ظهرت أجهزة قياس الكهرباء الأولى في القرن التاسع عشر. يمكن تفسير ذلك من خلال الدراسات المكثفة للكهرومغناطيسية التي أجراها العلماء. اليوم ، عدادات الكهرباء مقسمة إلى عدة أنواع ويتم تركيبها في جميع المباني التي يستهلك فيها الناس الكهرباء. وتتمثل مهمتها الرئيسية في تحقيق الاستقرار ، وفي حالة استخدامها بشكل صحيح ، تقليل فواتير الخدمات.
تصنيف أجهزة قياس الكهرباء
يتم تصنيف جميع عدادات الكهرباء حسب النوع اعتمادًا على نوع التوصيل وميزات التصميم والقيم المقاسة. تنقسم الأجهزة إلى أجهزة متصلة مباشرة بخط الطاقة وأجهزة متصلة بالدائرة الكهربائية باستخدام محولات القياس.
اعتمادًا على ميزات التصميم ، يتم تقسيم عدادات الكهرباء إلى الأنواع التالية:
- الكهروميكانيكية أو الحث. مبدأ تشغيل العداد الكهربائي هو كما يلي: يتأثر الجزء المتحرك المصنوع من مادة موصلة بشكل مباشر بالمجال المغناطيسي ، والذي يتكون من ملفات موصلة ثابتة. الجزء المتحرك عبارة عن قرص ، والملفات تنتج تيارات تقود هذا القرص. كمية الموارد المستهلكة تتناسب طرديا مع عدد دورات هذا القرص.
مقياس الحث أحادي المعدل - جهاز قياس ثابت أو إلكتروني. مبدأ تشغيل عداد الكهرباء الإلكتروني هو كما يلي: إلكتروني ، إنها حالة صلبة ، الأجزاء عرضة لتأثيرات الجهد والتيار المتردد ، مما يخلق نبضات عند الخرج ، وعددها يساوي الحجم لمصدر الطاقة المقاس. يتيح جهاز العداد الكهربائي هذا قياس الطاقة النشطة عن طريق تحويل إشارات الجهد والتيار التناظري إلى نبضات عد.
- الأنواع الهجينة من أجهزة القياس نادرة جدًا. تكمن خصوصية جهاز العداد الكهربائي في تشابه تصميم الأجهزة الميكانيكية والإلكترونية.
تصنف عدادات الكهرباء إلى عدة أنواع حسب القيم المقاسة وعدد التعريفة. في الحالة الأولى ، تكون أجهزة القياس أحادية الطور وثلاث مراحل ، في الحالة الثانية - تعريفة واحدة وثنائية.
الجهاز ومبدأ تشغيل عداد الكهرباء
من أجل تسجيل استهلاك الطاقة النشط للتيار المتردد في الوقت الفعلي وبشكل مستمر ، من الضروري تثبيت أجهزة قياس الحث أحادية الطور أو ثلاثية الطور. إذا كان قياس التيار المباشر ، المنتشر على نطاق واسع في السكك الحديدية وجميع أنواع النقل الكهربائي ، مهمًا ، يتم تثبيت أجهزة القياس الديناميكي الكهربائي.
تم تجهيز عدادات الحث الكهربائية بقرص مصنوع من الألومنيوم ، عند استهلاك المورد ، يدور هذا العنصر المتحرك بسبب تدفقات الدوامة الناتجة عن ملفات الحث. في هذه الحالة ، توجد قوتان مختلفتان - المجال المغناطيسي للملفات الحثية والمجال المغناطيسي للتيارات الدوامة. تتدفق التيارات الناتجة في دائرة الحمل المتوازي. كل ملف مجهز بنواة ممغنطة عن طريق التيار المتردد. يؤدي التعرض للتيار المتردد المستمر إلى تغير أقطاب المغناطيس الكهربائي باستمرار. هذا يؤدي إلى مرور مجال مغناطيسي بينهما. هذا هو الذي يسحب قرص الألمنيوم معه ، ويشكل الدوران.
تتناسب سرعة دوران القرص طرديًا مع حجم التيارات في كلا الملفين. في إنتاج عدادات الكهرباء ، يتم استخدام تقنيات ربط بسيطة من الميكانيكا ، ويرجع ذلك إلى ارتباط القرص الدوار بالقراءات الرقمية على اللوحة.
تعتمد محاسبة الاستهلاك على الجهد الأمامي والتيار. يتم إدخال جميع البيانات إلى المؤشر ، في النماذج المتقدمة يتم تخزين البيانات في ذاكرة الجهاز.
- تقرأ الأجهزة المعلومات بشكل أكثر دقة ، مما يساعد على تقليل فواتير الخدمات.
- بالمقارنة مع عدادات الكهرباء الميكانيكية ، فهي صغيرة الحجم وأكثر جاذبية في المظهر.
- يتحولون تلقائيًا إلى معدلات النهار والليل ، ولا يلزم مشاركة بشرية. حتى في مرحلة الإنتاج ، تتم برمجة الجهاز على فترتين زمنيتين - من 07:00 إلى 23:00 ومن 23:00 إلى 07:00.
- تحتاج النماذج المحسّنة إلى الفحص مرة كل 5-16 سنة. هذا الشيك مطلوب لصحة المحاسبة واستحقاق الأموال. يجب أن يتم التحقق من قبل شركة تزويد الطاقة.
يتم إجراء الفحص الأول لقابلية تشغيل الجهاز في المصنع ، ويجب تحديد التاريخ في الوثائق المصاحبة.
من بين عيوب أجهزة القياس ثنائية التعريفة ، أنها تسلط الضوء على التكلفة العالية وعدم موثوقيتها مقارنةً بنظيراتها الميكانيكية. كما تبين الممارسة ، تفشل النماذج الإلكترونية في كثير من الأحيان.
رسم تخطيطي لعداد كهربائي
لا يوجد اختلافات جوهرية في نظام تشغيل جميع أنواع الأجهزة الكهربائية ، فكلها متشابهة.
تُستخدم عدة مجسات بسيطة لقياس الطاقة:
- مستشعرات الجهد التي يعتمد تشغيلها على دائرة مقسم معروفة.
- مستشعرات التيار تعتمد على تحويلة عادية تمر من خلالها مرحلة التيار الكهربائي الرئيسي.
الإشارة المسجلة بواسطة هذه المستشعرات صغيرة ، لذا يجب تضخيمها باستخدام مكبرات الصوت الإلكترونية. ثم تتم المعالجة التناظرية الرقمية لتحويل الإشارات ومضاعفتها.
تتمثل الخطوات التالية في تصفية الإشارة الرقمية وعرض البيانات على شاشة الجهاز:
- دمج؛
- إشارة؛
- نقل الحسابات
- تحويل.
في هذا المخطط ، لا تستطيع مستشعرات الإدخال المستخدمة توفير قياسات لفئة عالية من دقة المتجهات ، وبالتالي حساب القدرة.
إذا كانت دقة القياس عالية مطلوبة ، فإن الدائرة مجهزة بالإضافة إلى ذلك بمحولات خاصة للأجهزة.
إذا أخذنا في الاعتبار ، بالمقارنة ، الرسم التخطيطي الأساسي لتشغيل جهاز قياس إلكتروني أحادي الطور ، في ذلك ، يتم توصيل VT بالإضافة إلى الصفر والمرحلة ، ويكون CT جزءًا لا يتجزأ من تمزق سلك الطور. نظرًا لأن الإشارات تأتي من محولين ، فلا يلزم تضخيم إشارة إضافي. يتم إجراء جميع التحولات الإضافية بواسطة متحكم ، فهو يتحكم في الشاشة وذاكرة الوصول العشوائي والمرحل الإلكتروني. يمكن إرسال إشارة الخرج بشكل أكبر عبر ذاكرة الوصول العشوائي إلى قناة البيانات.
