Однофазный индукционный счетчик электрической энергии: Однофазный счетчик электроэнергии: подключение, принцип работы, выбор

alexxlab | 30.04.1992 | 0 | Разное

Содержание

Однофазный счетчик электроэнергии: подключение, принцип работы, выбор

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

Принцип работы

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

Рис. 1. Индукционный и электронный электросчетчик

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

Индукционные счетчики электроэнергии

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

Рис. 2. Устройство индукционного счетчика электроэнергии

Конструктивно данная модель состоит из:

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

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

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

Рис. 3. Геометрическое вычисление мощности счетчиком электроэнергии

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

Электронные счетчики электроэнергии

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

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

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

Плюсы и минусы

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

Индукционные счетчики электроэнергии обладают такими плюсами:

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

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

Электронные счетчики электроэнергии однофазного типа характеризуются такими преимуществами:

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

К недостаткам электронных моделей следует отнести высокую стоимость, их довольно трудно  отремонтировать из-за сложной схемы и необходимости последующей настройки в лабораторных условиях. Также они крайне восприимчивы к качеству электроэнергии протекающей через них.

Нюансы установки и схема подключения

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

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

Рис. 5. Схема подключения однофазного счетчика электроэнергии

Как видите на рисунке, зажимы 1 и 3 предназначены для подключения фазного проводника, а зажимы 4 и 6 для подсоединения нейтрального проводника. Такой принцип оговаривается инструкцией завода изготовителя, поэтому перед началом подключения однофазного электросчетчика необходимо ознакомиться с его техническими параметрами. Чтобы фазный и нейтральный проводник подключались строго к предназначенным для этого зажимам.

Также при подключении важно соблюдать следующие нюансы:

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

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

Критерии выбора

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

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

Список использованной литературы

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

Принцип работы электросчетчика | Заметки электрика

Здравствуйте, дорогие гости сайта «Заметки электрика».

Теме учета электроэнергии мы уже посвятили множество статей, а вот разобраться с устройством и принципом работы электросчетчика не хватало времени.

Поэтому сегодняшняя статья посвящается принципу работы однофазных и трехфазных счетчиков электрической энергии.

Как Вы уже знаете, электросчётчики по принципу работы делятся на 2 вида:

  • индукционные
  • электронные

Рассмотрим более подробно принцип работы каждого типа счетчиков.

Принцип работы индукционного электросчетчика

  • 1 — токовая или последовательная  обмотка (катушка)

  • 2 — параллельная катушка (обмотка) или катушка напряжения

  • 3 — счетный механизм в виде червячной передачи

  • 4 — постоянный магнит для создания торможения и плавности хода диска

  • 5 — алюминиевый диск

  • Фi — магнитный поток, который создается током нагрузки

  • Фu — магнитный поток, который создается током в катушке напряжения

Электросчетчик состоит из 2 катушек (обмоток): катушка напряжения и токовая катушка, электромагниты которых расположены под углом 90° относительно друг друга в пространстве. В зазоре между этими электромагнитами находится алюминиевый диск, который с нижней и верхней стороны крепится на подшипниках и подпятниках. На оси диска установлен червяк, который через зубчатые колеса передает вращение счетному механизму (барабану).

Токовая катушка включается в цепь последовательно и состоит из небольшого количества витков. Наматывается такая катушка толстым проводом, соответственно, прямому номинальному току электросчетчика.

Катушка напряжения включается в цепь параллельно и состоит из большого количества витков. Наматывается тонким проводом с диаметром примерно от 0,06 -до 0,12 (мм).

При подачи переменного напряжения на катушку напряжения и при протекании через токовую катушку тока нагрузки, в зазоре  наводятся переменные магнитные потоки Фi и Фu, которые наводят в алюминиевом диске вихревые токи. При взаимодействии этих потоков и вихревых токов в диске, возникает вращающий момент — диск начинает вращаться.

Количество оборотов алюминиевого диска за определенное время — это и будет наша потребляемая электроэнергия.

При увеличении тока нагрузки (например, мы включили в сеть дополнительную нагрузку) в токовой катушке будет возникать больший вращающий момент и диск будет вращаться быстрее.

Для учета электроэнергии в трехфазных сетях переменного тока используют трехфазные индукционные электросчетчики, принцип работы которых аналогичен однофазным.

Принцип работы электронного электросчетчика

На смену индукционным электросчетчикам пришли электронные электросчетчики, например ЦЭ6803В, СЕ 102, СОЭ-55 и другие. Они обладают рядом достоинств, о которых мы поговорим в этой статье.

В электронном электросчетчике преобразователь преобразует входные аналоговые сигналы с датчиков тока и напряжения в цифровой импульсный код. Этот код подается на микроконтроллер, где расшифровывается и рассчитывается, а далее выдает количество потребляемой электроэнергии на дисплей электросчетчика.

P.S. Спасибо за внимание. Автор сайта «Заметки электрика».

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:


описание и принцип действия, плюсы и минусы

На чтение 6 мин Просмотров 2.2к. Опубликовано Обновлено

Индукционный счетчик электроэнергии с электромеханическим устройством подсчета расхода энергии до сих пор является надежным прибором, установленным в жилых помещениях. Пользователей привлекает его надежность, простота в обслуживании, долгий срок службы и низкая стоимость.

Конструкция индукционного счётчика

Однофазный индукционный счетчик

Основными составными элементами индукционного электросчетчика являются электромагниты напряжения и электрического тока. При их взаимодействии вместе с входящими в них магнитопроводами появляется электромагнитное поле. Через передаточное устройство поле воздействует на алюминиевый диск вращения.

Электромагнит тока при работе испытывает большие нагрузки, поэтому его обмотка изготовлена из проволоки большого сечения. Число витков не превышает тридцати. Проволока равномерно намотана на двух магнитах, которые с помощью зажимов подключены последовательно к сети.

Катушка напряжения параллельно подсоединена к сети и создает электромагнитное поле, прямо пропорциональное действующему напряжению. Обмотка катушки выполнена из тонкой проволоки сечением 0,1…0,15 мм². Число витков может достигать 12000, что позволяет создать индуктивное сопротивление больше, чем активное. Такое устройство позволяет уменьшить расход электроэнергии при работе счетчика.

Все компоненты механического однофазного электросчетчика размещены в пластмассовом корпусе. Данные по расходу электричества за текущий период выводятся на цифровой барабан. Интенсивность расхода энергии можно определить по величине скорости вращения диска.

Как работает индукционный счётчик

Внутреннее устройство индукционного счетчика

Алюминиевый диск индукционного счетчика электрической энергии является подвижным токопроводящим элементом, на который воздействует электромагнитное поле, создаваемое в катушках счетчика. В результате их действия возникает магнитное поле, переменное по направлению и действующее на диск, в котором создаются вихревые токи, совпадающие по направлению с магнитными потоками.

Между вихревыми токами и магнитными потоками происходит взаимодействие, которое создает вращающий момент, меняющийся по величине и приводящий во вращение алюминиевый диск. Между вращающим моментом и суммарным магнитным потоком от двух катушек тока и напряжения создается зависимость, с учетом сдвига фазы на 90º и обратной связью. Для получения сдвига фазы магнитный поток электромагнита напряжения разложен на две части.

Под воздействием вращающего момента диск крутится с частотой в зависимости от величины поступающей энергии. Ось диска связана со счетным устройством цифрового барабана, на котором отражается действительное количество потребляемой энергии.

