Принцип работы счетчика электроэнергии

Электросчетчик – обязательный элемент любой домашней электрической сети. Это устройство предназначено для учета потребляемой электрической энергии. Особенность аппарата в том, что он подключается к сети только лишь последовательно, и по этой причине учитывает весь ток, который проходит через его обмотки. Если это условие не соблюдается (сеть подключена в обход счетчика), хозяева аппарата нарушают закон и могут нести ответственность. Многим людям интересно, как устроен электросчетчик, и каким образом работает устройство.

Индукционный счетчик

Современные приборы для подсчета тока классифицируются по устройству и принципу работы на два вида – индукционные и электрические. Каждый из этих типов отличаются определенными особенностями, плюсами и недостатками, которые надо учитывать при выборе прибора для установки в домашнюю электросеть. Сначала следует разобраться, что собой представляет принцип работы счетчика электроэнергии индукционного типа.

Внутреннее устройство данного прибора можно наблюдать выше. Он состоит из следующих элементов:

1. Последовательная обмотка (тока).
2. Параллельная обмотка (напряжения).
3. Механизм подсчета значений с червячной передачей.
4. Магнит для обеспечения плавного хода.
5. Алюминиевый диск для визуализации работы.

Как можно видеть, устройство включает две катушки – токовую и напряжения. Магниты в них располагаются под прямым углом друг к другу относительно окружающего пространства. Между этими электромагнитами есть небольшого размера зазор, в пространстве которого располагается тонкий диск из алюминия. Ось этого диска соединяется со счетным механизмом при помощи червячной передачи. Как видите, устройство весьма простое.

Каков принцип работы электросчетчика? Главными элементами выступают катушки – токовая включает в себя малое количество витков толстого провода, а обмотка напряжения наоборот, образована большим количеством витков тонкого провода. Когда на катушку напряжения подается ток с переменным напряжением, а на вторую обмотку подается нагрузка, между этими элементами возникают магнитные вихри, которые вызывают вращение алюминиевого диска.

За определенное время диск оборачивается конкретное количество раз, причем скорость вращения напрямую зависит от токов, которые в свою очередь зависят от интенсивности потребления. На таком простом принципе и строится работа этого счетчика.

Электрический счетчик

Устройство электрического счетчика электроэнергии для многих пользователей остается загадкой, так как мало кто решается на вскрытие прибора. Принципиальную схему такого устройства вы можете увидеть на картинке.

Принцип работы электронного счетчика электроэнергии предельно прост и понятен. В приборе есть особые датчики, которые подключаются к электросети. Данные с этих датчиков поступают на преобразователь, задачей которого является трансформация аналогового сигнала в цифровой код. Полученный код направляется на микроконтроллер, где впоследствии подвергается расшифровке. В ходе расшифровки прибор подсчитывает количество потребляемого тока, выдавая рассчитанное значение на цифровой дисплей.

Особенности двухтарифного аппарата

Очевидно, что в ночное время потребление тока заметно меньше, чем днем. По этой причине во многих странах, в том числе и России, тарифы на ночное потребление заметно ниже, чем на дневное потребление. Чтобы получить возможность экономить на электричестве, некоторые пользователи устанавливают в дом двухтарифные счетчики. Многих интересует, как работает двухтарифный счетчик электроэнергии. Разберемся!

На самом деле принцип работы таких аппаратов ничем не отличается от обычных устройств. Главное и единственное отличие – такие приборы учитывают дневное и ночное потребление тока. Так, большинство моделей снабжаются встроенной памятью, в которой фиксируется точное количество тока, потребляемое за определенное время суток. Именно по этим показаниям за день и ночь начисляется оплата за пользование электрической энергией. При правильном пользовании электричеством можно хорошо экономить.

Электросчетчики. Виды и работа. Как выбрать и применение

Любая квартира или дом должны быть оборудованы устройствами учета потребления различных ресурсов, стоящих денег. Счетчики тепла и воды допускается не устанавливать, либо можно поставить их позже. А вот электросчетчики должны быть обязательно.

Электросчетчики расхода электрической энергии являются основным устройством, учитывающим ее потребление. По показаниям этого счетчика начисляется оплата за электроэнергию. Поэтому, необходимо знать, какой тип прибора лучше для вашего дома или квартиры. Энергетические компании постоянно пытаются всеми средствами навязать нам установку новых счетчиков энергии.

Старые электросчетчики класса 2,5 не способных учесть расход электроэнергии минимальной мощности, например, электронных устройств, включенных в дежурном режиме. У последних моделей счетчиков имеется класс точности от 0,5 до 2. Давайте разберемся, какие виды счетчиков энергии существуют, и какой прибор подойдет для вашего жилья или другого объекта, потребляющего электричество.

Виды электросчетчиков

Электросчетчики разделяются по следующим типам:

• Индукционные.
• Электронные.

Индукционные электрические счетчики

Электрический счетчик индукционного типа работает по принципу магнитного поля, образующегося двумя катушками: напряжения и тока. Магнитное поле воздействует на диск, и заставляет его совершать вращательное движение. Диск в свою очередь приводит в действие счетный механизм. При повышении напряжения и тока в сети диск будет вращаться быстрее, и накручивать показания расхода энергии.

Точность таких приборов оставляет желать лучшего, и равна 2,5. Но такие счетчики считаются одними из самых надежных, недаром у них срок гарантии 15 лет.

Электронные электросчетчики

Такой тип устройства действует непосредственно, измеряя силу тока и напряжение в сети. Никаких промежуточных звеньев и механизмов у него нет, поэтому и потери точности также нет. Параметры выдаются на дисплей и сохраняются в памяти счетчика в цифровом виде.

Перечислим достоинства электронных счетчиков:

• Компактные размеры.
• Функция проведения учета по нескольким тарифам.
• Возможность дополнительной установки микросхемы для повышения класса точности.
• Точное и быстрое определение показаний, так как прибор оснащен цифровым дисплеем.
• Обмануть такой счетчик очень трудно, из-за возможности самокорректировки показаний.
• Стандартный обычный интерфейс позволяет применять счетчики в системах автоматического учета и контроля.

Из недостатков следует отметить недостаточную надежность в сравнении с счетчиками индукционного типа, а также повышенная стоимость.

Однотарифные и многотарифные

Счетчик, учитывающий расход электричества по одному тарифу не имеет каких-либо особенностей, так как работает только по одному типу учета.

Подробнее можно рассмотреть двухтарифные электросчетчики. Сегодня многие люди хотят сэкономить электричество, чтобы платить за него как можно меньше. Это связано с производством бытовой техники повышенной мощности. За месяц пользования такой техникой накручивается внушительная сумма денег. Если установить счетчик на два тарифа, то можно сэкономить немного денег.

Принцип работы

Действие счетчика заключается в том, что стоимость электроэнергии в разное время суток различна.

В этом имеют интерес электростанции, которые производят электричество. Утром и вечером нагрузка на электростанцию повышается, так как потребители в это время больше пользуются электричеством. В итоге электростанция вынуждена работать неравномерно. Это влияет на износ оборудования, расход топлива и т.д. Поэтому ввели двухтарифные счетчики.

Днем они работают таким образом, что в разное время суток стоимость электроэнергии различается. Это дает определенный стимул потребителям применять бытовые приборы в то время, когда это им выгоднее.

Преимущества

• Экономия денежных средств. Прибор окупается за 1 год.
• Помощь для электростанций в снижении ремонтных работ и экономии топлива.
• Уменьшение вредных выбросов, загрязнения атмосферы.

Обычно два последних пункта не играют роли для потребителя, поэтому остается одно основное достоинство – экономия денег.

Недостатки

• Не для всех регионов стоимость электричества вечером и днем выгодна для рядового потребителя.
• После установки счетчика с двумя тарифами учета нужно уметь правильно использовать бытовую технику, в противном случае экономия будет равна нулю.

Однофазные и трехфазные

Устанавливается один из типов счетчика, в зависимости от типа сети питания в доме.

Класс точности

Это свойство прибора определяет погрешность в процентах во время учета энергии. Сегодня по правилам нужно использовать счетчики класса точности не менее 2.

Мощность

Это одна из важных характеристик. Ее необходимо учитывать при выборе прибора, основываясь на расчете потребления мощности за сутки от потребителей, то есть, какая общая нагрузка по току образуется у вас в квартире. В продаже имеются счетчики для нагрузки по току 5-100 ампер.

Метод крепления

Современные электрические счетчики фиксируются на DIN рейку, либо на болты.

Условия использования

Есть электросчетчики, которые можно использовать только в теплых отапливаемых помещениях, но имеются и уличные исполнения моделей приборов. Вы должны сами выбрать, для каких условий лучше подойдет прибор.

Какой счетчик выбрать

Во-первых, учитывайте характеристики мощности счетчика. Чтобы сделать правильный выбор по мощности, а правильнее будет сказать, по силе тока, нужно рассчитать, с какими устройствами вы будете работать дома. Обычно в инструкции на бытовую технику указывают мощность в киловаттах.

Сложите все мощности устройств, сделайте небольшой запас на случай приобретения дополнительных бытовых приборов. Если общая мощность получилась не выше 10 киловатт, то приобретайте модель на 60 ампер. Если мощность за сутки получается более 10 киловатт, то необходимо купить счетчик на 100 ампер.

Во-вторых, решите для себя, электронный прибор, либо механический, 1-тарифный, либо 2-тарифный. Это вы должны решить самостоятельно, так как у всех разные финансовые возможности и предпочтения. При возникновении трудностей с выбором, лучше обратиться к специалистам.

Для дачного участка рекомендуется выбирать однотарифное исполнение прибора, так как экономить энергию один раз в неделю нецелесообразно, а в остальное время получится переплата за дневной тариф.

В-третьих, необходимо выбрать прибор по типу крепления. Рекомендуется исполнение с креплением на DIN рейку, так как это универсальное крепление.

В-четвертых, производитель прибора играет далеко не последнюю роль. Качественные изделия можно найти только известных отечественных и зарубежных производителей, пользующихся популярностью. Перед этим лучше почитать отзывы людей о разных моделях, так как лучшим оценщиком являются люди, которые уже применили в работу разные модели устройств.

Полезные советы по выбору

• Для гаража лучше выбрать прибор более мощный, так как возможно подключение мощного электроинструмента, причем сразу несколько штук.
• При покупке счетчика обращайте внимание на дату поверки, которая обычно указана в паспорте, а также пломбировку корпуса. Дата поверки должна быть менее 2-х лет для 1-фазного исполнения, и менее 1 года для 3-фазного исполнения.
• Вам могут предлагать приобрести счетчик с автоматической системой учета, заплатив за это больше денег. Эта функция никакой пользы для вас не даст, так как она облегчает контроль показаний только энергосбыту. Для вас это окажется обычной переплатой денег.
• Отечественные производители изготавливают электросчетчики с хорошим качеством, не хуже импортных моделей. Подробно ознакомьтесь с моделями электросчетчиков, отзывами о них на различных форумах, сделайте выбор наиболее дешевого образца, но не уступающего по надежности.
• Нельзя забывать и о возможном ремонте изделия. Необходимо найти информацию о ремонтопригодности выбранного вами устройства, о его стоимости и технического обслуживания.
• Важным моментом является выбор прибора учета по его шумности, так как после установки различные устройства могут создавать неприятные звуки и шумы.
• Электросчетчики индукционного типа имеют малый период между поверками, поэтому лучше приобрести прибор с электронной начинкой, у которого межповерочный период наиболее длительный. Этим вы сэкономите финансовые расходы на оплату обязательной процедуры поверки электросчетчика.
• Счетчики с механическим устройством счета многие умельцы научились отматывать, и этим нарушать законодательство. Однако в России все еще продолжается пользоваться некоторой популярностью такая «экономия» денег на обмане компаний, обеспечивающих электроэнергией население.
• Если сделали все-таки выбор электросчетчика с механической конструкцией счетного механизма, то перед приобретением обязательно проверьте его. Эта процедура проверки производится следующим образом: прокрутите слегка диск от руки, если диск продолжает вращаться по инерции, это свидетельствует о исправности механизма и годности его к эксплуатации. Если же диск заедает, либо не вращается свободно по инерции, то это считается неисправностью. От такой покупки лучше отказаться.

Похожие темы:

схема глушилки для электросчетчика, принцип работы, как работает устройство

Электронный счетчик электроэнергии может быть однофазным и трехфазным Электричество – это ресурс, без которого в наше время обойтись почти невозможно. Именно на нем работает большинство приборов в доме. Это и стиральная машина, и телевизор, и компьютер и даже телефон вы не сможете зарядить без электричества. Однако за обеспечения дома электроэнергией нужно платить. Чтобы человек оплачивал лишь тот объем, который он использовал за месяц был изобретен счетчик электроэнергии. Сначала его точность была не высока, но сейчас на рынках появились электрические счетчики. Как они работают, и в чем их преимущества читайте далее.

Принцип работы электросчетчика

Электронный счетчик – это устройство, которое измеряет мощность, и напряжение потребляемого тока за определенный промежуток времени. Затем алгоритмы счетчика переводят полученную информацию в цифры.

Электронные счетчики работают на микропроцессорном оборудовании. Они оцифровывают вторичные величины за небольшой отрезок времени. Полученные результаты выводятся на дисплей и передаются посредством удаленного доступа. Таков их принцип работы.

Электронные счетчики очень удобны в использовании. Если для того, чтобы снять показания с индукционной модели такого устройства, нужно было иметь определенный опыт. То теперь все необходимые показания выводятся на экран в виде цифр.

У электронных счетчиков есть некоторые особенности, которые повышают их удобство, практичность и защиту. Поэтому покупка такого устройства во многих случаях, целиком и полностью оправдана.

Электросчетчик должен установить специалист, который поставит пломбу

Особенности, которые имеет устройство электронного электросчетчика:

1. Такой электросчетчик будет надежно работать в абсолютно любом положении. Он не имеет вращающихся деталей, а потому не будет заклинивать.
2. В электронных счетчиках изменить показания потребления энергии не получится. Там есть защита от сильных магнитов.
3. В таком устройстве заложена программа проверки токов утечки. Она сравнивает токи, идущие по фазному и нулевому проводу. В случае большого разбега устройство отключает электроснабжение квартиры.
4. Такие системы оснащены ограничителями мощности и другими элементами, повышающими их точность.

Все данные с таких устройств поступают прямиком на компьютеры коммунальных служб. Это помогает следить за состоянием электросети, а так же ужесточает контроль над квартирами, не давая злоумышленникам воровать электроэнергию.

Преимущества электронного счетчика

У электронного счетчика достаточно много преимуществ. Именно по этому все больше людей заменяют им свои старые приборы измерения электроэнергии. Такие устройства повышают точность показаний и упрощают их снятие.

Схема подключения электронного доступна всем. Ее множено найти в специализированной литературе. Однако лучше доверить установку счетчика работнику электрослужб. В этом случае за все неточности установке будут отвечать электрические инстанции.

Список достоинств электронных счетчиков электричества действительно велик. Давайте ознакомимся с ним подробнее.

Достоинства электронного электросчетчика:

1. Такие устройства считаются высокоточными. Они практически не дают погрешностей в подсчете истраченного за определенный промежуток времени количества электроэнергии. Более того, он не изменяет своих показаний при воздействии различных факторов, например вибрации. Это его принципиальная разница с индукционным прибором.С сегодняшними ценами на электричество – это очень важное преимущества.
2. Также повысилась чувствительность. Теперь счетчик более чутко реагирует на перепады и колебания в электросети.
3. Еще одним преимуществом электронных счетчиков является их способность вести многотарифный учет в разное время суток. Это важно потому, что сейчас практикуется разная оплата за электричество днем и ночью.
4. Электронные счетчики могут учитывать разные составляющие электроэнергии. Более того, вы можете записать показания счетчика за удобное время, а потом снова увидеть их, подключив к ноутбуку.
5.  Если электросчетчики старого образца не могли одновременно учитывать передаваемую и получаемую электроэнергию, то современные электронные счетчики такой способностью обладают. Поэтому вам не нужно будет устанавливать два устройства для каждой линии.
6. Также электронные счетчики могут контролировать все параметры электросети, например, мощность, напряжение и нагрузка. Таким образом, при сбое какого-то параметра сети, прибор об этом проконтролирует.
7. Счетчики электронного типа оснащены системой против воровства электричества. Подобные попытки фиксируются устройством и передаются энергослужбам.
8. Электронный счетчик работает таким образом, что все показания передаются на один общий компьютер. Таким образом, отпадает надобность привлечения специальных работников для снятия и контроля показаний.
9. Время между проверками состояния таких счетчиков возрасло. Это связанно с тем, что проверять их показания не нужно, а о сбоях в электросети они сообщают самостоятельно.
10. Для такого многофункционального устройства электронный счетчик имеет весьма небольшие размеры. Он не превышает габаритами обычные устаревшие устройства.

Время от времени электрический счетчик нужно сдавать, чтобы проверили его работоспособность

Использование электронных счетчиков, прежде всего, выгодно для коммунальных служб. Однако и для жильцов современных квартир некоторые их свойства будут очень полезны.

Недостатки электронных счетчиков электроэнергии

Электронные счетчики, как вы, наверное, уже догадались, имеют не только достоинства. Они обладают и некоторыми недостатками. Чтобы окончательно разрешить вопрос с актуальностью их покупки, мы предлагаем ознакомиться и с их недостатками.

Недостатки электронных электросчетчиков:

• Высокая стоимость;
• Неустойчивость к перепадам напряжения;
• Невозможность ремонта после поломки.

Как видите, все минусы данного прибора связанны с его стоимостью и недолговечностью. Поэтому прежде чем покупать дорогостоящий электросчетчик, подумайте, стоит ли оно того.

Виды счетчиков эл. Энргии

Существуют разные виды электрических счетчиков. Какой из них подойдет именно вам, зависит от ваших потребностей. Давайте вкратце ознакомимся со всеми вариациями электросчетчиков.

Виды электросчетчиков:

1. Электронно-механический, или индукционный счетчик – это более старый вариант таких приборов. Он более долговечен, но имеет меньшую точность. Например, напряжение в 200 в. Он не видит.
2. Электронный или цифровой счетчик – это современное, многофункциональное и точное устройство. Однако его срок службы ниже предыдущего варианта.
3. Однофазный счетчик отлично подходит ля современных квартир. Одним из представителей такого оборудования является Меркурий.
4. Использование трехфазного счетчика менее распространено, чем однофазного.

Для усовершенствования электросчетчиков может быть изготовлена электрическая глушилка. Она останавливает электросчетчик и может размещаться в подъездах и на столбах. Однако такие ухищрения караются законом.

Как работает электронный счетчик электроэнергии (видео)

Электронный электросчетчик – это современное и многофункциональное устройство. Несмотря на то, что оно имеет массу преимуществ перед старыми устройствами для измерения электроэнергии, его нельзя назвать долговечным. Поэтому до сих пор для многих актуальность его покупки остается под вопросом.

Добавить комментарий

Назначение, устройство, принцип работы счетчиков электрической энергии

Назначение, устройство, принцип работы

Для учета электрической энергии, выработанной на станциях и переданной потребителям, применяют счетчики электрической энергии. Их устанавливают на шинах генераторного напряжения, на отходящих линиях и на стороне НН понизительных подстанций потребителей. Для учета активной энергии применяют однофазные типов СО, СОУ или трехфазные индукционной системы типов САЗ (САЗУ), а для реактивной энергии — счетчики типов СР4 (СР4У). В обозначениях счетчиков буквы и цифры означают: С — счетчик, О — однофазный, А — активной энергии, Р — реактивной энергии, У — универсальный, 3 и 4 — для трех- и четырехпроводных сетей.

Обмотки счетчиков рассчитаны на включение непосредственна в сеть и через измерительные трансформаторы тока и напряжения. Счетчики для непосредственного включения изготовляются на 5, 10, 20, 30 и 50 А, а через трансформаторы тока — до 2000 А, вторичный номинальный ток счетчика при этом для всех случаев будет 5 А. Номинальные напряжения счетчиков для обмоток непосредственного включения: 127, 220 и 380 В, а через трансформаторы напряжения—100 В. При наличии трансформаторов счетчики можно подключать к шинам станций с рабочими напряжениями 500, 600 В или 3, 6, 10 и 35 кВ.

На однофазных трансформаторных подстанциях мощность 4 — 10 кВ-А, напряжением 6—10/0,23 кВ устанавливают счетчик активной энергии СО2М. Его присоединяют к трансформатору тока, установленному за однофазным трансформатором, поэтому он учитывает всю электроэнергию, проходящую через трансформатор. Счетчик имеет подогрев — тепловое сопротивление ПЭ-75.
На однотрансформаторных подстанциях потребителей напряжением 6—10/0,4 кВ, мощностью 100—250 кВ-А устанавливают трехфазные индукционные счетчики активной энергии типов СА4У или СА4И. Счетчики электроэнергии предназначены для четырехпроводной цепи и имеют семь выводов: по два для подключения к каждому из трех трансформаторов тока и один для подключения к нулевому проводу. Такие счетчики устанавливаются со стороны низкого напряжения силового трансформатора до шин, к которым подключены отходящие низковольтные линии, поэтому они учитывают всю электроэнергию, пропускаемую трансформатором.
Конструктивно механизм счетчика монтируется на литой стойке, расположенной в прямоугольном стальном или пластмассовом цоколе, закрывается пластмассовой крышкой. Универсальные счетчики имеют на лицевой стороне крышки съемный щиток и устройство для его опломбирования. Счетчики выпускаются, классом точности 2,0 за исключением счетчиков реактивной энергии непосредственного включения, которые имеют класс точности 3,0.
Устройство и принцип их работы рассмотрим на примере однофазного счетчика типа С0-2М (рисунок 1).
В пластмассовом корпусе расположен стальной сердечник 1, снабженный обмоткой напряжения. Она выполнена из большого числа витков провода малого диаметра и включается в цепь параллельно. Токовая обмотка 4 намотана на сердечник 5 и состоит из малого числа витков провода большого диаметра. Эта обмотка включается в цепь последовательно и рассчитана на номинальный ток 5 А. Между сердечниками имеется воздушный зазор, в котором может свободно вращаться алюминиевый диск 3, закрепленный на оси 2. Для регулировки счетчика служит установленный на стальной скобе постоянный магнит 7. Выводы обмоток подключаются к четырем клеммам б счетчика, которые закрываются крышкой и пломбируются.

Рисунок 1 – Электрический счетчик

При включении счетчика по его обмоткам текут токи, создающие магнитный поток в воздушном зазоре. Этот поток пересекает алюминиевый диск и индуктирует в нем вихревые токи. Взаимодействие токов в диске с магнитным потоком в обмотках вызывает появление механической силы, приводящей диск во вращение. Диск связан зубчатой передачей со счетным механизмом счетчика, дающим показания в кВт • ч.
В схеме включения однофазного счетчика (рисунок 2, а) фазный провод подключается к первой клемме Г (генераторный зажим), а нулевой провод — к третьей клемме Г. Провода, отходящие к электроприемникам, подключаются ко второй и четвертой клеммам, обозначенным буквой Н (нагрузка).
Для измерения расхода электроэнергии в трехфазных электроустановках можно воспользоваться тремя однофазными счетчиками, включенными в каждую фазу по схеме, приведенной на рисунок 2, б. При этом расход энергии определяется как сумма показаний трех счетчиков. Значительно удобнее, однако, пользоваться трехфазными счетчиками, которые представляют собой три однофазных счетчика, собранных в одном корпусе и имеющих общий счетный механизм.

Рисунок 2 – Схемы включения счетчиков:
а — однофазного, б — трёх однофазных в трёхфазную сеть, в — трехфазного

В схеме включения трехфазного трехэлементного счетчика типа СА4 (рисунок 2, в) три фазы подаются на зажимы Г, трехфазная нагрузка подключается на зажимы Н, а на зажимы О подается нулевой провод.
Схемы включения всегда приводятся на обратной стороне крышки счетчика любого типа, закрывающей контакты.
Токовая обмотка счетчика для установки в квартире рассчитана на номинальный ток 5 А, но в современных жилых домах имеются большие многокомнатные квартиры, которые потребляют значительно большую силу тока. В целом же по дому токовая нагрузка может доходить до нескольких сотен ампер. Ясно, что в цепь с такими токами счетчики непосредственно включать нельзя. Для понижения переменного электрического токи большой силы до значения, удобного для измерения стандартными измерительными приборами, предназначен трансформатор тока, или измерительный трансформатор.
Трансформатор тока типа ТК-20 (рисунок 3) имеет стальной сердечник 2 с обмотками. Первичная обмотка 3 с выводами Л1 и Л2 выполнена из провода большого сечения, рассчитанного на ток, который необходим для нормальной работы электроустановки. Вторичная обмотка 4 и выводы И1 и И2 вторичной обмотки подключены к клеммнику 1. Она имеет такое количество витков, чтобы при номинальном токе первичной обмотки в ней индуктировался ток 5 А.

Рисунок 3 – Трансформатор тока ТК-20

Трансформаторы тока выпускаются с разными коэффициентами трансформации: 10/5, 15/5, 20/5 А и применяются в зависимости от величины рабочего тока потребителя.
В настоящее время планируется введение в эксплуатацию систем автоматического учета потребления энергии. Создание таких систем стало возможным благодаря разработке электронных счетчиков. Например, счетчики электрической активной энергии электронные прямого включения типа «Энергия — 9» предназначены для учета электрической активной энергии в однофазных цепях переменного тока частотой 50 Гц, в зависимости от исполнения по одному или нескольким дифференцированным во времени тарифам.
Счетчики, в зависимости от исполнения, обеспечивают также:
— формирование базы данных, содержащей измерительную информацию;
— передачу интерфейсными каналами измерительной информации, хранимой в базе данных, устройствам учета электрической энергии высшего уровня.
Область применения счетчиков – учет электрической энергии на промышленных (мелкомоторных) предприятиях и в коммунально бытовой сфере в условиях применения дифференцированных во времени тарифов на электрическую энергию.
Счетчики, имеющие последовательный интерфейс и телеметрический импульсный выход могут быть применены в автоматизированных системах учета и контроля электрической энергии.

Схемы включения

В схеме включения однофазного счетчика совместно с трансформатором тока (рисунок 4, а) первичная обмотка трансформатора Л1 — Л2 включена последовательно в линейный провод с большим током, а токовая обмотка счетчика подключена ко вторичной обмотке трансформатора тока (выводы И1 — И2). Как и в обычной схеме, обмотка напряжения должна быть подключена к фазному и нулевому проводу. С этой целью на схеме между выводами Л1 и И1 сделана перемычка, а третий зажим счетчика соединен с нулевым проводом.
Схемы включения трех однофазных, а также одного трехфазного счетчика совместно с трансформаторами тока приведены на рисунок 4, 6, в.
В случае, если счетчик работает с трансформатором тока, для определения действительного расхода электроэнергии необходимо расход, показанный счетчиком, умножить на коэффициент трансформации измерительного трансформатора.

Рисунок 4 – Схемы включения счетчиков с трансформаторами тока:
а — однофазного, б—трехфазного, в — трех однофазных в трехфазную сеть

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

Все о приборах учета электроэнергии

Виды и типы приборов учета электроэнергии, их основные характеристики.

Электрическая энергия передается на громадные расстояния между различными государствами, а распределяется и потребляется в самых неожиданных местах и объемах. Все эти процессы требуют автоматического учета проходящих мощностей и совершаемых ими работ. Состояние энергетической системы постоянно изменяется. Его необходимо анализировать и грамотно управлять основными техническими параметрами.

Измерение величин текущих мощностей возложено на ваттметры, единицей измерения которых является 1 ватт, а совершенной работы за определенный промежуток времени — на счетчики, учитывающие количество ватт в течение одного часа.

В зависимости от объема учитываемой энергии приборы работают на пределах кило-, мега-, гиго- или тера- единиц измерения. Это позволяет:

• одним главным счетчиком, расположенным на подстанции, обеспечивающей питанием крупный современный город, оценивать терабайты киловатт-часов, израсходованные на потребление всех квартир и производственных предприятий административно промышленного и жилого центра;
• большим количеством приборов, установленных внутри каждой квартиры или производства, учитывать их индивидуальное потребление.

Ваттметры и счетчики работают за счет постоянно поступающей на них информации о состоянии векторов тока и напряжения в силовой цепи, которую предоставляют соответствующие датчики — измерительные трансформаторы в цепях переменного тока или преобразователи — постоянного.

Принцип работы любого счетчика можно представить упрощенно поблочной схемой, состоящей из:

• входных и выходных цепей;
• внутренней схемы.

Приборы учета электрической энергии подразделяются на две большие группы, работающие в сетях:

1. переменного напряжения промышленной частоты;

2. постоянного тока.

Первая категория этих приборов наиболее многочисленная. С нее и начнем краткий обзор разнообразных моделей.

Приборы учета электроэнергии переменного тока

Этот класс счетчиков по конструктивному исполнению разделяют на три типа:

1. индукционные, работающие с конца девятнадцатого века;

2. электронные устройства, появившиеся не так давно;

3. гибридные изделия, сочетающие в своей конструкции цифровые технологии с индукционной или электрической измерительной частью и механическим счетным устройством.

Индукционные приборы учета

Принцип работы такого счетчика основан на взаимодействии магнитных полей. создаваемых электромагнитами катушки тока, врезанной в цепь нагрузки, и катушки напряжения, подключенной параллельно к схеме питающего напряжения.

Они создают суммарный магнитный поток, пропорциональный значению проходящей через счетчик мощности. В поле его действия расположен тонкий алюминиевый диск, установленный в подшипнике вращения. Он реагирует на величину и направление создаваемого силового поля и вращается вокруг собственной оси.

Скорость и направление движения этого диска соответствуют значению приложенной мощности. К нему подключена кинематическая схема, состоящая из системы шестеренчатых передач и колесиков с цифровыми индикаторами, которые указывают количество совершенных оборотов, выполняя роль простого счетного механизма.

Однофазный индукционный счетчик, особенности устройства

Конструкция самого обычного индукционного счетчика, созданного для однофазной сети питания переменного тока, показана в разобранном виде на картинке, состоящей из двух совмещенных фотографий.

Все основные технологические узлы обозначены указателями, а электрическая схема внутренних соединений, входных и выходных цепей приведена на следующей картинке.

Винт напряжения, установленный под крышкой, при работе счетчика всегда должен быть закручен. Им пользуются только работники электротехнических лабораторий при выполнении специальных технологических операций — поверок прибора.

Электрические индукционные счетчики подобного типа успешно дорабатывают свой ресурс в жилых домах и квартирах людей. Их подключают в электрощитках по типовой схеме через однополюсные автоматические выключатели и пакетный переключатель.

Особенности конструкции трехфазного индукционного счетчика

Устройство этого измерительного прибора полностью соответствует однофазным моделям за исключением того, что в формировании суммарного магнитного потока, воздействующего на вращение алюминиевого диска, участвуют магнитные поля, создаваемые катушками токов и напряжений всех трех фаз схемы питания силовой цепи.

Благодаря этому количество деталей внутри корпуса увеличено, а располагаются они плотнее. Алюминиевый диск к тому же сдвоен. Схема подключения катушек тока и напряжения выполняется по предыдущему варианту подключения, но с учетом обеспечения суммирования магнитных потоков от каждой отдельной.

Этот же эффект можно достичь, если вместо одного трехфазного счетчика в каждую фазу системы включить однофазные приборы. Однако в этом случае потребуется заниматься сложением их результатов вручную. В трехфазном же индукционном счетчике эта операция автоматически выполняется одним счетным механизмом.

Трехфазные индукционные счетчики могут выполняться двух видов для подключения:

1. сразу к силовым цепям, мощность которых необходимо учитывать;

2. через промежуточные измерительные трансформаторы напряжения и тока.

Приборы первого типа используются в силовых схемах 0,4 кВ с нагрузками, которые не могут причинить своей небольшой величиной вреда прибору учета. Они работают в гаражах, небольших мастерских, частных домах и называются счетчиками прямого подключения.

Схема коммутаций электрических цепей подобного прибора в электрощитке показана на очередной картинке.

Все остальные индукционные приборы учета работают непосредственно через измерительные трансформаторы тока или напряжения по-отдельности, в зависимости от конкретных условий системы электроснабжения, либо с совместным их использованием.

Внешний вид табло старого индукционного счетчика подобного типа (САЗУ-ИТ) показан на фотографии.

Он работает во вторичных цепях с измерительными трансформаторами тока номинальной величины 5 ампер и трансформаторами напряжения— 100 вольт между фазами.

Буква «А» в названии типа прибора «САЗУ» обозначает, что прибор создан для учета активной составляющей полной мощности. Замерами реактивной составляющей занимаются другие типы приборов, имеющие в своем составе букву «Р». Они обозначаются типом «СРЗУ-ИТ».

Приведенный пример с обозначением трехфазных индукционных счетчиков свидетельствует о том, что их конструкция не может учитывать величину полной мощности, затраченной на совершение работы. Для определения ее значения необходимо снимать показания с приборов учета активной и реактивной энергии и производить математические вычисления по подготовленным таблицам или формулам.

Этот процесс требует участия большого количества людей, не исключает частых ошибок, трудоемок. От его проведения избавляют новые технологии и приборы учета, работающие на полупроводниковых элементах.

Старые счетчики индукционного типа уже практически перестали выпускаться в промышленном масштабе. Они просто дорабатывают свой ресурс в составе работающего электротехнического оборудования. На вновь монтируемых и вводимых в работу комплексах их уже не используют, а ставят новые, современные модели.

Электронные приборы учета

Для замены счетчиков индукционного типа сейчас выпускают много электронных приборов, предназначенных для работы в бытовой сети или в составе измерительных комплексов сложного промышленного оборудования, потребляющего громадные мощности.

Они в своей работе постоянно анализируют состояние активной и реактивной составляющих полной мощности на основе векторных диаграмм токов и напряжений. По ним производится вычисление полной мощности, и все величины заносятся в память прибора. Из нее можно просмотреть эти данные в нужный момент времени.

Два типа распространенных систем электронных учетов

По типу измерения составных входных величин счетчики электронного типа выпускают:

• со встроенными измерительными трансформаторами тока и напряжения;
• с измерительными датчиками.

Устройства со встроенными измерительными трансформаторами

Принципиальная структурная схема электронного однофазного счетчика представлена на картинке.

Микроконтроллер обрабатывает сигналы, поступающие от трансформаторов тока и напряжения через преобразователь и выдает соответствующие команды на:

• дисплей с отображением информации;
• электронное реле, осуществляющее коммутации внутренней схемы;
• оперативно-запоминающее устройство ОЗУ, которое имеет информационную связь с оптическим портом для передачи технических параметров по каналам связи.

Устройства со встроенными датчиками

Это другая конструкция электронного счетчика. Ее схема работает на основе датчиков:

• тока, состоящего из обыкновенного шунта, сквозь который протекает вся нагрузка силовой схемы;
• напряжения, работающего по принципу простого делителя.

Приходящие от этих датчиков сигналы токов и напряжения очень малы. Поэтому их усиливают специальным устройством на основе высокоточной электронной схемы и подают на блоки амплитудно-цифрового преобразования. После них сигналы перемножаются, фильтруются и выводятся на соответствующие устройства для интегрирования, индикации, преобразований и дальнейшей передачи различным пользователям.

Работающие по этому принципу счетчики обладают чуть меньшим классом точности, но вполне отвечают техническим нормативам и требованиям.

Принцип использования датчиков тока и напряжения вместо измерительных трансформаторов позволяет по этому типу создавать приборы учета для цепей не только переменного, но и постоянного тока, что значительно расширяет их эксплуатационные возможности.

На этой основе стали появляться конструкции счетчиков, которыми можно пользоваться в обоих видах систем электроснабжения постоянного и переменного тока.

Тарифность современных приборов учета

Благодаря возможности программирования алгоритма работы электронный счетчик может учитывать потребляемую мощность по времени суток. За счет этого создается заинтересованность населения снижать потребление электроэнергии в наиболее напряженные часы «пик» и этим разгружать нагрузку, создаваемую для энергоснабжающих организаций.

Среди электронных приборов учета есть модели, обладающие разными возможностями тарифной системы. Наибольшими способностями обладают счетчики, позволяющие гибко перепрограммировать счетное устройство под меняющиеся тарифы электросетей с учетом времени года, праздников, различных скидок в выходные дни.

Эксплуатация электросчетчиков по тарифной системе выгодна потребителям — экономятся деньги на оплату электроэнергии и снабжающим организациям — снижается пиковая нагрузка.

Особенности конструкции промышленных приборов учета высоковольтных цепей

В качестве примера подобного устройства рассмотрим белорусский счетчик марки Гран-Электро СС-301.

Он обладает большим количеством полезных для пользователей функций. Как и обыкновенные бытовые приборы учета пломбируется и проходит периодическую поверку показаний.

Внутри корпуса отсутствуют подвижные механические элементы. Вся работа основана на использовании электронных плат и микропроцессорных технологий. Обработкой входных сигналов тока занимаются измерительные трансформаторы.

У этих устройств особое внимание уделяется надежности работы и защите безопасности информации. С целью ее сохранения вводится:

1. двухуровневая система пломбирования внутренних плат;

2. пятиуровневая схема организация допуска к паролям.

Система пломбирования осуществляется в два приема:

1. доступ внутрь корпуса этого счетчика ограничивается сразу на заводе после завершения его технических испытаний и окончания государственной поверки с оформлением протокола;

2. доступ к подключению проводов на клеммы блокируется представителями энергонадзора или энергоснабжающей компании.

Причем, в алгоритме работы устройства существует технологическая операция, фиксирующая в электронной памяти прибора все события, связанные со снятием и установкой крышки клеммника с точной привязкой по дате и времени.

Схема организация допуска к паролям

Система позволяет разграничить права пользователей прибора, отделить их по возможностям допуска к настройкам счетчика за счет создания уровней:

• нулевого, обеспечивающего снятие ограничений на просмотр данных местно либо удаленно, синхронизацию времени, корректировку показаний. Право предоставляется допущенным к работе с прибором пользователям;
• первого, позволяющего выполнять наладку оборудования на месте установки и записывать в оперативную память настройки рабочих параметров, не влияющие на характеристики коммерческого использования;
• второго, разрешающего допуск к информации прибора представителям энергонадзора после его наладки и подготовки к вводу в эксплуатацию;
• третьего, дающего право снимать и устанавливать крышку с клеммника для доступа к зажимам или оптическому порту;
• четвертого, предусматривающего возможность доступа к платам прибора для установки или замены аппаратных ключей, снятия всех пломб, выполнения работ с оптическим портом, модернизации конфигурации, калибровке поправочных коэффициентов.

Способы подключения промышленных счетчиков на предприятиях энергетики

Для работы приборов учета создаются разветвленные вторичные схемы измерительных цепей за счет использования высокоточных трансформаторов тока и напряжения.

Небольшой фрагмент такой схемы для токовых цепей счетчика Гран-Электро СС-301 показан на картинке. Он взят с рабочей документации.

Для этого же прибора учета фрагмент подключения цепей напряжения показан ниже.

Объединение приборов учета в единую систему АСКУЭ

Система автоматизированного контроля и учета электрической энергии стала активно развиваться благодаря возможностям электронных счетчиков и разработкам способов дистанционной передачи информации. Для подключения приборов учета индукционной системы разработаны специальные датчики.

Основной задачей системы АСКУЭ является быстрый сбор информации в едином центре управления. При этом на него поступают потоки данных со всех потребителей действующих подстанций. Они содержат сведения по вопросам потребленной и отпущенной мощности с возможностью анализов способов ее выработки и распределения, расчета стоимости и учета экономических показателей.

Для решения организационных вопросов системы АСКУЭ обеспечивается:

• установка высокоточных приборов учета в местах учета электроэнергии;
• передача информации от них выполняется цифровыми сигналами с помощью «сумматоров», имеющих оперативную память;
• организация системы связи по проводным и радиоканалам;
• осуществление схемы обработки получаемой информации.

Приборы учета электроэнергии постоянного тока

Модели счетчиков этого класса фиксируют энергию в разных технологических режимах, но чаще всего они применяются на оборудовании электроподвижного состава городского транспорта и на железных дорогах.

Они созданы на основе электродинамической системы.

Основной принцип работы подобных счетчиков состоит во взаимодействии сил магнитных потоков, образованных двумя катушками:

1. первая закреплена стационарно;

2. вторая имеет возможность вращения под действием сил магнитного потока, величина которого пропорционально зависит от значения тока, протекающего по цепи.

Параметры вращения катушки передаются на счетный механизм и учитываются расходом электрической энергии. 

Ранее ЭлектроВести писали, что несмотря не бушующие в мире кризисы и обвал цен на нефть, развитие солнечной энергетики на Ближнем Востоке продолжается.

По материалам: electrik.info.

Назначение и разновидности счетчиков электрической энергии

Невозможно представить среду обитания современного человека без электричества. А где оно есть, там непременно должен быть и электросчетчик. За электроэнергию нужно платить, а для этого знать, сколько ее потреблено за расчетный период, принимаемый равным одному месяцу. Для этого и нужен электросчетчик: он показывает, какое количество киловатт-часов израсходовано потребителем с момента его установки.

Пломбы старого образца на счетчике

Поскольку это прибор для коммерческого учета, то контролирующими органами принимаются меры для защиты его от несанкционированного доступа. Для этого клеммная крышка, корпус счетчика и коммутационный аппарат на вводе пломбируются. Нарушение пломб являются поводом для солидного штрафа.

Вид современных пломб

Как и любой измерительный прибор, предназначенный для коммерческих измерений, счетчик подлежит государственной поверке. Приборы учета, приобретаемые в магазине, уже прошли ее, и в их паспорте должна стоять соответствующая отметка, либо к нему приложен сертификат. В процессе эксплуатации поверка должна производиться в установленные производителем сроки, указанные в паспорте. На практике же проще заменить прибор на новый, так как стоимость поверки немногим ниже его цены, а на время поверки счетчик нужно заменить другим.

Рекомендуем ознакомиться со следующими похожими статьями по электрическим счетчикам:

Индукционные электросчетчики

Такая конструкция была изобретена изначально и с небольшими изменениями работает уже не одно десятилетие. Это – электромеханический прибор, электрическая часть которого состоит из двух катушек: токовой и напряжения. Их задача – приводить во вращение диск, механически соединенный с помощью червячной передачи со счетным механизмом. В зависимости от величины тока и напряжения скорость вращения диска изменяется. При отсутствии потребляемого тока диск должен остановиться, но при неисправности или неправильной регулировке счетчика он потихоньку продолжает крутиться. В этом недостаток индукционных счетчиков – возможность возникновения «самохода».

Второй недостаток – невозможно вести учет электроэнергии раздельно по тарифам.

Индукционный электросчетчик

Электронные счетчики

Это современные приборы, созданные на базе электронных компонентов. Основной принцип работы остался тем же, только вместо катушек подключаются датчики, преобразующие значения тока и напряжения в цифровой сигнал. Процессор счетчика обрабатывает его и суммирует за дискретные промежутки времени. Для этого в состав каждого электронного счетчика входят часы, питающиеся от встроенной батарейки. Они самостоятельно генерируют данные о дате и текущем времени, первоначальные значения которых устанавливаются на заводе. При помощи программного обеспечения значения времени можно корректировать при помощи ноутбука, подключенного к счетчику специальным кабелем. Программы и кабели для каждой модели прибора различны.

Электронный счетчик

Электронные счетчики выпускаются однотарифными или многотарифными. Первые стоят дешевле, но раздельный учет электроэнергии во времена суток, соответствующие разным тарифным зонам, позволяет экономить электроэнергию.

двухтарифный учет		Сравнительная стоимость (Москва, 2016 год), руб/кВт∙ч
дневная зона	07:00 – 23:00	5,57
ночная зона	23:00 – 07:00	1,43
Трехтарифный учет
пиковая зона	07:00-10:00, 17:00 – 21:00	5,58
полупиковая зона	10:00 – 17:00, 21:00 – 23:00	4,63
ночная зона	23:00 – 07:00	1,43

Помимо данных о потребленной электроэнергии, даты и времени эти приборы выводят на дисплей текущие значения потребляемого тока, мощности и напряжения в сети. Кроме этого, в счетчики встраиваются реле, формирующие команды на отключение нагрузки или на сигнал при превышении заданного значения измеряемого параметра. Есть и другие функции, но они актуальны для счетчиков промышленного применения и в быту не используются.

Зато очень полезная функция полупроводниковых счетчиков – дистанционная передача данных в офис сбытовой компании. При этом отпадает необходимость снимать показания вручную и куда-то их передавать. Программа обработки в офисе сама формирует квитанции об оплате. Исключается человеческий фактор, причина многочисленных ошибок.

Для реализации этой функции счетчики объединяются в автоматизированные системы учета (АИИСКУЭ). Данные передаются через модемы, персональные для каждого прибора или работающие с группой приборов, объединенными информационными кабелями. Модем может устанавливаться отдельно, но может входить в состав некоторых моделей счетчиков, в этом случае имеется слот под установку SIM-карты.

GSM-модем для передачи данных от электросчетчика

Работа узлов учета в составе такой системы позволяет своевременно выявлять хищения электроэнергии или неисправности счетчиков. Сумма показаний отдельных приборов в многоквартирном доме должна с определенной точностью соответствовать показаниям счетчика на вводе в дом. Если условие перестает выполняться, вычисляется абонент, данные по которому внезапно изменились. Если он не выявлен, в дом направляются инспекторы с целевой проверкой.

Учет с трансформаторами тока

Приборы, непосредственно измеряющие ток нагрузки, называются счетчиками прямого включения. Но они выпускаются на максимальный ток нагрузки только до 100 А.

В случае необходимости учета в цепях большей мощности применяются трансформаторы тока. Счетчики, предназначенные для работы в таких схемах, имеют номинальный ток 5 А. Трансформаторы тока понижают измеряемый ток в количество раз, определяемое коэффициентом трансформации. Например, коэффициент 200/5 означает, что номинальный ток трансформатора тока – 200 А, при этом он может работать с нагрузкой с номиналом в 5А. Коэффициент трансформации его равен 40. На эту величину нужно умножать разницу показаний электросчетчика для получения значения потребленной электроэнергии.

Трансформаторы тока

Оцените качество статьи:

▷ Как работает электросчетчик?

Вот еще один наш интересный урок. Как и было обещано, у нас есть много интересных вещей, которые в кратчайшие сроки сделают из вас компьютерщика. Так что просмотрите 4-ю часть его руководств по измерительным приборам для инженеров-электриков и поделитесь своими впечатлениями…

Сегодня я хочу поделиться с вами своими знаниями о работе электросчетчика. Да это правильно!

Я говорю о том самом счетчике, который уже есть в ваших домах, и вы видите их ежедневно.Но задумывались ли вы, как они работают? Каков механизм, с помощью которого вы можете увидеть данные о потребленной вами энергии, хранящейся в них? Теперь вам не о чем беспокоиться. Вот краткий обзор, чтобы вы узнали о них больше.

Основным типом электросчетчиков, которые широко используются в настоящее время, являются электромеханические счетчики. Принцип работы электромеханических счетчиков будет кратко объяснен ниже.

Электромеханические счетчики

Электромеханические счетчики — это наиболее часто используемые типы счетчиков в наши дни, которые широко применяются для расчета потребления энергии, особенно в домашних условиях.

Как мы знаем, для небольших бытовых приложений счетчик электроэнергии напрямую подключается между поставщиком электроэнергии и потребителем. То же самое и с этим типом счетчиков. Внутренняя структура электромеханического счетчика состоит из трех основных частей:

1. Текущая катушка
2. Катушка напряжения
3. Постоянный магнит

Описание каждой из этих частей приводится ниже:

Текущая катушка

Металлический диск на червячной передаче, окруженный двумя катушками.Две катушки подключены к главной электрической цепи дома, так что первая катушка создает магнитный поток всякий раз, когда через нее проходит ток. Таким образом, количество производимого потока пропорционально проходящим через него амперам.

Эти амперы после прохождения через катушку и создания магнитного потока затем используются различными бытовыми приборами в доме.

Катушка напряжения

Другая катушка подключена к линии напряжения так, что при прохождении через нее напряжения в другой катушке создается магнитный поток.Катушка напряжения отстает от катушки тока на 90 градусов. Таким образом, взаимное влияние этих катушек тока и напряжения заставляет центральный немагнитный металлический диск вращаться.

Вращение металлического диска пропорционально произведению силы тока, напряжения и угла. Червячная передача и привод шпинделя помогают диску вращаться.

Постоянный магнит

Постоянный магнит также помещается рядом с диском так, чтобы он воздействовал на вращающийся диск. Величина силы пропорциональна скорости вращения, но направление этой силы противоположно направлению вращения.

Равнодействующая этих сил такова, что вращение металлического диска пропорционально потребляемой энергии. Эти счетчики дают нам используемую энергию в киловатт в час (кВтч).

Приложения

Не говоря уже о том, что каждый из нас знает, как пользоваться этими электросчетчиками. Они широко используются для расчета энергопотребления не только в наших домах, но и в офисах или в любом другом месте, где нам требуется электричество. Не будет неоправданным, если я скажу, что они необходимы везде, где требуется электричество.

Электроснабжающие компании также используют эти счетчики для оценки нашего потребления электроэнергии, а затем выставляют нам соответствующие счета.

Короче говоря, они необходимы для всех домов в наши дни, так же как и само электричество. Я надеюсь, что теперь вы также знаете о его работе, и эта моя короткая статья была для вас лишь небольшим шагом к тому, чтобы расширить свои знания об этой широко используемой единице измерения.

Насир.

Чтобы узнать больше о других таких устройствах, продолжайте посещать нас.Скоро мы будем публиковать больше. Каковы ваши впечатления от этой статьи?

Основы работы с измерителем

| EC&M

Счетчики незаменимы при работе с электрическими системами

За прошедшие годы было разработано большое количество электрических счетчиков для помощи в мониторинге и поиске неисправностей в электрических системах. Давайте посмотрим на некоторые из наиболее распространенных приборов учета.

Многие измерители были разработаны с использованием механизмов с подвижной катушкой, называемых механизмами Д’Арсонваля.Постоянный магнит создает однородное магнитное поле, в котором расположена подвижная катушка с пружинным креплением. К подвижной катушке прикреплен указатель. Измеряемый ток проходит через катушку, которая может вращаться. Когда ток проходит через катушку, он создает магнитное поле, которое взаимодействует с однородным магнитным полем, создаваемым постоянным магнитом. Это взаимодействие заставляет вращающуюся катушку и указатель вращаться. Поскольку эти движения можно точно откалибровать, они составляют основу многих аналоговых измерителей.

Чтобы исключить необходимость в точных механических компонентах и ​​уменьшить потребность в калибровке и настройке, цифровая электроника составляет основу многих современных измерений. Аналоговые сигналы напряжения и тока преобразуются в цифровые значения, а затем отображаются в виде чисел. Цифровая технология позволяет одному измерительному прибору отображать несколько значений.

Что можно измерить?

Аналоговые и цифровые методы измерения могут измерять многие полезные электрические величины, включая следующие.

Напряжение.

Вольтметр подключается параллельно к элементу схемы для измерения разности потенциалов на этом элементе. Чтобы минимизировать ток, протекающий через вольтметр, они часто имеют внутреннее сопротивление порядка нескольких мегом на вольт. Вольтметры могут определять состояние контактов реле и переключателей, когда цепь находится под напряжением, что упрощает процесс поиска и устранения неисправностей. Нулевое значение напряжения на контактах указывает на то, что контакты замкнуты, а ненулевое напряжение указывает на то, что они разомкнуты.

Текущий.

Амперметры включены последовательно с элементом схемы для измерения тока, протекающего через эту часть цепи. Чтобы минимизировать падение напряжения на измерителе, амперметры имеют очень низкий внутренний импеданс. Из-за этого низкого внутреннего импеданса неправильное подключение амперметра может привести к очень сильному протеканию тока через измеритель, что может повредить катушку измерителя или электронику. Поэтому амперметры обычно снабжены предохранителями для защиты измерителя от чрезмерного тока.Некоторые амперметры, известные как клещи, используют встроенный трансформатор тока, который можно закрепить вокруг проводника, чтобы облегчить быстрое и легкое измерение.

Мощность.

Поскольку мощность по существу является произведением напряжения и тока, вы можете измерить мощность, используя элемент напряжения или потенциала и элемент тока. Если необходимо измерить реальную мощность, среднеквадратичные значения форм сигналов напряжения и тока умножаются, и это произведение умножается на косинус разности углов между формами сигналов напряжения и тока, который является коэффициентом мощности.Если необходимо измерить реактивную мощность, коэффициент мощности заменяется синусом угловой разницы между формами волны напряжения и тока.

Энергия.

Интегрирование мощности с течением времени дает энергию; Таким образом, введение эталона времени в измеритель мощности позволяет измерять ватт-часы, вар-часы и вольт-ампер-часы. Это делается электромеханически с помощью индукционного дискового счетчика, который по сути представляет собой асинхронный двигатель, который вращается со скоростью, пропорциональной мощности, измеряемой катушками потенциала и тока.Механический регистр или одометр считает обороты диска. Когда количество оборотов масштабируется соответствующими константами — в зависимости от конструкции счетчика — можно определить количество энергии, проходящей через счетчик.

Основные принципы измерения могут использоваться для измерения других величин, таких как частота, коэффициент мощности и синхронизм (сравнение величины напряжения и угла) на разомкнутом автоматическом выключателе. Хотя некоторые из этих методов измерения могут быть довольно сложными, основы измерения остаются прежними.

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, низкочастотный, трехфазный, высокотемпературный и многие другие.

3. Тип использования: бытовое, коммерческое и промышленное

4. Тип точки учета

Типы ш.r.t Строительство

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

1. Электромеханический индукционный типа

2. Электронный счетчик энергии

3. Интеллектуальный счетчик энергии

Типы по фазе

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 могут также регистрировать другие параметры нагрузки и питания, такие как мгновенная и максимальная скорость потребления энергии, напряжения, коэффициент мощности, используемая реактивная мощность и т. Д. Они также могут поддерживать выставление счетов за время суток, например, запись количества энергии, используемой 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 доступна), беспроводные одноранговые сети через Wi-Fi, беспроводные ячеистые сети, маломощную беспроводную связь большого радиуса действия (LoRa), ZigBee (маломощную , 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 уменьшают необходимость посещения при чтении или снятии 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

Принципы

для эволюции системы учета чистой энергии и расчета тарифов

Загрузите документ в формате PDF

Этот документ представляет собой согласованное мнение сторонников солнечной энергии для регулирующих органов и заинтересованных сторон, рассматривающих расчет тарифов и компенсацию за распределенную солнечную генерацию, включая потенциальные альтернативы учету чистой энергии.Традиционный учет чистой энергии (NEM) — это, по сути, оплата счетов, представляющая полную розничную стоимость распределенной электроэнергии, поставляемой в систему распределения, и была критически важной политикой для оценки и обеспечения возможности распределенной генерации. По мере увеличения проникновения солнечных и других распределенных энергетических ресурсов государства и коммунальные службы начали изучать и в некоторых случаях внедрять альтернативные механизмы оплаты и компенсации.

Приведенные ниже принципы предназначены для согласования с императивом комиссий коммунальных предприятий и поставщиков энергетических услуг по поддержанию надежных и экономически эффективных услуг для всех потребителей, одновременно защищая права потребителей на производство собственной энергии таким образом, чтобы обеспечить как систему, так и общественные блага, включая охрану окружающей среды и экономическое развитие.

Они обеспечивают критерии высокого уровня для условий, при которых государства могут пожелать рассмотреть альтернативы NEM, и принципы высокого уровня для того, как должны выглядеть распределенные механизмы компенсации солнечной энергии, когда надлежащим образом рассматриваются альтернативы NEM.

В частности, статья состоит из четырех разделов:

• Основные принципы, лежащие в основе соображений при рассмотрении расчета тарифов и компенсации распределенной солнечной генерации.
• Критерии и условия рассмотрения альтернатив учету чистой энергии
• Руководящие принципы для расчета солнечной энергии и
• Руководящие принципы альтернативной компенсации

Основные принципы

^[1]

• Потребители имеют право сократить потребление электроэнергии, поставляемой из сети, за счет повышения энергоэффективности, реагирования на спрос, хранения или чистой распределенной генерации. Таким образом, заказчик всегда должен получать полную розничную цену за выбор счетчиков, который сокращает потребление энергии в сети, будь то установка мер по повышению энергоэффективности или потребление электроэнергии на месте.
• Проектирование тарифов на солнечную энергию и механизмы компенсации должны поддерживать экономику потребителей при инвестировании в солнечную энергию, которые являются устойчивыми, совместимыми с полным потоком ценностей, предоставляемых системой, и справедливыми для всех заинтересованных сторон.
Измерение чистой энергии
• — это проверенный механизм для стимулирования развертывания солнечной энергии, который нравится и понимается клиентами, и который предпочитается в большинстве случаев.
• Большинство исследований показали, что выгоды от распределенной солнечной генерации равны или превышают затраты для коммунальных предприятий или других потребителей, где проникновение является низким.Утверждения о том, что текущие или будущие потребители солнечной энергии переместили или перенесут затраты на других и / или создадут новые затраты, должны быть продемонстрированы достоверными, прозрачными данными, которые отражают значения, предотвращенные затраты на коммунальные услуги и результаты развертывания солнечной энергии на уровне распределения. а также коммунальные расходы по предоставлению услуги.
  • Исследование стоимости обслуживания, которое не учитывает преимущества распределенной солнечной генерации (DSG), не может установить сдвиг в стоимости.
  • Регулирующим органам следует потребовать проведения независимого анализа затрат и выгод, прежде чем рассматривать существенные изменения тарифных ставок или компенсаций на основе утверждений о переносе затрат.
  • Преимущества существующей распределенной солнечной энергии следует учитывать при рассмотрении любого заявленного изменения стоимости.
  • Сроки анализа затрат и выгод должны соответствовать сроку службы конкретного типа активов распределенных энергоресурсов (DER), например: 20–30 лет, и будем смотреть в будущее, а не снимок годичных невозвратных затрат, как это типично для случая общей ставки (GRC).
  • Регулирующие органы должны стремиться обеспечить в GRC, интегрированных ресурсных планах (IRP) и других соответствующих процедурах, чтобы предотвращенные в будущем затраты, обнаруженные в исследованиях затрат / выгод, связанных с DSG и другими DER, были фактически предотвращены (e.грамм. отмененные проекты передачи PG&E, позволяющие сэкономить 200 миллионов долларов, и проект управления спросом в Бруклин-Квинс, позволяющий избежать дорогостоящих обновлений).
  • Поскольку некоторый уровень поддающегося количественной оценке перекрестного субсидирования является неотъемлемой частью всех тарифных планов, особенно для больших разнообразных классов, необходимо провести независимый вывод о сдвиге стоимости материала , прежде чем регулирующие органы санкционируют существенные изменения тарифов или тарифных планов.
• Чистый учет может быть выполнен путем простого расчета энергии или в сочетании с денежной компенсацией в зависимости от тарифного плана:
  • Для жилищных и малых коммерческих тарифов без дифференциации по времени, i.е. тарифы, основанные на энергии, потребляемой в любое время, расчет энергии на основе кВтч в течение расчетного периода является хорошей политикой, особенно при низких и умеренных уровнях проникновения и в ожидании демонстрации существенного воздействия.
  • Для тарифов, дифференцированных по времени, денежная компенсация является принятой особенностью некоторых текущих структур NEM и может быть необходима для сохранения полной стоимости избыточной энергии.
• Возможности для розничных клиентов и сторонних разработчиков DSG и других DER по предоставлению дополнительных услуг (например,грамм. регулирование напряжения и частоты, поддержка VAR) следует поощрять, особенно в государствах, переходящих к модели коммунального обслуживания / регулирования, ориентированной на предоставление услуг, через доступ к рынкам и соответствующие механизмы компенсации.
• Рассмотрение вопроса о создании отдельных классов тарифов для клиентов, которые решают использовать технологии DER, должно основываться на фактической демонстрации существенно различных характеристик нагрузки и стоимости с использованием общедоступных фактических данных и, как правило, не одобряться как потенциально дискриминационные.

Критерии и условия рассмотрения альтернатив учету чистой энергии

• Уровень проникновения должен быть ведущим пороговым критерием для рассмотрения альтернатив NEM.
• Клиенты, установившие солнечную батарею под сетевым счетчиком, должны получить отказ в течение разумного периода времени. У клиентов есть разумные основания полагать, что структура тарифов (в отличие от самих тарифов) кардинально не изменится. Постепенность — важный принцип построения ставок, и постепенное внедрение любой новой методологии компенсации должно быть обеспечено в конце периода дедушки.
Процесс
• : Ранний, то есть до судебного разбирательства, сбор и анализ данных под руководством Государственной комиссии может предоставить возможности для сотрудничества в целях разработки фактической основы для будущих изменений в тарифных планах, компенсациях и других механизмах.
• Простота, постепенность и предсказуемость: Простота механизма компенсации NEM облегчает внедрение клиентами распределенной солнечной энергии. Любой будущий дизайн должен учитывать потребности клиентов в простоте, и любые изменения должны применяться постепенно и предсказуемо.
• Следует рассмотреть возможность теневого выставления счетов и добровольных пилотных программ для анализа возможностей увеличения выгод, которые системы с чистым счетчиком предоставляют для сети, и для оценки фактического воздействия предлагаемых изменений (например, пилотные программы времени использования (TOU)). до внесения существенных обязательных изменений в компенсацию или тарифный план.
• Страховые полисы должны действовать для клиентов с низким и средним доходом (LMI).
В большинстве штатов нетто по импорту и экспорту NEM
• , как правило, производится ежемесячно, а корректировка — ежегодно.Более детализированная сетка обычно снижает экономику потребителей солнечной энергии, но может быть заслуживающим внимания при повышении уровня проникновения или в сочетании с развертыванием других DER, таких как накопители.

Руководящие принципы для расчета солнечной энергии

• Дизайн тарифа должен быть направлен на то, чтобы посылать клиентам четкие ценовые сигналы, которые поощряют устойчивые и рентабельные инвестиции в солнечные и дополнительные технологии.
• Проекты тарифов не должны создавать препятствий для развертывания распределенной солнечной генерации или технологий DER, кроме солнечной.
• Проекты тарифов, которые обеспечивают большие стимулы для развертывания технологии DER (например, более круто инвертированные скорости блоков), могут быть рассмотрены для поощрения скорейшего внедрения технологий эффективности, распределенной генерации и хранения.
• Тарифные проекты, которые подчеркивают временную причинно-следственную связь (изменяющиеся во времени, критические пиковые цены и критические пиковые скидки), как правило, соответствуют развертыванию солнечной энергии и могут быть весьма выгодны как для клиента, так и для системы, когда солнечная энергия интегрирована с DER, такими как хранилище или реакция на спрос .
• Тарифные планы, в которых подчеркивается более высокая фиксированная плата (например, для клиентов, услуг и объектов или базовых услуг), чем это необходимо для возмещения затрат, строго связанных с потребителями, таких как прекращение обслуживания, выставление счетов и измерение, или квази-фиксированные (например, обязательные сборы для населения), делают не отражают причинно-следственную связь с затратами, непропорционально сказываются на потребителях с низким и средним доходом и не должны поощряться.
• При нормативном рассмотрении альтернативных тарифных планов следует учитывать их влияние на потребителей с низкими доходами; е.грамм. Предложения коммунальных предприятий с фиксированной или квази-фиксированной оплатой обычно делают солнечные технологии и энергоэффективные технологии еще более недоступными для клиентов LMI.
• Любое рассмотрение резервных, резервных или других дополнительных сборов для потребителей солнечной энергии должно (1) соответствовать требованиям PURPA, (2) основываться на способности потребителя контролировать собственное производство, как при использовании обычных ископаемых ресурсов (например, дизельного топлива или природного газа). ), и (3) отражают вероятность недоступности генерации клиентов при разработке любых тарифов.

Руководящие принципы альтернативной компенсации

Справедливая стоимость компенсации за солнечную энергию (или «накопленную выгоду») может рассматриваться для экспорта распределенной солнечной генерации при более высоких уровнях проникновения. Такое значение следует определять с учетом как краткосрочных, так и долгосрочных (срок службы системы) выгод от распределенной солнечной генерации.

Подходы к компенсации «Купить все / Продать все» (BA / SA или «VOST») должны быть выбраны розничным покупателем, т.е.е. VOST не должен быть единственным вариантом для клиентов. Критические факторы, влияющие на экономику системы и возможность финансирования, включают частоту и влияние будущих изменений ценностного предложения. Кроме того, необходимо учитывать влияние на потребителей отсутствия энергетического хеджирования (солнечная энергия, генерируемая потребителями, не компенсирует энергию, поставляемую потребителем коммунальными предприятиями).

Альтернативные методы компенсации должны учитывать эффективность интеграции солнечной энергии с другими формами МЭД (например,грамм. хранилище) в сети будущего, гарантируя, что не будут созданы препятствия для новых технологий.

Специальные надбавки к солнечной энергии, такие как плата за установленную мощность, носят дискриминационный характер, обычно не подкрепляются фактами и препятствуют экономике распределенных систем солнечной генерации.

---

[1] Критерии и принципы в данном документе не делают различия между регулируемым и реструктурированным состояниями. Однако при разработке тарифов, методах распределения затрат, предотвращении затрат и анализе затрат / выгод необходимо учитывать, является ли коммунальное предприятие только распределительным или вертикально интегрированным.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ РАСХОДОМЕР | Знание потока

Есть один важный момент при использовании электромагнитных расходомеров. Поскольку электромагнитные расходомеры основаны на Согласно законам электромагнитной индукции, проводящие жидкости — единственные жидкости, поток которых может быть обнаружен. Будь то проводящая жидкость или нет определяется наличием электропроводности. Итак, что такое электрическая проводимость?

Электропроводность обычно представляет собой величину, которая выражает легкость прохождения электричества.Противоположное числовое значение — удельное сопротивление, который выражает уровень сложности прохождения электричества. В качестве единиц измерения в основном используется См / см (сименс на сантиметр). Чтобы определить насколько легко будет течь электричество, электроды размером 1 см² располагаются на расстоянии 1 см друг от друга. Используя водопроводную воду с концентрацией от 100 до 200 мкСм / см, минеральную воду с концентрацией 500 мкСм / см или более и чистую воду с концентрацией 0,1 мкСм / см или менее в качестве образцов, мы может предоставить примеры фактически измеренной электропроводности.

Для расчета электропроводности необходимо, чтобы такие условия, как площадь электродов и расстояние между электроды, правильно рассчитаны.Из-за этого рассчитать довольно сложно. Как общий способ подтверждения электрического Для измерения электропроводности можно использовать измеритель электропроводности (50–1000 долларов США).

ПОЧЕМУ ВОДА ПРОВОДИТ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО?

H ₂ O сам по себе является стабильной молекулой и не проводит электричество. Итак, почему электричество течет в воде? Секрет в том, что отсутствие или наличие примесей в воде определяет ее способность проводить электричество.

Помимо H ₂ O (молекулы воды), существуют Ca ₂ + (ионы кальция) и Mg ₂ + (ионы магния) в воде. Термины жесткая вода и мягкая вода определяются количеством ионов. содержится в данном количестве воды. Поскольку эти ионы проводят электричество в воде, водопроводной воде, грунтовых водах и других ионах богатые воды обладают свойством проводить электричество. Кроме того, поскольку чистая вода содержит только H ₂ O и не содержит примесей, не может проводить электричество.

БЫСТРАЯ ТЕХНИКА

Если вы просто хотите подтвердить наличие или отсутствие электропроводности, можно использовать стандартный мультиметр. Переведите тестер в режим измерения сопротивления. значения и поместите оба зонда в жидкость. Если стрелка тестера хоть немного сдвинется по направлению к нулевой стороне, это показывает, что течет электричество. * И наоборот, если стрелка не сдвинуться с ∞ вообще, значит, электропроводность отсутствует.Можно судить, что обнаружение с электромагнитным расходомером невозможно.

* В качестве меры предосторожности требуется подтверждение с помощью измерителя электропроводности.

Как работают счетчики с подвижной катушкой

Как работают счетчики с подвижной катушкой — Объясните, что материал Рекламное объявление

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 7 декабря 2020 г.

Необходимо выследить проблему, скрывающуюся в электрическая цепь? Вам понадобится какой-нибудь измеритель, может быть, даже осциллограф.Большинство людей используют цифровые измерители в наши дни, когда показания тока, напряжения и сопротивления отображаются на ЖК-дисплее (их иногда называют твердотельными или электронными счетчиками). Но многие из нас по-прежнему предпочитаю старый вид измерителя со стрелкой, которая отводит назад и вперед на циферблате. Счетчики с подвижной катушкой, как их называют, все еще широко используется во всевозможном оборудовании, начиная с самолета приборы из кабины к измерителям уровня звука (VU) в студиях звукозаписи. Давайте посмотрим, как они работают!

Фото: Типичный сильноточный амперметр на автомобильном зарядном устройстве.Это может указывать приблизительную величину тока до 6 ампер (А), хотя шкала не помечена достаточно точно для точных измерений.

Электричество создает магнетизм

Счетчики с подвижной спиралью работают аналогично электродвигателям. Если вы знаете, как работает один из них, разобраться в счетчике несложно. В любом случае, давайте начнем с начало. Если вы проведете электрический ток по металлическому проводу, вы создадите магнитное поле вокруг провода одновременно. Ты не можешь видите, но тем не менее он там — и вы можете заставить его сделать очень интересные вещи.Поднесите к проводу компас, включите ток, и вы увидите, как стрелка повернется, когда вы это сделаете. Отключите ток и игла снова вернется в исходное положение. Грубо говоря, это наука, работающая над измерителем с подвижной катушкой: электрический ток, проходящий по проводу, создает магнитное поле, которое заставляет иглу толкаться в сторону. Но как именно это происходит?

Анимация: протяните кусок провода над компасом и подключите его к батарее. Когда вы переключаетесь на токе вокруг провода создается магнитное поле, заставляющее стрелку компаса двигаться.Обратный ток стрелка компаса движется в противоположном направлении. Используйте более сильный ток, и стрелка компаса переместится дальше. Этот эксперимент показывает, что электрические токи генерируют магнитные поля, и он был впервые проведен датским физиком. Ганс Эрстед в 1820 году. Это фундаментальная наука, лежащая в основе счетчиков с подвижной катушкой.

Внутри счетчика плотный моток медной проволоки, обмотанный вокруг железного сердечника, устанавливается между полюсами постоянного магнит. Катушка имеет соединения на обоих концах, так что вы можете через него проходит электрический ток, и к нему прикреплен длинный указатель который проходит через шкалу счетчика.Когда вы подключаете счетчик к цепь и включите ток, ток создает магнитное поле в катушке. Поле отталкивает магнитное поле, создаваемое постоянный магнит, заставляющий катушку вращаться и поворачивающий указатель вверх циферблат. Чем больше тока проходит через катушку, тем больше магнитное поле, которое он создает, чем больше отталкивание, тем больше катушка поворачивается, и чем дальше вверх по шкале, тем выше стрелка. Итак указатель показывает, сколько тока проходит через катушку.При соответствующей калибровке вы можете использовать шкалу для прямого измерения силы тока.

Подобные измерители были разработаны в 1882 году французским физиком-врачом Жаком-Арсеном д’Арсонваль . Несколько лет спустя американский электрохимик Эдвард Уэстон усовершенствовал конструкцию и ввел ее в коммерческий оборот. (вы можете увидеть пример одного из его измерителей ниже на этой странице).

Работа: Жак-Арсен д’Арсонваль был пионером практического измеритель с подвижной катушкой, в котором использовалась стрелка (зеленая), установленная на катушке (красная) между магнитными полюсами (желтый), и пружины (синие), чтобы вернуть его к нулю, когда ток перестанет течь.Иллюстрация из исторической иллюстрации в книге «Динамометры и измерение мощности» Джона Джозефа Флэзера, Джона Вайли, 1900 год. (Я добавил цвета для наглядности).

Как работают счетчики с подвижной катушкой

1. С отсоединенными датчиками счетчик похож на цепь, разорванную разомкнутым переключателем: ток не может течь в счетчик или катушку внутри него.
2. При отсутствии тока катушка не создает магнитного поля, и стрелка остается на нуле.
3. Подключите щупы измерителя к чему-либо, что вы тестируете (например, к печатной плате), и ток немедленно начнет течь через измеритель и катушку внутри него.
4. Движущийся ток создает временное магнитное поле вокруг катушки, которое отталкивает магнитное поле, создаваемое постоянным магнитом. Сила магнитного поля напрямую связана с величиной тока, протекающего через катушку.
5. Чем больше ток, тем больше магнитное поле, создаваемое катушкой, и тем выше циферблат перемещается стрелкой.

Вкратце стоит отметить, что указатель действует как рычаг, увеличивая движение на катушка и вызывает больший прогиб на циферблате.Другими словами, если катушка перемещается лишь на незначительную величину, указатель переместится вверх по шкале на гораздо большую величину, которую легче измерить. Это помогает нам проводить более точные измерения.

Рекламные ссылки

Счетчики различных типов

Вы можете использовать измерители с подвижной катушкой для измерения напряжения, тока или сопротивления, но в каждом случае вы должны соединять их по-разному.

Вольтметры

Для измерения напряжения вы подключаете счетчик параллельно через две точки контура, которые вы хотите измерить.Измерители напряжения называются, что неудивительно, вольтметры.

Амперметры

Чтобы измерить ток, вы устанавливаете свой измеритель последовательно (вставляйте его прямо в тракт схема). Измерители тока обычно называются амперметрами. (поскольку они измеряются в амперах) или гальванометры (по Луиджи Гальвани, итальянец, который открыл электрический ток, заставляя лягушачьи лапы подергиваться). Если измеряются большие токи, амперметрам обычно требуется дополнительное сопротивление, называемое шунтом. установлены параллельно их клеммам.Большинство текущих потоков через шунт, оставляя лишь небольшую часть, протекающую через шунт. саму катушку счетчика (таким образом защищая механизм). Некоторые амперметры имеют циферблаты на их коробке, чтобы вы могли измерить широкий спектр различных токи. Поворот диска эффективно переключает другой размер сопротивление в измерительной цепи, с меньшими шунтами (с меньшим сопротивлением) используются для измерения больших токов.

Фото: Измерители с подвижной катушкой, которые могут измерять как вольты, так и амперы, не сильно изменились.Это вольт-амперметр с прямым считыванием, разработанный Эдвардом Уэстоном из Ньюарка, штат Нью-Джерси, и датируемый концом 19 века. Слева: вы можете видеть отдельные латунные разъемы для измерения вольт и ампер внизу и две шкалы вверху: верхняя шкала измеряет 0–150 вольт, а нижняя — 0–1,5 ампер. Справа: крупный план движущейся магнитной катушки. Фото любезно предоставлено Цифровые коллекции Национального института стандартов и технологий, Гейтерсбург, Мэриленд 20899.

Как работает шунт?

Изображение: Амперметр (A) — чувствительный прибор, который измеряет только относительно небольшие токи.Если вы хотите измерить большие токи, вам необходимо отвести большую их часть на «шунтирующий» резистор (Ω). Поскольку измеритель и шунт подключены параллельно, у них одинаковое напряжение. Мы можем использовать это, чтобы рассчитать размер шунтирующего резистора, который нам нужен для измерения тока любой величины.

Максимальный ток, который вы можете пропустить через счетчик с подвижной катушкой; если вы хотите измерить токи чем это больше, вам нужно использовать шунт — резистор, который «шунтирует» большую часть тока по параллельной цепи.С помощью закона Ома легко рассчитать, какой большой шунт вам нужен (V = I × R).

Предположим, у вас есть амперметр (показан здесь в виде круга с буквой A), который имеет внутреннее сопротивление 10 Ом (Ом), а его стрелка показывает максимальное значение (так называемое «отклонение полной шкалы», или FSD), когда через него протекает ток 10 миллиампер (мА) или 10/1000 А. Когда стрелка отклоняется на всю шкалу, закон Ома говорит нам, что напряжение на измерителе должно быть V = (10/1000) × 10 = 0,1 В (показано серой пунктирной линией).

Шунтирующий резистор (показан синим цветом и отмечен знаком Ω) и измеритель включены параллельно, поэтому напряжение на шунте должно быть таким же, как напряжение на измерителе (0,1 вольт).

Теперь предположим, что вы хотите измерить токи величиной до 2 ампер (чтобы измеритель показывал отклонение на полную шкалу при 2 А). В этом случае через счетчик по-прежнему будет протекать 10 миллиампер (больше он не может), и подавляющее большинство тока (1990 миллиампер или 1,99 ампера) необходимо будет отвести через шунт.

Воспользовавшись законом Ома во второй раз, мы можем вычислить, что сопротивление шунта должно быть R = V / I = 0,1 / 1,99 = 0,05 Ом.

Обратите внимание, что сопротивление шунта намного ниже, чем сопротивление измерителя , поэтому большая часть тока проходит через него. Чем ниже сопротивление шунта по сравнению с сопротивлением счетчика, тем больше тока будет проходить через него. Поэтому, если вы хотите измерить еще большие токи, вам нужно будет использовать шунтирующие сопротивления меньшего размера , чтобы отвести больший ток от чувствительного измерителя с подвижной катушкой.

Шунтирующие резисторы обычно имеют сопротивление менее 1 Ом, что намного меньше чем обычные резисторы (которые измеряют от нескольких Ом до миллионов Ом или МОм). Вы часто слышите шунтирующие резисторы, называемые резисторами в миллиомах, и измеряемые таким же образом. Так, например, шунтирующий резистор 0,05 Ом может быть обозначен как 50 мОм (50 мОм).

Фото: Гальванометры имеют много общего с компасами, в которых также используется магнитная стрелка, движущаяся в магнитном поле.В этой ранней конструкции гальванометра 1880-х годов, запатентованной Исааком Чисхолмом в 1888 году, сходство очевидно: вместо современной стрелки и шкалы у нас есть стрелка компаса, которая вращается, когда вы подаете ток на два провода на фронт. Под иглой, в большой синей круглой коробке, находится электромагнит, к которому подключены провода. Вы можете узнать больше об этом измерителе в патенте США 390,067: Гальванометр. Изображение любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Омметры

Сопротивление цепи можно измерить тремя способами.Вы можете использовать амперметр и вольтметр для измерения силы тока и напряжения, а затем использовать закон Ома. Или вы можете измерить сопротивление за одну операцию с использованием немного другой конструкции измерителя с подвижной катушкой, называемого омметром, который эффективно амперметр с собственной встроенной батареей. Батарея обеспечивает напряжение известного размера. Когда вы помещаете измерительные щупы через сопротивление вы хотите измерить, замыкаете цепь, и течет ток. В метр измеряет величину этого тока, но показывает его как сопротивление (циферблат откалиброван в омах на основе фиксированное напряжение батареи внутри счетчика).Вы можете сделать больше точные измерения сопротивления с помощью немного более сложного Тип схемы называется мостом Уитстона.

Рекламные ссылки

Узнать больше

На сайте

На других сайтах

• Измерители с подвижной катушкой: больше о теории измерительных цепей и различиях между амперметрами, вольтметрами и омметрами с отличного сайта Hyperphysics.
• Измерения сопротивления: четкое объяснение различных способов измерения сопротивления, включая мост Уитстона.

Книги для старших читателей

• Электрические схемы Джеймса Уильяма Нильссона и Сьюзан А. Ридель. Pearson, 2015. Давно установленное подробное руководство по схемам, в основном предназначенное для студентов, изучающих электротехнику и информатику.
• Введение в электрические схемы Ричарда Дорфа и Джеймса А. Свободы. Wiley, 2013. Еще один классический учебник по электротехнике, рассчитанный на аналогичную аудиторию.

Книги для младших читателей

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США.Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Крис Вудфорд 2009, 2018. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Подписывайтесь на нас

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис.(2009/2018) Счетчики с подвижной спиралью. Получено с https://www.explainthatstuff.com/movingcoilmeters.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Больше на нашем сайте …

Принципы счетчика энергии

— искал программист

Для измерительных приборов электросчетчика, также называемого счетчиком. Раннее использование принципа измерительной линии механического счетчика энергии из-за его собственного энергопотребления, точности и простоты подключения к сети теперь постепенно заменяется таблицей электронных схем.

Следующие единицы измерения заменены в индивидуальном механическом счетчике.

^{Индивидуальный механический счетчик под}

Основные компоненты измерителя, показанные на РИС. Состоит из вольт-амперных магнитных полюсов (внизу слева), вращающейся алюминиевой пластины (вверху слева), демпфирующих магнитов (вверху справа), механического счетчика и дисплея (внизу справа). Также он включает в себя другие аксессуары, такие как винты для исправления.

^{Индивидуальный электросчетчик, основная внутренняя конфигурация}

Для общего описания работы однофазного измерителя: переменное магнитное поле напряжения катушки и тока катушки, магнитное поле, генерирующее вихревые токи во вращающемся алюминиевом диске, вихревые генераторы, сила Ампера в магнитном поле, таким образом способствуя вращению алюминиевого поддона и движущей силе, пропорциональной напряженности магнитного поля.

На другом конце находится алюминиевая пластина с сильным постоянным магнитом. Когда алюминиевая пластина вращается, под действием магнитного поля образуются вихревые токи, и создается демпфирующая сила. Демпфирующая сила пропорциональна скорости вращения.

^{Счетчик индивидуальный принцип и подключение}

Электромагнитная сила и сила демпфирования в алюминиевой посуде в конечном итоге достигли устойчивого вращения. Пропорционально скорости вращения и электрической мощности редуктор с механическим приводом встречает полное накопление энергии.

Единственное общее введение, механический метр, или трудно понять, как именно фаза привода алюминиевого листа.

^{Диск счетчика вращается алюминиевый}

См. Метр в открытом вращающемся алюминиевом поддоне, вы увидите, что поверхность диска равномерно прижата к множеству небольших круглых отверстий. Этот производственный процесс увеличивает площадь поверхности алюминиевой пластины и в определенной степени увеличивает сопротивление, так что сила вихревого тока магнитной индукции снижается.

Так зачем это делать? Если сила завихрения уменьшается, то дополнительно уменьшается вращающий момент диска, из-за чего точность измерения измерителя из-за влияния различных неопределенных трения уменьшается.

^{Небольшая круглая ямка на поверхности алюминиевого поддона}

Для практического эффекта маленького круглого отверстия нам нужно проанализировать принцип счетчика вращения.

Принцип работы трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором относительно прост.Через распределенную по трем статорам разность фаз 120 ° в пространстве катушки, а затем в разность фаз переменного тока во время 120 градусов, он может создавать вращающееся магнитное поле, чтобы управлять вращением металла ротора. Движущая сила возникает из вихревых токов, индуцированных в роторе силой в магнитном поле.

Вращающееся магнитное поле может быть только двумя линиями обмотки статора. Они вертикальное распределение в пространстве, то есть разница в 90 ° между собой, в двухфазной катушке с фазой 90 ° в переменный ток, она также может генерировать вращающееся магнитное поле.

^{Структурная схема двухфазного асинхронного двигателя переменного тока}

В счетчике магнит также его распределительный имеет две катушки, катушка подключена к напряжению, ток подключен к катушке. Как показано ниже.

Напряжение катушки 7500 витков, индуктивность 4,85Гн, сопротивление 386 Ом. Катушка тока с использованием провода относительно толстого диаметра в двух противоположных направлениях в соответствии с магнитным полюсом, намотанным на 2 витка.

^{Полюса и соответствующие катушки на измерителе мощности}

Если структура управления однофазного асинхронного двигателя с передним полюсом, то можно увидеть, что конструкция полюса счетчика соответствует паре полюсов асинхронного двигателя, развернутых параллельно, распределенных по более длинной оси a.

Напряжение тока полюса распределено вокруг полюса, согласно катушке, магнитные полюса противоположной полярности токов вниз. Если напряжение определяется как угол 0 ° магнитных полюсов в пространстве, тогда вокруг двух текущих положений магнитных полюсов сдвигаются назад на 90 ° и 90 °.

^{Конструкция полюсов сравнительного измерителя асинхронного двигателя}

Предположим, что к измерителю применены одинаковые фазные напряжение и ток, в это время соответствующий коэффициент мощности равен 1.Поскольку напряжение катушки имеет большую индуктивность, ток, генерируемый в катушке, отстает от напряжения на 90 °.

Следовательно, магнитные полюса по напряжению позади токового полюса более чем на 90 ° влево. Из-за противоположного направления магнитного полюса вокруг двух токов, напряжение магнитного поля, чем ток, на 90 ° впереди правого полюса.

^{Трехполюсное изменение магнитного поля}

Таким образом, согласно пространственному положению три магнитных полюса последовательно различаются на 90 °, в то время как магнитное поле также последовательно колеблется с разностью фаз 90 °, таким образом образуя параллельный синтез после движущегося магнитного поля.

Магнитное поле движется слева направо 50 раз в секунду. Движущееся магнитное поле приводится в действие вращением поверхности алюминиевой тарелки в результате вихревого действия алюминиевого диска, которое согласуется с принципом работы асинхронного двигателя.

^{Перемещение полюсов измерителя магнитного поля}

Следовательно, измеритель мощности можно рассматривать как линейный асинхронный двигатель. Поскольку алюминий намного меньше, чем скорость вращения диска, соответствующая движению комбинированного магнитного поля, в результате вихря алюминиевого поддона будет затронута соответственно соответствующая индуктивность алюминиевого поддона, коэффициент завихрения, так что фаза будет отставать от индуцированного электродвижущего элемента. сила, которая приведет к уменьшению крутящего момента вращения алюминиевого поддона.

Эта катушка может быть асинхронным двигателем в случае большого скольжения, причина уменьшения выходного крутящего момента та же.

Таким образом, увеличивая составляющую сопротивления соответствующей поверхности алюминиевой пластины, можно уменьшить вихревые токи и разность фаз между наведенной электродвижущей силой, тем самым увеличивая вращающий момент.

^{суббота будет проходить в кампусе Нанкинского университета Smart Car Race}

Как можно видеть здесь, роль небольших круглых ямок алюминиевого поддона ротационного измерителя, появляющихся на поверхности, для увеличения сопротивления поверхности алюминиевой пластины, вращающий момент может быть увеличен дополнительно, чтобы повысить точность измерителя.