De eerste elektriciteitsmeters verschenen in de 19e eeuw. Dit kan worden verklaard door de massale studies van elektromagnetisme die door wetenschappers zijn uitgevoerd. Tegenwoordig zijn elektriciteitsmeters onderverdeeld in verschillende typen en worden ze geïnstalleerd in alle gebouwen waar mensen elektriciteit verbruiken. Zijn belangrijkste taak is om de energierekeningen te stabiliseren en, indien correct gebruikt, te minimaliseren.
Classificatie van elektriciteitsmeters
Alle elektriciteitsmeters zijn ingedeeld naar type, afhankelijk van het type aansluiting, ontwerpkenmerken en gemeten waarden. Apparaten zijn onderverdeeld in direct aangesloten op het elektriciteitsnet en apparaten die zijn aangesloten op het elektrische circuit met behulp van meettransformatoren.
Afhankelijk van de ontwerpkenmerken zijn elektrische meters onderverdeeld in de volgende typen:
- Elektromechanisch of inductie. Het werkingsprincipe van de elektrische meter is als volgt: een bewegend onderdeel gemaakt van geleidend materiaal wordt direct beïnvloed door een magnetisch veld, dat wordt gevormd door stationaire geleidende spoelen. Het bewegende deel is een schijf en de spoelen produceren stromen die deze schijf aandrijven. De hoeveelheid verbruikte middelen is recht evenredig met het aantal omwentelingen van deze schijf.
Inductiemeter met één tarief - Statisch of elektronisch meetapparaat. Het werkingsprincipe van een elektronische elektriciteitsmeter is als volgt: elektronisch, ze zijn in vaste toestand, de onderdelen zijn gevoelig voor de effecten van spanning en wisselstroom, die pulsen aan de uitgang creëert, waarvan het aantal gelijk is aan het volume van de gemeten energiebron. Een dergelijke elektrische meter maakt het mogelijk om actieve energie te meten door spanning en analoge stroomsignalen om te zetten in telpulsen.
- Hybride typen meetapparatuur zijn vrij zeldzaam. De eigenaardigheid van het elektrische meterapparaat ligt in de gelijkenis van het ontwerp van mechanische en elektronische apparaten.
Elektrische meters worden ingedeeld in verschillende typen op basis van de gemeten waarden en het aantal tarieven. In het eerste geval zijn meetinrichtingen eenfasig en driefasig, in het tweede geval een- en tweefasig.
Het apparaat en het werkingsprincipe van de elektriciteitsmeter
Om het actieve stroomverbruik van wisselstroom in realtime en continu te registreren, is het vereist om enkelfasige of driefasige inductiemeters te installeren. Als het meten van gelijkstroom, dat wijdverbreid is op het spoor en alle soorten elektrisch vervoer, belangrijk is, worden elektrodynamische meetapparatuur geïnstalleerd.
Inductie-elektrische meters zijn uitgerust met een schijf van aluminium, wanneer de bron wordt verbruikt, roteert dit bewegende element vanwege de vortexstromen die door de inductiespoelen worden gecreëerd. In dit geval treden twee verschillende krachten op: het magnetische veld van de inductiespoelen en het magnetische veld van de wervelstromen. De resulterende stromen vloeien in het parallelle belastingscircuit. Elke spoel is uitgerust met een kern die wordt gemagnetiseerd door wisselstroom. Blootstelling aan continue wisselstroom zorgt ervoor dat de polen van de elektromagneten voortdurend veranderen. Dit leidt tot de passage van een magnetisch veld tussen hen. Het is dit dat de aluminium schijf meetrekt en een rotatie vormt.
De rotatiesnelheid van de schijf is recht evenredig met de grootte van de stromen in beide spoelen. Bij de productie van elektriciteitsmeters wordt gebruik gemaakt van eenvoudige verbindingstechnieken uit de mechanica, waardoor de roterende schijf gekoppeld wordt aan de digitale uitlezingen op het paneel.
Verbruiksboekhouding is gebaseerd op voorwaartse spanning en stroom. Alle gegevens worden naar de indicator gevoerd, bij geavanceerde modellen worden de gegevens opgeslagen in het apparaatgeheugen.
- De apparaten lezen informatie nauwkeuriger, wat helpt om de energierekening te verlagen.
- In vergelijking met mechanische elektriciteitsmeters zijn ze compact van formaat en aantrekkelijker van uiterlijk.
- Ze schakelen automatisch over op dag- en nachttarieven, er is geen menselijke tussenkomst vereist. Zelfs in de productiefase is het apparaat geprogrammeerd voor twee tijdsintervallen - van 07:00 tot 23:00 uur en van 23:00 tot 07:00 uur.
- Verbeterde modellen moeten eens in de 5-16 jaar worden gecontroleerd. Een dergelijke controle is nodig op de juistheid van de boekhouding en de opbouw van gelden. De verificatie dient te gebeuren door het energiebedrijf.
De eerste controle van de werking van het apparaat wordt in de fabriek uitgevoerd, de datum moet in de begeleidende documentatie worden vermeld.
Een van de nadelen van meetapparatuur met twee tarieven, benadrukken de hoge kosten en hun onbetrouwbaarheid in vergelijking met mechanische tegenhangers. Zoals de praktijk laat zien, falen elektronische modellen vaker.
Schematisch diagram van een elektrische meter
Het werkingsschema van alle soorten elektrische apparaten heeft geen fundamentele verschillen, ze zijn allemaal vergelijkbaar.
Er worden verschillende eenvoudige sensoren gebruikt om het vermogen te meten:
- Spanningssensoren waarvan de werking gebaseerd is op een bekend verdeelcircuit.
- Stroomsensoren gebaseerd op een gewone shunt waar de fase van de elektrische hoofdleiding doorheen gaat.
Het signaal dat door deze sensoren wordt geregistreerd, is klein, dus het moet worden versterkt met elektronische versterkers. Vervolgens wordt analoog-digitale verwerking uitgevoerd om de signalen te transformeren en te vermenigvuldigen.
De volgende stappen zijn het filteren van het gedigitaliseerde signaal en het weergeven van de gegevens op het instrumentendisplay:
- integratie;
- indicatie;
- overdracht van berekeningen;
- transformatie.
In dit schema zijn de gebruikte ingangssensoren niet in staat om metingen van een hoge klasse van vectornauwkeurigheid te leveren, en dus de berekening van het vermogen.
Als een hoge meetnauwkeurigheid vereist is, is de schakeling bovendien uitgerust met speciale instrumenttransformatoren.
Als we ter vergelijking het principediagram van de werking van een enkelfasig elektronisch meetapparaat beschouwen, daarin is de VT bovendien verbonden met nul en fase, en is de CT een integraal onderdeel van de fasedraadbreuk. Omdat de signalen van twee transformatoren komen, is er geen extra signaalversterking nodig. Alle verdere transformaties worden uitgevoerd door de microcontroller, deze bestuurt het display, het RAM-geheugen en het elektronische relais. Het uitgangssignaal kan verder via het RAM naar het datakanaal worden verzonden.
