Измерение расхода электрической энергии кратко

Обновлено: 16.05.2024

Измерение мощности. В цепях постоянного тока мощность измеряют электро- или ферродинамическим ваттметром. Мощность может быть также подсчитана перемножением значений тока и напряжения, измеренных амперметром и вольтметром.

В цепях однофазного тока измерение мощности может быть осуществлено электродинамическим, ферродинамическим или индукционным ваттметром. Ваттметр 4 (рис. 336) имеет две катушки: токовую 2, которая включается в цепь последовательно, и напряжения 3, которая включается в цепь параллельно.

Ваттметр является прибором, требующим при включении соблюдения правильной полярности, поэтому его генераторные зажимы (зажимы, к которым присоединяют проводники, идущие со стороны источника 1) обозначают звездочками.

Для расширения пределов измерения ваттметров их токовые катушки включают в цепь при помощи шунтов или измерительных трансформаторов тока, а катушки напряжения — через добавочные резисторы или измерительные трансформаторы напряжения.

Измерение электрической энергии. Способ измерения . Для учета электрической энергии, получаемой потребителями или отдаваемой источниками тока, применяют счетчики электрической энергии. Счетчик электрической энергии по принципу своего действия аналогичен ваттметру. Однако в отличие от ваттметров вместо спиральной пружины, создающей противодействующий момент, в счетчиках предусматривают устройство, подобное электромагнитному демпферу, создающее тормозящее усилие, пропорциональное частоте вращения подвижной системы. Поэтому при включении прибора в электрическую цепь возникающий вращающий момент будет вызывать не отклонение подвижной системы на некоторый угол, а вращение ее с определенной частотой.

Число оборотов подвижной части прибора будет пропорционально произведению мощности электрического тока на время, в течение которого он действует, т. е. количеству электрической энергии, проходящей через прибор. Число оборотов счетчика фиксируется счетным механизмом. Передаточное число этого механизма выбирают так, чтобы по показаниям счетчика можно было отсчитывать не обороты, а непосредственно электрическую энергию в киловатт-часах.

Наибольшее распространение получили ферродинамические и индукционные счетчики; первые применяют в цепях постоянного тока, вторые — в цепях переменного тока. Счетчики электрической энергии включают в электрические цепи постоянного и переменного тока так же, как и ваттметры.

Ферродинамический счетчик (рис. 337) устанавливают на э. п. с. постоянного тока. Он имеет две катушки: неподвижную 4 и подвижную 6. Неподвижная токовая катушка 4 разделена на две части, которые охватывают ферромагнитный сердечник 5 (обычно из пермаллоя). Последний позволяет создать в приборе сильное магнитное поле и значительный вращающий момент, обеспечивающий нормальную работу счетчика в условиях тряски и вибраций. Применение пермаллоя способствует уменьшению погрешности счетного механизма 2 от гистерезиса магнитной системы (он имеет весьма узкую петлю гистерезиса).

Чтобы уменьшить влияние внешних магнитных полей на показания счетчика, магнитные потоки отдельных частей токовой катушки имеют взаимно противоположное направление (астатическая система). При этом внешнее поле, ослабляя поток одной части, соответственно усиливает поток другой части и оказывает в целом небольшое влияние на результирующий вращающий момент, создаваемый прибором. Подвижная катушка 6 счетчика (катушка напряжения) расположена на якоре, выполненном в виде диска из изоляционного материала или в виде алюминиевой чаши. Катушка состоит из отдельных секций, соединенных с пластинами коллектора 7 (эти соединения на рис. 337 не показаны), по которому скользят щетки из тонких серебряных пластин.

Ферродинамический счетчик работает принципиально как двигатель постоянного тока, обмотка якоря которого подключена параллельно, а обмотка возбуждения — последовательно с потребителем электроэнергии. Якорь вращается в воздушном зазоре между полюсами сердечника. Тормозной момент создается в результате взаимодействия потока постоянного магнита 1 с вихревыми токами, возникающими в алюминиевом диске 3 при его вращении.

Для компенсации влияния момента трения и уменьшения благодаря этому погрешности прибора в ферродинамических счетчиках устанавливают компенсационную катушку или в магнитном поле неподвижной (токовой) катушки помещают лепесток из пермаллоя, который имеет высокую магнитную проницаемость при малой напряженности поля. При небольших нагрузках этот лепесток усиливает магнитный поток токовой катушки, что приводит к увеличению вращающего момента и компенсации трения. При увеличении нагрузки индукция магнитного поля катушки увеличивается, лепесток насыщается и его компенсирующее действие перестает возрастать.

