Автомат на счетчик электроэнергии: Щитки, автоматы, счетчики: цена — купить в интернет-магазине в Москве

Содержание

Как рассчитать на сколько ампер нужен автомат: расчет автомата по мощности

Для чего нужны защитные автоматы и как они работают?

Современные АВ имеют две степени защиты: тепловую и электромагнитную. Это позволяет обезопасить линию от повреждения в результате длительного превышения протекающим током номинальной величины, а также короткого замыкания.

Основным элементом теплового расцепителя является пластина из двух металлов, которая так и называется – биметаллической. Если на нее в течение достаточно длительного времени воздействует ток повышенной мощности, она становится гибкой и, воздействуя на отключающий элемент, вызывает срабатывание автомата.

Наличием электромагнитного расцепителя обусловлена отключающая способность автоматического выключателя при воздействии на цепь сверхтоков короткого замыкания, выдержать которые она не сможет.

Расцепитель электромагнитного типа представляет собой соленоид с сердечником, который при прохождении сквозь него тока высокой мощности моментально сдвигается в сторону отключающего элемента, выключая защитное устройство и обесточивая сеть.

Это позволяет обеспечить защиту провода и приборов от потока электронов, величина которого намного выше расчетной для кабеля конкретного сечения.

Для чего служит автомат

В цепи электропитания автомат ставят для предупреждения перегрева проводки. Любая проводка рассчитана на прохождение какого-то определенного тока. Если пропускаемый ток превышает это значение, проводник начинает слишком сильно греться. Если такая ситуация сохраняется достаточный промежуток времени, начинает плавиться проводка, что приводит к короткому замыканию. Автомат защиты ставят чтобы предотвратить эту ситуацию.

Пакетник или автомат защиты необходим для предотвращения перегрева проводников и отключения в случае КЗ

Вторая задача автомата защиты — при возникновении тока короткого замыкания (КЗ) отключить питание. При замыкании токи в цепи возрастают многократно и могут достигать тысяч ампер. Чтобы они не разрушили проводку и не повредили аппаратуру, включенную в линию, автомат защиты должен отключить питание как можно быстрее — как только ток превысит определенный предел.

Чтобы защитный автоматический выключатель исправно выполнял свои функции, необходимо правильно сделать выбор автомата по всем параметрам. Их не так много — всего три, но с каждой надо разбираться.

Чем опасно короткое замыкание

Такая ситуация может возникнуть во время ремонта, если электромонтёр случайно замыкает между собой нулевой и фазный провода, а так же из-за разрушения изоляции в переходной коробке или каком-нибудь электроприборе.

В этом случае ток, протекающий в проводах, может вырасти до очень большой величины, ограниченной только сопротивлением проводов и возможностями линии. Токоведущие жилы при этом нагреваются до температуры возгорания изоляции, что может привести к пожару, поэтому необходимо немедленно отключить питание линии.

Зачем отключать сеть при перегрузке

Не менее опасна перегрузка линии. При протекании по проводам тока, больше номинального, они нагреваются. Это приводит к разрушению изолирующей оболочки кабеля и последующему короткому замыканию.

Процесс нагрева проводов занимает какое-то время, поэтому для защиты линии от перегрузки используется защита, отключающая питание электроприборов через время после возникновения проблемы.

Информация! Повышенный ток при пуске электродвигателя является нормой и длится меньше, чем задержка срабатывания автомата.

Причиной перегрузки может быть одновременное включение электроприборов большой мощности, неисправность электрооборудования или запуск электродвигателя, например, в пылесосе или кондиционере.

Если от короткого замыкания отключит практически любой автоматический выключатель, то неправильно выбранное устройство отключит питание при номинальном токе линии или не сможет защитить проводку от перегрева, поэтому перед установкой необходимо произвести расчет автомата по мощности.

Ручное отключение

Кроме защитных функций автоматические выключатели могут использоваться для отключения линии. Необходимость в этом может возникнуть для ремонта или замены розеток и выключателей, а так же для отключения неиспользуемых объектов, например электроотопления в летний период.

Автоматические выключатели для бытовых сетей

Электроснабжающие организации осуществляют подключение домов и квартир, выполняя работы по подведению кабеля к распредщиту. Все мероприятия по монтажу разводки в помещении выполняют его владельцы, либо нанятые специалисты.

Чтобы подобрать автомат для защиты каждой отдельной цепи необходимо знать его номинал, класс и некоторые другие характеристики.

Основные параметры и классификация

Бытовые автоматы устанавливают на входе в низковольтную электрическую цепь и предназначены они для решения следующих задач:

  • ручное или электронное включение или обесточивание электрической цепи;
  • защита цепи: отключение тока при незначительной длительной перегрузке;
  • защита цепи: мгновенное отключение тока при коротком замыкании.

Каждый выключатель имеет характеристику, выраженную в амперах, которую называют номинальная сила тока (In) или “номинал”.

Суть этого значения проще понять, используя коэффициент превышения номинала:

K = I / In,

где I – реальная сила тока.

  • K < 1.13: отключение (расцепление) не произойдет в течение 1 часа;
  • K > 1.45: отключение произойдет в течение 1 часа.

Эти параметры зафиксированы в п. 8.6.2. ГОСТ Р 50345-2010. Чтобы узнать за какое время произойдет отключение при K>1.45 нужно воспользоваться графиком, отражающим времятоковую характеристику конкретной модели автомата.


При длительном превышении током значения номинала выключателя в 2 раза, размыкание произойдет за период от 8 секунд до 4-х минут. Скорость срабатывания зависит от настройки модели и температуры среды

Также у каждого типа автоматического выключателя определен диапазон тока (Ia), при котором срабатывает механизм мгновенного расцепления:

  • класс “B”: Ia = (3 * In ... 5 * In];
  • класс “C”: Ia = (5 * In ... 10 * In];
  • класс “D”: Ia = (10 * In ... 20 * In].

Устройства типа “B” применяют в основном для линий, которые имеют значительную длину. В жилых и офисных помещениях используют автоматы класса “С”, а приборы с маркировкой “D” защищают цепи, где есть оборудование с большим пусковым коэффициентом тока.

Стандартная линейка бытовых автоматов включает в себя устройства с номиналами в 6, 8, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50 и 63 A.

Конструктивное устройство расцепителей

В современном автоматическом выключателе присутствуют два вида расцепителей: тепловой и электромагнитный.

Биметаллический расцепитель имеет форму пластины, созданной из двух токопроводящих металлов с различным тепловым расширением. Такая конструкция при длительном превышении номинала приводит к нагреву детали, ее изгибу и срабатыванию механизма размыкания цепи.

У некоторых автоматов с помощью регулировочного винта можно изменить параметры тока, при котором происходит отключение. Раньше этот прием часто применяли для “точной” настройки устройства, однако эта процедура требует углубленных специализированных знаний и проведения нескольких тестов.


Вращением регулировочного винта (выделен красным прямоугольником) против часовой стрелки можно добиться большего времени срабатывания теплового расцепителя

Сейчас на рынке можно найти множество моделей стандартных номиналов от разных производителей, у которых времятоковые характеристики немного отличаются (но при этом соответствуют нормативным требованиям). Поэтому есть возможность подобрать автомат с нужными “заводскими” настройками, что исключает риск неправильной калибровки.

Электромагнитный расцепитель предотвращает перегрев линии в результате короткого замыкания. Он реагирует практически мгновенно, но при этом значение силы тока должно в разы превышать номинал. Конструктивно эта деталь представляет собой соленоид. Сверхток генерирует магнитное поле, которое сдвигает сердечник, размыкающий цепь.

Соблюдение принципов селективности

При наличии разветвленной электрической цепи можно организовать защиту таким образом, чтобы при коротком замыкании произошло отключение только той ветви, на которой возникла аварийная ситуация. Для этого применяют принцип селективности выключателей.


Наглядная схема, показывающая принцип работы системы автоматических выключателей с реализованной функцией селективности (выборочности) срабатывания при возникновении короткого замыкания

Для обеспечения выборочного отключения на нижних ступенях устанавливают автоматы с мгновенной отсечкой, размыкающие цепь за 0.02 – 0.2 секунды. Выключатель, размещенный на вышестоящей ступени, или имеет выдержку по срабатыванию в 0.25 – 0.6 с или выполнен по специальной “селективной” схеме в соответствии со стандартом DIN VDE 0641-21.

Для гарантированного обеспечения селективной работы автоматов лучше использовать автоматы от одного производителя. Для выключателей единого модельного ряда существуют таблицы селективности, которые указывают возможные комбинации.

Простейшие правила установки

Участок цепи, который необходимо защитить выключателем может быть одно- или трехфазным, иметь нейтраль, а также провод PE (“земля”). Поэтому автоматы имеют от 1 до 4 полюсов, к которым подводят токопроводящую жилу. При создании условий для расцепления происходит одновременное отключение всех контактов.


Автоматы в щитке крепят на специально отведенную для этого DIN-рейку. Она обеспечивает компактность и безопасность подключения, а также удобный доступ к выключателю

Автоматы устанавливают следующим образом:

  • однополюсные на фазу;
  • двухполюсные на фазу и нейтраль;
  • трехполюсные на 3 фазы;
  • четырехполюсные на 3 фазы и нейтраль.

При этом запрещено делать следующее:

  • устанавливать однополюсные автоматы на нейтраль;
  • заводить в автомат провод PE;
  • устанавливать вместо одного трехполюсного автомата три однополюсных, если в цепь подключен хотя бы один трехфазный потребитель.

Все эти требования прописаны в ПУЭ и их необходимо соблюдать.

В каждом доме или помещении, к которому подведено электричество, устанавливают вводной автомат. Его номинал определяет поставщик и это значение прописано в договоре на подключение электроэнергии. Предназначение такого выключателя – защита участка от трансформатора до потребителя.

После вводного автомата к линии подключают счетчик (одно- или трехфазный) и устройство защитного отключения, функции которого отличаются от работы автоматического и дифференциального выключателя.

Если в помещении выполнена разводка на несколько контуров, то каждый из них защищают отдельным автоматом, мощность которого указана в маркировке. Их номиналы и классы определяет владелец помещения с учетом существующей проводки или мощности подключаемых приборов.


Счетчик электроэнергии и автоматические выключатели устанавливают в распределительном щите, который отвечает всем требованиям безопасности и легко может быть вписан в интерьер помещения

При выборе места для размещения распределительного щита необходимо помнить, что на свойства теплового расцепителя влияет температура воздуха. Поэтому желательно располагать рейку с автоматами внутри самого помещения.

Что важно знать при подключении электроприборов

Итак, рассчитав примерный номинал требуемого автомата нужно дать разъяснения касательно мощностей. Многие задаются вопросом о том, а можно ли включать сильно мощные электроприборы в обычную розетку, например, такие, как электрокотел.

 

Согласно правилам ПУЭ , подключение электрокотла мощностью более 3 кВт в обычную розетку недопустимо. Да и каждая розетка обладает своими определёнными характеристиками. Чаще всего домашние розетки идут на 16 ампер, а, следовательно, подключать к ним электроприборы допускается мощностью не более чем в 3,5 кВт.

Поэтому любой, мало-мальски мощный электроприбор, необходимо подсоединять только через отдельный автомат. Причём к автоматическому выключателю подводится именно фазный провод, а не рабочий ноль. Таким образом, зная примерную мощность оборудования, можно легко рассчитать номинал автоматического выключателя.

Таблица выключателей автоматических

Устройства для отключения электричества при перегрузках и коротких замыканиях устанавливают на входе в любую домашнюю сеть.

Необходимо правильно рассчитать номиналы автоматических выключателей по току, иначе их работа будет неэффективной: либо они не защитят линии и бытовые приборы, либо будет часто происходить ложное срабатывание.

Критерии выбора

Осуществлять выбор автоматического выключателя по мощности для долгой и продолжительной службы своему владельцу необходимо, исходя не только от него. Также нужно отталкиваться от бренда, цены, сечения кабеля, тока, длительно допустимого проводникового заряда, суммарной мощности бытовой аппаратуры, ампеража. Обязательно следует учесть в расчет номинальное токовое значение с селективностью, заводом изготовителем. Как правило, вся необходимая информация представлена на самом агрегате маркировкой.


Бренд и цена как критерий выбора автоматического отключателя

По мощности нагрузки

Мощность нагрузки — количество потребляемой энергии всеми электроприборами, которые подключены к одной линии. Чтобы определить это число, нужно рассчитать токовую нагрузку и выбрать больший токовый номинал или равный получившемуся значению.

Следует отметить, что значение электротока однофазной сети выше в 5 раз, а в трехфазной сети в 2 раза. То есть каждый электроприбор в киловаттах нужно умножить на 5 или 2, а затем перевести в амперы. В итоге получится правильное значение. Также для этого можно воспользоваться формулой I=P/U*cos φ или специальными онлайн-софтами, которые работают как калькулятор. Нередко подобные коэффициенты представлены в таблицах в сети.


