Elektrik ölçüm cihazları - çeşitleri ve çeşitleri, ana özellikleri

Elektrik enerjisi, farklı durumlar arasındaki geniş mesafelerden iletilir ve en beklenmedik yerlerde ve hacimlerde dağıtılır ve tüketilir. Tüm bu süreçler, geçiş kapasitelerinin ve yaptıkları işlerin otomatik olarak muhasebeleştirilmesini gerektirir. Enerji sisteminin durumu sürekli değişmektedir. Ana teknik parametreleri analiz etmek ve yetkin bir şekilde yönetmek gerekir.

Mevcut gücün ölçümü, ölçü birimi 1 watt olan wattmetrelere atanır ve belirli bir süre boyunca yapılan çalışma, saatteki watt sayısını dikkate alan metrelere atanır.

Dikkate alınan enerji miktarına bağlı olarak, cihazlar kilo-, mega-, gigo- veya tera-birimleri içerisinde çalışır. Bu şunları yapmanızı sağlar:

• büyük bir modern şehre güç sağlayan trafo merkezinde yer alan bir ana metre ile, idari sanayi ve konut merkezinin tüm dairelerinin ve üretim işletmelerinin tüketimine harcanan kilobay saat terabaytını değerlendirmek;

• her dairenin veya üretimin içine kurulan çok sayıda cihaz, bireysel tüketimini dikkate alır.

Wattmetreler ve sayaçlar, ilgili devreler tarafından sağlanan AC devresindeki veya DC dönüştürücülerdeki transformatörler tarafından sağlanan, güç devresindeki sürekli olarak sağlanan akım ve voltaj vektörlerinin durumu hakkındaki bilgiler nedeniyle çalışır.

Herhangi bir sayacın çalışma prensibi, aşağıdakilerden oluşan basitleştirilmiş bir blok şemasında temsil edilebilir:

• giriş ve çıkış devreleri;

• iç devre.

Elektrik enerji sayaçları ağlarda çalışan iki büyük gruba ayrılır:

1. endüstriyel frekans AC gerilimi;

2. DC akımı.

Bu cihazların ilk kategorisi en çok olanıdır. Onunla, çeşitli modellere kısa bir genel bakışa başlıyoruz.

AC güç ölçerler

Tasarım gereği bu sayaç sınıfı üç türe ayrılmıştır:

1. indüksiyon, ondokuzuncu yüzyılın sonundan beri çalışıyor;

2. çok uzun zaman önce ortaya çıkmamış elektronik cihazlar;

3. Dijital teknolojiyi bir indüksiyon veya elektriksel ölçüm parçası ve tasarımlarında mekanik bir ölçüm cihazı ile birleştiren hibrit ürünler.

İndüksiyon ölçüm cihazları

Böyle bir sayacın çalışma prensibi manyetik alanların etkileşimine dayanır. yük devresine gömülü bir akım bobininin elektromıknatısları ve besleme gerilimi devresine paralel bağlanmış bir voltaj bobininin elektromıknatısları tarafından oluşturulur.

Sayaçtan geçen gücün değeri ile orantılı olarak toplam bir manyetik akı oluştururlar. Etki alanında bir dönme yatağına monte edilmiş ince bir alüminyum disk vardır. Oluşturulan kuvvet alanının büyüklüğüne ve yönüne tepki verir ve kendi ekseni etrafında döner.

Bu diskin hızı ve hareket yönü uygulanan gücün değerine karşılık gelir. Basit bir sayım mekanizması olarak görev yapan, tamamlanmış devir sayısını gösteren dijital göstergeli bir dişli ve tekerlek sisteminden oluşan bir kinematik şema bağlanır.

Tek fazlı indüksiyon ölçer, cihaz özellikleri

Tek fazlı bir AC güç kaynağı ağı için tasarlanmış en yaygın indüksiyon metrenin tasarımı, iki kombine fotoğraftan oluşan resimde monte edilmemiş bir biçimde gösterilir.

Tüm ana teknolojik üniteler işaretçilerle gösterilir ve dahili bağlantıların, giriş ve çıkış devrelerinin elektrik şeması aşağıdaki resimde gösterilmektedir.

Sayacın çalışması sırasında kapağın altına takılan voltaj vidası daima sıkılmalıdır. Özel teknolojik işlemler gerçekleştirirken sadece elektrik laboratuvarları çalışanları tarafından kullanılır - cihazı kontrol eder.

