Zařízení a princip činnosti elektroměrů

První zařízení na měření elektřiny se objevila v 19. století. To lze vysvětlit rozsáhlými studiemi elektromagnetismu prováděnými vědci. Dnes jsou elektroměry rozděleny do několika typů a jsou instalovány ve všech prostorách, kde lidé spotřebovávají elektřinu. Jeho hlavním úkolem je stabilizovat a při správném používání minimalizovat účty za služby.

Klasifikace měřicích zařízení elektřiny

Všechny elektroměry jsou klasifikovány podle typu v závislosti na typu připojení, konstrukčních vlastnostech a naměřených hodnotách. Zařízení se dělí na přímo připojená k elektrickému vedení a zařízení, která jsou připojena k elektrickému obvodu pomocí měřicích transformátorů.

V závislosti na konstrukčních prvcích jsou elektrické měřiče rozděleny do následujících typů:

• Elektromechanické nebo indukční. Princip činnosti elektroměru je následující: pohyblivá část vyrobená z vodivého materiálu je přímo ovlivněna magnetickým polem, které je tvořeno stacionárními vodivými cívkami. Pohybující se částí je disk a cívky vytvářejí proudy, které tento disk pohánějí. Množství spotřebovaného zdroje je přímo úměrné počtu otáček tohoto disku.

  

• Statické nebo elektronické měřicí zařízení. Princip fungování elektronického elektroměru je následující: elektronický, jsou v polovodičovém stavu, jeho části jsou citlivé na účinky napětí a střídavého proudu, které na výstupu vytvářejí impulsy, jejichž počet se rovná objemu měřeného energetického zdroje. Takové elektroměrové zařízení umožňuje měřit aktivní energii převodem napěťových a analogových proudových signálů na počítací impulsy.
• Hybridní typy měřicích zařízení jsou poměrně vzácné. Zvláštnost zařízení pro elektroměr spočívá v podobnosti konstrukce mechanických a elektronických zařízení.

Elektrické měřiče jsou rozděleny do několika typů podle naměřených hodnot a počtu tarifů. V prvním případě jsou měřicí zařízení jednofázová a třífázová, ve druhém - jedno- a dvoutarifní.

Zařízení a princip činnosti elektroměru

Aby bylo možné zaznamenávat činnou spotřebu střídavého proudu v reálném čase a nepřetržitě, je nutné instalovat jednofázové nebo třífázové indukční měřicí zařízení. Pokud je důležité měření stejnosměrného proudu, které je rozšířené na železnici a ve všech typech elektrické dopravy, jsou instalována elektrodynamická měřicí zařízení.

Indukční elektroměry jsou vybaveny diskem vyrobeným z hliníku, který při spotřebování zdroje tento pohyblivý prvek rotuje v důsledku vířivých toků vytvořených indukčními cívkami. V tomto případě narazíme na dvě různé síly - magnetické pole indukčních cívek a magnetické pole vířivých proudů. Výsledné proudy proudí v paralelním zatěžovacím obvodu. Každá cívka je vybavena jádrem, které je magnetizováno střídavým proudem. Vystavení stálému střídavému proudu způsobí, že se póly elektromagnetů neustále mění. To vede k průchodu magnetického pole mezi nimi. To je to, co táhne hliníkový disk spolu s ním a vytváří rotaci.

Rychlost otáčení disku je přímo úměrná velikosti proudů v obou cívkách. Při výrobě elektroměrů se používají jednoduché spojovací techniky z mechaniky, díky nimž je rotující disk spojen s digitálními odečty na panelu.

Účtování spotřeby je založeno na dopředném napětí a proudu. Všechna data se přivádějí na indikátor, u pokročilých modelů se data ukládají do paměti zařízení.

V posledních letech lidé stále více upřednostňují elektronické dvoutarifní vzory. Trvale rostoucí poptávku lze vysvětlit následujícím seznamem výhod:

• Zařízení čtou informace přesněji, což pomáhá snižovat účty za služby.
• Ve srovnání s mechanickými elektroměry jsou kompaktní a atraktivnější.
• Automaticky přepínají na denní a noční sazby, není nutná žádná lidská účast. Již ve fázi výroby je zařízení naprogramováno na dva časové intervaly - od 07:00 do 23:00 a od 23:00 do 07:00.
• Vylepšené modely je třeba kontrolovat jednou za 5-16 let. Taková kontrola je nutná pro správnost účetnictví a přírůstek finančních prostředků. Ověření by měla provést společnost dodávající energii.

První kontrola funkčnosti zařízení se provádí ve výrobě, datum musí být uvedeno v průvodní dokumentaci.

Mezi nevýhody dvou tarifních měřicích zařízení zdůrazňují vysoké náklady a jejich nespolehlivost ve srovnání s mechanickými protějšky. Jak ukazuje praxe, elektronické modely selhávají častěji.

Schéma elektrického měřiče

Schéma fungování všech typů elektrických zařízení nemá žádné zásadní rozdíly, všechny jsou podobné.

K měření energie se používá několik jednoduchých senzorů:

• Senzory napětí, jejichž provoz je založen na známém děliči obvodu.
• Senzory proudu založené na obyčejném bočníku, kterým prochází fáze elektrického vedení.

Signál zaznamenaný těmito senzory je malý, takže je třeba jej zesilovat pomocí elektronických zesilovačů. Poté se provede analogově-digitální zpracování za účelem transformace signálů a jejich násobení.

Další kroky jsou filtrování digitalizovaného signálu a zobrazení dat na displeji přístroje:

• integrace;
• indikace;
• přenos výpočtů;
• proměna.

V tomto schématu použité vstupní senzory nejsou schopné poskytovat měření vysoké třídy přesnosti vektoru, a tudíž i výpočet výkonu.

Pokud je požadována vysoká přesnost měření, je obvod navíc vybaven speciálními přístrojovými transformátory.

Pokud ve srovnání vezmeme v úvahu základní schéma činnosti jednofázového elektronického měřicího zařízení, je v něm VT navíc připojeno k nule a fázi a CT je nedílnou součástí roztržení fázového drátu. Protože signály pocházejí ze dvou transformátorů, není nutné žádné další zesílení signálu. Všechny další transformace provádí mikrokontrolér, ovládá displej, paměť s náhodným přístupem a elektronické relé. Výstupní signál lze dále přenášet přes RAM do datového kanálu.