При работе счетчика на э. п. с. возможны сильные толчки и удары, при которых щетки могут отскакивать от коллекторных пластин. При этом под щетками будет возникать искрение. Для его предотвращения между щетками включают конденсатор С и резистор R1. Компенсация температурной погрешности осуществляется с помощью термистора Rт (полупроводникового прибора, сопротивление которого зависит от температуры). Он включается совместно с добавочным резистором R2 параллельно подвижной катушке. Чтобы уменьшить влияние тряски и вибраций на работу счетчиков, их устанавливают на э. п. с. на резинометаллических амортизаторах.

Индукционный счетчик имеет два электромагнита (рис. 338,а), между которыми расположен алюминиевый диск 7. Вращающий момент в приборе создается в результате взаимодействия переменных магнитных потоков Ф1 и Ф2, созданных катушками электромагнитов, с вихревыми токами I_в1 и I_в2, индуцируемыми ими в алюминиевом диске (так же, как и в обычном индукционном измерительном механизме, см. § 99).

В индукционном счетчике вращающий момент М должен быть пропорционален мощности P=UIcos?. Для этого катушку 6 одного из электромагнитов (токовую) включают последовательно с нагрузкой 5, а катушку 2 другого (катушку напряжения) — параллельно нагрузке. В этом случае магнитный поток Ф1 будет пропорционален току I в цепи нагрузки, а поток Ф2 — напряжению U, приложенному к нагрузке. Для обеспечения требуемого угла сдвига фаз ? между потоками Ф1 и Ф2 (чтобы sin? = cos?) в электромагните катушки напряжения предусмотрен магнитный шунт 3, через который часть потока Ф2 замыкается

Рис. 337. Ферродинамический счетчик электрической энергии

Рис. 338. Индукционный счетчик электрической энергии

помимо диска 7. Угол сдвига фаз между потоками Ф1 и Ф2 точно регулируется изменением положения металлического экрана 1, расположенного на пути потока, ответвляющегося через магнитный шунт 3.

Тормозной момент создается так же, как в ферродинамическом счетчике. Компенсация момента трения осуществляется путем создания небольшой несимметрии в магнитной цепи одного из электромагнитов с помощью стального винта.

Для предотвращения вращения якоря при отсутствии нагрузки под действием усилия, созданного устройством, компенсирующим трение, на оси счетчика укрепляется стальной тормозной крючок. Этот крючок притягивается к тормозному магниту 4, благодаря чему предотвращается возможность вращения подвижной системы без нагрузки.

При работе же счетчика под нагрузкой тормозной крючок практически не влияет на его показания.

Чтобы диск счетчика вращался в требуемом направлении, необходимо соблюдать определенный порядок подключения проводов к его зажимам. Нагрузочные зажимы прибора, к которым подключают провода, идущие от потребителя, обозначают буквами Я (рис. 338,б), генераторные зажимы, к которым подключают провода от источника тока или от сети переменного тока,— буквами Г.

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.

Тема: Способы определения расхода и стоимости электрической энергии.

Класс 7 Количество времени: 90 мин

Цель урока: научиться определять расход и стоимость электрической энергии.

За дачи урока:

- п ознакомить с устройством и принципом работы электрического счетчика;

- н аучить рассчитывать расход электрического тока и его стоимость; экономить электроэнергию;

-развивать умения по расчёту стоимости и расхода электрической энергии

- подготовить учащихся к выполнению расчета затрат электроэнергии при изготовлении проекта;

-воспитывать ответственность у учащихся об экономном расходовании электроэнергии.

Тип урока комбинированный:

Материально-техническое оснащение:

мультимедиа проектор, компьютер, проецирующий экран,

электрическая лампочка, соединительные провода, электросчётчик, задания для практической работы, презентация.

Межпредметные связи: физика

Технологии: ИКТ, проблемное обучение.

Основные понятия : электросчетчик, тариф, мощность тока, стоимость электроэнергии, расход электроэнергии

методы урока: объяснение, практическая работа, упражнения, инструктаж, рассказ, устный фронтальный и индивидуальный опрос, демонстрация счетчика, беседа с учащимися

Формы организации учебно-познавательной деятельности учащихся: групповая работа, коллективная

Структура урока

Организационный момент. (3мин)

Повторение пройденного материала (5 мин0

III . Изучение нового материала.

История создания электросчётчика

Конструкция и принцип действия электросчётчика

Расчет расхода и стоимости потребленной электроэнергии.

Использование энергосберегающих технологий в быту.

IV . Практическая работа “Расчёт потребляемой электроэнергии по счётчику”

V . Закрепление новых знаний и умений учащихся.

Подведение итогов урока. Выставление оценок. Домашнее задание.

Ход занятия

I . Организационный момент.

Приветствие учащихся и проверка посещаемости

1.2. Проверка рабочей одежды, тетрадей и готовности к занятию.

1.3. Назначение дежурных.

II . Повторение пройденного материала:

Устный индивидуальный опрос:

Что такое автомат?

Что регулирует терморегулятор в утюге?

Назначение плавкого предохранителя?

Изучение нового материала.

Объявление темы урока: Способы определения расхода и стоимости электрической энергии.

(ученикам записать тему урока в тетрадь). Слайд презентации.

Объявление цели урока.

Научиться определять расход и стоимость электрической энергии.

Для этого мы пройдем материал по плану:

История создания электросчётчика

Конструкция и принцип действия электросчётчика

Расчет расхода и стоимости потребленной электроэнергии.

Использование энергосберегающих технологий в быту.

Практическая работа “ Расчёт потребляемой электроэнергии по счётчику ”

Рассказ учителя

В наших квартирах, домах, школе появляется всё большее количество различных электрических приборов – работают телевизоры и компьютеры, закипают чайники, греются фены, электроплиты и обогреватели, светят лампы…

И мы порой даже не задумываемся – СКОЛЬКО СТОИТ НАШ КОМФОРТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ. При расчёте затрат на изготовление проектного изделия кроме затрат на материалы, нам необходимо будет определить количество израсходованной электроэнергии.

Беседа с классом.

Как же в домашних условиях рассчитать стоимость электроэнергии?

Как определить мощность электроприбора?

Сколько нужно будет заплатить за электроэнергии при работе лампочки на 20 Вт в течение 50 часов?

Ребята, знаете ли вы сколько ваша семья тратит на оплату электроэнергии в месяц?

Кто из вас умеет подсчитывать стоимость потребленной энергии?

( создание проблемной ситуации )

Тогда можно обратить внимание ребят на вопрос:

Чтобы ответить на эти вопросы мы с вами сначала изучим историю изобретения электросчетчика.

История создания счётчика.

Когда новый продукт – электроэнергию – начали продавать, возникла необходимость определить её стоимость.

Однако было неясно, в каких единицах следует вести учет, и какие принципы измерения были бы наиболее удобными. Вот тогда и появился счетчик.

После маятниковых счётчиков появились моторные. В 1889 г в Париже на всемирной выставке Элих Томсон получил главный приз за использование в электросчетчике мотора. Однако данный счетчик использовался только для постоянного тока, а после изобретения трансформаторов нужны были уже счетчики для переменного тока

Впоследствии, в поздних 90-х девятнадцатого века, в обиход вошел индукционный электросчетчик, счетчик ватт-часов, наиболее распространенный и в настоящее время

В чем же заключается конструкция и принцип действия электросчётчика?

Для ответа на этот вопрос нам поможет видеоматериал презентации.

Слайд презентации ( 4 мин0

Объяснение с демонстрацией на слайде.

Конструкция электросчётчика состоит (слайд презентации) из: катушки напряжения и тока, счетный механизм (в виде червячной передачи), постоянный магнит, алюминиевый диск.

Индукционный счётчик в последние годы претерпел множество изменений и усовершенствований, а к 20 столетию и вовсе были разработаны трёхфазные индукционные счётчики с двумя или тремя системами измерения. Такие счётчики до сих пор производятся и добросовестно выполняют свою работу по учёту электроэнергии.

В настоящее время человек постоянно совершенствует электросчетчики, и на сегодняшний день определенная модель устройства установлена в каждом доме: однотарифные, двухтарифные, однофазные, электронные, дистационные, трёхфазные и т.д.

Слайд презентации 11

Определение электросчетчика.

Счётчик электрической энергии (электрический счётчик) - прибор для измерения расхода электроэнергии переменного или постоянного тока. (измеряется в кВт/ч).

Расчет расхода и стоимости потребленной электроэнергии.

Первый способ определения расхода и стоимости электрической энергии (по счётчику).

Раздать квитанции на оплату электроэнергии. Предложить рассмотреть образец квитанции на оплату электроэнергии и задать следующие вопросы:

Как определялся расход (объём) электроэнергии за месяц?

Как определялась стоимость электроэнергии?

Все вместе очень быстро выясняем, что для подсчета электроэнергии в домашних условиях нужно знать показания счетчик электроэнергии и ее тариф.

Вывод: Чтобы определить стоимость электроэнергии за месяц по счётчику, нужно определить текущие и предыдущие показания счётчика, найти количество электрической энергии (вычесть с текущего предыдущее показание). Умножить тариф на разницу показаний и найти стоимость электроэнергии..