Плюсы и минусы приборов

Дисковый электросчетчик старого образца имеет несколько преимуществ перед новыми электронными моделями счетчиков, которые активно внедряются в жилые дома:

  • имеют высокую степень надежности;
  • простая схема исполнения и принцип действия;
  • стоимость электросчетчика старого образца ниже, чем электронного;
  • безразличны к возможным перепадам напряжения электрической сети;
  • обладают длительным сроком эксплуатации.
При низком классе точности электросчетчика потребитель может как переплачивать за электроэнергию, так и недоплачивать

В то же время электромеханические счетчики имеют и ряд недостатков, к которым относятся:

  • Низкий класс точности учета электрической энергии, особенно при малых нагрузках.
  • Для оплаты электроэнергии используется только один тариф, в то время как большинство электрических компаний предоставляет разную стоимость электроэнергии в дневное и ночное время.
  • Возможность остановить вращение диска, и даже отмотать показатели назад, чем могут воспользоваться недобросовестные пользователи. Остановка диска возможна и в случае поломки.

Все недостатки, присущие индукционным изделиям, известны заводам изготовителям. Они постоянно работают над модернизацией и улучшением качества своей продукции, повышая класс точности и срок службы. Однако особенности конструкции не позволяют в полной мере воплотить все эти полезные необходимые условия в устройстве. Поэтому на смену индукционным приборам приходят более совершенные, электронные.

Нужно ли менять счетчики на новые

Электросчетчик необходимо менять в случае окончания срока эксплуатации

Если у вас установлен старый индукционный счетчик, не спешите его поменять на новый. Вполне возможно, что он прослужит еще долгое время, до окончания срока службы, указанного в паспорте, а это почти 20 лет. Однако в некоторых случаях могут заставить произвести замену и вы обязаны будете приобрести новый счетчик.

Электросчетчики подлежат замене в таких случаях:

  • Проводятся работы по плановому обновлению электрической сети с заменой всех счетчиков.
  • Счетчик неисправен.
  • Закончился срок эксплуатации прибора согласно данным техпаспорта.
В частный дом разрешено устанавливать электросчетчики с классом точности не более 2

По закону пользователь при замене необязательно должен устанавливать электронный счетчик. Если ему удобно, он может поставить любой индукционный счетчик электроэнергии, главное, чтобы точность измерений соответствовала требованиям закона: класс точности должен быть 2.0 и выше.

Оплату расходов по приобретению счетчика и его установке несет владелец, если только не производится плановая замена. В отдельных случаях права собственности на прибор требуют уточнения:

  • Когда счетчик установлен в квартире, домовладельцы обязаны следить за техническим состоянием прибора, снимать показания и производить замену при необходимости. Все расходы при этом несут жильцы квартиры.
  • Когда электросчетчик старого образца установлен в общем коридоре, и его используют несколько квартир, прибор является общей собственностью всех владельцев. Расходы по его замене будут нести все стороны. Если это предусмотрено договором с обслуживающей компанией, сама компания меняет счетчик за счет собранных средств.
  • Когда счетчик является собственностью энергетической компании, имеющей лицензию на производство подобных работ, замена производится за ее счет.

Если нет веских причин менять счетчик электроэнергии, требования проверяющих органов по замене не законны. При этом прибор учета должен быть исправен, не просрочен.

Тарифная система учета

Пример показаний индукционного счетчика

Самым существенным недостатком является невозможность использования нескольких тарифов для оплаты электроэнергии. Поэтому необходимость менять старый электросчетчик на новый зависит от того, как меняется расход энергии в течение суток. Если ночью значительный расход, есть смысл для перехода на более современный электронный прибор учета. Правда при этом следует учесть затраты на покупку и установку нового электронного счетчика.

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 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

Однофазный индукционный счетчик электрической энергии

 

Однофазный индукционный счетчик электрической энергии относится к области приборостроения и может быть использован в коммунально-бытовой и промышленной сфере для учета потребления электроэнергии. В конструкции данного счетчика используются следующие узлы: разгруженная нижняя опора с использованием постоянных магнитов, за счет чего минимизированы потери на трение и износ, и обеспечена идеальная соосность подвижной системы и опоры, и индукционная тормозная магнитная система, в которой постоянные магниты расположены с двух сторон зазора, через который проходит диск подвижной системы электросчетчика, за счет чего обеспечивается постоянный магнитный поток в зазоре. Технический результат заключается в обеспечении увеличенного срока службы и стабильности метрологических свойств изделия в течение всего этого периода.

Предлагаемая полезная модель относится к области приборостроения, а именно к индукционным счетчикам электрической энергии. В конструкции данного счетчика используются следующие узлы обеспечивающие улучшение потребительских свойств прибора: разгруженная нижняя опора подвижной системы счетчика 1 и тормозная магнитная система 2. (Фиг.1 и Фиг.2)

Известна разгруженная керновая опора, содержащая цилиндрический керн, и опорный элемент из искусственных и естественных минералов высокой твердости, керн и опорный эелемент выполнены в виде полого цилиндра, содержащие разгруженный элемент из постоянных магнитов редкоземельных металлов и завальцованными на концах цилиндров из магнитомягкого материала, способными вращаться (1). Недостатком подобных опор является высокая сложность и стоимость узла, связанная с необходимостью изготовить большое число деталей с высокой точностью, а также наличие силы трения, пусть даже и меньшей, чем в неразгруженной опоре.

Известна тормозная система индукционного счетчика электрической энергии состоящей из двух явно выраженных полюсов и тела, замыкающего полюса, верхняя плоскость тела магнита, прилегающего к полюсам, выполнена под тупым углом к полюсам и на нем проделан паз (2). Недостатком данной конструкции является то, что необходимо строго выдерживать постоянство расстояния между плоскостью вращения диска и плоскостью постоянных магнитов.

Техническим результатом является увеличенный срок службы и стабильность метрологических свойств полезной модели в течение всего этого срока.

Для достижения технического результата в конструкции разгруженной нижней опоры подвижной системы, представленной на чертеже (Фиг.3), ось подвижной системы счетчика 1 установлена в конус втулки 2, которая при работе счетчика вращается совместно с осью. В расточку втулки запрессован постоянный магнит 3, в расточку корпуса 8 запрессован второй постоянный магнит 5 той же полярности, что и первый. В корпусе установлена струна 6, предохраняющая втулку от боковых смещений. На корпус одета пылезащитная крышка 4. Корпус закрепляется в расточке стойки 7 счетчика посредством винта 9. В связи с тем, что одноименные полюса магнитов отталкиваются, то между втулкой и корпусом существует постоянный воздушный зазор. Таким образом, полностью отсутствует сила трения между подвижной и неподвижной частью индукционного счетчика. От боковых смещений и возникающей несоосности между подвижно и неподвижной частями счетчика предохраняет струна, закрепленная в корпусе и проходящая через отверстие во втулке.

Преимущество данной конструкции нижней опоры однофазного индукционного счетчика электрической энергии заключается в том, что за счет взаимодействия магнитных потоков постоянных магнитов вся подвижная система счетчика удерживается во взвешенном состоянии силой отталкивания магнитов, тем самым, исключая физический износ деталей опоры при работе счетчика. Кроме того, конструкция опоры обеспечивает соосность, близкую к идеальной, оси подвижной системы и оси опоры.

Таким образом предлагаемая конструкция обеспечивает долговременную, в течении срока службы счетчика, стабильность его метрологических характеристик.

