Prvé prístroje na meranie elektrickej energie sa objavili v 19. storočí. To sa dá vysvetliť rozsiahlymi štúdiami elektromagnetizmu, ktoré uskutočnili vedci. Dnes sú elektromery rozdelené do niekoľkých typov a sú inštalované vo všetkých priestoroch, kde ľudia spotrebúvajú elektrinu. Jeho hlavnou úlohou je stabilizovať a pri správnom používaní minimalizovať účty za energie.
Klasifikácia zariadení na meranie elektrickej energie
Všetky elektromery sú klasifikované podľa typu v závislosti od typu pripojenia, konštrukčných prvkov a nameraných hodnôt. Zariadenia sa delia na priamo pripojené na elektrické vedenie a na zariadenia, ktoré sú pripojené k elektrickému obvodu pomocou meracích transformátorov.
V závislosti na konštrukčných vlastnostiach sú elektromery rozdelené do nasledujúcich typov:
- Elektromechanické alebo indukčné. Princíp činnosti elektromera je nasledovný: pohyblivá časť vyrobená z vodivého materiálu je priamo ovplyvnená magnetickým poľom, ktoré je tvorené stacionárnymi vodivými cievkami. Pohyblivou časťou je disk a cievky vytvárajú prúdy, ktoré poháňajú tento disk. Množstvo spotrebovaného zdroja je priamo úmerné počtu otáčok tohto disku.
Jednofázový indukčný merač - Statické alebo elektronické meracie zariadenie. Princíp činnosti elektronického elektromera je nasledovný: elektronický, sú polovodičové, časti sú náchylné na pôsobenie napätia a striedavého prúdu, ktoré na výstupe vytvárajú impulzy, ktorých počet sa rovná objemu meraného zdroja energie. Takéto elektromerové zariadenie umožňuje merať činnú energiu prevádzaním napäťových a analógových prúdových signálov na počítacie impulzy.
- Hybridné typy meracích zariadení sú pomerne zriedkavé. Zvláštnosť elektromera spočíva v podobnosti konštrukcie mechanických a elektronických zariadení.
Elektrické merače sú rozdelené do niekoľkých typov podľa nameraných hodnôt a počtu taríf. V prvom prípade sú meracie zariadenia jednofázové a trojfázové, v druhom - jedno- a dvojtarifné.
Zariadenie a princíp činnosti elektromera
Aby bolo možné zaznamenávať činnú spotrebu striedavého prúdu v reálnom čase a nepretržite, je potrebné inštalovať jednofázové alebo trojfázové indukčné meracie zariadenia. Ak je dôležité meranie jednosmerného prúdu, ktoré je rozšírené na železnici a vo všetkých druhoch elektrickej dopravy, sú nainštalované elektrodynamické meracie zariadenia.
Indukčné elektromery sú vybavené diskom vyrobeným z hliníka, ktorý pri spotrebovaní zdroja rotuje tento pohyblivý prvok v dôsledku vírových tokov vytvorených indukčnými cievkami. V tomto prípade narazíme na dve rôzne sily - magnetické pole indukčných cievok a magnetické pole vírivých prúdov. Výsledné prúdy prúdia v obvode paralelného zaťaženia. Každá cievka je vybavená jadrom, ktoré je magnetizované striedavým prúdom. Vystavenie nepretržitému striedavému prúdu spôsobuje neustále zmeny pólov elektromagnetov. To vedie k prechodu magnetického poľa medzi nimi. To je to, čo ťahá hliníkový disk spolu s ním a vytvára rotáciu.
Rýchlosť otáčania disku je priamo úmerná veľkosti prúdov v oboch cievkach. Pri výrobe elektromerov sa používajú jednoduché spojovacie techniky z mechaniky, vďaka ktorým je rotujúci disk spojený s digitálnymi údajmi na paneli.
Účtovanie spotreby je založené na doprednom napätí a prúde. Všetky údaje sa privádzajú na indikátor, v pokročilých modeloch sa údaje ukladajú do pamäte zariadenia.
- Zariadenia čítajú informácie presnejšie, čo pomáha znižovať účty za energie.
- V porovnaní s mechanickými elektromermi sú kompaktné a atraktívnejšie.
- Automaticky prepínajú na denné a nočné ceny, účasť človeka sa nevyžaduje. Už vo fáze výroby je prístroj programovaný na dva časové intervaly - od 07:00 do 23:00 a od 23:00 do 07:00.
- Vylepšené modely je potrebné skontrolovať raz za 5-16 rokov. Takáto kontrola sa vyžaduje z hľadiska správnosti účtovania a časového rozlíšenia finančných prostriedkov. Overenie by mala vykonať spoločnosť dodávajúca energiu.
Prvá kontrola funkčnosti zariadenia sa vykonáva vo výrobe, dátum musí byť uvedený v sprievodnej dokumentácii.
Medzi nevýhody dvojtarifných meracích prístrojov zdôrazňujú vysoké náklady a ich nespoľahlivosť v porovnaní s mechanickými náprotivkami. Ako ukazuje prax, elektronické modely zlyhávajú častejšie.
Schematický diagram elektromera
Schéma činnosti všetkých typov elektrických zariadení nemá zásadné rozdiely, všetky sú si podobné.
Na meranie výkonu sa používa niekoľko jednoduchých senzorov:
- Senzory napätia, ktorých činnosť je založená na známom deliacom obvode.
- Senzory prúdu založené na obyčajnom bočníku, cez ktorý prechádza fáza elektrického vedenia.
Signál zaznamenaný týmito senzormi je malý, takže ho treba zosilniť pomocou elektronických zosilňovačov. Potom sa vykoná analógovo-digitálne spracovanie na transformáciu signálov a ich násobenie.
Ďalším krokom je filtrovanie digitalizovaného signálu a zobrazenie údajov na displeji prístroja:
- integrácia;
- indikácia;
- prenos výpočtov;
- transformácia.
V tejto schéme použité vstupné snímače nie sú schopné poskytovať merania vysokej triedy presnosti vektorov, a teda ani výpočtu výkonu.
Ak sa vyžaduje vysoká presnosť merania, obvod je navyše vybavený špeciálnymi prístrojovými transformátormi.
Ak v porovnaní vezmeme do úvahy základný diagram činnosti jednofázového elektronického meracieho zariadenia, je v ňom VT dodatočne pripojený k nule a fáze a CT je integrálnou súčasťou roztrhnutia fázového drôtu. Pretože signály pochádzajú z dvoch transformátorov, nie je potrebné žiadne ďalšie zosilnenie signálu. Všetky ďalšie transformácie vykonáva mikrokontrolér, ktorý ovláda displej, pamäť s ľubovoľným prístupom a elektronické relé. Výstupný signál je možné ďalej prenášať cez pamäť RAM do dátového kanála.