Слайд 13

Данный способ мы применяем, используя квитанции на оплату электроэнергии

Справочно:

Тариф для населения в г. Курске:

Одноставочный тариф - 3,32 руб./кВт*ч.

Тариф, дифференцированный по двум зонам суток

Дневная зона - 3,46 руб./кВт*ч

Ночная зона - 0,86 руб./кВт*ч

Второй способ определения расхода и стоимости электрической энергии (без счётчика). Слайд 14 и слайд 15

Нужно знать мощность электроприборов всех и время работы.

Чтобы определить расход и стоимость электроэнергии (без счётчика)

достаточно воспользоваться формулой:

А = W *t , где W –мощность электроприбора (электроприборов) в кВт*ч;

Мощность электроприбора записывается в паспорте электроприбора или на корпусе (слайд презентации)

t – время работы электроприбора в часах;

А - количество потреблённой электроэнергии , далее

С=А*тариф - стоимость электроэнергии

С= W * t *тариф (руб/кВт*ч)

1 кВт=1000 Вт , 1 кВт*ч = 1000 Вт*ч; 1 кВт=50 лампочек*20Вт или 1 кВт=100Вт*10 ч

Пример расчета стоимости потребленной электроэнергии .

Предложить учащимся решить задачу у доски.

Пример 1. Имеется электрическая лампа мощностью 100 Вт. Ежедневно лампа горит в коридоре в течение 6 часов. Рассчитать стоимость электроэнергии за один месяц (30 дней) при тарифе 3,32 рубля за 1 кВт*ч.

Дано:

Тариф = 3,32 руб/кВт/ч

Решение

А = 100 Вт*180 ч = 18 000 Вт*ч = 18 кВт*ч.

Стоимость = 3,32 руб/(кВт*ч)*18 кВт*ч =59.76 руб.

Ответ: количество А = 18 кВт*ч, стоимость = 59.76 руб.

Несмотря на то, что стоимость электроэнергии, израсходованной на одну 100-ватную лампочку не очень велика, в масштабах современной квартиры за месяц может набежать солидная сумма.

Использование энергосберегающих технологий в быту.

Какие пути экономии электроэнергии вы можете предложить?

Беседа с классом.

При использовании освещения в доме:

включайте свет в том случае, если вы в нем нуждаетесь;

используйте лампочки различной мощности в зависимости от потребности;

при покраске помещений используйте светлые тона красок (светлая стена отражает почти 85% падающего света);

отдайте предпочтение покупке энергосберегающих лампочек;

чаще протирайте лампочки и плафоны (при их загрязнении освещенность в квартире может снизиться на 10-15%).

При использовании телевизора, компьютера:

включайте телевизор, компьютер только когда смотрите его или работаете на нем;

При использовании холодильника

не открывайте дверцу холодильника без необходимости;

не кладите в холодильник теплые, а тем более горячие продукты;

устанавливайте холодильник подальше от нагревательных приборов и от воздействия прямых солнечных лучей;

периодически удаляйте пыль с обратной стороны холодильника;

проверяйте, насколько плотно закрываются двери холодильника;

не забывайте выключить холодильник, когда на несколько дней покидаете квартиру .

При использовании стиральной машины

сортируйте одежду по уровню загрязнения и выбирайте более короткую программу стирки, результат которой вас устраивает;

настраивайте стиральную машину на как можно меньшую температуру (на стирку при температуре 90°С тратится в три раза больше энергии, чем на стирку при температуре 40°С);

используйте режим сушки только при необходимости;

стирайте при полной загрузке (стирка при неполной загрузке обойдется вам в большее количество воды, моющих средств и энергии).

При использовании утюга

Используйте утюги с терморегулятором

При использовании пылесоса

Заполненный на две трети мешок для сбора пыли увеличивает расход энергии

Экономное использование электроэнергии позволит сократить объёмы использования энергетических ресурсов и снизить выбросы вредных веществ в атмосферу, сохранить чистоту водоёмов.

И мы порой даже не задумываемся – СКОЛЬКО СТОИТ НАШ КОМФОРТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ.

Как же в домашних условиях рассчитать стоимость электроэнергии?

Как определить мощность электроприбора?

Сколько нужно будет заплатить за электроэнергию при работе лампочки на 20 Вт в течение 50 часов?

История создания счётчика. (коротко)

Когда новый продукт – электроэнергию – начали продавать, возникла необходимость определить её стоимость.

