Први уређаји за мерење електричне енергије појавили су се у 19. веку. То се може објаснити масовним студијама електромагнетизма које су спровели научници. Данас су бројила електричне енергије подељена на неколико врста и уграђена су у свим просторијама у којима људи троше електричну енергију. Његов главни задатак је да стабилизује и, ако се правилно користи, минимизира рачуне за комуналне услуге.
Класификација уређаја за мерење електричне енергије
Сва бројила електричне енергије класификована су према типу у зависности од врсте прикључка, карактеристика дизајна и измерених вредности. Уређаји су подељени на директно повезане на далековод и уређаје који су на електрични круг повезани мерним трансформаторима.
У зависности од карактеристика дизајна, електрична бројила се деле на следеће типове:
- Електромеханички или индукциони. Принцип рада електричног бројила је следећи: на покретни део израђен од проводљивог материјала директно утиче магнетно поље, које чине непокретне проводне завојнице. Покретни део је диск, а завојнице производе струје покрећући овај диск. Количина утрошеног ресурса је директно пропорционална броју обртаја овог диска.
Индукционо бројило са једном стопом - Статички или електронски мерни уређај. Принцип рада електронског бројила електричне енергије је следећи: електронски, они су у чврстом стању, делови су осетљиви на напон и наизменичну струју, што ствара импулсе на излазу, чији је број једнак запремини измерене енергије ресурс. Такав електрични уређај за мерење омогућава мерење активне енергије претварањем напона и аналогних струјних сигнала у бројање импулса.
- Хибридни типови мерних уређаја су прилично ретки. Посебност електричног бројила лежи у сличности дизајна механичких и електронских уређаја.
Електрична бројила су класификована у неколико врста према измереним вредностима и броју тарифа. У првом случају, мерни уређаји су једнофазни и трофазни, у другом - једно- и двотарифни.
Уређај и принцип рада бројила електричне енергије
Да би се у реалном времену и континуирано бележила активна потрошња електричне енергије наизменичне струје, потребно је уградити једнофазне или трофазне индукционе мерне уређаје. Ако је важно мерење једносмерне струје, које је широко распрострањено на железници и свим врстама електричног транспорта, уграђују се електродинамички мерни уређаји.
Индукциони електрични бројила опремљени су диском од алуминијума, када се ресурс потроши, овај покретни елемент се окреће услед вртложних токова створених индукционим калемима. У овом случају се сусрећу две различите силе - магнетно поље индукционих калема и магнетно поље вртложних струја. Резултујуће струје теку у паралелном кругу оптерећења. Свака завојница је опремљена језгром које је магнетизовано наизменичном струјом. Изложеност непрекидној наизменичној струји доводи до чињенице да се полови електромагнета непрестано мењају. То доводи до проласка магнетног поља између њих. То је оно што вуче алуминијумски диск заједно са собом, формирајући ротацију.
Брзина ротације диска је директно пропорционална величини струја у обе завојнице. У производњи бројила електричне енергије користе се једноставне технике повезивања из механике, због чега је ротирајући диск повезан са дигиталним очитавањима на панелу.
Обрачун потрошње заснива се на напону и струји. Сви подаци се преусмеравају на индикатор, у напредним моделима подаци се чувају у меморији уређаја.
- Уређаји тачније читају информације, што помаже у смањењу рачуна за комуналне услуге.
- У поређењу са механичким бројилима електричне енергије, они су компактне величине и атрактивнијег изгледа.
- Они аутоматски прелазе на дневну и ноћну стопу, није потребно људско учешће. Чак иу фази производње, уређај се програмира у два временска интервала - од 07:00 до 23:00 и од 23:00 до 07:00.
- Побољшане моделе треба проверавати једном у 5-16 година. Таква провера је потребна за исправност рачуноводства и прираштаја средстава. Верификацију треба да изврши компанија за снабдевање енергијом.
Прва провера исправности уређаја врши се у фабрици, датум мора бити наведен у пратећој документацији.
Међу недостацима двотарифних мерних уређаја истичу високу цену и њихову непоузданост у поређењу са механичким колегама. Као што показује пракса, електронски модели чешће пропадају.
Шематски дијаграм електричног бројила
Шема рада свих врста електричних уређаја нема суштинских разлика, сви су слични.
За мерење снаге користи се неколико једноставних сензора:
- Сензори напона чији се рад заснива на познатом преградном колу.
- Сензори струје засновани на обичном шанту кроз који пролази фаза електричне мреже.
Сигнал који бележе ови сензори је мали, па га треба појачати помоћу електронских појачала. Затим се врши аналогно-дигитална обрада како би се трансформисали и умножили сигнали.
Следећи кораци су филтрирање дигитализованог сигнала и приказивање података на дисплеју инструмента:
- интеграција;
- индикација;
- пренос прорачуна;
- трансформација.
У овој шеми коришћени улазни сензори нису у могућности да пруже мерења високе класе тачности вектора, а самим тим и прорачун снаге.
Ако је потребна висока тачност мерења, коло је додатно опремљено посебним мерним трансформаторима.
Ако, у поређењу, узмемо у обзир основни дијаграм рада једнофазног електронског мерног уређаја, у њему је ВТ додатно повезан на нулу и фазу, а ЦТ је саставна компонента пуцања фазне жице. Будући да сигнали долазе из два трансформатора, није потребно додатно појачавање сигнала. Све даље трансформације врши микроконтролер, он контролише екран, меморију са случајним приступом и електронски релеј. Излазни сигнал се може даље преносити преко РАМ-а до канала података.
