Berezka7km.ru

Березка 7км
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Семестр-3 / Методички / Метрология / Метрология и электрические измерения_УЧЕБНОЕ_пособие_2006

семестр-3 / Методички / Метрология / Метрология и электрические измерения_УЧЕБНОЕ_пособие_2006

поворота не ограничен, т.е. при потреблении энергии диск счетчика будет непрерывно вращаться. Такое устройство позволяет определять потребление энергии (произведение мощности на время потребления). Поэтому каждому обороту диска счетчика соответствует строго определенное количество энергии, прошедшее через счетчик. Для учета израсходованной энергии необходимо регистрировать число оборотов подвижной части счетчика. Эта задача выполняется с помощью обычного счетного механизма роликового типа, где поворот каждого следующего ролика осуществляется на 1/10 оборота после того, как предыдущий ролик сделает один оборот.

Основными деталями индукционного измерительного механизма, который используется в индукционном счетчике, являются два электромагнита. Электромагнит 1 с большим числом витков обладает преимущественно индуктивным сопротивлением и включается параллельно с нагрузкой (рис. 4.19). Электромагнит 2 имеет малое число витков, включается последовательно с нагрузкой и обладает преимущественно активным сопротивлением. Между полюсами электромагнитов располагается легкий алюминиевый диск 3 , ось которого устанавливается на подшипниках и соединяется со счетным механизмом 4 . Ток I A в обмотке последовательного электромагнита равен току нагрузки. Ток I U в обмотке параллельно включенного электромагнита пропорционален напряжению на нагрузке. В силу различного характера сопротивлений обмоток электромагнитов токи в них будут сдвинуты по фазе относительно друг друга на угол ϕ.

Рис. 4.19. Упрощенная конструкция индукционного счетчика

Принцип действия индукционного механизма основан на взаимодействии двух или более переменных магнитных потоков с вихревыми токами, индуцированными ими в подвижном алюминиевом диске. Это достигается использованием электромагнита специальной конструкции (рис. 4.20).

Рис. 4.20. Схема взаимодействия электромагнита с подвижным алюминиевым диском счетчика:

I 1 – ток питания электромагнита; В 1 – вектор индукции переменного магнитного поля, индуцируемого электромагнитом; i В 1 − вихревой ток, индуцируемый

в диске переменным магнитным полем

Вращение алюминиевого диска обеспечивается за счет взаимодействия переменных магнитных полей и возбуждаемых ими вихревых токов от нескольких (не менее двух) электромагнитов (рис. 4.21).

Рис. 4.21. Схема взаимодействия в счетчике двух переменных магнитных полей и индуцируемых ими вихревых токов

Вихревые токи i B 1 , индуцируемые магнитным полем первого электромагнита, взаимодействуют с магнитным полем В 2 второго электромагнита, которое старается вытолкнуть их, и при этом создается вращающий момент М 12 . С другой стороны, вихревые токи, создаваемые вторым электромагнитом i B2 , втягиваются в магнитное поле первого электромагнита, создавая вращающий момент М 21 . Направление создаваемых моментов одинаково, что приводит к вращению диска.

Переменные магнитные потоки электромагнитов ( Ф ), пронизывая алюминиевый диск, создадут в любом контуре на диске ЭДС индукции ( E A , E U ), отстающие по фазе на π/2 от соответствующих потоков. Под действием этих ЭДС в контурах возникают индуцированные вихревые токи i’ A ( i B 1 ) и i’ U ( i B 2 ), приблизительно совпадающие по фазам с соответствующими ЭДС в силу малости индуктивного сопротивления диска. Действующие значения ЭДС и соответствующих возникающих токов пропорциональны частоте тока при данных значениях потоков Ф A и Ф U :

E A , U = ω Ф A , U , I ′ A , U = E A , U / R д ,

где R д − сопротивление контура в диске (рис. 4.22).

Рис. 4.22. Схема образования сил в результате взаимодействия индуцированных токов

Если сердечники электромагнитов не достигают состояния магнитного насыщения, то магнитные потоки Ф A и Ф U будут прямо пропорциональны соответствующим токам в электромагнитах I A и I U . Благодаря большому моменту инерции диск будет реагировать только на среднее значение моментов. Так как силы F А и F U направлены в разные стороны, среднее значение результирующего момента равно разности средних значений вращающих моментов:

где ψ − угол между векторами магнитных потоков.

