Qëllimi, pajisja, parimi i funksionimit
Për kontabilitet energji elektrikegjeneruara në stacione dhe të transmetuara tek konsumatorët, përdoren matësat e energjisë elektrike. Ata janë të montuar në tension gjenerator dhe gomave, linjat që po largohet dhe në anën e TU poshtë nënstacioneve konsumatorët. Të japin llogari për përdorimin e energjisë aktive faza SB llojet, SDA apo tre faza sistemit të tipit induksion SAZ (SAZU) dhe energjisë reaktive - sportelet tipit CP4 (SR4U). Në simbol sportelet shkronja dhe numra të thotë: C - kundër, O - faza e vetme, A - Active pushtet P - të energjisë reaktive, Y - me dhunti të shumta, 3 dhe 4 - të tre dhe katër-teli rrjetit.
Llammeritë e matësve janë projektuar për t'u lidhur direkt në rrjet dhe përmes matjes së transformatorëve të rrymës dhe tensionit. Metra për lidhje të drejtpërdrejtë janë bërë 5, 10, 20, 30 dhe 50 A, një nëpërmjet transformatorëve të rrymës - deri në 2000 A, të mesëm vlerësuarat aktual i banak me të gjitha rastet do të ketë 5 A. metra tension nominal për lidhje direkte të mbeshtjelljen 127, 220 dhe 380 V, dhe përmes transformatorëve të tensionit -100 V. Në prani të transformatorëve, metra mund të lidhen me autobusët e stacioneve me voltazh të punës prej 500, 600 V ose 3, 6, 10 dhe 35 kV.
Në njefazore nënstacioneve transformator fuqia 4 - 10 kV-A, nga 6-10 / 0.23 kV caktuar aktiv metër energji SO2M. Është e lidhur me një transformator aktual të instaluar në transformator me nje fazorprandaj merr parasysh të gjithë energjinë elektrike që kalon përmes transformatorit. Matësi është ndezur - rezistenca termike PE-75.
Matësit induktiv trefazorë të tipit CA4U ose CA4I janë instaluar në nënstacionet e një transformatori të konsumatorëve me një tension prej 6-10 / 0.4 kV dhe një fuqi prej 100-250 kV-A. Matësit e energjisë elektrike janë të dizajnuara për një qark me katër tela dhe kanë shtatë terminale: dy për lidhjen me secilin nga tre transformatorët e rrymës dhe një për lidhjen me tela neutrale. Këto metra janë instaluar në anën e tensionit të ulët. transformator i fuqisë për autobusët, të cilëve janë të lidhur linjat e tensionit të ulët në dalje, kështu që ata marrin parasysh të gjithë energjinë elektrike që kalon përmes transformatorit.
Strukturisht, mekanizmi i kundërzës është montuar në një raft hekuri të hedhur, e vendosur në një bazë çeliku ose plastike të drejtkëndëshe, e mbyllur me një mbulesë plastike. Njësitë universale kanë një mburojë të lëvizshme në fytyrën e mbulesës dhe një pajisje për mbylljen e saj. Matësit prodhohen me një klasë të saktësisë 2.0 me përjashtim të njehsorëve të energjisë reaktive me efekt të drejtpërdrejtë që kanë një klasë saktësie prej 3.0.
Pajisja dhe parimi i funksionimit të tyre, ne e konsiderojmë shembullin e një tipi counter-fazor C0-2M (Figura 1).
Në rastin e plastikës ka një bërthamë çeliku 1 e furnizuar me një dredhje të tensionit. Është bërë nga një numër i madh i kthesave të telit me diametër të vogël dhe është përfshirë në qark paralelisht. Dredha-rimi aktual 4 është plagë në bërthamën 5 dhe përbëhet nga një numër i vogël i kthesave të telit diametër të madh. Ky mbështjellje është përfshirë në qark në seri dhe është projektuar për një rrymë nominale prej 5 A. Ndërmjet bërthamave ekziston një boshllëk ajri në të cilin një disk alumini 3 i montuar në aksin 2 mund të rrotullohet lirshëm. katër terminalet b kundër, të cilat janë të mbyllura me një kapak dhe të vulosur.
Figura 1 - Matësi elektrik
Kur njehsori është i ndezur, rrymat rrjedhin nëpërmjet mbështjelljes, duke krijuar një fluks magnetik në hendekun e ajrit. Ky rrjedh kalon diskun e aluminit dhe nxit rrymat e turbullta në të. Ndërveprimi i rrymave në disk me fluksin magnetik në mbështjellje shkakton shfaqjen e një force mekanike që shkakton diskun të rrotullohet. Disku është i lidhur me një mekanizëm me një mekanizëm të numërimit, duke i dhënë lexime në kWh.
Në qarkun e lidhjes së njehsorit njëfazor (Figura 2, a) tela fazore është e lidhur me terminalin e parë G (fiksuesi i gjeneratorit) dhe tela neutrale është lidhur me terminalin e tretë G. ).
Për të matur konsumin e energjisë elektrike në instalimet elektrike me tre faza, mund të përdorni tre matës me një faza të përfshirë në çdo fazë sipas skemës së treguar në Figurën 2, b. Në këtë rast, konsumi i energjisë përcaktohet si shuma e leximeve të tre metra. Megjithatë, është shumë më i përshtatshëm përdorimi i njehsorëve trefazorë, të cilët janë tre njefazorë njëfazorë të mbledhur në një paketë të vetme dhe që kanë një mekanizëm të përbashkët counter.
Figura 2 - Skemat e përfshirjes në metër:
a - faza e vetme, b - tre faza e vetme rrjet trefazor, në - trefazor
Në qarkun e lidhjes të një trefazor të tre elementëve të tipit CA4 (Figura 2, c), tri faza janë aplikuar në terminalet T, një ngarkesë trefazore është e lidhur me terminalet H dhe në terminalet O, një tel neutral është ushqyer.
Diagramet e instalimeve elektrike ofrohen gjithmonë në anën e pasme të çdo lloji të mbulimit të njehsorit që mbulon kontaktet.
Dredha-rja aktuale e njehsorit për instalimin në një apartament është projektuar për një rrymë nominale prej 5 A, por në ndërtesat moderne rezidenciale ka apartamente të mëdha me shumë dhoma që konsumojnë një rrymë dukshëm më të madhe. Në përgjithësi, në shtëpi ngarkesa aktuale mund të arrijë disa qindra ampera. Është e qartë se në qark me rryma të tilla, metra nuk mund të futen drejtpërdrejt. Për të ulur variablën rryma elektrike fuqi të lartë deri në vlerën e përshtatshme për matjen me instrumenta matës standarde, është projektuar transformatori i rrymës ose transformatori matës.
Lloji i transformatorit aktual TK-20 (Figura 3) ka një bërthamë çeliku 2 me mbeshtjellje. Dredha primare 3 me terminalet L1 dhe L2 është bërë nga një tel me seksion të madh kryq, i projektuar për rrymën, e cila është e nevojshme për funksionimin normal të instalimit elektrik. Mbështjellja sekondare 4 dhe terminalet I1 dhe I2 të mbështjelljes sekondare janë të lidhura me bllokun e terminalit 1. Ajo ka një numër kthesh, kështu që kur vlerësuarat aktuale dredha-d primare në të ishte nxitur nga një rrymë prej 5 A.
Figura 3 - Transformatori i rrymës TK-20
Transformatorët e rrymës prodhohen me raporte transformimi të ndryshme: 10/5, 15/5, 20/5 A dhe përdoren varësisht nga madhësia e rrymës operuese të konsumatorit.
Aktualisht, është planifikuar të komisionohen sistemet automatike të matjes së energjisë. Krijimi i sistemeve të tilla u mundësua nga zhvillimi i njehsorëve elektronikë. Për shembull, matësit elektrik të energjisë aktive të lidhjes direkte elektronike të tipit "Energjia - 9" janë të destinuara për matjen e energjisë elektrike aktive në qarqe me fazë të vetme AC 50 Hz, në varësi të performancës së një ose më shumë tarifave të diferencuara me kohë.
Metra, në varësi të versionit, gjithashtu sigurojnë:
- Formimi i një baze të dhënash që përmban informacion matës;
- Transmetimi nga kanalet e ndërfaqes së informacionit të matjes të ruajtura në bazën e të dhënave për pajisjet matëse të nivelit më të lartë.
Shtrirja e sporteleve është matja e energjisë elektrike në ndërmarrjet industriale (të vogla) dhe në sektorin e ekonomive familjare me aplikimin e tarifave të diferencuara të energjisë elektrike.
Matësit me një ndërfaqe serike dhe daljen telemetrike të pulsit mund të përdoren në sistemet e automatizuara për matjen dhe kontrollin e energjisë elektrike.
Skemat e përfshirjes
Në qarkun e lidhjes njëfazore, së bashku me transformatorin e rrymës (Figura 4, a), mbështjellja primare e transformatorit L1 - L2 është e lidhur në seri me telegramin me rrymë të lartë dhe rryma aktuale e njehsorit është e lidhur me gjarpërimin sekondar të transformatorit aktual (terminalet I1 - I2). Ashtu si në qarkun konvencional, tensionimi i tensionit duhet të lidhet me fazat dhe zero. Për këtë qëllim, në skemën në mes të terminaleve L1 dhe I1 është bërë një kërcyes dhe terminali i tretë i njehsorit është i lidhur me tel zero.
Tre faza njëfazore, si dhe një trefazor së bashku me transformatorët e rrymës janë treguar në Figurën 4, 6, c.
Nëse metër po punon me një transformator të rrymës, për të përcaktuar konsumin aktual të energjisë, ju duhet të shumëzoni normën e rrjedhjes të treguar nga njehsori me raportin e transformimit të transformatorit matës.
Figura 4 - Diagramet e kalimit në metra me transformatorët e rrymës:
një - njëfazor, b-trefazor, në tre-njëfazor në rrjetin trefazor
Shumë njerëz e njohin këtë term si energjia elektrike reaktive. Për perceptimin e një personi të zakonshëm, ky është një koncept tepër i komplikuar. Prandaj, para së gjithash, është e nevojshme të zbulohen të gjitha tiparet dalluese të energjive reaktive dhe aktive. Dallimi më i rëndësishëm i energjisë reaktive është se ndodhja e tij është e mundur vetëm në rrjetet e karakterizuara nga alternuar aktuale. Lidhur me aktual i drejtpërdrejtë kjo energji nuk mund të jetë. Kjo është për shkak të karakteristikave të tij natyrore.
Në thelb, njehsor i energjisë reaktive është një lloj pajisje dixhitale, operimi i së cilës është që konverton fuqinë në një sinjal analog, i cili më vonë rimishërohet në impulse elektrike. Shuma e tyre nënkupton sasinë e energjisë së konsumuar.
Kjo pajisje përbëhet nga një trup i bërë nga plastike. Instalon tre transformatorë dhe një bord në të cilin njësia matëse është e integruar. Jashtë kësaj pajisje janë montuar dritat LED, si dhe ekranin e strukturës kristal të lëngët.
Energjia elektrike me natyrë të ndryshueshme i shkon konsumatorëve nga kapacitetet gjeneruese nëpërmjet disa transformatorëve me hap pas hapi, projektimi i të cilave është projektuar në atë mënyrë që në të shpërndahen tensionet e tensionit të lartë dhe të ulët. Më saktësisht, nuk ka kontakt të drejtpërdrejtë fiziologjik midis këtyre mbështjelljeve, por përkundër kësaj, energjia elektrike kalon përgjatë një rruge të dhënë.
Ky fenomen ka një shpjegim shumë të thjeshtë. Transmetimi i energjisë elektrike kryhet përmes hapësirës ajrore duke përdorur fushën e saj elektromagnetike. Dhe, siç e dini, ajri është një dielektrikë e shkëlqyer. Kjo fushë elektromagnetike është e ndryshueshme dhe për këtë arsye shfaqet në mënyrë alternative në secilën prej mbështjelljeve ekzistuese të transformatorit dhe gjithmonë kalon mbështjetjen e kundërta, duke mos pasur kontakt të drejtpërdrejtë me të, krijon një forcë elektromotore në rrjetet e saj.
