Princip činnosti elektroměru: pulzní, indukční a třífázový.

V 19. století se objevila první zařízení na měření elektřiny. Tento jev lze vysvětlit rozsáhlými studiemi elektromagnetismu prováděnými tehdejšími vědci. V současné době jsou elektroměry rozmanité a rozdělené do různých typů, instalované v každé místnosti, kde se spotřebovává elektřina.

Pokud máte zájem o „schéma elektroměru“, mohou se vám tyto informace hodit.

1. Klasifikace elektroměrů
2. Konstrukce a princip činnosti elektroměru
3. Schematické schéma elektroměru

Klasifikace elektroměrů

Všechny elektroměry jsou klasifikovány podle typu v závislosti na typu připojení, konstrukčních vlastnostech a naměřených hodnotách. Zařízení se dělí na zařízení přímo připojená k elektrickému vedení a zařízení, která jsou připojena k elektrickému obvodu pomocí přístrojových transformátorů.

V závislosti na konstrukčních prvcích jsou elektroměry rozděleny do následujících typů:

• Elektromechanické nebo indukční. Princip činnosti elektroměru je následující: pohyblivá část z vodivého materiálu je přímo ovlivňována magnetickým polem, které je tvořeno stacionárními cívkami s proudem. Pohyblivá část je disk a cívky produkují proudy, které pohánějí tento disk. Objem spotřebovaného zdroje je přímo úměrný počtu otáček tohoto disku.
• Statické nebo elektronické měřicí zařízení. Princip činnosti elektronického elektroměru je následující: elektronické nebo polovodičové části jsou náchylné na účinky napětí a střídavého proudu, který na výstupu vytváří impulsy, jejichž počet se rovná objemu měřeného energetický zdroj. Tento elektroměr umožňuje měřit činnou energii převodem napěťových a analogových proudových signálů na počítací impulsy.
• Hybridní typy měřicích zařízení jsou poměrně vzácné. Konstrukční rys elektroměru spočívá v podobnosti konstrukce mechanických a elektronických zařízení.

Elektroměry jsou rozděleny do několika typů podle naměřených hodnot a počtu tarifů. V prvním případě jsou měřicí zařízení jednofázové a třífázové, ve druhém – jedno- a dvoutarifní.

Konstrukce a princip činnosti elektroměru

Pro sledování aktivní spotřeby střídavého proudu v reálném čase a nepřetržitě je nutné instalovat jednofázové nebo třífázové indukční měřicí přístroje. Pokud je důležité měření stejnosměrného proudu, rozšířeného na železnici a všech typech elektrické dopravy, instalují se elektrodynamická měřící zařízení.

Indukční elektroměry jsou vybaveny kotoučem vyrobeným z hliníku, když je zdroj spotřebován, tento pohyblivý prvek se otáčí v důsledku vírových proudů vytvářených indukčními cívkami. V tomto případě se setkávají dvě různé síly – magnetické pole indukčních cívek a magnetické pole vířivých proudů. Výsledné proudy tečou v paralelním zátěžovém obvodu. Každá cívka je vybavena jádrem, které je magnetizováno střídavým proudem. Vystavení trvalému střídavému proudu způsobuje neustálou změnu pólů elektromagnetů. To vede k průchodu magnetického pole mezi nimi. To je to, co táhne hliníkový disk spolu s ním a vytváří rotaci.

Rychlost rotace disku je přímo úměrná velikosti proudů v obou cívkách. Při výrobě elektroměrů se používají jednoduché mechanické spojovací techniky, díky kterým je otočný kotouč spojen s digitálními odečty na panelu.

Účtování spotřeby zdrojů je založeno na dopředném napětí a proudu. Všechna data jsou dodávána do indikátoru, u pokročilých modelů jsou data uložena v paměti zařízení.

V posledních letech lidé stále více preferují elektronické dvoutarifní provedení. Neustále rostoucí poptávku vysvětlujeme následujícím výčtem výhod:

• Zařízení čtou informace přesněji, což pomáhá snížit účty za energie.
• Oproti mechanickým elektroměrům mají kompaktní rozměry a atraktivnější vzhled.
• Automaticky přepněte na denní a noční tarify bez nutnosti zásahu člověka. Již ve fázi výroby je zařízení naprogramováno na dva časové intervaly – od 07:00 do 23:00 a od 23:00 do 07:00.
• Vylepšené modely je potřeba kontrolovat jednou za 5-16 let. Toto ověření je nutné pro správnost účtování a časové rozlišení prostředků. Kontrolu musí provést energetická společnost.