Cihaz hakkında, elektrik sayaçlarının çalışma prensibi ve çalışma özellikleri daha önce burada açıklanmıştır:

Elektrik sayacı doğru şekilde nasıl bağlanır

Bir elektrik sayacından okumalar nasıl alınır

Bu tip elektrik indüksiyon sayaçları, konutlarda ve insanların dairelerinde kaynaklarını başarıyla değiştirir. Tek kutuplu devre kesiciler ve bir paket anahtarı aracılığıyla standart şemaya göre panolara bağlanırlar.

Üç fazlı indüksiyon metrenin tasarım özellikleri

Bu ölçüm cihazının cihazı, güç devresi güç devresinin her üç fazının da akım bobinleri ve voltajları tarafından üretilen manyetik alanların alüminyum diskin dönüşünü etkileyen toplam manyetik akının oluşumuna katılması dışında, tek fazlı modellerle tamamen tutarlıdır.

Bu nedenle, kasanın içindeki parça sayısı artar ve daha yoğundur. Alüminyum disk de iki katına çıkar. Akım ve gerilim bobinleri için bağlantı şeması, önceki bağlantı seçeneğine göre gerçekleştirilir, ancak her birinden manyetik akıların toplamı dikkate alınır.

Aynı etki, üç fazlı bir metre yerine, sistemin her bir fazına tek fazlı cihazlar dahil edilirse elde edilebilir. Ancak, bu durumda, sonuçlarını manuel olarak eklemekle uğraşmanız gerekir. Üç fazlı bir indüksiyon ölçerde, bu işlem bir sayma mekanizması tarafından otomatik olarak gerçekleştirilir.

Üç fazlı indüksiyon sayaçları bağlantı için iki tipte yapılabilir:

1. derhal güç dikkate alınması gereken güç devreleri;

2. ara voltaj ve akım ölçüm transformatörleri ile.

Birinci tip cihazlar, ölçüm cihazına küçük değerleriyle zarar veremeyecek yükler olan 0.4 kV'luk güç devrelerinde kullanılır. Garajlarda, küçük atölyelerde, özel evlerde çalışırlar ve doğrudan bağlantı sayaçları olarak adlandırılırlar.

Panodaki böyle bir cihazın elektrik devrelerinin devre şeması sonraki resimde gösterilmektedir.

Diğer tüm indüksiyon ölçüm cihazları, güç kaynağı sisteminin spesifik koşullarına veya ortak kullanımlarına bağlı olarak, akım veya voltaj transformatörlerini ayrı ayrı ölçerek doğrudan çalışır.

Benzer tipte (SAZU-IT) eski indüksiyon metrenin panelinin görünümü fotoğrafta gösterilmiştir.

Nominal değeri 5 amper olan akım transformatörleri ve fazlar arasında 100 volt olan voltaj transformatörleri ile ikincil devrelerde çalışır.

"SAZU" tipi cihaz adındaki "A" harfi, cihazın toplam gücün aktif bileşenini hesaba katacak şekilde tasarlandığı anlamına gelir. "P" harfini içeren diğer cihaz türlerinde rol oynayan reaktif bileşenin ölçümleri. Bunlar "SRZU-IT" tipi ile belirtilir.

Üç fazlı indüksiyon sayaçlarının tanımlanmasıyla ilgili yukarıdaki örnek, tasarımlarının iş için harcanan toplam güç miktarını dikkate alamayacağını gösterir. Değerini belirlemek için, aktif ve reaktif enerji sayaçlarından okuma almak ve hazırlanan tablolara veya formüllere göre matematiksel hesaplamalar yapmak gerekir.

Bu süreç çok sayıda insanın katılımını gerektirir, sık sık hataları dışlamaz ve zahmetlidir. Yarı iletken elemanlar üzerinde çalışan yeni teknolojiler ve ölçüm cihazları onu gerçekleştirmekten kurtarır.

Eski indüksiyon tipi sayaçların endüstriyel ölçekte üretilmesi neredeyse durmuştur. Kaynaklarını çalışan elektrikli ekipmanların bir parçası olarak basitçe değiştirirler. Artık yeni kurulan ve faaliyete geçen komplekslerde kullanılmıyor, ancak yeni, modern modeller kuruluyor.

Elektronik ölçüm cihazları

Endüksiyon tipi sayaçları değiştirmek için, bir ev ağında veya muazzam güç tüketen karmaşık endüstriyel ekipmanların ölçüm komplekslerinin bir parçası olarak tasarlanmış birçok elektronik cihaz üretilmektedir.

Çalışmalarında, akımların ve gerilimlerin vektör diyagramlarına dayanarak tam gücün aktif ve reaktif bileşenlerinin durumunu sürekli olarak analiz ederler. Bunları kullanarak, toplam güç hesaplanır ve tüm değerler cihaz belleğine kaydedilir. Ondan bu verileri doğru zamanda görüntüleyebilirsiniz.