В 1889 г в Париже на всемирной выставке Элих Томсон получил главный приз за использование в электросчетчике мотора. Однако данный счетчик использовался только для постоянного тока, а после изобретения трансформаторов нужны были уже счетчики для переменного тока

В чем же заключается конструкция и принцип действия электросчётчика?

Конструкция электросчётчика состоит из: катушки напряжения и тока, счетный механизм (в виде червячной передачи), постоянный магнит, алюминиевый диск.

Расчет расхода и стоимости потребленной электроэнергии.

Способ определения расхода и стоимости электрической энергии (по счётчику).

Для подсчета электроэнергии в домашних условиях нужно знать показания счетчика электроэнергии и ее тариф.

Данный способ мы применяем, используя квитанции на оплату электроэнергии.

Информация к сведению:

Тарифы на электроэнергию для населения, проживающего в Ханты-Мансийске и в городских населенных пунктах ХМАО, Югры, ЯНАО в домах, оборудованных газовыми плитами

Приборы учета электроэнергии — виды и типы, основные характеристики

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

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

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

одним главным счетчиком, расположенным на подстанции, обеспечивающей питанием крупный современный город, оценивать терабайты киловатт-часов, израсходованные на потребление всех квартир и производственных предприятий административно промышленного и жилого центра;

большим количеством приборов, установленных внутри каждой квартиры или производства, учитывать их индивидуальное потребление.

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

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

входных и выходных цепей;

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

1. переменного напряжения промышленной частоты;

2. постоянного тока.

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

Приборы учета электроэнергии переменного тока

Этот класс счетчиков по конструктивному исполнению разделяют на три типа:

1. индукционные, работающие с конца девятнадцатого века;

2. электронные устройства, появившиеся не так давно;

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

Индукционные приборы учета

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

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

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

Однофазный индукционный счетчик, особенности устройства

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

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

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

Про устройство, принцип действия и особенности эксплуатации электрических счетчиков ранее было рассказано здесь:

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

Особенности конструкции трехфазного индукционного счетчика

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

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

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

Трехфазные индукционные счетчики могут выполняться двух видов для подключения:

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

2. через промежуточные измерительные трансформаторы напряжения и тока.

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

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

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

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

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

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

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

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

Электронные приборы учета

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

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

Два типа распространенных систем электронных учетов

По типу измерения составных входных величин счетчики электронного типа выпускают:

со встроенными измерительными трансформаторами тока и напряжения;

с измерительными датчиками.

Устройства со встроенными измерительными трансформаторами

Принципиальная структурная схема электронного однофазного счетчика представлена на картинке.

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

дисплей с отображением информации;

электронное реле, осуществляющее коммутации внутренней схемы;

оперативно-запоминающее устройство ОЗУ, которое имеет информационную связь с оптическим портом для передачи технических параметров по каналам связи.

Устройства со встроенными датчиками

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

тока, состоящего из обыкновенного шунта, сквозь который протекает вся нагрузка силовой схемы;

напряжения, работающего по принципу простого делителя.

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

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

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

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

Тарифность современных приборов учета

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

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

Смотрите также по этой теме:

Особенности конструкции промышленных приборов учета высоковольтных цепей

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

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

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

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

1. двухуровневая система пломбирования внутренних плат;

2. пятиуровневая схема организация допуска к паролям.

Система пломбирования осуществляется в два приема:

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

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

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

Схема организация допуска к паролям

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

нулевого, обеспечивающего снятие ограничений на просмотр данных местно либо удаленно, синхронизацию времени, корректировку показаний. Право предоставляется допущенным к работе с прибором пользователям;

первого, позволяющего выполнять наладку оборудования на месте установки и записывать в оперативную память настройки рабочих параметров, не влияющие на характеристики коммерческого использования;

второго, разрешающего допуск к информации прибора представителям энергонадзора после его наладки и подготовки к вводу в эксплуатацию;

третьего, дающего право снимать и устанавливать крышку с клеммника для доступа к зажимам или оптическому порту;

четвертого, предусматривающего возможность доступа к платам прибора для установки или замены аппаратных ключей, снятия всех пломб, выполнения работ с оптическим портом, модернизации конфигурации, калибровке поправочных коэффициентов.

Способы подключения промышленных счетчиков на предприятиях энергетики

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

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

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

Объединение приборов учета в единую систему АСКУЭ

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

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

Для решения организационных вопросов системы АСКУЭ обеспечивается:

установка высокоточных приборов учета в местах учета электроэнергии;

организация системы связи по проводным и радиоканалам;

осуществление схемы обработки получаемой информации.

Приборы учета электроэнергии постоянного тока

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

Они созданы на основе электродинамической системы.

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

1. первая закреплена стационарно;

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

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

Читайте также: