איך מסודרים ופועלים מד החשמל האלקטרוני?

המטרה העיקרית של מכשיר זה היא למדוד כל הזמן את צריכת החשמל של החלק המפוקח של מעגל החשמל ולהציג את גודלו בצורה ידידותית לבני אדם. בסיס האלמנטים משתמש ברכיבים אלקטרוניים במצב מוצק הפועלים על מוליכים למחצה או עיצובים במיקרו-מעבד.

מכשירים כאלה מיוצרים לעבודה עם מעגלים שוטפים:

1. ערך קבוע;

2. צורה הרמונית סינוסואידית.

מוני חשמל DC פועלים רק בחברות תעשייתיות המפעילות ציוד רב עוצמה עם צריכה גבוהה של כוח קבוע (הובלת רכבת חשמלית, מכוניות חשמליות ...). למטרות ביתיות, הם אינם משמשים, מונפקים בכמויות מוגבלות. לפיכך, בחומר הנוסף של מאמר זה לא נשקול אותם, אם כי עקרון פעולתם שונה מדגמים הפועלים על זרם חילופין, בעיקר על ידי תכנון חיישני זרם ומתח.

מדי חשמל חשמליים אלקטרוניים מיוצרים כדי לחשב את האנרגיה של מכשירים חשמליים:

1. עם מערכת מתח חד פאזית;

2. במעגלים תלת פאזיים.

תכנון מד אלקטרוני

כל בסיס היסודות ממוקם בתוך הדיור, מצויד ב:

• בלוק מסוף לחיבור חוטי חשמל;

• לוח LCD;

• הפעלת בקרות והעברת מידע מהמכשיר;

• מדידת שנאים;

• לוח מעגלים מודפס עם אלמנטים של מצב מוצק;

• כיסוי מגן.

מראה והגדרות המשתמש העיקריות של אחד הדגמים הרבים של מכשירים דומים המיוצרים בחברות הרפובליקה של בלארוס מוצגות בתמונה.

הביצועים של כאלה מד חשמלי אושר על ידי:

• חותמת המאמת המאשרת את מעבר האימות המטרולוגי של המכשיר על ספסל הבדיקה והערכת מאפייניו בתוך מחלקת הדיוק שהצהרה על ידי היצרן;

• אטם ללא הפרעה של חברת פיקוח האנרגיה האחראי לחיבור הנכון של המונה למעגל החשמל.

נוף פנים לוחות של מכשיר דומה מוצגים בתמונה.

אין מנגנוני תנועה ואינדוקציה. ונוכחותם של שלושה שנאים מובנים זרמים, המשמשים חיישנים עם אותו מספר של ערוצים גלויים בבירור בלוח המעגל, מעידים על פעולה תלת-פאזית של מכשיר זה.

תהליכים אלקטרוטכניים שנלקחים בחשבון על ידי מד אלקטרוני

עבודת האלגוריתמים הפנימיים של מבנים תלת פאזיים או חד-פאזיים מתרחשת על פי אותם חוקים, למעט שבמכשיר תלת-פאזי מורכב יותר מתרחשת סיכום גיאומטרי של הערכים של כל אחד משלושת ערוצי הרכיבים.

לכן עקרונות הפעולה של המונה האלקטרוני ייחשבו בעיקר על הדוגמא של מודל חד פאזי. לשם כך, זכור את החוקים הבסיסיים של הנדסת חשמל הקשורים לחשמל.

ערכו המלא נקבע על ידי הרכיבים:

• פעיל;

• תגובתי (סכום של עומסים אינדוקטיביים וקיבוליים).

הזרם הזורם במעגל המשותף של רשת חד פאזית זהה בכל התחומים, וירידת המתח בכל אחד מהיסודות שלו תלויה בסוג ההתנגדות ובעוצמתה. על ההתנגדות הפעילה הוא עולה בקנה אחד עם הווקטור של הזרם החולף בכיוון, ועל התגובה הוא סוטה לצד. יתר על כן, השראות היא מקדימה את הזרם בזווית, והיא מפגרת בקיבול.

מונים אלקטרוניים מסוגלים לקחת בחשבון ולהציג את הכוח הכולל ואת ערכו הפעיל והתגובה. לצורך זה נמדדים ווקטורים זרמים עם מתח המסופק לכניסתו.ערך סטיית הזווית בין ערכים נכנסים אלה קובע ומחשב את אופי העומס, מספק מידע על כל מרכיביו.

בעיצובים שונים של מטרים אלקטרוניים, מערך הפונקציות אינו זהה ויכול להיות שונה באופן משמעותי במטרתם. בכך הם בולטים באופן קיצוני מאנלוגיות האינדוקציה שלהם, שפועלות על בסיס אינטראקציה של שדות אלקטרומגנטיים וכוחות אינדוקציה הגורמים לסיבוב של דיסק אלומיניום דק. מבחינה מבנית, הם יכולים רק למדוד פעילים או כוח תגובתי במעגל חד-פאזי או תלת פאזי, והערך המלא - עליכם לחשב בנפרד ידנית.

העיקרון של מדידת כוח על ידי מטר אלקטרוני

תוכנית הפעלה של מכשיר מדידה פשוט עם ממירי פלט מוצג באיור.

הוא משתמש בחיישנים פשוטים למדידת כוח:

• זרם המבוסס על שאנט קונבנציונאלי דרכו עובר שלב המעגל;

• מתח הפועל בהתאם לתכנית של מחלק ידוע.

האות המוקלט על ידי חיישנים כאלה הוא קטן ומוגדל בעזרת מגברים אלקטרוניים של זרם ומתח, שלאחריהם מתרחש עיבוד אנלוגי-דיגיטלי להמרה נוספת של האותות וכפלם על מנת לקבל ערך פרופורציוני לערך צריכת החשמל.

בשלב הבא, האות הדיגיטלי מסונן ומוצא למכשירים:

• אינדיקציה;

• שילוב;

• העברת מדידות;

• המרה נוספת.

חיישני הכניסה לכמויות חשמל המשמשים במעגל זה אינם מספקים מדידות עם דרגת דיוק גבוהה של וקטורי זרם ומתח, ובהתאם, חישוב הספק. פונקציה זו מיושמת טוב יותר על ידי מדידת שנאים.

תרשים פעולת מטר אלקטרונית חד פאזית

בתוכו כלול ה- CT המדידה בפער של חוט הבמה של הצרכן, וה- VT מחובר לשלב ואפס.

האותות משני השנאים אינם זקוקים להגברה והם נשלחים דרך הערוצים שלהם ליחידת ADC, אשר ממירה אותם לקוד כוח ותדר דיגיטלי. המרות נוספות מבוצעות על ידי בקר מיקרו השולט:

• תצוגה

• ממסר אלקטרוני;

• זיכרון RAM - זיכרון גישה אקראי.

באמצעות זיכרון RAM, ניתן להעביר את אות הפלט הלאה לערוץ המידע, למשל באמצעות יציאה אופטית.

פונקציונליות של מטרים אלקטרוניים

שגיאת מדידת הספק נמוכה המוערכת לפי מחלקת הדיוק של 0.5 S או 02 S מאפשרת להשתמש במכשירים אלה לצורך מדידה מסחרית של חשמל משומש.

עיצובים המיועדים למדידות במעגלים תלת פאזיים יכולים לפעול במעגלים חשמליים עם שלושה או ארבעה חוטים.

ניתן לחבר את המונה האלקטרוני ישירות לציוד הקיים או להיות בעל תכנון המאפשר שימוש ביניים, למשל שנאי מדידה במתח גבוה. במקרה האחרון, ככלל, מבוצעת המרה אוטומטית של הכמויות המשניות שנמדדו לערכים ראשוניים של זרם, מתח ועוצמה, כולל הרכיבים הפעילים והתגובים.

הדלפק תופס את כיוון העוצמה המלאה על כל מרכיביה בכיוון קדימה ואחורה, אוגר מידע זה ביחס לזמן. במקרה זה, המשתמש יכול קח קריאות אנרגיה על ידי התוספת שלה לפרק זמן מסוים, לדוגמה, הנוכחי או שנבחר מהיום הקלנדרי, החודש או השנה, או - הצטברות לזמן מוגדר מסוים.

קביעת ערכי הכוח הפעיל והתגובה לתקופה מסוימת, למשל 3 או 30 דקות, כמו גם הקריאה המהירה של ערכי המקסימום במשך חודש, מקלה מאוד על ניתוח פעולת ציוד הכוח.

בכל עת אתה יכול להציג אינדיקטורים מיידיים של צריכה פעילה ותגובה, מתח זרם, תדרים בכל שלב.

הנוכחות של פונקציית מדידת האנרגיה מרובת התעריפים באמצעות מספר ערוצי העברת מידע מרחיבה את תנאי השימוש המסחרי. במקביל נוצרים תעריפים לזמן מסוים, למשל, כל חצי שעה של סוף שבוע או יום עבודה לפי עונה או חודש בשנה.

לנוחיות המשתמש, התצוגה מציגה את תפריט ההפעלה, בין הפריטים שבהם ניתן לנווט באמצעות הפקדים הסמוכים.

מד אנרגיה אלקטרוני מאפשר לא רק לקרוא מידע ישירות מהתצוגה, אלא גם לצפות בו דרך מחשב מרוחק, כמו גם להזין נתונים נוספים או לתכנת אותם דרך היציאה האופטית.

הגנה על נתונים

התקנת אטמים הדלפק מיוצר בשני שלבים:

1. ברמה הראשונה אסור על ידי שירות הבקרה הטכנית של המפעל גישה לחלק הפנימי של המכשיר לאחר ייצור המונה ועבר אימות מצב;

2. ברמת האיטום השנייה הגישה למסופים ולחוטים המחוברים נחסמת על ידי נציג הארגון המספק אנרגיה או פיקוח על אנרגיה.

כל אירועי ההסרה וההתקנה של הכיסוי מצוידים במערכת אזעקה אשר פעולתה נרשמת בזיכרון יומן האירועים בהתייחס לשעה ולמועד.

מערכת סיסמאות מספק להגבלת המשתמשים גישה למידע ועשוי להכיל עד חמש מגבלות.

רמה אפס מסיר לחלוטין הגבלות ומאפשר להציג את כל הנתונים באופן מקומי או מרחוק, לסנכרן זמן, להתאים קריאות.

דרגה ראשונה סיסמת גישה נוספת ניתנת לעובדי ההתקנה או הארגון התפעולי מערכות ASKUE להגדרת ציוד והפרמטרים להקלטה שאינם משפיעים על המאפיינים המסחריים.

דרגה שנייה סיסמת הגישה העיקרית מוקצית על ידי עובד פיקוח האנרגיה האחראי במונה שהוקם ומוכן לחלוטין לעבודה.

דרגה שלישית גישה ראשונית ניתנת לעובדי פיקוח אנרגטי שמסירים ומתקינים את הכיסוי מהמטר כדי לגשת אל מהדקי המסוף שלו או מבצעים פעולות מרחוק דרך הנמל האופטי.

דרגה רביעית מספק את היכולת להתקין מפתחות חומרה על הלוח, להסיר את כל החותמות המותקנות ואת היכולת לעבוד דרך היציאה האופטית כדי לשפר את התצורה, להחליף מקדמי כיול.

רשימת האפשרויות לעיל שיש ברשותו של מד חשמל אלקטרוני היא סקירה כללית. זה יכול להיות מוגדר בנפרד ושונה אפילו בכל דגם של אותו יצרן.