İki tür ortak elektronik muhasebe sistemi

Kompozit girdi miktarlarının ölçüm türüne göre, elektronik tip sayaçlar şunları üretir:

• akım ve voltajın dahili ölçüm transformatörleri ile;

• ölçüm sensörleri ile.

Entegre ölçüm transformatörü olan cihazlar

Resimde gösterilen elektronik tek fazlı sayacın şematik diyagramı.

Mikrodenetleyici akım ve gerilim transformatörlerinden gelen sinyalleri dönüştürücü aracılığıyla işler ve aşağıdakilere uygun komutları verir:

• bilgi ekranlı ekran;

• iç devreyi değiştiren elektronik röle;

• RAM Teknik parametrelerin iletişim kanalları üzerinden iletilmesi için optik bir port ile bilgi bağlantısı olan RAM.

Entegre sensörlü cihazlar

Bu, elektronik sayacın başka bir tasarımıdır. Devresi sensörler temelinde çalışır:

• güç devresinin tüm yükünün aktığı sıradan bir şanttan oluşan akım;

• basit bir bölücü prensibi ile çalışan voltaj.

Bu sensörlerden gelen akım ve gerilim sinyalleri çok küçüktür. Bu nedenle, yüksek hassasiyetli bir elektronik devreye dayanan özel bir cihazla güçlendirilir ve genlik-dijital dönüşüm birimlerine beslenirler. Onlardan sonra, sinyaller çoğaltılır, filtrelenir ve entegrasyon, gösterge, dönüştürme ve çeşitli kullanıcılara daha fazla iletim için uygun cihazlara gönderilir.

Bu prensipte çalışan sayaçlar biraz daha düşük doğruluk sınıfına sahiptir, ancak teknik standartlara ve gereksinimlere tam olarak uyarlar.

Transformatörleri ölçmek yerine akım ve gerilim sensörleri kullanma prensibi, sadece alternatif değil aynı zamanda doğru akım devreleri için ölçüm cihazlarının oluşturulmasını mümkün kılar ve bu da çalışma kapasitelerini büyük ölçüde artırır.

Bu temelde, hem DC hem de AC güç kaynağı sistemlerinde kullanılabilen sayaç tasarımları ortaya çıkmaya başladı.

Modern ölçüm cihazlarının tarifesi

Çalışma algoritmasını programlama olasılığı nedeniyle, elektronik sayaç günün zamanına göre güç tüketimini hesaba katabilir. Bu, en yoğun yoğun saatlerde elektrik tüketimini azaltmak ve böylece enerji tedarik eden kuruluşlar için yaratılan yükü boşaltmak için nüfusun ilgisini yaratır.

Elektronik ölçüm cihazları arasında tarife sisteminin farklı yeteneklerine sahip modeller vardır. En büyük yetenekler, yılın zamanı, tatil günleri, hafta sonları çeşitli indirimler dikkate alınarak, elektrik şebekelerinin tarifelerini değiştirmek için ölçüm cihazının esnek bir şekilde yeniden programlanmasına izin veren metrelerle donatılmıştır.

Elektrik sayaçlarının tarife sistemine göre çalışması tüketiciler için faydalıdır - elektrik ödemesi ve organizasyonlar için para tasarrufu sağlanır - pik yük azaltılır.

Ayrıca bu konuya bakın:

Elektronik elektrik sayacı nasıl düzenlenir ve çalışır?

Yüksek gerilim devreleri için endüstriyel ölçüm cihazlarının tasarım özellikleri

Böyle bir cihaza örnek olarak, Belarus sayaç markası Gran-Electro SS-301'i düşünün.

Kullanıcılar için birçok yararlı fonksiyona sahiptir. Sıradan ev tipi ölçüm cihazları gibi, mühürlenir ve periyodik olarak kalibre edilir.

Kasanın içinde hareketli bir mekanik eleman yoktur. Tüm çalışmalar elektronik kartların ve mikroişlemci teknolojilerinin kullanımına dayanmaktadır. Ölçüm transformatörleri giriş akımı sinyallerini işlemekle meşgul.

Bu cihazlar güvenilirlik ve bilgi güvenliği korumasına özellikle dikkat eder. Bunu korumak için tanıtıldı:

1. iç panoları sızdırmazlık için iki seviyeli sistem;

2. beş seviyeli şifre erişim organizasyonu şeması.

Dolum sistemi iki aşamada gerçekleştirilir:

1. Bu sayacın gövdesine erişim, teknik testlerinin tamamlanmasından ve protokolün tescili ile durum doğrulamasının tamamlanmasından hemen sonra fabrikada sınırlandırılır;

2. Terminale bağlantı kablolarına erişim, enerji denetimi veya enerji tedarik şirketi temsilcileri tarafından engellenir.