Но так как ω Ф U ≈ I U

Ф Ф sinψ + k ′′′ω Ф Ф

Из последнего выражения видно, что, во-первых, для создания вращающего момента необходимо иметь два магнитных потока, сдвинутых по фазе и смещенных в пространстве, и, во-вторых, показания счетчика зависят от частоты.

Читайте так же:
Квартиранты оплачивают только счетчики

Таким образом, принцип действия индукционного счетчика коротко можно сформулировать так: взаимодействие токов i’ A ( i B 1 ) и i’ U ( i B 2 ) с «чужими» потоками Ф U и Ф A приводит к появлению вращающего момента M вр , пропорционального активной мощности P в нагрузке (при определенных условиях).

Под действием этого момента диск должен вращаться с постоянным угловым ускорением, т.е. все быстрее и быстрее. Чтобы диск вращался с постоянной скоростью, необходимо приложить к нему тормозной момент. Он создается постоянным тормозным магнитом, в поле которого вращается диск. В диске появляются вихревые токи, которые, взаимодействуя с вызвавшим их магнитным полем Ф т , приводят к появлению сил тормозного момента М т пропорционального скорости вращения диска n и препятствующего этому вращению (в соответствии с правилом Ленца).

Схема причинно-следственных связей в работе индукционного механизма показана ниже:

i 1 → B 1 → i B 1 i 2 → B 2 → i B 2

Конструкция счетчика выполнена с учетом условия

где ϕ − угол между U и I A .

Окончательно результирующий момент будет равен

М = kIU cosϕ = kP акт ,

где k − постоянный коэффициент.

Из этого выражения следует, что вращающий момент пропорционален мощности переменного тока.

На основании изложенного выше можно сделать выводы:

1. Для создания вращающего момента необходимо создание не менее двух магнитных потоков, смещенных в пространстве.

2. Вращающий момент зависит от частоты приложенного напряжения.

Если считать магнитный поток тормозного магнита постоянным, то для тормозного момента справедливо выражение

М т = k 1 ω = k 1 ( d α / dt ) .

Итак, при постоянной нагрузке крутящий момент уравновешивается тормозным моментом и диск вращается с постоянной скоростью. Приравнивая вращающий и тормозной моменты, получаем

kUI cosϕ = k 1 ( d α / dt ).

Число оборотов диска N за время D t измерения энергии определяется интегралом по времени от частоты вращения диска (d α / dt) , т.е.

где C = k 1 / kk 2 — постоянная счетчика; W — энергия, прошедшая через счетчик за интервал времени D t .

Отсчет энергии производится по показаниям счетного механизма — счетчика оборотов, градуированного в единицах энергии. Единице электрической энергии (обычно 1 кВт × ч), регистрируемой счетным механизмом, соответствует определенное число оборотов подвижной части счетчика. Это соотношение, называемое передаточным числом А , указывается на счетчике (например, 1 кВт × ч = 2000 оборотов диска).

Величину, обратную передаточному числу, т.е. отношение зарегистрированной энергии к числу оборотов диска, называют номи — нальной постоянной C ном . Значения А и С ном зависят только от конструкции счетного механизма и для конкретного счетчика остаются неизменными.

Под действительной постоянной счетчика С понимают коли-

чество энергии, действительно прошедшей через счетчик за один оборот подвижной части. Действительная постоянная в отличие от номинальной зависит от тока нагрузки, а также от внешних условий (температуры, частоты и т.д.). Зная С и C ном , можно определить относи-

тельную погрешность счетчика δ = ( W’ − W ) / W = ( C ном — С ) / С , где W’ — энергия, измеренная счетчиком; W — действительное значение энергии, прошедшей через счетчик.

Счетчики активной энергии обычно выпускают классов точности 0,5; 1,0; 2,0; 2,5; счетчики реактивной энергии − 1,5; 2,0 и 3,0. Класс точности счетчиков нормирует относительную основную погрешность и другие метрологические характеристики.

