Счетчики электрической энергии
Каждый потребитель должен точно знать, сколько электрической энергии он потребил к данному моменту времени.
Для измерения электрической энергии используются счетчики, которые фиксируют количество киловатт – часов, которые были потреблены данной сетью, в которую включен счетчик. Киловатт – единица измерения электрической мощности, характеризующая активную энергию, которая потребляется данной сетью за единицу времени – одну секунду. Во время своей работы счетчик “суммирует” киловатты, потребляемые цепью потребителя за каждую секунду, и получает энергию, потребленную цепью к данному моменту времени.
В настоящее время применяются индукционные счетчики и счетчики электронные, причем последние все более вытесняют первые.
Рассмотрим принцип действия индукционного счетчика (рис.20).
Подвижная часть индукционного счетчика представляет собой свободно вращающийся алюминиевый диск 1, на который воздействуют одновременно в противоположных направлениях вращающий момент, пропорциональный активной мощности приемника
, (22)
и тормозной момент, пропорциональный частоте вращения диска:
. (23)
Для создания
вращающего момента используются два
электромагнита 2 и 3, создающие магнитные
потоки
и
,
пронизывающие диск и наводящие по закону
электромагнитной индукции вихревые
токи в диске, которые, взаимодействуя
с полем, создают механическую силу,
которая раскручивает диск. Для создания
тормозного момента используется
постоянный магнит 4.
В установившемся
режиме
,
следовательно,
, (24)
где
.
Умножая последнее равенство на время
работы счетчика
,
найдем, что потребляемая энергия
пропорциональна числу оборотов диска
:
. (25)
По этой причине
шкалу счетного механизма градуируют в
единицах энергии (
).
Для того чтобы выполнилось равенство (22), к выводам катушки электромагнита 2 подается напряжение потребителя , а к выводам катушки электромагнита 3 – напряжение, пропорциональное току потребителя.
В
последнее время индукционные счетчики
все больше стали снабжаться фотоэлектронными
адаптерами,
предназначенными для передачи информации
о потребленной энергии цифровым
устройствам обработки информации.
Фотоэлектронный
адаптер формирует электрические импульсы
в количестве, соответствующем количеству
оборотов диска электросчетчика. Счетчик
имеет телеметрический выход, через
который адаптер может передавать
информацию об измеряемой активной
энергии в автоматизированную систему
контроля и учета электроэнергии (АСКУЭ).
При этом устанавливается соответствие
между количеством оборотов диска и
энергией величиной
.
Например, счетчик
СО-505Т, производимый Московским
электротехническим заводом, поставляется
в сборке вместе с адаптером АФ-03.
Передаточное
число этого
счетчика составляет
,
количество импульсов телеметрического
выхода составляет
.
Схема согласования
адаптера счетчика СО-505Т со входом
цифровой схемы, которая принимает и
обрабатывает импульсы, показана на
рис.21. Из этой схемы следует, что импульсы
с выхода адаптера могут быть поданы на
вход цифровой схемы с питанием от
напряжения
.
Электронные счетчики – следующее поколение электросчетчиков, которые приходят на смену индукционным. Их основные преимущества – они не содержат подвижных частей, а программирование процессора счетчика позволяет эффективно использовать его в автоматизированных системах комплексного учета электроэнергии для анализа суточных графиков нагрузки, многотарифного расчета за электроэнергию и т.п., что в принципе не может быть предусмотрено в индукционном счетчике.
Однофазный
электронный счетчик включен через
трансформаторы тока ТТ и напряжения ТН
в цепь для измерения активной энергии
приемника с сопротивлением нагрузки
(см. рис.22). Принцип действия счетчика
заключается в непрерывном преобразовании
текущих значений тока и напряжения с
помощью аналого-цифрового преобразователя
(АЦП) через малые интервалы времени,
задаваемые процессором, в числовые
эквиваленты и последующем вычислении
процессором активной мощности и энергии
и последующей регистрации вычислений
с помощью электровакуумных или других
индикаторов.
Прежде чем мы сможем воспользоваться электрической энергией в нашей квартире, нам ее должен доставить электрический ток, текущий по проводам, соединяющим источник электрической энергии с нашей электрической сетью.
Рассмотрим основные принципы передачи и распределения электрической энергии а также основные электротехнические средства, способствующие этому.