Dahası, cihazın çalışma algoritmasında, cihazın elektronik belleğinde terminal bloğu kapağının çıkarılması ve takılması ile ilgili tüm olayları tarih ve saate göre kesin olarak bağlayan teknolojik bir işlem vardır.

Şifre Erişim Kontrol Şeması

Sistem, cihaz kullanıcılarının haklarını ayırt etmeye, seviyeleri oluşturarak sayaç ayarlarına erişime göre ayırmalarına izin verir:

• sıfır, verileri yerel veya uzaktan görüntüleme üzerindeki kısıtlamaların kaldırılmasını, zaman senkronizasyonunu, endikasyonların düzeltilmesini sağlar. Bu hak, cihazın yetkili kullanıcılarına verilir;

• ilki, kurulum yerinde ekipman kurulumu yapmanızı ve RAM'de ticari kullanım özelliklerini etkilemeyen çalışma parametrelerini kaydetmenizi sağlar;

• ikincisi, ayarlanması ve işletmeye alınması için hazırlandıktan sonra enerji denetim temsilcilerine cihazın bilgisine erişim sağlar;

• üçüncüsü, terminallere veya optik porta erişim için kapağı terminal bloğundan çıkarma ve takma hakkı verir;

• dördüncü olarak, donanım anahtarlarını takmak veya değiştirmek, tüm mühürleri çıkarmak, optik bağlantı noktası ile çalışma yapmak, yapılandırmayı yükseltmek, düzeltme faktörlerini kalibre etmek için aygıt kartlarına erişme olanağı sağlamak.

Enerji sayaçlarındaki endüstriyel sayaçları bağlama yolları

Ölçüm cihazlarının çalışması için, yüksek hassasiyetli akım ve voltaj transformatörleri kullanılarak ölçüm zincirlerinin dallı ikincil devreleri oluşturulur.

Gran-Electro SS-301 metrenin akım devreleri için böyle bir devrenin küçük bir parçası resimde gösterilmektedir. Çalışma belgelerinden alınır.

Aynı sayaç için, bağlantı gerilimi devrelerinin bir parçası aşağıda gösterilmiştir.

Ölçüm cihazlarını birleştirilmiş otomatik ölçüm ve kontrol sistemi sistemine birleştirmek

Elektronik enerjinin otomatik kontrol ve ölçüm sistemi, elektronik sayaçların yetenekleri ve bilginin uzaktan iletilmesi için yöntemlerin geliştirilmesi sayesinde aktif olarak gelişmeye başladı. İndüksiyon sisteminin ölçüm cihazlarını bağlamak için özel sensörler geliştirilmiştir.

ASKUE sisteminin temel amacı, tek bir kontrol merkezinde hızlı bilgi toplanmasıdır. Aynı zamanda, mevcut trafo merkezlerinin tüm tüketicilerinden veri akışları alır. Üretimi ve dağıtımı için yöntemleri analiz etme, maliyeti hesaplama ve ekonomik göstergeleri hesaplama imkanı ile tüketilen ve serbest bırakılan kapasite konularında bilgi içerirler.

ASKUE sisteminin organizasyonel sorunlarını çözmek için:

• elektrik ölçüm yerlerine yüksek hassasiyetli ölçüm cihazlarının kurulması;

• bunlardan bilgi aktarımı, rasgele erişim belleğine sahip "toplayıcılar" kullanılarak dijital sinyallerle gerçekleştirilir;

• kablolu ve radyo kanalları üzerinden bir iletişim sisteminin organizasyonu;

• alınan bilgilerin işlem şemasının uygulanması.

DC elektrik sayaçları

Bu sınıftaki metre modelleri farklı teknolojik modlarda enerji kaydeder, ancak çoğu zaman kentsel ulaşımın elektrikli demiryolu araçlarında ve demiryollarında kullanılırlar.

Elektrodinamik bir sistem temelinde yaratılırlar.

Bu sayaçların ana çalışma prensibi, iki bobin tarafından oluşturulan manyetik akı kuvvetlerinin etkileşimidir:

1. ilk kalıcı olarak sabittir;

2. ikincisi, büyüklüğü devre boyunca akan akımın değerine orantılı olarak bağlı olan manyetik akının etkisi altında dönme yeteneğine sahiptir.

Bobinin dönme parametreleri sayma mekanizmasına iletilir ve elektrik enerjisi tüketimi dikkate alınır.

Ayrıca bakınız: Bir apartman dairesinde ve özel bir evde elektrik tasarrufu yapmanın yolları