Государственным стандартом устанавливается порог чувствительности (в процентах) счетчика, определяемый выражением

S = 100 I min / I ном , где I min − минимальное значение тока, при котором диск счетчика начинает безостановочно вращаться; I ном − номинальное для счетчика значение тока в токовой обмотке. При этом напряжение и частота тока в цепи должны быть номинальными, a cosϕ = l. Согласно ГОСТ 6570−75 порог чувствительности не должен превышать 0,4% для счетчиков класса точности 0,5 и 0,5% − для счетчиков классов 1,0; 1,5 и 2,0. Для счетчиков реактивной энергии классов 2,5 и 3,0 значение S должно быть не более 1%.

Читайте так же:
Схема подключения однотарифного счетчика меркурий

Вращение диска при отсутствии тока в нагрузке и при наличии напряжения в параллельной цепи счетчика называют самоходом . Согласно ГОСТ 6570−75 самохода не должно быть при любом напряжении от 80 до 110% номинального.

Погрешность счетчика зависит от режима его работы, поэтому государственным стандартом нормируется разная относительная погрешность при различных нагрузках.

Под действием внешних факторов у счетчика появляются дополнительные погрешности, также нормируемые государственным стандартом. Дополнительные погрешности возникают вследствие искажения нормы кривой тока и напряжения, колебаний напряжения и частоты сети, резкого перепада мощности, потребляемой нагрузкой, и некоторых других факторов.

Кроме однофазных индукционных счетчиков промышленность выпускает трехфазные счетчики активной и реактивной энергии. Трехфазные счетчики представляют собой как бы три (трехэлементные) или два (двухэлементные) счетчика, объединенных одной осью вращения. Двухэлементные счетчики применяют при измерении энергии в трехпроводных трехфазных цепях, а трехэлементные счетчики − в четырехпроводных цепях.

Конструкция современных электромеханических счетчиков представляет собой трехпоточный измерительный механизм с тремя магнитными потоками и тремя контурами вихревых токов. Однако

это не влияет на выражения для вращающего момента, которые приводились выше.

Конструктивно современные электромеханические счетчики выполняются по приведенной ниже обобщенной схеме (рис. 4.23). Конструкция сердечника электромагнита Э 1 позволяет разделить магнитный поток Ф U в , создаваемый обмоткой напряжения, на два потока: вспомогательный Ф U в и рабочий Ф U р .

Рис. 4.23. Принципиальная конструктивная схема индукционного счетчика

На пути вспомогательного магнитного потока есть воздушный зазор, в который может вдвигаться медная пластинка П . Рабочий поток пронизывает диск Д , ось которого параллельна оси электромагнита Э 2 . Обмотка последнего включается последовательно с нагрузкой и имеет малое число витков. На сердечник этого электромагнита (для регулирования счетчика) накладываются короткозамкнутые витки. Некоторые из них замыкаются на внешний резистор с очень малым сопротивлением R , имеющий вид петли. Величину этого резистора можно изменять путем перемещения по нему шунтирующей пластины Ш . Постоянный тормозной магнит ТМ в современных конструкциях выполняется в виде цилиндра, который дополняется магнитопроводом МП .

Источники погрешностей счетчика индукционной системы:

1. Момент трения в опорах . Устраняется созданием малого компенсационного момента путем расщепления рабочего магнитного потока с помощью винта, вкрученного в сердечник или дополнительной пластинки, находящейся на противоположной стороне диска параллельно ему.

2. Самоход . Устраняется введением ферромагнитного флажка на оси диска, который при малой величине вращающего момента останавливается напротив специального постоянного магнита.

В отличие от классов точности аналоговых показывающих приборов классы точности счетчиков определяются не по приведенной, а по относительной погрешности, устанавливаемой при различных оговоренных ГОСТами нагрузках. Допускаемую относительную погрешность счетчика определяют по формуле

где W сч − значение электрической энергии, определенное по показаниям проверяемого счетчика за данный интервал времени; W − действительное значение электрической энергии, определенное за этот же интервал времени по показаниям образцовых приборов. В качестве образцовых приборов используется либо образцовый счетчик (имеющий более высокий класс точности), либо ваттметр и секундомер.

Относительная погрешность счетчика имеет сложную зависимость от тока нагрузки (рис. 4.24).

Рис.4.24. Нагрузочная кривая индукционного однофазного счетчика

Изгиб кривой в области малых нагрузок объясняется преобладающим влиянием трения, спад кривой в области больших нагрузок − влиянием торможения, создаваемого магнитным потоком последовательного электромагнита.