Тормозная магнитная система, применяемая в однофазном индукционном счетчике электрической энергии, является четырехполюсной, двух поточной. Конструкция тормозной магнитной системы представлена на рисунке (Фиг.4). Два постоянных магнита 2 залиты в корпус 1 и два в основание 3 (на рисунке, на виде сверху расположение магнитов показано пунктирной линией). Корпус и основание стянуты винтом 8. Основание крепится к стойке 5 счетчика винтом 7. Рычаг 4 неподвижно соединен с основанием и служит для разворота тормозного магнита при грубой регулировке тормозного момента. Зубчатый сектор 6 неподвижно соединен со стойкой и выполняет функцию опоры при развороте тормозного магнита. Винт 9 ввернут в основание, стопорится пружиной 10 и служит для точной регулировки тормозного момента путем шунтирования магнитных потоков постоянных магнитов. Диск 11 счетчика располагается в зазоре между постоянными магнитами. При вращении диск проходит через зазор в тормозной магнитной системе, и в нем вследствие магнитной индукции возникает тормозной момент. Так как магниты расположены с обеих сторон зазора, то величина магнитного потока в зазоре является постоянной величиной. Таким образом, тормозной момент, возникающий в диске, не зависит от положения и величины биения диска в зазоре между магнитами при вращении. Преимущество конструкции тормозной магнитной системы состоит в том, что за счет расположения постоянных магнитов с двух сторон диска счетчика обеспечивается неизменный магнитный поток, пронизывающий диск, вне зависимости от положения диска в зазоре магнита, что способствует стабильности метрологических характеристик счетчика при регулировке и в эксплуатации.

Представлены следующие фигуры:

Фигура 1 – Однофазный индукционный счетчик электрической энергии, вид спереди (1-разгруженная нижняя опора подвижной системы счетчика; 2 – тормозная магнитная система).

Фигура 2 – Однофазный индукционный счетчик электрической энергии, сечение А-А (1-разгруженная нижняя опора подвижной системы счетчика; 2 – тормозная магнитная система).

Фигура 3 – Нижняя опора подвижной системы, общий вид (1 – ось подвижной системы счетчика; 2 – втулка; 3 – постоянный магнит; 4 – пылезащитная крышка; 5 – постоянный магнит; 6 – струна; 7 – стойка; 8 – корпус; 9 – винт).

Фигура 4 – Тормозная магнитная система, общий вид (1 – корпус; 2 – постоянные магниты; 3 – основание; 4 – рычаг; 5 – стойка; 6 – зубчатый сектор; 7 – винт; 8 – винт; 9 – винт; 10 – винт; 11 – диск счетчика).

Источники информации.

1. Патент РФ на изобретение 2160902.

2. Свидетельство РФ на полезную модель 11898

1. Однофазный индукционный счетчик электрической энергии, содержащий разгруженную опору, выполненную при помощи постоянных магнитов в подвижной и неподвижной частях, оси намагничивания которых ориентированы вдоль оси вращения подвижной части, отличающийся тем, что магниты опоры выполнены в форме втулок, запрессованных в расточках подвижной и неподвижной части опоры, при этом сила отталкивания магнитов обеспечивает зазор между подвижной и неподвижной частями, в неподвижной части установлена струна, проходящая через отверстие во втулке и предохраняющая втулку от боковых перемещений.

2. Однофазный индукционный счетчик электрической энергии, содержащий тормозную магнитную систему, состоящую из постоянных магнитов, в которых выраженные полюса примыкают к вращающемуся диску счетчика, отличающийся тем, что постоянные магниты тормозной системы расположены с разных сторон диска счетчика напротив друг друга.

Однофазный индукционный счетчик электрической энергии — КиберПедия

 

Принцип действия индукционных приборов основан на взаимодействии переменного магнитного поля с вихревыми токами, индуцируемыми этим же полем в проводящем подвижном диске или цилиндре. Индукционные приборы пригодны лишь для переменных токов, так как ток в диске или цилиндре может индуцироваться лишь действием переменного магнитного потока. Индукционный счетчик имеет две катушки с сердечниками: токовую и катушку напряжения. Поэтому переменное магнитное поле создается двумя магнитными потоками Φ1 и Φ2 , сдвинутыми на некоторый угол по фазе и в пространстве. При этом осуществляется взаимодействие потоков с «чужими» (а не со «своими») индукционными токами. Токовую катушку (рис. 10) навивают толстым проводом на стальной сердечник и включают последовательно с нагрузкой. Магнитный поток Φ1 в ней пропорционален току нагрузки.

Рис. 10. Токовая катушка индукционного прибора   Рис. 11. Катушка напряжения индукционного прибора

 

Катушку напряжения (рис. 11) навивают большим числом витков тонкого провода на стальной сердечник. Индуктивное сопротивление этого электромагнита намного больше активного, поэтому данную цепь можно считать чисто индуктивной (ток в катушке напряжения отстает по фазе на π/2 ). Таким образом, счетчик состоит из двух электромагнитов и подвижного алюминиевого диска. Схематически устройство индукционного однофазного счетчика показано на рис. 12. Легкий алюминиевый диск D укреплен на оси, которая связана с помощью червячной передачи со счетным механизмом, и вращается в зазоре электромагнитов. Магнитный поток Φ1 электромагнита

U-образной формы (см. рис. 10) создается током приемника электрической энергии, так как его обмотка включена последовательно в цепь нагрузки. Можно считать, что поток Φ1 пропорционален току: Φ1 ~ I.

На втором электромагните (см. рис. 11) расположена обмотка, включенная параллельно приемнику электрической энергии, и ток в ней пропорционален напряжению сети U . Обмотка состоит из большого числа витков тонкого провода и создает магнитный поток Φ2 , значение которого пропорционально U: Φ2 ~ U. Индуктивное сопротивление этого электромагнита несравненно больше активного, поэтому можно считать, что ток в его обмотке сдвинут по фазе от напряжения на π/2 . Таким образом, магнитные потоки, сдвинутые по фазе и в пространстве, образуют «бегущее» магнитное поле, пересекающее диск. Вихревые токи, индуцируемые в диске магнитными потоками, пропорциональны им: IВ1≈ Ф1и IВ2 ≈ Ф2. Среднее за период значение электромагнитной силы, возникающей при взаимодействии магнитного поля и вихревого тока и действующей на диск, определяется формулой F = ФIcos γ , где γ – угол сдвига по фазе между потоком Φ и током I.

 

Из этой формулы видно, что взаимодействие между индуцированным током в диске и созданным им магнитным полем не создает электромагнитной силы, так как γ = 0. Электромагнитные силы появляются только в результате взаимодействия магнитного потока Φ1 с током IВ2 и потока Φ2с током IВ1, и создают вращающий момент.

Под действием этого вращающего момента диск пришел бы в ускоренное вращение и число оборотов не соответствовало бы израсходованной электрической энергии. Поэтому необходимо наличие противодействующего момента. Противодействующий момент создается постоянным магнитом, в поле которого вращается диск, и является тормозным моментом, пропорциональным частоте вращения диска. Когда моменты равны, частота вращения диска постоянна (установившийся режим) и число оборотов диска пропорционально расходу электроэнергии. Индукционные счетчики (рис. 13) обладают слабой чувствительностью к внешним магнитным полям и изменениям температуры окружающей среды и хорошо выдерживают перегрузки. Однако они очень чувствительны к изменению частоты переменного тока в сети, поэтому предназначаются для работы только на определенной частоте (обычно 50 Гц).

 

Омметры и мегаомметры

 

Сопротивления различных элементов электрических цепей изменяются в очень широком диапазоне. Сопротивления условно можно разделить на малые (до 1 Ом), средние (от 1 Ом до 100 кОм) и большие (более 100 кОм). Для измерения сопротивлений используют следующие методы: косвенный (с помощью амперметра и вольтметра, с последующим вычислением сопротивления), непосредственной оценки и сравнения (с помощью мостов и потенциометров). Для непосредственного измерения сопротивлений применяют омметры — приборы, у которых шкала проградуирована в омах. Обычно омметр — прибор, объединяющий в одном корпусе миллиамперметр магнитоэлектрической системы, источник питания (батарейку) и добавочный резистор R, ограничивающий ток (рис. 14).

Так как малому сопротивлению соответствует большой ток (и наоборот), то для нахождения положения нулевого деления на шкале замыкают ключ К и перемещением движка резистора R добиваются наибольшего отклонения стрелки. Это положение стрелки соответствует нулевому делению шкалы. Затем, подключая известные сопротивления, градуируют шкалу в омах. Отсчет по такой шкале ведется справа налево, а так как по закону Ома между током и сопротивлением существует обратно пропорциональная зависимость, то шкала омметра неравномерна (рис. 15). Она сильно сжата у конца, соответствующего большим сопротивлениям.

Для измерения больших сопротивлений (сопротивления изоляции электрических машин, аппаратов, приборов и электрической сети напряжением до 1000 В) применяются мегаомметры (рис. 16). Омметры с электроизмерительным механизмом позволяют измерять сопротивления, не превышающие нескольких тысяч МОм. Для измерения больших сопротивлений используются электронные омметры (тераомметры).

Термоэлектрические приборы

 

Термоэлектрический измерительный прибор представляет собой сочетание термоэлектрического преобразователя и электроизмерительного механизма постоянного тока. Применяется для измерения силы и напряжения (реже мощности) электрического тока. Особенно часто применяется при измерении несинусоидальных токов и на повышенных частотах.

На рис. 14 изображена схема термоэлектрического амперметра. Измеряемый ток проходит через подогреватель П (обмотка с большим удельным сопротивлением) и нагревает его. Спай термопары Т прикреплен к подогревателю или находится вблизи него. ЭДС термопары создает ток, проходящий через магнитоэлектрический прибор. Таким образом, показания термоэлектрического прибора пропорциональны мощности, расходуемой на нагревание подогревателя (т. е. квадрату действующего значения тока в нем). Поэтому шкала такого прибора почти квадратична и градуируется в единицах действующего значения тока (в случае вольтметра — действующего значения напряжения).

Показания термоэлектрического измерительного прибора слабо зависят от частоты (поэтому они применяются в цепях как постоянного, так и переменного тока) и формы кривой тока или напряжения. В наиболее точных приборах (до 100-150 мА) для ограничения потерь тепла подогреватель вместе с термопарой помещают в вакуумный стеклянный баллон.

 

 

Принцип действия индукционных приборов основан на взаимодействии переменного магнитного поля с вихревыми токами, индуцируемыми этим же полем в проводящем подвижном диске или цилиндре. Индукционные приборы пригодны лишь для переменных токов, так как ток в диске или цилиндре может индуцироваться лишь действием переменного магнитного потока. Индукционный счетчик имеет две катушки с сердечниками: токовую и катушку напряжения. Поэтому переменное магнитное поле создается двумя магнитными потоками Φ1 и Φ2 , сдвинутыми на некоторый угол по фазе и в пространстве. При этом осуществляется взаимодействие потоков с «чужими» (а не со «своими») индукционными токами. Токовую катушку (рис. 10) навивают толстым проводом на стальной сердечник и включают последовательно с нагрузкой. Магнитный поток Φ1 в ней пропорционален току нагрузки.

Рис. 10. Токовая катушка индукционного прибора   Рис. 11. Катушка напряжения индукционного прибора

 

Катушку напряжения (рис. 11) навивают большим числом витков тонкого провода на стальной сердечник. Индуктивное сопротивление этого электромагнита намного больше активного, поэтому данную цепь можно считать чисто индуктивной (ток в катушке напряжения отстает по фазе на π/2 ). Таким образом, счетчик состоит из двух электромагнитов и подвижного алюминиевого диска. Схематически устройство индукционного однофазного счетчика показано на рис. 12. Легкий алюминиевый диск D укреплен на оси, которая связана с помощью червячной передачи со счетным механизмом, и вращается в зазоре электромагнитов. Магнитный поток Φ1 электромагнита

U-образной формы (см. рис. 10) создается током приемника электрической энергии, так как его обмотка включена последовательно в цепь нагрузки. Можно считать, что поток Φ1 пропорционален току: Φ1 ~ I.

На втором электромагните (см. рис. 11) расположена обмотка, включенная параллельно приемнику электрической энергии, и ток в ней пропорционален напряжению сети U . Обмотка состоит из большого числа витков тонкого провода и создает магнитный поток Φ2 , значение которого пропорционально U: Φ2 ~ U. Индуктивное сопротивление этого электромагнита несравненно больше активного, поэтому можно считать, что ток в его обмотке сдвинут по фазе от напряжения на π/2 . Таким образом, магнитные потоки, сдвинутые по фазе и в пространстве, образуют «бегущее» магнитное поле, пересекающее диск. Вихревые токи, индуцируемые в диске магнитными потоками, пропорциональны им: IВ1≈ Ф1и IВ2 ≈ Ф2. Среднее за период значение электромагнитной силы, возникающей при взаимодействии магнитного поля и вихревого тока и действующей на диск, определяется формулой F = ФIcos γ , где γ – угол сдвига по фазе между потоком Φ и током I.

 

Из этой формулы видно, что взаимодействие между индуцированным током в диске и созданным им магнитным полем не создает электромагнитной силы, так как γ = 0. Электромагнитные силы появляются только в результате взаимодействия магнитного потока Φ1 с током IВ2 и потока Φ2с током IВ1, и создают вращающий момент.

Под действием этого вращающего момента диск пришел бы в ускоренное вращение и число оборотов не соответствовало бы израсходованной электрической энергии. Поэтому необходимо наличие противодействующего момента. Противодействующий момент создается постоянным магнитом, в поле которого вращается диск, и является тормозным моментом, пропорциональным частоте вращения диска. Когда моменты равны, частота вращения диска постоянна (установившийся режим) и число оборотов диска пропорционально расходу электроэнергии. Индукционные счетчики (рис. 13) обладают слабой чувствительностью к внешним магнитным полям и изменениям температуры окружающей среды и хорошо выдерживают перегрузки. Однако они очень чувствительны к изменению частоты переменного тока в сети, поэтому предназначаются для работы только на определенной частоте (обычно 50 Гц).

 

Омметры и мегаомметры

 

Сопротивления различных элементов электрических цепей изменяются в очень широком диапазоне. Сопротивления условно можно разделить на малые (до 1 Ом), средние (от 1 Ом до 100 кОм) и большие (более 100 кОм). Для измерения сопротивлений используют следующие методы: косвенный (с помощью амперметра и вольтметра, с последующим вычислением сопротивления), непосредственной оценки и сравнения (с помощью мостов и потенциометров). Для непосредственного измерения сопротивлений применяют омметры — приборы, у которых шкала проградуирована в омах. Обычно омметр — прибор, объединяющий в одном корпусе миллиамперметр магнитоэлектрической системы, источник питания (батарейку) и добавочный резистор R, ограничивающий ток (рис. 14).

Так как малому сопротивлению соответствует большой ток (и наоборот), то для нахождения положения нулевого деления на шкале замыкают ключ К и перемещением движка резистора R добиваются наибольшего отклонения стрелки. Это положение стрелки соответствует нулевому делению шкалы. Затем, подключая известные сопротивления, градуируют шкалу в омах. Отсчет по такой шкале ведется справа налево, а так как по закону Ома между током и сопротивлением существует обратно пропорциональная зависимость, то шкала омметра неравномерна (рис. 15). Она сильно сжата у конца, соответствующего большим сопротивлениям.

Для измерения больших сопротивлений (сопротивления изоляции электрических машин, аппаратов, приборов и электрической сети напряжением до 1000 В) применяются мегаомметры (рис. 16). Омметры с электроизмерительным механизмом позволяют измерять сопротивления, не превышающие нескольких тысяч МОм. Для измерения больших сопротивлений используются электронные омметры (тераомметры).

Термоэлектрические приборы

 

Термоэлектрический измерительный прибор представляет собой сочетание термоэлектрического преобразователя и электроизмерительного механизма постоянного тока. Применяется для измерения силы и напряжения (реже мощности) электрического тока. Особенно часто применяется при измерении несинусоидальных токов и на повышенных частотах.

