Принцип работы трехфазного счетчика электроэнергии: Счетчики электроэнергии — АО «Энергомера»

Содержание

Счетчики электроэнергии

Назначение

Счетчики электроэнергии предназначены для коммерческого учета активной электроэнергии в однофазных и трехфазных цепях переменного тока и, в зависимости от модификации, могут работать как автономно, так и в составе автоматизированных систем контроля и учета электроэнергии (АСКУЭ).

Разновидности счетчиков электроэнергии:

  • Однофазные либо трехфазные – применяются в зависимости от типа согласованного подключения к сетям электроснабжения – однофазного либо трехфазного. Как следует из названия однофазные электросчетчики предназначены для учета электроэнергии в однофазной сети, а трехфазные – в трехфазной.
  • Индукционные и цифровые – применяются в зависимости от требований энергоснабжающей организации, одно- или многотарифности, от типа учета электроэнергии – коммерческого (используемого для финансовых расчетов) либо технического. Технический учет электроэнергии применяется техническими службами предприятий для внутреннего контроля потребления электроэнергии тем или иным субъектом – зданием, офисом, производством, складом, какой-то еще отдельной электроустановкой и т. п.
  • Прямого либо трансформаторного подключения – применяются в зависимости от нагрузок, проходящих через данный шкаф учета. Если предполагается, что через данное НКУ будут протекать большие ток, то устанавливается устройство учета, работающее через трансформаторы тока. В этом случае показания счетчика умножают на коэффициент трансформации.

В зависимости от места установки счетчик может устанавливаться на DIN-рейку или на монтажную панель. Устройства с возможностью установки на DIN-рейку обычно сушественно меньше по габаритам корпуса.

 

Ознакомиться с примерами выполнения работ по сборке электрощитов на нашем производстве вы можете в фотогалерее.

Подробнее.

Способы подключения

Для возможности замены вышедшего из строя электросчетчика перед ним устанавливается вводной автоматический выключатель, для возможности опломбировки которого используется бокс соответствующего типоразмера.

Межповерочный интервал

Счетчики электрической энергии также имеют свой межповерочный интервал, у современных счетчиков он составляет 12-16 лет. В случае окончания срока МПИ счетчики коммерческого учета либо поверяют, либо заменяют на новые.

Наше сборочное производство шкафов НКУ использует однофазные, трехфазные счетчики электроэнергии как прямого, так и трансформаторного включения.

Для получения подробной информации по услуге «Сборка щитов НКУ» обратитесь к нам в офис по телефону

Полезная информация по узлам учета электрической энергии:

Виды и типы счётчиков электрической энергии


Счётчик электрической энергии (электрический счётчик) — прибор для измерения расхода электроэнергии переменного или постоянного тока (обычно в кВт·ч или А·ч).

Принцип работы

Для учёта активной и реактивной электроэнергии переменного тока служат индукционные одно- и трёхфазные приборы, для учёта расхода электроэнергии постоянного тока (электрический транспорт, электрифицированная железная дорога) — электродинамические счётчики. Число оборотов подвижной части прибора, пропорциональное количеству электроэнергии, регистрируется счётным механизмом.

В электрическом счётчике индукционной системы подвижная часть (алюминиевый диск) вращается во время потребления электроэнергии, расход которой определяется по показаниям счётного механизма. Диск вращается за счёт вихревых токов, наводимых в нём магнитным полем катушки счётчика, — магнитное поле вихревых токов взаимодействует с магнитным полем катушки счётчика.

В электрическом счетчике электронного типа переменный ток и напряжение воздействуют на твердотельные (электронные) элементы для создания на выходе импульсов, число которых пропорционально измеряемой активной энергии.

Виды и типы

Счетчики электроэнергии можно классифицировать по типу измеряемых величин, типу подключения и по типу конструкции.

По типу подключения все счетчики разделяют на приборы прямого включения в силовую цепь и приборы трансформаторного включения, подключаемые к силовой цепи через специальные измерительные трансформаторы.

По измеряемым величинам электросчетчики разделяют на однофазные (измерение переменного тока 220 В, 50 Гц) и трехфазные (380 В, 50 Гц). Все современные электронные трехфазные счетчики поддерживают однофазный учёт.

Также существуют трехфазные счетчики для измерения тока напряжением в 100 В, которые применяются только с трансформаторами тока в высоковольтных (напряжением выше 660 В) цепях.

По конструкции: индукционным (электромеханическим электросчетчиком) называется электросчетчик, в котором магнитное поле неподвижных токопроводящих катушек влияет на подвижный элемент из проводящего материала. Подвижный элемент представляет собой диск, по которому протекают токи, индуцированные магнитным полем катушек. Количество оборотов диска в этом случае прямо пропорционально потребленной электроэнергии.

Индукционные (механические) счётчики электроэнергии постоянно вытесняются с рынка электронными счетчиками из-за отдельных недостатков: отсутствие дистанционного автоматического снятия показаний, однотарифность, погрешности учёта, плохая защита от краж электроэнергии, а также низкой функциональности, неудобства в установке и эксплуатации по сравнению с современными электронными приборами. Индукционные счетчики хорошо подходят для квартир с низким энергопотреблением.

Электронным (статическим электросчетчиком) называется электросчетчик, в котором переменный ток и напряжение воздействуют на твердотельные (электронные) элементы для создания на выходе импульсов, число которых пропорционально измеряемой активной энергии. То есть измерения активной энергии такими электросчетчиками основаны на преобразовании аналоговых входных сигналов тока и напряжения в счетный импульс. Измерительный элемент электронного электросчетчика служит для создания на выходе импульсов, число которых пропорционально измеряемой активной энергии. Счетный механизм представляет собой электромеханическое (имеет преимущество в областях с холодным климатом, при условии установки прибора на улице) или электронное устройство, содержащее как запоминающее устройство, так и дисплей. Электронные счетчики хорошо подходят для квартир с высоким энергопотреблением и для предприятий.

Основными достоинствами электронных электросчетчиков является возможность учёта электроэнергии по дифференцированным тарифам (одно-, двух- и более тарифный), то есть возможность запоминать и показывать количество использованной электроэнергии в зависимости от запрограммированных периодов времени, многотарифный учёт достигается за счет набора счетных механизмов, каждый из которых работает в установленные интервалы времени, соответствующие различным тарифам. Электронные электросчетчики имеют больший межповерочный период (4-16 лет).

Гибридные счётчики электроэнергии — редко используемый промежуточный вариант с цифровым интерфейсом, измерительной частью индукционного или электронного типа, механическим вычислительным устройством.

Приборы для учета электроэнергии

Электрическая энергия передается на громадные расстояния между различными государствами, а распределяется и потребляется в самых неожиданных местах и объемах.

Все эти процессы требуют автоматического учета проходящих мощностей и совершаемых ими работ. Состояние энергетической системы постоянно изменяется. Его необходимо анализировать и грамотно управлять основными техническими параметрами.

Измерение величин текущих мощностей возложено на ваттметры, единицей измерения которых является 1 ватт, а совершенной работы за определенный промежуток времени — на счетчики, учитывающие количество ватт в течение одного часа.

В зависимости от объема учитываемой энергии приборы работают на пределах кило-, мега-, гиго- или тера- единиц измерения. Это позволяет:

  • одним главным счетчиком, расположенным на подстанции, обеспечивающей питанием крупный современный город, оценивать терабайты киловатт-часов, израсходованные на потребление всех квартир и производственных предприятий административно промышленного и жилого центра;

  • большим количеством приборов, установленных внутри каждой квартиры или производства, учитывать их индивидуальное потребление.

Ваттметры и счетчики работают за счет постоянно поступающей на них информации о состоянии векторов тока и напряжения в силовой цепи, которую предоставляют соответствующие датчики — измерительные трансформаторы в цепях переменного тока или преобразователи — постоянного.

Принцип работы любого счетчика можно представить упрощенно поблочной схемой, состоящей из:

Приборы учета электрической энергии подразделяются на две большие группы, работающие в сетях:

1. переменного напряжения промышленной частоты;

2. постоянного тока.

Первая категория этих приборов наиболее многочисленная. С нее и начнем краткий обзор разнообразных моделей.