Устройство и принцип работы индукционного электросчетчика

Январь 27th, 2016 admin

Приветствую Вас, посетители сайта pro100electrik.ru. Из этой статьи вы подробно узнаете об внутреннем устройстве однофазного индукционного счетчика электрической энергии.

Читайте так же:
Как сдать счетчик по воде

Электросчетчик- это стационарный прибор, предназначенный для ведения учета потребленной электроэнергии из сети, измеряемой в кВт∙ч.

Классификация счетчиков:

  • по конструктивному исполнению измерительного механизма подразделяются на индукционные и электронные;
  • по роду измеряемого тока на постоянные и переменного;
  • по количеству подключаемых фаз – одно- и трехфазные;
  • по численности тарифов делятся на однотарифные и многотарифные;
  • по способу подключения к сети — косвенного(подключение через измерительные трансформаторы) и прямого включения.

Устройство индукционного счетчика

Устройство индукционного электросчетчика

Электросчетчик имеет две обмотки- напряжения 1 и тока 4, намотанных встречно на два разделенных магнитопровода (сердечника), расположенных перпендикулярно друг к другу. Обмотки с магнитопроводами представляют собой электромагниты. Между сердечниками находится алюминиевый диск 5, насаженный на ось, которая посредством червячной передачи 2 соединена со счетным устройством. Постоянный магнит 3 останавливает алюминиевый диск при выключенной нагрузке.

Вся нагрузка потребителей проходит через токовую обмотку, т.к. она включена последовательно, поэтому выполнена проводом сечением до 6 мм кв. (т.е. предельно допустимый ток электросчетчика) небольшим количеством витков и малым входным сопротивлением. Катушка напряжения подключена параллельно(выводы L и N) и намотана проводом сечением от 0,09 до 0,016 мм.кв. с числом витков 9000-11000.

Внутреннее строение индукционного электросчетчика

При протекании переменного электрического тока по обмотке 4 и напряжения в обмотке 1 вокруг них появляются магнитные потоки Ф1 Ф2, которые усиливаются с помощью сердечников. Магнитные потоки пересекают края диска, наводя в нем вихревые токи, порождающие магнитные поля, а следовательно, и магнитные потоки. Взаимодействие последних с основными магнитными потоками приводит к вращению алюминиевого диска и ,в свою очередь, счетного механизма.

Количество оборотов диска за единицу времени-нами потребляемая электроэнергия! Чем быстрее вращается диск, тем большее идет потребление электричества!

Для учета трехфазной нагрузки потребителей используются трехфазные индукционные счетчики, аналогичной конструкции.

Выбор электросчетчика: индукционный или электрический?

Нашу современную жизнь невозможно себе представить без электричества. А количество потребленного электричества необходимо измерять, чтобы выполнять его оплату. Для этого необходим такой прибор, как электросчетчик.

Как выбрать счетчик для дома?

Любой из потребителей электрической энергии, будь то квартира или завод, занимающий площадь в десятки гектар, должен иметь приборы учета электроэнергии. И для разных абонентов нужны разные электросчетчики.

Как их правильно выбрать электросчетчик (индукционный или электрический)?

В зависимости от принципа работы электросчетчики бывают индукционными и электронными. Особенность индукционных счетчиков– наличие вращающегося диска, связанного со счетным механизмом. Этот механизм подсчитывает количество оборотов диска, вращающегося тем быстрее, чем больший ток протекает через счетчик. Также на скорость вращения диска влияет и величина напряжения в сети.

Рекомендуем ознакомиться со следующими похожими статьями по электрическим счетчикам:

Индукционные счетчики считаются более долговечными, срок их службы — до 15 лет.

Выбор электросчетчика: индукционный счетчикИндукционный счетчик

Электронные счетчики также измеряют ток и напряжение в сети, но в них измерение производит электронная схема, и показания выводятся на жидкокристаллический дисплей. Достоинствами этих счетчиков является простота снятия показаний, небольшие размеры, а также ведение учета по нескольким различным тарифам.

Выбор электросчетчика: электронный счетчикЭлектронный счетчик

Все счетчики имеют такой показатель, как класс точности. Он характеризует, с какой погрешностью счетчик будет измерять количество потребленной электроэнергии. Для бытовых целей обычно достаточно счетчика с классом точности 2.