Мощность нагрузки как критерий выбора

По сечению кабеля

Сечением электрокабеля называется та площадь кабельного сечения, которая способна без нагревания выдерживать конкретную нагрузочную мощность. Это очень важный параметр, поскольку при неправильном подсчете сечения, может выйти вся силовая линия. Чтобы это подсчитать, достаточно воспользоваться специальной таблицей, где указано сечение и мощность для подключения в сеть с одной, двух и тремя фазами. Определить сечение можно также по закону Ома и суммированием максимальной мощности всего оборудования.

Обратите внимание! Как правило, для дома выбирается сечение 3*4. Важно суммировать все электроприборы, даже те, которые включаются на короткое время.


Таблица сечения кабели и мощности

По току короткого замыкания (КЗ)

Для подбора автомата по электротоку короткого замыкания, важно четко следовать правилам ПУЭ. На данный момент использовать устройство с 6 килоампер запрещено. Поэтому сегодня особенно распространены системы с 10 килоампер.


Ток короткого замыкания как критерий выбора

По длительно допустимому току проводника

Ток неотключения — важный параметр при выборе автоматического выключателя, поскольку именно от этого параметра будет зависеть безопасная работа электросети. Важно отметить, что он может работать и не отключаться в момент превышения номинального токового значения на определенное число, указанное в его технических характеристиках. То есть подбирая аппарат, нужно рассчитывать силовую линию и брать значение с запасом.

Вам это будет интересно  Пускатель звезда треугольник

Для работы автоматического выключателя в момент превышения нагрузки, нужно определенное время. Оно регулируется существующим гостом от 2010 года. К примеру, среднее время реагирования — 50 секунд.


Таблица допустимого тока для проводов с алюминиевыми жилами

В целом, автоматический выключатель — оборудование, основная задача которого заключается в обеспечении безопасности электросети от сверхтока с коротким замыканием и перегрузкой. Выбрать его нужно по критерию мощности, сечению кабеля, минимально и максимально допустимому проводниковому току.

Подбор номинала

Выбор номинала автоматического выключателя должен соответствовать определённым требованиям. А конкретнее, автомат обязан сработать прежде, чем токи смогут превысить допустимые значения проводки. Из этого следует, что номинал автомата должен быть чуть меньше, нежели сила тока, которую способна выдержать проводка.

Выбрать нужный АВ довольно просто. Тем более что существует таблица номиналов автоматов по току, а это значительно упрощает задачу.

Исходя из всего этого, можно составить алгоритм, по которому проще всего подобрать автомат нужного номинала:

  • Для отдельно взятого участка вычисляется сечение и материал провода.
  • Из таблицы берётся значение максимального тока, который способен выдержать кабель.
  • Остаётся с помощью таблицы лишь выбрать автомат со значением чуть меньшим длительно допустимого тока.

Таблица содержит пять номиналов АВ 16 А, 25 А, 32 А, 40 А, 63 А, из которых и будет выбираться защитное устройство. Автоматы же меньших значений практически не используются, так как нагрузки современных потребителей просто не позволят этого сделать. Таким образом, имея необходимы значения, очень легко выбрать автомат, соответствующий конкретно взятому случаю.

Как перевести номинальные амперы автоматического выключателя в мощность?

Данный прием необходим в том случае, когда вам известна мощность всех бытовых приборов, которые будут включаться в сеть под автоматический выключатель. Производители указывают ее в ваттах (Вт), поэтому рабочие характеристики автоматического выключателя и параметры сети приводятся к единой системе измерений. Для этого используется формула:

P = U*I , где

  • P – значение мощности;
  • U – номинал питающего напряжения;
  • I – величина тока.

В случае, если расчет производится для автоматического выключателя трехфазной сети, где присутствует сразу три фазы, то значение  мощности рассчитывается по измененной формуле, так как величина возрастет на константу:

Ошибки при выборе автоматических выключателей

Есть распространённые ошибки, которые допускают неопытные электромонтёры, не знающие, как рассчитать мощность автомата по нагрузке:

  • Выбор уставки производится только по мощности нагрузки, без учёта сечения кабеля. Например, произвести подключение приборов общим током 14А через автомат 16А кабелем 1мм². Несмотря на то, что оба элемента допускают питание этой нагрузки, при повышении тока электроприборов до 16А изоляция провода выйдет из строя, а автомат останется включенным до момента короткого замыкания.
  • Заниженный номинальный ток автомата. Это устройство защищает подключённый к нему кабель, поэтому установка на провод сечением 2,5мм² автоматический выключатель с уставкой 10А нецелесообразна, лучше выбрать автомат 16А. Это позволит при необходимости, включить дополнительные электроприборы.
  • Установка автомата с завышенным номиналом для кабеля, который на это не рассчитан. Например: автоматический выключатель на 25 Ампер и кабель 2,5мм²
  • Использование автомата серии «С» для защиты электродвигателя. В этом случае защита сработает во время запуска электромашины.

Стоит ли брать автомат с запасом

Здесь вопрос спорный. С одной стороны автоматический выключатель должен соответствовать мощности электроприбора, с другой стороны он должен иметь небольшой запас, чтобы не отключаться в процессе работы.

 

Как пример можно привести все тот же электрокотел, мощностью в 6 кВт. Разделим 6 кВт на 220 вольт (напряжение в сети) и получим значение в 27. Это амперы. То есть, для подключения котла мощностью в 6 кВт нужен автоматический выключатель на 27 Ампер. Однако таких автоматов не существует в природе.

 

Поэтому здесь приходится выбирать между автоматом на 25 и 32 Ампера. В идеале, конечно же, чтобы котел не выключался, нужно ставить автомат на 32 Ампера. Но это еще не значит, что автомат на 25 Ампер не проработает, как это положено. Просто, учитывая несколько заниженную мощность, он может время от времени выключаться, когда котел подолгу будет работать в полную силу.

Каким производителям стоит доверять

И напоследок уделим внимание производителям. Выбор автомата нельзя считать завершенным, если вы не подумали о том, какой фирмы автоматические выключатели вы будете покупать. Точно не стоит брать неизвестные фирмы — электрика не та область, где можно ставить эксперименты. Подробно о выборе производителя в видео.

Выводы и полезное видео по теме

Устройство выключателя. Выбор вводного автомата в зависимости от подключаемой мощности. Правила распределения питания:

Выбор выключателя по пропускной способности кабеля:

Расчет номинального тока выключателя – сложная задача, для решения которой необходимо учесть множество условий. От установленного автомата зависит удобство обслуживания и безопасность работы локальной электросети.

В случае возникновения сомнений в возможности сделать правильный выбор необходимо обратиться к опытным электрикам.

Источники

  • https://YaElectrik.ru/jelektroshhitok/podbor-avtomata-po-moshhnosti
  • https://stroychik.ru/elektrika/vybor-avtomata
  • https://electricvdome.ru/avtomaticheskie-vikluchateli/na-skolko-amper-nuzhen-avtomat.html
  • https://master-houses.ru/vybor-avtomata-po-moshhnosti-nagruzki-raschet-potreblyaemoj-moshhnosti-220v-i-380v-tablitsa/
  • https://sovet-ingenera.com/elektrika/uzo-schet/vybor-avtomata-po-moshhnosti-nagruzki.html
  • https://elektriksam.ru/raschet-moshhnosti-avtomatov.html
  • https://orenburgelectro.ru/podklyuchenie/nominaly-avtomaticheskih-vyklyuchatelej-tablitsa-sovety-elektrika.html
  • https://rusenergetics.ru/oborudovanie/vybor-avtomata-po-moschnosti-nagruzki
  • https://220v.guru/elementy-elektriki/avtomaty/raschet-avtomata-po-moschnosti-i-drugim-parametram.html
  • https://www.asutpp.ru/nominaly-avtomaticheskix-vyklyuchatelej.html
  • https://sovet-ingenera.com/elektrika/uzo-schet/nominaly-avtomaticheskix-vyklyuchatelej-po-toku.html

Вводной автомат для частного дома или квартиры

Пайка проводов под зажим автомата — ERROR (ошибка)

Отдельно хотел бы остановиться на таком способе оконцевания проводов в щите как пайка. Так уж устроена человеческая натура, что люди на всем стараются сэкономить и далеко не всегда хотят тратиться на всевозможные наконечники, инструменты и всякую современную мелочевку для монтажа.

Для примера рассмотрим случай, когда электрик из ЖЭКа дядя Петя выполняет разводку электрического щитка многожильным проводом (или подключает отходящие линии в квартиру). Наконечников НШВИ у него нет. Но под рукой всегда есть старый добрый паяльник. И электрик дядя Петя не находит другого выхода как облудить многопроволочную жилу, запихивает все это дело в контактный зажим автомата и затягивает от души винтом. Чем опасно такое подключение автоматов в распределительном щите?

При сборке распределительных щитов НЕЛЬЗЯ опаивать и облуживать многопроволочную жилу. Дело в том, что луженое соединение со временем начинает «плыть». И чтобы такой контакт был надежный его постоянно нужно проверять и подтягивать. А как показывает практика, про это всегда забывают. Пайка начинает перегреваться, припой плавится, место соединения еще больше ослабляется и контакт начинает «выгорать». В общем, такое соединение может привести к ПОЖАРУ.

Поэтому если при монтаже используется многожильный провод то для его оконцевания нужно применять наконечники НШВИ.

Расчет количества автоматов

Как рассчитать автомат на одну линию, было рассмотрено выше. Произведем расчет автоматических выключателей на 1 комнатную квартиру.

На ниже приведенном рисунке представлена типовая схема защиты электропроводки однокомнатной квартиры:

Из нее следует, что используется индивидуальная защита линий, которые питают конечных потребителей:

  • Установлены два АВ, которые защищают линии освещения в коридоре и комнате, а второе обеспечивает отключение освещения в туалете, ванной и на кухне при аварийной ситуации.
  • Розетки защищены не только АВ, но и дополнительной защитой на УЗО. Она предохраняет человека от случайного прикосновения к токоведущим частям электропроводки.
  • Аналогично построена защита розеток и стиральной машины.
  • Выделен отдельный автомат для отключения для электрической плиты.

Все приборы смонтированы в электрощите. Часто его монтируют в прихожей, а на площадке устанавливается электросчетчик и вводной АВ.

На 2 комнатную квартиру требуется большее количество автоматов. Что видно из схемы, которая приведена ниже.

В щите монтируются шесть автоматов, обеспечивающих отключения линий при коротком замыкании или перегрузках:

  • один АВ предохраняет линию освещения коридора и обеих комнат;
  • второй установлен на освещение кухни, туалета и ванной;
  • отдельно защищается линия, которая питает бойлер;
  • следующий автомат обеспечивает защиту розеток коридора, комнаты 1, комнаты 2, туалета и кухни.

Таким образом, если произойдет неисправность на одной из линий, ее легко можно будет локализовать и произвести ремонт.

Аналогичным образом производится расчет количества автоматов защиты на 3-х комнатную квартиру или на 4 комнаты. При этом следует подбирать электрощит, учитывая количество модулей в боксе.

На рисунке вверху приведен монтаж автоматов защиты в электрощите современной квартиры.

Перед автоматами защиты монтируется вводной автомат. Он предохраняет электропроводку всего дома. Как правило, номинал вводного автомата указан в договоре на электроснабжение и менять на больший номинал без соответствующего разрешения нельзя (в любом случае он опломбирован). Вводной автоматический выключатель должен монтироваться до счетчика, т.е. защищать не только электропроводку всего дома или квартиры, но и прибор учета.

Пример показан на нижеприведенном рисунке:

Проектируя электропроводку на двухэтажный дом, предполагают установку щитков на каждом этаже. При этом по ПУЭ (глава 1.2. п. 1.2. 11) рекомендуется устанавливать резервные защитные АВ и закладывать возможность развития энергосистем.

Однако, количество резервных автоматов или автоматов в электрощите в целом никаким документом не регламентируется. Но при проектировании рекомендуется устанавливать дополнительные автоматы в количестве 10%.

Также, если в щите по норме установлено менее 10 автоматов, то монтируется дополнительно один резервный.

Выбор автоматического выключателя по току

Почему автоматические выключатели необходимо выбрать по току. Это тот основной параметр, который напрямую влияет на безопасность кабельной линии. А автоматический выключатель создан только для того, чтобы защитить именно кабель от его разрушения.

Мы с вами понимаем, что при превышении в цепи силы тока, на которую рассчитан по сечению кабель: он будет нагреваться. Чем чаше и сильнее это будет происходить, тем быстрее разрушится его изоляция. Нам этого точно ненужно.

Итак, первая характеристика:

#1 — Номинальный ток

Основная характеристика по какой необходимо выбирать автоматический выключатель — номинальный ток.

Что означает ток номинальный? При номинальном токе автомат может бесконечно долго работать без отключения. Это его штатный режим работы.

Для защиты кабеля дома от перегрузки автоматический выключатель имеет в своей конструкции электромагнитный и тепловой расцепитель. От того как они сработают отвечают время токовые характеристики:

#2 — Что означают время токовые характеристики автоматических выключателей?

Электромагнитный расцепитель срабатывает, когда номинальный ток превышен в несколько раз и отключает цепь практически моментально.

Электромагнитный расцепитель — это по своей сути электромагнит, который притянет рычаг автоматического выключателя при прохождении через него очень большого тока и защитит кабель от короткого замыкания.

А, что произойдет если ток превышен, но ненамного?

В этом случае сработает тепловой расцепитель. При повышении силы тока будет происходить нагрев, чем больше будет превышен ток тем быстрее сработает тепловой расцепитель.

Какие еще параметры важны при выборе

Количество полюсов

Для простоты восприятия, вынесем за скобки трехфазные выключатели. Выбираем между 1 и 2 полюсными конструкциями. С точки зрения Правил устройства электроустановок (ПУЭ), разницы нет. Но те же правила подразумевают качественную организацию заземления или зануления. А если возникнет проблема с появлением фазы на нуле (к сожалению, в старом жилом фонде это реально), то лучше будет полностью отключить вашу квартиру от линий электропередач. Поэтому, если вы можете выбрать какой вводной автомат устанавливать — возьмите двухполюсный.

Время — токовая характеристика

Существуют разные типы кривых времятоковых характеристик, обозначаются они латинскими буквами: A, B, C, D… Начиная с A и далее происходит постепенное загрубление чувствительности устройства. Например, тип «B» означает срабатывание электромагнитного расцепителя при 3–4 кратном превышении тока, тип «C» при 5–7 кратном, «D» при 10-ти кратном. Тепловой расцепитель будет срабатывать одинаковым образом у разных типов времятоковых характеристик.

Более точные данные всегда необходимо получать из документации производителя на каждое конкретное изделие, например, для вводных автоматов BA47-29 характеристики срабатывания следующие:

Пример графиков для BA47-29 с характеристиками (типами) B, C, D приведены ниже на картинке, зависимости для других типов можно найти на официальных сайтах производителей. Выбор того или иного типа обусловлен видом подключаемой нагрузки, а точнее ее способностью потреблять ток скачкообразно. Например, у двигателей пусковой ток превышает номинальный в несколько раз, и в зависимости от их разновидностей могут применяться устройства типа «C» или «D». Тип «B» рекомендован при нагрузках, не имеющих значительных пусковых токов.

Также, использование типов с уменьшенной чувствительностью срабатывания имеет смысл для увеличения вероятности срабатывания нижестоящих групп автоматических выключателей.

Номинальный ток

Основная характеристика, по которой и происходит, в основном, выбор устройства. Тем не менее, как мы убедились в предыдущем разделе, нео

Щиток для электросчетчика и автоматов: как выбрать?

Все электромонтажные работы в помещении завершаются после установки электрического щитка. Перед началом установки, вам необходимо отправиться в специализированный магазин и купить щиток для электросчетчика и автоматов.

Счетчик, автоматы и УЗО в щитке

Конечно, если вы не желаете тратить свои средства, тогда собрать подобный щит можно самостоятельно, но это может занять много времени и сил. Место для дальнейшей установки нужно подбирать так, чтобы сэкономить свои деньги на кабеле.

Общие сведения

Конструкция электрического распределительного щитка достаточно простая. Она напоминает коробку, в которую в дальнейшем можно поместить:

  1. Прибор учета электроэнергии.
  2. УЗО.
  3. Автоматы защиты электрической проводки.

В зависимости от материала такие конструкции могут быть:

  • металлические;
  • с пластиковым корпусом.

Корпус щитка

Мы уже говорили, что при изготовлении могут использовать пластик или металл. Каждый материал может иметь свои особенности и поэтому с ними нужно ознакомиться. Многие специалисты рекомендуют покупать пластиковые модели, так как они не проводят электричество и имеют повышенную устойчивость.

Металлический щит для счетчика и автоматов

Модели достаточно стильные и способны вписаться практически в любой интерьер. Металлические щиты могут иметь много модификаций и это позволяет быстро подобрать нужную конструкцию.

Тип коробки

В зависимости от типа проводки могут использоваться щитки для электросчетчика и автоматов следующих видов:

  1. Встраиваемые. Этот вариант нужен для скрытой проводки.
  2. Накладные. Такие конструкции могут использовать для открытой проводки.

Встраиваемый щиток более компактный и имеет привлекательный внешний вид. Специалисты рекомендуют устанавливать это устройство в обустроенную нишу с помощью алебастра.

Элементы и назначение щита

После покупки такого электрического щитка со стандартной комплектацией вы получите:

  • электросчетчик;
  • дифференциальные автоматы;
  • вводный автомат;
  • автоматические выключатели;
  • две шины.

Теперь пришло время ознакомиться с назначением элементов, которые здесь присутствуют:

  1. В щите присутствует DIN-рейка. Это специальное устройство, которое изготовляют из металлических пластин. Обрезать рейку до нужного размера можно с помощью ножовки по металлу.
  2. Электросчетчик – монтируют для учета потребления электричества.
  3. Автоматические выключатели – предназначаются для защиты электропроводки. Перед их установкой, сначала потребуется определиться с мощностью подключаемых в сеть приборов.
  4. Распределительная шина – нужна для подключения нулевых проводов. Такие шины могут иметь закрытое или открытое исполнение.
  5. УЗО – устройство защитного отключения, которое обеспечит безопасность от поражения током.
  6. Электропровода.

Сборка электрического щита

Когда щит для электросчетчика и автоматов установлен в стену можно приступать к его сборке. При этом вам необходимо помнить, что для однофазной сети нужно устанавливать двухполюсный вводный автомат, а для трехфазной – трехполюсный.

Этапы сборки

К распределительному щитку в дальнейшем следует подключить необходимое количество концов электрического кабеля. Они должны быть подписаны, так как в дальнейшем это позволит сэкономить время. Затем нужно выполнить следующие действия:

  1. Конец каждого провода нужно освободить от изоляции. Если они имеют одинаковый цвет, тогда нужно пометить жилу фазы.
  2. Теперь с помощью саморезов нужно закрепить din-рейку и установить на ней автоматы защиты. Крепление автоматов происходит с помощью специальных защелок.

Вот правильный порядок расположения всех элементов в щитке:

  • вводный автомат нужно монтировать справа;
  • после этого устанавливают УЗО;
  • установка остальных автоматов осуществляется с учетом удобства.

Подключение электрических элементов

Когда все компоненты будут установлены в щиток можно приступать к их дальнейшему соединению:

  1. К дин-рейке следует подключить нулевые жилы. Для этого их подгоняют по длине. Исключением в этом случае будут являться группы, которые подключаются через УЗО.
  2. Подключите автоматы. Для этого к верхним клеммам подведите ввод, а к нижним выход. В случае дальнейшей замены или подключения проводов потребитель будет знать, на какие контакты подается питание и нагрузка.
  3. Кроме автомата защиты в бокс могут устанавливать дифференциальный автомат. К этом автомату, вам нужно подключить группы проводов, которые расположены в местах с высокой влажностью.

Порядок установки счетчика в щиток

Перед тем, как приступать к подключению счетчика сначала нужно определиться с порядком подключения прибора к электрической линии. Иногда контроллеры могут дать разрешение на самостоятельное подключение счетчика к сети. Однако, если разрешения вы не получите, тогда они самостоятельно выполнят подключение. Перед счетчиком также нужно установить защитное отключающее устройство. Обычно для однофазной сети устанавливают двухполюсный защитный автомат.

Двухполюсные защитные автоматы

Это устройство выполняет следующие функции:

  • защищает счетчик от короткого замыкания и обеспечивает выполнение профилактических работ;
  • ограничивает разрешенную мощность.

Для установки счетчика также потребуется выполнить следующие действия:

  1. Чтобы прикрепить счетчик к щитку необходимо воспользоваться специальной защелкой.
  2. Выполните монтаж отходящих однополюсных автоматов.

Согласно нормативным актам установка электрического счетчика должна выполняться на высоте от 80 до 170 см. В квартирах чаще всего устанавливают механический или электрический вариант счетчика.

Зачем нужно УЗО в электрощитке

Человек все время находится в окружении электрических приборов. Большинство из них на сегодняшний день выполнены и отлично проводят электрический ток. Это может происходить по разным причинам, но чаще всего это случается из-за повреждения изоляции.

Если на приборе отсутствует заземление, тогда прикосновение к нему может быть опасным. Чтобы избежать несчастных случаев специалисты рекомендуют устанавливать УЗО. Это устройство позволяет защитить вас от поражения током при поврежденной изоляции или коротком замыкании.

Все работы, которые связаны со сборкой или установкой электрического щита для счетчика и автоматов можно выполнить самостоятельно, но при этом нужно соблюдать правила ПУЭ. Однако, на практике можно столкнуться со многими нюансами. Поэтому, если у вас нет опыта, тогда доверять эти работы лучше профессионалам, которые работают в области электрических сетей.

Читайте также: vse-elektrichestvo.ru/elektromontazh/elektricheskie-shhity/ustanovka-elektroshhitka-v-kvartire.html.

Автоматическое считывание показаний счетчика электроэнергии на основе обработки изображений 2

Автоматическое считывание показаний счетчика электроэнергии на основе изображения

Обработка

Ламия А. Эльрефаеи , +, 1, Асрар Баджабер , 2, Сумайя Натейр , 3, Нада АбуСанаб , Марва Бази *,

* Департамент компьютерных наук Факультет вычислительной техники и информационных технологий Университет короля Абдулазиза, Джидда, Саудовская Аравия + Электротехнический отдел Факультет инженерии, Шубра Университет Бенха, Каир, Египет lamiaabdalah @ yahoo.com 1, [email protected] 2, [email protected] 3, [email protected] 4, [email protected] 5

Аннотация - В этой статье представлена ​​система, основанная на изображении обработки для получения эффективного и точного считывания цифровой счетчик электроэнергии. В этой системе задняя камера мобильные телефоны используются для получения изображения электричества метр. Затем система применяет последовательность обработки изображений функции для автоматического извлечения и распознавания цифр изображение показания счетчика.Этот образ проходит три основных этапа: предварительная обработка, которая заканчивается обрезкой числового значения области, сегментация отдельных цифр с использованием горизонтальных и вертикальное сканирование обрезанной числовой области и распознавание чтения путем сравнения каждой сегментированной цифры с цифрами шаблоны. Предлагаемая система реализована на Android. Программное обеспечение Studio с библиотекой openCV было протестировано на 21 изображения электросчетчиков, снятые камерой смартфона в Саудовская Аравия, и результаты показывают признание с точностью ставка 96,49% (на цифру) и 85.71% точности для показания счетчика электроэнергии. Предлагаемая система будет использоваться в будущем разработать мобильное приложение, которое можно было бы использовать сотрудниками электроэнергетической компании для облегчения чтения процесс.

Ключевые слова - автоматическое считывание показаний счетчика; Обработка изображения; цифра сегментация; распознавание цифр.

I. ВВЕДЕНИЕ

Электричество играет важную роль в нашей жизни. Использование электричество увеличивается с каждым днем. Мы используем его везде и для разных целей, которые мы не можем представить себе в жизни без этого.Инструмент, используемый для измерения электричества расход - электросчетчики. Эта работа направлена ​​на облегчение механизм снятия показаний счетчика электроэнергии сотрудников компании в Саудовской Аравии, так как существующий метод ручного снятия показаний электросчетчика не применяется с увеличивается потребление электроэнергии и имеет много Недостатки: очень утомительна, трудоемка, трудоемка. потребляет много ресурсов и подвержен множеству ошибок.

Мы представляем методологию, основанную на обработке изображений для получить эффективное и точное считывание цифрового электричества метров.Вклад этой работы - извлечение и

распознает арабские (хинди) цифры отсчета счетчика из электросчетчики в Саудовской Аравии. Судя по собранным изображениям счетчиков, есть много версии цифрового электросчетчика в Саудовской Аравии некоторые из они показаны на рис.1. В этих версиях расположение область чтения находится наверху счетчика, с арабским языком (хинди) числа в одних типах и с английскими числами в других типы. Кроме того, они содержат шесть цифр чисел в зона для чтения.Однако в этой статье мы сконцентрируемся на счетчики типа, показанного на Рис.1 (а), на арабском языке (хинди) цифры в области чтения.

(а) (б) (в)

Рис. 1. Некоторые виды электросчетчиков в Саудовской Аравии

Остальная часть этого документа организована следующим образом: Раздел II представляет соответствующие работы. Предлагаемая система представлена в разделе III, а в разделе IV показаны результаты тестирования Предлагаемая система. Наконец, в разделе V представлены выводы и будущая работа.

II.СВЯЗАННЫХ С РАБОТОЙ В этом разделе представлены похожие исследования, шаги, которые они следовали в их системах, и методы, которые они использовали в каждом шаг. Авторы [1] предлагают систему, состоящую из камера с таймером, чтобы дать команду камере сделать снимок показаний счетчика через равные промежутки времени. Система имеет часть для предварительной обработки изображения для преобразования изображения в

978-1-4799-7431-3 / 15 / 31,00 долл. © 2015 IEEE

двоичное изображение, затем отрегулируйте его, изменив яркость и контраст, наконец, обрежьте числовую область.Чтобы обнаружить цифры считывание показаний счетчика и их сегментация, машина опорных векторов алгоритм обучения применяется к предварительно обработанному изображению. потом для каждого сегментированного изображения машина опорных векторов снова применяется для распознавания цифр от 0 до 9. Наконец, вывод отправляется на сервер вместе с другими деталями, такими как Имя потребителя, номер потребителя, дата / время и т. Д. Если сервер не получил показания счетчика в течение указанного времени, тогда сервер предполагает сбой камеры и отправляет обслуживающий персонал на поменять неисправную камеру.В [2] исследовательская работа посвящена чтению значений электросчетчик с помощью веб-камеры, которая делает снимок глюкометр распознает цифры, а затем сохраняет результат в текстовый файл. Обзор этого исследования заключается в размещении веб- камера подключена к ноутбуку с разрешением 325x288 в перед счетчиком. Камера сделает снимок электрический счетчик. Это изображение будет преобразовано в оттенки серого. изображение, а затем улучшить изображение путем улучшения техника. На этом уровне адаптивная пороговая обработка используется для преобразовать изображение в двоичное изображение, а затем улучшить его, Морфологические операции.После этого отсканируйте изображение по горизонтали, пока не найдете белый пиксель, а затем сегментируйте изображение с помощью алгоритма обнаружения вертикального края (VEDA) и сохранить результат в матрице массива. Наконец, сравните каждый сегмент изображения с шаблонами и сохранить результат который является показанием счетчика в текстовом файле. В [3] автоматическое считывание показаний удаленного счетчика на основе Компьютерное зрение было предложено для цифровых инструментов и для удаленное считывание показаний счетчиков. Объектив камеры установлен рядом с консоль измерителя энергии и видеоизображения, сканированные на компьютер с камерой и платой захвата изображения.Тогда изображение методы обработки для улучшения, повышения резкости, сегментация и обнаружение краев, применяются к последовательностям захваченных изображений. Техника, использованная в этой статье для обработать изображение следующим образом: во-первых, предварительная обработка изображения, который содержит пространственную калибровку, операцию сглаживания, Обработка гистограмм и сегментация. Второй - Метр Распознавание элементов изображения, которые содержат позицию определяется для каждой цифры и автоматического распознавания, которые используют Алгоритм сопоставления шаблонов для определения значения каждой цифры.В Исследовательской работе [4] описан прототип для Система автоматического считывания показаний счетчика (AMR). Камера снимает фото показаний счетчика и передает его на серверный ПК через Zig-Bee, где это изображение подвергается сегментации процесс распознавания и считывание цифр, которые будут использоваться для подготовка счетов. В этом исследовании система следовала этим шаги в обработке изображения: бинараизация с использованием порога после преобразовать изображение в изображение в градациях серого. Обрезка числового площадь по вертикальной и горизонтальной проекции, сегментация и распознавание с использованием алгоритма цифрового распознавания.В своей работе мы извлечем и узнаем арабский (Хинди) Цифры считывания показаний электросчетчиков в Саудовской Аравии Аравия на смартфонах на базе Android, в которых изображение снимается задней камерой мобильного телефона.

III. ПРЕДЛАГАЕМАЯ СИСТЕМА

Предлагаемая система состоит из трех основных этапов изображения. обработки, как показано на рис. 2. В системе реализована с помощью программного обеспечения Android Studio с библиотекой openCV.

Рис. 2. Предлагаемая система

Изображение счетчика снимается задней камерой мобильного телефона. с некоторыми ограничениями: камера должна быть параллельна метр, на изображении должна появиться область считывания. без теней должна появиться часть черного ящика счетчика слева и справа, а самая правая цифра должна быть полностью показано и ясно.Рис. 3. (а) показывает изображение электрического метр, который удовлетворяет этим ограничениям.

A. Предварительная обработка Этот этап состоит из четырех шагов:

Этот шаг включает перевод изображения в черный и белое изображение, как показано на рис. 3. (c), это основной этап

Ввод: изображение шкалы

Преобразовать изображение RGB в оттенки серого

Индивидуальная цифра Сегментация

Соответствие шаблону

Вывод: распознанные цифры

Бинаризация изображения

Снижение шума

Зона чтения урожая

Предварительная обработка

Извлечение признаков

Распознавание цифр

Шаблон

32 * 32 выбрано на основе экспериментальных результатов, которые будут представлены в разделе V.

Рис. 6. Размер сегментированных цифр изменен

C. Распознавание цифр

Техника, которую мы использовали для распознавания цифр, основана на количество белых пикселей [6], по этой причине все сегментированные размер изображений изменяется до 32x32, чтобы гарантировать, что диапазон белые пиксели на всех цифрах не превышают 1024 пикселей. Этот этап состоит из двух этапов: извлечения признаков и сопоставление шаблонов.

На этом этапе сначала мы сделаем несколько сегментированных изображений цифры показаний счетчика, рассматривать их как шаблоны и извлекать некоторые особенности из них.Нам нужен по одному образцу на каждый цифра, которая означает десять сегментированных изображений, которые представляют десять разные цифры рассматриваются как шаблоны. Начнем с первый шаблон с нулевой цифрой, разделите его на четыре квадранта и в в каждом квадранте вычисляем количество белых пикселей q1, q2, q3 и q4. Мы повторяем эти шаги до конца девять образцов. Теперь для каждой цифры у нас есть четыре значения для четыре квадранта. Сохраняем эти значения для дальнейшего сравнение [6]. На рис.7 показано, как мы разделили цифровое изображение «Thamania (8)» на четыре квадранта.Таблица I показывает образец десятизначного изображения и четырех квадрантов значения для цифр от «sifr (0)» до «tesaa (9).

Помимо использования шаблонных функций, извлеченных из одного сегментированная цифра, мы также исследовали в разделе V производительность генерации шаблона из усреднения функции, извлеченные из пяти сегментированных изображений для каждого цифра.

Возьмем шесть сегментированных цифр, каждую цифру разделим изображение на четыре квадранта и подсчитайте количество белые пиксели в каждом квадранте q1, q2, q3, q4.Допустим, мы Имеем изображение цифры X, вычисляем значения разности DVi как в (1):

(|), | 2,1,0, ....., 9 4

1 4 1

= ∑ - =

=

DV q q i j

i jX jT (1)

Где qjX и qjT - количество белых пикселей в квадрант j = 1,2,3,4 для сегментированного цифрового изображения и шаблон соответственно. У нас получается десять значений DV. Сегментированная цифра распознается как цифра i с минимальное значение DVi [6].

Рис. 7. Квадранты цифры «Thamania (8)»

ТАБЛИЦА I. ПРИМЕР КОЛИЧЕСТВА БЕЛЫХ ПИКСЕЛЕЙ В КАЖДОМ КВАДРАНТ ДЛЯ КАЖДОЙ ЦИФРЫ Цифра изображение q1 q2 q3 q

207 202 233 198

185140 23 212

228 166 72 119

205 115 111 0

174 90 173 67

113 138 203 201

120 158 0 193

180 185 124 102

115 78 179 169

177 177 12 189

IV. РЕЗУЛЬТАТЫ

Система протестирована на 21 образе электросчетчика типа показано на рис.1.(а) эти изображения были сняты с камеры многих мобильных телефонов на открытом воздухе. На Рис. 8. показаны некоторые образцы протестированных изображений и результат вывода из числовой области обрезки, сегментации цифр и этапы распознавания цифр. Производительность человека стадии системы показаны в Таблице II. Таблица II показывает, что области показаний счетчика правильные. кадрировано 19 изображений из 21 и 114 отдельные цифры успешно сегментированы из этих 19 изображения с точностью 90.47% для обоих этапов. 114 успешно сегментированных цифр используются для исследовать влияние размера сегментированных цифр и числа сегментированных цифр, используемых для генерации шаблона на выполнение этапа распознавания цифр, на котором скорость распознавания оценивается с использованием 32 32 и 64 сегментированный размер цифр с шаблоном, созданным только из одного сегментированный палец, а также усреднение пяти сегментированных цифры. Таблица III показывает результаты, и ясно, что мы получаем лучшие результаты (96.49% на скорость распознавания цифр) с сегментировал размер цифр 32 * 32 и сгенерировал шаблон из усреднение функций, извлеченных из пяти сегментированных изображений для каждую цифру. Наконец, таблица II показывает, что система правильно распознал показания счетчика на 18 изображениях, что дает 85,71% степень точности показаний счетчика. 1 квартал

3 квартал

(а) (б)

Рис. 8. Примеры выходных данных этапов системы: (а) Входные изображения, (б) Система выход ступеней.

ТАБЛИЦА II. ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ЭТАПОВ СИСТЕМЫ Общее число электричества метр изображения

Правильный урожай Числовой район

Правильно Индивидуальная цифра Сегментация

Правильно Чтение Признание 21 (90.47%) 19 (90,47%) 19 (85,71%) 18

ТАБЛИЦА III. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭТАПА РАСПОЗНАВАНИЯ ЦИФРЫ Всего количество ввод сегментированный цифра изображение

Использование одной сегментированной цифры для создания шаблона

Используя среднее значение от 5 сегментированные цифры для создание шаблона Сегментированный размер цифр 32 *

Сегментированный размер цифр 64 *

Сегментированный размер цифр 32 *

Сегментированный размер цифр 64 * 114 (90,35%) 103 (82,45%) 94 (96,49%) 110 (86.84%) 99

V. ЗАКЛЮЧЕНИЕ И БУДУЩАЯ РАБОТА

В данной статье представлены автоматические показания счетчика электроэнергии. система на основе обработки изображений в Саудовской Аравии. Полученные результаты показал, что система может распознавать электросчетчик считывание цифр на трех основных этапах обработки изображения с достаточная точность 96,49% для каждой цифры и процентная точность всего чтения 85,71%. В планах на будущее улучшение системы, чтобы она могла распознавать показания различных типов счетчиков в Саудовской Аравии Arabia, повысьте точность системы и разработайте мобильный приложение для сотрудников электроэнергетической компании, использующее наша система для облегчения процесса чтения.Используя это приложение сотрудник просто снимает счетчик электроэнергии изображение, затем приложение обрабатывает изображение, распознает показания счетчика и автоматически отправить показания в сервер компании.

ССЫЛКИ [1] К. Эдвард, Автоматический электрический счетчик с опорным вектором. Система чтения, Международная конференция IEEE по вычислительной технике. Интеллект и вычислительные исследования, 2013, стр. 1-5. [2] К. Партибан и А. М. Паланисами, Считывание значений в электрическом счетчике. Использование методов обработки изображений, Международная конференция IEEE по Интеллектуальные интерактивные системы и вспомогательные технологии, Коимбатур, ИНДИЯ, 2013, стр.1-6. [3] С. Чжао, Б. Ли, Дж. Юань, Г. Цуй, Исследование автоматического дистанционного счетчика. Чтение на основе компьютерного зрения, передачи IEEE / PES и Конференция по распространению, Китай, декабрь 2005 г., стр. 1–4. [4] М. Шинде и П. Кулкарни, Показания счетчика энергии на основе изображения Технология обработки, Международный журнал электроники Связь и компьютерная инженерия, том 5, выпуск (4) июль, Техновидение-2014, с. 1-5. [5] Р. Ф. Мансур, Надежный метод распознавания арабских автомобильных табличек и Сопоставление с использованием цепного кода, American Journal of Computational and Прикладная математика 2012, 2 (3): 105-111.[6] Грейнджер, Х., Чанчад, Р., и Разак, С., номерной знак. Алгоритм обнаружения катарских номерных знаков, 2012, стр. 1-6.

Электромеханический, электронный и интеллектуальный счетчик энергии

Счетчик ватт-часов или счетчик энергии - это прибор, который измеряет количество электроэнергии, потребляемой потребителями. Коммунальные предприятия устанавливают эти инструменты в каждом месте, например, дома, на производстве, в организациях, чтобы взимать плату за потребление электроэнергии такими нагрузками, как освещение, вентиляторы и другие приборы.Самый интересный вид - это счетчики электроэнергии с предоплатой.

Базовая единица мощности Вт . Тысяча ватт - это один киловатт. Если мы используем один киловатт в час, это считается одной единицей потребляемой энергии. Эти измерители измеряют мгновенное напряжение и ток, вычисляют его произведение и выдают мгновенную мощность. Эта мощность интегрируется за период, который дает энергию, использованную за этот период времени.

Типы счетчиков энергии

Это могут быть одно- или трехфазные счетчики в зависимости от источника питания, используемого в бытовых или коммерческих установках.Для небольших сервисных измерений, таких как внутренние потребители, их можно напрямую подключить между линией и нагрузкой. Но для больших нагрузок необходимо установить понижающие трансформаторы тока, чтобы изолировать счетчики электроэнергии от более высоких токов.

3 Основные типы счетчиков энергии

Счетчик энергии или счетчик ватт-часов классифицируются в соответствии с несколькими факторами, такими как:

  • Тип дисплея, например аналоговый или цифровой счетчик электроэнергии.
  • Тип точки измерения, например, сеть, вторичная передача, первичное и местное распределение.
  • Конечные применения, такие как домашнее, торговое и промышленное применение.
  • Технические, такие как трехфазные, однофазные, высокотемпературные, низкотемпературные и измерители классов точности.

