Dispozitivul și principiul de funcționare a contoarelor de energie electrică

Primele dispozitive de măsurare a energiei electrice au apărut în secolul al XIX-lea. Acest lucru poate fi explicat prin studiile masive ale electromagnetismului efectuate de oamenii de știință. Astăzi, contoarele de energie electrică sunt împărțite în mai multe tipuri și sunt instalate în toate spațiile în care oamenii consumă energie electrică. Sarcina sa principală este stabilizarea și, dacă este utilizată corect, minimizarea facturilor la utilități.

Clasificarea dispozitivelor de măsurare a energiei electrice

Toate contoarele de energie electrică sunt clasificate în funcție de tip, în funcție de tipul de conexiune, caracteristicile de proiectare și valorile măsurate. Dispozitivele sunt împărțite în direct conectate la linia de alimentare și dispozitive care sunt conectate la circuitul electric folosind transformatoare de măsurare.

În funcție de caracteristicile de proiectare, contoarele electrice sunt împărțite în următoarele tipuri:

• Electromecanică sau cu inducție. Principiul de funcționare al contorului electric este după cum urmează: o parte mobilă realizată dintr-un material conductor este afectată direct de un câmp magnetic, care este format din bobine conductoare staționare. Partea în mișcare este un disc, iar bobinele produc curenți, conducând acest disc. Cantitatea de resursă consumată este direct proporțională cu numărul de rotații ale acestui disc.

  

• Dispozitiv de măsurare static sau electronic. Principiul de funcționare al unui contor electronic de electricitate este după cum urmează: electronice, sunt în stare solidă, părțile sunt susceptibile la tensiune și curent alternativ, ceea ce creează impulsuri la ieșire, al căror număr este egal cu volumul energiei măsurate resursă. Un astfel de dispozitiv de contor electric face posibilă măsurarea energiei active prin conversia semnalelor de tensiune și de curent analog în impulsuri de numărare.
• Tipurile hibride de dispozitive de măsurare sunt destul de rare. Particularitatea dispozitivului de contor electric constă în similitudinea proiectării dispozitivelor mecanice și electronice.

Contoarele electrice sunt clasificate în mai multe tipuri în funcție de valorile măsurate și de numărul tarifelor. În primul caz, dispozitivele de măsurare sunt monofazate și trifazate, în al doilea - unul și două tarife.

Dispozitivul și principiul de funcționare al contorului de energie electrică

Pentru a înregistra consumul activ de curent alternativ în timp real și continuu, este necesar să se instaleze dispozitive de măsurare cu inducție monofazate sau trifazate. Dacă este importantă măsurarea curentului continuu, care este răspândită pe calea ferată și în toate tipurile de transport electric, sunt instalate dispozitive de măsurare electrodinamice.

Contoarele electrice cu inducție sunt echipate cu un disc din aluminiu, când resursa este consumată, acest element în mișcare se rotește datorită fluxurilor de vortex create de bobinele de inducție. În acest caz, se întâlnesc două forțe diferite - câmpul magnetic al bobinelor de inducție și câmpul magnetic al curenților turbionari. Curenții rezultați curg în circuitul de sarcină paralel. Fiecare bobină este echipată cu un miez care este magnetizat de curent alternativ. Expunerea la curent alternativ continuu duce la faptul că polii electromagnetilor se schimbă constant. Acest lucru duce la trecerea unui câmp magnetic între ele. Acesta este cel care trage discul de aluminiu împreună cu acesta, formând o rotație.

Viteza de rotație a discului este direct proporțională cu magnitudinea curenților din ambele bobine. În producția de contoare de energie electrică, se utilizează tehnici simple de conectare din mecanică, datorită cărora discul rotativ este asociat cu citirile digitale de pe panou.

Contabilitatea consumului se bazează pe tensiunea și curentul direct. Toate datele sunt introduse în indicator, în modelele avansate datele sunt stocate în memoria dispozitivului.

În ultimii ani, oamenii preferă din ce în ce mai mult desenele electronice cu două tarife. Cererea în continuă creștere poate fi explicată prin următoarea listă de avantaje:

• Dispozitivele citesc informațiile mai precis, ceea ce ajută la reducerea facturilor la utilități.
• În comparație cu contoarele mecanice de electricitate, acestea sunt compacte ca dimensiuni și mai atractive ca aspect.
• Acestea trec automat la tarifele de zi și de noapte, nu este necesară participarea umană. Chiar și în etapa de producție, dispozitivul este programat pentru două intervale de timp - de la 07:00 la 23:00 și de la 23:00 la 07:00.
• Modelele îmbunătățite trebuie verificate o dată la 5-16 ani. O astfel de verificare este necesară pentru corectitudinea contabilității și acumularea de fonduri. Verificarea ar trebui făcută de către compania de furnizare a energiei.

Prima verificare a funcționării dispozitivului se efectuează în fabrică, data trebuie indicată în documentația însoțitoare.

Printre dezavantajele dispozitivelor de măsurare cu două tarife, acestea evidențiază costul ridicat și fiabilitatea lor în comparație cu omologii mecanici. După cum arată practica, modelele electronice eșuează mai des.

Diagrama schematică a unui contor electric

Schema de funcționare a tuturor tipurilor de dispozitive electrice nu are diferențe fundamentale, toate sunt similare.

Mai mulți senzori simpli sunt utilizați pentru a măsura puterea:

• Senzori de tensiune a căror funcționare se bazează pe un circuit divizor cunoscut.
• Senzori de curent pe baza unui șunt obișnuit prin care trece faza principalului electric.

Semnalul înregistrat de acești senzori este mic, deci trebuie amplificat cu ajutorul amplificatoarelor electronice. Apoi se efectuează procesarea analog-digitală pentru a transforma semnalele și a le înmulți.

Următorii pași sunt filtrarea semnalului digitalizat și afișarea datelor pe ecranul instrumentului:

• integrare;
• indicaţie;
• transfer de calcule;
• transformare.

În această schemă, senzorii de intrare utilizați nu sunt capabili să furnizeze măsurători ale unei clase mari de precizie vectorială și, prin urmare, calculul puterii.

Dacă este necesară o precizie ridicată a măsurării, circuitul este echipat suplimentar cu transformatoare speciale de instrumente.

Dacă, în comparație, luăm în considerare diagrama de principiu a funcționării unui dispozitiv de măsurare electronic monofazat, în acesta, VT este conectat suplimentar la zero și fază, iar CT este o componentă integrală a rupturii firului de fază. Deoarece semnalele provin de la două transformatoare, nu este necesară o amplificare suplimentară a semnalului. Toate transformările ulterioare sunt efectuate de microcontroler, acesta controlează afișajul, memoria cu acces aleatoriu și releul electronic. Semnalul de ieșire poate fi transmis în continuare prin RAM către canalul de date.