Учет электрической энергии на промышленных предприятиях

Для измерений электроэнергии переменного тока применяются индукционные и электронные счетчики.

Индукционный измерительный механизм

Измеряемая активная энергия в общем виде определяется произведением мощности на время:

Рис. 8.1. Индукционный измерительный механизм.

Работа индукционного измерительного механизма (рис. 8.1) основана на создании электромагнитами напряжения 2 и тока / переменных магнитных потоков Ф_u и Фi с углом фазового сдвига между ними 90° и направленных перпендикулярно плоскости диска.

Магнитные потоки Ф_u иФi, пронизывая алюминиевый диск, индуктируют в нем вихревые токи I’i и I’u. Взаимодействие магнитных потоков Ф_u и Фi с полем вихревых токов создает момент вращения подвижной части.

Магнитный поток Ф_u пропорционален приложенному напряжению U. Магнитный поток Фi пропорционален току нагрузки I_н. Тогда.

где к — постоянный коэффициент, определяемый конструкцией счетчика.

Постоянный магнит 3 создает тормозной момент. Для компенсации трения в опорах, счетном механизме диска 4 о воздух, червячной передаче электромагнитом 2 создается компенсационный момент, равный тормозному:

В результате равенства компенсационного и тормозного моментов подвижная часть при отсутствии тока нагрузки находится в состоянии динамического равновесия.

Основное регулирование характеристик индукционного измерительного механизма осуществляется следующим образом:

• • тормозного момента — механическим перемещением постоянного магнита 3;
• • компенсационного момента — перемещением пластины магнитного шунта электромагнита 2;
• • внутреннего угла фазового сдвига ? — перемещением зажима 5 на сопротивлении R
• • самохода — отгибанием флажка б, расположенного на оси диска 4.

Измерения энергии электронными счетчиками

Измерения энергии электронными счетчиками основаны на преобразовании аналоговых входных сигналов переменного тока и напряжения в счетный импульс или код.

На рис. 8.2 представлена структурная схема электронного счетчика, основанного на амплитудной и широтно-импульсной модуляции.

В этом счетчике отсутствуют механические вращающиеся части, тем самым исключается трение. В результате удается добиться лучших метрологических характеристик: погрешности измерений, порога чувствительности, самохода счетчика и т. д.

Рис. 8.2. Структурная схема электронного счетчика.

В ряде электронных счетчиков вместо счетного механизма барабанного типа применяют индикатор на жидких кристаллах. Применение специализированных больших интегральных схем (БИС), микропроцессоров позволило создать многофункциональные счетчики. Они измеряют активную и реактивную энергию, а также ток, напряжение, cos#>, контролируют и запоминают графики нагрузок, отображают на индикаторе информацию о схеме включения счетчика и т. д. В России выпускаются электронные счетчики, нe в полной мерe удовлетворяющие требованиям эксплуатации, таким как:

• • надежность и пылевлагонепроницаемость корпуса;
• • надежность электронных элементов схемы и качество сборки счетчиков;
• • защищенность от коммутационных и грозовых перенапряжений, особенно в распределительных сетях напряжением 380/220 В;
• • защищенность от несанкционированного доступа и изменения схемы включения счетчика.