Efikasiteti në transformatorët e sotëm është mjaft i lartë dhe për shkak të kësaj, humbja e energjisë elektrike është shumë e vogël dhe të gjithë rrymën e rrymës jo konstante nga dredha-dredha e parë shkon tek e dyta. E njëjta gjë ndodh në kondensator. Vetëm këtu roli kryesor luhet nga fusha elektrike.
Vlerat si induktimi dhe kapaciteti krijojnë energji reaktive, e cila në çdo periudhë kohore i jep një burim jo aktual të vazhdueshëm të energjisë. Akumulimi dhe kthimi i kësaj energjie nuk lejon një rrjedhje të qetë të energjisë aktive, kështu që kryen të gjitha sasitë punën e nevojshme në rrjete, duke u transformuar me punë mekanike ose termike.
Konsumatorët të cilët kanë krijuar një sasi të madhe të ngarkesës induktive, përdorin pajisje speciale të quajtura kondensatorë. Kjo është bërë për të kompensuar dhe minimizuar kundërshtimin e energjisë reaktive. Kjo energji ndikon dukshëm në madhësinë e të gjitha humbjeve të energjisë. Vlen të përmendet se kjo mund të ndikojë negativisht në përputhshmërinë e natyrës elektromagnetike të të gjitha pajisjeve në dispozicion. Prandaj, ekziston nevoja për të kontrolluar sasinë e saj.
Më shpesh ky problem ndodh në fabrikat industriale. Në mënyrë që të rregullojnë punën e rrjeteve elektrike, janë instaluar sensorë që veçmas e konsiderojnë energjinë aktive dhe reaktive: një kundërvënie aktive të energjisë dhe një kundërsektori të energjisë reaktive. Një matës i energjisë reaktive në rrjetet elektrike trefazore siguron të dhëna në dy sasi: volt dhe amper.
Teorikisht, nje ose disa njefazore njefazore te lidhura sipas nje skeme te caktuar mund te perdoren per te regjistruar energji elektrike ne sistemet trefazore me tre tela dhe me tela. Megjithatë, skema të tilla kërkojnë aderencë të rreptë ndaj një ngarkese simetrike dhe tensionit, që nuk është gjithmonë e mundur të sigurohet.
Përveç kësaj, kontabilizimi për një ose dy faza çon në gabime të konsiderueshme, prandaj aktualisht përdoren më gjerësisht metra me tre elementë trefazorë. Artikulli paraqet skemën CA4U-I672M si një shembull të një pajisjeje matëse të tillë.
Matesa elektrike ka tre elemente rrotulluese që veprojnë në një pjesë të lëvizshme. Pjesa që lëviz shpesh ka dy disqe. Elementët rrotullues kanë të njëjtin dizajn dhe pajisje si ato me një fazë.
Kjo vlen për të gjitha pajisjet matëse me tre faza, me përjashtim të matësve të energjisë reaktive, të bazuara në elementë rrotullues me një zhvendosje të brendshme të ndryshme nga 90 °, përkatësisht 60 ° dhe 180 °.
Në matësat e energjisë reaktive, dizajni i elementit rrotullues, i ngjashëm me fazën njëfazore, merret gjithashtu si bazë, dhe merren masa për të marrë zhvendosjen e nevojshme të fazës së brendshme (kthesa të shkurtra, rezistence shmangie).
Një matës me induksion trefazor mund të konsiderohet si një sistem i përbërë nga tre njësi të njëfazëshme; çdo element i një sistemi të tillë ndodhin të njëjtat procese fizike. Me një ngarkesë thjesht aktive, këndi i zhvendosjes së fazës midis fijeve të punës për secilin element është 90 °.
Çift rrotullues i përgjithshëm është tre herë më i madh se momenti i një elementi. Kurba e ngarkesës, si dhe të gjitha karakteristikat e tjera të një pajisjeje me tre elementë do të jenë të njëjta si nje njehsor njëfazor me të njëjtën shpejtësi nominale të rrotullimit.
Kujtoni kurbën e ngarkesës është shuma e kthesave të komponentëve të gabimeve për shkak të fërkimit, vetë-frenimit dhe zhvendosjes së elementit rrotullues, gabimit nga varësia jolineare e rrjedhës së punës dhe rrymës së qarkut seri.
Prania e tensioneve të ndërrimit fazor në një sistem trefazor paraqet gabime të caktuara në krijimin e çift rrotullues në pjesën në lëvizje. Për elementin e parë të rradhës supozojmë se φ1 = 0 °. Pastaj zhvendosja e dy fazave të ardhshme, respektivisht, do të jetë e barabartë me φ2 = 60 °, φ3 = 120 °.
Prandaj, këndi i ndryshimit të fazës midis flukseve të punës për elementin e parë magnetizues është ψ1 = 0 ° - φ, për ψ2 dytë 60 ° - φ, për ψ3 = 120 ° - φ të tretë. Me një ngarkesë aktive (cosφ = 1) dhe një ngarkesë simetrike në faza, këto ndërrime janë të barabarta me ψ1 = 0 °, 2 = 60 °, 3 = 120 °.
Prandaj, çift rrotullimi i përgjithshëm i elementeve Mvr nuk është i barabartë me tre herë vlerën e momentit M1 të njërit prej elementëve rrotullues, kur voltazhit dhe rrymës së këtij elementi përkojnë në fazë, por të barabartë me:
Mvr = M1sin0 ° + M2sin60 ° + M3sin120 ° = √3 M1;
Përveç kësaj, në qoftë se ajo ka të njëjtën shpejtësi nominale si njëfazore, atëherë kthesat e ngarkesës në zonën e ngarkesave të mëdha do të jenë të ndryshme. Kjo është për shkak të faktit se momenti total i frenimit të vetëfrenimit të nje llogaritësi trefazor është i barabartë me tre herë në momentin e vetë frenimit të një elementi dhe çiftëzimi i përgjithshëm i frenimit të tij është më shumë se çiftëzimi i një elementi √3 herë.
Gabimi i kundërsulmit trefazor nga frenimi i tij do të jetë 2 / √3, që është 1.16 herë më shumë se ai i fazës së njëfishtë me të njëjtin element rrotullues dhe shpejtësia nominale e rrotullimit të pjesës në lëvizje.
Në mënyrë që një pajisje matëse trefazësh me tre elemente të ketë kurbën e njëjtë të ngarkesës si një fazë njëfazore, është e nevojshme që shpejtësia nominale e saj të jetë 1.16 herë më e ulët se ajo e një faze njëfazore. Sa për metra me një fazë, shpejtësia e rrotullimit të diskut mund të rregullohet duke lëvizur magnetin e përhershëm përgjatë rreze disk; dizajni parashikon këtë dy magnete të përhershme.
Kontabiliteti për energjinë reaktive kryhet sipas skemave të njëjta si kontabiliteti aktiv, por mekanizmat matës duhet të kenë një kënd të fazës së brendshme midis rrjedhave të punës të qarqeve serike dhe paralele jo 90 °, siç është rasti me kontabilitetin e energjisë aktive, por 0 ° (180 °).
Për të arritur një ndryshim të tillë në seri me mbështjelljen e qark paralel të elementit rrotullues të induksionit, përfshihet rezistencë shtesë dhe, përveç kësaj, dredha-dimin e qarkit të serive i reziston rezistencës aktive.
Njësi të tilla të energjisë reaktive quhen metra me një ndryshim 180 °. Karakteristika e tyre dalluese është mungesa e një gabimi "qark" për çdo asimetri të qarkut.
Më poshtë janë disa nga skemat më të zakonshme të matjes së energjisë reaktive: një pajisje matëse me tre elementë në qarqet me tri tela dhe katër tela (a), një qark metër me dy elementë me mbështjellje serike të ndara (qark Bergtold) për matje në qarqet me tre tela (c) për matjen në qarqet me tre tela (c).
Për të marrë një element rrotullues me një ndryshim 60 °, në seri me mbështjelljen e një qark paralel të elementit me një ndryshim 90 °, përfshihet një rezistencë shtesë. Në rrugën e rrjedhjeve jo-pune të një qarku paralel, ka kthesa të shkurtra, të cilat çojnë në një rënie në zhvendosjen e brendshme midis flukseve të punës.