Счетчики бывают однофазными и трехфазными. Трехфазный счетчик понадобится в том случае, если питание потребителя производится от трехфазной сети.

Нередко приходится сталкиваться с выбором количества тарифов счетчика. Многотарифный счетчик считает отдельно электроэнергию, потребленную в дневное, и отдельно — в ночное время суток. Цена за электроэнергию по ночному тарифу ниже, чем по дневному. Это сделано для переноса части нагрузки электросети на время, когда она и так минимальна. Двухтарифный счетчик позволит Вам экономить только тогда, когда Вы сможете, к примеру, стирать и пользоваться посудомоечной машиной преимущественно в ночное время.

Читайте так же:
Как перепрошить счетчик меркурий 200

Поскольку многотарифные счетчики являются более сложными устройствами, то их недостатком является сравнительно меньшая надежность, чем у обычных.

При покупке счетчика следует учитывать максимальный ток, который будет измерять прибор. При потребляемой мощности до 15кВт следует выбрать счетчик с током до 50А. Но, если ток ожидается большей величины, то нужно выбрать счетчик на 100А. Однако необоснованно повышать этот параметр не стоит, так как к вам могут возникнуть претензии у энергосбытовой компании. Также рекомендуется согласовать в этой компании марку выбранного вами для покупки счетчика.

Следует обратить внимание на температурный диапазон, в котором может работать выбранный счетчик. Если его эксплуатация планируется при отрицательных температурах, нужно заранее выяснить, рассчитан ли он на работу в таких условиях.

При покупке счетчика убедитесь в соответствии заводского номера прибора, указанному в паспорте, номеру, нанесенному на шкалу счетчика. Также в паспорте должна быть проставлена дата выпуска прибора. Проверьте наличие и качество пломб на корпусе счетчика.

Соблюдение этих требований позволит вам без проблем зарегистрировать счетчик в энергосбытовой компании. Вам не зарегистрируют однофазный счетчик, с момента выпуска которого прошло более двух лет, или трехфазный старше одного года.

При покупке счетчика следует уделить внимание способу его крепления. Счетчики могут закрепляться либо тремя винтами, либо устанавливаться на DIN-рейку.

В паспорте любого счетчика указывается периодичность, с которой прибор должен проходить метрологическую поверку. Обычно этот срок составляет 8-16 лет, а у трехфазных счетчиков может быть 6-8 лет. После истечения этого срока счетчик будет необходимо отправить для поверки в специализированную организацию, или приобрести новый.

Это – практически все, о чем необходимо знать при выборе электросчетчиков. Теперь вы можете самостоятельно оценить, какой из них вам потребуется.

Выбор электросчётчика

По типу конструкции эти устройства можно разделить на:

выбор электросчётчика

  • электронные;
  • индукционные (электромеханические).

Как же определить, какой электросчетчик лучше поставить в квартире? Рассмотрим подробно возможные варианты.

Положительные и отрицательные стороны электронного электросчетчика

Отличить электронный электросчетчик по внешнему виду несложно – на лицевой панели у него расположен жидкокристаллический дисплей, на который и выводятся данные по расходу. Работа построена на прямом измерении электричества, которое учитывается микросхемой и остается в памяти устройства.

ПреимуществаНедостатки
Точное считывание информации, что вкупе с памятью препятствует кражам электричестваДля электронных электросчетчиков губительны сильные перепады напряжения
Минимальная погрешность в показанияхВысокая стоимость
Возможность установки двух- или трехтарифного устройстваНе слишком надежны и дороги в ремонте

Плюсы и минусы индукционных счетчиков электроэнергии

Здесь затраченное электричество считается при помощи двух индукционных катушек, проходя через которые создает магнитное поле. Именно оно крутит алюминиевый диск, а уже с него (посредством шестеренок) вращение передается на ролики с цифрами. Рассмотрим достоинства и недостатки таких устройств:

Критерии выбора электросчетчиков: на что обратить внимание

Разберем, какой электросчетчик лучше поставить в квартире и на что обратить внимание.

