Hlavním účelem tohoto zařízení je neustále měřit spotřebu řízeného úseku elektrického obvodu a zobrazovat jeho hodnotu ve formě vhodné pro člověka. Základ prvku využívá polovodičové elektronické součástky pracující na polovodičových nebo mikroprocesorových strukturách.
Taková zařízení se vyrábějí pro práci s proudovými obvody:
1. konstantní hodnota;
2. sinusový harmonický tvar.
Stejnosměrné elektroměry fungují pouze v průmyslových podnicích, které provozují výkonná zařízení s vysokým stálým příkonem (elektrifikovaná železniční doprava, elektrická vozidla. ). Nejsou používány pro domácí účely a jsou vyráběny v omezeném množství. Proto je v dalším materiálu tohoto článku nebudeme uvažovat, i když se princip jejich činnosti liší od modelů pracujících na střídavý proud, zejména v konstrukci proudových a napěťových snímačů.
Elektronické měřiče střídavého výkonu jsou vyráběny pro měření energie elektrických zařízení:
1. s jednofázovou napěťovou soustavou;
2. v třífázových obvodech.
Konstrukce elektronického měřiče
Celá základna prvku je umístěna uvnitř pouzdra a je vybavena:
svorkovnice pro připojení elektrických vodičů;
LCD zobrazovací panel;
ovládací prvky pro provoz a přenos informací ze zařízení;
deska plošných spojů s polovodičovými prvky;
Внешний вид a základní uživatelské nastavení jednoho z mnoha modelů podobných zařízení vyráběných v podnicích Běloruské republiky je uvedeno na obrázku.
Funkčnost takového elektroměru je potvrzena:
použitá značka ověřovatele potvrzující, že zařízení prošlo metrologickým ověřením na zkušebním stavu a posouzením jeho vlastností v rámci třídy přesnosti deklarované výrobcem;
neporušená pečeť společnosti energetického dozoru odpovědná za správné připojení elektroměru k elektrickému obvodu.
Pohled vnitřku Deska takového zařízení je znázorněna na obrázku.
Nejsou zde žádné pohyblivé ani indukční mechanismy. A přítomnost tří vestavěných proudových transformátorů používaných jako senzory se stejným počtem jasně viditelných kanálů na desce plošných spojů naznačuje třífázový provoz tohoto zařízení.
Elektrické procesy zohledněné elektronickým měřičem
Provoz vnitřních algoritmů třífázových nebo jednofázových konstrukcí probíhá podle stejných zákonů, s výjimkou, že ve 3fázovém složitějším zařízení existuje geometrický součet hodnot každého z tři složkové kanály.
Proto budeme primárně zvažovat principy fungování elektronického měřiče na příkladu jednofázového modelu. K tomu si připomeňme základní zákony elektrotechniky související s mocí.
Jeho plná hodnota je určena složkami:
reaktivní (součet indukčních a kapacitních zátěží).
Proud procházející společným obvodem jednofázové sítě je ve všech úsecích stejný a úbytek napětí na každém prvku závisí na typu odporu a jeho hodnotě. Při aktivním odporu se shoduje s vektorem procházejícího proudu ve směru a při jalovém odporu se odchyluje do strany. Navíc na indukčnosti vede proud v úhlu a na kapacitě zaostává.
Elektronické měřiče jsou schopny zohledňovat a zobrazovat celkový výkon a jeho činné a jalové hodnoty. K tomu se provádějí měření vektorů proudu s napětím přiváděným na jeho vstup. Na základě hodnoty úhlové odchylky mezi těmito vstupními veličinami je určen a vypočítán charakter zatížení a poskytnuty informace o všech jeho složkách.
V různých provedeních elektronických měřičů není sada funkcí stejná a může se výrazně lišit svým účelem. Tím se zásadně liší od svých indukčních protějšků, které fungují na základě interakce elektromagnetických polí a indukčních sil, které způsobují rotaci tenkého hliníkového disku. Konstrukčně jsou schopny měřit pouze činný nebo jalový výkon v jednofázovém nebo třífázovém obvodu a celkovou hodnotu je nutné vypočítat samostatně ručně.
Princip měření výkonu elektronickým měřičem
Schéma činnosti jednoduchého měřiče s výstupními převodníky znázorněno na obrázku.
K měření výkonu využívá jednoduché senzory:
proud založený na konvenčním bočníku, kterým prochází fáze obvodu;
napětí pracující podle známého dělicího obvodu.
Signál zachycovaný takovými snímači je malý a je zvyšován pomocí elektronických proudových a napěťových zesilovačů, načež dochází k analogově-digitálnímu zpracování pro další konverzi signálů a jejich násobení za účelem získání hodnoty úměrné hodnotě spotřeby energie.
Dále je digitalizovaný signál filtrován a odeslán do zařízení:
Vstupní snímače elektrických veličin použité v tomto obvodu neposkytují měření proudových a napěťových vektorů s vysokou třídou přesnosti, a tedy ani výpočty výkonu. Tuto funkci lépe realizují přístrojové transformátory.
Schéma činnosti jednofázového elektronického měřiče
V něm je měřicí CT připojen k přerušení fázového vodiče spotřebitele a VT je připojen k fázi a nule.
Signály z obou transformátorů nepotřebují zesílení a jsou odesílány vlastními kanály do jednotky ADC, která je převádí na digitální kód pro výkon a frekvenci. Další transformace provádí mikrokontrolér, který řídí:
RAM je paměťové zařízení s náhodným přístupem.
Přes RAM může být výstupní signál přenášen dále do informačního kanálu, například pomocí optického portu.
Funkčnost elektronických měřičů
Nízká chyba měření spotřeby, odhadovaná na třídu přesnosti 0,5 S nebo 02 S, umožňuje použití těchto zařízení pro komerční měření spotřebované elektřiny.
Konstrukce určená pro měření v třífázových obvodech mohou pracovat ve tří nebo čtyřvodičových elektrických obvodech.
Elektronický měřič může být přímo připojen k provoznímu zařízení nebo mít konstrukci, která umožňuje použití mezilehlých, např. vysokonapěťových přístrojových transformátorů. V druhém případě se zpravidla provádí automatický přepočet naměřených sekundárních veličin na primární hodnoty proudu, napětí a výkonu včetně činných a jalových složek.
Elektroměr zaznamenává směr celkového výkonu se všemi jeho součástmi v dopředném a zpětném směru a ukládá tyto informace s časovou referencí. V tomto případě může uživatel odečítat energii podle jejího přírůstku za určité časové období, například aktuální den, měsíc nebo rok vybraný z kalendáře, nebo akumulaci po určitou určenou dobu.
Zafixování hodnot činného a jalového výkonu na určitou dobu, například 3 nebo 30 minut, stejně jako rychlé vyvolání jeho maximálních hodnot v průběhu měsíce značně usnadňuje analýzu provozu energetických zařízení.
Kdykoli si můžete prohlédnout okamžité ukazatele činného a jalového odběru, efektivního proudu, napětí, frekvence v každé fázi.
Přítomnost funkce multitarifního měření energie pomocí několika kanálů přenosu informací rozšiřuje podmínky pro komerční využití. V tomto případě jsou tarify vytvářeny na konkrétní čas, například každou půlhodinu víkendu nebo všedního dne podle ročního období nebo měsíce v roce.
Pro pohodlí uživatele je na displeji zobrazeno pracovní menu, mezi jehož položkami se můžete pohybovat pomocí nedalekých ovládacích prvků.
Elektronický elektroměr umožňuje nejen číst informace přímo z displeje, ale také je prohlížet prostřednictvím vzdáleného počítače, stejně jako zadávat další data nebo je programovat přes optický port.
Ochrana informací
Montáž těsnění na pult se provádí ve dvou fázích:
1. na první úrovni je zakázán přístup do vnitřku tělesa zařízení technickou kontrolou závodu poté, co bylo měřidlo vyrobeno a prošlo státním ověřením;
2. na druhé úrovni plombování je přístup ke svorkám a připojeným vodičům zablokován zástupcem organizace zásobování energií nebo energetického dozoru.
Všechny události sejmutí a nasazení krytu jsou vybaveny alarmem, jehož spuštění se zaznamenává do paměti událostí s odkazem na čas a datum.
Systém hesel poskytuje omezení přístupu uživatele k informacím a může obsahovat až pět omezení.
Úroveň nula zcela odstraňuje omezení a umožňuje prohlížet všechna data lokálně nebo vzdáleně, synchronizovat čas a upravovat hodnoty.
První úroveň dodatečné přístupové heslo je poskytnuto zaměstnancům instalační nebo provozní organizace systémů ASKUE pro nastavení zařízení a parametrů záznamu, které neovlivňují komerční vlastnosti.
Druhá úroveň Hlavní přístupové heslo přiděluje odpovědný pracovník energetického dozoru na měřidle, které prošlo seřízením a je plně připraveno k provozu.
Třetí úroveň základní přístup mají pracovníci energetického dozoru, kteří odebírají a instalují kryt z měřiče, aby získali přístup k jeho svorkám nebo prováděli dálkové operace přes optický port.
Čtvrtá úroveň poskytuje možnost instalace hardwarových klíčů na desku, odstranění všech nainstalovaných těsnění a možnost pracovat přes optický port pro zlepšení konfigurace a nahrazení kalibračních koeficientů.
Uvedený seznam schopností, které elektronický elektroměr má, je obecný a přehledný. Lze jej zobrazit jednotlivě a lišit se i u každého modelu stejného výrobce.
Doufám, že vám byl tento článek užitečný. Podívejte se také na další články z kategorie Elektrické spotřebiče a přístroje
Multi-tarifní měřič je moderní zařízení, které vám umožňuje optimalizovat spotřebu elektřiny ve výrobních zařízeních, podnicích bytových a komunálních služeb a energetických komplexech. Instalace takového zařízení umožňuje řídit spotřebu zdrojů během dne a v noci a měnit zatížení sítě v určitých hodinách.
Hlavní výhodou instalace vícetarifních elektroměrů na místě je výrazná úspora peněz při platbě za energie. Instalací multitarifního zařízení a přerozdělením části nákladů na energii v noci může uživatel snížit měsíční náklady. Obzvláště velkých úspor při výměně jednotarifního zařízení za vícetarifní je dosahováno v zařízeních, kde se využívá elektrické vytápění. Noc je nejchladnějším obdobím dne a v těchto hodinách je potřeba nejvíce elektřiny a použití multitarifního měřiče umožňuje výrazně snížit náklady tím, že zaplatíte za vytápění se sníženými náklady.
Použití a princip činnosti multitarifních měřičů
Použití multi-tarifního elektroměru dává spotřebiteli příležitost změnit zatížení sítě se zaměřením na aktuální provozní režim zařízení. U nás se pro diferencované měření energií používají dvou- a třítarifní sítě. Regionální energetické komise jsou odpovědné za stanovení hranic denních zón s přihlédnutím k přírodním zvláštnostem konkrétní oblasti. Obecně platí, že u jakéhokoli kalkulačního systému při noční spotřebě elektřiny stojí kilowatty výrazně méně než ve dne.
Evidence spotřeby elektřiny u multitarifních zařízení se provádí v závislosti na časovém intervalu. Pro dvoutarifní zařízení jsou k dispozici:
- denní tarif (zapíná se v 7:11, vypíná ve XNUMX:XNUMX) – náklady na jeden kilowatt elektřiny v tomto rozsahu se rovnají jednosazbovému tarifu;
- noční tarif (zapíná ve 11:7, vypíná v 3:4) – cena jednoho kilowattu elektřiny v tomto rozmezí je snížena XNUMX-XNUMXkrát oproti denním nákladům.
U třítarifních měřičů je den také rozdělen na denní a noční rozsahy. Kromě toho je denní sazba rozdělena:
- pro špičkovou zónu (od 7 do 10 hodin a od 5 do 9 hodin) – náklady na jeden kilowatt elektřiny přesahují obecně stanovený denní tarif;
- poloviční špička (od 10 do 5 hodin a od 9 do 11 hodin) – náklady na jeden kilowatt elektřiny jsou sníženy, což umožňuje ušetřit až 20 % zaplacených prostředků.
Multitarifní měřiče měří a sledují průměrné hodnoty proudu a napětí po jednotlivých fázích, frekvenci napětí a elektrického výkonu v síti. Výsledná měření jsou rozdělena podle tarifů v souladu s časovým obdobím a dny v týdnu. Všechna data jsou uložena v paměti zařízení po dobu jednoho roku. Uživatel tak může získat informace o době zapnutí a vypnutí napájení, rekonfiguraci parametrů, poklesu napětí, odstranění plomby, změně směru proudu.
Typy vícetarifních měřičů
V závislosti na typu napájecí sítě existují 2 typy multitarifních měřičů:
Vícetarifní měřiče pro jednofázové obvody se používají ke kontrole spotřeby elektřiny v bytových a komunálních službách, průmyslových a malomotorových sektorech a obytných budovách různých typů. Tato zařízení berou v úvahu elektřinu v obvodech s napětím 220 Voltů. Přístroje jsou vhodné pro náhradu zastaralých přístrojů s indukčním měřicím mechanismem. Příklady jednofázových zařízení: elektroměry NEVA MT 113, MT 124 AS, MT 114 AR2S a nový NEVA MT 115.
Třífázové měřiče se používají ve velkých průmyslových a energetických komplexech k evidenci objemu spotřebovaných zdrojů. Také měřiče pro třífázové obvody se používají v rezidenčním sektoru a zemědělském průmyslu, které spotřebovávají velké množství elektřiny. Zařízení tohoto typu lze zabudovat do automatizovaných systémů měření elektrické energie nebo uvést do provozu autonomně. Příklady zařízení: měřiče NEVA MT 314, MT 323, MT 315 a další.
Náklady na instalaci multi-tarifních měřičů
Vícetarifní elektroměr umožňuje snížit náklady na jeho platbu 3–4krát. Těchto úspor je dosaženo díky skutečnosti, že spotřebitel může v noci používat energeticky náročné domácí spotřebiče a platit za spotřebovaný zdroj za sníženou cenu.
Náklady na instalaci vícetarifních měřicích zařízení elektřiny v jednofázových a třífázových obvodech jsou o něco vyšší než náklady na instalaci jednotarifních zařízení. Životnost vícetarifních měřičů je minimálně 25 let.
