¿Cómo se organiza y funciona el medidor electrónico de electricidad?

El objetivo principal de este dispositivo es medir constantemente el consumo de energía de la sección monitoreada del circuito eléctrico y mostrar su magnitud de forma amigable para los humanos. La base del elemento utiliza componentes electrónicos de estado sólido que funcionan en semiconductores o diseños de microprocesadores.

Dichos dispositivos se producen para trabajar con circuitos de corriente:

1. valor constante;

2. forma armónica sinusoidal.

Los medidores de electricidad de CC solo funcionan en empresas industriales que operan equipos potentes con alto consumo de energía constante (transporte ferroviario electrificado, vehículos eléctricos ...). Para fines domésticos, no se utilizan, se emiten en cantidades limitadas. Por lo tanto, no los consideraremos en el material adicional de este artículo, aunque el principio de su funcionamiento difiere de los modelos que funcionan con corriente alterna, principalmente por el diseño de sensores de corriente y voltaje.

Los medidores electrónicos de corriente alterna se fabrican para dar cuenta de la energía de los dispositivos eléctricos:

1.con un sistema de voltaje monofásico;

2. en circuitos trifásicos.

Diseño de medidor electrónico

Toda la base elemental se encuentra dentro de la carcasa, equipada con:

• bloque de terminales para conectar cables eléctricos;

• Panel LCD;

• controles operativos y transmisión de información desde el dispositivo;

• transformadores de medida;

• placa de circuito impreso con elementos de estado sólido;

• funda protectora

Apariencia y la configuración de usuario principal de uno de los muchos modelos de dispositivos similares producidos en las empresas de la República de Bielorrusia se presentan en la imagen.

El desempeño de tales medidor eléctrico confirmado por:

• el sello del verificador que confirma la verificación metrológica del dispositivo en el banco de pruebas y la evaluación de sus características dentro de la clase de precisión declarada por el fabricante;

• sello no perturbado de la compañía de supervisión de energía responsable de la correcta conexión del medidor al circuito eléctrico.

Vista interior Las placas de un dispositivo similar se muestran en la imagen.

No hay mecanismos de movimiento e inducción. Y la presencia de tres transformadores de corriente incorporados utilizados como sensores con el mismo número de canales claramente visibles en la placa de circuito indica un funcionamiento trifásico de este dispositivo.

Procesos electrotécnicos tomados en cuenta por un medidor electrónico.

El trabajo de los algoritmos internos de estructuras trifásicas o monofásicas se realiza de acuerdo con las mismas leyes, excepto que en un dispositivo trifásico más complejo, se produce una suma geométrica de los valores de cada uno de los tres canales componentes.

Por lo tanto, los principios de operación del medidor electrónico se considerarán principalmente en el ejemplo de un modelo monofásico. Para hacer esto, recuerde las leyes básicas de la ingeniería eléctrica relacionadas con la energía.

Su valor total está determinado por los componentes:

• activo

• reactivo (suma de cargas inductivas y capacitivas).

La corriente que fluye a través del circuito común de una red monofásica es la misma en todas las áreas, y la caída de voltaje en cada uno de sus elementos depende del tipo de resistencia y su magnitud. En la resistencia activa, coincide con el vector de la corriente que pasa en la dirección, y en la reactancia se desvía hacia un lado. Además, en inductancia, está por delante de la corriente en ángulo, y se queda atrás en capacitancia.

Los medidores electrónicos pueden tener en cuenta y mostrar la potencia total y su valor activo y reactivo. Para este propósito, se miden los vectores de corriente con voltaje suministrado a su entrada.El valor de la desviación del ángulo entre estos valores entrantes determina y calcula la naturaleza de la carga, proporciona información sobre todos sus componentes.

En diferentes diseños de medidores electrónicos, el conjunto de funciones no es el mismo y puede diferir significativamente en su propósito. Por esto, se destacan radicalmente de sus análogos de inducción, que funcionan sobre la base de la interacción de los campos electromagnéticos y las fuerzas de inducción que causan la rotación de un delgado disco de aluminio. Estructuralmente, solo pueden medir activos o potencia reactiva en un circuito monofásico o trifásico, y el valor completo: debe calcularlo por separado manualmente.

El principio de medir la potencia mediante un medidor electrónico.

Esquema de funcionamiento de un dispositivo de medición simple con convertidores de salida. se muestra en la figura.

Utiliza sensores simples para medir la potencia:

• corriente basada en una derivación convencional a través de la cual pasa la fase del circuito;

• voltaje que funciona de acuerdo con el esquema de un divisor bien conocido.

La señal registrada por dichos sensores es pequeña y se incrementa con la ayuda de amplificadores electrónicos de corriente y voltaje, después de lo cual se lleva a cabo un procesamiento analógico-digital para convertir aún más las señales y multiplicarlas para obtener un valor proporcional al valor del consumo de energía.

A continuación, la señal digitalizada se filtra y se envía a los dispositivos:

• indicación;

• integración;

• transmisión de mediciones;

• Mayor conversión.

Los sensores de entrada de cantidades eléctricas utilizadas en este circuito no proporcionan mediciones con una clase de alta precisión de vectores de corriente y voltaje, y, en consecuencia, el cálculo de la potencia. Esta función se implementa mejor midiendo transformadores.

Diagrama de operación del medidor electrónico monofásico

En él, el CT de medición está incluido en el espacio del cable de fase del consumidor, y el VT está conectado a fase y cero.

Las señales de ambos transformadores no necesitan amplificación y se envían a través de sus canales a la unidad ADC, que las convierte en un código digital de potencia y frecuencia. Otras conversiones son realizadas por un microcontrolador que controla:

• exhibir

• relé electrónico;

• RAM: memoria de acceso aleatorio.

A través de la RAM, la señal de salida se puede transmitir más al canal de información, por ejemplo, utilizando un puerto óptico.

Funcionalidad de medidores electrónicos

El error de medición de baja potencia estimado por la clase de precisión de 0.5 S o 02 S permite el uso de estos dispositivos con el propósito de medir comercialmente la electricidad usada.

Los diseños diseñados para mediciones en circuitos trifásicos pueden operar en circuitos eléctricos de tres o cuatro hilos.

El medidor electrónico puede conectarse directamente a equipos existentes o tener un diseño que permita el uso de transformadores de medición de alto voltaje intermedios, por ejemplo. En el último caso, por regla general, se realiza una conversión automática de las cantidades secundarias medidas en valores primarios de corriente, voltaje y potencia, incluidos los componentes activos y reactivos.

El contador captura la dirección de la potencia máxima con todos sus componentes en las direcciones hacia adelante y hacia atrás, almacena esta información en relación con el tiempo. En este caso, el usuario puede tomar lecturas de energía por su incremento durante un cierto período de tiempo, por ejemplo, actual o seleccionado del día calendario, mes o año, o - acumulación por un tiempo determinado determinado.

La fijación de los valores de potencia activa y reactiva durante un cierto período, por ejemplo, 3 o 30 minutos, así como la llamada rápida de sus valores máximos durante un mes, facilita enormemente el análisis del funcionamiento de los equipos de potencia.

En cualquier momento, puede ver indicadores instantáneos de consumo activo y reactivo, voltaje actual, frecuencias en cada fase.

La presencia de la función de medición de energía de tarifas múltiples que utiliza varios canales de transmisión de información amplía las condiciones de uso comercial. Al mismo tiempo, las tarifas se crean para un tiempo específico, por ejemplo, cada media hora de un fin de semana o un día hábil por temporada o mes del año.

Para conveniencia del usuario, la pantalla muestra el menú operativo, entre los elementos por los cuales puede navegar usando los controles adyacentes.

Un medidor electrónico de energía permite no solo leer información directamente desde la pantalla, sino también verla a través de una computadora remota, así como ingresar datos adicionales o programarlos a través del puerto óptico.

Protección de datos

Instalación de sellos El contador se realiza en dos etapas:

1. en el primer nivel, el servicio de control técnico de la planta prohíbe el acceso al interior del dispositivo después de que el medidor haya sido fabricado y haya pasado la verificación del estado;

2. En el segundo nivel de sellado, un representante de la organización de suministro de energía o supervisión energética bloquea el acceso a los terminales y los cables conectados.

Todos los eventos de extracción e instalación de la cubierta están equipados con un sistema de alarma, cuya operación se registra en la memoria del registro de eventos con referencia a la hora y la fecha.

Sistema de contraseña prevé restringir el acceso de los usuarios a la información y puede contener hasta cinco restricciones.

Nivel cero elimina completamente las restricciones y le permite ver todos los datos de forma local o remota, sincronizar la hora, ajustar las lecturas.

Primer nivel Se proporciona una contraseña de acceso adicional a los empleados de la instalación u organización operativa Sistemas ASKUE para configurar equipos y registrar parámetros que no afectan las características comerciales.

Segundo nivel La contraseña de acceso principal es asignada por el supervisor de energía responsable en el medidor que se ha configurado y está completamente preparado para el trabajo.

Tercer nivel Se da acceso primario a los trabajadores de supervisión de energía que quitan e instalan la cubierta del medidor para acceder a sus abrazaderas de terminales o realizar operaciones remotas a través del puerto óptico.

Cuarto nivel proporciona la capacidad de instalar llaves de hardware en la placa, eliminar todos los sellos instalados y la capacidad de trabajar a través del puerto óptico para mejorar la configuración, reemplazar los coeficientes de calibración.

La lista anterior de posibilidades que posee un medidor electrónico de electricidad es una descripción general. Se puede configurar individualmente y diferir incluso en cada modelo del mismo fabricante.