Очень важно! Если вы уже приобрели счетчик, а он (по каким-то причинам) не подошел, вернуть его обратно в магазин не получится. Ведь в техническом паспорте продавцом уже проставлена печать о гарантии, а значит, другой покупатель от такого товара откажется.

Приобретение электросчетчиков (с установкой или без неё), рекомендованных НЭСК

Во избежание недоразумений рекомендуем пользоваться только теми счетчиками, которые рекомендованы НЭСК. В их перечень входят счетчики отечественного производства всех типов: однофазные и трехфазные, однотарифные и многотарифные, а также полифункциональные приборы, использующиеся для непрерывного отслеживания показаний.

Читайте так же:
Счетчик памперса epson s22

Электронный счётчик

Электронный счётчик

Все счетчики, имеющие рекомендацию НЭСК:
• Защищены от помех и наведенных Э/М полей.

• Помещены в корпуса из пожаробезопасных материалов.

• Просты в эксплуатации, обслуживании, и установке.

• Надежны и обладают длительным гарантийным сроком эксплуатации (не менее 6-и лет).

• Разумеется, приборы, рекомендуемые компанией, снабжены всеми положенными сертификатами.

Необходимая документация и правила оформления электросчетчиков

Индукционный счётчик

Перед тем, как поменять счетчик электроэнергии в квартире, нужно обратиться в обслуживающую организацию с письменным заявлением, приложив копию техпаспорта нового устройства и предоставив паспортные данные. После утверждения заявления есть два пути – электромонтер приходит в квартиру в оговоренное время и производит замену, либо хозяин меняет счетчик, предоставляя снятый в обслуживающую компанию для подтверждения показаний. Там же подписывается акт установки электросчетчика с отметкой о лице ее производившем. Один экземпляр акта остается у владельца, второй у представителя организации, обслуживающей местные электросети.

После самостоятельного монтажа в оговоренный срок (не позднее месяца с момента установки прибора учета электроэнергии) обслуживающая организация направляет в квартиру контроллера. Он проверяет правильность подключения и опломбирует электросчетчик. Стоимость опломбировки зависит от решения обслуживающей организации. В некоторых регионах такая услуга предоставляется бесплатно.

Стоимость электросчетчиков, их замены и монтажа

Перед тем, как выбрать электросчетчик для квартиры, стоит узнать, какова стоимость его монтажа или замены. Это поможет спланировать общие затраты. Чтобы облегчить читателю решение по этому вопросу, приведем средние расценки по России, по состоянию на январь 2018 года.

Подробнее об услуге по замене счетчика

электросчётчики

Переход на современную модель счетчика расхода электроэнергии позволяет существенно сократить ежемесячные расходы на оплату электричества. Для этого надо приобрести многотарифный счетчик и заказать его установку (оформляется как одна услуга). Такие счетчики осуществляют раздельный учет энергии, потребляемый в дневные и ночные периоды. Учитывая, что ночной тариф в 4 раза ниже, чем дневной, абонент получает возможность экономии своих средств за счет использования особенно энергоемких электроприборов преимущественно в ночное время.Оформление заказа на замену счетчика не займет много времени. Нужно просто выбрать нужный раздел меню в ЛКК и затем заполнить формы в открывшемся окне.Стоимость данной услуги зависит от выбора конкретной модели счетчика и места (адреса) его установки.

Срок эксплуатации электросчетчика в квартире

Дополнения в Постановление № 442 от 2017 г. внесли корректировку в срок эксплуатации приборов учета. Сегодня она составляет 6 лет. Это касается старых устройств. Для новых же поверочный интервал составляет 10-30 лет. Данные об этом можно найти в технической документации прибора.

По истечении времени разрешенной эксплуатации счетчика электроэнергии им можно продолжать пользоваться до вынесения предписания энергосбытовой организацией о замене. Вот тогда его придется заменить.

Важно и то, кто должен оплачивать замену прибора учета. Постановлением №442 регламентируется, что замена производится за счет собственника жилья. Это значит, что в приватизированных квартирах она производится на средства владельца, а в помещениях, находящихся в соц. найме – за счет обслуживающей организации.

Еще один вопрос – может ли собственник самостоятельно установить или заменить счетчик электроэнергии в квартире при поломке или желании установить многотарифный вместо однотарифного. Закон это позволяет, но есть нюансы оформления этих действий.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector