Схема подключения однофазного счетчика электроэнергии: Пособие Схемы включения счетчиков электрической энергии. Практическое пособие

Содержание

Схемы включения однофазных и трехфазных электросчетчиков

Схемы включения однофазных и трехфазных электросчетчиков

Для определения и контроля количество потребленной электроэнергии необходимо выполнить грамотное подключение счетчика. Рассмотрим, как это сделать.

Посадочные отверстия для крепления обоих видов электросчётчиков тоже должны быть абсолютно одинаковы, однако некоторые производители не всегда придерживаются этого требования, поэтому иногда могут возникнуть проблемы с установкой электронного электросчётчика вместо индукционного именно в плане крепления на панели.

Зажимы токовых обмоток электросчётчиков обозначаются буквами Г (генератор) и Н (нагрузка). При этом генераторный зажим соответствует началу обмотки, а нагрузочный — ее концу.

При подключении счетчика необходимо следить за тем, чтобы ток через токовые обмотки проходил от их начал к концам. Для этого провода со стороны источника питания должны подключаться к генераторным зажимам (зажимам Г) обмоток, а провода, отходящие от счетчика в сторону нагрузки, должны быть подключены к 

нагрузочным зажимам (зажимам Н).

Для счетчиков, включаемых с измерительными трансформаторами, должна учитываться полярность как трансформаторов тока (ТТ), так и трансформаторов напряжения (ТН). Это особенно важно для трехфазных счетчиков, имеющих сложные схемы включения, когда неправильная полярность измерительных трансформаторов не всегда сразу обнаруживается на работающем счетчике.

Если счетчик включается через трансформатор тока, то к началу токовой обмотки подключается провод от того зажима вторичной обмотки трансформаторов тока, который однополярен с выводом первичной обмотки, подключенным со стороны источника питания. При этом включении направление тока в токовой обмотке будет таким же, как и при непосредственном включении. Для трехфазных счетчиков входные зажимы цепей напряжения, однополярные с генераторными зажимами токовых обмоток, обозначаются цифрами 1, 2, 3. Тем самым определяется заданный порядок следования фаз 1-2-3 при подключении счетчиков.

Основные схемы включения однофазных счетчиков

На рисунке 1 изображены 

принципиальные схемы включения однофазного счетчика активной энергии. Первая схема (а) – непосредственного включения – является наиболее распространенной. Иногда, однофазный электросчётчик включают и полукосвенно – с использованием трансформатора тока (б).

Рисунок 1. Схемы включения однофазного счетчика активной энергии: а — при непосредственном включении; б — при полукосвенном включении. Далее рассмотрим схемы включения трёхфазных электросчётчиков.

Самыми распространёнными являются схемы непосредственного (рис.2) и полукосвенного (рис.3) включения в четырехпроводную сеть:

Рисунок 2. Схема непосредственного включения трёхфазного счетчика активной энергии

Рисунок 3. Схема полукосвенного включения трёхфазного счетчика активной энергии.

При полукосвенном включении используют трансформаторы тока. Выбор трансформаторов тока проводят исходя из потребляемой мощности. Промышленностью выпускаются трансформаторы тока с различным коэффициентом трансформации – 50/5, 100/5 …. 400/5 и т.д.

Основные схемы включения трёхфазных электросчётчиков

Кроме полукосвенной схемы, часто применяется и схема косвенного включения трёхфазных электросчётчиков

. При этой схеме используют не только трансформаторы тока, но и трансформаторы напряжения.

На рисунке 4 показана схема включения с тремя однофазными трансформаторами напряжения в трёхпроводную сеть, первичные и вторичные обмотки которых соединены в звезду. При этом общая точка вторичных обмоток в целях безопасности заземляется. Это же относится и к вторичным обмоткам трансформаторов тока.

Здесь необходимо обратить внимание на наличие обязательной связи нулевого проводника сети с нулевым зажимом счетчика, т.к. отсутствие такой связи может вызывать дополнительную погрешность при учете энергии в сетях с несимметрией напряжений.

Рисунок 4. Схема косвенного включения трёхфазного счетчика активной энергии в трёхпроводную сеть

Помимо трёхэлементных трёхфазных электросчётчиков, используют и двухэлементные. Принципиальные схемы включения трехфазного двухэлементного счетчика активной энергии типа САЗ (САЗУ) приведены на рисунке 5.

Здесь особо отметим, что к зажиму с цифрой 2 обязательно подключается средняя фаза, т.е. та фаза, ток которой к счетчику не подводится. При включении счетчика с трансформаторами напряжения зажим этой фазы заземляется.

На схеме заземлены зажимы со стороны источника питания (т.е. зажимы И1 трансформаторов тока), но можно было бы заземлять зажимы и со стороны нагрузки.

Счетчики типа САЗ применяются главным образом с измерительными трансформаторами (НТМИ), и поэтому приведенная схема является основной при учете активной энергии в электрических сетях 6 кВ и выше.

Рисунок 5. Схема полукосвенного включения трёхфазного двухэлементного счетчика активной энергии в трёхпроводную сеть

Необходимо отметить один момент, который я упустил раньше. Рабочее напряжение индукционных электросчётчиков, включаемых по схеме непосредственного и полукосвенного включения, равно 220/380 В. 

В схемах косвенного включения, т.е. с трансформаторами напряжения, применяют электросчётчики на рабочее напряжение 100 В. Некоторые электронные электросчётчики имеют диапазон входного напряжения 100-400 В, что теоретически позволяет использовать их в схемах с любым типом включения.

При монтаже учётов электроэнергии по схеме полукосвенного или косвенного включения, очень большое значение имеет правильное чередование фаз. Для определения чередования фаз применяют различные приборы, например Е-117 «Фаза-Н».

Схемы включения счетчиков реактивной энергии

Довольно часто, вместе с индукционными электросчётчиками активной энергии, применяют 

электросчётчики реактивной энергии.

На рисунке 6 приведены схемы полукосвснного включения счетчиков в четырехпроводную сеть (380/220 В). Эта схема требует для монтажа меньшего количества провода или контрольного кабеля. При ее сборке значительно уменьшается риск неправильного включения счетчиков, так как исключается несовпадение фаз (А, В, С) тока и напряжения.

Проверить правильность схемы можно упрощенными способами без снятия векторной диаграммы. Для этого достаточным является измерение фазных напряжений, определение порядка следования фаз и проверка правильности включения токовых цепей с помощью поочередного вывода двух элементов счетчиков из работы и фиксацией при этом правильного вращения диска.

Рисунок 6. Схема полукосвенного включения трехэлементных счетчиков активной и реактивной энергии в четырехпроводную сеть с совмещенными цепями тока и напряжения.

Недостаток схемы заключается в том, что проверка правильности включения токовых цепей вызывает необходимость трижды отключать потребителей и принимать особые меры по технике безопасности при производстве работ, так как вторичные цепи трансформаторов тока находятся под потенциалами фаз первичной сети.

Другим серьезным недостатком рассматриваемой схемы является то, что необходимо зануление или заземления вторичных обмоток измерительных трансформаторов.

В отличие от предыдущей схема на рисунке 7 имеет раздельные цепи тока и напряжения, поэтому она позволяет производить проверку правильности включения счетчиков и их замену без отключения потребителей, так как в этой схеме цепи напряжения могут быть отсоединены. Кроме этого, в ней соблюдены требования ПУЭ к занулению и заземлению вторичных обмоток трансформаторов тока.

Рисунок 7. Схема полукосвенного включения трехэлементных счетчиков активной и реактивной энергии в четырехпроводную сеть с раздельными цепями тока и напряжения.

И в заключение рассмотрим 

схему косвенного включения двухэлементных электросчётчиков активной и реактивной энергии в трехпроводную сеть свыше 1 кВ. Принципиальная схема данного включения приведена на рисунке 8.

Рисунок 8. Схема косвенного включения двухэлементных счетчиков активной и реактивной энергии в трехпроводную сеть свыше 1 кВ.

В данной схеме в качестве счетчика реактивной энергии принят двухэлементный электросчетчик с разделенными последовательными обмотками. Так как в средней фазе сети отсутствует трансформатор тока, то вместо тока Ib к соответствующим токовым обмоткам этого счетчика подведена геометрическая сумма токов Ia +Ic равная — Id.

На рисунке была показана схема включения с использованием трехфазного трансформатора напряжения типа НТМИ. На практике может применяться трехфазный трансформатор напряжения и с заземлением вторичной обмотки фазы В. Вместо трехфазного трансформатора напряжения также могут применяться два однофазных трансформатора напряжения, включенных по схеме открытого треугольника.

Как правило, схема включения счетчика обычно нанесена на крышке клеммной коробки. Однако, в условиях эксплуатации, крышка может оказаться снятой со счетчика другого типа. Поэтому необходимо всегда убедиться в достоверности схемы путем ее сверки с типовой схемой и с разметкой зажимов.

Монтаж цепей напряжения электросчётчика полукосвенного и косвенного включения должен выполняться в соответствии с ПУЭ — медным проводом сечением не менее 1,5 мм, а токовых цепей – сечением не менее 2,5 мм.

При монтаже электросчётчиков непосредственного включения, монтаж должен быть выполнен проводом, рассчитанным на соответствующий ток.

На этом обзор схем включения электросчётчиков будем считать оконченным. Разумеется, нами были рассмотрены далеко не все существующие схемы, а только те, которые наиболее часто используются на практике.

Ранее ЭлектроВести писали, что создана технология беспроводной передачи энергии на большие расстояния.

По материалам: electrik.info.

Схема правильного подключения однофазного счетчика электроэнергии

Во многих квартирах установлены однофазные счетчики. По конструкции модели довольно сильно отличаются. В первую очередь следует отметить, что выпускаются устройства на 2—4 клеммы. Подключаться счетчики к сети могут через различные приборы. В данном случае нужно учитывать особенности щитка, а также марку модификации. Для того чтобы более детально разобраться в указанном вопросе, необходимо рассмотреть конкретные схемы.

Двухтарифные модификации

Схема подключения двухтарифного однофазного счетчика предполагает использование реле с проводимостью тока на уровне 6,5 мк. В данном случае выпрямитель соединяется с клеммами напрямую. Непосредственно динистор используется расширительного типа. Во многом это помогает справиться с перегрузками в сети.

Если рассматривать модификации на 10 А, то транзистор применяется лишь широкополосного типа. Изоляторы у него устанавливаются с обмоткой. Если рассматривать счетчики на 20 А, то в этой ситуации потребуется транзистор открытого типа.

Трехтарифные счетчики

Схема подключения счетчика этого типа включает в себя полевые транзисторы. Реле стандартно используется на 6,5 мк. В первую очередь для подключения прибора зачищаются клеммы. Затем подбирается динистор с высокой проводимостью тока. Если рассматривать стандартный счетчик на 15 А, то стабилизатор можно не использовать. Особое внимание при подсоединении модели важно уделить изоляторам. Выходные контакты транзистора должны быть закрыты.

Схема моделей на две клеммы

Схемы подключения счетчика на две клеммы подразумевают использование высокопроводного реле. Для того чтобы бороться с перегрузками в сети, используют различные динисторы. Наиболее распространенными на сегодняшний день принято считать расширительные устройства. Встречаются они на рынке с изоляторами и без них. Если рассматривать модификацию на 10 А, то транзистор целесообразнее использовать однополюсного типа. Непосредственно подсоединение модификации осуществляется через выпрямитель, который соединяется с реле.

Если говорить про счетчики на 20 А, то в этом случае не обойтись без полупроводникового тиристора. В первую очередь это позволяет решить проблему с перегревом реле. Также он используется для повышения точности работы счетчика. Еще на рынке представлены модификации на 25 А. Для подключения приборов применяются транзисторы открытого типа. Проводимость у реле обязана составлять не менее 7 мк. В данном случае динистор применяется расширительного типа. Для борьбы с электромагнитными помехами используются выпрямители.

Схема подключения счетчика на три клеммы включает в себя два выпрямителя. Реле в данном случае используется с низкой проводимостью. За счет этого повышается точность измерений прибора. Расширитель устанавливается на транзистор. Для этого применяются выходные контакты. Если рассматривать модификации на 15 А, то динистор используется расширительного типа. В данном случае реле применяется на 4 мк. Если говорить про счетчики на 20 А, то расширитель можно устанавливать открытого типа. Однако реле понадобится на 6 мк.

Счетчики на четыре клеммы

Схема подключения электрического счетчика (однофазного) подразумевает использование расширительных динисторов. Непосредственно транзистор применяется открытого типа. Параметр проводимости тока обязан составлять не менее 6,5 мк. Если говорить про счетчики на 5 А, то в этой ситуации не обойтись без качественного выпрямителя. Однако в первую очередь крепится транзистор. Если говорить про счетчики на 10 А, то динистор можно использовать без изоляторов. Подключение реле осуществляется через выходные контакты.

Подключение счетчика «Меркурий»

Схема подключения однофазного счетчика «Меркурий» включает в себя динистор расширительного типа. Для борьбы с перегрузками в сети устанавливаются не только транзисторы, но и стабилизаторы. В данном случае расширитель используется с обмоткой. Для того чтобы зафиксировать реле, применяются зажимы. Параметр проводимости тока обязан составлять не менее 4,5 мк. Для того чтобы электромагнитные помехи не оказывали влияния на точность измерений, используются изоляторы.

Модель АСЕ 2000

Схема подключения однофазного электронного счетчика АСЕ 2000 содержит расширительный динистор. Основной проблемой модификации принято считать высокий параметр выходной перегрузки. В связи с этим точность измерения у счетчика не сильно высокая.

Для того чтобы улучшить параметры модели, применяются выпрямители открытого типа. Чтобы закрепить элемент на панели, используются проводники. Транзисторы для подключения можно брать однополюсного либо двухполюсного типа.

Модель NIK 2102

Схема подключения счетчика электроэнергии (однофазного) NIK 2102 подразумевает использование реле на 4 мк. Динистор чаще всего подбирается открытого типа. Показатель выходной перегрузки в данном случае равняется 10 А. Расширитель по схеме крепится за реле. Транзистор разрешается применять однополюсного типа. Стабилизатор для подключения счетчика не потребуется. Система защиты у него установлена надежная.

Модель МЕ172

Схема подключения однофазного счетчика этой марки содержит различные транзисторы. Если рассматривать вариант с однополюсной модификацией, то реле применяется на 3 мк. В данном случае динистор потребуется расширительного типа. В этом случае параметр выходного напряжения будет лежать в районе 10 А. Также следует рассмотреть схему с двухполюсным транзистором. В этом случае динистор понадобится аналогового типа. Выпрямитель устанавливается непосредственно за транзистором. Реле используется в сети на 6 мк. Показатель выходной перегрузки не превышает 15 А.

Модель МТХ1А10

Схема подключения однофазного счетчика содержит однополюсный транзистор. Реле за ним установлено на 3,5 мк. Непосредственно стабилизатор устанавливается с изоляторами. Реле подключается к щитку через выходные контакты. Также счетчик можно подсоединять через двухполюсные транзисторы. Стабилизатор в данном случае не используется. Динистор для реле подбирается открытого типа. Проводимость тока в среднем равняется 6,5 мк.

Модель ED 2500

Схема подключения однофазного счетчика предполагает использование реле на 3,3 мк. В данном случае транзистор применяется открытого типа. В некоторых случаях используются стабилизаторы. Также важно отметить, что разрешается устанавливать однополюсные транзисторы. В этой случае динистор применяется расширительного типа. Параметр проводимости тока в среднем равняется 5,6 мк. Как правило, пороговая перегрузка составляет не более 15 А. Если говорить про двухполюсные транзисторы, то они используются очень редко. В данном случае проблема чаще всего заключается в уменьшении точности измерений.

Модель АСЕ 300

Схема подключения однофазного счетчика данного типа подразумевает использование реле на 3 мк. Непосредственно транзистор применяется однополюсного типа. Динистор чаще всего используется с изоляторами. В некоторых случаях устанавливается стабилизатор линейного типа.

Однако следует отметить, что стоит он на рынке довольно дорого. Если рассматривать схемы с двухполюсными транзисторами, то в этом случае динистор устанавливается открытого типа. Непосредственно реле для счетчика подбирается на 7 мк. В данном случае показатель выходной перегрузки лежит в районе 20 А.

Счетчики электроэнергии однофазные электронн-омеханические — RadioRadar

Технические параметры некоторых моделей электронно-механических и электронных счетчиков электроэнергии приведены в табл. 1 и 2, их внешний вид и схемы включения — на рис. 1 — 14 соответственно.