První kontrola funkčnosti zařízení se provádí v továrně; datum musí být uvedeno v průvodní dokumentaci.

Mezi nevýhody dvoutarifních měřicích zařízení patří jejich vysoká cena a nespolehlivost ve srovnání s mechanickými analogy. Jak ukazuje praxe, elektronické modely často selhávají.

Schematické schéma elektroměru

Provozní schéma všech typů elektrických spotřebičů nemá žádné zásadní rozdíly, všechny jsou podobné.

K měření výkonu se používá několik jednoduchých senzorů:

• Snímače napětí, jejichž činnost je založena na známém dělicím obvodu.
• Proudové senzory založené na obyčejném bočníku, kterým prochází fáze elektrické sítě.

Signál zaznamenaný těmito snímači je malý, proto je potřeba jej zesílit pomocí elektronových zesilovačů. Poté se provede analogově-digitální zpracování pro transformaci signálů a jejich vynásobení.

Dalšími kroky jsou filtrování digitalizovaného signálu a zobrazení dat na displeji zařízení:

• integrace;
• indikace;
• přenos výpočtů;
• transformace.

V tomto schématu nejsou použité vstupní snímače schopny poskytovat měření vysoké třídy vektorové přesnosti, a tudíž ani výpočty výkonu.

V případě požadavku na vysokou přesnost měření je obvod navíc vybaven speciálními měřicími transformátory.

Pokud ve srovnání zvážíme principiální schéma činnosti jednofázového elektronického měřicího zařízení, je v něm VT navíc připojen k nule a fázi a CT je nedílnou součástí přerušení fázového vodiče. Vzhledem k tomu, že signály pocházejí ze dvou transformátorů, není nutné žádné dodatečné zesílení signálu. Všechny další transformace provádí mikrokontrolér, který ovládá displej, paměť s libovolným přístupem a elektronické relé. Výstupní signál může být dále přenášen přes RAM do informačního kanálu.

Jaké elektroměry jsou v bytě instalovány?

V bytě jsou instalovány elektroměry, které jsou určeny k měření spotřeby elektrické energie v interiéru. Obvykle jsou v bytech instalovány jednofázové nebo třífázové elektroměry v závislosti na výkonu připojených zařízení a zařízení.

Jednofázový elektroměr slouží k měření spotřeby elektrické energie v jednofázové elektrické síti. Takové měřiče jsou často instalovány v malých bytech nebo studiích.

Třífázový elektroměr se používá v třífázových elektrických sítích a umožňuje měřit spotřebu elektřiny ve velkých bytech nebo domech s velkým počtem elektrických spotřebičů.

V závislosti na požadavcích na elektroměr mohou být analogové nebo digitální. Digitální elektroměry jsou obvykle přesnější a mají větší funkčnost, jako je schopnost ukládat data a přenášet je na vzdálený server pro vzdálené sledování spotřeby elektřiny.

Spotřeba elektrické energie na jakémkoli zařízení je řízena speciálními zařízeními – elektroměry. Správný výběr zařízení je důležitý pro stabilní provoz elektrických spotřebičů používaných spotřebiteli a úsporu energie. Pravidla pro výběr, instalaci a připojení měřidel jsou upravena regulační a technickou dokumentací. Majitelé domů obvykle uzavírají smlouvy o připojení k síti se svým dodavatelem elektřiny. Tento dokument uvádí model měřiče, což je nezbytné pro pravidelné ověřování.

Domácí i zahraniční výrobci vyrábějí mnoho různých zařízení pro měření spotřeby elektřiny, jejichž vlastnosti a úpravy budou popsány v článku.

Konstrukce měřiče

Hlavní klasifikace elektroměrů zahrnuje zařízení:

1. na elektromechanické (indukční);
2. elektronický;
3. hybridní.

Zařízení pro měření elektřiny

Elektromechanická jednofázová měřící zařízení elektřiny se postupně vyřazují, ale v budovách starého typu se vyskytují poměrně často. Indukční zařízení mají oproti moderním elektronickým a hybridním modelům výhody. Hlavní výhodou je dostupnější cena a jednoduchost designu. Standardní elektroměry pro domácnost indukčního typu se používají v jednofázových střídavých sítích. Součástí návrhu je:

• корпус
• páry vinutí a magnetické obvody (proud a napětí)
• rotující disk
• červ a počítací mechanismy
• permanentní magnet pro kotoučové brzdění
• osa.