 

Приборы учета электроэнергии переменного тока

Этот класс счетчиков по конструктивному исполнению разделяют на три типа:

1. индукционные, работающие с конца девятнадцатого века;

2. электронные устройства, появившиеся не так давно;

3. гибридные изделия, сочетающие в своей конструкции цифровые технологии с индукционной или электрической измерительной частью и механическим счетным устройством.

Индукционные приборы учета

Принцип работы такого счетчика основан на взаимодействии магнитных полей. создаваемых электромагнитами катушки тока, врезанной в цепь нагрузки, и катушки напряжения, подключенной параллельно к схеме питающего напряжения.

Они создают суммарный магнитный поток, пропорциональный значению проходящей через счетчик мощности. В поле его действия расположен тонкий алюминиевый диск, установленный в подшипнике вращения. Он реагирует на величину и направление создаваемого силового поля и вращается вокруг собственной оси.

Скорость и направление движения этого диска соответствуют значению приложенной мощности. К нему подключена кинематическая схема, состоящая из системы шестеренчатых передач и колесиков с цифровыми индикаторами, которые указывают количество совершенных оборотов, выполняя роль простого счетного механизма.

Однофазный индукционный счетчик, особенности устройства

Конструкция самого обычного индукционного счетчика, созданного для однофазной сети питания переменного тока, показана в разобранном виде на картинке, состоящей из двух совмещенных фотографий.

Все основные технологические узлы обозначены указателями, а электрическая схема внутренних соединений, входных и выходных цепей приведена на следующей картинке.

Винт напряжения, установленный под крышкой, при работе счетчика всегда должен быть закручен. Им пользуются только работники электротехнических лабораторий при выполнении специальных технологических операций — поверок прибора.

Особенности конструкции трехфазного индукционного счетчика

Устройство этого измерительного прибора полностью соответствует однофазным моделям за исключением того, что в формировании суммарного магнитного потока, воздействующего на вращение алюминиевого диска, участвуют магнитные поля, создаваемые катушками токов и напряжений всех трех фаз схемы питания силовой цепи.

Благодаря этому количество деталей внутри корпуса увеличено, а располагаются они плотнее. Алюминиевый диск к тому же сдвоен. Схема подключения катушек тока и напряжения выполняется по предыдущему варианту подключения, но с учетом обеспечения суммирования магнитных потоков от каждой отдельной.

Этот же эффект можно достичь, если вместо одного трехфазного счетчика в каждую фазу системы включить однофазные приборы. Однако в этом случае потребуется заниматься сложением их результатов вручную. В трехфазном же индукционном счетчике эта операция автоматически выполняется одним счетным механизмом.

Трехфазные индукционные счетчики могут выполняться двух видов для подключения:

1. сразу к силовым цепям, мощность которых необходимо учитывать;

2. через промежуточные измерительные трансформаторы напряжения и тока.

Приборы первого типа используются в силовых схемах 0,4 кВ с нагрузками, которые не могут причинить своей небольшой величиной вреда прибору учета. Они работают в гаражах, небольших мастерских, частных домах и называются счетчиками прямого подключения.

Схема коммутаций электрических цепей подобного прибора в электрощитке показана на очередной картинке.

Электронные приборы учета

Для замены счетчиков индукционного типа сейчас выпускают много электронных приборов, предназначенных для работы в бытовой сети или в составе измерительных комплексов сложного промышленного оборудования, потребляющего громадные мощности.

Они в своей работе постоянно анализируют состояние активной и реактивной составляющих полной мощности на основе векторных диаграмм токов и напряжений. По ним производится вычисление полной мощности, и все величины заносятся в память прибора. Из нее можно просмотреть эти данные в нужный момент времени.

Два типа распространенных систем электронных учетов

По типу измерения составных входных величин счетчики электронного типа выпускают:

  • со встроенными измерительными трансформаторами тока и напряжения;

  • с измерительными датчиками.

 

Тарифность современных приборов учета

Благодаря возможности программирования алгоритма работы электронный счетчик может учитывать потребляемую мощность по времени суток. За счет этого создается заинтересованность населения снижать потребление электроэнергии в наиболее напряженные часы «пик» и этим разгружать нагрузку, создаваемую для энергоснабжающих организаций.

Среди электронных приборов учета есть модели, обладающие разными возможностями тарифной системы. Наибольшими способностями обладают счетчики, позволяющие гибко перепрограммировать счетное устройство под меняющиеся тарифы электросетей с учетом времени года, праздников, различных скидок в выходные дни.

Эксплуатация электросчетчиков по тарифной системе выгодна потребителям — экономятся деньги на оплату электроэнергии и снабжающим организациям — снижается пиковая нагрузка.

 

Выводы по классификация приборов учета электроэнергии.

В настоящее время на отечественном строительном рынке представлено большое количество видов приборов учета электроэнергии, которые в зависимости от принципа их действия классифицируют по типу подключения, измеряемым величинам, конструкции. По типу подключения:

– счетчики прямого включения в силовую цепь;

– счётчики трансформаторного включения, подключаемые к силовой цепи через специальные измерительные трансформаторы.

По измеряемым величинам:

– однофазные (измерение переменного тока 220В, 50Гц);

– трехфазные (380В, 50Гц).

Современные электронные трехфазные счетчики поддерживают однофазный учет.

По конструкции:

1). Индукционные (электромеханические электросчетчики) — электросчетчики, в которых магнитное поле неподвижных токопроводящих катушек влияет на подвижный элемент из проводящего материала. Подвижный элемент представляет собой диск, по которому протекают токи, индуцированные магнитным полем катушек. Количество потребленной электроэнергии, в этом случае, прямо пропорционально числу оборотов диска.

2). Электронные (статический электросчетчик) — электросчетчики, в которых переменный ток и напряжение воздействуют на твердотельные (электронные) элементы для создания на выходе импульсов, число которых пропорционально измеряемой активной энергии. Другими словами, измерения активной энергии такими электросчетчиками основаны на преобразовании аналоговых входных сигналов тока и напряжения в счетный импульс. Измерительный элемент электронного электросчетчика служит для создания на выходе импульсов, число которых пропорционально измеряемой активной энергии. Счетный механизм представляет собой электромеханическое (имеет преимущество в областях с холодным климатом, при условии установки прибора на улице) или электронное устройство, содержащее как запоминающее устройство, так и дисплей.

3) Гибридные счётчики электроэнергии — редко используемый промежуточный вариант с цифровым интерфейсом, измерительной частью индукционного или электронного типа, механическим вычислительным устройством.

Требования к приборам учета электроэнергии.

К основным требованиям, предъявляемым к приборам учёта электрической энергии, можно отнести класс точности, «тарифность» и межповерочный интервал.

Класс точности.

Один из основных технических параметров электросчетчика. Он показывает погрешности измерений прибора. До середины 90-х годов все устанавливаемые в жилых домах электросчетчики имели класс точности 2,5 (т. е. максимально допустимый уровень погрешности этих приборов составлял 2,5%). В 1996 году был введен новый стандарт точности приборов учета, используемых в бытовом секторе – 2,0. Именно это стало толчком к повсеместной замене индукционных счетчиков на более точные, с классом точности 2,0.

«Тарифность».

Важным техническим параметром электросчетчика. Ещё совсем недавно все электросчетчики, применяемые в быту, были однотарифными, т.е. осуществляли учет электрической энергии по одному тарифу. Функциональные возможности современных счетчиков позволяют вести учет электроэнергии по зонам суток и даже по временам года, позволяя значительно экономить электроэнергию и разгрузить электросети в пиковые часы, за счёт так называемой «стирки ночью». Двухтарифный счетчик электричества способен вести раздельный учет в различное время суток. В настоящее время, одним из способов экономить на счетах за электричество является двухтарифная система учета электроэнергии.

Межповерочный интервал.

С течением времени детали электросчётчика изнашиваются, и класс точности электросчетчика неизбежно меняется. Наступает момент, когда электросчетчик необходимо повторно проверить на точность его показаний. Период с момента первичной проверки (обычно с даты изготовления) до следующей проверки называется межповерочным интервалом (МПИ). Исчисляется МПИ в годах и указывается в паспорте электросчетчика. Обычно электронные счетчики значительно уступают в длительности МПИ по сравнению с индукционными счетчиками, потому что комплектация, используемая в большинстве отечественных электронных счетчиков, состоит из деталей, стабильность параметров которых производитель не нормирует.

 

Поскольку приборы учета энергии и энергоресурсов являются средствами измерения, то применять можно только приборы, занесенные в государственный реестр средств измерения.  Для населения установлено требование по применению электрических счётчиков классом точности не ниже 2.0. Поэтому все старые электросчётчики с классом точности 2. 5 и менее в настоящее время изымаются из оборота. Правилами функционирования розничных рынков электрической энергии, утверждёнными Правительством РФ (постановление № 530 от 31.08.2006) установлены требования к классам точности приборов учёта электрической энергии для разных групп потребителей. 

Электромеханические счетчики электроэнергии.

Индукционный (электромеханический) электросчетчик — измерительная ваттметровая система, интегрирующее электроизмерительное устройство.  В последнее время индукционные (механические) счётчики электроэнергии становятся менее популярны и постепенно вытесняются с рынка электронными счетчиками вследствие их недостатков: отсутствие возможности автоматического дистанционного снятия показаний, однотарифность, большие погрешности учёта, плохая защита от хищения электроэнергии, низкая функциональность, неудобства в установке и эксплуатации по сравнению с современными электронными приборами.

Электронные и цифровые счетчики электроэнергии.

Электронные счетчики по сравнению с индукционными точнее и значительно проще в производстве. Важным достоинством этих электросчетчиков является возможность учета электроэнергии по дифференцированным тарифам (одно-, двух- и более тарифный). Другими словами, счетчики данного типа способны запоминать и показывать количество использованной электроэнергии в зависимости от запрограммированных периодов времени. Электронные электросчетчики значительно более долговечны, имеют больший межповерочный период (4-16 лет). Электронный счетчик электроэнергии имеет низкий порог чувствительности, более высокую точность измерения потребляемой энергии. Метрологические требования к датчикам тока значительно возросли с введением ГОСТов 30206-94 и 30207-94. 

Выбор электросчетчиков.

Выбор счетчиков, предлагаемых современными производителями и отличающимися друг от друга своими возможностями и техническими параметрами, довольно обширен, однако все их можно разделить на два основных вида: индукционные и электронные. Индукционные (или электромеханические) наиболее распространены в настоящее время, однако, по сравнению с электронными, они являются устаревшими. К их основным преимуществам можно отнести более низкую стоимость и более длительный межпроверочный интервал. Однако цена между ними и электронными счетчиками с небольшим количеством функций не очень заметна. Особенно высокая стоимость отличает многотарифные электросчетчики, способные не только вести учет расхода электроэнергии, но и имеющие другие функции. Любые, даже самые простые, электросчетчики отличает высокоточность и компактность. В настоящее время стандарт точности приборов учёта для бытовых нужд составляет 2,0, тогда как класс точности электросчетчика равняется 0,2-0,5 S. Электронные электросчетчики, поддерживающие многотарифность, позволяют вести учет электроэнергии при использовании многотарифной системы расчетов. Однако если вы не имеете возможности ее применения, нет необходимости приобретать счетчик с данной функцией. Небольшой электронный электросчетчик с плоской формой и отсутствием выступающих частей может быть легко помещен в модульный щит на DIN-рейку. Погрешности измерения.

Нарушения учета могут быть вызваны следующими причинами:

—  несоблюдение нормальных условий работы счетчика; 

— неисправность счетчика; неисправность измерительных трансформаторов; 

— повышенная нагрузка измерительных трансформаторов; 

— повышенное падение напряжения в цепях напряжения; 

— неправильная схема включения счетчика; 

— неисправность элементов вторичных цепей.

Несинусоидальная форма тока в основном определяется электроприемниками с нелинейной характеристикой. К ним, в частности, относятся газоразрядные лампы, выпрямительные установки, сварочные агрегаты и др. Измерение электроэнергии при наличии высших гармоник производится с погрешностью, знак которой может быть как положительным, так и отрицательным. При отклонении частоты на 1 Гц погрешность счетчика может достигать 0,5%. Существенное изменение погрешности счетчика возникает при отклонении напряжения от номинального более чем на 10%. Обычно приходится считаться с влиянием пониженного напряжения. При нагрузке счетчика менее 30% снижение напряжения приводит к изменению погрешности в отрицательную сторону из-за ослабления действия компенсатора трения. При нагрузках более 30% снижение напряжения приводит к изменению погрешности уже в положительную сторону. Это происходит из-за уменьшения тормозящего действия рабочего потока цени напряжения. Нагрузочная характеристика электромеханического счетчика зависит от тока нагрузки. Диск счетчика начинает вращаться при нагрузке 0,5—1%. Однако в области нагрузок до 5% счетчик работает неустойчиво. В диапазоне 5—10% счетчик работает с положительной погрешностью, объясняемой перекомненсацией (компенсационный момент превышает момент трения). При дальнейшем увеличении нагрузки до 20% погрешность счетчика становится отрицательной из-за изменения магнитной проницаемости стали при малых токах последовательной обмотки. Обслуживание приборов учета электроэнергии. Все существующие электросчетчики подлежат периодической государственной поверке, срок которой указан в техническом паспорте электросчетчика, а также в госреестре средств измерений. Межповерочный интервал – это период, в течение которого завод-изготовитель гарантирует правильную работу счетчика в заданном классе точности.

Межповерочный интервал для современных электронных счетчиков, выпускаемых с 2000 г.:

—  для однофазных – 16 лет;

—  для трехфазных – от 6 до 10 лет.

Для индукционных счетчиков, изготовленных с 1979 г. до 2000 г. межповерочный интервал составляет:

—  для однофазных – 16 лет;

— для трехфазных – 4 года.

Поверенные расчетные счетчики должны иметь на корпусе пломбу государственного поверителя, на которой указано его клеймо и дата поверки. При приемке в эксплуатацию клемная крышка счетчика пломбируется энергоснабжающей организацией. Если электросчетчик не был введен в эксплуатацию, то в соответствии с Правилами устройства электроустановок, утвержденными Приказом Минэнерго России №204 от 08.07.02 г., электросчетчик подлежит повторной поверке: 1-фазный в течение 2 лет; 3-фазный в течение 12 месяцев. Замену и поверку расчетных приборов осуществляет собственник электросчетчиков по согласованию с энергоснабжающей организацией.

 

Трехфазный счетчик энергии — Строительство и работа

В прошлой статье мы рассмотрели однофазный счетчик энергии индукционного типа, который можно использовать для измерения энергии, потребляемой в однофазной цепи. Для измерения энергопотребления трехфазной цепи используются трехфазные счетчики электроэнергии. Трехфазный счетчик электроэнергии может быть построен из двух однофазных счетчиков электроэнергии, путем сложения показаний двух счетчиков получается общее потребление энергии в 3-х фазной цепи.


Строительство трехфазного счетчика энергии:

Конструкция счетчика электроэнергии трехфазного индукционного типа представляет собой сборку двух однофазных счетчиков электроэнергии индукционного типа в одном корпусе, имеющих общий шпиндель и регистрирующий механизм. Принципиальная схема счетчика показана на рисунке ниже.

Основными частями трехфазного счетчика электроэнергии являются:
  • Система привода
  • Система движения
  • Тормозная система
  • Система регистрации.

Приводная система:

Комбинация шунта и последовательного магнита называется элементом. Итак, он состоит из двух элементов. Соединения для обмотки этих электромагнитов показаны на рисунке. Обмотки шунтирующих магнитов выполнены таким образом, что в условиях холостого хода крутящий момент, развиваемый обоими шунтирующими магнитами, имеет противоположную природу.

Чтобы результирующий вращающий момент был равен нулю, в счетчике предусмотрен магнитный шунт.Его положение регулируется до тех пор, пока диски не перестанут вращаться на холостом ходу. Необходимый вращающий момент получается за счет взаимодействия шунтирующего и последовательного магнитных полей на диске в каждом элементе.


Подвижная система:

Подвижная система состоит из двух алюминиевых дисков (по одному на каждый элемент), закрепленных на одном шпинделе. Крутящий момент, развиваемый каждым диском, будет складываться, и в результате общий крутящий момент будет пропорционален 3-фазной мощности, потребляемой нагрузкой.

Тормозная система:

Эта система обеспечивает необходимое тормозное действие на диски. Для каждого диска предусмотрен отдельный постоянный магнит. Предусмотрена регулировка положения каждого тормозного магнита для изменения тормозного момента.


Система регистрации:

Эта система крепится к подвижной системе через шестерню и зубчатую передачу. Он непрерывно подсчитывает или регистрирует количество оборотов, сделанных дисками. Это означает, что он объединяет мощность, потребляемую трехфазной нагрузкой в ​​течение рассматриваемого периода времени, которая представляет собой не что иное, как энергию.


Работа трехфазного счетчика энергии:

Принцип работы трехфазного счетчика электроэнергии аналогичен однофазному счетчику электроэнергии. Когда нагрузка подключена к измерителю, как катушка давления, так и катушка тока двух элементов, установленных на шунте и последовательном магните, создают магнитный поток. Этот поток при соединении с дисками вызывает протекание в нем вихревых токов.

Взаимодействие вихревых токов с потоком, создаваемым двумя катушками, вызывает создание крутящего момента на дисках.Поскольку два диска прикреплены к одному шпинделю, крутящий момент, действующий на два диска, добавляется механически. Следовательно, вращение вала дает потребляемую трехфазную энергию.


Каков принцип работы электронного трехфазного счетчика электроэнергии? – JanetPanic.com

Каков принцип работы электронного трехфазного счетчика электроэнергии?

Принцип работы трехфазного счетчика электроэнергии аналогичен однофазному счетчику электроэнергии.Когда нагрузка подключена к измерителю, как катушка давления, так и катушка тока двух элементов, установленных на шунте и последовательном магните, создают магнитный поток.

Каков принцип работы счетчика электроэнергии?

Принцип работы счетчика энергии Основным принципом индукционного счетчика энергии является электромагнитная индукция. Тонкий диск из алюминия (или меди) вращается между двумя магнитами Шунта и Серии и отсекает потоки обоих магнитов (рис. 1). Следовательно, в диске индуцируются два вихревых тока.

Как измеряется трехфазный счетчик энергии?

В сбалансированной 3-проводной 3-фазной цепи нагрузки мощность в каждой фазе одинакова, поэтому общую мощность цепи можно определить путем умножения мощности, измеренной в любой фазе. Следовательно, измерение мощности в трехфазных, трехпроводных цепях можно проводить только с помощью одного ваттметра.

Экономит ли трехфазное питание деньги?

В трех фазах потребление не меньше, потребление основано на ежедневном использовании электрических нагрузок.Вы ежедневно используете высокую нагрузку в своем доме, что означает, что вы будете получать высокие счета за электроэнергию, даже если он работает как на 1 фазе, так и на 3 фазах. Меньше потребления в ваших руках… Экономьте энергию, приятель….

Как установить трехфазный счетчик электроэнергии?

Установка трехфазного счетчика электроэнергии кВтч

  1. R = КРАСНАЯ Фаза / Провод под напряжением от источника питания.
  2. Y = ЖЕЛТАЯ Фаза / Провод под напряжением от источника питания.
  3. B = СИНЯЯ Фаза / Провод под напряжением от источника питания.
  4. Line или IN = Входящая фаза / фаза или нейтраль от источника напряжения питания.

Каков принцип работы ваттметра и счетчика энергии?

Счетчик электроэнергии работает по принципу преобразования электрической энергии в механическую. В то время как ваттметр работает по принципу действия силы на проводник с током, когда он помещен в электромагнитное поле.

Какова формула трехфазного питания?

Реактивная мощность однофазного и трехфазного тока:

Количество DC Переменный ток (3 фазы)
Мощность (Вт) P = V x I P = I2 x R P = V2 / R P = √3 x VL x IL x Cos Ф P = 3 x VPh x IPh x Cos Ф P = 3 x I2 x R x Cos Ф P = 3 (V2 / R) x Cos Ф

Что такое сбалансированная и несбалансированная нагрузка в трехфазной системе?

В сбалансированной трехфазной системе фазные напряжения должны быть равными или очень близкими к равным. Дисбаланс или дисбаланс – это измерение неравенства фазных напряжений. Дисбаланс напряжения — это мера разности напряжений между фазами трехфазной системы.

В чем преимущество трехфазного питания?

Трехфазная цепь обеспечивает большую удельную мощность, чем однофазная цепь при той же силе тока, что позволяет снизить размер и стоимость проводки. Кроме того, трехфазное питание упрощает балансировку нагрузок, сводя к минимуму гармонические токи и потребность в больших нейтральных проводах.

Могу ли я использовать 3 фазы дома?

Хорошей новостью является то, что технология теперь намного более доступна и может использоваться в домашних условиях. Трехфазная мощность работает с тремя переменными токами, которые равномерно разделены по фазовому углу. Три фазы имеют общую ветвь, нейтральную в установках.

Что такое трехфазный счетчик энергии? и трехфазный счетчик электроэнергии | Технические книги Pdf

Трехфазный электросчетчик рабочий, конструкция

Счетчик энергии используется для измерения потребляемой энергии в киловатт-часах. Это используется в каждом доме и промышленности для расчета энергии, потребляемой ими. Трехфазный счетчик электроэнергии имеет те же элементы, что и однофазный счетчик электроэнергии . Подробнее о каждом из них мы расскажем в этом посте.

Строительство трехфазного счетчика электроэнергии:

Трехфазный счетчик электроэнергии имеет следующие системы. Эти системы одинаковы как для однофазных, так и для трехфазных счетчиков электроэнергии. Они:

1. Система привода.

2. Подвижная система.

3. Разрывная система.

4. Система регистрации или подсчета.

Приводная система:

Он состоит из катушки, намотанной на центральную часть шунтирующего электромагнита, которая действует как катушка давления, также известная как катушка напряжения. Эта катушка должна иметь высокую индуктивность, что означает, что отношение индуктивности к сопротивлению этой катушки очень велико. Из-за этой индуктивной природы ток, поток будет отставать от напряжения питания примерно на 90°.

На центральном плече шунтирующего магнита предусмотрены медные затеняющие полосы для получения фазового сдвига на 90° между магнитным полем, создаваемым шунтирующим магнитом, и напряжением питания. Имеем электромагнит другой серии, на который намотана катушка тока. Эта токовая катушка включена последовательно с нагрузкой, поэтому через нее будет протекать ток нагрузки. Поток, создаваемый последовательным магнитом, пропорционален току нагрузки и находится в фазе с ним. Из этих элементов состоит система привода трехфазного счетчика энергии.

Подвижная система:

На вертикальном шпинделе или валу крепится легкий вращающийся алюминиевый диск. С помощью зубчатой ​​передачи алюминиевый диск крепится к часовому механизму на передней стороне счетчика, что позволяет измерять энергию, потребляемую нагрузкой.

Вихревые токи индуцируются из-за изменяющегося во времени потока, создаваемого последовательными и шунтирующими магнитами. Приводной момент создается за счет взаимодействия между этими двумя магнитными полями и вихревыми токами.

Таким образом, количество оборотов диска пропорционально энергии, потребляемой нагрузкой в ​​определенный интервал времени, и измеряется в киловатт-часах (КВтч).

Тормозная система:

Чтобы демпфировать алюминиевый диск, мы держим небольшой постоянный магнит диаметрально противоположно обоим магнитам переменного тока (параллельно, последовательно). Теперь этот диск движется в магнитном поле, пересекая воздушный зазор. Когда это происходит, в алюминиевом диске индуцируются вихревые токи, которые взаимодействуют с магнитным полем и создают тормозной момент.

Скорость вращающегося диска можно контролировать, изменяя положение тормозного магнита или отклоняя часть потока.

Счетная система:

Имеет зубчатую систему, к которой прикреплен указатель. Это связано с алюминиевым диском, который приводит в движение этот указатель. Этот указатель перемещается по циферблату и показывает количество оборотов диска.

Их можно увидеть на приведенной ниже диаграмме:

Трехфазный асинхронный двигатель имеет те же четыре системы, но они расположены по-другому, как показано на рисунке ниже.

Это двухэлементный трехфазный счетчик электроэнергии. На общем шпинделе установлены два диска и каждый диск имеет свой тормозной магнит. Подвижная система приводит в движение шестерню. Каждое устройство снабжено собственным медным защитным кольцом, затеняющей лентой, компенсатором трения и т. д. для регулировки для получения правильных показаний.

Это дает конструкцию трехфазного счетчика энергии.

Работа с трехфазным счетчиком электроэнергии:

Теперь давайте посмотрим, как работает трехфазный счетчик энергии.

Для одинаковой мощности/энергии крутящий момент должен быть одинаковым в обоих элементах. Для регулировки крутящего момента в обоих элементах у нас есть две катушки тока, соединенные в противофазе, и две катушки напряжения, соединенные параллельно. Ток полной нагрузки проходит через катушку тока, и такое расположение приводит к тому, что два крутящих момента противодействуют друг другу, и диск не движется, если крутящие моменты равны. Магнитный шунт регулируется, если есть неравенство крутящих моментов, чтобы диск оставался неподвижным. Перед испытанием трехфазного счетчика электроэнергии таким образом получают баланс крутящего момента.

                  На алюминиевые диски воздействуют две катушки, одна из которых является катушкой напряжения, а другая — катушкой тока. Катушка напряжения создает магнитный поток, пропорциональный напряжению, а катушка тока создает магнитный поток, пропорциональный току. Поле катушки напряжения отстает на 90 градусов за счет использования катушки задержки.

                     Благодаря этим двум моментам в алюминиевых дисках возникают вихревые токи, и диски вращаются на общем валу. Сила, действующая на алюминиевый диск, пропорциональна произведению мгновенного тока и напряжения.На этом валу выполнено зубчатое устройство и к этому зубчатому колесу прикреплена игла, поэтому при вращении дисков эта игла перемещается по циферблату и считает количество оборотов диска.

                    Постоянный магнит используется для создания силы, противоположной и пропорциональной скорости диска. Когда питание отключается, это действует как тормоз и заставляет диск останавливаться, а не вращаться быстрее. Диск вращается со скоростью, пропорциональной потребляемой мощности.

Мгновенная мощность может быть рассчитана по формуле

Пи = (3600 * Н) / (Т * Р)

где

Pi = Реальная мощность, используемая в данный момент времени в кВт

T = время (в секундах) для вращения диска через N оборотов или часть оборота

N = Количество подсчитанных полных оборотов.

R = количество оборотов на киловатт-час (об/кВтч) используемого счетчика.

Таким образом, мы используем трехфазный счетчик энергии для расчета энергии, потребляемой нагрузкой.

Типы счетчиков электроэнергии и принципы их работы

Счетчик электроэнергии – прибор, измеряющий количество электроэнергии, потребляемой потребителями. Коммунальные службы устанавливают эти приборы в каждом месте, например дома, на предприятиях, в организациях, чтобы взимать плату за потребление электроэнергии такими нагрузками, как освещение, вентиляторы и другие приборы.Когда желательна экономия энергии в течение определенных периодов, некоторые счетчики могут измерять потребление, максимальное использование мощности в некотором интервале. Измерение «время суток» позволяет изменять тарифы на электроэнергию в течение дня, чтобы регистрировать использование в периоды пиковых расходов и в периоды низкой стоимости в непиковые периоды. Кроме того, в некоторых областях счетчики имеют реле для сброса нагрузки в ответ на спрос в периоды пиковой нагрузки. Наиболее интересные типы используются в качестве счетчиков электроэнергии с предоплатой. Типы счетчика энергии приведены ниже с пояснением

Основная единица мощности – ватты.Тысяча ватт — это один киловатт. Если мы используем один киловатт в час, это считается одной единицей потребляемой энергии. Эти счетчики измеряют мгновенные значения напряжения и тока, рассчитывают их произведение и выдают мгновенную мощность. Эта мощность интегрируется за период, который дает энергию, использованную за этот период времени.

 

Типы счетчиков энергии

Счетчики энергии подразделяются на три основных типа в соответствии с различными факторами, такими как:
1.Тип дисплея

2. Технические, такие как однофазные, низкотемпературные, трехфазные, высокотемпературные и многие другие.

3. Тип использования: домашнее, коммерческое и промышленное

4. Тип точки учета

Типы по конструкции

В зависимости от конструкции счетчики энергии подразделяются на три типа, которые приведены ниже.

1. Электромеханический индукционный тип

2. Электронный счетчик энергии

3. Интеллектуальный счетчик энергии

Типы ш.р.т Фаза

В зависимости от фаз счетчики энергии классифицируются на три типа, которые приведены ниже.

1. Однофазный счетчик энергии

2. Трехфазный счетчик энергии

Электронный счетчик энергии


Электронные счетчики отображают использованную энергию на жидкокристаллическом или светодиодном дисплее, а некоторые могут также передавать показания в удаленные места. В дополнение к измерению потребляемой энергии электронные счетчики могут также регистрировать другие параметры нагрузки и питания, такие как мгновенная и максимальная скорость потребления, напряжения, коэффициент мощности и используемая реактивная мощность и т. д.Они также могут поддерживать выставление счетов по времени суток, например, регистрировать количество энергии, использованной в пиковые и непиковые часы.

Это точные, высокопроизводительные и надежные типы средств измерений по сравнению с обычными механическими счетчиками. Он потребляет меньше энергии и начинает измерения мгновенно при подключении к нагрузке. Эти счетчики могут быть аналоговыми или цифровыми. В аналоговых счетчиках мощность преобразуется в пропорциональную частоту или частоту импульсов и интегрируется счетчиками, расположенными внутри него.

В цифровом электросчетчике мощность напрямую измеряется высокопроизводительным процессором. Питание интегрируется логическими схемами для получения энергии, а также для тестирования и калибровки. Затем он преобразуется в частоту или частоту пульса.


➢ Цифровой электронный счетчик энергии:

Цифровой сигнальный процессор или высокопроизводительные микропроцессоры используются в цифровых счетчиках электроэнергии. Как и в аналоговых измерителях, датчики напряжения и тока подключены к АЦП высокого разрешения.После преобразования аналоговых сигналов в цифровые выборки выборки напряжения и тока умножаются и интегрируются цифровыми схемами для измерения потребляемой энергии.

Микропроцессор

также вычисляет угол сдвига фаз между напряжением и током, поэтому он также измеряет и отображает реактивную мощность. Он запрограммирован таким образом, что рассчитывает энергию в соответствии с тарифом и другими параметрами, такими как коэффициент мощности , максимальный спрос и т. д., и сохраняет все эти значения в энергонезависимой памяти EEPROM.

Он содержит часы реального времени (RTC) для расчета времени для интеграции мощности, расчета максимального потребления, а также метки даты и времени для определенных параметров. Кроме того, он взаимодействует с жидкокристаллическим дисплеем (ЖКД), устройствами связи и другими выходами счетчика. Батарея предназначена для RTC и других важных периферийных устройств для резервного питания.

Интеллектуальный счетчик энергии

Интеллектуальный счетчик — это электронное устройство, которое регистрирует потребление электроэнергии и передает информацию поставщику электроэнергии для контроля и выставления счетов.Умные счетчики обычно регистрируют энергию ежечасно или чаще и отчитываются не реже одного раза в день.

 Умные счетчики обеспечивают двустороннюю связь между счетчиком и центральной системой. Такая передовая измерительная инфраструктура (AMI) отличается от автоматического считывания показаний (AMR) тем, что обеспечивает двустороннюю связь между счетчиком и поставщиком. Связь измерителя с сетью может быть беспроводной или через фиксированные проводные соединения, такие как оператор линии электропередач (PLC). Широко используемые варианты беспроводной связи включают сотовую связь (которая может быть дорогой), Wi-Fi (легкодоступный), беспроводные одноранговые сети через Wi-Fi, беспроводные ячеистые сети, беспроводную связь дальнего действия с низким энергопотреблением (LoRa), ZigBee (низкое энергопотребление). , беспроводная связь с низкой скоростью передачи данных) и Wi-SUN (Smart Utility Networks).

Это передовая технология измерения, включающая установку интеллектуальных счетчиков для считывания, обработки и передачи данных клиентам. Он измеряет энергопотребление, дистанционно переключает подачу потребителям и дистанционно контролирует максимальное потребление электроэнергии. Система интеллектуального учета использует передовую технологию системы измерения инфраструктуры для повышения производительности.

Они могут общаться в обоих направлениях. Они могут передавать данные коммунальным службам, такие как потребление энергии, значения параметров, аварийные сигналы и т. д., а также могут получать информацию от коммунальных услуг, такую ​​как автоматическая система считывания показаний счетчиков, инструкции по повторному подключению/отключению, обновление программного обеспечения счетчиков и другие важные сообщения.

Эти счетчики уменьшают потребность в посещении во время получения или чтения ежемесячного счета. Модемы используются в этих интеллектуальных счетчиках для облегчения систем связи, таких как телефон, беспроводная связь, оптоволоконный кабель, связь по линиям электропередач. Еще одним преимуществом интеллектуального учета является полное предотвращение несанкционированного доступа к счетчику энергии, когда есть возможность использовать мощность незаконным образом.

Прочтите , чтобы узнать больше о счетчиках электроэнергии

Измеритель коэффициента мощности — ваш гид по электротехнике

Коэффициент мощности цепи можно определить по показаниям ваттметра, а также по показаниям вольтметра и амперметра, надлежащим образом подключенных к цепи.
 
Коэффициент мощности = показание ваттметра / (показание вольтметра x показание амперметра).
 
Коэффициент мощности = Фактическая мощность / Полная мощность
 
Этот метод включает математические расчеты. Иногда требуется мгновенное измерение коэффициента мощности цепи, когда коэффициент мощности нагрузки непрерывно изменяется.
 
Этой цели служит подключение в цепь динамометрического измерителя коэффициента мощности. Он указывает коэффициент мощности цепи непосредственно на шкале путем отклонения стрелки.

Основной принцип работы измерителя коэффициента мощности аналогичен принципу работы ваттметра динамометрического типа, т. е. когда поле, создаваемое движущейся системой, пытается совпасть с полем, создаваемым неподвижной катушкой, на движущуюся систему действует отклоняющий крутящий момент, который отклоняет прикрепленную к нему стрелку (подвижную систему).

Изготовление измерителя коэффициента мощности

Измеритель коэффициента мощности динамометрического типа состоит из двух последовательно соединенных неподвижных катушек FF , несущих ток нагрузки (или его определенную часть), образующих цепь тока, и двух идентичных подвижных катушек A и B , закрепленных на почти под прямым углом друг к другу, вращаясь на одном и том же шпинделе, образуя контур давления, как показано на рисунке.
 

 
Катушки тока FF намотаны толстой проволокой, тогда как катушки давления A и B намотаны тонкой проволокой. Катушки давления, закрепленные на том же шпинделе, к которому прикреплена стрелка, составляют подвижную систему.
 
Катушка давления A подключена к источнику питания через неиндуктивное сопротивление, а катушка давления B подключена к источнику питания через дроссельную катушку с высокой индуктивностью L .Величина сопротивления R и индуктивности L выбрана таким образом, чтобы для основной частоты питания ток в двух катушках давления A и B был одинаковым.
 
Таким образом, поля, создаваемые двумя катушками, имеют одинаковую силу. Поле, создаваемое катушкой B , отстает от поля, создаваемого катушкой A , чуть менее чем на 90° из-за сопротивления катушки. Соответственно при креплении катушки В плоскость этой катушки смещена от плоскости катушки А на электрический угол чуть меньше 90°.
 
Однако при обсуждении действия (работы) прибора предполагается, что разность фаз между двумя токами, протекающими через катушки А и В, составляет 90° и такой же угол между плоскостями катушек.
 
Несмотря на то, что измеритель коэффициента мощности является показывающим прибором, в нем не предусмотрен управляющий крутящий момент. Токи направляются в подвижные катушки A и B тонкими связками, которые не контролируются.

Так как в этом приборе не предусмотрен управляющий момент, поэтому, когда он не включен в цепь, подвижные катушки останутся в том положении, в котором они повернуты. Это произойдет только тогда, когда движущаяся система идеально сбалансирована.
 
Когда прибор подключен к цепи нагрузки, ток протекает через неподвижные катушки FF и подвижные катушки A и B , поток задается неподвижными катушками и подвижными катушками.
 
При совмещении двух полей возникает крутящий момент, т. е.е. результирующее поле, создаваемое подвижными катушками, пытается совпасть с полем, создаваемым неподвижными катушками, и крутящий момент развивается до тех пор, пока они оба не совпадут друг с другом. Есть три предельных состояния, при которых этот прибор включается в цепь.

  1. Когда коэффициент мощности цепи равен единице : В этом случае ток находится в фазе с напряжением цепи. Ток, протекающий через потенциальную катушку A , находится в фазе с напряжением, которое также находится в фазе с током, протекающим через токовую катушку FF .
     
    В то же время ток, протекающий через потенциальную катушку B, отстает от напряжения, а также от тока, протекающего через токовую катушку FF , на 90 o . Таким образом, катушка A давления будет испытывать крутящий момент, так что ее плоскость займет положение, параллельное плоскости катушки FF тока. Крутящий момент, действующий на катушку давления B , равен нулю. Таким образом, стрелка указывает на единицу коэффициента мощности на шкале.
  2.  

  3. Когда коэффициент мощности цепи равен нулю, отставание : В этом случае ток отстает от напряжения цепи на 90°.Следовательно, ток, протекающий через катушку B давления, будет синфазен с током в катушках FF тока, причем обе они отстают от напряжения цепи на 90°.
     
    Ток, протекающий через катушку давления A , опережает ток в катушке тока FF на 90°. Таким образом, крутящий момент действует на катушку B давления и делает ее плоскость параллельной плоскости катушки тока FF , а стрелка показывает отставание нулевого коэффициента мощности.
  4.  

  5. Когда коэффициент мощности цепи равен нулю, опережающий : В этом случае ток опережает напряжение цепи на 90 o . Таким образом, ток, протекающий через катушку A давления, отстает от тока в катушке FF на 90°, а ток, протекающий через катушку B под давлением, отстает от тока в катушке FF на 180°.
     
    Таким образом, поле, создаваемое движущейся системой, прямо противоположно тому, что было в случае (2). Таким образом, на катушку давления B действует противоположный крутящий момент, который делает ее плоскость параллельной плоскости катушки тока FF , а стрелка указывает на опережение нулевого коэффициента мощности.

Для промежуточных коэффициентов мощности подвижная система измерителя коэффициента мощности занимает промежуточные положения, и стрелка соответственно указывает коэффициент мощности.

Трехфазный измеритель коэффициента мощности динамометрического типа дает правильные показания только при сбалансированной нагрузке. Основной принцип этого прибора такой же, как у однофазного динамометрического измерителя коэффициента мощности. Отличие только в его конструкции.
 

Конструкция трехфазного измерителя коэффициента мощности

 
Он состоит из двух неподвижных катушек FF , соединенных последовательно в одной из фаз, и пропускает линейный ток, как показано на рисунке.
 

 
Две идентичные подвижные катушки A и B закреплены плоскостями, разнесенными на 120°, и подключены через две оставшиеся фазы соответственно через высокое сопротивление, как показано на рисунке.
 
В этом случае нет необходимости в искусственном разделении фаз, так как требуемый сдвиг фаз между токами в подвижных катушках может быть получен из самого источника питания.

Принцип работы трехфазного измерителя коэффициента мощности

Когда трехфазный измеритель коэффициента мощности подключен к цепи, в условиях сбалансированной нагрузки угол, на который стрелка отклоняется от положения единичного коэффициента мощности, равен фазовому углу цепи, поскольку две подвижные катушки установлены на расстоянии 120° друг от друга.
 
Отклонения в трехфазных измерителях коэффициента мощности не зависят от частоты и формы волны, поскольку на токи в двух подвижных катушках одинаково влияет любое изменение частоты.

Схема подключения измерителя коэффициента мощности

показана на рисунке.
 

 
Спасибо, что прочитали о принципе работы измерителя коэффициента мощности . Пожалуйста, поделитесь, если вам понравилась моя работа.
 

Электроизмерительные приборы | Все сообщения

 

© http://www.yourelectricalguide.com/ Принцип работы измерителя коэффициента мощности динамометрического типа.

Учебные пособия по измерителю мощности

— Измерение

Yokogawa надеется, что ее измерители мощности сделают мир более чистым и эффективным. Приведенный ниже учебник призван помочь в измерении мощности.

Измерение

  1. Энергосбережение
  2. Теория электроэнергетики
  3. Измерение прерываний сети
  4. Приложения для измерения мощности и энергии
  5. Измерение мощности энергосберегающего оборудования

Теория электроэнергии

Что такое электроэнергия
  • Определение: Мощность за 1 час при использовании электроэнергии
  • Изображение: стоимость энергии для выполнения такой работы, как перемещение, освещение и обогрев

Что такое Втч

  • Определение: рабочая нагрузка электрической энергии

Электроэнергия постоянного тока (в статическом состоянии)

  • В случае фактического оборудования с постоянным током входной уровень как постоянного напряжения, так и постоянного тока нестабилен. Следовательно, прибор для измерения мощности необходим для измерения не только сигнала постоянного тока, но и входного переменного тока (переходный сигнал).

Мощность переменного тока при условии синусоиды


При условии синусоидальных входных сигналов мощность переменного тока рассчитывается по трем параметрам, таким как напряжение, ток и фазовый угол между этими сигналами. Фазовый угол определяется теоретически в зависимости от импеданса нагрузки. Также входная частота влияет на погрешность измерителя мощности.
Полное сопротивление идеальной нагрузки классифицируется ниже

Полное сопротивление идеальной нагрузки классифицируется следующим образом:

  • Сопротивление (нет разности фаз между V&A)
  • Реактивное сопротивление (фаза тока — задержка)
  • Емкость (фаза тока вперед)
Коэффициент мощности

Определение: Отношение мощности к введенной полной мощности Отношение между параметрами электрической мощности (однофазная)

Примечание: Ошибка коэффициента мощности

  • Ошибка коэффициента мощности (разница задержки фазового угла между входной цепью напряжения и цепью тока)

  • Общая ошибка, включая ошибку коэффициента мощности

Погрешность измерения мощности рассчитывается путем суммирования погрешности измерения напряжения, погрешности измерения тока и погрешности фазового угла.

Искаженный входной сигнал (форма сигнала)

Крест-фактор: Отношение пикового значения к среднеквадратичному значению



Крест-фактор измерительного прибора и входной формы сигнала

  • Форма входного сигнала: характеристика сигнала (измеренная функциональным измерителем мощности)
  • Измерительный прибор: Спецификация (допустимый коэффициент амплитуды) измерителя мощности при условии отображения номинального значения диапазона на ДИСПЛЕЕ

Например: Условие — настройка диапазона 2Arms и отображение 2Arms (номинальное значение диапазона)
Если спецификация измерителя мощности CF=3, 2Arms*3=6 Допустимо измерение пиковой искаженной формы сигнала.Таким образом, если входной сигнал составляет 0,2 Arms (10% диапазона), допустимо измерение 6Apk/0,2 Arms = 20 раз. В этом случае CF равно 20.

Мощность искаженного сигнала

Когда напряжение (а также ток) состоит из постоянной составляющей, основной составляющей и многих гармонических составляющих, форма сигнала выражается, как показано ниже;

В этом случае мощность искаженного сигнала представляет собой сумму эффективной мощности идентичных частотных составляющих, содержащихся в напряжении и токе, как показано ниже;

Таким образом, если кривые напряжения и тока, а также эти частотные составляющие показаны на рисунке ниже, мощность рассчитывается с использованием ограниченных частотных составляющих диапазона частот тока (более узкий частотный диапазон). Достаточно узкой полосы пропускания.

среднеквадратичное значение и истинное среднеквадратичное значение

Истинное среднеквадратичное значение (вычисление среднеквадратичного значения): значение переменного напряжения или переменного тока, которое соответствует той же потребляемой мощности, что и значение постоянного напряжения/тока, когда оно вводится как чистое сопротивление. Например, 1 В среднеквадратичного значения и 1 В постоянного тока могут иметь одинаковую энергию. Выражение, как показано ниже.

RMS (Вычисление выпрямленного среднего): Недорогой метод измерения или расчета для получения того же значения, что и метод истинного среднеквадратичного значения при условии синусоидального входа. Выражение, как показано ниже.

При вводе синусоидального сигнала разницы между RMS и True RMS нет. Однако, если это искаженная форма сигнала, результат расчета будет другим. Это проблема.
В Японии JEMA (Японская ассоциация электромашиностроения) решила использовать метод расчета среднеквадратичного значения (выпрямленного среднего) для измерения выходного напряжения инвертора типа PWM. Поскольку значение пропорционально выходному крутящему моменту его приводного двигателя. Это важно для их спецификации.

Измерение трехфазной мощности

Трехфазная электрическая мощность может быть рассчитана как сумма всех значений мощности с использованием трех отдельных счетчиков электроэнергии.
Кроме того, Теория Бронделя говорит, что электрическая мощность n-фазы может быть измерена с помощью n-1 единиц счетчиков электроэнергии. Поэтому трехфазная мощность измеряется двумя электросчетчиками. Этот метод называется методом двух измерителей мощности и популярен в Японии.

  • Трехфазная трехпроводная система (измерение 3 напряжений, 3 токов)
  • Трехфазная трехпроводная система (измерение 2 напряжений, 2 токов)

Причины проблем при измерении трехфазной электрической мощности
Неправильная проводка (часто встречается.)
Влияние высокочастотного синфазного напряжения двигателя, управляемого инвертором (требуется ноу-хау для решения в зависимости от случая).

Доступность власти

Измерение мощности и энергии

Импульсный источник питания
Импульсный источник питания

используется почти в бытовой технике и оборудовании для автоматизации офиса.Он включает в себя так много гармонических компонентов из-за схемы конденсаторного входа.

Требования к измерителю мощности;

  • Точное измерение в случае сигнала с большим коэффициентом амплитуды
  • Широкая полоса частот, вплоть до компонентов искаженной формы входного сигнала
  • Точность и линейность при малом входном токе

Двигатель с инверторным приводом

Тип инвертора: PWM является основным методом, а PAM становится популярным

ШИМ (широтно-импульсная модуляция): скорость вращения двигателя регулируется изменением ширины импульса формы сигнала напряжения.И есть два типа метода ШИМ. Один из них — синусоидальный ШИМ, а другой — прямоугольный ШИМ. Синусоидальная или среднеквадратичная форма сигнала тока на входе двигателя.

PAM (импульсно-амплитудная модуляция): скорость вращения контролируется амплитудой напряжения. И форма сигнала напряжения и тока квадратная. Поэтому полоса пропускания измерительного прибора по току требуется выше, чем у преобразователя с ШИМ.

Требования к измерителю мощности;

  • Стойкость к большим и высокочастотным синфазным напряжениям
  • Широкая полоса частот от постоянного тока до компонентов прямоугольной формы
Высокочастотная люминесцентная лампа

Инвертор для высокочастотной люминесцентной лампы
В общем, форма волны представляет собой своего рода треугольник или синусоиду.И основная частота ниже 100 кГц. Также конверт в два раза выше коммерческой частоты.

Требования к измерителю мощности;

  • Стойкость к большим и высокочастотным синфазным напряжениям
  • Широкая полоса частот от постоянного тока до составляющих несущей частоты
  • Небольшие потери прибора (высокое сопротивление входа напряжения и низкое сопротивление входа тока
Измерение энергии (ватт-час)

Метод измерения колебаний электрической мощности (например: копировальный аппарат)

Требование к измерителю мощности;

  • igh Точность и линейность от малой до большой мощности в одном диапазоне
  • Время отклика при высокой скорости в соответствии с крутой формой входного сигнала

Различные приборы для измерения мощности

Ваттметр индуктивного типа

Ваттметры индуктивного типа, которые основаны на принципе механического усреднения мгновенной мощности, измеряют электрическую энергию, потребляемую в доме для целей выставления счетов. Гарантируется только коммерческие частоты 50/60Гц.

1: Катушка тока 2: Короткое кольцо
3: Подвижный диск 4: Катушка регулировки фазы
5: Стальной магнитный шунт 6: Манганиновый резистор
7: Катушка вторичного напряжения 8: Катушка напряжения

Измеритель мощности аналогового типа

Принцип: Отталкивание магнитного поля, вызванное токами как неподвижной, так и подвижной катушек

Ограничения;

  • Диапазон частот (не может точно измерить компонент выше 400 Гц.)
  • Динамические диапазоны и точность, особенно в случае малых входных данных
  • Устойчивость к большому входному току

Тип аналогового расчета Цифровой измеритель мощности

Принцип: Метод множественных аналоговых схем с временным разделением Схема умножения

Форма сигнала

Ограничения ;
  • Высокое разрешение отображения(достаточно ли для установленного диапазона. )
  • Точность и линейность при малом входе
  • Влияние высокочастотного синфазного напряжения
 

ЙОКОГАВА 2533

Цифровой цифровой измеритель мощности с выборочным типом

Принцип: Метод цифровой фильтрации цифровых выборочных данных

Ограничения ;
  • Высокое разрешение отображения (достаточно ли для установленного диапазона.)
  • Динамические диапазоны и точность, особенно как при малом, так и при большом токе
  • Быстрое время отклика (сочетание между периодом измерения и временем простоя)
 

ЁКОГАВА WT2000

Техника измерения мощности для энергосберегающего оборудования

Точность измерения очень малых токов и мощностей

Мы опасаемся, что в настоящее время в Японии мы не можем получить стандартную калибровку для малой мощности (малого тока) ниже 1 Вт (в режиме ожидания электрооборудования). Официальная калибровочная лаборатория JEMIC (Японская корпорация по инспекции электрооборудования) может выполнять калибровку только до 10 Вт. Поэтому Иокогава пытался показать ориентир точности для малой силы удара. Он состоит из суммирования ошибки напряжения, ошибки тока, ошибки фазового угла и специальной ошибки расчета измерителя мощности.

Кроме того, все серии WT могут измерять небольшой ток ниже 2 или 3% от номинального значения диапазона, как показано на графике ниже. (Он показывает диапазон 500 мА WT110.)

Пример линейной ошибки (0.5 А)

Техника проводки для уменьшения потерь в инструментах

Следует обратить внимание на уменьшение потерь прибора при измерении низкой мощности ниже прибл. 0,5 Вт. Это вызывает импеданс входной цепи напряжения. Если импеданс составляет 1 МОм и входное напряжение 240 В, оно влияет на +0,058 Вт, что составляет более 10 % от целевого значения.
В таком случае мы должны проверить способ подключения, описанный в Руководстве по эксплуатации, как показано ниже;

Рекомендуемый метод подключения для измерения малых токов

Искаженная форма сигнала (крест-фактор)

Когда кривая тока искажена и имеет большую характеристику коэффициента амплитуды, например импульсный источник питания с конденсаторным входом, необходимо правильно выбрать диапазон измерения тока. В противном случае измеренное значение будет неточным, так как пиковая часть сигнала игнорируется или выбран больший диапазон тока.
В таком случае программа Energy Star решает установить правильный диапазон после измерения пикового тока и выбора подходящего диапазона.

Объект: телевизор, видеомагнитофон, компьютерный принтер, копировальный аппарат, факсимильный аппарат
Измерение Втч для оборудования с переменной мощностью

Когда тренд уровня мощности (или тока) колеблется, как показано на рисунке ниже, некоторые измерители мощности не могут обнаруживать и измерять небольшие или быстрые изменения мощности (или тока).Особенно это влияет на функцию измерения ватт-часов (интеграции). Поэтому мы должны проверить нижний предел и время отклика измерителя мощности перед его использованием. Холодильник, ПК

Измерение пропускной способности

Вообще говоря, в последнее время искажены формы сигналов напряжения и тока электрооборудования. Поэтому требуется широкая полоса измерения.
Для измерения цели с точностью до 0,1 % для треугольного сигнала необходимо теоретически измерить полосу пропускания в 5 раз по отношению к основной частоте и в 200 или более раз для прямоугольного сигнала.Также следует обратить внимание на точность измерения на высокой частоте.
Однако полоса частот зависит от ширины полосы более низкого параметра частоты, как описано в этом документе. Следовательно, полоса частот не является первоочередной задачей для искаженной формы сигнала.

Влияние синфазного напряжения

Синфазное напряжение ; Он располагается между заземлением и целевым оборудованием, а колебательное напряжение обычно добавляется к клеммам Hi и Lo.
Если импеданс между петлей клемм Hi (R1+Z1) и петлей Lo клемм (R2+Z2) различен, ток в этих двух петлях становится разным, возникает разность напряжений между входными клеммами и возникает ошибка измерения.

Метод измерения влияния CMV
Клеммы входа напряжения закорочены и соединены одной линией цели. Клеммы ввода тока открыты и подключены к одной линии, как показано на рисунке справа. Влияние проявляется как значение измерения в соответствии с приведенными ниже выражениями.

 
Метод усреднения с использованием функции AVE

Некоторое оборудование, использующее метод прерывистой работы (или управления) для снижения энергопотребления в режиме ожидания, требует длительного измерения и функции усреднения до следующего колебания, как показано на рисунке ниже.
Как правило, прибор для измерения мощности установил период измерения и цикл обновления. Таким образом, при измерении такого оборудования следует установить самый длинный период.А если этого недостаточно, следует включить функцию усреднения.
Важно установить период усреднения в соответствии с формой входного сигнала, например PZ4000.


ЁКОГАВА ПЗ4000

Период наблюдения входного сигнала
  • Осциллограф (метод цифровой выборки)


     

  • Измеритель мощности (аналоговый расчет и метод цифровой выборки)

Трехфазный генератор – обзор

2.2.19 Трехфазные генераторы

Генераторы имеют стационарную конструкцию a.в. обмотка и система вращающегося поля. Это уменьшает количество требуемых контактных колец до двух, и они должны проводить только ток возбуждения, а не генерируемый ток. Таким образом, конструкция упрощается, а потери в контактных кольцах сводятся к минимуму. Кроме того, более простая конструкция позволяет использовать более толстую изоляцию и, как следствие, может генерировать гораздо более высокие напряжения. Прочная механическая конструкция ротора также означает, что с помощью генератора переменного тока возможны более высокие скорости и значительно более высокая выходная мощность.Простая форма трехфазного генератора изображена на рис. 2.47.

Рисунок 2.47. Простой трехфазный генератор

Три катушки на статоре смещены на 120°, а ротор явнополюсного типа питается от двух токосъемных колец с постоянным током. ток. Поскольку ротор приводится в движение каким-либо первичным двигателем, создается вращающееся магнитное поле, и ЭДС, генерируемая в катушках, смещается со сдвигом фаз на 120°. Величина генерируемых напряжений зависит от потока, создаваемого ротором, числа витков на обмотках статора и скорости вращения ротора.Скорость ротора также определяет частоту генерируемого напряжения.

Характеристики холостого хода и нагрузки генератора переменного тока очень похожи на характеристики генератора постоянного тока. генератор с независимым возбуждением (рис. 2.28 и 2.29 соответственно). При работе с постоянной скоростью напряжение на клеммах имеет падающую характеристику, где снижение напряжения на клеммах происходит из-за эффектов сопротивления «якоря» и реактивного сопротивления. Для генератора под термином «якорь» понимаются обмотки статора.

По мере увеличения нагрузки на генератор скорость первичного двигателя падает. Это недопустимая ситуация, поскольку скорость определяет частоту генерируемого напряжения. Для поддержания постоянной частоты первичный двигатель должен работать с постоянной скоростью во всем диапазоне ожидаемых нагрузок. Это особенно важно, когда несколько генераторов переменного тока должны работать параллельно для питания распределительной системы, такой как Национальная электросеть. В таких случаях первичные двигатели всегда регулируются по скорости, а выходное напряжение регулируется для соответствия номинальным значениям.В Великобритании генераторы переменного тока обычно представляют собой двухполюсные машины, приводимые в движение со скоростью 3000 об/мин для получения номинальной частоты 50 Гц. В США большая часть потребляемой электроэнергии вырабатывается гидроэлектростанциями. Водяные турбины, используемые в этих установках, представляют собой довольно низкоскоростные машины, а генераторы переменного тока с прямым приводом оснащены несколькими полюсами для получения номинальной частоты 60 Гц. Генератор переменного тока, работающий со скоростью 240 об/мин, например, должен иметь 30 полюсов, чтобы обеспечить номинальную выходную частоту.

Создание вращающегося магнитного поля также может быть активировано с помощью трех смещенных на 120° катушек ротора, питаемых трехфазным током. Скорость вращения поля связана с частотой токов, т.е. f – частота питающих токов. Скорость вращающегося поля называется «синхронной скоростью» и для эквивалентной одиночной пары полюсов (т.е. три катушки) это 3000 об/мин при частоте питающих токов 50 Гц.

Использование переменного тока Возбуждаемые катушки ротора для создания вращающегося магнитного поля упрощают механическую конструкцию ротора и значительно облегчают динамическую балансировку машины. Дополнительным преимуществом является улучшенная форма волны генерируемого напряжения. переменный ток метод возбуждения поля широко используется в больших генераторах переменного тока. Роторы с явно выраженными полюсами обычно используются только на небольших машинах.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.