Таблица 1. Технические параметры однофазных электронно-механических счетчиков

Параметр

Марка счетчика

ЦЭ-2705

СОЭ-52/50*

СОЛО*

СО-ЭА05

Номинальное напря­жение контролируе­мой сети, В

220

Диапазон изменения напряжения контроли­руемой сети, В

187 — 242

176 — 242

Номинальный ток нагрузки, А

5

5 — 50 (5 — 60)

10 — 80

10

Максимальный ток нагрузки, А

50

10 — 100

50

Минимальный ток нагрузки, А

0,25

5 — 60

Кратковременная перегрузка по току, А

150

Номинальная частота контролируемой сети, Гц

50

Диапазон изменения частоты контроли­руемой сети, Гц

47,5 — 52,5

Полная мощность, потребляемая цепью тока, не более, ВА

0,05

0,3

0,5

Активная мощность, потребляемая в цепи напряжения, не более, Вт

2,5

2,0

1,3

 

Параметр

Марка счетчика

ЦЭ-2705

СОЭ-52/50*

СОЛО*

СО-ЭА05

Полная мощность, по­требляемая в цепи напряжения, не более, ВА

10

8,0

5,5

Класс точности в диапазоне нагрузок 1. . .1000% номин. тока

2,0

1,0 или 2,0

1,0; 2,0

1,0

Коэффициент переда­чи основного переда­ющего устройства, имп./кВтч

16 000

Межповерочный интервал, лет

16

6

Рабочий диапазон температур, °С

от -40 до +60

от -25 до +55

-35 до +55

Средний срок службы, лет

30

32

30

Передаточные числа, имп./кВт

4000, 6400

6400 или 3200

Габаритные размеры, мм

114x206x71

208x135x113

215x134x113 (круглый корпус)

208x132x69,3 (прямоуголь­ный корпус)

200x121x96

Масса, не более, кг

0,6

0,7

* Могут эксплуатироваться автономно и в составе автоматизированной системы контроля и учета электроэнергии (АСКУЭ) с использованием импульсного выхода.

Особенности счетчика СОЭ-52: наличие светодиодного индикатора работы и телеметрического выхода, использование SMD-монтажа.

Особенности счетчика СОЛО: расширенный диапазон рабочих температур; счетчик имеет шести- или семиразрядный электромеханический (ЭМ) счетный механизм, устойчивый к электромагнитным воздействиям, или жидкокристаллический индикатор; технологический запас по классу точности; счетчик некритичен к углам отклонения от вертикального положения; защита от хищения электроэнергии; имеет те же габаритно-установочные размеры, что и индукционные счетчики.

Рис. 1.  Счетчики электроэнергии однофазные электронно-механические: а — ЦЭ-2705, б — СОЛО, в — СОЭ-52/50, г — СО-ЭА05

 

Рис. 2. Схемы включения счетчика электроэнергии однофазного электронно-механического модели «Соло»: а — модели с круглым корпусом, б — модели с прямоугольным корпусом со встроенным шунтом

 

Счетчики электрической энергии электронные однофазные ЦЭ2736М (однотарифные) и ЦЭ2706Ш (многотарифные)

Электронные счетчики предназначены для точного учета бытового потребления активной электроэнергии в однофазных двухпроводных сетях переменного тока частотой 50 Гц. Счетчики могут использоваться и в качестве датчика для телеизмерения мощности в информационно-измерительных системах учета электроэнергии. Электронные счетчики не имеют движущихся частей, благодаря чему увеличиваются временной ресурс и улучшается температурный режим их работы.

Электронный счетчик ЦЭ2736М с шунтовым преобразователем тока предназначен для измерения и учета активной энергии в однофазных цепях переменного тока и передачи телеметрической информации о расходуемой электроэнергии при работе в автоматизированных системах контроля и учета электроэнергии (АСКУЭ).

Энергонезависимая память счетчика ЦЭ2706Ш обеспечивает сохранение результатов учета и их вывод на индикацию при полном отключении от питающей сети в течение 10 лет. Тип крепления счетчика: Ш — шкафной.

Счетчик ЦЭ2736М выполнен в типовом корпусе и полностью отвечает требованиям ГОСТ 30207-94 (МЭК 1036).

Счетчики выпускаются в различных исполнениях, в том числе обеспечивающих учет постоянной составляющей тока нагрузки. Изготовитель этих счетчиков — ООО «ЧЭАЗ-ЭЛПРИ» (г. Чебоксары, http://www.elpri.ru/).

Сертификат соответствия ЦЭ 2736М:

№ РОСС. Ии.МЕ48.В01515. Счетчик занесен в государственный реестр средств измерений под № 26372-04.

Сертификат соответствия ЦЭ 2706Ш:

№ РОСС. тМЕ48.В01650.

Счетчик занесен в государственный реестр средств измерений под № 26372-04.

Отличительные особенности электронных счетчиков:

  • гальванически изолированы от схемы учета и снабжены телеметрическим выходом для передачи информации;
  • широкий диапазон рабочих температур окружающей среды;
  • высокая перегрузочная способность с обеспечением точности учета в широком диапазоне токов;
  • нечувствительность к воздействиям внешних электромагнитных полей измерительного канала и счетного механизма;
  • установочные размеры унифицированы с размерами индукционных однофазных счетчиков.

Таблица 2. Технические параметры электронных счетчиков

Наименование

ЦЭ2736М

ЦЭ2706Ш

Класс точности в диапазоне нагрузок 1. ..1000% номинального тока

1,0

1,0;  2,0

Число временных тарифных зон учета

1

от 1 до 8

Номинальное напряжение контролируемой сети, В

220

Диапазон изменения напряжения контролируемой сети, В

187 — 242

Номинальная частота контролируемой сети, Гц

50

Диапазон изменения частоты контролируемой сети, Гц

47,5 — 52,5

Номинальный ток нагрузки, А

5

Минимальный ток нагрузки, А

0,25

Максимальный ток нагрузки, А

50

40, 50, 60

Активная и полная мощность, потребляемая в цепи напряжения, не более, ВА

4

5

Кратковременная перегрузка по току в течение 0,01 с (для ЦЭ2705) и 0,5 с (для цЭ2706Ш), А

150±50

Полная мощность, потребляемая цепью тока, не более, ВА

0,05

 

Наименование

ЦЭ2736М

ЦЭ2706Ш

Дополнительная погрешность, вызванная внешним постоянным магнитным полем для счетчиков класса 1,0 (2,0), не более, %

±3 (±6)

Порог чувствительности для счетчика класса точности 1,0 (2,0), А

0,0125 (0,025)

Интерфейс связи с ЭВМ верхнего уровня

RS-232

(RS-485)

Коэффициент передачи телеметрического канала, имп. /к Вт-ч

1000 — 8000

3200

Межпроверочный интервал, лет

16

10

Диапазон рабочих температур, °С

от -40 до +50

от -20 до +50

Средний срок службы до капитального ремонта, лет

30

Степень защиты

IP51

Гарантийный срок эксплуатации, лет

5

Габаритные размеры (ширинахвысотахглубина), мм

210x134x113

114x206x71

Масса, не более, кг

0,7

 

Рис. 3.  Счетчики электроэнергии электронные однофазные: а — ЦЭ2736М (однотарифный), б — схема включения ЦЭ2736М, в — ЦЭ-2706Ш (многотарифный)

 

Счетчики электроэнергии семейства «Меркурий»

Трехфазные многотарифные счетчики

Рис. 4. Трехфазный, многофункциональный, активно/реактивный, многотарифный счетчик: а — МЕРКУРИЙ 233ART2, б — МЕРКУРИЙ 231AT

 

Рис. 5. Схема подключения трехфазного, многофункционального, активно/реактивного, многотарифного счетчика МЕРКУРИЙ 233ART2

 

Рис. 6. Схема подключения трехфазного, многофункционального, активно/реактивного, многотарифного счетчика МЕРКУРИЙ 231AT

 

Трехфазные однотарифные счетчики

 

Рис. 7. Трехфазный счетчик активной энергии: а — МЕРКУРИЙ 230AM, б — МЕРКУРИЙ 232AM

 

Рис. 8. Схема подключения трехфазного счетчика активной энергии МЕРКУРИЙ 230AM

 

Рис. 9. Схема подключения трехфазного счетчика активной энергии МЕРКУРИЙ 232AM

 

Однофазные многотарифные счетчики

Рис. 10. Однофазный многотарифный счетчик: а — МЕРКУРИЙ 200, б — МЕРКУРИЙ 203.2T, в — МЕРКУРИЙ 205.2T FION

 

Рис. 11. Схема подключения однофазного многотарифного счетчика: а — МЕРКУРИЙ 200, б — МЕРКУРИЙ 203. 2T

Примечание к рис. 11, а и б. Номинальное напряжение, подаваемое на телеметрический выход (конт. 10 и 11), равно 12 В (предельное — 24 В). Номинальная сила тока этого выхода — 10 мА (предельная — 30 мА).

