Типичные схемы подключения счетчиков. Функции современных счетчиков на электронной интегральной элементной базе. Средства для защиты от хищений электрической энергии.
Т ипичные схемы подключения счетчиков
При несимметричной нагрузке в
четырехпроводной цепи активную
мощность измеряют тремя ваттметрами,
каждый из которых измеряет
мощность одной фазы – фазную мощность.
Активная мощность приемника
определяют по сумме показаний
трех ваттметров
P = P1 + P2 + P3, где
P1 = UA IA cos φA;
P2 = UB IB cos φB;
P3 = UC IC cos φC.
В трехпроводных трехфазных цепях при симметричной и несимметричной нагрузках и любом способе соединения приемников широко распространена схема измерения активной мощности приемника двумя ваттметрами. Показания двух ваттметров при определенной схеме их включения позволяют определить активную мощность трехфазного приемника, включенного в цепь с симметричным напряжением источника питания.
На рисунке показана одна из возможных схем включения ваттметров: здесь токовые катушки включены в линейные провода с токами IA и IB, а катушки напряжения – соответственно на линейные напряжения UAC и UBC.
Измерение реактивной энергии заключается в измерении активным счетчиком энергии линейного напряжения, сдвинутой на 90 градусов:
Функции современных счетчиков на электронной интегральной элементной базе
Как правило, любой электросчетчик обладает несколькими базовыми функциями, а также некоторыми дополнительными функциями, которые, права, доступны лишь в ограниченной номенклатуре таких устройств. Как правило, к базовым функциям такого прибора как электросчетчик можно отнести измерение потребляемой энергии и вывод этой информации на счетчик либо же на электронное табло.
Но технологии не стоят на месте, и современный электросчетчик обладает уже намного большим набором функций. Так, например, среди дополнительных функций таких приборов стоит отметить запись потребляемой энергии в память устройства, а также вывод на экран информации о количестве потребленной энергии, объеме свободного места в хранилище, а также установленном тарифе.
Как правило, любой современный счетчик электроэнергии может быть запрограммирован по 4 тарифам на 16 основных временных зон в течение суток. Стоит также отметить, что любой современный электросчетчик можно еще дополнительно запрограммировать для регистрации потребленной электроэнергии для каждого из месяцев отдельно, что позволит значительно сэкономить на оплате.
Также, среди функций современных счетчиков есть и учет потерь электроэнергии, и учет действующих фазных напряжений, а также токов и их частоты.
Средства для защиты от хищений электрической энергии
1. При наличии в токе нагрузки постоянной составляющей, счетчики прямого включения по току, использующие измерительные трансформаторы тока на тороидальных сердечниках, существенно снижают класс точности в сторону недоучета. Причиной недоучета является магнитное однополярное насыщение тороидальных сердечников при работе в этом режиме. В современных счетчиках прямого включения, применены измерительные трансформаторы тока, лишенные этого недостатка.
2. Магнитные воздействия на счетчики бывают 2-х типов – воздействие на магнитные системы счетчиков полем постоянного магнита, и воздействие переменным низкочастотным электромагнитным полем. В первом случае магнитные поля замедляют вращение дисков индукционных счетчиков, воздействуют на незащищённые трансформаторные датчики тока, а также останавливают незащищенные шаговые двигатели отчетных устройств электронных счетчиков. Во втором случае переменное электромагнитное поле (50 Гц) воздействует на незащищенный шаговый двигатель отсчетного устройства, что приводит к уменьшению показаний зафиксированных счетчиком. В современных счетчиках датчики тока и шаговые двигатели отсчетных устройств надежно защищены экраном из пермаллоя. Дополнительно в отсчетных устройствах установлена "защелка" (стопор обратного хода) не позволяющая "отматывать" показания счетчиков.
3. Инвертирование в измерительной цепи счетчика фазы тока нагрузки относительно фазы напряжения приводит к недоучету электроэнергии. Особенно чувствительны к этому методу хищений электроэнергии индукционные счетчики. В незащищенных индукционных счетчиках диск вращается в противоположную сторону "отматывая" показания, а счетчики со стопором обратного хода останавливаются. В современных счетчиках, в качестве преобразователя мощности используется специально разработанная микросхема преобразователя, которая обеспечивает учет электроэнергии независимо от фазы тока нагрузки. Таким образом, они надежно защищены от этого способа хищения.
4. Различные методы шунтирования датчиков тока незащищенных счетчиков приводят к существенному недоучету электроэнергии как индукционными, так и электронными счетчиками. Осуществить защиту счетчиков электроэнергии от хищения таким методом возможно следующим способом: достаточно включить последовательно со счетчиком устройство защитного отключения дифференциального типа, которое выявляет шунтирование и отключает потребителя электроэнергии, не допуская хищения. Также некоторые современные счетчики способны самостоятельно выявлять факт шунтирования.
9. Автоматизированные системы коммерческого учета электроэнергии (АСКУЭ). Разновидности АСКУЭ. Как устроены АСКУЭ? Что дает внедрение этих систем?
АСКУЭ - коммерческая система, главная и единственная задача которой - предоставление достоверной и легитимной информации о движении товарной продукции для организации расчетов в соответствии с правилами функционирования оптового рынка.
Виды АСКУЭ
Энергоснабжающих организаций
Промышленных предприятий
Бытовой
Многоквартирные дома
Частный сектор
Состав АСКУЭ:
Счетчики электроэнергии
Контроллеры, или устройства сбора и передачи данных (УСПД)
Модемы
Кабели и прочие приспособления для организации связи
Компьютеры с установленной на них специальной программой.
Микропроцессорный счетчик электроэнергии:
Измерение активной и реактивной электроэнергии и мощности в двух направлениях.
Класс точности 0,2S и 0,5S.
Учет в режиме многотарифности (4 тарифа в сутки, будни, выходные, праздничные дни, автоматический переход на летнее и зимнее время).
Фиксацию максимальной мощности на расчетном интервале времени.
Хранение до года (30-мин.интервалы) данных графика нагрузки.
Сигнализацию о превышении заданных уставок (заявленная мощность).
Измерение некоторых показателей качества электроэнергии (ток, напряжение и мощность по фазам cosj, частоту сети…)
Регистрация отключений питания.
Собственную диагностику работоспособности.
Передачу данных по импульсным и цифровым интерфейсам связи (ИРПС «токовая петля», RS485, RS232).
Срок службы 30 лет.
Устройство сбора и передачи данных (УСПД):
Автоматический сбор, обработку и хранение информации на двух уровнях иерархии.
Оперативный контроль электроэнергии и мощности.
Расчет именованных величин по отдельным и групповым каналам измерения.
Многотарифный учет энергии и мощности (48 тарифов, 48 тарифных зон).
Сбор данных с цифровых и импульсных счетчиков.
Передачу данных по выделенным и коммутируемым линиям связи (включая узкополосные каналы телемеханики 10-100Бод).
Гибкую настройку под любой объект.
Поддержку локальной сети предприятия (Ethernet).
Проверку работоспособности счетчиков. Самодиагностику.
Ведение журнала событий.
6. Схемотехника 1-фазных и 3-фазных счетчиков электрической энергии на электронной элементной базе (входные цепи, источник питания, схемы измерения тока и напряжения, отсчетное устройство, телеметрия).
