První elektroměry se objevily v 19. století. To lze vysvětlit hromadnými studiemi elektromagnetismu, které provedli vědci. Dnes jsou elektroměry rozděleny do několika typů a jsou instalovány ve všech místnostech, kde lidé spotřebovávají elektřinu. Jeho hlavním úkolem je stabilizace a při správném použití minimalizování faktur za elektřinu.
Klasifikace elektroměrů
Všechny elektroměry jsou klasifikovány podle typu v závislosti na typu připojení, konstrukčních prvcích a naměřených hodnotách. Zařízení jsou rozdělena na přímo připojená k elektrickému vedení a zařízení, která jsou připojena k elektrickému obvodu pomocí měřicích transformátorů.
V závislosti na konstrukčních prvcích jsou elektroměry rozděleny do následujících typů:
- Elektromechanické nebo indukční. Princip činnosti elektroměru je následující: pohyblivá část vyrobená z vodivého materiálu je přímo ovlivněna magnetickým polem, které je tvořeno stacionárními vodivými cívkami. Pohyblivá část je disk a cívky produkují proudy, pohánějící tento disk. Množství spotřebovaného zdroje je přímo úměrné počtu otáček tohoto disku.
Indukční čítač s jedním tarifem - Statické nebo elektronické měřicí zařízení. Princip činnosti elektronického měřiče energie je následující: elektronický, je v polovodičovém stavu, části jsou citlivé na napětí a střídavý proud, který na výstupu vytváří impulzy, jejichž množství se rovná objemu měřeného zdroje energie. Takové elektrické měřicí zařízení umožňuje měřit aktivní energii převodem napěťových a analogových proudových signálů na počítání impulsů.
- Hybridní typy měřicích zařízení jsou poměrně vzácné. Charakteristickým rysem zařízení elektroměru je podobnost konstrukce mechanických a elektronických zařízení.
Elektroměry jsou rozděleny do několika typů podle naměřených hodnot a počtu tarifů. V prvním případě jsou měřicí zařízení jednofázová a třífázová, ve druhém - jednofázová a dvou tarifní.
Zařízení a princip činnosti elektroměru
Aby bylo možné v reálném čase nepřetržitě zaznamenávat aktivní spotřebu střídavého proudu, je nutné instalovat jednofázové nebo třífázové indukční měřiče. Pokud je důležité vzít v úvahu stejnosměrný proud, který je na železnici rozšířen a všechny typy elektrických vozidel, jsou namontovány elektrodynamické elektroměry.
Indukční elektrické měřiče jsou vybaveny diskem vyrobeným z hliníku, když se spotřebovává zdroj, tento pohyblivý prvek se otáčí v důsledku vířivých toků vytvářených indukčními cívkami. V tomto případě existují dvě různé síly - magnetické pole indukčních cívek a magnetické pole vířivých proudů. Výsledné proudy proudí v paralelním zátěžovém obvodu. Každá cívka je vybavena jádrem, které je magnetizováno střídavým proudem. Účinek nepřetržitého střídavého proudu vede ke skutečnosti, že póly elektromagnetů se neustále mění. To vede k průchodu magnetického pole mezi nimi. Je to to, co táhne hliníkový disk za ním a vytváří rotaci.
Rychlost otáčení disku je přímo úměrná velikosti proudů v obou cívkách.Při výrobě elektroměrů se používají jednoduché spojovací techniky z mechaniky, díky kterým je rotující disk spojen s digitálními údaji na panelu.
Účtování spotřebovaného zdroje je založeno na dopředném a proudovém napětí. Všechna data jsou vedena do indikátoru, u pokročilých modelů jsou data uložena v paměti zařízení.
V posledních letech lidé stále více preferují elektronické struktury dvou tarifů. Neustále rostoucí poptávka je vysvětlena následujícím seznamem výhod:
- Zařízení přesněji čte informace, což snižuje náklady na účty za energie.
- Ve srovnání s mechanickými elektroměry mají kompaktní velikost a atraktivnější vzhled.
- Automaticky přepínat na denní a noční tarify, účast lidí není nutná. I ve fázi výroby je zařízení naprogramováno na dva časové intervaly - od 07:00 do 23:00 a od 23:00 do 07:00.
- Pokročilé modely je třeba jednou za 5–16 let zkontrolovat. Takové ověření je vyžadováno pro správné účtování a přírůstek prostředků. Ověření by měla provést společnost poskytující energii.
První kontrola výkonu zařízení se provádí v továrně, datum musí být uvedeno v průvodní dokumentaci.
Mezi nevýhody dvou tarifních měřicích přístrojů patří vysoká cena a jejich nespolehlivost ve srovnání s mechanickými protějšky. Jak ukazuje praxe, elektronické modely často selhávají.
Schéma elektrického elektroměru
Schéma provozu všech typů elektrických spotřebičů nemá žádné zásadní rozdíly, všechny jsou podobné.
Pro měření výkonu je zapojeno několik jednoduchých senzorů:
- Senzory napětí, jejichž provoz je založen na známém dělicím obvodu.
- Proudové senzory založené na běžném zkratu, kterým prochází fáze hlavního elektrického proudu.
Signál, který je detekován těmito senzory, je malý, takže je třeba jej zesílit pomocí elektronických zesilovačů. Poté je provedeno analogově digitální zpracování pro transformaci signálů a jejich násobení.
Následující kroky filtrují digitalizovaný signál a zobrazují data na displeji:
- integrace;
- indikace;
- výpočty přenosu;
- konverze.
V tomto schématu použité vstupní senzory nejsou schopny poskytovat měření třídy s vysokou přesností vektorů, a tedy ani výpočet výkonu.
Pokud je vyžadována vysoká přesnost měření, je obvod navíc vybaven speciálními měřicími transformátory.
Pokud při porovnání vezmeme v úvahu základní schéma provozu jednofázového elektronického měřiče, v něm je VT dodatečně spojeno s nulou a fází a CT je nedílnou součástí přerušení fázového drátu. Protože signály pocházejí ze dvou transformátorů, není nutné další zesílení signálu. Všechny další transformace jsou prováděny mikrokontrolérem, řídí displej, paměť s náhodným přístupem a elektronické relé. Výstupní signál přes RAM může být dále přenášen do informačního kanálu.