 

Рис. 12. Схема подключения однофазного многотарифного счетчика МЕРКУРИЙ 205.2T FION

 

Однофазные однотарифные счетчики

Рис. 13. Однофазный однотарифный счетчик: а — МЕРКУРИЙ 201, б — МЕРКУРИЙ 202, в — МЕРКУРИЙ 203

 

Рис. 14. Схема подключения однофазного однотарифного счетчика: а — МЕРКУРИЙ 201 и МЕРКУРИЙ 202 к сети 230 В, б — МЕРКУРИЙ 203

Примечание к рис. 14. Номинальное напряжение, подаваемое на телеметрический выход, равно 12 В (предельное — 24 В). Номинальная сила тока этого выхода 10 мА (предельная — 30 мА).

Основы измерения электроэнергии

Основные измерения электроэнергии

Понимание выработки электроэнергии, потерь мощности и различных типов измеряемой мощности может быть пугающим. Ниже приведен обзор основных измерений электрической и механической мощности.

Электрический ток, напряжение и сопротивление

Любое обсуждение электричества неизбежно приводит к электрическому току, напряжению и сопротивлению. Эти концепции показаны ниже на Рисунке 1.Электрический ток — это сам поток электричества, который измеряется в единицах, называемых амперами (А). Напряжение — это сила, которая заставляет электричество течь, и измеряется в единицах, называемых вольтами (В или U). Сопротивление выражает трудности, с которыми течет электричество, и измеряется в единицах, называемых омами (Ом).

На рисунке ниже эти взаимосвязи показаны в виде электрических цепей. В электрической цепи электрический ток проходит через различные типы нагрузки, включая сопротивление, индуктивность и емкость, от положительных полярностей источников питания, таких как батареи, а затем возвращается к отрицательным полярностям на источнике питания.Нагрузка — это термин, который обычно используется для обозначения чего-то, что получает электричество от источника питания и действительно работает (обеспечивает свет, в случае лампочки).


Рисунок 1 — Основные элементы электрической схемы
Мощность

Электрическая энергия может быть преобразована в другие виды энергии и использована. Например, его можно преобразовать в тепло в электронагревателе, в крутящий момент в двигателе или в свет люминесцентной или ртутной лампы. В таких примерах работа, которую электричество выполняет за определенный период (или затраченная электрическая энергия), называется электрической мощностью.Единица измерения электрической мощности — ватт (Вт). 1 ватт эквивалентен 1 джоуля работы, выполняемой за 1 секунду.

В электрических системах напряжение — это сила, необходимая для перемещения электронов. Ток — это скорость потока заряда в секунду через материал, к которому приложено определенное напряжение. Умножив напряжение на соответствующий ток, можно определить мощность.

Постоянный ток (DC) Мощность

Постоянный ток, или DC, относится к системам питания, в которых используется одна полярность напряжения и тока, однако амплитуда может изменяться (циклическая или случайная).


Рисунок 2 — Базовая схема, показывающая напряжение и ток с источником постоянного напряжения
Закон Ома

При расчетах электрических цепей используется ряд формул, но именно закон Ома показывает наиболее фундаментальную взаимосвязь: взаимосвязь между электрическим током, напряжением и сопротивлением. Закон Ома гласит, что электрический ток течет пропорционально напряжению. Ниже показана формула для выражения отношения между током (I) и напряжением (U).

Согласно этой формуле, ток (I) уменьшается при увеличении значения R и, наоборот, ток (I) увеличивается при уменьшении значения R. R здесь представляет собой сопротивление (или электрическое сопротивление). Другими словами, мы видим, что по мере увеличения или уменьшения сопротивления (R) ток течет с большей или меньшей легкостью. Эту формулу можно переписать, как показано ниже. Если известны два значения: ток, напряжение и сопротивление, вы можете получить оставшееся значение.

Мощность постоянного тока (DC) P (W) определяется умножением приложенного напряжения (U) на ток I (A), как показано выше.В приведенном ниже примере количество электроэнергии, определенное предыдущим уравнением, извлекается из источника питания и потребляется сопротивлением R (в омах) каждую секунду. По закону Ома формулу можно переписать следующим образом:

Электрические цепи постоянного тока поддерживают постоянный ток и напряжение без циклических изменений ни в одном из них. Таким образом, получить мощность постоянного тока (P) с полученной формой волны, представленной ниже, очень просто.

Электропитание переменного тока

Электропитание, обычно используемое в Японии, работает от 100 В переменного тока.Эти 100 В представляют собой напряжение, выраженное как среднеквадратичное значение (СКЗ).

100 В от настенных розеток воспринимаются как чистые синусоидальные волны, как показано на рисунке ниже. Мы можем видеть, что полярность меняется циклически, и что напряжения постоянно колеблются. Волны переменного напряжения имеют чистые синусоидальные волны, как график на рисунке 3, а также множество других волн, таких как искаженные волны, такие как обычные формы, такие как треугольная и прямоугольная волна. Чтобы определить размер этих волн переменного тока и напряжения, нам нужны значения, соответствующие одному стандарту.Поэтому используется среднеквадратичное значение (среднеквадратичное значение), которое было получено на основе постоянного тока и напряжения.


Рисунок 3 — Циклическое изменение полярности переменного напряжения в синусоидальной, треугольной и прямоугольной форме
Среднеквадратичное значение (СКЗ)

Среднеквадратичное значение чаще всего используется при выражении значений переменного тока и напряжения и измеряется в Армейских единицах и Урм. В приведенном выше примере 100 В — это напряжение, выраженное как среднеквадратичное значение (СКЗ).

Простое среднее значение синусоиды равно нулю, поэтому требуется другое уравнение.Вот почему используется среднеквадратичное значение (среднеквадратичное значение), которое было определено на основе постоянного тока и напряжения. Он основан на объеме работы, выполняемой определенным количеством постоянного тока и напряжения, и выражает — используя те же значения, что и постоянный ток и напряжение — величину переменного тока и напряжения, которые выполняют такой же объем работы.

Если теплотворная способность при подаче напряжения постоянного тока на резистор такая же, как теплотворная способность при подаче переменного тока другой формы волны, действующее значение этого напряжения переменного тока будет таким же, как и для напряжения постоянного тока.

Например, теплотворная способность при приложении постоянного напряжения 100 В к резистору 10 Ом такая же, как теплотворная способность при подаче переменного тока 100 В на тот же резистор. Концепция среднеквадратичного значения для электрического тока такая же.


Рисунок 4 — Равная теплотворная способность сигналов постоянного и переменного тока

Теплотворная способность — это объем выполненной работы, поэтому по следующей формуле мощность рассчитывается как теплотворная способность.

В качестве примера на следующей диаграмме показаны колебания мощности в зависимости от времени, когда на резистор 10 Ом подается постоянный ток 1 А и переменный ток 1 Ампер.


Рисунок 5 — Зависимость мощности от времени при постоянном и переменном токе

Поскольку при постоянном токе нет колебаний значения тока, значение мощности остается постоянным 10 Вт. Однако, поскольку значение тока постоянно колеблется при переменном токе, значение мощности колеблется со временем. То, что эти два типа мощности (теплотворная способность) равны, равносильно утверждению, что средние значения Pdc и P1 — Pn равны. Это выражается нижеприведенной формулой.


Здесь резистор (R) постоянный, поэтому им можно пренебречь. Следующее выражает результирующую взаимосвязь между постоянным током и переменным током.

Делая интервал между I1 и In как можно меньшим в этой формуле, в конечном итоге Irms дает квадратный корень из площади части, заключенной в форме волны, деленной на время. Это выражается нижеприведенной формулой.

Важно знать, что постоянный ток 1 А выполняет ту же работу, что и переменный среднеквадратичный ток 1 Ампер.При постоянном и установившемся постоянном токе вы можете получить значение мощности, просто умножив ток на напряжение.

