Pirmieji elektros skaitikliai pasirodė XIX a. Tai galima paaiškinti mokslininkų atliktais masiniais elektromagnetizmo tyrimais. Šiandien elektros skaitikliai yra suskirstyti į keletą tipų ir yra įrengiami visuose kambariuose, kur žmonės naudoja elektrą. Pagrindinis jos uždavinys yra stabilizuoti ir, jei teisingai naudojamasi, sumažinti komunalinių paslaugų sąskaitas.
Elektros skaitiklių klasifikacija
Visi elektros skaitikliai klasifikuojami pagal tipą, atsižvelgiant į jungties tipą, projektines savybes ir išmatuotas vertes. Įrenginiai skirstomi į tiesiogiai prijungtus prie elektros tinklo ir įtaisus, kurie prijungiami prie elektros grandinės naudojant matavimo transformatorius.
Atsižvelgiant į konstrukcijos ypatybes, elektros skaitikliai skirstomi į šiuos tipus:
- Elektromechaniniai arba indukciniai. Elektros skaitiklio veikimo principas yra toks: judančiąją dalį, pagamintą iš laidžios medžiagos, tiesiogiai veikia magnetinis laukas, kurį sudaro stacionarios laidžios ritės. Judamoji dalis yra diskas, o ritės sukuria sroves, sukeliančias šį diską. Išnaudotų išteklių kiekis yra tiesiogiai proporcingas šio disko apsisukimų skaičiui.
Vieno tarifo indukcinis skaitiklis - Statinis ar elektroninis matavimo įtaisas. Elektroninio energijos skaitiklio veikimo principas yra toks: elektroninis, jie yra kietojo kūno, dalys yra jautrios įtampai ir kintamajai srovei, kuri išėjimo metu sukuria impulsus, kurių kiekis yra lygus išmatuoto energijos šaltinio tūriui. Toks elektros skaitiklio įtaisas leidžia išmatuoti aktyviąją energiją konvertuojant įtampos ir analoginės srovės signalus į skaičiavimo impulsus.
- Hibridiniai matavimo prietaisų tipai yra gana reti. Elektros skaitiklio įtaiso ypatybė yra mechaninių ir elektroninių prietaisų konstrukcijos panašumas.
Elektros skaitikliai klasifikuojami į keletą tipų pagal išmatuotas vertes ir tarifų skaičių. Pirmuoju atveju matavimo prietaisai yra vienfaziai ir trifaziai, antruoju - vienfaziai ir dviejų tarifų.
Elektros skaitiklio įtaisas ir veikimo principas
Norint realiuoju laiku ir nuolat registruoti kintamos srovės aktyviosios energijos sąnaudas, būtina įrengti vienfazius arba trifazius indukcijos skaitiklius. Jei svarbu atsižvelgti į nuolatinę srovę, kuri yra plačiai paplitusi geležinkelyje ir visų tipų elektrinėse transporto priemonėse, montuojami elektrodinaminiai skaitikliai.
Indukciniai elektros skaitikliai aprūpinti disku, pagamintu iš aliuminio; išeikvojant išteklius šis judantis elementas sukasi dėl sūkurinių srautų, kuriuos sukuria indukciniai ritiniai. Šiuo atveju yra dvi skirtingos jėgos - indukcinių ritinių magnetinis laukas ir sūkurinių srovių magnetinis laukas. Susidariusios srovės teka lygiagrečia apkrovos grandine. Kiekvienoje ritėje yra šerdis, kuri įmagnetinta kintama srove. Nuolatinės kintamosios srovės poveikis lemia, kad elektromagnetų poliai nuolat keičiasi. Tai lemia, kad tarp jų praeina magnetinis laukas. Būtent jis patraukia už jo aliuminio diską, formuodamas sukimąsi.
Disko sukimosi greitis yra tiesiogiai proporcingas srovių dydžiui abiejose ritėse.Elektros skaitiklių gamyboje naudojami paprasti mechanikos sujungimo būdai, dėl kurių besisukantis diskas yra sujungtas su skydo skaitmeniniais rodmenimis.
Panaudoto resurso apskaita yra pagrįsta įėjimo įtampa ir srovės įtampa. Visi duomenys pateikiami indikatoriuje; pažangių modelių duomenys saugomi prietaiso atmintyje.
Pastaraisiais metais žmonės vis labiau pirmenybę teikia elektroninėms dviejų tarifų struktūroms. Nuolat didėjanti paklausa paaiškinama tokiu pranašumų sąrašu:
- Įrenginiai tiksliau nuskaito informaciją, todėl sumažėja komunalinių paslaugų išlaidos.
- Palyginti su mechaniniais elektros skaitikliais, jie turi kompaktišką dydį ir patrauklesnę išvaizdą.
- Automatiškai pereinant prie dienos ir nakties tarifų, žmogaus dalyvavimas nebūtinas. Net gamybos etape įrenginys užprogramuojamas dviem laiko intervalais - nuo 07:00 iki 23:00 ir nuo 23:00 iki 07:00.
- Pažangius modelius reikia patikrinti vieną kartą 5-16 metų. Toks patikrinimas reikalingas teisingai lėšų apskaitai ir kaupimui. Patikrinimą turėtų atlikti energijos tiekimo įmonė.
Pirmasis įrenginio veikimo patikrinimas atliekamas gamykloje, datą reikia nurodyti pridedamuose dokumentuose.
Tarp dviejų tarifų matavimo prietaisų trūkumų, palyginti su mechaniniais kolegomis, išsiskiria aukšta kaina ir jų nepatikimumas. Kaip rodo praktika, elektroniniai modeliai dažnai sugenda.
Elektros skaitiklio schema
Visų tipų elektrinių prietaisų veikimo schema neturi esminių skirtumų, jie visi yra panašūs.
Norėdami išmatuoti galią, naudojami keli paprasti jutikliai:
- Įtampos jutikliai, kurių veikimas pagrįstas žinoma daliklio grandine.
- Srovės jutikliai, pagrįsti paprastu šuntu, per kurį praeina elektros pagrindinės fazės.
Šių jutiklių aptinkamas signalas yra mažas, todėl jį reikia stiprinti naudojant elektroninius stiprintuvus. Tada atliekamas analoginis-skaitmeninis apdorojimas, kad signalai būtų transformuoti ir padauginti.
Šie veiksmai yra skaitmeninto signalo filtravimas ir duomenų rodymas ekrane:
- integracija;
- indikacija;
- perdavimo skaičiavimai;
- konversija.
Šioje schemoje naudojami įvesties jutikliai negali pateikti aukšto tikslumo klasės vektorių matavimų, taigi ir galios apskaičiavimo.
Jei reikalingas didelis matavimo tikslumas, grandinėje papildomai įmontuojami specialūs matavimo transformatoriai.
Jei lygintume pagrindinę vienfazio elektroninio skaitiklio veikimo schemą, jame VT papildomai jungiamas prie nulio ir fazės, o KT yra neatsiejama fazinio laido pertraukos dalis. Kadangi signalai gaunami iš dviejų transformatorių, papildomo signalo stiprinimo nereikia. Visas kitas transformacijas atlieka mikrovaldiklis, jis kontroliuoja ekraną, laisvosios kreipties atmintį ir elektroninę relę. Išvesties signalas per RAM gali būti toliau perduodamas į informacijos kanalą.
