Elektros skaitiklių prietaisas ir veikimo principas

Pirmieji elektros apskaitos prietaisai pasirodė XIX a. Tai galima paaiškinti masiniais mokslininkų atliktais elektromagnetizmo tyrimais. Šiandien elektros skaitikliai yra suskirstyti į keletą tipų ir įrengiami visose patalpose, kuriose žmonės vartoja elektrą. Pagrindinis jo uždavinys yra stabilizuoti ir, jei jis naudojamas teisingai, sumažinti sąskaitas už komunalines paslaugas.

Elektros apskaitos prietaisų klasifikavimas

Visi elektros skaitikliai klasifikuojami pagal tipą, atsižvelgiant į jungties tipą, konstrukcijos ypatybes ir išmatuotas vertes. Prietaisai skirstomi į tiesiogiai prijungtus prie elektros linijos ir prietaisus, kurie yra prijungti prie elektros grandinės naudojant matavimo transformatorius.

Atsižvelgiant į konstrukcijos ypatybes, elektriniai skaitikliai skirstomi į šiuos tipus:

• Elektromechaninė arba indukcinė. Elektrinio skaitiklio veikimo principas yra toks: judančią dalį, pagamintą iš laidžios medžiagos, tiesiogiai veikia magnetinis laukas, kurį sudaro stacionarios laidžios ritės. Judanti dalis yra diskas, o ritės sukuria sroves, varančias šį diską. Panaudotų išteklių kiekis yra tiesiogiai proporcingas šio disko apsisukimų skaičiui.

  

• Statinis arba elektroninis matavimo prietaisas. Elektroninio elektros skaitiklio veikimo principas yra toks: elektroniniai, jie yra kietojo kūno, dalys yra jautrios įtampos ir kintamosios srovės poveikiui, todėl išėjime susidaro impulsai, kurių skaičius yra lygus tūriui išmatuoto energijos ištekliaus. Toks elektrinio skaitiklio įtaisas leidžia matuoti aktyvią energiją, įtampos ir analoginės srovės signalus paverčiant skaičiavimo impulsais.
• Hibridiniai matavimo prietaisų tipai yra gana reti. Elektrinio skaitiklio įtaiso ypatumas slypi mechaninių ir elektroninių prietaisų konstrukcijos panašume.

Elektros skaitikliai skirstomi į keletą tipų pagal išmatuotas vertes ir tarifų skaičių. Pirmuoju atveju apskaitos prietaisai yra vienfaziai ir trifaziai, antruoju - vieno ir dviejų tarifų.

Elektros skaitiklio prietaisas ir veikimo principas

Norint realiuoju laiku ir nuolat fiksuoti kintamosios srovės aktyviosios energijos suvartojimą, reikia sumontuoti vienfazius arba trifazius indukcinius apskaitos prietaisus. Jei svarbu nuolatinės srovės matavimas, kuris yra plačiai paplitęs geležinkelyje ir visų rūšių elektriniame transporte, įrengiami elektrodinaminiai matavimo prietaisai.

Indukciniai elektriniai skaitikliai turi diską, pagamintą iš aliuminio, sunaudojus resursą, šis judantis elementas sukasi dėl sūkurinių srautų, kuriuos sukuria indukcinės ritės. Šiuo atveju susiduriama su dviem skirtingomis jėgomis - indukcinių ritinių magnetiniu lauku ir sūkurinių srovių magnetiniu lauku. Gautos srovės teka lygiagrečioje apkrovos grandinėje. Kiekvienoje ritėje yra šerdis, įmagnetinta kintama srove. Nuolatinės kintamosios srovės poveikis lemia tai, kad elektromagnetų poliai nuolat keičiasi. Tai veda prie magnetinio lauko prasiskverbimo tarp jų. Būtent tai kartu su savimi traukia aliuminio diską ir suformuoja sukimąsi.

Disko sukimosi greitis yra tiesiogiai proporcingas abiejų ritinių srovių dydžiui. Gaminant elektros skaitiklius, naudojami paprasti mechanikos jungimo būdai, dėl kurių besisukantis diskas yra susietas su skydo skaitmeniniais rodmenimis.

Vartojimo apskaita pagrįsta priekine įtampa ir srove. Visi duomenys pateikiami į indikatorių, pažangiuose modeliuose duomenys saugomi įrenginio atmintyje.

Pastaraisiais metais žmonės vis labiau renkasi elektroninius dviejų tarifų dizainus. Nuolat didėjančią paklausą galima paaiškinti tokiu privalumų sąrašu:

• Įrenginiai tiksliau nuskaito informaciją, o tai padeda sumažinti sąskaitas už komunalines paslaugas.
• Palyginti su mechaniniais elektros skaitikliais, jie yra kompaktiško dydžio ir patrauklesnės išvaizdos.
• Jie automatiškai persijungia į dienos ir nakties tarifus, žmonėms dalyvauti nereikia. Net gamybos etape prietaisas užprogramuojamas dviem laiko intervalais - nuo 07:00 iki 23:00 ir nuo 23:00 iki 07:00.
• Patobulintus modelius reikia tikrinti kartą per 5-16 metų. Toks patikrinimas reikalingas apskaitos teisingumui ir lėšų kaupimui. Patikrinimą turėtų atlikti energijos tiekimo įmonė.

Pirmasis prietaiso veikimo patikrinimas atliekamas gamykloje, data turi būti nurodyta pridedamuose dokumentuose.

Tarp dviejų tarifų matavimo prietaisų trūkumų jie pabrėžia didelę kainą ir jų nepatikimumą, palyginti su mechaniniais analogais. Kaip rodo praktika, elektroniniai modeliai genda dažniau.

Elektrinio skaitiklio schema

Visų tipų elektros prietaisų veikimo schema neturi esminių skirtumų, jie visi yra panašūs.

Galiai matuoti naudojami keli paprasti jutikliai:

• Įtampos jutikliai, kurių veikimas pagrįstas žinoma daliklio grandine.
• Srovės jutikliai, pagrįsti paprastu šuntu, per kurį praeina elektros magistralės fazė.

Šių jutiklių užfiksuotas signalas yra mažas, todėl jį reikia sustiprinti naudojant elektroninius stiprintuvus. Tada atliekamas analoginis-skaitmeninis apdorojimas, siekiant transformuoti signalus ir juos padauginti.

Tolesni veiksmai yra skaitmeninto signalo filtravimas ir duomenų rodymas prietaiso ekrane:

• integracija;
• indikacija;
• skaičiavimų perdavimas;
• transformacija.

Šioje grandinėje naudojami įvesties jutikliai negali atlikti aukštos vektorių tikslumo klasės matavimų ir todėl apskaičiuoti galią.

Jei reikalingas didelis matavimo tikslumas, grandinėje papildomai įrengiami specialūs prietaisų transformatoriai.

Jei, palyginus, atsižvelgsime į vienfazio elektroninio apskaitos prietaiso veikimo principinę schemą, joje VT papildomai prijungtas prie nulio ir fazės, o CT yra neatskiriama fazinio laido plyšimo komponentas. Kadangi signalai gaunami iš dviejų transformatorių, papildomo signalo stiprinimo nereikia. Visas tolesnes transformacijas atlieka mikrovaldiklis, jis valdo ekraną, laisvosios kreipties atmintį ir elektroninę relę. Išvesties signalas gali būti toliau perduodamas per RAM į duomenų kanalą.