Однако переменный ток не так прост, как постоянный, из-за разницы фаз между током и напряжением. Ниже приведены три типа питания переменного тока. Обычно мощность и потребляемая мощность относятся к активной мощности.

Питание в системах переменного тока

Как и в случае постоянного тока, значение мощности (мгновенное значение мощности) для переменного тока в определенный момент времени может быть получено путем умножения напряжения и тока для этого момента времени.

При переменном токе, поскольку и ток, и напряжение периодически меняются, значения мощности также постоянно меняются. Это показано на следующей диаграмме.

В качестве энергии в секунду мощность может быть получена из среднего значения мгновенной энергии, то есть площади участка, заключенного в форме волны, по времени. Формула выглядит следующим образом:

Например, если к резистору приложен ток 1 Ампер и напряжение 100 Ом, как показано ниже, мощность станет 100 Вт при вычислении по приведенной выше формуле.

При подаче тока и напряжения на резистор результирующие формы сигналов показаны на Рисунке 6 ниже.


Рисунок 6 — Отсутствие разности фаз в чисто резистивной нагрузке

Считается, что ток и напряжение находятся «в фазе» по полярности и времени, когда формы сигнала тока и напряжения проходят через нуль. Ток и напряжение всегда в фазе, когда нагрузка состоит только из сопротивления.

Когда нагрузка имеет катушку в дополнение к сопротивлению, происходит фазовый сдвиг между сигналом напряжения и тока.Это отставание называется разностью фаз, как показано на рисунке 7.


Рисунок 7 — Разности фаз, представляющие индуктивную и емкостную нагрузку

Разность фаз обычно выражается как Φ (фи), а единица измерения — радианы, но часто указывается в градусах. В приведенном ниже примере точка A начинается из точки P и делает один оборот по окружности круга O. Расстояние между точкой A и прямой линией, проходящей через центр O и точку P (красная линия) как ось Y и ∠AOP (φ), поскольку ось X дает синусоидальную волну ниже.


Рисунок 8 — Синусоидальная волна с фазой

На рис. 9 показаны кривые тока и напряжения, сдвинутые по фазе на 60 °. При рассмотрении положения на окружности напряжения (u) и тока (i), как в приведенном выше примере, ∠uoi постоянна в каждый момент времени. Угол этой ∠uoi указывает величину разности фаз между напряжением (u) и током (i).


Рисунок 9 — Синусоидальные волны напряжения и тока с разностью фаз

Три типа нагрузки цепи переменного тока показаны на рисунке 10.Как показано ниже, разность фаз между током и напряжением зависит от типа нагрузки.


Рисунок 10 — Фазовое и векторное представление цепей переменного тока с резистивной, индуктивной или емкостной нагрузкой

Для фаз ток может отставать от напряжения или опережать. Ток отстает на 90 °, когда нагрузка состоит только из индуктивности, и опережает на 90 °, когда только емкость. Когда существуют все три типа, разность фаз колеблется в соответствии с соотношением размеров каждого компонента.Затем давайте посмотрим на мощность, когда есть разность фаз между током и напряжением.

Электропитание переменного тока с разностью фаз

Когда существует разность фаз между током и напряжением, происходит мгновенное изменение энергии, как показано на рисунке 11.

Когда ток или напряжение равны 0, мгновенная мощность становится равной 0. Поскольку полярности тока и напряжения меняются в промежутках между ними, мгновенная мощность становится отрицательной. Мощность — это среднее значение мгновенной энергии, поэтому мощность становится меньше, чем когда ток и напряжение совпадают по фазе (пунктирная линия).


Рисунок 11 — Мгновенная энергия, когда напряжение и ток имеют разность фаз

Треугольник мощности и коэффициент мощности

Цепи переменного тока, содержащие емкость, индуктивность или и то, и другое, содержат активную и реактивную мощность. Треугольник мощности, показанный на рисунке 12, помогает проиллюстрировать потребление энергии в индуктивной или емкостной цепи. Треугольник мощности представляет собой прямоугольный треугольник, показывающий соотношение четырех основных элементов, активной мощности, реактивной мощности, полной мощности и коэффициента мощности.


Рисунок 12 — Треугольник мощности показывает соотношение активной и реактивной мощности.

Активная мощность

Активная мощность (P) — это истинная мощность, которую устройство потребляет и выполняет реальную работу в электрической цепи. Активная мощность рассчитывается ниже в ваттах (Вт).

Реактивная мощность

Реактивная мощность (Q) — это мощность, которая не потребляется устройством и передается между источником питания и нагрузкой.Реактивная мощность, которую иногда называют мощностью без мощности, забирает мощность из цепи из-за фазового сдвига, создаваемого емкостными и / или индуктивными компонентами. Этот фазовый сдвиг уменьшает количество активной мощности для выполнения работы и усложняет расчет мощности. Реактивная мощность рассчитывается ниже и измеряется в вольт-амперах реактивной мощности (ВАр). В цепи постоянного тока нет реактивной мощности.

Полная мощность

Полная мощность (S) — это гипотенуза треугольника мощности, состоящая из векторного сложения активной мощности (P) и реактивной мощности (Q). Расчет полной мощности представляет собой умножение действующего напряжения на среднеквадратичный ток с единицей измерения вольт-ампер (ВА).

Коэффициент мощности

При определении коэффициента мощности для синусоидальных волн коэффициент мощности равен косинусу угла между напряжением и током (Cos Φ). Это определяется как коэффициент мощности «смещения» и подходит только для синусоидальных волн. Для всех других форм сигналов (несинусоидальных волн) коэффициент мощности определяется как мощность в ваттах, деленная на полную мощность в амперах напряжения.Это называется «истинным» коэффициентом мощности и может использоваться для всех форм сигналов, как синусоидальных, так и несинусоидальных, с использованием квалификатора λ (лямбда).

Коэффициент мощности (λ) увеличивается или уменьшается в зависимости от величины разности фаз (φ). Рисунок 13 иллюстрирует это явление.


Рисунок 13 — Коэффициент мощности при различных разностях фаз

Для идеальных синусоидальных волн ток и напряжение совпадают по фазе, полная мощность и активная мощность становятся равными, а коэффициент мощности равен 1. Коэффициент мощности уменьшается с увеличением разности фаз; коэффициент мощности равен 0,5 (активная мощность равна 1/2 полной мощности) при разности фаз 60 ° и 0 при разности фаз 90 °. Коэффициент мощности 0 означает, что ток течет к нагрузке, но она не работает.

Векторное отображение переменного тока

Временной сдвиг между напряжением и током называется разностью фаз, а Φ — фазовым углом. Смещение по времени в основном вызвано нагрузкой, на которую подается питание.Как правило, разность фаз равна нулю, когда нагрузка является чисто резистивной. Когда нагрузка индуктивна, ток отстает от напряжения. Когда нагрузка емкостная, ток опережает напряжение.


Рисунок 14 — Сдвиг фаз между напряжением и током при чисто индуктивной или емкостной нагрузке

Векторный дисплей используется для четкого отображения зависимости величины и фазы между напряжением и током. Положительный фазовый угол представлен углом против часовой стрелки по отношению к вертикальной оси.


Рисунок 15. Векторная диаграмма показывает соотношение амплитуды и фазы между напряжением и током

Системы питания переменного тока

Питание

переменного тока может быть однофазным или многофазным. Однофазное электричество используется для питания обычных бытовых и офисных электроприборов, но для распределения электроэнергии и подачи электричества непосредственно на оборудование более высокой мощности почти повсеместно используются трехфазные системы переменного тока.

Однофазные электрические схемы

Существуют две распространенные схемы подключения для однофазных цепей.Наиболее распространена однофазная двухпроводная схема. Другой — однофазная трехпроводная схема, обычно встречающаяся в бытовых приборах.

Однофазная 2-проводная система (1P2W)

Обеспечивает однофазное питание переменного тока по двум проводам. Самая простая система, она используется при подключении источников питания ко многим электрическим устройствам, например, бытовой электронике. При подключении ваттметра к однофазной двухпроводной системе необходимо учесть несколько моментов перед подключением.


Рисунок 16. Различные схемы подключения однофазной двухпроводной системы

Влияние паразитной емкости

При измерении однофазного устройства влияние паразитной емкости на точность измерения можно минимизировать, подключив токовый входной зажим прибора к стороне, которая ближе всего к потенциалу земли источника питания.


