Министерство образования и науки РоссийскойФедерации
Федеральное агентство по образованию
Рубцовский индустриальный институт(филиал)
ГОУ ВПО
Алтайский государственный техническийуниверситет им. И.И. Ползунова
Факультет заочной формы обучения
РЕФЕРАТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
Информационно-измерительная техника
Тема:
Однофазный счетчик электрическойэнергии
Выполнил: студент 1 курса,
группы ЭПП-02зс
Орлов А.Г.
Проверил: Плеханов Г.В.
Рубцовск 2010
Содержание
Введение
1. Устройство и принцип действияиндукционного счетчика
2. Классификация и техническиехарактеристики счетчиков
3. Требования к установке счетчиков
Литература
Введение
Для измеренияизрасходованной или выработанной энергии в сетях переменного тока промышленнойчастоты обычно применяются счетчики индукционной системы. В приборахиндукционной системы происходит взаимодействие переменных магнитных потоков стоками, индуктированными ими в подвижной части прибора. Электромеханическиесилы взаимодействия вызывают движение подвижной части.
1. Устройство ипринцип действия индукционного счетчика
Счетчик представляетизмерительную ваттметровую систему и принадлежит не к показывающим, а кинтегрирующим (суммирующим) приборам. Поэтому угол поворота подвижной части неограничен, и она вращается с частотой вращения пропорциональной значениюмощности. Очевидно, что в таком случае, количеством оборотов подвижной частиможно измерять электроэнергию, определяемую как произведение мощности на время.
/>
На рис. 1 показаносхематическое устройство однофазного счетчика активной энергии. Основными егоузлами являются электромагниты 1 и 2, алюминиевый диск 3, укрепленный на оси 4,опоры оси – подпятник 5 и подшипник 6, постоянный магнит 7. С осью связан припомощи зубчатой передачи 8 счетный механизм (на рисунке не показан), 9 –противополюс электромагнита 1. Обмотка электромагнита 1 включена на напряжениесети U, т.е. параллельно электроприемнику H, поэтому она называется параллельнойобмоткой или обмоткой напряжения. Обмотка электромагнита 2 включенапоследовательно с электроприемником, и через неё протекает полный ток нагрузки I. В связи с этим она называетсяпоследовательной или токовой обмоткой. Комплекс деталей, состоящий изпоследовательной и параллельной обмоток и их магнитопроводов, называетсявращающим элементом счетчика. Ток Iu, протекающий по обмотке напряжения 1, создает переменный магнитный потокФоб, часть которого Фuпересекает диск. Значение этого потока пропорционально напряжению сети. Ток,протекающий через последовательную обмотку 2, создает переменный магнитныйпоток ФI, также пересекающий диск изамыкающийся через противополюс. Так как магнитопровод имеет U – образную конструкцию, поток ФI пересекает диск дважды. Всего же,таким образом, через диск проходят три переменных магнитных потока.
Схема подключенияоднофазного счетчика показана на рисунке 2
/>
Измерительная системаиндукционного счетчика содержит токовую обмотку, показанную толстой линией, иобмотку напряжения, показанную тонкой линией. По токовой обмотке проходитпотребляемый ток, а обмотка напряжения подключается на напряжение междупроводами сети.
На счетчике имеютсязажимы для присоединения проводов, идущих от сети питания, и проводов в сетьпотребителя. На счетчике под стеклом на панели имеется прорезь для цифрсчетного механизма и надписи о данных счетчика.
Обычно фазный проводприсоединяется к зажиму 1, тогда нулевой должен присоединяться только к зажиму3 (или 4), а не 2, потому что в последнем случае токовая обмотка окажется поднапряжением, на которое она не рассчитана, и выйдет из строя.
Назначение зажимовследующее: вход — 1 и 3;. выход — 2 и 4.
2. Классификация итехнические характеристики счетчиков
Различают однофазные итрехфазные счетчики. Однофазные счетчики применяются для учета электроэнергии употребителей, питание которых осуществляется однофазным током (в основном,бытовых). Для учета электроэнергии трехфазного тока применяются трехфазныесчетчики.
Трехфазные счетчики можноклассифицировать следующим образом.
По роду измеряемойэнергии — на счетчики активной и реактивной энергии.
В зависимости от схемыэлектроснабжения, для которой они предназначены, — на трехпроводные, работающиев сети без нулевого провода, и четырех-проводные, работающие в сети с нулевымпроводом.
По способу включениясчетчики можно разделить на 3 группы:
Счетчикинепосредственного включения (прямого включения), включаются в сеть безизмерительных трансформаторов. Такие счетчики выпускаются для сетей 0,4/0,23 кВна токи до 100 А.
Счетчики косвенноговключения, своими токовыми обмотками включаются через трансформаторы тока.Обмотки напряжения включаются непосредственно в сеть. Область применения — сетидо 1 кВ.
Счетчики косвенноговключения, включаются в сеть через трансформаторы тока и трансформаторынапряжения. Область применения — сети выше 1 кВ. Изготовляются двух типов.
Трансформаторные счетчики- предназначены для включения через измерительные трансформаторы, имеющиеопределенные наперед заданные коэффициенты трансформации. Эти счетчики имеютдесятичный поресчетный коэффициент (10n).
Трансформаторныеуниверсальные счетчики — предназначены для включения через измерительныетрансформаторы, имеющие любые коэффициенты трансформации. Для универсальныхсчетчиков пересчетный коэффициент определяется по коэффициентам трансформацииустановленных измерительных трансформаторов.
В зависимости от назначениясчетчику присваивается условное обозначение. В обозначениях счетчиков буквы ицифры означают:
С — счетчик;
О — однофазный;
А — активной энергии;
Р — реактивной энергии;
У — универсальный; 3 или4 для трех- или чстырехпроводной сети.
Пример обозначения:СА4У-Трехфазный трансформаторный универсальный четырехпроводный счетчикактивной энергии.
Если на табличке счетчикапоставлена буква М, это значит, что счетчик предназначен для работы и приотрицательных температурах (-15°+25°С).
Счетчики активной иреактивной энергии, снабженные дополнительными устройствами, относятся ксчетчикам специального назначения. Перечислим некоторые из них.
Двухтарифные с счетчики —применяются для учета электроэнергии, тариф на которую изменяется в зависимостиот времени суток.
Счетчики спредварительной оплатой — применяются для учета электроэнергии бытовыхпотребителей, живущих в отдаленных и труднодоступных населенных пунктах.
Счетчики с указателеммаксимальной нагрузки — применяются для расчетов с потребителями по двухставочномутарифу (за израсходованную электроэнергию и максимальную нагрузку).
Телеизмерительныесчетчики — служат для учета электроэнергии и дистанционной передачи показаний.
К счетчикам специальногоназначения относятся и образцовые счетчики, предназначенные для поверкисчетчиков общего назначения.
Техническаяхарактеристика счетчика определяется следующими основными параметрами.
Номинальное напряжение иноминальный ток — у трехфазных счетчиков указываются в виде произведения числафаз на номинальные значения тока и напряжения, у чегырехпроводиых счетчиковуказываются линейные и фазные напряжения. Например — 3х5 А; 3X380/220 В.
У трансформаторныхсчетчиков вместо номинальных тока и напряжения указываются номинальныекоэффициенты трансформации измерительных трансформаторов, для работы с которымисчетчик предназначен, например: 3 х150/5 А. 3 х6000/100 В.
На счетчиках, называемыхперегрузочными, указывается значение максимального тока непосредственно посленоминального, например 5 — 20 А.
Номинальное напряжениесчетчиков прямого и полукосвенного включения должно соответствоватьноминальному напряжению сети, а счетчиков косвенного включения — вторичномуноминальному напряжению трансформаторов напряжения.
Точно так же номинальныйток счетчика косвенного или полукосвенного включения должен соответствоватьвторичному номинальному току трансформатора тока (5 или 1 А). Счетчикидопускают длительную перегрузку но току без нарушения правильности учета:трансформаторные н трансформаторные универсальные -120%; счетчики прямоговключения — 200% и более (в зависимости от типа).
Класс точностисчетчика — это егонаибольшая допустимая относительная погрешность, выраженная в процентах. Всоответствии с ГОСТ 6570-75* счетчики активной энергии должны изготавливатьсяклассов точности 0,5; 1,0; 2,0; 2,5; счетчики реактивной энергии — классовточности 1,5; 2,0; 3,0.
Трансформаторные итрансформаторные универсальные счетчики учета активной и реактивной энергиидолжны быть класса точности 2,0 и более точные. Класс точности устанавливаетсядля условий работы, называемых нормальными. К ним относятся: прямое чередованиефаз; равномерность и симметричность нагрузок по фазам; синусоидальность тока инапряжения (коэффициент линейных искажений не более 5%); номинальная частота(50 Гц±0,5%); номинальное напряжение (±1%); номинальная нагрузка; cosφ=1(для счетчиков активной энергии) и sinφ= 1 (для счетчиков реактивнойэнергии); температура окружающего воздуха 20°±3°С (для счетчиков внутреннейустановки); отсутствие внешних магнитных полей (индукция не более 0,5 мТл);вертикальное положение счетчика.
Передаточное числосчетчика — это числооборотов его диска, соответствующее единице измеряемой энергии. Например, 1кВт-ч равен 450 оборотам диска. Передаточное число указывается на табличкесчетчика.
Постоянная счетчика — это значение энергии, которое онизмеряет за 1 оборот диска.
По конструкции счетчикиделятся:
1. Индукционные (электромеханическиеэлектросчетчики).
2. Электронные (статическиеэлектросчетчики). Основными достоинствами электронных электросчетчиков являетсявозможность учета электроэнергии по дифференцированным тарифам (одно-, двух- иболее тарифный).
3. Гибридные (промежуточный вариант сцифровым интерфейсом, измерительной частью индукционного или электронного типа,механическим вычислительным устройством).
Измерительная системаиндукционного счетчика содержит токовую обмотку, показанную толстой линией, иобмотку напряжения, показанную тонкой линией. По токовой обмотке проходитпотребляемый ток, а обмотка напряжения подключается на напряжение междупроводами сети.
На счетчике имеютсязажимы для присоединения проводов, идущих от сети питания, и проводов в сетьпотребителя. На счетчике под стеклом на панели имеется прорезь для цифрсчетного механизма и надписи о данных счетчика.
Обычно фазный проводприсоединяется к зажиму 1, тогда нулевой должен присоединяться только к зажиму3 (или 4), а не 2, потому что в последнем случае токовая обмотка окажется поднапряжением, на которое она не рассчитана, и выйдет из строя.
Назначение зажимов следующее:вход — 1 и 3; выход — 2 и 4.
3. Требования кустановке счетчиков
энергия сетьоднофазный счетчик
В зданиях счетчикиустанавливают в шкафах, камерах комплектных распределительных устройств, напанелях, щитах, в нишах, на стенах, имеющих достаточно жесткую конструкцию.Допускают крепление счетчиков на деревянных, пластмассовых или металлическихщитках. Высота от пола до коробки зажимов счетчиков должна быть в пределах 0,8—1,7 м. Допускается высота менее 0,8, но не менее 0,4 м. В местах, где есть опасность механических повреждений счетчиков или их загрязнения, или вместах, доступных для посторонних лиц (например, проходы, лестничные клетки),для счетчиков предусматривают запирающийся шкаф с окошком на уровне циферблата.Аналогичные шкафы устанавливают также для совместного размещения счетчиков итрансформаторов тока при выполнении учета на стороне низшего напряжения (навводе у потребителей). Конструкции и размеры шкафов, ниш, щитков и т. п. должныобеспечивать удобный доступ к зажимам счетчиков и трансформаторов тока. Крометого, должна быть обеспечена возможность удобной замены счетчика и установкиего с уклоном не более 1 градуса. Конструкция его крепления должна обеспечиватьвозможность установки и съема счетчика с лицевой стороны.
Счетчики размещают всухих помещениях, не имеющих агрессивных паров и газов, с температурой воздухав зимнее время не ниже 0°С. Установка счетчиков в помещениях, где температураможет превышать 40°С, не допускается. При наличии у потребителя несколькихрасчетных счетчиков около каждого из них должна быть надпись о названииприсоединения. Непосредственно под счетчиком предусматривают место дляустановки испытательной коробки. Для безопасной установки и замены счетчиков итрансформаторов тока в сетях до 380 В предусматривают возможность отключениясчетчика установленным до него (по направлению потока мощности) на расстояниине более 10 м коммутационным аппаратом или предохранителями. Заземление(зануление) счетчиков и трансформаторов тока выполняют в соответствии стребованиями ПУЭ. Включать счетчики необходимо в полном соответствии с ихноминальными данными и обозначением обмоток, имеющимся как на зажимной коробке,так и на схеме, расположенной на внутренней стороне крышки зажимной коробки, атакже с соблюдением задаваемой последовательности фаз.
Литература
1. М.С. Живов «Справочник молодогоэлектромонтажника» — М.: Высшая школа 1983
2. А.М. Ганелин «Справочник сельскогоэлектрика» — М.: Колос 1995
3. И.А. Данилов «Общая электротехника» — М.: Высшая школа 1985