El dispositiu i el principi de funcionament dels comptadors d’electricitat

Els primers aparells de mesura d’electricitat van aparèixer al segle XIX. Això es pot explicar pels estudis massius d’electromagnetisme realitzats per científics. Avui en dia, els comptadors d’electricitat es divideixen en diversos tipus i s’instal·len a tots els locals on la gent consumeix electricitat. La seva tasca principal és estabilitzar i, si s’utilitza correctament, minimitzar les factures de serveis públics.

Classificació dels aparells de mesura d’electricitat

Tots els comptadors d’electricitat es classifiquen per tipus segons el tipus de connexió, les característiques de disseny i els valors mesurats. Els dispositius es divideixen en connectats directament a la línia elèctrica i dispositius connectats al circuit elèctric mitjançant transformadors de mesura.

En funció de les característiques de disseny, els comptadors elèctrics es divideixen en els tipus següents:

• Electromecànica o d’inducció. El principi de funcionament del comptador elèctric és el següent: una part mòbil feta d’un material conductor es veu afectada directament per un camp magnètic, format per bobines conductores estacionàries. La part mòbil és un disc, i les bobines produeixen corrents, impulsant aquest disc. La quantitat de recursos consumits és directament proporcional al nombre de revolucions d'aquest disc.

  

• Dispositiu de mesura estàtic o electrònic. El principi de funcionament d’un comptador electrònic d’electricitat és el següent: electrònics, són d’estat sòlid, les parts són susceptibles a la tensió i el corrent altern, la qual cosa crea impulsos a la sortida, el nombre dels quals és igual al volum de l’energia mesurada. recurs. Aquest dispositiu de comptador elèctric permet mesurar l'energia activa convertint els senyals de tensió i de corrent analògic en impulsos de comptatge.
• Els tipus híbrids de dispositius de mesura són bastant rars. La peculiaritat del dispositiu de comptador elèctric rau en la similitud del disseny de dispositius mecànics i electrònics.

Els comptadors elèctrics es classifiquen en diversos tipus segons els valors mesurats i el nombre de tarifes. En el primer cas, els dispositius de mesura són monofàsics i trifàsics; en el segon, una i dues tarifes.

El dispositiu i el principi de funcionament del comptador d’electricitat

Per tal de registrar el consum d’energia activa del corrent altern en temps real i de forma contínua, cal instal·lar dispositius de mesura d’inducció monofàsics o trifàsics. Si la mesura de corrent continu és important, generalitzada al ferrocarril i a tot tipus de transport elèctric, s’instal·len dispositius de mesura electrodinàmics.

Els comptadors elèctrics d’inducció estan equipats amb un disc d’alumini, quan es consumeix el recurs, aquest element mòbil gira a causa dels fluxos de vòrtex creats per les bobines d’inducció. En aquest cas, es troben dues forces diferents: el camp magnètic de les bobines d’inducció i el camp magnètic dels corrents de Foucault. Els corrents resultants flueixen al circuit de càrrega paral·lela. Cada bobina està equipada amb un nucli que s’imanta mitjançant corrent altern. L’exposició al corrent altern continu condueix al fet que els pols dels electroimants canvien constantment. Això condueix al pas d’un camp magnètic entre ells. És això el que tira del disc d'alumini junt amb ell, formant una rotació.

La velocitat de rotació del disc és directament proporcional a la magnitud dels corrents de les dues bobines. En la producció de comptadors d’electricitat s’utilitzen tècniques de connexió senzilles de la mecànica, a causa de les quals el disc giratori s’associa a les lectures digitals del tauler.

La comptabilitat del consum es basa en el corrent i el voltatge continu. Totes les dades s’envien a l’indicador, en els models avançats les dades s’emmagatzemen a la memòria del dispositiu.

En els darrers anys, la gent prefereix cada cop més els dissenys electrònics de dues tarifes. La demanda creixent contínuament s’explica mitjançant la següent llista d’avantatges:

• Els dispositius llegeixen la informació amb més precisió, cosa que ajuda a reduir les factures de serveis públics.
• En comparació amb els comptadors mecànics d’electricitat, són de mida compacta i d’aspecte més atractiu.
• Canvien automàticament a les tarifes diürnes i nocturnes, no és necessària la participació humana. Fins i tot en la fase de producció, el dispositiu està programat per a dos intervals de temps: de 07:00 a 23:00 i de 23:00 a 07:00.
• Cal comprovar els models millorats cada 5-16 anys. Aquesta comprovació és necessària per a la correcció de la comptabilitat i la meritació de fons. La verificació l’ha de fer l’empresa subministradora d’energia.

La primera comprovació de l'operativitat del dispositiu es realitza a la fàbrica, la data s'ha d'indicar a la documentació adjunta.

Entre els desavantatges dels dispositius de mesura de dues tarifes, destaquen l’elevat cost i la seva poca fiabilitat en comparació amb els equips mecànics. Com es demostra a la pràctica, els models electrònics fallen més sovint.

Esquema d'un comptador elèctric

L’esquema de funcionament de tot tipus d’aparells elèctrics no té diferències fonamentals, tots són similars.

S'utilitzen diversos sensors simples per mesurar la potència:

• Sensors de tensió el funcionament dels quals es basa en un circuit divisor conegut.
• Sensors de corrent basats en una derivació ordinària per on passa la fase de la xarxa elèctrica principal.

El senyal enregistrat per aquests sensors és petit, de manera que cal amplificar-lo mitjançant amplificadors electrònics. A continuació, es realitza un processament analògic-digital per transformar els senyals i multiplicar-los.

Els passos següents són filtrar el senyal digitalitzat i mostrar les dades a la pantalla de l’instrument:

• integració;
• indicació;
• transferència de càlculs;
• transformació.

En aquest esquema, els sensors d’entrada utilitzats no són capaços de proporcionar mesures d’una alta classe de precisió vectorial i, per tant, el càlcul de potència.

Si es requereix una precisió de mesura elevada, el circuit també està equipat amb transformadors d’instruments especials.

Si, en comparació, considerem el diagrama principal del funcionament d’un dispositiu de mesura electrònic monofàsic, el VT també està connectat a zero i a fase i el CT és un component integral del trencament del cable de fase. Com que els senyals provenen de dos transformadors, no cal amplificació addicional del senyal. Totes les transformacions posteriors les realitza el microcontrolador, que controla la pantalla, la memòria d'accés aleatori i el relé electrònic. El senyal de sortida es pot transmetre a través de la memòria RAM al canal de dades.