V magnetickém poli dvou elektromagnetů je umístěn hliníkový disk. Měřič pracuje prostřednictvím spojení s přijímači proudového vinutí v sérii a s přijímači napětí paralelně. Při průchodu střídavého proudu vinutím se v jádrech, která pronikají diskem, vytvářejí magnetické toky. Zároveň se tvoří vířivé proudy, které při interakci s magnetickými toky způsobují rotaci disku. Rychlost otáčení disku zohledňuje počítací mechanismus a čísla na něm zaznamenávají spotřebu energie. Jak se zatížení zvyšuje, točivý moment se zvyšuje a disk se začíná pohybovat rychleji.

Princip činnosti třífázového indukčního měřiče je podobný, ale taková zařízení se používají v třífázových střídavých sítích.

Elektronické měřiče se rozšířily v průmyslu a každodenním životě díky silnému vývoji nejnovějších technologií. V takovém zařízení jsou analogové signály z proudových a napěťových senzorů převedeny na digitální impuls. Je přesměrován na mikrokontrolér. Ten zaznamenává výši spotřeby energie a zobrazuje její hodnotu na displeji zařízení. Elektronické počítadlo se skládá z:

• z pouzdra;
• transformátory proudu a napětí;
• konvertor;
• mikrokontrolér;
• svorkovnice.

Provoz jednofázových a třífázových domácích elektroměrů s elektronickým mechanismem je podobný, pouze u třífázových se sčítají hodnoty pro každou fázi. Zde je proudový transformátor připojen k fázovému přerušení a napěťový transformátor k fázi a nule. Mikrokontrolér řídí RAM (paměť s náhodným přístupem) a také relé a informační displej. Prostřednictvím RAM můžete ovládat provoz měřiče na dálku. Elektronická zařízení ukládají pracovní informace s časovou referencí. Čtení se provádějí v určitých intervalech a v tomto procesu je jasné:

• aktivní a reaktivní spotřeba;
• hodnoty napětí a proudu;
• fázová frekvence.

To umožňuje vypočítat spotřebu elektřiny v různých tarifech – v závislosti na denní době, dnech v týdnu nebo ročním období.

Jednofázový vícetarifní elektroměr NEVA MT 114 AS E4PC 5(60) A

Jednofázový jednotarifní elektroměr NEVA 102 1S0 230V 5(40) A

Jednofázový jednotarifní elektroměr NEVA 103 1S0 230V 5(80) A

Třífázový multifunkční měřič NEVA ST411 541 BPIO22

Hybridní elektroměry pro záznam činné a jalové energie mají elektromechanickou část výpočetního zařízení a digitální informační displej.

Charakteristika měřiče

Mezi hlavní vlastnosti elektroměrů patří:

• třída přesnosti;
• hodnota jmenovitého napětí a proudu;
• citlivost;
• rozsah provozních teplot;
• životnost;
• průměrná doba provozu;
• rozměry;
• hmotnost.

Jednofázové elektroměry udávají jmenovité napětí 220 voltů a proud 5 ampér.

Napětí a proud třífázových elektroměrů jsou zaznamenávány kombinací čísel: první je počet fází, druhé jsou hodnoty napětí a proudu. Na elektroměrech připojených ke čtyřvodičové síti jsou uvedeny hodnoty lineárního a fázového napětí, které jsou od sebe odděleny lomítkem, například 3 * 380/220 V.

Na předním panelu zařízení s přímým připojením je kromě jmenovité hodnoty uvedena maximální hodnota proudu – 5 (20) A.

Jednofázový vícetarifní elektroměr NEVA MT 112 AS O 5(60) A

Jednofázový multifunkční měřič NEVA MT 115 (SPODES)

Jednofázový vícetarifní měřič NEVA MT 124 AS WF1P 5(60)A

Třífázový vícetarifní elektroměr NEVA MT 314 0.5 AR E4BSR25

Citlivost je dána nejnižší hodnotou proudu při plně aktivní zátěži – kdy se disk otáčí bez zastavení. Práh citlivosti pro různé elektroměry je odlišný, vše závisí na třídě přesnosti a počtu fází (od 0,3% pro jednofázové do 0,5 pro třífázové).

Převodový poměr měřidla nebo počet otáček jeho kotouče odpovídá jednotce měřené energie, jeho hodnota je uvedena na přístrojové desce.

Konstanta měřiče ukazuje množství elektřiny, během kterého disk udělá jednu otáčku. Je určen počtem wattsekund na otáčku.

Indukční a elektronické

Tradiční indukční typ měřiče:

• spolehlivé a praktické použití;
• vyznačující se značnou životností;
• nereaguje na přepětí v síti;
• levný.

Má však relativně nízkou třídu přesnosti a je náchylný k chybám v provozu. Zařízení není chráněno před krádeží elektřiny a je neskladné.

• přesnost čtení;
• žádná možnost krádeže elektřiny;
• kompaktnost;
• automatické zapnutí ihned po instalaci.

Výrobci obvykle poskytují u elektronického modelu 4letou záruku na přesnost měření.

Jednofázové a třífázové

Jednofázové elektroměry jsou často instalovány v obytných nemovitostech, kancelářských budovách a garážích. Třífázová zařízení – v průmyslových a obchodních podnicích.

Třífázový elektroměr je lepší přesností měření než jeho jednofázový protějšek. Vhodné pro měření spotřeby energie v sítích 220 a 380 V. Doma jsou taková zařízení provozována pomocí spotřebičů spotřebovávajících energii: plynové kotle, zařízení na ohřev vody atd.

Jednotarifní a vícetarifní

Jednotarifní elektroměr pro domácnost zaznamenává spotřebu zdrojů ve stejném tarifu bez ohledu na denní dobu. Vícetarifní měření je ekonomické – odběr elektřiny můžete platit podle jednoho, dvou i více tarifů. Výhoda spočívá ve změně nákladů na jeden kilowatt v určitou dobu, například v noci cena znatelně klesá.

Intenzivní spotřeba elektrické energie (při vytápění domácnosti apod.) vyžaduje instalaci dvoutarifního měřiče, který pomůže minimalizovat náklady. Pokud je spotřeba energie nízká, pak použití vícetarifního plánu měření nedává smysl.

Jak vybrat pult

Pro běžný městský byt stačí zařízení s třídou přesnosti 2,0. Je nerentabilní nakupovat drahé elektroměry s třídou 1 nebo dokonce 0,5 – ve srovnání s průmyslovými podmínkami nedochází v domech k rychle se měnícímu zatížení.

Spotřebitele často přitahuje multitarifní povaha zařízení. Tato podmínka však není dostupná všude. Plánovaná výměna zařízení je prováděna s důrazem na jejich připojení v jednotarifním režimu.

Užitečnou možností je automatizované měření energií, ale běžným občanům se bude jen stěží hodit.

Doporučuje se vybrat zařízení s dlouhou záruční dobou, stejně jako produkty společností, které mají servisní středisko ve vaší lokalitě. Při nákupu nezapomeňte zkontrolovat neporušenost těsnění a přítomnost těsnění v pasu zařízení.

Ověření zařízení

Měřidla musí být pravidelně kontrolována, aby byl zajištěn jejich normální provoz a soulad s metrologickými požadavky. Ověřovací období musí být uvedeno v pasu zařízení.

• do primární fáze (před instalací nebo opravou);
• periodické (podle intervalů ověřování).

Indukční měřiče se kontrolují každých 8 let. Lhůta pro kontrolu shody elektronických vzorků se pohybuje od 6 do 16 let – lhůta je určena modelem zařízení.

Po ověřovacím postupu se do pasu měřiče vloží razítko s datem kontroly nebo se vydá zvláštní osvědčení.

Pokud má spotřebitel podezření, že elektroměr nefunguje správně, je naplánováno mimořádné ověření. Postup se provádí také v případě ztráty ověřovacího dokumentu z důvodu potřeby překonfigurování zařízení nebo při výměně starého zařízení za nové.

Ověřování se provádí v oddělení metrologické služby nebo v kterékoli laboratoři akreditované pro tyto účely. Alternativou je zavolat si domů nebo na místo umístění zařízení specialistu s přenosným zařízením. K tomu je třeba podat žádost metrologické organizaci. Dokumentace se připravuje úplně stejně jako při ověřování v laboratoři.