Рисунок 17 — Схема подключения для минимизации паразитной емкости
Влияние измеренных амплитуд напряжения и тока

Когда измеряемый ток относительно велик, подключите клемму измерения напряжения между клеммой измерения тока и нагрузкой.Когда измеренный ток относительно невелик, подключите клемму измерения тока между клеммой измерения напряжения и нагрузкой.


Рисунок 18 — Схема подключения при относительно большом измеряемом токе

Двухфазная 3-проводная система (1P3W)

Обеспечивает однофазное питание переменного тока по трехпроводным проводам. Однофазная трехпроводная система является наиболее распространенной системой распределения электроэнергии. Электроэнергия, подаваемая в большинство домохозяйств, поставляется с использованием этой системы.В следующем примере требуются два ваттметра для измерения двух напряжений (U1, U2) и двух токов (I1, I2).


Рисунок 19 — Трехпроводная система с разделением фаз

Трехфазные электрические схемы

В отличие от однофазных систем, каждый из проводящих проводов трехфазного источника питания пропускает переменный ток той же частоты и амплитуды напряжения относительно общего эталона, но с разностью фаз в одну треть периода. Трехфазные системы имеют преимущества перед однофазными, что делает их пригодными для передачи энергии и в таких приложениях, как асинхронные двигатели.

Характеристики трехфазных систем
  • Ток и напряжение на каждой фазе имеют разность фаз 120 ° в сбалансированной системе.
  • Линейное напряжение — это напряжение, измеренное между любыми двумя линиями в трехфазной цепи.
  • Фазное напряжение — это напряжение, измеренное на нагрузке в фазе
  • .
  • Линейный ток — это ток через любую линию между трехфазным источником и нагрузкой.
  • Фазный ток — это ток через любой компонент трехфазного источника или нагрузки.
  • При соединении треугольником линейное напряжение совпадает с фазным напряжением. Для синусоидальных волн линейный ток в √3 раз больше фазного тока.
  • При соединении звездой линейное напряжение в √3 раз больше фазного напряжения, а токи такие же.
  • Трехфазные источники питания могут передавать в три раза больше мощности, используя всего в 1,5 раза больше проводов, чем однофазные источники питания (т. Е. Три вместо двух). Таким образом, соотношение емкости к материалу проводника увеличивается вдвое.
  • Трехфазные системы также могут создавать вращающееся магнитное поле с заданным направлением и постоянной величиной, что упрощает конструкцию электродвигателей.

До сих пор мы обсуждали, что источник питания и нагрузка соединены двумя проводниками. Это известно как однофазная двухпроводная система. При питании от переменного тока существует однофазное и трехфазное питание, доступны следующие системы электропитания. Трехфазное питание может использоваться в трех- или четырехпроводной конфигурации в звездообразном или треугольном режиме.

Диаграммы на Рисунке 20 показывают источник и нагрузку в конфигурации треугольником или звездой (WYE).


Рисунок 20 — Конфигурации трехфазного треугольника и звезды (WYE)

Теорема Блонделя

При обсуждении измерения мощности с помощью ваттметров часто ссылаются на теорему Блонделя при определении правильного метода подключения ваттметров и количества, необходимого для наиболее точного измерения.Теорема утверждает, что мощность, подаваемая в систему из N проводников, равна алгебраической сумме мощности, измеренной N ваттметрами. Кроме того, если общая точка находится на одном из проводов, счетчик этого проводника может быть удален, и потребуется только N-1 счетчик.

Трехфазное соединение звездой (3P4W)

Измерение относительно просто, если объектом измерения является трехфазная 4-проводная система. Как показано на схеме ниже, трехфазный 4-проводный включает в себя подключение ваттметров к каждой фазе на основе нейтрального проводника.Получите мощность для каждой фазы путем измерения напряжения (фазного напряжения) и тока (фазного тока) для каждой фазы с помощью разных ваттметров. Суммирование даст значение мощности трехфазного переменного тока. Для измерения трехфазной 4-проводной мощности требуется три ваттметра.


Рисунок 21 — Трехфазное соединение звездой (3P4W)

Полная мощность, активная мощность и реактивная мощность для трехфазной мощности — это сумма каждой фазы.

Трехфазный треугольник, два ваттметра (3P3W)

Измерение в трехфазной трехпроводной системе немного сложнее, поскольку нейтральный проводник, который использовался в качестве основы для трехфазной четырехпроводной системы, отсутствует и фазное напряжение невозможно измерить.Измерение в трехфазной трехпроводной системе включает получение значения мощности трехфазного переменного тока с использованием метода, называемого методом 2-ваттметра.

Применяя теорему Блонделя и используя метод двух ваттметров, мы можем получить значения мощности трехфазного переменного тока. Схема подключения метода двух ваттметров и векторная карта показаны ниже.

Вывод теоремы Блонделя приводится ниже.

Расчет выше показывает, что мы можем получить значения мощности трехфазного переменного тока из значений мощности в двух линиях и значений тока в двух фазах.Поскольку этот метод требует контроля только двух значений тока и двух напряжений вместо трех, установка и конфигурация проводки упрощаются. Он также может точно измерять мощность в сбалансированной или несбалансированной системе. Его гибкость и низкая стоимость установки делают его подходящим для производственных испытаний, когда требуется измерение только мощности или нескольких других параметров.

Другими словами, для измерения трехфазной мощности мощность может быть получена путем измерения мощности для каждой фазы и вычисления общей мощности.Для метода двух ваттметров уравнение показано ниже.

Трехфазное соединение треугольником (3V3A)

Существует еще один метод измерения при трехфазной трехпроводной системе: измерение трех напряжений и трех токов (3V3A). Как и метод двух ваттметров, этот метод измеряет ток фазы T и линейное напряжение между R и S. Ниже представлена ​​схема подключения.


Рисунок 22 — Трехфазное соединение треугольником (3V3A)

Поскольку метод трех напряжений и трех токов (3V3A) измеряет ток фазы T, он позволяет увидеть баланс токов между фазами, что было невозможно при использовании метода двух ваттметров.Для инженерно-исследовательских и опытно-конструкторских работ трехфазный

Лучше всего использовать трехпроводной метод

с использованием трех ваттметров, поскольку он предоставляет дополнительную информацию, которая может использоваться для балансировки нагрузки и определения истинного коэффициента мощности. В этом методе используются все три напряжения и все три тока. Измеряются все три напряжения (R — T, S — T, R — S).

Векторный дисплей измерений трехфазного переменного тока

Мы будем использовать трехфазную систему Y «звезда», чтобы проиллюстрировать концепцию трехфазного векторного дисплея.В звездообразной системе напряжения и токи каждой фазы смещены на 120 °. Нейтральная точка Y-системы находится в центре, где все напряжения и токи теоретически равны нулю.

При проведении измерений в звездообразной системе, где присутствует физический нейтральный провод; напряжения будут измеряться относительно этой нейтральной точки, это называется «фазным напряжением». При проведении измерений в звездообразной системе, где физический нейтральный провод отсутствует; напряжения будут измеряться относительно друг друга, это называется «линейное напряжение» или «соединение треугольником».Соединение по схеме «треугольник» образует равносторонний треугольник с интервалом между напряжениями 60 градусов, в отличие от соединения по схеме «звезда», где напряжения изменяются на 120 градусов. Величина линейных напряжений в √3 раз превышает фазные напряжения. Токи в звездной системе всегда измеряются последовательно относительно нейтральной точки, причем угловые измерения относительно векторов напряжения обозначаются Φ. Рисунок 23 иллюстрирует взаимосвязь между измерениями напряжений при подключении по схеме «треугольник» и «звездой» с помощью векторной диаграммы.


Рисунок 23 — Векторная диаграмма измерений трехфазного треугольника и звезды.

Измерение трехфазного коэффициента мощности

Общий коэффициент мощности для 3-фазной цепи определяется суммированием общего ватта, деленного на общее измерение в ВА.

Используя метод двух ваттметров, сумма общих ватт (W1 + W2) делится на измерения VA. Однако, если нагрузка несимметрична (фазные токи разные), это может привести к ошибке при вычислении коэффициента мощности, поскольку в расчете используются только два измерения ВА.Два VA усредняются, потому что предполагается, что они равны; однако, если это не так, будет получен ошибочный результат. Следовательно, для несимметричных нагрузок лучше всего использовать метод трех ваттметров, поскольку он обеспечит правильный расчет коэффициента мощности как для сбалансированных, так и для несбалансированных нагрузок.

