющая компания.

Первая проверка работоспособности устройства проводится еще в заводских условиях, дата обязательно должна быть указана в сопроводительной документации.

Среди недостатков двухтарифных приборов учета выделяют высокую стоимость и их ненадежность в сравнении с механическими аналогами. Как показывает практика, электронные модели чаще выходят из строя.

Принципиальная схема электросчетчика

Принципиальная схема счетчика электроэнергии на микросхеме AD7755

Схема работы всех видов электрических приборов не имеет принципиальных отличий, все они похожи.

Для замера мощности задействовано несколько простых датчиков:

  • Датчики напряжения, работа которых основывается на схеме известного делителя.
  • Датчики тока на основе обыкновенного шунта, сквозь который проходит фаза электрической магистрали.

Сигнал, который фиксируется этими датчиками, мал, поэтому его требуется усиливать при помощи электронных усилителей. Потом осуществляется аналогово-цифровая обработка для трансформации сигналов и их перемножения.

Следующие этапы – фильтрация оцифрованного сигнала и вывод на дисплей прибора данных:

  • интегрирования;
  • индикации;
  • передачи вычислений;
  • преобразование.

В этой схеме используемые входные датчики не способны обеспечить измерения высокого класса точности векторов, следовательно, и расчет мощности.

Если требуется высокая точность измерений, схему дополнительно оснащают специальными измерительными трансформаторами.

Если в сравнении рассматривать принципиальную схему работы однофазного электронного прибора учета, в ней дополнительно ТН подсоединен к нулю и фазе, а ТТ – неотъемлемая составляющая разрыва фазного провода. Поскольку сигналы поступают из двух трансформаторов, дополнительное усиление сигнала не требуется. Все дальнейшие преобразования выполняет микроконтроллер, он осуществляет управление дисплеем, оперативным запоминающим устройством и электронным реле. Выходной сигнал через ОЗУ может дальше передаваться в информационный канал.

Принцип работы однофазного счетчика электроэнергии

1. Принцип работы однофазного счетчика электроэнергии

Мастер производственного обучения
Андреев Александр Анатольевич

2. Цель:

O Ознакомить учащихся с устройством и
принципом работы счетчика
электроэнергии

3. Устройство счетчика электроэнергии

1 — токовая катушка
(обмотка)
2 — катушка (обмотка)
напряжения
3 — счетный механизм в виде
червячной передачи
4 — постоянный магнит для
создания торможения
(плавности) хода диска
5 — алюминиевый диск
четный механизм в виде
червячной передачи

4. Принцип работы

Фi — магнитный поток, который создается током нагрузки
Фu — магнитный поток, который создается током в катушке напряжения
Электросчетчик состоит из 2 катушек (обмоток): катушка напряжения и
токовая катушка, электромагниты которых расположены под углом 90°
относительно друг друга в пространстве. В зазоре между этими
электромагнитами находится алюминиевый диск, который с нижней и
верхней стороны крепится на подпятниках. На оси диска установлен червяк,
который через зубчатые колеса передает вращение счетному механизму.
Токовая катушка включается в цепь последовательно и состоит из
небольшого количества витков. Наматывается такая катушка толстым
проводом, соответственно прямому номинальному току электросчетчика.
Катушка напряжения включается в цепь параллельно и состоит из большого
количества витков. Наматывается тонким проводом, примерно с диаметром
0,06 — 0,12.

5. Взаимодействие катушек напряжения и тока

При подачи переменного напряжения на катушку напряжения, и
при протекании через токовую катушку тока нагрузки, в
зазоре наводятся переменные магнитные потоки Фi и Фu,
которые наводят в алюминиевом диске вихревые токи. При
взаимодействии этих потоков и вихревых токов в диске,
возникает вращающий момент — диск начинает вращаться.
O Количество оборотов алюминиевого диска за определенное
время — это и будет наша потребляемая электроэнергия.
O При увеличении тока нагрузки (например, мы включили в сеть
дополнительную нагрузку) в токовой катушке будет
возникать больший вращающий момент и диск будет
вращаться быстрее.
O Для учета электроэнергии в трехфазных сетях переменного
тока используют трехфазные индукционные
электросчетчики, принцип работы которых аналогичен
однофазным.
O

Однофазные и трехфазные электросчётчики - схемы подключения, принцип работы, классы точности

Для учёта количества потребления электроэнергии, измеряемой в киловатт-часах, используются электрические счётчики. Электрические счётчики однофазные и тркхфазные ведут суммарный учёт потребления в сетях переменного тока. По типу электрической сети, конструктивному исполнению, схеме подключения, классу точности, виду измеряемой электроэнергии и т.д. электрические счётчики можно разделить на разные виды и типы.

Однофазнные и трёхфазные счетчики

Счётчики электроэнергии бывают двух основных видов: для однофазной сети переменного тока 220В и для трёхфазной сети переменного тока 380В. Т.е. счётчики бывают однофазными и трёхфазными.

Однофазные счётчики в основном используются в бытовых электрических сетях, т.е. там, где потребители электроэнергии работают от электрической сети напряжением 220В. Например, потребителем может быть обычная бытовая техника или комнатное освещение.

Трёхфазные счётчики используются на предприятиях, где основная электрическая нагрузка – это трёхфазные потребители. В качестве трёхфазных потребителей могут выступать силовые трансформаторы и трёхфазные электродвигатели. Также в качестве трёхфазной нагрузки могут выступать и однофазные потребители, но распределённые по разным фазам.

Принцип действия

По принципу действия счётчики бывают индукционными (электромеханическими) и электронными (статическими). Первые наиболее распространены, т.к. они были изобретены значительно раньше. По сравнению с электронными счётчиками, счётчики индукционные морально устарели. Кроме того у них больше погрешность и они способны вести только простой учёт потребления электроэнергии.

Наблюдать работу счётчика можно по крутящемуся диску. Чем быстрее крутится диск, тем большая нагрузка проходит через счётчик в данный момент времени. На индукционном счётчике обычно указывается, сколько оборотов диска соответствует 1кВт*ч потреблённой электроэнергии. Подсчёт электроэнергии выполняется по механическому счётному механизму.

Электронные (современные) счётчики по своим параметрам на много лучше устаревших индукционных. Они более точны, позволяют вести многотарифный учёт электроэнергии. Кроме того они способны хранить данные потребления по времени суток, по дням, месяцам и т.д. Многие модели электронных счётчиков способны передавать данные учёта по сети или по каналу мобильной связи, т.е. существует возможность удалённого снятия показаний.

Наблюдать работу электронного счётчика можно по миганию светового индикатора, находящегося на счётчике. Чем чаще происходит мигание, тем большая нагрузка проходит через счётчик. На электронном счётчике должно указываться количество световых импульсов, соответствующее потреблению 1кВт*ч электроэнергии.

У многих электронных счётчиков имеется жидкокристаллический дисплей, на котором можно наблюдать потребление электроэнергии.

Класс точности счетчика

Класс точности – это погрешность устройства, указанная в процентах. По классу точности электрические счётчики можно разделить на рабочие и образцовые (эталонные).

Рабочие счётчики используются для постоянного и непрерывного учёта в электрических сетях. Образцовые счётчики служат для контрольной поверки рабочих счётчиков.

Вид измеряемой электроэнергии

По виду измеряемой электроэнергии устройства делятся на счётчики активной электроэнергии, счётчики реактивной электроэнергии и комбинированные счётчики (активно-реактивной электроэнергии).

Способ подключения

В зависимости от схемы подключения счётчики бывают прямого и непрямого включения. Счётчики прямого включения используются в сетях с потребителями небольшой мощности. В основном это обычные однофазные устройства учёта, но могут быть и трёхфазные счётчики прямого включения.

Счётчики непрямого включения устанавливаются для учёта в сетях, где прямой учёт невозможен ввиду большой токовой нагрузки, проходящей в сети. Обычно большие токи протекают в трёхфазных сетях переменного тока.

Для непрямого учёта используются трансформаторы тока, вторичные обмотки которых подключаются непосредственно к счётчику.

Для подсчёта электроэнергии в высоковольтных сетях применяют высоковольтные счётчики прямого включения или счётчики, ведущие учёт через высоковольтные трансформаторы тока и трансформаторы напряжения.

Схемы подключения трех и однофазных счетчиков

Однофазный счётчик

Данный счётчик подключается достаточно просто. К нему подходят четыре провода: фаза-вход, фаза выход, ноль-вход и ноль-выход.

Фаза-вход – фазный провод, идущий от сети. Фаза-выход – провод, идущий к потребителям (к нагрузке). Ноль-вход – нулевой провод, идущий от сети. Ноль-выход – нулевой провод, идущий к нагрузке.

Главное в подключении однофазного счётчика – не перепутать клеммы при подключении фазных и нулевых проводников.

Трёхфазный счётчик

Трёхфазные счётчики в сетях 380В подключаются по различным схемам:

● прямое включение;

● полукосвенное;

● схема «звезда».

Трёхфазный счётчик прямого включения подключается аналогично однофазному счётчику, но стой лишь разницей, что количество входных и выходных фазных проводов будет в три раза больше. Т.е. на каждую из трёх фаз будет один входящий и один выходящий провод. В итоге получается, что к счётчику подключаются восемь проводов.

Трёхфазные счётчики непрямого включения (полукосвенное, схема «звезда») используют в связке с трансформаторами тока. Вторичные обмотки трансформаторов тока подключаются к токовым клеммам счётчика. При подключении необходимо обязательно учитывать полярность первичной и вторичной обмоток трансформаторов тока. От этого зависит правильная работа счётчика и, соответственно, правильный учёт электроэнергии.

Стоит отметить, что подключение всех видов электросчётчиков должны производить представители энергоснабжающей организации. Кроме самого подключения они производят и пломбировку счётчика. Если счётчик электронный и программируемый, то сотрудники энергосбыта производят и соответствующие его настройки.   

Устройство и принцип работы электрического счетчика


На рисунке показано устройство однофазного индукционного электрического счетчика:

В зазоре между магнитопроводом 8 обмотки напряжения 7 и магнитопроводом 10 токовой обмотки 13 размещен подвижной алюминиевый диск 17, насаженный на ось 1, установленную в пружинящем подпятнике 15 и верхней опоре 5. Через червяк 2, укрепленный на оси, и соответствующие зубчатые колеса вращение диска 17 передается к счетному механизму.

Для прикрепления счетного механизма к счетчику имеется отверстие 4. Токовая обмотка 13, включаемая последовательно в исследуемую цепь, состоит из малого числа витков, намотанных толстым проводом (соответственно номинальному току счетчика).
Обмотка напряжения 7, включаемая в цепь параллельно, состоит из большего числа (8000 - 12000) витков, намотанных тонким проводом - диаметром 0,08 - 0,12 мм.

Когда к этой обмотке приложено переменное напряжение, а по токовой обмотке протекает ток нагрузки, в магнитопроводах 8 и 10 появляются переменные магнитные потоки, замыкающиеся через алюминиевый диск. Переменные магнитные потоки, пронизывая диск, наводят в нем вихревые токи.
Эти токи, взаимодействуя с соответствующими потоками, образуют вращающий момент, действующий на подвижный алюминиевый диск.

При помощи постоянного магнита 3, в поле которого вращается диск счетчика, создается тормозной (противодействующий) момент.
Установившаяся скорость вращения диска наступает при равенстве вращающего и тормозного моментов.

Число оборотов диска за определенное время будет пропорционально израсходованной энергии или установившаяся равномерная скорость вращения диска будет пропорциональна мощности при условии, что вращающий момент, действующий на диск, пропорционален мощности цепи, в которую включен счетчик.

Трение в механизме индукционного счетчика приводит к появлению погрешностей в показаниях. Особенно велико влияние сил трения при малых (5-10% номинальной) нагрузках индукционного счетчика, когда отрицательная погрешность достигает 12 - 15%.

Для уменьшения влияния сил трения в счетчиках применяют специальные устройства, называемые компенсаторами трения. На рисунке это пластинка 11, перемещая которую, регулируют величину компенсационного момента. Величина этого момента пропорциональна напряжению. Поэтому, при повышении приложенного напряжения, компенсационный момент может оказаться больше момента трения и появляется так называемый самоход, для устранения которого предусмотрено противосамоходное устройство в виде стальных крючка и пластинки 16.

Важным параметром счетчиков электрической энергии переменного тока является также чувствительность или порог чувствительности, под которым понимают минимальную мощность, выраженную в процентах от номинальной, при которой диск счетчика начинает безостановочно вращаться.

Согласно ГОСТу, значение чувствительности для счетчиков разных классов точности должно быть не менее 0,5 - 1,5%. Порог чувствительности определяется значениями компенсационного момента и моментом торможения, создаваемым противосамоходным устройством.



ОДНОФАЗНЫЙ СЧЕТЧИК ЭНЕРГИИ

ОДНОФАЗНЫЙ ЭНЕРГОСЧЕТЧИК ИНДУКЦИОННОГО ТИПА :

Приборы индукционного типа используются для: c. измерения. индукционный принцип находит свое самое широкое применение в качестве счетчика энергии. Счетчик энергии индукционного типа, неизменно используемый для измерения энергии, потребляемой в любом переменном токе. цепей в заданный период, когда напряжение и частота питания постоянны. Счетчик энергии - это интегрирующий прибор, который измеряет общее количество электроэнергии, подаваемой в цепь за определенный период.

Принцип:

Основным принципом работы счетчика энергии индукционного типа является электромагнитная индукция . Когда переменный ток протекает через две удобно расположенные катушки, создается вращающееся магнитное поле, которое разрезается металлическим диском, подвешенным рядом с катушками, таким образом, возникает ЭДС в диске, который циркулирует в нем. За счет взаимодействия вращающегося магнитного поля и вихревых токов создается крутящий момент, который вызывает вращение диска. Однофазный счетчик энергии индукционного типа, как показано на рис., Имеет следующие основные части рабочего механизма.
  1. Система привода.
  2. Подвижная система.
  3. Разрывная система.
  4. Регистрирующий механизм.

1. Система привода.

Он состоит из двух электромагнитов, называемых «шунтирующим» магнитом и «последовательным» магнитом ,

.


Магнит серии : он состоит из нескольких U-образных пластин кремнистой стали, вместе образующих сердечник.Катушка из толстой проволоки, имеющая несколько витков, ранена в обе стороны П-образного магнита. Катушка известна как токовая катушка, которая последовательно соединена с нагрузкой. создает магнитное поле, пропорциональное и синфазное с линейным током I.

Шунтирующий магнит: он состоит из нескольких М-образных пластин кремнистой стали, собранных вместе, чтобы сформировать сердечник. Катушка из тонкой проволоки с большим количеством витков, намотанная на центральном плече магнита. эта катушка подключена к нагрузке. таким образом, он возбуждается током, пропорциональным напряжению питания и известным как потенциал катушки.

2.Подвижная система .

Подвижная система состоит из легкого вращающегося алюминиевого диска, установленного на вертикальном шпинделе или валу. Вал, на котором крепится алюминиевый диск, соединен зубчатой ​​передачей с часовым механизмом на передней панели счетчика для предоставления информации о потреблении энергии нагрузкой.

Изменяющиеся во времени (синусоидальные) потоки, создаваемые шунтом и последовательным магнитом, индуцируют вихревые токи в алюминиевом диске.

Взаимодействие между этими двумя магнитными полями и вихревыми токами создает крутящий момент в диске.

Таким образом, количество оборотов диска пропорционально энергии, потребляемой нагрузкой в ​​определенном временном интервале, и обычно измеряется в киловатт-часах (кВтч) .

3. Разрывная система.

Демпфирование диска обеспечивается небольшим постоянным магнитом , расположенным диаметрально противоположно a.c магнитами. Диск проходит между зазорами магнита. Движение вращающегося диска через магнитное поле, пересекающее воздушный зазор, создает в диске вихревые токи, которые реагируют с магнитным полем и создают тормозной момент.

Изменяя положение тормозного магнита или отклоняя часть образующегося там магнитного потока, можно управлять скоростью вращающегося диска.

4. Регистрирующий механизм.
Функция записывающего или регистрирующего механизма заключается в непрерывной записи числа на циферблате, которое пропорционально оборотам, совершаемым движущейся системой.Число оборотов на диске - это измеренная электрическая энергия, проходящая через счетчик.

Рабочий Однофазного счетчика энергии:





Когда счетчик энергии подключен к цепи, токовая катушка передает ток нагрузки, а катушка давления передает ток, пропорциональный напряжению питания. магнитное поле, создаваемое последовательным магнитным полем в фазе с линейным током, и магнитное поле, создаваемое шунтирующим магнитом, находится в квадратуре с приложенным напряжением.таким образом, существует разность фаз между потоками, создаваемыми двумя катушками. Эта установка вращает магнитное поле, которое взаимодействует с диском и создает крутящий момент, и, таким образом, диск начинает вращаться. Число оборотов, совершаемых диском, зависит от энергии, проходящей через счетчик. шпиндель соединен с регистрирующим механизмом, так что энергия, потребляемая в цепи, напрямую регистрируется в кВт · ч .

Скорость диска регулируется путем регулировки положения тормозного магнита.Например, если счетчик энергии регистрирует меньше энергии, чем энергия, фактически потребляемая в цепи. затем скорость диска должна быть увеличена, что достигается путем просеивания тормозного магнита ближе к центру диска наоборот.



Постоянная счетчика, K = Число оборотов

Отпущенная энергия, кВт · ч
По , используя это соотношение, мы можем вычислить числовые значения задачи.

Обзор однофазного индукционного счетчика энергии

Однофазный индукционный счетчик киловатт-часов

Однофазный индукционный счетчик энергии также широко известен как счетчик ватт-часов . Это имя дано ему. Эта статья посвящена только его конструктивным особенностям и работе. Счетчик энергии индукционного типа в основном состоит из следующих компонентов:

1. Приводная система
2. Подвижная система
3. Тормозная система и
4.Регистрирующая система

Приводная система

Состоит из двух электромагнитов, называемых «шунтирующий» магнит и «серийный» магнит , ламинированной конструкции. Катушка с большим количеством витков тонкой проволоки намотана на среднее плечо шунтирующего магнита.

Эта катушка известна как катушка « давления или напряжения » и подключается к сети питания. Эта катушка напряжения имеет много витков и устроена как можно более индуктивной.Другими словами, катушка напряжения обеспечивает высокое отношение индуктивности к сопротивлению.

Это приводит к тому, что ток и, следовательно, магнитный поток отстают от напряжения питания почти на 90 градусов.

Однофазный индукционный счетчик киловатт-часов - конструкция

На центральном плече шунтирующего магнита предусмотрены регулируемые медные экранирующие кольца, чтобы сдвиг фазового угла между магнитным полем, создаваемым шунтирующим магнитом, и напряжением питания составлял приблизительно 90 градусов.

Медные экранирующие полосы также называют компенсатором коэффициента мощности или компенсирующим контуром.Последовательный электромагнит приводится в действие катушкой, известной как «токовая» катушка , которая подключена последовательно с нагрузкой так, чтобы пропускать ток нагрузки. Поток, создаваемый этим магнитом, пропорционален току нагрузки и находится в фазе.

Перейти к указателю ↑


Система перемещения

Система перемещения по существу состоит из легкого вращающегося алюминиевого диска, установленного на вертикальном шпинделе или валу. Вал, на котором крепится алюминиевый диск, соединен зубчатой ​​передачей с часовым механизмом на передней панели счетчика для предоставления информации о потреблении энергии нагрузкой.

Изменяющиеся во времени (синусоидальные) потоки, создаваемые шунтом и последовательным магнитом, индуцируют вихревые токи в алюминиевом диске.

Взаимодействие между этими двумя магнитными полями и вихревыми токами создает крутящий момент в диске.

Таким образом, количество оборотов диска пропорционально энергии, потребляемой нагрузкой в ​​определенном временном интервале, и обычно измеряется в киловатт-часах (кВтч) .

Перейти к индексу ↑


Тормозная система

Демпфирование диска обеспечивается маленьким постоянным магнитом , расположенным диаметрально противоположно a.c магнитами. Диск проходит между зазорами магнита. Движение вращающегося диска через магнитное поле, пересекающее воздушный зазор, создает в диске вихревые токи, которые реагируют с магнитным полем и создают тормозной момент.

Изменяя положение тормозного магнита или отклоняя часть образующегося там магнитного потока, можно управлять скоростью вращающегося диска.

Перейти к указателю ↑


Система регистрации или подсчета

Схема однофазного индукционного счетчика киловатт-часов

Система регистрации или подсчета по существу состоит из зубчатой ​​передачи, приводимой в движение червячной или шестерней на валу диска, которая вращает указатели укажите на циферблатах количество поворотов диска.

Таким образом, счетчик энергии определяет и суммирует или интегрирует все мгновенные значения мощности , чтобы таким образом была известна общая энергия, использованная за период.

Следовательно, этот тип счетчика также называется «интегрирующим» счетчиком .


Работа счетчика энергии однофазного индукционного типа

Основная работа счетчика энергии однофазного индукционного типа сосредоточена только на двух механизмах:

  1. Механизм вращения алюминиевого диска, который вращается со скоростью, пропорциональной сила.
  2. Механизм подсчета и отображения количества переданной энергии.

Давайте кратко рассмотрим этот механизм:


Механизм вращения алюминиевого диска

, который вращается со скоростью, пропорциональной мощности.

На металлический диск действуют две катушки. Одна катушка подключена таким образом, что она создает магнитный поток, пропорциональный напряжению, а другая - магнитный поток, пропорциональный току.Поле катушки напряжения задерживается на 90 градусов с помощью катушки запаздывания.

Это создает вихревые токи в диске, и в результате на диск действует сила, пропорциональная произведению мгновенного тока и напряжения.

Постоянный магнит создает противодействующую силу, пропорциональную скорости вращения диска - это действует как тормоз, который заставляет диск перестать вращаться, когда энергия перестает поступать, вместо того, чтобы позволить ему вращаться все быстрее и быстрее.Это заставляет диск вращаться со скоростью, пропорциональной используемой мощности.

Перейти к индексу ↑


Механизм отображения количества переданной энергии

В зависимости от числа оборотов алюминиевого диска.

Алюминиевый диск поддерживается шпинделем с червячной передачей, приводящей в движение регистр. Регистр представляет собой набор циферблатов, которые фиксируют количество использованной энергии.

Циферблаты могут быть циклометрического типа, дисплеем, подобным одометру, который легко считывать, когда для каждого циферблата одна цифра отображается через окошко на лицевой стороне счетчика, или типа указателя, где указатель указывает каждый цифра.

Следует отметить, что в случае стрелочного типа со шкалой, соседние указатели обычно вращаются в противоположных направлениях из-за зубчатого механизма.

Перейти к указателю ↑

Типы счетчиков энергии и принципы их работы

Счетчик энергии - это прибор, измеряющий количество электроэнергии, потребляемой потребителями. Коммунальные предприятия устанавливают эти инструменты в каждом месте, например, в домах, на производстве, в организациях, чтобы взимать плату за потребление электроэнергии такими нагрузками, как освещение, вентиляторы и другие приборы.Когда желательна экономия энергии в определенные периоды, некоторые счетчики могут измерять потребление, максимальное использование мощности в некоторый интервал. Измерение «времени суток» позволяет изменять расценки на электроэнергию в течение дня, чтобы регистрировать использование в периоды пиковых высоких затрат и в периоды непиковой нагрузки с меньшими затратами. Кроме того, в некоторых областях счетчики имеют реле для отключения нагрузки в ответ на запрос в периоды пиковой нагрузки. Наиболее интересный тип используется в качестве счетчиков электроэнергии с предоплатой. Типы счетчиков энергии приведены ниже с пояснением

Базовая единица мощности - ватт.Тысяча ватт - это один киловатт. Если мы используем один киловатт в час, это считается одной единицей потребляемой энергии. Эти измерители измеряют мгновенное напряжение и ток, вычисляют его произведение и выдают мгновенную мощность. Эта мощность интегрируется за период, который дает энергию, использованную за этот период времени.

Типы счетчиков энергии Счетчики энергии

подразделяются на три основных типа в соответствии с различными факторами, такими как:
1.Тип дисплея

2. Технические характеристики, такие как однофазный, низкотемпературный, трехфазный, высокотемпературный и многие другие.

3. Тип использования: бытовое, коммерческое и промышленное

4. Тип точки учета

Типы по конструкции

По конструкции счетчики электроэнергии подразделяются на три типа, которые приведены ниже.

1. Электромеханический индукционный типа

2. Электронный счетчик энергии

3. Интеллектуальный счетчик энергии

Типы ш.r.t Фаза

По фазе счетчики энергии подразделяются на три типа, которые приведены ниже.

1. Однофазный счетчик энергии

2. Трехфазный счетчик энергии

Электронный счетчик энергии


Электронные счетчики отображают потребляемую энергию на ЖК- или светодиодном дисплее, а некоторые также могут передавать показания в удаленные места. В дополнение к измерению потребляемой энергии электронные счетчики также могут регистрировать другие параметры нагрузки и питания, такие как мгновенная и максимальная потребляемая мощность, напряжения, коэффициент мощности, используемая реактивная мощность и т. Д.Они также могут поддерживать выставление счетов за время суток, например, запись количества энергии, потребляемой в часы пик и вне часов.

Это точные, высокопроизводительные и надежные типы измерительных приборов по сравнению с обычными механическими счетчиками. Он потребляет меньше энергии и мгновенно начинает измерения при подключении к нагрузке. Эти измерители могут быть аналоговыми или цифровыми. В аналоговых счетчиках мощность преобразуется в пропорциональную частоту или частоту импульсов и интегрируется счетчиками, размещенными внутри нее.

В цифровом электросчетчике мощность напрямую измеряется высокопроизводительным процессором. Питание интегрируется логическими схемами для получения энергии, а также для целей тестирования и калибровки. Затем она преобразуется в частоту или частоту импульсов.


➢ Цифровой электронный счетчик энергии:

Цифровой сигнальный процессор или высокопроизводительные микропроцессоры используются в цифровых электросчетчиках. Как и аналоговые измерители, преобразователи напряжения и тока подключаются к АЦП высокого разрешения.После преобразования аналоговых сигналов в цифровые отсчеты, отсчеты напряжения и тока умножаются и интегрируются цифровыми схемами для измерения потребляемой энергии.

Микропроцессор

также рассчитывает фазовый угол между напряжением и током, так что он также измеряет и показывает реактивную мощность. Он запрограммирован таким образом, что рассчитывает энергию в соответствии с тарифом и другими параметрами, такими как коэффициент мощности , максимальное потребление и т. Д., И сохраняет все эти значения в энергонезависимой памяти EEPROM.

Он содержит часы реального времени (RTC) для расчета времени интегрирования мощности, расчета максимального потребления, а также отметки даты и времени для определенных параметров. Кроме того, он взаимодействует с жидкокристаллическим дисплеем (ЖКД), устройствами связи и другими выходами измерителя. Батарея предназначена для RTC и других важных периферийных устройств для резервного питания.

Интеллектуальный счетчик энергии

Интеллектуальный счетчик - это электронное устройство, которое регистрирует потребление электроэнергии и передает информацию поставщику электроэнергии для мониторинга и выставления счетов.Умные счетчики обычно регистрируют энергию ежечасно или чаще и сообщают не реже одного раза в день.

Интеллектуальные счетчики обеспечивают двустороннюю связь между счетчиком и центральной системой. Такая передовая инфраструктура измерения (AMI) отличается от автоматического считывания показаний счетчика (AMR) тем, что обеспечивает двустороннюю связь между счетчиком и поставщиком. Связь от счетчика к сети может быть беспроводной или через фиксированные проводные соединения, такие как линия электропередачи (PLC). Наиболее часто используемые варианты беспроводной связи включают сотовую связь (которая может быть дорогостоящей), Wi-Fi (легко доступная), беспроводные одноранговые сети через Wi-Fi, беспроводные ячеистые сети, маломощная беспроводная связь большого радиуса действия (LoRa), ZigBee (низкая мощность , беспроводная связь с низкой скоростью передачи данных) и Wi-SUN (Smart Utility Networks).

Это передовая измерительная технология, включающая размещение интеллектуальных счетчиков для считывания, обработки и обратной связи данных с клиентами. Он измеряет потребление энергии, дистанционно переключает поставки потребителям и дистанционно контролирует максимальное потребление электроэнергии. Система интеллектуального учета использует передовые технологии системы инфраструктуры измерения для повышения производительности.

Они могут обмениваться данными в обоих направлениях. Они могут передавать данные коммунальным службам, такие как потребление энергии, значения параметров, сигналы тревоги и т. Д., А также могут получать информацию от таких коммунальных служб, как автоматическая система считывания показаний счетчика, инструкции по повторному подключению / отключению, обновление программного обеспечения счетчика и другие важные сообщения.

Эти счетчики сокращают необходимость посещения при снятии или чтении ежемесячного счета. В этих интеллектуальных счетчиках используются модемы для облегчения систем связи, таких как телефон, беспроводная связь, оптоволоконный кабель, связь по линиям электропередач. Еще одним преимуществом интеллектуального учета является полное предотвращение взлома счетчика электроэнергии там, где существует возможность незаконного использования электроэнергии.

Прочтите , чтобы узнать больше о Счетчики энергии

Измеритель последовательности фаз

Измерение чередования фаз или чередования фаз необходимо при подключении трехфазных источников питания к электрическим приводам, электродвигателям и другим электрическим системам.

Измерители последовательности фаз показывают правильность подключения трех фаз к нагрузкам. Если чередование фаз неправильное, это приведет к неисправности систем нагрузки. Давайте кратко рассмотрим эту концепцию.

Измеритель последовательности фаз

Концепция последовательности фаз

Порядок, в котором отдельные фазные напряжения достигают своих соответствующих максимальных значений в трехфазной системе, называется последовательностью фаз. Давайте посмотрим, как это происходит, в следующем обсуждении.

Трехфазная система питания требует трех однофазных ЭДС при условии, что они должны иметь одинаковую величину напряжения и частоту, но с разным сдвигом фаз, обычно на 120 градусов.

Три источника однофазной ЭДС и их фазовое соотношение показаны на рисунках а и б. Здесь длина каждого вектора указывает пиковое или максимальное значение каждой ЭДС.

Предполагается, что эти векторы вращаются в положительном направлении или против часовой стрелки с угловой частотой w. Временная диаграмма для этих векторов показана на рисунке c, и она получается путем проецирования каждого из этих векторов на вертикальную линию.

При вращении векторов против часовой стрелки положительное максимальное значение сначала возникает для фазы R, а затем последовательно для фаз Y и B.

Следовательно, фаза Y отстает от фазы R на 120 градусов, что составляет одну треть цикла, а фаза B отстает от фазы Y на 120 градусов. По этой причине трехфазная система питания имеет порядок фаз RYB. Этот порядок фаз также называется чередованием фаз и чередованием фаз.

Эта последовательность фаз важна во многих трехфазных приложениях для надлежащей работы таких нагрузок, как трехфазные двигатели. Мгновенные напряжения трехфазной системы для каждой фазы напряжения задаются как

VR = Vm sin wt

VY = Vm (sin wt - 120)

VB = Vm (sin wt - 240) или Vm (sin wt + 120). )

Последовательность фаз в трехфазной системе питания можно изменить, поменяв местами соединения любых двух фаз.

Требуется правильная последовательность фаз?

Чередование фаз источников напряжения играет важную роль в трехфазных системах питания во многих промышленных приложениях. Если последовательность фаз неправильная, это приведет к неисправности оборудования, а также вызовет серьезное повреждение нагрузки.

В случае применения в системах освещения и отопления последовательность фаз не важна, но для таких нагрузок, как моторные приводы, это необходимо учитывать.

Измеритель чередования фаз
  • В случае трехфазного асинхронного двигателя изменение чередования фаз приведет к изменению его направления.Поэтому перед подачей трехфазного напряжения на двигатель требуется правильное знание последовательности фаз, в противном случае нагрузки, подключенные к двигателю, значительно пострадают.
  • Для несимметричных трехфазных систем обратная последовательность фаз приведет к изменению величины определенных токов ответвления. В таких условиях система выдаст совершенно разные значения токов и напряжений.
  • При параллельной работе трансформаторов и генераторов очень важно следить за правильным чередованием фаз.Изменение чередования фаз на любой одной машине может вызвать серьезное повреждение всей системы.

[ Читать: Синхронизация генераторов]

Измерители или индикаторы последовательности фаз и их типы

Последовательность фаз можно определить несколькими способами, такими как методы осциллографа и двух ламп - один конденсатор. Однако такие методы являются основными методами проверки.

Наиболее широко используемый метод проверки последовательности фаз с помощью измерителя последовательности фаз.

Измеритель или индикатор последовательности фаз может быть настенным, панельным или переносным прибором, который определяет последовательность фаз в трехфазных системах питания. Дисплей этих измерителей показывает порядок чередования фаз, для которого предназначены их клеммы.

Существуют различные типы измерителей последовательности фаз в зависимости от различных факторов, таких как различные номинальные напряжения, тип индикации, твердотельный или электромеханический и т. Д.

Существует два основных индикатора последовательности фаз, а именно

Индикатор чередования фаз вращающегося типа

Принцип работы этого типа двигателя такой же, как у трехфазного асинхронного двигателя.Он состоит из трех неподвижных катушек, разнесенных друг от друга в пространстве на 120 градусов. Они соединены звездой, а концы выведены для соединения.

Эти три конца подключены к трехфазной сети, где необходимо проверить последовательность фаз. Сверху этих катушек установлен диск, направление вращения которого определяет последовательность фаз.

Когда эти соединенные звездой катушки возбуждаются трехфазным источником питания, создается трехфазное вращающееся магнитное поле, в котором переменный поток каждой катушки отделен друг от друга на 120 градусов в пространстве, как и трехфазный. Индукционный двигатель.

Когда этот вращающийся поток проходит по диску, в неподвижном диске индуцируется ЭДС. Вихревой ток, индуцированный этой ЭДС, взаимодействует с вращающимся полем и создает крутящий момент в диске, и, следовательно, он начинает вращаться.

Так как направление вращения магнитного поля зависит от последовательности фаз питания и, следовательно, от вращения диска. Диск отмечен для определенного направления для правильного чередования фаз.

Если на клеммы подается питание, диск вращается в этом направлении, это считается правильным чередованием фаз.Если диск вращается в противоположном направлении, это указывает на противоположную последовательность фаз питания.

Статический индикатор чередования фаз

В этом типе для индикации чередования фаз используется несколько комбинаций ламп с индуктором или конденсатором. Пропорциональная яркость и темнота ламп определяют последовательность фаз трехфазного источника питания. Ниже приведены две схемы измерителя последовательности фаз статического типа.

В одной схеме две лампы и индуктор соединены таким образом, что две фазы (R и Y) состоят из ламп в качестве нагрузки, а другая фаза имеет индуктор в качестве нагрузки в фазе B, показанной на рисунке.

В этом случае лампа-1 светится тусклее, а лампа-2 светится ярче для последовательности фаз R-Y-B. При чередовании фаз R-B-Y лампа-1 светится ярче, а лампа-1 - тусклее. Из этих двух корпусов ламп определяется чередование фаз.

В другом варианте обычные лампы заменяются неоновыми лампами, а вместо индуктора используется конденсатор номиналом XL = XC.

Следует отметить, что когда напряжение меньше напряжения пробоя неоновой лампы, она не светится.Это свойство неоновых ламп позволяет избежать смешения ярких и тусклых условий с предыдущими индикаторами нормального типа.

Чередование фаз называется R-Y-B, когда лампа-1 светится ярко, а лампа-2 не светится и остается в темноте.

Если лампа-1 остается темной, а лампа-2 светится ярко, то это последовательность фаз, если R-B-Y. На практике неоновые лампы подключаются последовательно с резисторами, чтобы ограничить ток.

Твердотельный измеритель последовательности фаз

В измерителе последовательности фаз этого типа используются твердотельные электронные компоненты для построения схемы проверки фазы.Он может состоять из светодиодов, показывающих чередование фаз по часовой стрелке и против часовой стрелки.

Вы можете получить доступ к простой схеме с помощью логических элементов И-НЕ для проверки последовательности фаз.

[ Чтение: Проверка последовательности фаз]

Твердотельный измеритель последовательности

В некоторых электронных схемах могут использоваться схемы обнаружения пересечения нуля для определения сдвига фаз или чередования фаз трех фаз.

Эта схема обнаружения пересечения нуля позволяет проверять последовательности R-Y-B и R-B-Y и, соответственно, выдает светодиодную индикацию.

Во многих таких схемах используются микроконтроллеры, так что дополнительные параметры также могут отображаться, например, коэффициент мощности.

Image Credits

Однофазный индукционный счетчик энергии

Однофазный счетчик энергии индукционного типа:

Счетчик энергии однофазного индукционного типа широко используется для измерения энергии, подаваемой в однофазную цепь.

Принцип действия Однофазный индукционный счетчик энергии:

Работа измерителя энергии индукционного типа зависит от прохождения переменного тока через две соответствующим образом расположенные катушки, создающие вращающееся магнитное поле, которое взаимодействует с металлическим диском, подвешенным рядом с катушками, и заставляет диск вращаться.

Катушка тока передает линейный ток и создает поле, синфазное с линейным током. Катушка давления сделана высокоиндуктивной, поэтому ток через нее отстает от напряжения питания на 90 градусов. Таким образом, существует разность фаз в 90 градусов между потоками, создаваемыми двумя катушками. Это устанавливает вращающееся поле, которое взаимодействует с диском, заставляя его вращаться.

Конструкция Измерителя энергии однофазного индукционного типа:

Счетчик энергии однофазного индукционного типа обычно имеет:

1.Система перемещения

2. Приводной механизм

3. Регистрирующий механизм

Схема счетчика электроэнергии однофазного индукционного типа

1. Подвижная система: Подвижная система состоит из легкого алюминиевого диска, установленного на вертикальном шпинделе. Шпиндель поддерживается подшипниками с драгоценными камнями в форме вверх на нижнем конце и имеет пружинный опорный подшипник на верхнем конце.

Стрелка и управляющая пружина отсутствуют, поэтому диск непрерывно вращается под действием отклоняющего момента.

2. Привод: Состоит из последовательного магнита, шунтирующего магнита и отключающего магнита.

Магнит серии : Магнит серии состоит из нескольких пластин U-образной формы, собранных вместе в сердечник. На оба плеча П-образного многослойного сердечника намотана толстая проволока из нескольких витков. Обмотка, называемая токовой катушкой, подключается последовательно с нагрузкой, так что по ней проходит ток нагрузки. Последовательный магнит расположен под алюминиевым диском и создает магнитное поле, пропорциональное и синфазное с током.

Шунтирующий магнит: Шунтирующий магнит состоит из нескольких М-образных пластин, собранных вместе в сердечник. На центральном стержне этого магнита намотана тонкая проволока с большими витками. Обмотанная катушка, известная как катушка давления, подключается к нагрузке, поэтому по ней проходит ток, пропорциональный напряжению питания. шунтирующий магнит помещается над алюминиевым диском, как показано на рисунке.

Чтобы получить отклоняющий момент, ток в катушке давления должен отставать от напряжения питания на 90 градусов.Этот необходимый фазовый сдвиг достигается размещением медного кольца на центральной ветви шунтирующего магнита. Это медное кольцо действует как короткозамкнутая вторичная обмотка трансформатора. Поскольку его индуктивность высока по сравнению с его сопротивлением, ток, циркулирующий в кольце, будет отставать почти на 90 градусов от порождающего его напряжения.

Тормозной магнит: Скорость алюминиевого диска регулируется до необходимого значения с помощью постоянного тормозного магнита С-образной формы. Магнит установлен так, что диск вращается в воздушном зазоре между полярными конечностями.Когда диск вращается, в нем индуцируются токи, потому что он сокращает магнитный поток, создаваемый разрушающим магнитом. Направление тока в диске таково, что он противодействует вращению диска. Поскольку индуцированные токи в диске пропорциональны скорости диска, поэтому тормозной момент пропорционален скорости диска.

3. Регистрирующий механизм: Число оборотов диска является мерой электрической энергии, проходящей через счетчик, и записывается на циферблатах, которые прикреплены к валу.

Рабочий:

Когда счетчик энергии подключен к цепи для измерения электрической энергии, токовая катушка передает ток нагрузки, тогда как катушка давления передает ток, пропорциональный напряжению питания. Магнитное поле, создаваемое катушкой тока, находится в фазе с током линии, тогда как магнитное поле, создаваемое катушкой давления, отстает примерно на 90 градусов от напряжения питания.

Поле катушки тока создает вихревые токи в диске, которые вступают в реакцию с полем, создаваемым катушкой давления.Таким образом создается движущая сила, которая заставляет диск вращаться.

Тормозной магнит обеспечивает тормозной момент на диске. Изменяя положение этого магнита, можно получить желаемую скорость. Шпиндель соединен с регистрирующим механизмом, так что электрическая энергия, потребляемая в цепи, напрямую регистрируется в кВтч.


Принцип проверки точности счетчиков энергии

В предыдущем блоге мы видели трудности с вычислением ошибок при использовании испытательных стендов счетчиков без какой-либо электроники.
Теперь тестирование счетчика стало намного удобнее. На самом деле вам нужно только поставить счетчики на стойку. Для проверки большого количества счетчиков эту работу также может выполнять робот.
Но что происходит внутри?

Производство электроэнергии

В испытательном оборудовании счетчиков используются цифровые усилители для генерации напряжений и токов. Для любителей аналоговой техники у нас еще есть аналоговые усилители. Сравнительные измерения с использованием обеих технологий показывают разницу менее 5 ppm (частей на миллион).
Усилители управляются генератором сигналов, частотным генератором, контроллером или любым другим именем, которое производитель дал этому устройству.
В терминологии CLOU это контроллер.
Этот контроллер получает информацию о настройках от программного обеспечения ПК и вычисляет форму волны, амплитуду, частоту, фазовый сдвиг и гармоники. Эта информация отправляется на отдельные усилители для выполнения точных настроек.

Ссылочный стандарт

эталонный стандарт CL3115

Эталонный эталон - это сердце тестовой системы для счетчиков.Он контролирует точные настройки тестовых значений и генерирует пропорциональные мощности импульсы для измерения погрешности. (Остальные задачи эталона пока пропускаем 🙂

Как понимать импульсы, пропорциональные мощности?

Электронный счетчик излучает импульсы, пропорциональные энергии. Вы помните термин «постоянная счетчика». Счетчик энергии с постоянным значением 1000 мк / кВтч мигает 1000 раз на кВтч.
Эталонный стандарт также имеет как минимум одну константу. Обычно он имеет индивидуальную константу для каждой пары диапазонов.Единица измерения - частота на мощность.

13 1,6x 7 2 90513 1,6x
Константы мощности CL3115
60 В 120 В 240 В 480 В
0,01 A 2x 10 93 905 1014 905 905 9 2x 10 9
0,02 A 2x 10 9 2x 10 9 2x 10 9 2x 10 5 A 2x 10 9 2x 10 9 2x 10 9 2x 10 9
0,1 A 2x 104 9 2x 10 9 2x 10 9
0,2 A 2x 10 9 2x 10 9 2x 104 9 2 905
0.5 A 2x 10 9 2x 10 9 1,6x 10 9 8x 10 8
1 A 2x 104 9 9 8x 10 8 4x 10 8
2 A 1,6x 10 9 8x 10 8 4x 10 8 4x 10 8
5 А 6.4x 10 8 3,2x 10 8 1,6x 10 8 8x 10 7
10 A 3,2x 10 8 8x 10 7 4x 10 7
20 A 1,6x 10 8 8x 10 7 4x 104
50 А 6.4x 10 7 3,2x 10 7 1,6x 10 7 8x 10 6
100 A 3,2x 10 7 8x 10 6 4x 10 6
Таблица относится к автоматическим настройкам. Это действительно для трех- и четырехпроводного режима измерения.

Выходная частота для конца диапазона пары напряжение / ток при трехфазном подключении составляет 160 кГц.Импульсы мощности находятся на уровне TTL / CMOS. Нагрузочная способность> 20 мА.

Формулы расчета

Частота
f = частота
UR = диапазон напряжения
IR = диапазон тока
c = постоянная эталонного счетчика
Константа

Пример частоты импульсов

У нас напряжение 230 В и ток 3 А . Какая будет выходная частота, пропорциональная мощности?
Эталонный эталон работает в автоматическом режиме.Таким образом, выбирается пара диапазонов 240 В / 5 А. Константа для этой пары составляет 1,6x 10 8 импульсов / Вт (взято из таблицы).
Теперь мы используем нашу частотную формулу

Частота импульсов пропорциональной мощности составляет 92 кГц, что эквивалентно мощности 2070 Вт (3x 230 В * 3 A). Если питание нестабильно, частота меняется.
Итак, когда мы знаем количество импульсов за определенное время, мы знаем среднюю мощность за этот период.

Расчет ошибки

Стенды для испытаний счетчиков

имеют калькулятор погрешности для каждой позиции измерения.Эти калькуляторы ошибок получают импульсы, пропорциональные мощности, из эталонного стандарта. Они также получают импульсы счетчика энергии от сканирующих головок. Из программного обеспечения управления испытательным стендом калькуляторы погрешности определяют фактическую постоянную счетчика для каждой позиции.
С этой информацией калькуляторы ошибок работают так же, как мы делали это вручную в прошлом.

Эта статья является упрощенной.
Если есть конкретные вопросы, просто оставьте комментарий.
Спасибо за внимание.

HTTP / 1.1 404 не найдено

HTTP / 1.1 404 не найдено

Запрошенный ресурс недоступен.

трассировка стека

 com.sapportals.wcm.protocol.webdav.server.WDServletException в com.sapportals.wcm.protocol.webdav.server.WDObject.throwNotFoundIf (WDObject.java:54) в com.sapportals.wcm.protocol.webdav.server.WDGetHandler.handle (WDGetHandler.java:176) в com.sapportals.wcm.protocol.webdav.server.WDServlet.doGet (WDServlet.java:791) в ком.sapportals.wcm.protocol.webdav.server.WDServlet.service (WDServlet.java:483) в javax.servlet.http.HttpServlet.service (HttpServlet.java:853) в com.sapportals.wcm.portal.proxy.PCProxyServlet.service (PCProxyServlet.java:322) в javax.servlet.http.HttpServlet.service (HttpServlet.java:853) в com.sapportals.portal.prt.core.broker.ServletComponentItem $ ServletWrapperComponent.doContent (ServletComponentItem.java:110) на com.sapportals.portal.prt.component.AbstractPortalComponent.serviceDeprecated (AbstractPortalComponent.java: 209) в com.sapportals.portal.prt.component.AbstractPortalComponent.service (AbstractPortalComponent.java:114) в com.sapportals.portal.prt.core.PortalRequestManager.callPortalComponent (PortalRequestManager.java:328) в com.sapportals.portal.prt.core.PortalRequestManager.dispatchRequest (PortalRequestManager.java:136) в com.sapportals.portal.prt.core.PortalRequestManager.dispatchRequest (PortalRequestManager.java:189) в com.sapportals.portal.prt.component.PortalComponentResponse.include (PortalComponentResponse.java: 215) в com.sapportals.portal.prt.pom.PortalNode.service (PortalNode.java:645) в com.sapportals.portal.prt.core.PortalRequestManager.callPortalComponent (PortalRequestManager.java:328) в com.sapportals.portal.prt.core.PortalRequestManager.dispatchRequest (PortalRequestManager.java:136) в com.sapportals.portal.prt.core.PortalRequestManager.dispatchRequest (PortalRequestManager.java:189) в com.sapportals.portal.prt.core.PortalRequestManager.runRequestCycle (PortalRequestManager.java:753) в ком.sapportals.portal.prt.connection.ServletConnection.handleRequest (ServletConnection.java:235) в com.sapportals.wcm.portal.connection.KmConnection.handleRequest (KmConnection.java:63) в com.sapportals.portal.prt.dispatcher.Dispatcher $ doService.run (Dispatcher.java:557) в java.security.AccessController.doPrivileged (собственный метод) в com.sapportals.portal.prt.dispatcher.Dispatcher.service (Dispatcher.java:430) в javax.servlet.http.HttpServlet.service (HttpServlet.java:853) на com.sap.engine.services.servlets_jsp.server.HttpHandlerImpl.runServlet (HttpHandlerImpl.java:401) в com.sap.engine.services.servlets_jsp.server.HttpHandlerImpl.handleRequest (HttpHandlerImpl.java:266) в com.sap.engine.services.httpserver.server.RequestAnalizer.startServlet (RequestAnalizer.java:386) в com.sap.engine.services.httpserver.server.RequestAnalizer.startServlet (RequestAnalizer.java:364) в com.sap.engine.services.httpserver.server.RequestAnalizer.invokeWebContainer (RequestAnalizer.java:1060) на com.sap.engine.services.httpserver.server.RequestAnalizer.handle (RequestAnalizer.java:265) в com.sap.engine.services.httpserver.server.Client.handle (Client.java:95) в com.sap.engine.services.httpserver.server.Processor.request (Processor.java:175) в com.sap.engine.core.service630.context.cluster.session.ApplicationSessionMessageListener.process (ApplicationSessionMessageListener.java:33) в com.sap.engine.core.cluster.impl6.session.  

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *