Как електромерът работи и работи

• Тел

Основната цел на това устройство е непрекъснато да измерва консумацията на мощност на наблюдаваната част на електрическата верига и да показва стойността си в благоприятна за човека форма. Елементната база използва електронни компоненти в твърдо състояние, работещи на полупроводници или микропроцесорни проекти.

Такива устройства се произвеждат за работа с токови вериги:

1. постоянна стойност;

2. синусоидална хармонична форма.

DC електрическите измервателни уреди работят само в промишлени предприятия, работещи с високо енергийно оборудване с висока консумация на постоянна мощност (електрифициран железопътен транспорт, електрически автомобили...). За домашни цели, те не се използват, се предлагат в ограничени количества. Ето защо в бъдещия материал на тази статия няма да ги разгледаме, въпреки че принципът на тяхната работа се различава от моделите, работещи на променлив ток, основно чрез проектирането на сензори за ток и напрежение.

Електромерите за променлив ток са произведени за отчитане на енергията на електрическите устройства:

1. с еднофазно напрежение;

2. в трифазни схеми.

Проектиране на електромери

Цялата елементарна основа е разположена във вътрешността на корпуса и е оборудвана с:

клемен блок за свързване на електрически проводници;

Панел с LCD дисплей;

контролните органи работят и прехвърлят информация от устройството;

печатна платка с елементи в твърдо състояние;

Появата и основните потребителски настройки на един от многото модели на подобни устройства, произведени от предприятия на Република Беларус, са показани на снимката.

Ефективността на такъв електромер се потвърждава от:

приложената марка на верификатора, потвърждаваща преминаването на метрологичното калибриране на уреда върху изпитвателния стенд и оценката на неговите характеристики в рамките на обявения от производителя клас на точност;

непроменен печат на фирмата за контрол на мощността, която отговаря за правилното свързване на електромера с електрическата верига.

Вътрешният изглед на дъските на подобно устройство е показан на снимката.

Няма механизми за придвижване и индукция. И присъствието на три вградени токови трансформатори, използвани като сензори със същия брой ясно видими канали на платката, свидетелстват за трифазната работа на това устройство.

Електротехнически процеси, преброени от електронен метър

Работата на вътрешните алгоритми на трифазни или еднофазни структури се извършва съгласно същите закони, с изключение на това, че в трифазния, по-сложен апарат има геометрично сумиране на стойностите на всеки от трите компонентни канала.

Поради това принципите на работа на електронния измервателен уред ще се разглеждат главно на примера на еднофазен модел. За да направите това, ние си спомняме основните закони на електротехниката, свързани с властта.

Пълната му стойност се определя от компонентите:

реактивно (сума от индуктивни и капацитивни товари).

Токът, преминаващ през общата схема на еднофазна мрежа, е еднакъв във всички области, а спадът на напрежението във всеки елемент зависи от вида на съпротивлението и неговата величина. При активното съпротивление той съвпада с вектора на пропускащия ток в посоката, а при реактивната съпротива той се отклонява отстрани. И на индуктивност, тя е пред сегашния ъгъл, а на кондензатор - зад.

Електронните измервателни уреди са в състояние да отчитат и да показват общата мощност и активната и реактивна стойност. За тази цел се правят измервания на токови вектори с напрежение, подадено към неговия вход. От стойността на ъгловото отклонение между тези входящи стойности се определя и изчислява естеството на натоварването, като се осигурява информация за всички негови компоненти.

При различни проекти на електронни измервателни уреди комплектът от функции не е същият и може да се различава значително по предназначение. По този начин те са радикално разграничени от техните индукционни колеги, които работят на базата на взаимодействието на електромагнитните полета и индукционните сили, които причиняват въртенето на тънък алуминиев диск. От структурно естество, те могат да измерват само активна или реактивна мощност в еднофазни или трифазни схеми и стойността на пълната трябва да се изчислява отделно ръчно.

Принцип на измерване на мощността чрез електронен уред

Схемата за действие на просто измервателно устройство с изходни преобразуватели е показано на фигурата.

Той използва прости сензори за измерване на мощността:

ток, базиран на конвенционален шунт, през който преминава фазата на веригата;

напрежение, работещо в съответствие с добре известния делител.

Полученият от такива датчици сигнал е малък и се увеличава от електронни усилватели на ток и напрежение, след което се извършва аналогово-цифрова обработка, която допълнително преобразува сигналите и ги умножава, за да получи стойност, пропорционална на стойността на консумираната мощност.

След това цифровизираният сигнал се филтрира и се извежда към устройства:

Входните сензори на електрическите величини, използвани в тази схема, не осигуряват измервания с висок клас точност на токови и напреженови вектори и съответно изчисляване на мощността. Тази функция се осъществява по-добре от инструменталните трансформатори.

Схемата на еднофазовия електронен уред

В него измервателната ТТ е включена в прекъсването на потребителския фазов проводник, а трансформаторът на напрежението е свързан към фазата и нула.

Сигналите от двата трансформатора не се нуждаят от усилване и се изпращат през каналите си към ADC, което ги превръща в цифров код за мощност и честота. Допълнителните реализации се извършват от микроконтролера, който контролира:

RAM - памет с произволен достъп.

Чрез RAM изходният сигнал може да бъде предаден по-нататък към информационния канал, например, използвайки оптичен порт.

Функционалността на електромерите

Ниската грешка при измерване на мощността, оценена от класа на точност от 0,5 S или 02 S, позволява използването на тези устройства за търговско измерване на използваната електроенергия.

Проектите, предназначени за измерване на трифазни схеми, могат да работят в три- или четири-проводникови електрически вериги.

Електронният измервателен уред може да бъде директно свързан към съществуващото оборудване или да има дизайн, който позволява използването на междинни, например високоволтови измервателни трансформатори. В последния случай, като правило, автоматично преизчисляване на измерените вторични стойности се извършва в първичните стойности на тока, напрежението и мощността, включително активните и реактивните компоненти.

Уредът записва посоката на пълната мощност с всички негови компоненти в посока напред и обратно, съхранява тази информация във връзка с времето. Същевременно потребителят може да отчита енергийните стойности с нарастването си за определен период от време, например ден, месец или година, които са текущи или са избрани от даден календар или се натрупват за определено определено време.

Определянето на стойностите на активната и реактивната мощност за определен период, например 3 или 30 минути, както и бързото повикване на максималните си стойности през месеца значително опростява анализа на работата на енергийното оборудване.

По всяко време можете да видите мигновени индикатори за активна и реактивна консумация, ток, напрежение, честота във всяка фаза.

Наличието на функция на многотарифно измерване на енергия чрез използване на няколко канала за предаване на информация разширява условията за търговско приложение. В същото време тарифите се създават за конкретно време, например всеки половин час от свободния ден или работния ден според сезоните или месеците на годината.

За удобство на потребителя дисплеят показва работно меню, между които можете да се придвижвате, като използвате съседни контроли.

Електронният електромер ви позволява не само да четете информация директно от дисплея, но и да го преглеждате през отдалечен компютър, както и да въвеждате допълнителни данни или да го програмирате през оптичен порт.

Информационна сигурност

Монтирането на уплътнения на измервателния уред се извършва на два етапа:

1. на първо ниво достъпът до вътрешността на камерата на инструмента е забранен от службата за технически контрол на завода, след като е бил произведен броячът и е преминал състояние калибриране;

2. при второто ниво на запечатване, достъпът до клемите и свързаните проводници е блокиран от представител на организацията за електрозахранване или на надзорния орган.

Всички събития на изваждане и монтиране на капака са оборудвани с алармена система, чието задействане се записва в паметта на дневника на събитията във връзка с времето и датата.

Системата за пароли осигурява ограничаване на достъпа на потребителите до информация и може да съдържа до пет ограничения.

Нулевото ниво напълно премахва ограниченията и ви позволява да преглеждате всички данни локално или отдалечено, синхронизирате времето, настройвате показанията.

Първото ниво на паролата за допълнителен достъп се предоставя на работниците от инсталацията или оперативната организация на AMR системи за инсталиране на оборудване и записващи параметри, които не оказват влияние върху търговските характеристики.

Второто ниво на основната парола за достъп се възлага от отговорното лице на надзора на електрозахранването на измервателния уред, който е настроен и напълно подготвен за работа.

Третото ниво на основен достъп се дава на служителите на надзорния орган, които изваждат и инсталират капака от измервателния уред, за да получат достъп до клемните си клеми или да извършват дистанционни операции през оптичния порт.

Четвъртото ниво предоставя възможност за инсталиране на хардуерни клавиши на дъската, премахване на всички инсталирани печати и възможност за работа през оптичния порт за подобряване на конфигурацията, замяна на калибровъчните коефициенти.

Горният списък с функции, които електромерът притежава, е общ, общ преглед. Той може да се настройва поотделно и да се различава дори при всеки модел на един производител.

Устройството и принципът на работа на измервателния уред

Отчитането на потреблението на електрическа енергия при обекти от всяка форма на собственост се извършва с помощта на електромери. Правилният избор на устройството се отразява в спестяването на енергия, което е основната задача сега. Никой обект няма да бъде свързан към мрежите на компании, които доставят енергия, без да инсталира електромер. Правилата по негов избор, мястото на инсталиране и свързване се регулират от регулаторната и техническата документация, сред които ЕМП заема основното място. Всеки собственик на жилище съставя договор за свързване към мрежи, където трябва да бъде посочен моделът на измервателния уред. Това е необходимо, за да се извърши проверката на брояча, чиято честота за всеки модел се определя от производителя.

Електрически измервателен уред

класификация

Битови и чуждестранни производители произвеждат огромна гама от електромери. Разбирането на класификацията на устройствата ще ви помогне по следните начини:

• принцип на действие (индукционна и електронна);
• броя на фазите или класа на напрежение (едно- и трифазно);
• метод на свързване (директно и чрез измерване на трансформатори);
• броят на тарифите (една, две и три тарифа);
• вид на повикващия (външен и вътрешен);
• клас на точност (0,2s; 0,2; 0,5s; 0,5; 1,0; 2,0; 2,5);
• измерен ток (основа, начална и максимална);
• тип интерфейс (импулс, инфрачервен порт, RS 232, RS 485, оптична комуникационна линия, CAN, PLC модем и GSM).

Устройство и принцип на работа

Дизайнът на измервателния уред зависи от принципа на работата му и изпълняваните функции. Индукционният монофазен измервател се използва в еднофазни променливи мрежи и се състои от следните части:

• комбиниран случай;
• две намотки: ток и напрежение;
• две магнитни вериги: текуща намотка и напрежение;
• контра стълб;
• алуминиев диск;
• червячна предавка;
• механизъм за отчитане;
• постоянен магнит за спиране на диска;
• оста, върху която са фиксирани преброяващият механизъм, червеят и алуминиевият диск.

Схематично устройство на еднофазен индукционен тип електромер

Принципът на действие на устройството е както следва. 2 електромагнита представляват измервателния механизъм на измервателния уред. Те са разположени под ъгъл от 90 ° един спрямо друг. В магнитното поле на тези електромагнити е диск от алуминий. Измервателният уред се пуска в действие чрез свързване на текущата намотка последователно с електрическите приемници и напрежението паралелно с електрическите приемници. С преминаването на променлив ток през намотките в сърцевините възникват магнитни потоци с променлива величина. Те проникват в диска и в резултат предизвикват вихрови токове. Взаимодействието на последното с магнитните потоци създава сила, която върти диска. Той, от своя страна, се свързва с механизъм за отчитане, който отчита честотата на въртене на диска. Фигурите, които се намират в брояча, записват консумацията на електрическа енергия.

С нарастването на тока на натоварване има по-голям въртящ момент, което кара диска да се върти по-бързо.

Принципът на работа на трифазните индукционни измервателни уреди е подобен на този, описан по-горе, като единствената разлика е, че те се използват в трифазни AC мрежи.

Изглед отпред на трифазен индукционен измервателен уред с изваден капак

Страничен изглед със задната част на корпуса на отстранения трифазен индукционен брояч

С развитието на електронните технологии се наблюдава измерване на потреблението на електроенергия. Принципът на тяхната работа е съвсем проста. Специален конвертор преобразува входните аналогови сигнали от сензорите за ток и напрежение в цифров импулсен код. Той се подава към микроконтролера, който отчита количеството консумирана електроенергия на дисплея на продукта. Оттук основните части на електромера са:

• защитна обвивка;
• трансформатори, измерващи ток и напрежение;
• конвертор;
• микроконтролер, който е управляващият орган и предаването на информация на дисплея;
• клемна лента за свързване на ел. кабели.

Еднофазни и трифазни електронни измервателни уреди действат съгласно същите закони, с единствената разлика, че в трифазната фаза стойностите на всеки от трите канала са обобщени.

Блокова схема на еднофазен електромер

От диаграмата може да се види, че токовият трансформатор е свързан с разрушаване на фазовия проводник, а трансформаторът на напрежението е свързан към нула и фаза. Сигналите за тока и напрежението се преобразуват в цифрова мощност и честота в цифров вид, след което микроконтролерът контролира паметта с произволен достъп (RAM), електронното реле и дисплея, която отразява цифровата информация, която отчита захранването на обекта, свързан към измервателния уред. RAM в някои модели може да играе ролята на предавател на информация, което прави възможно да се контролира работата на брояча от разстояние.

Електронните измервателни уреди за измерване на консумацията на електроенергия в трифазни схеми могат да работят в три- и четирижилни вериги. Устройствата съхраняват информация с информация за времето. Показания могат да се вземат за определен период от време и да се отчитат следните показатели:

• активно потребление;
• реактивно потребление;
• ефективни стойности на напрежението и тока;
• честота във всяка фаза.

Всичко това направи възможно създаването на мултитарифни измервателни уреди за изчисляване на потреблението на електроенергия в различни часове на деня, ден на седмицата или сезон.

Видео за брояч

Това, което се състои от измервателния уред за потребление на енергия и как работи, ще бъде описан във видеоклипа по-долу.

След като сме разбрали устройството за електромери, можем уверено да кажем, че електронните аналози са много по-добри от индукцията, те отразяват по-точно информацията, удобно е да се чете и преглежда, ако е необходимо от разстояние. Единственото предимство на индукционните измервателни уреди е тяхната цена, която е много по-ниска от тази на електронните модели.

Електронно устройство за измерване на мощността

Устройство за електромери. Електрически и схематични схеми, принцип на работа на електромери. Как са индукция, стари, домакински, съветски, апартамент, механични, битови електромери и електронни, нови, модерни, индустриални, цифрови имейли. електромери електромери Как да изпратите имейл. електромери и как са разположени трифазни, еднофазни, многотарифни, внесени и битови електромери. Програмиране на електромери.

Реклама:
Броячи с изключено изключване
(печати, холограми, паспорт, безупречно качество) -napulte.com

Устройства "спестява" електричество -k-r-m.ru

Има три основни вида електромери:

Индукционни или механични. Те са най-простият и най-евтиният, но имат редица недостатъци, това е голяма грешка, невъзможността за зареждане на измерванията, неспособността за дистанционно четене на показанията.

Хибридни електромери. Те използват цифров интерфейс, индукционна или електрическа измервателна единица и механично преброяващо устройство.

Електронните (цифрови) измервателни уреди са по-скъпи, но имат няколко предимства. Те имат висока точност на измерване, удобен дисплеен интерфейс (LCD дисплей) и удобен набор от функции, експлоатационният живот на измервателните уреди е 30 години. В електронните измервателни уреди има възможност за определяне на различни тарифи и възможност за включването им в обща система (AMR мрежа) с възможност за дистанционно отчитане. Като правило тези измерватели имат авто-корекция на температурата.

Устройството и принципът на работа на индукционната еднофазна стара на електромера.

В пролуката между намотките на напрежението 7 на магнитната сърцевина 8 на текущата намотка 13 и магнитната сърцевина 10 има подвижен алуминиев диск 17 по оста. върху пружинния опорен лагер и опората. Чрез водещия червей. подсилени на оста и зъбни колела, въртенето на диска се предава на преброяващия механизъм.
За монтиране на преброяващия механизъм към тялото има дупка. Текущата намотка 13, свързана в серия към изпитваната верига, се състои от малък брой завои, навити с дебела жица.
Намотката за напрежение 7, свързана паралелно с веригата, се състои от по-голям брой завои, навити с тънка жица.
Когато на тази намотка е приложено променливо напрежение и протича ток през текущата намотка, в магнитните сърцевини 8 и 10 се появяват редуващи се магнитни потоци, затварящи се през диска. Променливите магнитни потоци, проникват в диска, предизвикват вихрови токове в него.
Тези токове, взаимодействат със съответните потоци, генерират въртящ момент, действащ върху движещия се диск.
С помощта на постоянен магнит 4 се създава спирачен (брояч) момент.
Постоянната скорост на диска се получава, когато моментите на въртящия момент и спирачките са еднакви.
Броят обороти на диска ще бъде пропорционален на консумираната енергия или постоянната еднородна скорост на въртене ще бъде пропорционална на мощността.
Триенето в механизма на индукционния измервателен уред води до грешки в показанията. Влиянието на силите на триене е особено голямо при ниските токове на натоварването на измервателния уред (грешката достига 12-15%).
За да намалите влиянието на силите на триене, използвайте специално устройство, компенсатор за триене. На фигурата е плоча, чието движение регулира величината на компенсационния момент. Този момент е пропорционален на напрежението. Когато напрежението се покачи, този момент може да бъде по-голям от момента на триене и се появява самоходно гръбче, за да се елиминира устройството под формата на стоманена кука и табелка.
Важен параметър на електрическите измерватели на електрическа енергия от променлив ток е чувствителността. Прагът, който се разбира като минималната мощност, като процент от номинала, при който дискът започва да се върти непрекъснато. Според GOST тази стойност за броячите на всички класове на точност трябва да бъде поне 0,5 - 1,5%. Еднофазни индукционни измервателни уреди се използват главно в окабеляване на жилища.

Устройството и принципът на работа на трифазния индукционен измервател.

Индукционният трифазен електромер работи по същия принцип като монофазния.
В индукционна система подвижната част (диск) се върти по време на консумацията на енергия. Дискът се върти поради вихрови токове, индуцирани в него от магнитното поле на насрещните бобини, магнитното поле на вихрови токове взаимодейства с магнитните полета на насрещните бобини.
Един от трите елемента на брояча съдържа два електромагнита; една намотка е свързана към мрежата последователно (текущата намотка), а другата е успоредна (намотка на напрежение). Между тези електромагнити има въртящ се алуминиев диск, чиято ос е свързана с брояча на брояча, както и с втория диск, върху който са монтирани още два (в две фази) елементи. Третият диск липсва, в името на икономиката. Токовете, протичащи през намотките на електромагнитите, създават магнитни потоци. Под действието, на който дискът изглежда въртящ момент. Колкото повече енергия се консумира, толкова по-голям е токът в управляваната верига и текущата намотка на измервателния уред, толкова по-голям е въртящият момент и скоростта на въртене на диска. Трифазните електромери за 380 V се използват основно за измерване на електроенергия в подстанции, предприятия и др.

Устройство и принцип на работа на хибриден електромеханичен измервателен уред.

Хибридните електромери трябва да бъдат разделени на няколко различни възела: веригата на измервателния уред, захранването, коригиращите вериги и т.н. Захранващият блок преобразува променливото входно напрежение в ниско DC и осигурява захранването на електронните схеми на измервателния уред. Измервателната верига измерва тока, който се консумира от товара, като се използва токов трансформатор (сензор), през който протича измереният ток. Другите единици на електромера изпълняват редица различни функции: извеждане на показания и управление чрез Ethernet, WiMax, Wi-Fi, ZeegBee мрежи, управление на дисплея, термична компенсация, корекция на точността и т.н.
Измервателят се състои от обработващ чип, три токови трансформатора, електрическа верига, електромеханично преброяващо устройство и допълнителни вериги.
Просто електромеханично четящо устройство, в което се използва двуфазен стъпков двигател, се използва като регистър за електрическа мощност. Захранването на електромера е осигурено от източник, изграден върху токов трансформатор и токоизправител с пълна вълна.

Устройството и принципа на работа на електронния (цифров) брояч.

Доскоро въпросът за измерването на електроенергията беше ограничен до използването на електромеханични измерватели, принципът на работа се основава на преброяването на оборотите на метален диск, въртящ се в редуващо се магнитно поле, което се създава от два електромагнита. Магнитният поток трябва да бъде пропорционален на тока, протичащ през товара, а вторият - на напрежението. Скоростта на въртене на диска е пропорционална на мощността и броя на оборотите - консумираната енергия.

Развитието на микроелектрониката бележи революция в областта на създаването на промишлени и битови счетоводни системи, които преди всичко са свързани с използването на системи за управление, базирани на микроконтролери.

В цифровите счетоводни системи почти всеки клас на точност е постижим при избора на подходяща база от елементи и алгоритми за обработка на информация. Липсата на механични части значително увеличава надеждността.

Информацията за обработка в цифров вид ви позволява едновременно да изчислявате както активните, така и реактивните компоненти на захранването, това е важно например при отчитане на енергията в трифазните мрежи.

Възможно е да се създадат мултитарифни електромери. Когато такава счетоводна система работи, стойността на натрупаната енергия се записва в текущия тарифен буфер. Тарифирането е автоматично. Така например, "преференциалната" тарифа може да бъде настроена наведнъж, тарифата "връх" е "наказателна" тарифа, на второ, а в останалото време се прилага "основната" тарифа.

В най-простия случай на цифрова счетоводна система, когато се изисква само измерване на импулси, извеждането на информация и защитата при аварийни аварии (всъщност, като цифров аналог на механичните измервателни уреди), системата може да бъде изградена на базата на обикновен микроконтролер.

Блокова схема на такъв електромер е показана на фигурата. Сигналите се получават чрез съответните трансформаторни датчици към входовете на интегралния преобразувател. От своя изход се взема честотния сигнал, който се подава към входа на микроконтролера. Микроконтролерът добавя броя на входящите импулси, като ги преобразува, за да получи количеството енергия в Wh. При всяко натрупване на единица стойността на натрупаната енергия се показва на монитора и се записва в паметта FLASH. Ако възникне повреда, изчезването на мрежовото напрежение, информацията за съхраняваната енергия се съхранява в паметта. След като напрежението се възстанови, тази информация се чете от микроконтролера и се показва на индикатора, сметката продължава от тази стойност. Този алгоритъм изискваше по-малко от 1 KB памет на микроконтролера. На дисплея може да се използва най-простият 6-. 8-битов 7-сегментен LCD дисплей, контролиран от контролера.

В случай на многотарифен електромер, устройството трябва да осигури обмен на информация с външния свят чрез сериен интерфейс. Интерфейсът може да се използва за задаване на тарифи, включване и настройване на таймера, получаване на информация за натрупаните стойности на електроенергия и т.н. Блокова схема на такова устройство, внедрено в микроконтролер на Motorola, е показано на фигурата.

Помислете за алгоритъма на електромера. Паметта на енергонезависимата оперативна памет е разделена на 13 банки, всеки от които съхранява информация за натрупаната електроенергия на четири тарифи: общи, преференциални, пикови, глоби. В първата банка се правят записи от момента на започване на работа на измервателния уред, а следващите 12 банки съответстват на спестяванията за предходните 11 и за текущите месеци. Отчитането на текущия месец се отчита в съответната банка, така че е възможно да се разбере колко енергия е натрупана през който и да е от последните 11 месеца. Преди броячът да започне да работи във фабриката, съдържанието на банките за паметта се нулира и натрупването започва от нула.

Промяната на тарифите се извършва при временни условия: за всеки ден от седмицата тарифният график, т.е. началните времена на основните и преференциални тарифи - за максималната тарифа. 16 произволни дни годишно могат да се определят като празнични дни, в наши дни тарифният график работи както в неделя.

Електромерът може да бъде настроен да ограничава количеството консумирана енергия на месец и мощност. В тези режими уредът отчита количеството консумирана електроенергия над границата. При превишаване на установената граница на електроенергия или при преминаване към натрупване на санкцията, или изключване на потребителя от мрежата. Наказателната ставка може да бъде определена със сила (на комуникационния интерфейс) в случая, например, на дълга.

Когато уредът е включен в мрежата (например след следващото прекъсване на захранването в мрежата), времето и датата на момента се записват за мониторинг. Също така е възможно да се регистрира датата на неразрешено отстраняване на капака на измервателния уред.

Четецът може да бъде свързан към измервателен уред чрез специален конектор, за да чете информация от отделна електронна карта за количеството енергия, платена от потребителя. Когато границата е изчерпана, уредът може да изключи консуматора от електрическата мрежа.

Устройството, концепциите, принципът на работа на електромерите и аскуемите системи. Как се състоят и как работят старите, домашни, съветски, апартаментни, механични, битови, електронни, нови, модерни, промишлени, цифрови, трифазни, еднофазни, многотарифни, внесени, нови и местни електромери? електричество, електричество). (Меркурий 200, 230, СУТ-4ТМ, SL 7000, ESR, NIK, СО-2).

Как електромерът работи и работи

Основната цел на това устройство е непрекъснато да измерва консумацията на мощност на наблюдаваната част на електрическата верига и да показва стойността си в благоприятна за човека форма. Елементната база използва електронни компоненти в твърдо състояние, работещи на полупроводници или микропроцесорни проекти.

Такива устройства се произвеждат за работа с токови вериги:

1. постоянна стойност;

2. синусоидална хармонична форма.

DC електрическите измервателни уреди работят само в промишлени предприятия, работещи с високо енергийно оборудване с висока консумация на постоянна мощност (електрифициран железопътен транспорт, електрически автомобили...). За домашни цели, те не се използват, се предлагат в ограничени количества. Ето защо в бъдещия материал на тази статия няма да ги разгледаме, въпреки че принципът на тяхната работа се различава от моделите, работещи на променлив ток, основно чрез проектирането на сензори за ток и напрежение.

Електромерите за променлив ток са произведени за отчитане на енергията на електрическите устройства:

1. с еднофазно напрежение;

2. в трифазни схеми.

Проектиране на електромери

Цялата елементарна основа е разположена във вътрешността на корпуса и е оборудвана с:

клемен блок за свързване на електрически проводници;

Панел с LCD дисплей;

контролните органи работят и прехвърлят информация от устройството;

печатна платка с елементи в твърдо състояние;

Появата и основните потребителски настройки на един от многото модели на подобни устройства, произведени от предприятия на Република Беларус, са показани на снимката.

Ефективността на такъв електромер се потвърждава от:

приложената марка на верификатора, потвърждаваща преминаването на метрологичното калибриране на уреда върху изпитвателния стенд и оценката на неговите характеристики в рамките на обявения от производителя клас на точност;

непроменен печат на фирмата за контрол на мощността, която отговаря за правилното свързване на електромера с електрическата верига.

Вътрешният изглед на дъските на подобно устройство е показан на снимката.

Няма механизми за придвижване и индукция. И присъствието на три вградени токови трансформатори, използвани като сензори със същия брой ясно видими канали на платката, свидетелстват за трифазната работа на това устройство.

Електротехнически процеси, преброени от електронен метър

Работата на вътрешните алгоритми на трифазни или еднофазни структури се извършва съгласно същите закони, с изключение на това, че в трифазния, по-сложен апарат има геометрично сумиране на стойностите на всеки от трите компонентни канала.

Поради това принципите на работа на електронния измервателен уред ще се разглеждат главно на примера на еднофазен модел. За да направите това, ние си спомняме основните закони на електротехниката, свързани с властта.

Пълната му стойност се определя от компонентите:

реактивно (сума от индуктивни и капацитивни товари).

Токът, преминаващ през общата схема на еднофазна мрежа, е еднакъв във всички области, а спадът на напрежението във всеки елемент зависи от вида на съпротивлението и неговата величина. При активното съпротивление той съвпада с вектора на пропускащия ток в посоката, а при реактивната съпротива той се отклонява отстрани. И на индуктивност, тя е пред сегашния ъгъл, а на кондензатор - зад.

Електронните измервателни уреди са в състояние да отчитат и да показват общата мощност и активната и реактивна стойност. За тази цел се правят измервания на токови вектори с напрежение, подадено към неговия вход. От стойността на ъгловото отклонение между тези входящи стойности се определя и изчислява естеството на натоварването, като се осигурява информация за всички негови компоненти.

При различни проекти на електронни измервателни уреди комплектът от функции не е същият и може да се различава значително по предназначение. По този начин те са радикално разграничени от техните индукционни колеги, които работят на базата на взаимодействието на електромагнитните полета и индукционните сили, които причиняват въртенето на тънък алуминиев диск. От структурно естество, те могат да измерват само активна или реактивна мощност в еднофазни или трифазни схеми и стойността на пълната трябва да се изчислява отделно ръчно.

Принцип на измерване на мощността чрез електронен уред

Схемата за действие на просто измервателно устройство с изходни преобразуватели е показано на фигурата.

Той използва прости сензори за измерване на мощността:

ток, базиран на конвенционален шунт, през който преминава фазата на веригата;

напрежение, работещо в съответствие с добре известния делител.

Полученият от такива датчици сигнал е малък и се увеличава от електронни усилватели на ток и напрежение, след което се извършва аналогово-цифрова обработка, която допълнително преобразува сигналите и ги умножава, за да получи стойност, пропорционална на стойността на консумираната мощност.

След това цифровизираният сигнал се филтрира и се извежда към устройства:

Входните сензори на електрическите величини, използвани в тази схема, не осигуряват измервания с висок клас точност на токови и напреженови вектори и съответно изчисляване на мощността. Тази функция се осъществява по-добре от инструменталните трансформатори.

Схемата на еднофазовия електронен уред

В него измервателната ТТ е включена в прекъсването на потребителския фазов проводник, а трансформаторът на напрежението е свързан към фазата и нула.

Сигналите от двата трансформатора не се нуждаят от усилване и се изпращат през каналите си към ADC, което ги превръща в цифров код за мощност и честота. Допълнителните реализации се извършват от микроконтролера, който контролира:

RAM - памет с произволен достъп.

Чрез RAM изходният сигнал може да бъде предаден по-нататък към информационния канал, например, използвайки оптичен порт.

Функционалността на електромерите

Ниската грешка при измерване на мощността, оценена от класа на точност от 0,5 S или 02 S, позволява използването на тези устройства за търговско измерване на използваната електроенергия.

Проектите, предназначени за измерване на трифазни схеми, могат да работят в три- или четири-проводникови електрически вериги.

Електронният измервателен уред може да бъде директно свързан към съществуващото оборудване или да има дизайн, който позволява използването на междинни, например високоволтови измервателни трансформатори. В последния случай, като правило, автоматично преизчисляване на измерените вторични стойности се извършва в първичните стойности на тока, напрежението и мощността, включително активните и реактивните компоненти.

Уредът записва посоката на пълната мощност с всички негови компоненти в посока напред и обратно, съхранява тази информация във връзка с времето. Същевременно потребителят може да отчита енергийните стойности с нарастването си за определен период от време, например ден, месец или година, които са текущи или са избрани от даден календар или се натрупват за определено определено време.

Определянето на стойностите на активната и реактивната мощност за определен период, например 3 или 30 минути, както и бързото повикване на максималните си стойности през месеца значително опростява анализа на работата на енергийното оборудване.

По всяко време можете да видите мигновени индикатори за активна и реактивна консумация, ток, напрежение, честота във всяка фаза.

Наличието на функция на многотарифно измерване на енергия чрез използване на няколко канала за предаване на информация разширява условията за търговско приложение. В същото време тарифите се създават за конкретно време, например всеки половин час от свободния ден или работния ден според сезоните или месеците на годината.

За удобство на потребителя дисплеят показва работно меню, между които можете да се придвижвате, като използвате съседни контроли.

Електронният електромер ви позволява не само да четете информация директно от дисплея, но и да го преглеждате през отдалечен компютър, както и да въвеждате допълнителни данни или да го програмирате през оптичен порт.

Монтирането на уплътнения на измервателния уред се извършва на два етапа:

1. на първо ниво достъпът до вътрешността на камерата на инструмента е забранен от службата за технически контрол на завода, след като е бил произведен броячът и е преминал състояние калибриране;

2. при второто ниво на запечатване, достъпът до клемите и свързаните проводници е блокиран от представител на организацията за електрозахранване или на надзорния орган.

Всички събития на изваждане и монтиране на капака са оборудвани с алармена система, чието задействане се записва в паметта на дневника на събитията във връзка с времето и датата.

Системата за пароли осигурява ограничаване на достъпа на потребителите до информация и може да съдържа до пет ограничения.

Нулевото ниво напълно премахва ограниченията и ви позволява да преглеждате всички данни локално или отдалечено, синхронизирате времето, настройвате показанията.

Първото ниво на паролата за допълнителен достъп се предоставя на работниците от инсталацията или оперативната организация на AMR системи за инсталиране на оборудване и записващи параметри, които не оказват влияние върху търговските характеристики.

Второто ниво на основната парола за достъп се възлага от отговорното лице на надзора на електрозахранването на измервателния уред, който е настроен и напълно подготвен за работа.

Третото ниво на основен достъп се дава на служителите на надзорния орган, които изваждат и инсталират капака от измервателния уред, за да получат достъп до клемните си клеми или да извършват дистанционни операции през оптичния порт.

Четвъртото ниво предоставя възможност за инсталиране на хардуерни клавиши на дъската, премахване на всички инсталирани печати и възможност за работа през оптичния порт за подобряване на конфигурацията, замяна на калибровъчните коефициенти.

Горният списък с функции, които електромерът притежава, е общ, общ преглед. Той може да се настройва поотделно и да се различава дори при всеки модел на един производител.

Електрическа информация - електроинженерство и електроника, автоматизация на дома, статии за устройството и ремонт на домашни кабели, контакти и превключватели, проводници и кабели, източници на светлина, интересни факти и много други за електротехници и занаятчии.

Информационни и учебни материали за начинаещи електротехници.

Случаи, примери и технически решения, прегледи на интересни електрически иновации.

Цялата информация за Electric Info се предоставя за информационни и образователни цели. Администрацията на този сайт не носи отговорност за използването на тази информация. Сайтът може да съдържа материали 12+

Препечатването на материалите е забранено.

Принципът на действие на електромерите

Всеки от нас има устройство за измерване на електроенергия в апартамента, къщата, гаража, с други думи електромер. Той изчислява размера на активната консумирана електроенергия за определен период от време. Преди това бяха използвани индукционни електромери, изградени въз основа на индукционния механизъм, но със съвременното развитие на техническите средства те активно започнаха да изтласкват електронните електромери. Нека да разгледаме по-отблизо всеки от тях.

Индукационни електромери

Както бе споменато по-горе, индукционният измервател работи на базата на индукционен механизъм, чиято схема е показана по-долу:

Така тя се състои от две неподвижни намотки (намотки) 1 и 2, които в пространството са изместени една спрямо друга под ъгъл 90 °. Следователно, когато те са свързани към мрежата, магнитните потоци, протичащи през намотките, ще бъдат изместени една спрямо друга. В резултат на това ще има действащо магнитно поле, което генерира въртящ момент, който ще започне да върти алуминиевия диск 4, разположен в магнитното поле на намотката. За да се избегне инерционно въртене на диска, след отстраняване на напрежението от намотките или прекалено бързо въртене с минимално натоварване, дискът също ще бъде засегнат от постоянен магнит 3, който ще осигури спирачния момент. Средната стойност на въртящия момент ще бъде:

Както при конвенционален ваметър, измервателят има две намотки, ток и напрежение. Текущата намотка е направена с дебела жица, съответстваща на номиналния ток и е включена във веригата последователно.

Напрежението е направено с тънък проводник (0,06 - 0,12 мм) с голям брой завои и е паралелно свързан към веригата.

Всички тези намотки вече са разположени вътре в устройството и не изискват специална схема на превключване. Той има само два входа на входа (за еднофазни фази - нула) и изхода. Броячите имат клас на точност от 1.0; 2.0; 2.5. Те могат да бъдат произведени за различни токове от 127V, 220V. Също така, трифазните могат да бъдат 127V, 220V, 380V, както и токове до 2000А и 35kV, но са свързани чрез измервателни трансформатори.

Принципът на работа на трифазната индукция е подобен на еднофазен, но тъй като при използване на трифазни системи са възможни различни схеми на превключване (триъгълник, звезда), е необходимо първо да се проучат възможностите на избраното устройство.

Електронни електромери

За разлика от индукционните електронни устройства, не използвайте ротационни механични части. Всички те се изпълняват с помощта на микропроцесорна технология, на диаграмата по-долу:

ТТ - токов трансформатор

С помощта на сензори за ток DT и сензори за DN напрежение се вземат стойностите на тока и напрежението в мрежата. След сензорите, сигналите преминават към аналогово-цифров преобразувател, където сигналът от аналога се превръща в цифров и влиза в микроконтролера. Микроконтролерът от своя страна извършва изчисленията и изпраща данните на дисплея или през интерфейса към друго устройство. С помощта на такива електромери можете централно да водите записи на електроенергия от различни линии.

Основното предимство на електромерите при индукция е:

• отсъствието на въртящи се части, което намалява вероятността от счупване;
• способността да се водят записи на електроенергия по различни тарифи с автоматично превключване по време на деня (многотарифни измервателни уреди);
• по-малка грешка при измерване, особено при ниски натоварвания;
• способността да се предават данни на разстояние чрез интерфейси, което не изисква постоянно присъствие за премахване на данни;
• лекота на използване;

• висока цена;
• голяма вероятност за повреда при големи токови удари и мрежови токове;
• по-скъпи и трудни ремонти;
• по-висока чувствителност към климатичните условия (например температурна разлика);
• по-трудно да се диагностицират неизправностите;

Как измервателните уреди са свързани към еднофазни или трифазни мрежи, можете да видите видеоклипа по-долу:

Дизайнът и принципът на работа на електромера

В тази статия ще ви разкажем устройството и принципа на работа на електромера, за да ви улесни възприемането на цялата информация, подготвихме за Вас основните диаграми и изображения. С помощта на тях можете да разберете от какво се състои електрическият четец, как работи.

Дизайнът и принципът на работа на електромера

Целта на електромера е да отчита консумацията на електроенергия в апартамент, къща, вила, гараж и др. Електромерите са два вида:

Индукционно брояч

Индукционният брояч се състои от два основни електромагнита, те са разположени под остър ъгъл от 90 градуса един от друг. В магнитното поле има алуминиев диск, той ни показва консумацията на енергия.

За да включите брояча в схемата, е необходимо да свържете текущата му намотка с всички електрически приемници последователно. Намотката за напрежение е свързана паралелно. По време на преминаването на електрически ток през намотките на индукционен брояч се появяват редуващи се магнитни потоци в сърцевините, които проникват в алуминиевия диск и предизвикват така наречените вихрови токове в него. Ще бъде интересно да се знае кой е най-добре да се намери в къщата.

Вихровите токове взаимодействат с магнитните потоци и създават усилия, с помощта на които дискът започва да се върти. Дискът е директно свързан със стандартния механизъм за отчитане. В зависимост от честотата на въртене на диска и отчитане на консумираната електрическа енергия.

По следния начин изглежда схемата на електромерното устройство.

Нека направим малка справка:

1. Преобръщащ ток.
2. Напрежение на натоварването.
3. Механизмът е червей.
4. Механизмът се брои.
5. Алуминиев диск.
6. Магнит, който забавя диска.

Вече разгледахме схемата по-горе, сега погледнете как изглежда електрическият уред в секция (на живо).

Ако потреблената електрическа енергия е голяма, тогава се използват трифазни индукционни измерватели, принципът на тяхната работа е подобен на тези на еднофазни.
Гледайте видеоклипа как работи електромерът.

Електронно устройство за електромери

Сега цифровите измервателни уреди се използват широко, хората започват да се отказват от обичайното, защото само те могат да се похвалят със следните предимства:

1. Няма части, които да се въртят.
2. Можете да извършвате измерване на електроенергия при различни цени.
3. Малък размер
4. Висока точност.
5. Можете да поддържате дистанционно отчитане на електроенергията.
6. Ежедневни промени в максималния товар.

Схемата на електронния брояч е както следва:

По принцип тези измерватели винаги работят само с една скорост. Има обаче такива, които разчитат на няколко тарифи, в една статия, която вече разгледахме: струва се да се инсталират двойнотарифни измервателни уреди. С тях една точка, има множество характеристики, които трябва да бъдат взети под внимание.

Тук сме с вас и прегледахме устройството и принципа на работа на електромера, както виждате, всичко е съвсем просто. Ние не се занимавахме с електрически, защото няма нужда да ги поправяме или просто да ги правим. Това трябва да се извършва само от професионалисти.

Принципът на работа на електронния измервателен уред

С бързото развитие на електронните изчислителни технологии електронните (цифрови) електронни измервателни уреди са заменили индукционни измервателни уреди. Принципът на действие на всеки електромер се основава на комбиниране на моментните стойности на тока и напрежението, консумирани от мрежата за определена единица време за последващо показване на преброяващото устройство под формата на готови киловатчасове. Електронният измервателен уред се състои от следните основни елементи:

• сензори за ток и напрежение;
• честотен преобразувател на честотата на импулса (КР1095ППП1);
• централен микроконтролер (управляващо устройство - MMS68HS05KJ1);
• памет само за четене (ROM);
• LCD контролер (LCD-K182SVG2);
• LCD.

Електрически сигнали от сензори за ток и напрежение се подават към преобразувател на честотния спектър, който изпълнява операцията по умножение, като получава потреблението на енергия. Преобразувателят предава получената стойност на мощността под формата на импулс на входа на централния микроконтролер, който на свой ред сумира импулсите за определено време, като получава kWh. Централният микропроцесор предава данните на LCD микропроцесора, което в резултат ще се покаже на дисплея.

За да запазите показанията на електромера в случай на загуба на мощност, се използва EEPROM. Ако уредът внезапно изчезне, след като го включите, микроконтролерът първо изважда последната съхранявана стойност от ROM и я показва на дисплея. След това той продължава да отчита импулсите от датчика, комуникирайки с EEPROM и увеличава отчитането на брояча.

Чрез извършване на промени в програмата за микроконтролери на LCD дисплея е възможно да се настроят различни режими на дисплея за информация на дисплея, като дата, час, потребление на тарифен товар и др.

Наличието на външен интерфейсен канал чрез електронен уред с помощта на RS-485 като пример дава възможност да се комбинират измервателните уреди в групи и да се прехвърлят всички данни на електроснабдителна компания, което дава възможност на потребителите да изключат електроенергията в случай на неплащане.

Токов трансформатор (токов трансформатор) или шунтираща плоча служи като токов сензор; сензор за напрежение - напрежение TPr.

Трифазният електромер има същата конструкция и има функции за показване на активен, реактивен и общ разход на електроенергия и др.

Как се измерва електромера на старата и новата извадка

индукция

Старите електромери се състоят от следните елементи:

1. Серийна намотка, наричана също текуща серпентина. Състои се от няколко завоя с дебел тел.
2. Паралелна намотка (намотка за напрежение). Изградени, напротив, от голям брой завои от тел с малка дебелина.
3. Механизъм за броене. Инсталирана върху оста на алуминиевия диск.
4. Постоянен магнит, чиято цел е да забави и да осигури гладко протичане на диска.
5. Алуминиев диск. Монтиран върху лагери и опорни лагери.

Както може да се види на диаграмата, уреда за електрозахранване на устройството е доста прост. Що се отнася до принципа на работа, той също е безпроблемен. Първо, променливото напрежение се прилага към успоредната намотка (напрежение намотка) и след това тече към втората токова спирала. Магнитните вихрови токове възникват между двата електромагнита на намотките, които всъщност допринасят за въртенето на диска. Колкото по-голям е токът, толкова по-бързо ще се завърти дискът. От своя страна механизмът за отчитане работи по следния принцип: ротацията от диска се предава на барабана благодарение на червейното зъбно колело (което се улеснява от червяк, монтиран върху оста на диска, който предава въртенето през зъбно колело, както е показано на диаграмата по-горе).

Визуално вижте как работи индукционният измервателен уред, можете да видите видеоклипа по-долу:

Обръщаме вашето внимание на факта, че принципът на работа на еднофазен електромер на стария модел е подобен на трифазния модел.

електронен

В електронния брояч, например, Energomera TsE6803V, няма нито диск, нито червячна предавка. Устройството за електромери на новата проба е показано на диаграмата и снимката по-долу:

Принципът на работа на електронния модел е, че сензорите за ток и напрежение предават сигнали към преобразувателя. Последният от своя страна предава кода на микроконтролера за по-нататъшно декриптиране и предаване на данни на дисплея. В резултат на това виждаме колко киловата електроенергия в момента се консумира.

Този видеоклип детайлизира електронното устройство и индукционното устройство:

Що се отнася до многотарифните измервателни устройства, като "ден-нощ" или тритарифни модели, устройството разполага и с вграден модул памет, който съхранява размера на текущата "рана" в различни режими: през деня и през нощта. Това е необходимо, за да се изчисли правилно плащането за електроенергия (от 23:00 до 7:00 цената на киловат по-малко от останалата част от деня). Можете да прочетете за предимствата и недостатъците на двутарифните измервателни уреди в нашата статия.

Съществуват и модели на устройства за измерване на електроенергия с дистанционно управление. Въведен е механизъм, който може да блокира системата за отчитане на консумираната електроенергия.

Това е всичко, което исках да ви кажа за устройството и принципа на работа на електромерите. Надяваме се, че информацията е ясна и полезна за вас!