1. Электромеханический индукционный счетчик энергии

Индукционный счетчик энергии

Это широко известный и наиболее распространенный тип устаревшего счетчика ватт-часов. Он состоит из вращающегося алюминиевого диска, установленного на шпинделе между двумя электромагнитами. Скорость вращения диска пропорциональна мощности, и эта мощность суммируется за счет использования механизма счетчика и зубчатых передач.Он состоит из двух пластинчатых электромагнитов из кремнистой стали, т. Е. Последовательного и шунтирующего магнитов.

Магнит серии

несет катушку, состоящую из нескольких витков толстого провода, соединенного последовательно с линией, тогда как шунтирующий магнит несет катушку с множеством витков тонкого провода, подключенного к источнику питания.

Разрывной магнит - это постоянный магнит, который прикладывает силу, противоположную нормальному вращению диска, для перемещения этого диска в уравновешенное положение и остановки диска при отключенном питании.

Работа измерителя энергии индукционного типа

Серия

Магнит производит поток, который пропорционален текущему току, а шунтирующий магнит создает поток, пропорциональный напряжению.Эти два потока отстают на 90 градусов из-за индуктивного характера. Взаимодействие этих двух полей создает вихревой ток в диске, создавая силу, пропорциональную произведению мгновенного напряжения, тока и фазового угла между ними.

Вертикальный шпиндель или вал алюминиевого диска соединен с зубчатой ​​передачей, которая записывает число, пропорциональное количеству оборотов диска. Эта передача устанавливает число в серии циферблатов и указывает количество энергии, потребляемой с течением времени.Этот тип счетчика прост по конструкции, а точность несколько ниже из-за ползучести и других внешних полей. Основная проблема с этими типами счетчиков заключается в том, что они легко поддаются взлому, что требует наличия системы мониторинга электроэнергии. Они очень часто используются в бытовых и промышленных приложениях.

2. Электронные счетчики энергии

Это точные, высокопроизводительные и надежные типы измерительных приборов по сравнению с обычными механическими счетчиками.Он потребляет меньше энергии и мгновенно начинает измерения при подключении к нагрузке. Эти измерители могут быть аналоговыми или цифровыми. В аналоговых счетчиках мощность преобразуется в пропорциональную частоту или частоту импульсов и интегрируется счетчиками, размещенными внутри нее. В цифровом электросчетчике мощность напрямую измеряется высокопроизводительным процессором. Питание интегрируется логическими схемами для получения энергии, а также для целей тестирования и калибровки. Затем она преобразуется в частоту или частоту импульсов.

Аналоговые электронные счетчики энергии

В счетчиках аналогового типа значения напряжения и тока каждой фазы получают соответственно делитель напряжения и трансформаторы тока, которые напрямую подключены к нагрузке, как показано на рисунке.

Аналоговые электронные измерители

Аналого-цифровой преобразователь преобразует эти аналоговые значения в оцифрованные выборки, а затем преобразователь частоты преобразует их в соответствующие частотные сигналы. Эти частотные импульсы затем приводят в действие механизм счетчика, в котором эти выборки интегрируются во времени для получения потребляемой электроэнергии.

Цифровые электронные счетчики энергии

Цифровой сигнальный процессор или высокопроизводительные микропроцессоры используются в цифровых электрических счетчиках.Как и аналоговые измерители, преобразователи напряжения и тока подключаются к АЦП высокого разрешения. После преобразования аналоговых сигналов в цифровые отсчеты, отсчеты напряжения и тока умножаются и интегрируются цифровыми схемами для измерения потребляемой энергии.

Цифровые электронные счетчики энергии

Микропроцессор также вычисляет фазовый угол между напряжением и током, так что он также измеряет и показывает реактивную мощность. Он запрограммирован таким образом, что рассчитывает энергию в соответствии с тарифом и другими параметрами, такими как коэффициент мощности, максимальное потребление и т. Д., И сохраняет все эти значения в энергонезависимой памяти EEPROM.

Он содержит часы реального времени (RTC) для расчета времени интегрирования мощности, расчета максимального потребления, а также отметки даты и времени для определенных параметров. Кроме того, он взаимодействует с жидкокристаллическим дисплеем (ЖКД), устройствами связи и другими выходами измерителя. Батарея предназначена для RTC и других важных периферийных устройств для резервного питания.

3. Интеллектуальные счетчики энергии

Это передовая технология измерения, включающая размещение интеллектуальных счетчиков для считывания, обработки и обратной связи данных с клиентами.Он измеряет потребление энергии, дистанционно переключает поставки потребителям и дистанционно контролирует максимальное потребление электроэнергии. В интеллектуальной системе измерения используются передовые технологии системы инфраструктуры измерения для повышения производительности.

Интеллектуальные счетчики энергии

Они могут обмениваться данными в обоих направлениях. Они могут передавать данные коммунальным службам, такие как потребление энергии, значения параметров, сигналы тревоги и т. Д., А также могут получать информацию от таких коммунальных служб, как система автоматического считывания показаний счетчика, инструкции по повторному подключению / отключению, обновление программного обеспечения счетчика и другие важные сообщения.Эти счетчики уменьшают необходимость посещения при чтении или снятии ежемесячного счета. В этих интеллектуальных счетчиках используются модемы для облегчения работы систем связи, таких как телефонная связь, беспроводная связь, оптоволоконный кабель, связь по линиям электропередач. Еще одним преимуществом интеллектуального учета является полное предотвращение взлома счетчика электроэнергии там, где существует возможность незаконного использования электроэнергии.

Речь идет о типах счетчиков электроэнергии и их работе. Надеюсь, вам понравилась эта статья. Выражаем благодарность всем читателям.Пожалуйста, поделитесь своими комментариями и предложениями в разделе комментариев ниже.

Фото

Счетчик электроэнергии

Типичный североамериканский домашний аналоговый счетчик электроэнергии. Типичный североамериканский бытовой цифровой счетчик электроэнергии

Счетчик электроэнергии Счетчик электроэнергии или - это устройство, которое измеряет количество электроэнергии, потребляемой домом, бизнесом или устройством с электрическим приводом.

Счетчики электроэнергии обычно калибруются в единицах учета, наиболее распространенной из которых является киловатт-час.Периодические показания электросчетчиков устанавливают циклы выставления счетов и энергию, используемую в течение цикла.

В настройках, когда требуется экономия энергии в определенные периоды, счетчики могут измерять потребление, максимальное использование мощности в некоторый интервал. В некоторых регионах тарифы на электроэнергию выше в определенное время дня, что отражает более высокую стоимость энергоресурсов в периоды пикового спроса. Кроме того, в некоторых местах счетчики имеют реле для отключения второстепенного оборудования. [1]

История

Постоянный ток (DC)

По мере того, как коммерческое использование электроэнергии распространилось в 1880-х годах, становилось все более важным, чтобы счетчик электроэнергии, аналогичный существовавшим в то время газовым счетчикам, требовался для правильного выставления счетов потребителям по стоимости энергии вместо выставления счетов за фиксированное количество лампы в месяц.Было разработано много экспериментальных типов счетчиков. Эдисон сначала работал над электромеханическим счетчиком постоянного тока с регистром прямого считывания, но вместо этого разработал электрохимическую систему измерения, в которой использовалась электролитическая ячейка для суммирования потребляемого тока. Пластины периодически снимали, взвешивали и выставляли счет заказчику. Считывание показаний электрохимического счетчика было трудоемким и не было хорошо встречено покупателями. В 1885 году Ферранти предложил ртутный моторный счетчик с регистром, подобный газовым счетчикам; Это имело то преимущество, что потребитель мог легко считывать показания счетчика и проверять потребление. [2] Первым точным регистрирующим счетчиком потребления электроэнергии был счетчик постоянного тока, созданный доктором Германом Ароном, который запатентовал его в 1883 году. Хьюго Херст из британской компании General Electric Company ввел его в продажу в Великобритании с 1888 года. [3] До этого использовались счетчики, но они измеряли уровень потребления энергии в данный момент, то есть электрическую мощность. Счетчик Арона записал общее количество энергии, использованной с течением времени, и показал его на ряде циферблатов.

Переменный ток (AC)

Первый образец счетчика киловатт-часов переменного тока, изготовленный на основе патента Венгрии Отто Блати и названный в его честь, был представлен заводом Ганца на Франкфуртской ярмарке осенью 1889 года, и уже был выпущен первый индукционный счетчик киловатт-часов. продается на заводе в конце того же года.Это были первые ваттметры переменного тока, известные под названием Bláthy-meter. [4] Используемые в настоящее время счетчики киловатт-часов переменного тока работают по тому же принципу, что и оригинальное изобретение Блати. [5] [6] [7] [8] Также около 1889 года Элиу Томсон из американской компании General Electric разработал записывающий ваттметр (ваттметр) на основе бесконтактного коммутаторного двигателя. Этот счетчик преодолел недостатки электрохимического типа и мог работать как на переменном, так и на постоянном токе. [9]

В 1894 году Оливер Шалленбергер из Westinghouse Electric Corporation применил принцип индукции, ранее применявшийся [10] только в ампер-счетчиках переменного тока, для производства ватт-часов современной электромеханической формы с использованием индукционного диска, скорость вращения которого была определена. пропорционально мощности в цепи. [11] [12] Счетчик Блати был похож на счетчик Шалленбергера и Томсона в том, что это счетчик с двухфазным двигателем. [13] Хотя индукционный измеритель мог работать только на переменном токе, он устранил деликатный и проблемный коммутатор конструкции Томсона. Шалленбергер заболел и не смог усовершенствовать свою первоначальную большую и тяжелую конструкцию, хотя он также разработал многофазную версию.

Единица измерения

определение счетчика электроэнергии и синонимов счетчика электроэнергии (английский)

Типичный североамериканский домашний аналоговый счетчик электроэнергии.

Типовой бытовой цифровой счетчик электроэнергии в Северной Америке

Счетчик электроэнергии Счетчик электроэнергии или - это устройство, которое измеряет количество электроэнергии, потребляемой домом, бизнесом или устройством с электрическим приводом.

Счетчики электроэнергии обычно калибруются в расчетных единицах, наиболее распространенной из которых является киловатт-час [ кВтч ]. Периодические показания электросчетчиков устанавливают циклы выставления счетов и энергию, используемую в течение цикла.

В настройках, когда требуется экономия энергии в определенные периоды, счетчики могут измерять потребление, максимальное использование мощности в некоторый интервал. Измерение «времени суток» позволяет изменять расценки на электроэнергию в течение дня, чтобы регистрировать использование в периоды пиковых высоких затрат и периоды непиковой нагрузки с меньшими затратами.Кроме того, в некоторых областях счетчики имеют реле для отключения нагрузки в ответ на запрос в периоды пиковой нагрузки. [1]

История

Постоянный ток (DC)

По мере того, как коммерческое использование электроэнергии распространилось в 1880-х годах, становилось все более важным, чтобы счетчик электроэнергии, аналогичный существовавшим в то время газовым счетчикам, требовался для правильного выставления счетов потребителям по стоимости энергии вместо выставления счетов за фиксированное количество лампы в месяц. Было разработано много экспериментальных типов счетчиков.Эдисон сначала работал над электромеханическим счетчиком постоянного тока с регистром прямого считывания, но вместо этого разработал электрохимическую систему измерения, в которой использовалась электролитическая ячейка для суммирования потребляемого тока. Пластины периодически снимали, взвешивали и выставляли счет заказчику. Считывание показаний электрохимического счетчика было трудоемким и не было хорошо встречено покупателями. В 1885 году Ферранти предложил ртутный моторный счетчик с регистром, подобный газовым счетчикам; Это имело то преимущество, что потребитель мог легко считывать показания счетчика и проверять потребление. [2] Первым точным регистрирующим счетчиком потребления электроэнергии был счетчик постоянного тока, созданный доктором Германом Ароном, который запатентовал его в 1883 году. Хьюго Херст из британской компании General Electric Company ввел его в продажу в Великобритании с 1888 года. [3] До этого использовались счетчики, но они измеряли уровень потребления энергии в данный момент, то есть электрическую мощность. Счетчик Арона записал общее количество энергии, использованной с течением времени, и показал его на ряде циферблатов. В США Элиху Томсон усовершенствовал свой «записывающий ваттметр» в 1889 году.

Переменный ток (AC)

Первый образец счетчика киловатт-часов переменного тока, изготовленный на основе патента Венгрии Отто Блати и названный в его честь, был представлен заводом Ганца на Франкфуртской ярмарке осенью 1889 года, и уже был выпущен первый индукционный счетчик киловатт-часов. продается на заводе в конце того же года. Это были первые ваттметры переменного тока, известные под названием Bláthy-meter. [4] Используемые в настоящее время счетчики киловатт-часов переменного тока работают по тому же принципу, что и оригинальное изобретение Блати. [5] [6] [7] [8] Также около 1889 года Элиу Томсон из американской компании General Electric разработал записывающий ваттметр (ваттметр) на основе бесконтактного коммутаторного двигателя. Этот счетчик преодолел недостатки электрохимического типа и мог работать как на переменном, так и на постоянном токе. [9]

В 1894 году Оливер Шалленбергер из Westinghouse Electric Corporation применил принцип индукции, ранее применявшийся [10] только в ампер-счетчиках переменного тока, для производства ватт-часов современной электромеханической формы с использованием индукционного диска, скорость вращения которого была определена. пропорционально мощности в цепи. [11] [12] Счетчик Блати был похож на счетчик Шалленбергера и Томсона в том, что это счетчик с двухфазным двигателем. [13] Хотя индукционный измеритель мог работать только на переменном токе, он устранил деликатный и проблемный коммутатор конструкции Томсона. Шалленбергер заболел и не смог усовершенствовать свою первоначальную большую и тяжелую конструкцию, хотя он также разработал многофазную версию.

Единица измерения

Щитовой твердотельный счетчик электроэнергии, подключенный к подстанции мощностью 2 МВА.Дистанционные датчики тока и напряжения могут считываться и программироваться удаленно через модем и локально через инфракрасный порт. Круг с двумя точками - это инфракрасный порт. Видны защитные пломбы.

Самая распространенная единица измерения электросчетчика - киловатт-час [ кВтч ], который равен количеству энергии, потребляемой нагрузкой в ​​один киловатт в течение одного часа, или 3 600 000 джоулей. Некоторые электроэнергетические компании вместо этого используют мегаджоуль SI.

Потребление обычно измеряется в ваттах, но усредняется за период, чаще всего за четверть или полчаса.

Реактивная мощность измеряется в «тысячах вольт-амперных реактивных часов» (кварч). По соглашению, «запаздывающая» или индуктивная нагрузка, такая как двигатель, будет иметь положительную реактивную мощность. «Ведущая», или емкостная нагрузка, будет иметь отрицательную реактивную мощность. [14]

Вольт-ампер измеряет всю мощность, проходящую через распределительную сеть, включая реактивную и фактическую. Это равно произведению среднеквадратичных вольт и ампер.

Искажение электрического тока нагрузкой измеряется несколькими способами.Коэффициент мощности - это отношение резистивной (или активной мощности) к вольт-амперам. Емкостная нагрузка имеет опережающий коэффициент мощности, а индуктивная нагрузка - отстающий. Чисто резистивная нагрузка (например, лампа накаливания, нагреватель или чайник) имеет коэффициент мощности 1. Гармоники тока являются мерой искажения формы волны. Например, электронные нагрузки, такие как блоки питания компьютеров, потребляют ток на пике напряжения для заполнения своих внутренних запоминающих элементов. Это может привести к значительному падению напряжения вблизи пика напряжения питания, что проявляется в виде сглаживания формы волны напряжения.Это выравнивание приводит к возникновению нечетных гармоник, которые недопустимы, если они превышают определенные пределы, поскольку они не только расточительны, но могут мешать работе другого оборудования. Согласно закону ЕС и других стран, гармоническая эмиссия находится в установленных пределах.

Другие единицы измерения

В дополнение к учету на основе количества использованной энергии доступны другие типы учета.

Измерители, измеряющие количество используемого заряда (кулоны), известные как счетчики в ампер-часах, использовались на заре электрификации.Они зависели от постоянного напряжения питания для точного измерения потребления энергии, что было маловероятно для большинства источников питания.

Некоторые счетчики измеряли только время, в течение которого протекал заряд, без измерения величины напряжения или тока. Они подходят только для приложений с постоянной нагрузкой.

Ни один из этих типов вряд ли будет использоваться сегодня.

Виды счетчиков

Механизм электромеханического индукционного счетчика.
1 - Катушка напряжения - много витков тонкого провода, заключенного в пластик, подключенного параллельно нагрузке.
2 - Токовая катушка - три витка толстого провода, подключенные последовательно с нагрузкой.
3 - Статор - концентрирует и ограничивает магнитное поле.
4 - Алюминиевый диск ротора.
5 - тормозные магниты ротора.
6 - шпиндель с червячной передачей.
7 - диски дисплея - обратите внимание, что диски 1/10, 10 и 1000 вращаются по часовой стрелке, а диски 1, 100 и 10000 вращаются против часовой стрелки.

Электросчетчики работают, непрерывно измеряя мгновенное напряжение (вольт) и ток (амперы) и находя произведение этих величин, чтобы получить мгновенную электрическую мощность (ватты), которая затем интегрируется по времени, чтобы получить использованную энергию (джоули, киловатт-часы и т.). Счетчики для небольших служб (например, мелких бытовых потребителей) могут быть подключены напрямую между источником и потребителем. Для больших нагрузок, более 200 ампер нагрузки, используются трансформаторы тока, так что счетчик может быть расположен не на одной линии с сервисными проводниками. Счетчики делятся на две основные категории: электромеханические и электронные.

Электромеханические счетчики

Самый распространенный тип счетчиков электроэнергии - электромеханический индукционный счетчик ватт-часов. [15] [16]

Электромеханический индукционный измеритель работает путем подсчета оборотов алюминиевого диска, который вращается со скоростью, пропорциональной мощности. Таким образом, количество оборотов пропорционально потреблению энергии. Катушка напряжения потребляет небольшое и относительно постоянное количество энергии, обычно около 2 Вт, которое не регистрируется измерителем. Токовая катушка также потребляет небольшое количество энергии, пропорциональное квадрату тока, протекающего через нее, обычно до пары ватт при полной нагрузке, которая регистрируется измерителем.

На металлический диск действуют две катушки. Одна катушка подключена таким образом, что она создает магнитный поток, пропорциональный напряжению, а другая - магнитный поток, пропорциональный току. Поле катушки напряжения задерживается на 90 градусов с помощью катушки задержки. [17] Это создает вихревые токи в диске, и эффект таков, что на диск действует сила, пропорциональная произведению мгновенного тока и напряжения. Постоянный магнит создает противодействующую силу, пропорциональную скорости вращения диска.Равновесие между этими двумя противоположными силами приводит к тому, что диск вращается со скоростью, пропорциональной используемой мощности. Диск приводит в действие механизм регистрации, который интегрирует скорость диска с течением времени путем подсчета оборотов, подобно одометру в автомобиле, для измерения общей энергии, использованной за период времени.

Тип счетчика, описанный выше, используется в однофазной сети переменного тока. Различные конфигурации фаз используют дополнительные катушки напряжения и тока.

Трехфазный электромеханический индукционный счетчик, счетчик 100 А, питание 230/400 В. Горизонтальный алюминиевый диск ротора виден в центре метра

Алюминиевый диск поддерживается шпинделем с червячной передачей, приводящей в движение регистр. Регистр - это серия циферблатов, которые фиксируют количество использованной энергии. Циферблаты могут быть типа циклометра , , одометра, который легко читается, где для каждого циферблата одна цифра отображается через окошко на лицевой стороне счетчика, или типа указателя, где указатель указывает каждый цифра.При использовании стрелочного типа со шкалой смежные указатели обычно вращаются в противоположных направлениях из-за зубчатого механизма.

Количество энергии, представленное на один оборот диска, обозначается символом, который указывается в ватт-часах на один оборот. Обычно встречается значение 7,2. Используя значение, можно определить их энергопотребление в любой момент времени, отсчитывая время диска с помощью секундомера. Если время в секундах, затрачиваемое диском на один оборот, равно, то мощность в ваттах равна.Например, если, как указано выше, один оборот совершается за 14,4 секунды, мощность составляет 1800 Вт. Этот метод можно использовать для определения энергопотребления бытовых устройств путем их включения по одному.

Большинство бытовых счетчиков электроэнергии необходимо снимать вручную, как представителем энергетической компании, так и потребителем. Когда покупатель снимает показания счетчика, показания могут быть переданы энергетической компании по телефону, почте или через Интернет. Электроэнергетическая компания обычно требует посещения представителя компании не реже одного раза в год для проверки показаний, предоставленных заказчиком, и для выполнения базовой проверки безопасности счетчика.

В измерителе индукционного типа ползучесть - это явление, которое может отрицательно повлиять на точность, которое возникает, когда измерительный диск непрерывно вращается с приложенным потенциалом и разомкнутыми клеммами нагрузки. Проверка на ошибку из-за ползучести называется тестом на ползучесть.

Два стандарта регулируют точность счетчиков: ANSI C12.20 для Северной Америки и IEC 62053.

Электронные счетчики

Электронные счетчики отображают потребляемую энергию на ЖК- или светодиодном дисплее, а также могут передавать показания в удаленные места.В дополнение к измерению потребляемой энергии электронные счетчики могут также записывать другие параметры нагрузки и питания, такие как максимальная потребляемая мощность, коэффициент мощности, используемая реактивная мощность и т. Д. Они также могут поддерживать выставление счетов по времени, например, запись количества энергия, используемая в часы пик и в непиковые часы.

Связь

Дистанционное считывание показаний счетчика - практический пример телеметрии. Это экономит затраты на считыватель счетчиков и связанные с этим ошибки, но также позволяет проводить больше измерений и удаленное обеспечение.Многие интеллектуальные счетчики теперь включают переключатель для прерывания или восстановления обслуживания.

Исторически сложилось так, что вращающиеся счетчики могли передавать информацию о своей мощности удаленно, используя пару замыкающих контактов, подключенных к линии KYZ .

Интерфейс KYZ - это своего рода квадратурный энкодер. В интерфейсе KYZ провода Y и Z представляют собой переключающие контакты, закороченные на K на половину окружности ротора. Для измерения направления ротора сигнал Z смещается на 90 градусов от оси Y. Когда ротор вращается в противоположном направлении, показывая экспорт мощности, последовательность меняется на противоположную.Время между импульсами измеряет потребность. Количество импульсов - это общее потребление энергии. [18]

Выходы

KYZ исторически были присоединены к «реле сумматора», питающим «сумматор», так что многие счетчики могли быть считаны сразу в одном месте.

Выходы

KYZ также являются классическим способом подключения электросчетчиков к программируемым логическим контроллерам, системам отопления, вентиляции и кондиционирования или другим системам управления. Некоторые современные счетчики также снабжены замыкателем контактов, который предупреждает, когда счетчик обнаруживает потребность в близком к более высокому тарифу на электроэнергию, чтобы улучшить управление спросом.

Некоторые счетчики имеют выход с открытым коллектором, который дает импульсы 32-100 мс при постоянном количестве используемой электроэнергии. Обычно 1000-10000 импульсов на кВтч. Выход ограничен до 27 В постоянного тока и 27 мА постоянного тока. Вывод обычно соответствует стандарту DIN 43864.

Часто счетчики, предназначенные для полуавтоматического считывания, имеют последовательный порт, который связывается с помощью инфракрасного светодиода через лицевую панель счетчика. В некоторых многоквартирных домах используется аналогичный протокол, но в проводной шине используется последовательная токовая петля для подключения всех счетчиков к одной вилке.Вилка часто бывает возле почтовых ящиков. В Европейском союзе наиболее распространенным протоколом и протоколом инфракрасного порта является «FLAG», упрощенное подмножество режима C стандарта IEC 61107. В США и Канаде предпочтительным протоколом инфракрасного порта является ANSI C12.18. Некоторые промышленные счетчики используют протокол для программируемых логических контроллеров (Modbus).

Одним из предложенных для этой цели протоколов является DLMS / COSEM, который может работать на любом носителе, включая последовательные порты. Данные могут передаваться по Zigbee, WiFi, телефонным линиям или по самим линиям электропередач.Некоторые счетчики можно считать через Интернет. Также широко используются другие, более современные протоколы.

Электронные счетчики

теперь используют маломощное радио, GSM, GPRS, Bluetooth, IrDA, а также проводное соединение RS-485. Теперь счетчики могут хранить полные профили использования с отметками времени и передавать их одним нажатием кнопки. Показания потребности, хранящиеся вместе с профилями, точно отражают требования заказчика к нагрузке. Эти данные профиля нагрузки обрабатываются коммунальными предприятиями для выставления счетов и планирования.

AMR (автоматическое считывание показаний счетчика) и RMR (удаленное считывание показаний счетчика) описывают различные системы, которые позволяют проверять счетчики без необходимости отправки считывающего устройства. Электронный счетчик может передавать свои показания по телефонной линии или радио в центральную расчетную кассу. Автоматическое считывание показаний счетчика может быть выполнено с помощью модемов GSM (Глобальная система мобильной связи), один из которых прикреплен к каждому счетчику, а другой находится в центральном офисе коммунального обслуживания.

Полупроводниковая конструкция

Принципиальная структурная схема электронного счетчика энергии

Как и на блок-схеме, счетчик имеет источник питания, механизм измерения, механизм обработки и связи (т.е.е. микроконтроллер) и другие дополнительные модули, такие как RTC, ЖК-дисплей, порты / модули связи и т. д.

Дозирующий двигатель получает напряжение и ток входов и имеет напряжение ссылки, пробоотборники и quantisers с последующей секцией АЦП с получением оцифрованных эквивалентов всех входов. Эти входные данные затем обрабатываются с помощью цифрового сигнального процессора для расчета различных параметров измерения, таких как мощность, энергия и т. Д.

Наибольший источник долгосрочных ошибок в метре дрейф в предусилителе, после чего точности опорного напряжения.Оба они также меняются в зависимости от температуры и сильно различаются, потому что большинство счетчиков находится на открытом воздухе. Их характеристика и компенсация являются важной частью конструкции счетчика.

Секция обработки и связи отвечает за вычисление различных производных величин из цифровых значений, генерируемых механизмом измерения. Он также отвечает за связь с использованием различных протоколов и интерфейс с другими дополнительными модулями, подключенными к нему в качестве ведомых устройств.

RTC и другие дополнительные модули подключены как подчиненные к секции обработки и связи для различных функций ввода / вывода.В современном измерителе большая часть, если не все, из этого будет реализована внутри микропроцессора, например, часы реального времени (RTC), ЖК-контроллер, датчик температуры, память и аналого-цифровые преобразователи.

Многотарифные (переменные) счетчики

Розничные торговцы электроэнергией могут пожелать взимать с потребителей разные тарифы в разное время дня, чтобы лучше отразить затраты на производство и передачу электроэнергии. Поскольку, как правило, неэффективно хранить значительные объемы электроэнергии в период низкого спроса для использования в период высокого спроса, затраты будут значительно варьироваться в зависимости от времени суток.Для запуска низкозатратных генерирующих мощностей (базовая нагрузка), таких как ядерная, может потребоваться много часов, что означает избыток в периоды низкого спроса, в то время как дорогостоящие, но гибкие генерирующие мощности (например, газовые турбины) должны быть доступны для немедленного реагирования ( вращающийся резерв) до пикового спроса, возможно, используется в течение нескольких минут в день, что очень дорого.

Некоторые многотарифные счетчики используют разные тарифы для разных объемов спроса. Обычно это промышленные счетчики.

Бытовое использование

Бытовые счетчики с переменной ставкой обычно допускают от двух до трех тарифов («пиковый», «внепиковый» и «плечевой»), и в таких установках может использоваться простой электромеханический таймер.Исторически они часто использовались вместе с электрическими накопительными нагревателями или системами накопления горячей воды.

Множественные тарифы упрощены за счет счетчиков времени использования (TOU), которые включают в себя таймер или подключены к нему и имеют несколько регистров.

Переключение между тарифами может происходить с помощью радиоуправляемого переключателя, а не переключателя времени, чтобы предотвратить несанкционированный доступ к запечатанному переключателю времени для получения более дешевой электроэнергии.

Соединенное Королевство

Радиоактивное переключение широко распространено в Великобритании, при этом ночной сигнал данных отправляется в длинноволновой несущей BBC Radio 4, 198 кГц.Время непиковой зарядки обычно составляет семь часов с 23:30 до 6:30 по Гринвичу, и это предназначено для питания аккумуляторов и погружных нагревателей. В Великобритании такие тарифы имеют бренд Economy 7 или White Meter . Популярность таких тарифов снизилась в последние годы, по крайней мере на внутреннем рынке, из-за (предполагаемых или реальных) недостатков накопительных нагревателей и сравнительно низкой стоимости природного газа. Также доступен счетчик «Эконом 10», дающий пять часов нагрева в течение ночи с повышением температуры в середине утра и в середине дня. [19]

Большинство счетчиков, использующих Economy 7 , переключают всю подачу электроэнергии на более дешевый тариф в течение 7-часового ночного периода, [20] , а не только контур накопительного нагревателя. Обратной стороной этого является то, что дневная ставка будет значительно выше, и постоянная плата тоже может быть немного выше. Например, обычная ставка на электроэнергию может составлять 9 пенсов за кВтч, тогда как дневная ставка Economy 7 ' s может составлять от 14 до 17 пенсов за кВтч, но только 5,43 пенсов за кВтч ночью.Выключатели с таймером, установленные на стиральных машинах, сушильных машинах, посудомоечных машинах и погружных нагревателях, можно настроить так, чтобы они включались только при более низкой скорости.

Коммерческое использование

В крупных коммерческих и промышленных помещениях могут использоваться электронные счетчики, которые регистрируют потребление энергии блоками по полчаса или меньше. Это связано с тем, что в большинстве электросетей наблюдается скачок спроса в течение дня, и энергетическая компания может пожелать дать ценовые стимулы крупным потребителям, чтобы снизить спрос в это время.Эти всплески спроса часто соответствуют времени приема пищи или, как известно, рекламе в популярных телевизионных программах.

Приборные счетчики электроэнергии

Счетчики электроэнергии с розеткой (или счетчики нагрузки) измеряют энергию, потребляемую отдельными приборами. Сегодня на рынке доступно множество моделей, но все они работают по одному и тому же основному принципу. Счетчик включается в розетку, и прибор, который нужно измерить, подключается к счетчику. Такие счетчики могут помочь в энергосбережении, выявляя основных потребителей энергии или устройства, которые потребляют чрезмерную мощность в режиме ожидания.Счетчик мощности часто можно получить в местных органах власти [21] или в местной публичной библиотеке. [22] [23]

Дисплеи потребления энергии в доме

Основная статья: Домашний энергетический монитор

Потенциально мощным средством снижения потребления энергии в домашних условиях является предоставление пользователям удобной обратной связи в реальном времени, чтобы они могли изменить свое поведение в отношении потребления энергии. Недавно стали доступны недорогие дисплеи с обратной связью по энергии. Исследование, проведенное компанией Hydro One с использованием считываемого потребителем счетчика в 500 домах Онтарио, показало в среднем 6.Общее потребление электроэнергии снизилось на 5% по сравнению с контрольной группой аналогичного размера. Hydro One впоследствии предложила бесплатные мониторы мощности 30 000 клиентов, основываясь на успехе пилотного проекта. [24] Такие проекты, как Google PowerMeter, берут информацию от интеллектуального счетчика и делают ее более доступной для пользователей, чтобы способствовать сохранению. [25]

Умные счетчики

Основная статья: Умный счетчик

Умные счетчики идут дальше простого AMR (автоматическое считывание показаний счетчиков).Они предлагают дополнительные функции, включая считывание в реальном или близком к реальному времени, уведомление о сбоях в подаче электроэнергии и мониторинг качества электроэнергии. Они позволяют агентствам по установлению цен устанавливать разные цены на потребление в зависимости от времени суток и сезона.

Эти ценовые различия могут быть использованы для уменьшения пиков спроса (смещение нагрузки или уменьшение пиков), уменьшая потребность в дополнительных электростанциях и, в частности, в более загрязняющих и дорогостоящих пиковых электростанциях, работающих на природном газе. [ необходима цитата ] Обратная связь, которую они предоставляют потребителям, также снижает общее потребление энергии. [ необходима ссылка ]

Другой тип интеллектуальных счетчиков использует ненавязчивый мониторинг нагрузки, чтобы автоматически определять количество и тип приборов в доме, сколько энергии каждый из них использует и когда. Этот счетчик используется электроэнергетическими компаниями для обследований использования энергии. Это устраняет необходимость устанавливать таймеры на все приборы в доме, чтобы определять, сколько энергии каждый из них использует.

Счетчики предоплаты

Счетчик предоплаты и жетоны с магнитной полосой из арендованного жилья в Великобритании. Кнопка с надписью A отображает информацию и статистику, например текущий тариф и остаток на счете. Кнопка с надписью B активирует небольшую сумму экстренного кредита, если у клиента закончится

Ключ предоплаты

Стандартная бизнес-модель розничной торговли электроэнергией предполагает, что электроэнергетическая компания выставляет счет потребителю за количество энергии, использованной в предыдущем месяце или квартале.В некоторых странах, если продавец считает, что покупатель может не оплатить счет, может быть установлен счетчик предоплаты. Это требует, чтобы покупатель внес предоплату, прежде чем можно будет использовать электроэнергию. Если доступный кредит исчерпан, подача электроэнергии отключается с помощью реле.

В Великобритании механические счетчики предоплаты были обычным явлением при съеме жилья. К их недостаткам можно отнести необходимость регулярных посещений для снятия наличных и риск кражи наличных в счетчике.

Современные твердотельные счетчики электроэнергии в сочетании со смарт-картами устранили эти недостатки, и такие счетчики обычно используются для клиентов, считающихся невысоким кредитным риском. В Великобритании одна из систем - это сеть PayPoint, где в перезаряжаемые токены (карты Quantum для природного газа или пластиковые «ключи» для электричества) можно загружать любые деньги, которые есть у клиента.

В последнее время представлены смарт-карты как надежные токены, которые позволяют двусторонний обмен данными между счетчиком и коммунальным предприятием.

В Южной Африке, Судане и Северной Ирландии счетчики с предоплатой пополняются путем ввода уникального закодированного двадцатизначного числа с клавиатуры. Это делает жетоны, по сути, лист бумаги, очень дешевыми в производстве.

По всему миру, особенно в развивающихся странах, продолжаются эксперименты по тестированию систем предоплаты. В некоторых случаях счетчики предоплаты не принимаются клиентами. Существуют различные группы, такие как ассоциация Standard Transfer Specification (STS), которые продвигают общие стандарты для систем измерения предоплаты среди производителей.Счетчики предоплаты, использующие стандарт STS, используются во многих странах. [26] [27] [28]

Счетчик времени суток

Измерение времени суток (TOD), также известное как время использования (TOU) или сезонное время суток (SToD), измерение включает разделение дня, месяца и года на тарифные интервалы и с более высокими ставками в периоды пиковой нагрузки и с низким тарифом. ставки в периоды непиковой нагрузки. Хотя это можно использовать для автоматического контроля использования со стороны клиента (что приводит к автоматическому контролю нагрузки), часто это просто ответственность клиента контролировать свое использование или платить соответственно (добровольный контроль нагрузки).Это также позволяет коммунальным предприятиям соответствующим образом планировать свою передающую инфраструктуру. См. Также Управление на стороне спроса (DSM).

Измерение

TOD обычно делит показатели на несколько сегментов, включая пиковый, непиковый, средний или плечевой и критический пик. Типичная договоренность - пик, приходящийся на дневное время (только в дни, не являющиеся праздничными), например, с 13:00 до 21:00 с понедельника по пятницу летом и с 6:30 до 12:00 и с 17:00 до 21:00 зимой. . Более сложные схемы включают использование критических пиков, возникающих в периоды высокого спроса.Время пикового спроса / стоимости будет отличаться на разных рынках по всему миру.

Крупные коммерческие пользователи могут приобретать электроэнергию с почасовой оплатой, используя прогнозные цены или цены в реальном времени. Цены варьируются от «мы платим вам (отрицательно)» до 1000 долларов за МВтч (100 центов за кВтч). [29]

Некоторые коммунальные предприятия позволяют бытовым клиентам оплачивать почасовые ставки, например, Иллинойс, где используется ценообразование на сутки вперед. [30] [31]

Учет экспорта электроэнергии

Многие потребители электроэнергии устанавливают собственное оборудование для производства электроэнергии из соображений экономии, резервирования или защиты окружающей среды.Когда потребитель вырабатывает больше электроэнергии, чем требуется для его собственного использования, излишки могут быть экспортированы обратно в энергосистему. Потребители, которые генерируют обратно в «сеть», обычно должны иметь специальное оборудование и устройства безопасности для защиты компонентов сети (а также собственных компонентов клиента) в случае сбоев (короткое замыкание) или технического обслуживания сети (например, потенциал напряжения в сети). вышедшая из строя линия, ведущая к предприятию-экспортеру).

Эта экспортированная энергия может быть учтена в простейшем случае счетчиком, работающим в обратном направлении в течение периодов нетто-экспорта, тем самым уменьшая зарегистрированное потребителем потребление энергии на экспортированное количество.Фактически это приводит к тому, что покупатель получает оплату за его / ее экспорт по полной розничной цене электроэнергии. Если стандартный счетчик не оборудован фиксатором или эквивалентом, он будет точно регистрировать поток мощности в каждом направлении, просто двигаясь назад при экспорте энергии. Такие счетчики больше не разрешены к применению в Великобритании.Там, где это разрешено законом, коммунальные предприятия поддерживают прибыльную маржу между ценой энергии, поставляемой потребителю, и ставкой, начисляемой за энергию, произведенную потребителем, которая возвращается в сеть. В последнее время источники загрузки обычно происходят из возобновляемых источников (например, ветряных турбин, фотоэлектрических элементов) или газовых или паровых турбин, которые часто используются в системах когенерации. Еще один предложенный потенциальный источник загрузки - это подключаемые к электросети гибридные автомобильные аккумуляторы (энергосистемы от транспортного средства к электросети). Для этого требуется «умная сеть», включающая счетчики, измеряющие электроэнергию через сети связи, требующие дистанционного управления и предоставляющие клиентам возможность выбора времени и цены.Системы подключения транспортных средств к электросети могут быть установлены на стоянках и в гаражах на рабочих местах, а также на парковках и аттракционах, и могут помочь водителям заряжать свои батареи дома ночью, когда цены на электроэнергию в непиковые периоды ниже, и получать кредиты за продажу избыточной электроэнергии обратно. сеть в часы высокой нагрузки.

Собственность

После дерегулирования рынков электроснабжения во многих странах (например, в Великобритании), компания, ответственная за счетчик электроэнергии, может быть неочевидной.В зависимости от действующих договоренностей, счетчик может быть собственностью оператора счетчика, дистрибьютора электроэнергии, продавца или, в случае некоторых крупных потребителей электроэнергии, счетчик может принадлежать потребителю.

Компания, ответственная за снятие показаний счетчика, не всегда может быть компанией, которая им владеет. Считывание показаний счетчиков теперь иногда осуществляется субподрядчиком, и в некоторых районах один и тот же человек может одновременно снимать показания счетчиков газа, воды и электроэнергии.

Расположение

Трансформаторы тока используются в составе приборов учета трехфазного электроснабжения на 400 А.Четвертый нейтральный провод не требует трансформатора тока, потому что ток не может течь по этому проводу, не протекая также по одному из трех фазных проводов.

Счетчик мощности коммерческий

Местоположение счетчика электроэнергии зависит от установки. Возможные места: на опоре, обслуживающей собственность, в уличном шкафу (счетчике) или внутри помещения, прилегающего к потребительскому блоку / распределительному щиту. Электроэнергетические компании могут предпочесть внешнее расположение, поскольку показания счетчика можно считать без доступа к помещению, но внешние счетчики могут быть более подвержены вандализму.

Трансформаторы тока позволяют размещать счетчик на удалении от токоведущих проводов. Это обычное дело в больших установках. Например, подстанция, обслуживающая одного крупного потребителя, может иметь измерительное оборудование, установленное в шкафу, без ввода тяжелых кабелей в шкаф.

Уравнение потери клиента и измерения

Поскольку электрические стандарты различаются в разных регионах, «переход от сети к потребителю» также зависит от стандартов и типа установки.Существует несколько распространенных типов соединений между сетью и потребителем. У каждого типа есть свое уравнение измерения .

Поставка Заказчика может быть однофазной или трехфазной. В Соединенных Штатах и ​​Канаде трехпроводная однофазная сеть является обычным явлением для частных потребителей и небольших коммерческих потребителей. Трехфазные источники питания могут быть трехпроводными или четырехпроводными (с нейтралью системы). Теорема Блонделя утверждает, что для любой системы с N токонесущими проводниками N-1 измерительных элементов достаточно для измерения электрической энергии.Это указывает на то, что необходимы другие измерения, например, для трехфазной трехпроводной системы, чем для трехфазной четырехпроводной (с нейтралью) системы.

В Северной Америке электросчетчики обычно подключаются к стандартной розетке на улице, сбоку здания. Это позволяет заменять счетчик без нарушения проводов, идущих к розетке, или жильцов здания. Некоторые розетки могут иметь байпас, когда счетчик снимается для обслуживания. Количество потребляемой электроэнергии без регистрации в течение этого короткого времени считается незначительным по сравнению с неудобствами, которые могут возникнуть у потребителя в результате отключения электроэнергии.Большинство электронных счетчиков в Северной Америке используют последовательный протокол ANSI C12.18.

Во многих других странах клеммы питания и нагрузки находятся в самом корпусе счетчика. Кабели подключаются непосредственно к счетчику. В некоторых местах счетчик находится снаружи, часто на опоре электросети. В других - внутри здания в нише. Если внутри, он может использовать соединение для передачи данных с другими счетчиками. Если он существует, общее соединение часто представляет собой небольшую вилку рядом с почтовым ящиком. Часто используется EIA-485 или инфракрасное соединение с последовательным протоколом, например IEC 62056.

В 2010 году быстро меняются возможности подключения к счетчикам. Наиболее распространенные схемы, похоже, объединяют существующий национальный стандарт для данных (например, ANSI C12.19 или IEC 62056), работающий по интернет-протоколу, с небольшой печатной платой, которая либо обеспечивает связь по линии электропередач, либо подключается к цифровой сети мобильной связи.

Взлом и безопасность

Счетчиками

можно манипулировать, чтобы сделать их заниженными, что позволяет эффективно использовать электроэнергию без оплаты. Эта кража или мошенничество могут быть как опасными, так и нечестными.

Энергетические компании часто устанавливают счетчики с дистанционным составлением отчетов специально для дистанционного обнаружения взлома и, в частности, для обнаружения кражи энергии. Переход на интеллектуальные счетчики электроэнергии полезен для предотвращения кражи энергии.

При обнаружении взлома обычной тактикой, законной в большинстве регионов США, является переключение абонента на тариф «взлома», взимаемый по максимальному расчетному току счетчика. При цене 0,095 доллара США / кВтч за стандартный жилой счетчик на 50 А взимается взыскиваемый сбор в размере около 5000 долларов США.00 в месяц. Считыватели счетчиков обучены обнаруживать признаки взлома, а в случае грубых механических счетчиков максимальная ставка может взиматься за каждый расчетный период до тех пор, пока вмешательство не будет устранено или услуга не будет отключена.

Распространенным методом взлома старых счетчиков является прикрепление магнитов к внешней стороне счетчика. Они магнитно насыщают катушки или трансформаторы тока, не позволяя переменному току формировать вихревые токи в роторе или наводить напряжения в трансформаторе тока.

Выпрямленные нагрузки постоянного тока вызывают заниженную регистрацию механических (но не электронных) счетчиков. Постоянный ток не заставляет катушки создавать вихревые токи в диске, поэтому это приводит к уменьшению вращения и меньшему счету.

Некоторые комбинации емкостной и индуктивной нагрузки могут взаимодействовать с катушками и массой ротора и вызывать уменьшенное или обратное движение.

Все эти эффекты могут быть обнаружены электрической компанией, и многие современные счетчики могут их обнаружить или компенсировать.

Владелец счетчика обычно защищает счетчик от несанкционированного доступа. Механизмы и соединения счетчиков выручки опломбированы. Счетчики могут также измерять VAR-часы (отраженная нагрузка), нейтральные и постоянные токи (повышенные из-за большинства электрических вмешательств), окружающие магнитные поля и т. Д. Даже простые механические счетчики могут иметь механические флажки, которые сбрасываются из-за магнитного вмешательства или больших токов постоянного тока.

В более новых компьютеризированных счетчиках обычно предусмотрены меры против взлома. Счетчики AMR (автоматическое считывание показаний счетчика) часто имеют датчики, которые могут сообщать об открытии крышки счетчика, магнитных аномалиях, дополнительных настройках часов, приклеенных кнопках, перевернутой установке, обратном или переключенном фазе и т. Д.

Некоторые тамперы полностью или частично обходят счетчик. Безопасные тамперы этого типа обычно увеличивают ток нейтрали на счетчике. Большинство бытовых счетчиков с расщепленной фазой в Соединенных Штатах не могут обнаруживать нейтральные токи. Однако современные счетчики с защитой от несанкционированного доступа могут обнаруживать и выставлять счет по стандартным тарифам. [32]

Отсоединение нейтрального разъема счетчика небезопасно, потому что в этом случае короткие замыкания могут пройти через людей или оборудование, а не через металлическое заземление к генератору.

Подключение фантомного контура через заземление часто имеет гораздо большее сопротивление, чем металлический нейтральный разъем. Даже в этих случаях измерения на подстанции могут предупредить оператора о взломе. На подстанциях, подстанциях и трансформаторах обычно есть высокоточные счетчики для обслуживаемой территории. Энергетические компании обычно исследуют расхождения между общей суммой выставленных счетов и общей выработкой, чтобы найти и исправить проблемы распределения электроэнергии. Эти расследования являются эффективным методом обнаружения фальсификации.

В Северной Америке кражи электроэнергии часто связаны с выращиванием марихуаны в помещении. Детективы по борьбе с наркотиками связывают чрезмерно высокое потребление энергии с освещением, которое требуется для таких операций. [33] Домашние производители марихуаны, осведомленные об этом, особенно заинтересованы в краже электричества просто для того, чтобы скрыть свое потребление.

Проблемы с конфиденциальностью

Внедрение современных счетчиков в жилых районах создало дополнительные проблемы с конфиденциальностью, которые могут затронуть обычных клиентов.Эти счетчики часто могут регистрировать потребление энергии каждые 15, 30 или 60 минут. Их можно использовать для наблюдения, раскрытия информации об имуществе и поведении людей. [34] Например, он может показать, когда покупатель отсутствует на длительное время. Ненавязчивый мониторинг нагрузки дает еще более подробную информацию о том, какие приборы есть у людей, а также о том, как они живут и используют.

Более подробный и недавний анализ этой проблемы был проведен лабораторией безопасности штата Иллинойс. Веб-сайт проекта сертифицированных замеров

Список литературы

  • «Справочник по учету электроэнергии» Института электричества Эдисона - Библия электросчетчиков, постоянно обновляемая с момента открытия электричества.

Внешние ссылки

Система автоматической проверки счетчиков электроэнергии

СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОЙ проверки счетчиков электроэнергии

S .R. Элк ин, В. В. Иванов, С. Ш. Симаев, Б.Ш. Барбакадзе, Б.Д. Пхакадзе, В.С. Хучуа

УДК 681.323: 621.317.785.089.6

Разработана и прошла межведомственные испытания в Тбилисском филиале Всесоюзного научно-исследовательского центра система автоматической поверки однофазных электросчетчиков. Институт метрологии (ВНИИМ). Эта система автоматизирует процессы определения относительных погрешностей, отбраковки счетчиков и подачи результатов измерений на табло и цифровой принтер.

Для проверки используется метод ваттметра и секундомера.Относительные погрешности рассчитываются по соотношению [1]:

~ Sw = tn - t 1 O0% t

где t - фактическая длительность одного оборота измерительного диска tn - его номинальная (вычисленная) продолжительность для данный тип счетчика и условия эксплуатации.

Продолжительность одного оборота измерительного диска определяется путем подсчета за время t количества импульсов n, полученных от высокостабильного генератора с частотой fn, которая зависит от типа тестируемого счетчика и условий его тестирования.

Очевидно, что t = n / fn. Тогда

6m = thl - nn 100% = (nn - - I) 1 0 0% ', n

, где nn = tn ~ Cn - вычисленное количество импульсов генератора, которые имеют частоту fn и соответствуют времени tn, необходимое для того, чтобы диск счетчика данного типа совершил в данных условиях один оборот; n = tfn - фактическое количество импульсов, полученных за один оборот проверяемого диска счетчика.

В разработанной методике число nn = tnf n поддерживается постоянным для всех типов счетчиков и условий испытаний.В этом случае 6w становится функцией одной переменной, что позволяет использовать довольно простое устройство для определения относительной погрешности. Специальный декодер был разработан на основе ранее рассчитанной таблицы отношения ~ w к разности (nn / n) - для nn = eonst.

Для постоянного значения n n становится необходимым установить частоту генератора fn для каждого типа измерителя и условий тестирования. Значение fn определяется по формуле

[n = nnP / C,

, где C - постоянная счетчика; P - мощность нагрузки (номинальная).

Переведено из журнала «Измерительная техника», № 11, стр. 86-87, ноябрь 1975 г.

9 1976 Plenum Publishing Corporation, 227 West 17th Street, New York, N. Y, 10011. Не является частью данной публикации могут быть воспроизведены, сохранены в поисковой системе или переданы в любой форме и любыми средствами, электронными, механическими, копировальными, микрокопировальными, записывающими или другими, без письменного разрешения издателя. Копию этой статьи можно приобрести у издателя за 15 долларов.00.

1701

Значение n n выбирается в соответствии с погрешностью / x6 (в процентах), допускаемой при вычислении 5w

nn> ~ 100 / h6.

В разработанной системе 6w определяется для следующих условий эксплуатации: 0,05 Pn, 0,1 Pn, 0,2 Pn, 0,5 Pn, 1,0 Pn, 2,0 Pn и 4,0 Pn.

Частоты генератора fn для различных условий испытаний можно получить, разделив частоту f0, которая соответствует максимальной нагрузке, на число 2 k - 10 м (k = 0.1, 2 и 3; m = 0 и 1). Это позволяет рассчитать для каждого данного типа счетчика только частоту) c0 генератора, тогда как частоты) cn можно затем получить с помощью делителя, встроенного в вычислительное устройство, которое содержит двоичные электронные счетчики.

Генератор, используемый для задания частоты) co состоит из серийного делителя счетчика типа ИК3-15, который состоит из генератора высокочастотных импульсов и делителя частоты на диапазон 1- (105-1) 9 10 Гц.

Приведенная выше методика позволила построить систему автоматической проверки электросчетчиков на базе специализированного компьютера. Система состоит из шести стоек для установки электросчетчиков, блоков питания, стола для задания условий испытаний и пульта управления системой.

Технические данные системы. Шесть монтажных стоек; 96 одновременных проверок электросчетчиков на одной стойке; 20 мин требуется для тестирования счетчиков на одной стойке; восемь условий тестирования; погрешность тестирования * 0,1%; максимальная определяемая ошибка 4-5.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *