Měřič elektrické energie

Elektroměr ( elektroměr ) je zařízení pro měření spotřeby střídavého nebo stejnosměrného proudu (obvykle v kWh nebo Ah ).

Historie

Historie vzniku měřidel je spojena s vynálezy elektrických zařízení 19. století . Řada výzkumníků nezávisle a nepřetržitě studovala elektromagnetismus , čímž přispěli k vytvoření a následnému vývoji elektroměrů. Zde je jen několik milníků na dlouhé cestě vývoje. Vlna teoretických objevů v oblasti jevů, které vytvářejí souvislost mezi magnetickými a elektrickými vlastnostmi hmoty, již v první polovině 19. století.

Ve 2. polovině 19. století se k autorům teoretických prací přidali praktici. Během krátké doby byla vynalezena hydroturbína, měřič, proudový transformátor , elektromotor, dynamo a elektrická lampa. Jak objevitelé věřili, čas sám o sobě dal osvícení a umožnil podobné objevy téměř ve stejnou dobu v opačných částech světa. Byl to například tvůrce indukčního elektroměru Otto Titus Blaty , původem Maďar, který byl také spoluvynálezcem transformátoru. Anjos Jedlik a Werner von Siemens , každý ve své době, přišli s dynamem. Což zase umožnilo přeměnit elektřinu na komerční produkt masové poptávky. Rozvoj osvětlovacích soustav si vyžádal použití přístrojů pro měření a normalizaci měření elektřiny. První přesný měřič watthodin byl patentován Hermanem Aronem v roce 1883.

Vývoj systémů přenosu energie na cestě vytváření vysokonapěťových systémů byl brzděn hlavní nevýhodou stejnosměrných obvodů - nemožnost přeměny jedné napěťové úrovně na druhou. A dlouholetý spor mezi zastánci distribučních sítí stejnosměrného a střídavého proudu byl nakonec rozhodnut ve prospěch těch druhých; k tomu přispěl i vynález transformátoru (1885). Pokusy vyřešit problém účtování elektrické energie střídavého proudu vedly k řadě objevů. Vzniku indukčních elektroměrů předcházel objev vlivu rotujícího magnetického pole ( Nikola Tesla  - 1883, Galileo Ferraris [1]  - 1885, Oliver Shellenberger  - 1888). První AC elektroměr vyvinul Oliver B. Schellenberger v roce 1888. Již v roce 1889 si nechal patentovat „Elektroměr na střídavý proud“ Maďar Otto Tituts Blaty (pro firmu Ganz). A v roce 1894 Schellenberger, pověřený společností Westinghouse , vytvořil indukční měřič watthodin. Měřič watthodin aktivní střídavé energie typu "A" se objevil v roce 1899, tvůrce Ludwig Gutman. Bylo zahájeno neustálé zdokonalování indukčních elektroměrů. Elektroměry pocházející z měřiče Blaty a indukčních měřičů Ferraris jsou pro svou vynikající spolehlivost a nízkou cenu stále sériově vyráběny, právě s jejich pomocí se provádí většina měření elektřiny.

Jak to funguje

Pro zaúčtování činné střídavé elektřiny se používají indukční jedno a třífázové přístroje, pro zaúčtování spotřeby stejnosměrné elektřiny (elektrická doprava, elektrifikované dráhy) - elektrodynamické měřiče. Počet otáček pohyblivé části zařízení, úměrný množství elektřiny, je zaznamenáván počítacím mechanismem.

V elektroměru indukčního systému se při odběru elektrické energie otáčí pohyblivá část (hliníkový kotouč), jejíž spotřebu určují odečty počítacího mechanismu. Disk se otáčí díky vířivým proudům indukovaným v něm magnetickým polem cívky čítače - vířivé proudy interagují s magnetickým polem permanentního magnetu čítače.

Zařízení čítače je podobné zařízení asynchronního motoru, jehož točivý moment musí být úměrný výkonu spotřebiče. Proto je točivé pole elektroměru vytvářeno dvěma magnetickými toky, z nichž jeden je úměrný napětí spotřebiče a druhý jeho proudu. Počítadlo má dvě vinutí. Jedno z vinutí je připojeno přímo k síti a druhým prochází spotřebitelský proud. Jelikož se kotouč otáčí vůči poli permanentního magnetu, bude se v něm indukovat proud, jehož hodnota bude tím větší, čím větší bude rychlost otáčení kotouče. Tento proud je vždy směrován tak, že má tendenci zpomalovat disk a lze to přirovnat k mechanickému zatížení indukčního motoru. Ale tato "zátěž" nemůže zastavit kotouč, protože s poklesem počtu otáček bude brzdná síla klesat. Výsledkem je rovnováha mezi točivým momentem (je úměrný výkonu spotřebiče) a brzdným momentem (je úměrný rychlosti otáčení kotouče).

Proto bude rychlost otáčení úměrná součinu síly a napětí proudu a kosinu fázového posunu - tedy činného výkonu . Pomocí mechanické převodovky je otočný kotouč spojen s počítacím mechanismem.

U elektroměru elektronického typu působí střídavý proud a napětí na polovodičové (elektronické) prvky a vytvářejí na výstupu impulsy, jejichž počet je úměrný měřené činné energii.

Druhy a typy

Elektroměry lze klasifikovat podle typu naměřených hodnot, typu připojení a typu konstrukce , elektroměry se liší maximální a provozní průchodností.

Podle typu připojení jsou všechna měřidla rozdělena na zařízení pro přímé připojení k silovému obvodu a transformátorová zařízení připojená k silovému obvodu přes speciální přístrojové transformátory .

Podle naměřených hodnot se elektroměry dělí na jednofázové (měřící střídavý proud 220 V, 50 Hz) a třífázové (380 V, 50 Hz). Všechny moderní elektronické třífázové elektroměry podporují jednofázové účtování.

Existují také třífázové měřiče pro napětí 100 V, které se používají pouze s transformátory napětí a proudu ve vysokonapěťových (napětí nad 660 V) obvodech.

Konstrukčně: indukční (elektromechanický elektroměr) je elektroměr, ve kterém magnetické pole stacionárních vodivých cívek působí na pohyblivý prvek vyrobený z vodivého materiálu. Pohyblivým prvkem je kotouč, kterým protékají proudy indukované magnetickým polem cívek. Počet otáček disku je v tomto případě přímo úměrný spotřebované elektrické energii.

Indukční (mechanické) elektroměry jsou postupně nahrazovány elektroměry elektronickými z důvodu určitých nedostatků: chybějící automatický dálkový odečet, jednosazbové účtování, nízká třída přesnosti (obvykle 2,0, méně často 1,0), špatná ochrana proti krádeži elektřiny, značné rozměry a hmotnost ve srovnání s moderními elektronickými zařízeními. Indukční měřiče jsou přitom vysoce spolehlivé a dobře se hodí do bytů s nízkou spotřebou energie.

Elektronický (statický elektroměr) je elektroměr, u kterého střídavý proud a napětí působí na polovodičové (elektronické) prvky tak, aby na výstupu vytvářely impulsy, jejichž počet je úměrný odebíranému výkonu. Měření činné energie takovými elektroměry je založeno na přepočtu hodnoty výkonu na opakovací frekvenci elektrických impulsů, které vstupují do počítacího mechanismu. Tento mechanismus je buď elektromechanický (výhodný v chladném podnebí při instalaci venku) nebo elektronické zařízení obsahující jak paměť, tak displej . Elektronické měřiče se dobře hodí do bytů s vysokou spotřebou energie a do firem.

Hlavním rysem elektronických elektroměrů je schopnost účtovat elektřinu v diferencovaných tarifech (jedno-, dvou- nebo více tarifů), to znamená schopnost zapamatovat si a zobrazit množství spotřebované elektřiny v závislosti na naprogramovaných časových obdobích, více -tarifní účtování je dosahováno pomocí souboru počítacích mechanismů, z nichž každý pracuje ve stanovených časových intervalech odpovídajících různým tarifům. Elektronické elektroměry mají delší dobu kalibrace (4-16 let) a třídu přesnosti (od 1,0 do 0,2)

Hybridní elektroměry jsou zřídka používanou mezilehlou možností s digitálním rozhraním , měřicí částí indukčního nebo elektronického typu a mechanickým odečítacím zařízením.

Ochrana proti neoprávněnému přístupu

Kryt pouzdra elektroměru má očka a je upevněn speciálními šrouby s otvory. Otvory šroubů a očka se protáhne rybářský vlasec nebo drát, na volných koncích spojené těsněním . Instaluje je výrobce nebo státní ověřovatel jako důkaz ověření a uznání výrobku za způsobilé k použití a jsou na něm trvale [2] . Kryt svorkovnice má také oko (někdy také dvě, podle modelu zařízení) a je upevněn na stejné šrouby s oky. Zde jsou těsnění instalována zástupci organizace zásobování energií nebo o něco méně často samotnými elektrikáři při instalaci měřiče a jeho následné registraci. V případě absence plomb, jakož i v rozporu s integritou pouzdra, je měřidlo uznáno jako vadné, jeho další provoz je nezákonný a s sebou nese různé druhy odpovědnosti [3] . Zástupci organizací dodávajících energii pravidelně kontrolují měřidla na přítomnost těsnění a nepřítomnost mechanického poškození a provádějí strukturální změny [4] .

Viz také

Poznámky

  1. ↑ Ferraris Galileo // Velká sovětská encyklopedie  : [ve 30 svazcích]  / kap. vyd. A. M. Prochorov . - 3. vyd. - M  .: Sovětská encyklopedie, 1969-1978.
  2. ↑ Stav a údržba měřicích zařízení . Staženo 6. května 2020. Archivováno z originálu dne 8. srpna 2018.
  3. ↑ Poškození plomby na elektroměru: co dělat, abyste nemuseli platit pokutu Nahlásil Rambler
  4. ↑ Pravidla pro kontrolu elektroměrů, vodoměrů a plynoměrů: co musí spotřebitel vědět? Vyjasnění obžaloby . Staženo 5. května 2020. Archivováno z originálu dne 28. října 2020.

Literatura

Odkazy

  Přejděte na položku Wikidata  Slovníky a encyklopedie
V bibliografických katalozích
 Elektrické měřicí přístroje