- •Часть 3
- •Введение
- •Некоторые бытовые электрические устройства Утюг
- •Холодильник
- •Стиральная машина
- •2. Трехфазные цепи. Трансформаторы. Асинхронные машины
- •Трансформатор
- •Асинхронные машины
- •Пример расчета возможной перегрузки квартирной сети
- •Использование предохранителей для предотвращения короткого замыкания и перегрузки сети
- •Счетчики электрической энергии
- •Передача и распределение электрической энергии
- •Преимущества Единой энергетической системы
- •Аппаратура управления и защиты линий высокого напряжения
- •Учет потери электрической энергии в проводах
- •Расчет проводов по допустимому нагреву
- •Список используемых источников
Счетчики электрической энергии
Каждый потребитель должен точно знать, сколько электрической энергии он потребил к данному моменту времени.
Для измерения электрической энергии используются счетчики, которые фиксируют количество киловатт – часов, которые были потреблены данной сетью, в которую включен счетчик. Киловатт – единица измерения электрической мощности, характеризующая активную энергию, которая потребляется данной сетью за единицу времени – одну секунду. Во время своей работы счетчик “суммирует” киловатты, потребляемые цепью потребителя за каждую секунду, и получает энергию, потребленную цепью к данному моменту времени.
В настоящее время применяются индукционные счетчики и счетчики электронные, причем последние все более вытесняют первые.
Рассмотрим принцип действия индукционного счетчика (рис.20).
Подвижная часть индукционного счетчика представляет собой свободно вращающийся алюминиевый диск 1, на который воздействуют одновременно в противоположных направлениях вращающий момент, пропорциональный активной мощности приемника
, (22)
и тормозной момент, пропорциональный частоте вращения диска:
. (23)
Для создания вращающего момента используются два электромагнита 2 и 3, создающие магнитные потоки и , пронизывающие диск и наводящие по закону электромагнитной индукции вихревые токи в диске, которые, взаимодействуя с полем, создают механическую силу, которая раскручивает диск. Для создания тормозного момента используется постоянный магнит 4.
В установившемся режиме , следовательно,
, (24)
где . Умножая последнее равенство на время работы счетчика , найдем, что потребляемая энергия пропорциональна числу оборотов диска :
. (25)
По этой причине шкалу счетного механизма градуируют в единицах энергии ( ).
Для того чтобы выполнилось равенство (22), к выводам катушки электромагнита 2 подается напряжение потребителя , а к выводам катушки электромагнита 3 – напряжение, пропорциональное току потребителя.
В последнее время индукционные счетчики все больше стали снабжаться фотоэлектронными адаптерами, предназначенными для передачи информации о потребленной энергии цифровым устройствам обработки информации.
Фотоэлектронный адаптер формирует электрические импульсы в количестве, соответствующем количеству оборотов диска электросчетчика. Счетчик имеет телеметрический выход, через который адаптер может передавать информацию об измеряемой активной энергии в автоматизированную систему контроля и учета электроэнергии (АСКУЭ). При этом устанавливается соответствие между количеством оборотов диска и энергией величиной .
Например, счетчик СО-505Т, производимый Московским электротехническим заводом, поставляется в сборке вместе с адаптером АФ-03. Передаточное число этого счетчика составляет , количество импульсов телеметрического выхода составляет .
Схема согласования адаптера счетчика СО-505Т со входом цифровой схемы, которая принимает и обрабатывает импульсы, показана на рис.21. Из этой схемы следует, что импульсы с выхода адаптера могут быть поданы на вход цифровой схемы с питанием от напряжения .
Электронные счетчики – следующее поколение электросчетчиков, которые приходят на смену индукционным. Их основные преимущества – они не содержат подвижных частей, а программирование процессора счетчика позволяет эффективно использовать его в автоматизированных системах комплексного учета электроэнергии для анализа суточных графиков нагрузки, многотарифного расчета за электроэнергию и т.п., что в принципе не может быть предусмотрено в индукционном счетчике.
Однофазный электронный счетчик включен через трансформаторы тока ТТ и напряжения ТН в цепь для измерения активной энергии приемника с сопротивлением нагрузки (см. рис.22). Принцип действия счетчика заключается в непрерывном преобразовании текущих значений тока и напряжения с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП) через малые интервалы времени, задаваемые процессором, в числовые эквиваленты и последующем вычислении процессором активной мощности и энергии и последующей регистрации вычислений с помощью электровакуумных или других индикаторов.
Прежде чем мы сможем воспользоваться электрической энергией в нашей квартире, нам ее должен доставить электрический ток, текущий по проводам, соединяющим источник электрической энергии с нашей электрической сетью.
Рассмотрим основные принципы передачи и распределения электрической энергии а также основные электротехнические средства, способствующие этому.