На рис. 14 изображена схема термоэлектрического амперметра. Измеряемый ток проходит через подогреватель П (обмотка с большим удельным сопротивлением) и нагревает его. Спай термопары Т прикреплен к подогревателю или находится вблизи него. ЭДС термопары создает ток, проходящий через магнитоэлектрический прибор. Таким образом, показания термоэлектрического прибора пропорциональны мощности, расходуемой на нагревание подогревателя (т. е. квадрату действующего значения тока в нем). Поэтому шкала такого прибора почти квадратична и градуируется в единицах действующего значения тока (в случае вольтметра — действующего значения напряжения).

Показания термоэлектрического измерительного прибора слабо зависят от частоты (поэтому они применяются в цепях как постоянного, так и переменного тока) и формы кривой тока или напряжения. В наиболее точных приборах (до 100-150 мА) для ограничения потерь тепла подогреватель вместе с термопарой помещают в вакуумный стеклянный баллон.

 

Однофазные и трёхфазные счётчики электрической энергии — ТАЙПИТ-ИП

Электрическую энергию, расходуемую на объектах жилого сектора, в коммерческих и производственных зданиях, контролируют и регистрируют однофазные и трёхфазные счётчики.

  • Однофазные устройства подключаются к двухпроводной сети напряжением 220 вольт с фазным и нулевым проводами и переменным током, эти счётчики фиксируют расход электричества.

Рисунок 1 — Подключение однофазного электросчётчика

  • Трёхфазные устройства тоже предназначаются для учёта электроэнергии и контроля над её расходованием, но работают такие счётчики в сетях переменного тока с напряжением 380 вольт и четырьмя проводами, один из которых нулевой.

Рисунок 2 — Подключение трёхфазного электросчётчика

Использование счётчиков различных видов

Приборы учёта электроэнергии различаются не только конструктивно, но и сферами применения. Однофазные устанавливаются:

  • в квартирах;
  • офисных зданиях;
  • общественных учреждениях;
  • небольших торговых предприятиях;
  • гаражных постройках;
  • частных и дачных домах.

Однофазные приборы проще по устройству, чем трёхфазные электросчётчики, и дают максимальное удобство при снятии показаний потребления электроэнергии. Трёхфазные счётчики отличаются большей точностью, они незаменимы:

  • на промышленных предприятиях;
  • в автосервисах;
  • супер- и гипермаркетах и т. п.

Также их монтируют в квартире или доме, если к жилой недвижимости подведена трёхфазная сеть.

Какой счётчик выбрать?

Тип электросети

Перед тем как приобрести прибор, нужно выяснить особенности сети. Для трёхфазной сети требуется трёхфазный счётчик, а для однофазной — однофазный. Для дома с сетью 220 вольт можно взять более мощный прибор на три фазы — подсчёт расходования электроэнергии будет более точным. Для установки такого устройства важно лишь получить разрешение у энергосетей. При монтаже вместо трёх фаз подключается только одна либо распределяются разные группы приборов на все три, что помогает избежать перегрузок на сеть и перекосов фаз.

ВАЖНО! Главное правило безопасности — подключать прибор учёта электроэнергии должен специалист. Самостоятельные действия возможны лишь при надлежащей квалификации исполнителя, но после монтажных работ всё равно следует вызвать представителя компании, которая будет поставлять электроэнергию. Такой визит необходим для опломбировки прибора.

Рисунок 3 — Опломбированный электросчётчик

Механизм электросчётчика

Трёх- и однофазные счётчики бывают индукционными и электронными. Первые — это электромеханические устройства с характерным вращающимся диском в специальном окошке на передней части прибора. Они до сих пор используются в домах с низким электропотреблением, но постепенно выводятся из эксплуатации.

В электронных устройствах измерение потребляемой энергии производится преобразованием аналоговых входных сигналов тока и напряжения в цифровые импульсы. В отличие от однотарифных индукционных эти приборы могут:

  • работать в нескольких режимах;
  • управляться дистанционно.

Они обладают меньшей погрешностью и рассчитаны на значительные нагрузки.

Существуют еще гибридные счётчики с механической частью вычислительного устройства, но с цифровым дисплеем.

С учётом эксплуатации в условиях невысокой нагрузки практичнее устанавливать классические приборы. Большие плюсы однофазных и трёхфазных счётчиков индукционного типа — долговечность и надёжность. Если они и проигрывают электронным устройствам, то только в функциональности. Электромеханические приборы действуют в однотарифном режиме, удалённо их невозможно контролировать.

Количество схем учёта электроэнергии

С целью экономии рекомендуется установка счётчиков:

  • двухтарифных — работают по дневному и ночному режимам учёта;
  • многотарифных — контролируют расход энергии в нескольких режимах (с ночным, пиковым и полупиковым дневными периодами).

Если установлен двухтарифный однофазный или трёхфазный электрический счётчик с дневной (7:00–23:00) и ночной (23:00–7:00) режимами учёта, существенную экономию даст максимальное смещение основного расхода энергии на ночь и раннее утро.

Рисунок 4 — Трёхфазный многотарифный электросчётчик

Если ночью электротехника практически не используется, установка многотарифного прибора нерентабельна — владелец не получит выгоды. Но если потребитель готов перенести работу энергоёмких приборов на время действия льготного тарифа, приобретение такого счётчика оправдано.

Максимальный ток

Следует определить, какой мощности электроприборы будут использоваться в жилом помещении или на производственном объекте. Эти показания суммируются и делятся на значение напряжения. Если имеется проект электроснабжения, то на схеме (там, где обозначен символ вводного автомата) обычно указывается максимальный ток. На коммутационном аппарате в щите проставляется ампераж. Например, если вводной автомат рассчитан на 40 ампер, то электросчётчик необходимо устанавливать не ниже чем на 60.

Класс точности

По современным требованиям учёта электрической энергии класс точности контролирующего прибора не должен превышать 2,0 для жилой недвижимости. Если устройство предназначено для предприятия или магазина, то требования ужесточаются до значения 1,0. В старом жилом фонде еще пользуются однофазными электросчётчиками с классом точности 2,5, но по правилам они подлежат скорейшей замене. От величины этого параметра зависит и стоимость электросчётчика: чем меньше число, тем модель дороже. Выяснить класс точности можно по обозначению на панели прибора (цифры в окружности).

Межповерочный интервал

Он проставляется на пломбе счётчика. Пломбы поверки однофазных приборов учёта рассчитаны на 24 месяца (ориентир — две последние цифры поверочного года) и трёхфазных — не более 12 месяцев.


Обзор однофазного счетчика энергии индукционного типа

Однофазный счетчик электроэнергии индукционного типа

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

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

Приводная система

Состоит из двух электромагнитов, называемых «шунт» магнит и «серийный» магнит , ламинированной конструкции.На среднем плече шунтирующего магнита намотана катушка с большим числом витков тонкой проволоки.

Эта катушка известна как « катушка давления или напряжения » и подключается через сеть питания. Эта катушка напряжения имеет много витков и выполнена с максимально возможной индуктивностью. Другими словами, катушка напряжения создает высокое отношение индуктивности к сопротивлению.

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

Однофазный индукционный счетчик киловатт-часов – Конструкция

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

Медные экранирующие полосы также называются компенсатором коэффициента мощности или компенсирующей петлей. Последовательный электромагнит питается от катушки, известной как «токовая» катушка , которая соединена последовательно с нагрузкой, так что она несет ток нагрузки.Поток, создаваемый этим магнитом, пропорционален току нагрузки и совпадает по фазе с ним.

Перейти к указателю ↑


Подвижная система

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

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

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

Таким образом, число оборотов диска пропорционально энергии, потребляемой нагрузкой в ​​определенный интервал времени, и обычно измеряется в киловатт-часах (кВтч) .

Перейти к оглавлению ↑


Тормозная система

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

Путем изменения положения тормозного магнита или отклонения части образующегося в нем потока можно регулировать скорость вращающегося диска.

Перейти к указателю ↑


Система регистрации или счета

Схема однофазного индукционного счетчика электроэнергии

Система регистрации или счета по существу состоит из зубчатой ​​передачи, приводимой в движение червячной или шестеренчатой ​​передачей на дисковом валу, которая вращает указатели, указать на циферблатах количество оборотов диска.

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

Поэтому этот тип счетчика также называется «интегрирующим» счетчиком .


Работа однофазного счетчика энергии индукционного типа

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

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

Давайте кратко рассмотрим эти механизмы:


Механизм вращения алюминиевого диска

Который вращается со скоростью, пропорциональной мощности.

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

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

Постоянный магнит создает противодействующую силу, пропорциональную скорости вращения диска. Это действует как тормоз, который заставляет диск перестать вращаться, когда питание перестает потребляться, а не позволяет ему вращаться все быстрее и быстрее.Это заставляет диск вращаться со скоростью, пропорциональной используемой мощности.

Перейти к индексу ↑


Механизм отображения количества переданной энергии

На основе числа оборотов алюминиевого диска.

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

Циферблаты могут быть циклометрического типа, с дисплеем, подобным одометру, который легко читается, когда для каждого циферблата через окошко на лицевой стороне счетчика отображается одна цифра, или стрелочного типа, когда указатель указывает каждую цифра.

Следует отметить, что при циферблатном типе указателя соседние указатели обычно вращаются в противоположных направлениях из-за зубчатого механизма.

Перейти к указателю ↑

Электротехника – что такое однофазные индукционные счетчики электроэнергии или счетчики электроэнергии

Однофазные индукционные счетчики электроэнергии или счетчики электроэнергии

используется для измерения электрической энергии в А.в. схемы. Такие счетчики можно встретить в домах.

Индукционный ваттметр представляет собой индукционный ваттметр, в котором убраны управляющая пружина и стрелка, но есть тормозной магнит и счетный механизм.

Строительство . На рис. 16.77 показаны различные части однофазного индукционного счетчика электроэнергии.

  • Состоит из (а) двух а.с. электромагниты; последовательный магнит и шунтирующий магнит (b) алюминиевый диск или ротор, помещенный между двумя электромагнитами (c) тормозной магнит и (d) счетный механизм.
  • Шунтирующий магнит намотан тонкой проволокой с большим количеством витков и подключен к источнику питания, так что он пропускает ток, пропорциональный напряжению питания. Поскольку катушка шунтирующего магнита обладает высокой индуктивностью, ток (а значит, и поток) в ней отстает от напряжения питания на 90°.

Последовательный магнит намотан толстой проволокой с несколькими витками и соединен последовательно с нагрузкой, так что он несет ток нагрузки. Катушка этого магнита обладает высокой неиндуктивностью, так что угол отставания или опережения полностью определяется нагрузкой.

40 Рисунок (а)

  • Тонкий алюминиевый диск, установленный на шпинделе, помещается между шунтическим и серием магниты, так что она срезает потоки обоих магнитов.
  • Тормозной момент достигается размещением постоянного магнита рядом с вращающимся диском, так что диск вращается в поле, создаваемом постоянным магнитом. Вихревые токи, индуцируемые в диске, создают тормозящий или замедляющий момент, пропорциональный скорости диска.
  •  На центральном плече шунтирующего магнита предусмотрена короткозамкнутая медная петля (также известная как компенсатор коэффициента мощности). Регулируя положение этой петли, можно заставить магнитный поток шунта отставать от напряжения питания ровно на 90°.

Компенсация трения достигается с помощью двух регулируемых короткозамкнутых контуров, размещенных в зазорах рассеяния шунтирующего магнита. К вращающемуся элементу прикреплен счетный механизм, который показывает потребленную энергию непосредственно в киловатт-часах (кВтч).

Теория. Когда индукционный ваттметр включен в цепь для измерения энергии, шунтирующий магнит несет ток, пропорциональный напряжению питания, а последовательный магнит несет ток нагрузки. Поэтому выражение для вращающего момента такое же, как и для индукционного ваттметра. Возвращаясь к векторной диаграмме 

Следовательно, количество оборотов, совершаемых диском за 1 кВтч потребляемой энергии, называется постоянной счетчика.

Постоянная счетчика всегда указывается на заводских табличках счетчиков электроэнергии, установленных в жилых, коммерческих и промышленных учреждениях.Если постоянная счетчика электроэнергии 1500 об/кВтч, то это означает, что при потреблении 1 кВтч диск сделает 1500 оборотов.

Как классифицировать счетчики электроэнергии? Группа интеллектуальных измерений

1. По принципу измерения счетчики электроэнергии можно разделить на индукционные (механические), мехатронные и электронные.

2. По своим типам к счетчикам электроэнергии относятся: DD28 (однофазный), DT862 (трехфазный, четырехпроводный), DS862 (трехфазный, четырехпроводный), DX862 (трехфазный, вар час), DSSD (трехфазный, трехпроводной, электронный, многофункциональный) и ДТСД (трехфазный, четырехпроводный, электронный, многофункциональный), из которых первая буква Д обозначает счетчик электроэнергии; что касается второй буквы, D для однофазного и ватт-часа, X для трехпроводного и вар-часа, S для трехфазного, трехпроводного и ватт-часа и T для трехфазного, четырехпроводного и ватт-часа; для третьей буквы S означает полностью электронный; для четвертой буквы D означает многофункциональность; следующие цифры являются серийным номером.В настоящее время счетчики энергии, которые мы использовали в проектах классифицированных измерений, являются полностью электронными и многофункциональными счетчиками энергии, включая DTSD719, 720 и DTSD341.

3. В соответствии со своими спецификациями счетчики электроэнергии можно разделить на: 
    Трехфазные и трехпроводные: опорное напряжение: 3X100 В
    Трехфазные и четырехпроводные: опорное напряжение: 3X57,7 В/100 В, 3X220 В/380 В
    Однофазные: опорное напряжение: 220 В

4.  По способу подключения счетчики электроэнергии можно разделить на подключение через трансформаторы и прямое подключение.Ток от подключения через трансформаторы: 3Х0,3(1,2)А, 3Х0,5(2)А, 3Х1,5(6)А, 3Х5(10)А и т.д.
Ток от прямого включения: 3Х5(20)А, 3Х10(40)А, 3Х20(80)А и т.д. В настоящее время токовые характеристики счетчиков электроэнергии в основном имеют широкую нагрузку. Возьмем для примера 3X5 (20) A. 5 представляет номинальный ток, а (20) обозначает максимальный номинальный ток, в четыре раза превышающий номинальный ток.

5. По точности измерения счетчики электроэнергии могут быть классифицированы как: ватт-час: класс 0.2S, 0,5S, 0,5, 1,0 и 2,0; вар-час: класс 0,5, 1,0 и 2,0.

6. По назначению счетчики электроэнергии можно разделить на однофазные счетчики электроэнергии, трехфазные счетчики электроэнергии ватт-часа, трехфазные счетчики электроэнергии вар-часа, счетчики максимального потребления, многотарифные счетчики энергии (по времени). ), многофункциональный счетчик ватт-часов, таймер потери напряжения, счетчик потерь в меди, счетчик потерь в железе и счетчик электроэнергии с предоплатой, среди прочего.

Объяснение : Однофазный счетчик энергии индукционного типа

Однофазный счетчик энергии индукционного типа   :- Однофазный счетчик энергии используется для измерения электрической энергии в цепи переменного тока.Счетчик энергии представляет собой интегрирующий прибор, который измеряет общее количество электроэнергии, подаваемой в цепь за определенный период. Принцип работы счетчика электроэнергии такой же, как и у индукционного ваттметра.

Конструкция :-   Однофазный счетчик электроэнергии индукционного типа имеет следующие основные части рабочего механизма.

  1. Приводная система
  2. Подвижная система
  3. Тормозная система
  4. Регистрирующий механизм

 

 

 

2 1. Приводная система :- 

                                             В счетчике электроэнергии используются два электромагнита, последовательно магнит и шунтирующий магнит. Он состоит из нескольких U-образных пластин из кремнистой стали, образующих сердечник. В обе ножки П-образного магнита намотана катушка из толстой проволоки с несколькими витками. Катушка известна как токовая катушка, которая соединена последовательно с нагрузкой.

Шунтирующий магнит состоит из нескольких М-образных пластин из кремнистой стали, собранных вместе в сердечник.Катушка из тонкой проволоки с большим числом витков намотана на центральное плечо магнита и подключена к источнику питания. Таким образом, она возбуждается током, пропорциональным напряжению питания и известному потенциалу катушки.

 

2. Подвижная система :- 

                                    Подвижная система представляет собой алюминиевый диск. Диск помещается в воздушный зазор двух электромагнитов. Вихревой ток индуцируется в диске из-за изменения магнитного поля.Этот вихревой ток отсекается магнитным потоком. Взаимодействие потока и диска вызывает отклоняющий момент.

Когда устройства потребляют энергию, алюминиевый диск начинает вращаться, и после некоторого количества оборотов диск отображает единицы, используемые нагрузкой. Количество оборотов диска подсчитывается за определенный промежуток времени. Диск измерял потребляемую мощность в киловатт-часах.

 

3. Тормозная система :- 

                                                                       Алюминиевый диск индуцирует вихревые токи из-за своего вращения. Вихревой ток отсекает магнитный поток постоянного магнита и, следовательно, создает тормозной момент.

     Тормозной момент противодействует движению дисков, что снижает их скорость. Постоянный магнит является регулируемым, благодаря чему тормозной момент также регулируется путем смещения магнита в другое радиальное положение.

4. Механизм записи : –

Основная функция механизма записи – это записать количество вращений алюминиевого диска.Их вращение прямо пропорционально энергии, потребляемой нагрузками в киловатт-часах.  

 

Рабочий :- 

                                        Ток проходит через оба магнита или катушку. Магнитное поле, создаваемое последовательным магнитом в фазе с линейным током и магнитным полем, создаваемым шунтирующим магнитом, находится в квадратуре с приложенным напряжением, таким образом, между потоками, создаваемыми двумя катушками, существует разность фаз.Эта установка вращает магнитное поле, которое взаимодействует с диском и создает движущий момент, и, таким образом, диск начинает вращаться, количество оборотов, совершаемых диском, зависит от энергии, проходящей через счетчик. Шпиндель соединен с записывающим механизмом, так что энергия, потребляемая в цепи, напрямую регистрируется в кВтч.

 

 

Преимущества счетчика энергии индукционного типа :- 

  1. Дешевизна.
  2. Простая конструкция.
  3. Низкие эксплуатационные расходы.
  4. Более точный в широком диапазоне нагрузок.
  5. Хорошее демпфирование.
  6. Подвижный элемент не имеет электрического контакта с цепью.

Недостатки счетчика электроэнергии индукционного типа :-

  1. Может использоваться только для цепей переменного тока.
  2. Имеют нелинейные шкалы.
  3. Они потребляют значительное количество энергии.

14

Post Навигация

Однофазной индукционный тип Энергетический счетчик

Однофазный тип индукции энергии Счетчик   :- Однофазный счетчик энергии используется для измерения электрической энергии в цепи переменного тока.Счетчик энергии представляет собой интегрирующий прибор, который измеряет общее количество электроэнергии, подаваемой в цепь за определенный период. Принцип работы счетчика электроэнергии такой же, как и у индукционного ваттметра.

Конструкция однофазного счетчика энергии индукционного типа  :-   Однофазный счетчик энергии индукционного типа имеет следующие основные части рабочего механизма. 1. Система вождения : –
В энергометр Их два электромагнита используются серии Magnet & Shunt Magnet. Он состоит из нескольких U-образных пластин из кремнистой стали, образующих сердечник. В обе ножки П-образного магнита намотана катушка из толстой проволоки с несколькими витками. Катушка известна как токовая катушка, которая соединена последовательно с нагрузкой.
Шунтирующий магнит состоит из нескольких пластин М-образной формы из кремнистой стали, собранных вместе в сердечник.Катушка из тонкой проволоки с большим числом витков намотана на центральное плечо магнита и подключена к источнику питания. Таким образом, она возбуждается током, пропорциональным напряжению питания и известному потенциалу катушки.

2.  Подвижная система  :- 
                                   Подвижная система представляет собой алюминиевый диск, установленный на шпинделе. Диск помещается в воздушный зазор двух электромагнитов. Вихревой ток индуцируется в диске из-за изменения магнитного поля.Этот вихревой ток отсекается магнитным потоком. Взаимодействие потока и диска вызывает отклоняющий момент.
Когда устройства потребляют энергию, алюминиевый диск начинает вращаться, и после некоторого количества оборотов на диске отображается единица измерения, используемая нагрузкой. Количество оборотов диска подсчитывается за определенный промежуток времени. Диск измерял потребляемую мощность в киловатт-часах.

3.  Тормозная система  :- 
                                      Постоянный магнит используется для уменьшения вращения алюминиевого диска.Алюминиевый диск индуцирует вихревые токи из-за своего вращения. Вихревой ток отсекает магнитный поток постоянного магнита и, следовательно, создает тормозной момент.
     Тормозной момент противодействует движению дисков, что снижает их скорость. Постоянный магнит является регулируемым, благодаря чему тормозной момент также регулируется путем смещения магнита в другое радиальное положение.

4.  Записывающий механизм :- 
                                                                    Их вращение прямо пропорционально энергии, потребляемой нагрузками в киловатт-часах.  

Работа однофазного счетчика энергии индукционного типа  :- 
                      Когда однофазный счетчик энергии подключен к цепи для измерения потребления электроэнергии. Ток проходит через оба магнита или катушку. Магнитное поле, создаваемое последовательным магнитом в фазе с линейным током и магнитным полем , создаваемым шунтирующим магнитом , находится в квадратуре с приложенным напряжением, таким образом, между потоками, создаваемыми двумя катушками, существует разность фаз .Эта установка вращает магнитное поле , которое взаимодействует с диском и создает движущий момент, и, таким образом, диск начинает вращаться, количество оборотов, совершаемых диском, зависит от энергии, проходящей через счетчик. Шпиндель соединен с записывающим механизмом, так что энергия, потребляемая в цепи, напрямую регистрируется в кВтч.

Преимущества счетчика электроэнергии индукционного типа  :- 

  1. Дешевизна.
  2. Простая конструкция.
  3. Низкие эксплуатационные расходы.
  4. Более точный в широком диапазоне нагрузок.
  5. Хорошее демпфирование.
  6. Подвижный элемент не имеет электрического контакта с цепью.

Недостатки счетчика электроэнергии индукционного типа :-

  1. Может использоваться только для цепей переменного тока.
  2. Имеют нелинейные шкалы.
  3. Они потребляют значительное количество энергии.

Подробнее Сообщения: Измерение и приборостроение

Строительство энергии переменного тока

Счетчики энергии – это основная часть для измерения энергопотребления.Он используется везде, независимо от того, насколько большой или маленький расход. Он также известен как счетчик ватт-часов. Здесь мы обсудим конструкцию и принцип работы счетчика электроэнергии индукционного типа.
Чтобы понять структуру счетчика ватт-часов, мы должны понять четыре основных компонента счетчика. Это следующие компоненты:

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

Приводная система

Компонентами этой системы являются два ламинированных электромагнита из кремнистой стали.Верхний электромагнит называется шунтирующим магнитом и несет катушку напряжения, состоящую из множества витков тонкой проволоки. Нижний электромагнит называется последовательным магнитом и несет две катушки тока, состоящие из нескольких витков толстой проволоки. Катушки тока соединены последовательно с цепью, и через нее проходит ток нагрузки.
Где по напряжению катушка подключается к питающей сети и производит высокое отношение индуктивности к сопротивлению. В нижней части шунтирующего магнита имеются медные полосы, обеспечивающие компенсацию трения, так что фазовый угол между потоком шунтирующего магнита и напряжением питания составляет точно 90 o .

Подвижная система

Как видно на рисунке, в зазор между двумя электромагнитами помещен тонкий алюминиевый диск, закрепленный на вертикальном валу. Вихревые токи индуцируются в алюминиевом диске, когда он пересекает поток, создаваемый обоими магнитами. В результате интерференции вихревых токов и двух магнитных полей возникает отклоняющий момент в диске. Когда вы начинаете потреблять энергию, диск начинает медленно вращаться, и несколько оборотов диска отображают потребление энергии в определенный интервал времени.Обычно она измеряется в киловатт-часах.

Тормозная система

Основной частью этой системы является постоянный магнит, называемый тормозным магнитом. Он расположен вблизи диска так, что в нем индуцируются вихревые токи за счет движения вращающегося диска через магнитное поле. Этот вихревой ток взаимодействует с потоком и создает тормозной момент, противодействующий движению диска. Скоростью диска можно управлять, изменяя поток.

Система регистрации

Как следует из названия, она регистрирует количество оборотов диска, которое пропорционально потребленной энергии непосредственно в киловатт-часах.Имеется дисковый шпиндель, который приводится в движение шестерней на валу диска и показывает количество оборотов диска.

Принцип работы счетчика энергии

Работа однофазных счетчиков энергии индукционного типа основана на двух основных принципах:

  1. Вращение алюминиевого диска.
  2. Устройство учета и отображения количества потребляемой энергии.

Вращение алюминиевого диска

Вращение металлического диска осуществляется двумя катушками.Обе катушки расположены таким образом, что одна катушка создает магнитное поле, пропорциональное напряжению, а другая катушка создает магнитное поле, пропорциональное току. Поле, создаваемое катушкой напряжения, задерживается на 90 o , так что в диске индуцируется вихревой ток. Сила, действующая на диск со стороны двух полей, пропорциональна произведению непосредственного тока и напряжения в катушках.
В результате этого в воздушном зазоре вращается легкий алюминиевый диск. Но есть необходимость остановить диск, когда нет питания.Постоянный магнит работает как тормоз, который противодействует вращению диска и уравновешивает скорость вращения относительно потребляемой мощности.

Устройство подсчета и отображения потребляемой энергии

В этой системе подсчитывается вращение плавающего диска и затем отображается в окне счетчика. Алюминиевый диск соединен со шпинделем, имеющим шестерню. Эта шестерня приводит в движение регистр, и обороты диска подсчитываются и отображаются в регистре, который имеет серию циферблатов, и каждый циферблат представляет собой одну цифру.В передней части счетчика имеется небольшое окошко, на котором с помощью циферблатов отображаются показания потребленной энергии. На центральном плече шунтирующего магнита имеется медное затеняющее кольцо. Чтобы угол сдвига фаз между потоком, создаваемым шунтирующим магнитом, и напряжением питания был около 900, требуется небольшая подгонка в месте кольца.

(PDF) Изучение поведения счетчиков активной электроэнергии индукционного и электронного типа

5

C. Трехфазные счетчики:

1) В измерительном оборудовании для клиентов с большими требованиями

, четырехпроводные статические установлены счетчики, для учета

всей потребляемой энергии.Чтобы

регистрировать энергию пофазно, были добавлены три однофазных индукционных счетчика

. В течение времени

можно было убедиться, что поведение обеих систем измерения

не представляет заметных

различий в записях

потребленной энергии, за исключением

тех случаев, когда гармонические искажения тока

превышают 20 %. .

2) Дополнительная информация, которую дает счетчик, используется,

, для ежемесячного контроля сигналов тревоги и событий

, что дает значительные преимущества.

3) Дополнительное пофазное измерение

позволяет немедленно обнаруживать отказы трансформаторов тока

, асимметрию тока и возможные мошенничества.

4) Реализация удаленного считывания с помощью внутреннего модема

метра дала отличные результаты. По запросу клиента

он также может получить доступ к показаниям счетчика

с целью достижения более рационального использования энергии

.

Д.Однофазные счетчики.

1) Оба типа счетчиков активной энергии, индукционные и

электронные, были установлены у одного и того же заказчика,

получение показаний с незначительными отличиями, после

более года измерений.

2) Начали с его массовой утилизации.

3) Транспортировка и перемещение счетчиков

значительно упрощены, так как индукционные счетчики

требуют соответствующей упаковки.

4) Установка была заметно быстрее из-за его небольшого размера

и потому, что идеальная вертикальность, чтобы гарантировать погрешность измерения

, не требуется.

5) Реализовано считывание показаний счетчиков оборудования, имеющего порт Irda

, с использованием обычного сборщика данных, который

используется для считывания других счетчиков. Таким образом, исключаются ошибки ввода данных вручную

, а также вся дополнительная информация

извлекалась за то же время

быстрее, чем при ручной процедуре загрузки данных.

6) В будущем возможно внедрение системы дистанционного считывания

(AMR).

7) Не допускается внешняя заводская калибровка или настройка

, с помощью которых облегчается выборка

популяции счетчиков.

8) Мошенничество легко обнаружить, например, обратный поток

.

V. ВЫВОДЫ

Электромагнитные или индукционные счетчики очень

надежны. Тенденция кривой смещения ошибки

за время работы имеет отрицательные значения, в основном

для малых значений тока нагрузки.После 10 лет эксплуатации отрицательная погрешность

больше у счетчиков, не имеющих магнитной подвески

. Нет необходимости их промежуточной замены,

, когда необходимо только измерение активной энергии,

без каких-либо дополнительных возможностей. Они легко допускают мошенничество,

из-за небольшой сложности и доступности их

механизмов.

Глобальное измерение имеет тенденцию быть отрицательным, если

не было преднамеренного вмешательства человека.

Измерение электрической энергии с помощью индукционного

оборудования не считается устаревшим, если оно ограничивает его активным

измерением энергии и если не учитывать НЕЛИНЕЙНЫЕ НАГРУЗКИ

(ГАРМОНИЧЕСКИЕ ИСКАЖЕНИЯ).

Электронные счетчики обладают многими преимуществами, такие как

были описаны в этой статье. Отличительные особенности: правильное измерение

независимо от типа нагрузки, их линейность,

и возможности дополнительных возможностей.Среди них

можно назвать следующие: измерение активной, реактивной и

полной энергии, измерение потребления,

автоматическое считывание показаний счетчиков (AMR), предоплаченное измерение,

обнаружение обратного потока мощности и т. д.

Следует затребовать у производителя

четкую информацию о методике и алгоритмах, используемых для

расчета и накопления энергии. Также, в основном в

однофазный счетчик, оборудование должно облегчать

различные варианты измерения, с помощью функций

программирование простыми и действительно полезными доступными

методами, аналогично тому, как это осуществляется с трех- фаза

метра.

Таким образом, счетчики, которые уже предлагают возможности для

современной коммерциализации и измерения, должны

использоваться, потому что они должны быть в состоянии работать в течение по крайней мере

20 лет, не устаревая в течение короткого времени. Для примера

, помимо ранее упомянутых опций программирования

, в качестве основных условий счетчики должны иметь коммуникационный порт

с открытым и стандартизированным протоколом,

, который позволяет использовать различные производители без изменения процедуры считывания

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.