При использовании метода трех ваттметров в приведенном выше расчете коэффициента мощности используются все три измерения ВА.

Гармоники

Гармоники относятся ко всем синусоидальным волнам, частота которых является целым кратным основной волны (обычно это синусоидальный сигнал линии электропередачи с частотой 50 или 60 Гц или от 0 до 2 кГц для вращающихся машин).Гармоники — это искажение нормальных форм сигналов электрического тока, обычно передаваемых нелинейными нагрузками. В отличие от линейных нагрузок, где потребляемый ток пропорционален форме волны входного напряжения и следует за ней, нелинейные нагрузки, такие как двигатели с регулируемой скоростью, потребляют ток короткими резкими импульсами. Когда основная волна и последующие гармонические составляющие объединяются, формы волны искажаются и возникает интерференция.


Рисунок 24. Искаженные формы сигналов состоят из нескольких гармонических составляющих

Гармоники

необходимо контролировать, поскольку они могут вызвать аномальный шум, вибрацию, нагрев или неправильную работу устройств и сократить их срок службы.Внутренние и международные стандарты, такие как IEC61000-3, существуют для контроля гармоник. Поэтому инженерам необходимо обнаруживать гармоники и оценивать их влияние на компоненты, системы и подсистемы в приложении. Размер и разность фаз следует измерять не только для основной частоты, но и для каждой более высокочастотной составляющей. Высокоточные анализаторы мощности могут измерять гармоники выше 500-го порядка.

Для вращающихся машин основные амплитуды являются единственными составляющими, которые эффективно способствуют вращению оси. Все остальные гармонические составляющие приводят к потерям в виде тепла и вибрации.

Измерение гармоник

Используя режим измерения гармоник, можно измерить размер и разность фаз для каждой основной частоты, а также гармоники для каждого градуса, включенного в ток, напряжение и мощность. В случае основной частоты (основной составляющей) 50 Гц, например, третья составляющая составляет 150 Гц, пятая составляющая — 250 Гц и так далее, и возможно измерение до 500-й составляющей на частоте 2,5 кГц.


Рисунок 25. Сумма нечетных гармонических составляющих в искаженный сигнал

Для отображения результатов измерения гармоник анализатор мощности может отображать размер каждого градуса, как показано на рисунке 26 ниже, или отображать такие параметры, как размер, соотношение содержания и фаза в списке.


Рисунок 26 — Гистограмма, показывающая зависимость энергии гармоник от порядка

Заключение

При измерении мощности необходимо учитывать множество факторов, включая входную мощность, КПД инвертора, КПД, гармоники и коэффициент мощности. Эти измерения включают сложные уравнения, поэтому большинство компаний используют анализаторы мощности для автоматического получения результатов.

Прецизионный высокочастотный анализатор мощности — важный инструмент для измерения как механической, так и электрической мощности.Его функции анализа и показания могут помочь улучшить работу и даже продлить срок службы двигателя. Выбор подходящего анализатора и его правильная реализация требуют знаний; однако при правильном использовании данные анализатора мощности предоставят точные и очень ценные данные.

Схема подключения

в солнечной фотоэлектрической системе

Посмотреть видео Применение измерителя энергии WiFi в солнечной фотоэлектрической системе

В качестве двунаправленного измерителя энергии WiFi наш измеритель энергии WiFi идеально подходит для использования в солнечной фотоэлектрической системе.Благодаря двунаправленной функции он может измерять энергию «от сети» или «от сети» всего на один метр. Измеритель может загружать измерения (напряжение, ток, активная мощность, активная энергия, частота …) в облако. Таким образом, вы можете легко отслеживать следующие ключевые показатели эффективности солнечной фотоэлектрической системы в Интернете:

  • энергия, вырабатываемая солнечным инвертором
  • Энергия в сеть (энергия, экспортируемая в сеть)
  • из сети (энергия, импортированная из сети)
  • Энергия прямого самостоятельного использования

Мы представим электрическую схему установки счетчиков энергии WiFi в солнечной фотоэлектрической системе.

Если вы хотите контролировать свою однофазную солнечную фотоэлектрическую систему, вы можете реализовать два варианта:

  1. Установите однофазных счетчиков энергии WiFi 2PCS (WEM3080) в солнечной фотоэлектрической системе;
  2. Установите 1 шт. Трехфазных счетчиков энергии WiFi (WEM3080T) в солнечной фотоэлектрической системе (рекомендуется)

2.1 Установка 2PCS WEM3080

Как показано на рисунке ниже, в однофазной солнечной фотоэлектрической системе 2PCS WEM3080 можно установить в двух местах (на стороне сети и на стороне солнечного инвертора) в соответствии с вашими фактическими требованиями и условиями:

Примечание:

Если вы хотите контролировать импортируемую / экспортируемую энергию только на стороне сети, вы можете установить только 1PCS WEM3080 на стороне сети.

2.2 Установите 1 шт. WEM3080T (рекомендуется)

Как показано на рисунке ниже, в однофазной солнечной фотоэлектрической системе вы можете установить 1PCS WEM3080T и закрепить трансформаторы тока в другом месте (сторона сети и сторона солнечного инвертора) в соответствии с вашими фактическими требованиями и условиями:

Мы рекомендуем этот вариант, потому что данные полностью синхронизируются с интервалом выгрузки в одну минуту.

Примечание:

Нет необходимости прикреплять трансформатор тока к стороне нагрузки, поскольку система может рассчитать общую мощность, потребляемую всеми нагрузками, по следующей формуле:

Мощность нагрузки = мощность инвертора — мощность подачи

3.1 Установите 2 ПК WEM3080T

Как показано на рисунке ниже, в трехфазной солнечной фотоэлектрической системе вы можете установить 2PCS WEM3080T (трехфазный счетчик энергии WiFi)

Примечание:

Если вы хотите контролировать импортируемую / экспортируемую энергию только на стороне сети, вы можете установить только 1PCS WEM3080T на стороне сети.

4.1 Установить 1 ПК WEM3080 + 1 ПК WEM3080T

Как показано на рисунке ниже, в трехфазной солнечной фотоэлектрической системе вы можете установить 1PCS WEM3080 (однофазный счетчик энергии WiFi) и 1PCS WEM3080T (трехфазный счетчик энергии WiFi).

Примечание:

Если вы хотите контролировать импортируемую / экспортируемую энергию только на стороне сети, вы можете установить только 1PCS WEM3080T на стороне сети. WEM3080T может применяться в однофазной системе, двухфазной системе и трехфазной системе.

IAMMETER Energy Monitor видеоуроки

Обратите внимание, что эти обучающие видеоролики знакомят только с частью функций IAMMETER. Для более подробных представлений, пожалуйста, обратитесь к IAMMETER Docs

.

Контролируйте свою солнечную фотоэлектрическую систему с помощью Home Assistant

Интеграция счетчика электроэнергии IAMMETER со сторонней платформой

Контролируйте свою солнечную фотоэлектрическую систему в облаке IAMMETER

Следите за потреблением электроэнергии в облаке IAMMETER

Схема подключения однофазного счетчика электроэнергии

Во многих квартирах установлены однофазные счетчики.По дизайну модели довольно разные. Прежде всего следует отметить, что устройства выпускаются на 2-4 терминала. Счетчики могут быть подключены к сети через различные устройства. В этом случае нужно учитывать особенности щита, а также отметку модификации. Чтобы более подробно разобраться в вопросе, необходимо рассмотреть конкретные схемы.

Двухтарифные модификации

Схема подключения двухтарифного однофазного счетчика предполагает использование реле с токопроводимостью 6.5 мкм. В этом случае выпрямитель подключается непосредственно к клеммам. Непосредственно динистор относится к экспансивному типу. Во многом это помогает справиться с перегрузкой в ​​сети.

Если рассматривать модификации на 10 А, то транзистор используется только широкополосного типа. Изоляторы устанавливаются с обмоткой. Если рассматривать счетчики на 20 А, то в данной ситуации нам понадобится транзистор открытого типа.

Трехтарифные счетчики

Схема подключения данного типа счетчика включает в себя полевые транзисторы.Стандартно используется реле на 6,5 микрон. В первую очередь разводятся клеммы для подключения устройства. Затем выбирается диод с высокой проводимостью по току. Если рассматривать стандартный счетчик на 15 А, то стабилизатор использовать нельзя. Особое внимание при подключении модели важно изоляторам. Выходные контакты транзистора должны быть замкнуты.

Схема моделей на две клеммы

Схема подключения счетчика к двум клеммам подразумевает использование реле высокой проводимости.Для того, чтобы бороться с перегрузкой в ​​сети, используют различные динисторы. Самыми распространенными на сегодняшний день считаются устройства расширения. Встречаются на рынке с изоляторами и без них. Если рассматривать модификацию на 10 А, то транзистор целесообразнее использовать однополюсного типа. Модификация подключается напрямую через выпрямитель, который подключен к реле.

Если говорить о счетчиках на 20 А, то в этом полупроводниковом тиристоре не обойтись.Прежде всего, это позволяет решить проблему с перегревом реле. Он также используется для повышения точности счетчика. Уже на рынке доступны модификации на 25 А. Для подключения устройств используются транзисторы открытого типа. Электропроводность реле должна быть не менее 7 мкм. В данном случае динистор — расширительного типа. Для борьбы с электромагнитными помехами используются выпрямители.

Подключение устройств к трем клеммам

Схема подключения счетчика с тремя клеммами включает в себя два выпрямителя.Реле в этом случае используется с низкой проводимостью. Это повышает точность прибора. Расширитель установлен на транзисторе. Для этого используются выходные контакты. Если рассматривать модификации на 15 А, то динистор — расширительного типа. В данном случае применяется реле на 4 мкм. Если говорить о счетчиках на 20 А, то расширитель можно установить открытого типа. Однако реле понадобится на 6 мкм.

Счетчики четырехполюсные

Схема подключения электросчетчика (однофазного) подразумевает использование расширительных динисторов.Непосредственно транзистор применяется открытого типа. Параметр проводимости должен быть не менее 6,5 мкм. Если говорить о счетчиках на 5 А, то в данной ситуации без качественного выпрямителя не обойтись. Однако в первую очередь присоединяется транзистор. Если говорить о счетчиках на 10 А, то динистор можно использовать без изоляторов. Реле подключается через выходные контакты.

Подключение счетчика «Меркурий»

Схема подключения однофазного счетчика «Меркурий» включает динистор расширительного типа.Для борьбы с перегрузками в сети устанавливаются не только транзисторы, но и стабилизаторы. В этом случае используется расширитель с обмоткой. Для фиксации реле используются хомуты. Параметр проводимости должен быть не менее 4,5 мкм. Чтобы электромагнитные помехи не влияли на точность измерений, используются изоляторы.

Модель ACE 2000

Схема подключения однофазной электроники Счетчик ACE 2000 содержит динистор расширения. Основной проблемой модификации считается высокий параметр перегрузки на выходе.В связи с этим точность измерителя не очень высокая.

Для улучшения параметров модели используются выпрямители открытого типа. Для закрепления элемента на панели используются кондукторы. Транзисторы для подключения могут быть однополюсного или биполярного типа.

Модель НИК 2102

Схема подключения электросчетчика (однофазного) НИК 2102 подразумевает использование реле на 4 мкм. Динистор чаще всего выбирают открытого типа. Индикатор перегрузки на выходе в этом случае равен 10 А.Расширитель по схеме крепится к реле. Транзистор допускается использовать однополюсного типа. Стабилизатор для подключения счетчика не требуется. Система защиты у него установлена ​​надежная.

Модель ME172

Схема подключения однофазного счетчика данной марки содержит разные транзисторы. Если рассматривать вариант с однополюсной модификацией, то реле применяется на 3 мкм. В этом случае потребуется динистор расширительного типа.В этом случае параметр выходного напряжения будет лежать в районе 10 А. Также рассмотрим схему с двухполюсным транзистором. В этом случае потребуется динистор аналогового типа. Выпрямитель установлен непосредственно за транзистором. Реле используется в сети на 6 мкм. Выходной индикатор перегрузки не превышает 15 А.

Модель MTX1A10

Схема подключения однофазного счетчика содержит однополюсный транзистор. Реле позади него настроено на 3,5 мкм.Непосредственно стабилизатор устанавливается с изоляторами. Реле подключается к экрану через выходные контакты. Также счетчик можно подключить через биполярные транзисторы. Стабилизатор в этом случае не используется. Динистор для реле выбирается открытого типа. Проводимость тока в среднем составляет 6,5 мкм.

Модель ED 2500

Схема подключения однофазного счетчика предполагает использование реле на 3,3 мкм. В данном случае транзистор открытого типа. В некоторых случаях используются стабилизаторы.Также важно отметить, что допускается установка однополюсных транзисторов. В данном случае динистор — расширительного типа. Параметр проводимости тока составил в среднем 5,6 мкм. Обычно порог перегрузки составляет не более 15 А. Если говорить о биполярных транзисторах, то они используются очень редко. В этом случае чаще всего проблема заключается в снижении точности измерений.

Модель ACE 300

Схема подключения счетчика однофазного типа подразумевает использование реле на 3 мкм.Непосредственно транзистор однополюсного типа. Динистор чаще всего применяется с изоляторами. В некоторых случаях устанавливается стабилизатор линейного типа.

Однако стоит отметить, что на рынке он стоит довольно дорого. Если рассматривать схемы с биполярными транзисторами, то в этом случае динистор устанавливается открытого типа. Непосредственно реле для счетчика подбирается на 7 мкм. В этом случае индикатор перегрузки на выходе лежит в районе 20 А.

% PDF-1.6 % 2546 0 obj> эндобдж xref 2546 136 0000000016 00000 н. 0000004589 00000 н. 0000004912 00000 н. 0000004965 00000 н. 0000005369 00000 н. 0000005397 00000 н. 0000005537 00000 н. 0000006052 00000 н. 0000006593 00000 н. 0000007349 00000 п. 0000007387 00000 н. 0000010562 00000 п. 0000010972 00000 п. 0000017294 00000 п. 0000017930 00000 п. 0000023644 00000 п. 0000024155 00000 п. 0000024233 00000 п. 0000025750 00000 п. 0000026285 00000 п. 0000034817 00000 п. 0000035414 00000 п. 0000037509 00000 п. 0000039670 00000 п. 0000041547 00000 п. 0000042936 00000 п. 0000043327 00000 п. 0000043467 00000 п. 0000043722 00000 п. 0000045203 00000 п. 0000045387 00000 п. 0000045901 00000 п. 0000046124 00000 п. 0000050861 00000 п. 0000051345 00000 п. 0000053025 00000 п. 0000054352 00000 п. 0000057023 00000 п. 0000086564 00000 п. 0000100258 00000 н. 0000100512 00000 н. 0000100720 00000 н. 0000101084 00000 н. 0000101219 00000 н. 0000101519 00000 н. 0000101920 00000 н. 0000102126 00000 п. 0000102492 00000 н. 0000102811 00000 п. 0000103182 00000 п. 0000103425 00000 п. 0000103756 00000 п. 0000103866 00000 п. 0000103916 00000 н. 0000103990 00000 н. 0000104079 00000 п. 0000104225 00000 н. 0000104312 00000 н. 0000104367 00000 п. 0000104597 00000 п. 0000104704 00000 н. 0000104759 00000 п. 0000104868 00000 н. 0000105026 00000 н. 0000105190 00000 п. 0000105245 00000 н. 0000105356 00000 п. 0000105542 00000 п. 0000105698 00000 п. 0000105753 00000 п. 0000105886 00000 н. 0000105941 00000 н. 0000106068 00000 н. 0000106123 00000 п. 0000106301 00000 п. 0000106426 00000 н. 0000106481 00000 н. 0000106590 00000 н. 0000106740 00000 н. 0000106845 00000 н. 0000106900 00000 н. 0000107005 00000 н. 0000107167 00000 н. 0000107294 00000 н. 0000107349 00000 п. 0000107488 00000 н. 0000107601 00000 п. 0000107656 00000 н. 0000107773 00000 п. 0000107828 00000 п. 0000107985 00000 н. 0000108040 00000 п. 0000108217 00000 п. 0000108272 00000 н. 0000108444 00000 н. 0000108525 00000 н. 0000108580 00000 п. 0000108732 00000 н. 0000108835 00000 п. 0000108890 00000 н.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *