Elektroměry: klasifikace a typy elektroměrů — TAIPIT-IP

Spotřeba elektrické energie na jakémkoli zařízení je řízena speciálními zařízeními – elektroměry. Správný výběr zařízení je důležitý pro stabilní provoz elektrických spotřebičů používaných spotřebiteli a úsporu energie. Pravidla pro výběr, instalaci a připojení měřidel jsou upravena regulační a technickou dokumentací. Majitelé domů obvykle uzavírají smlouvy o připojení k síti se svým dodavatelem elektřiny. Tento dokument uvádí model měřiče, což je nezbytné pro pravidelné ověřování.

Domácí i zahraniční výrobci vyrábějí mnoho různých zařízení pro měření spotřeby elektřiny, jejichž vlastnosti a úpravy budou popsány v článku.

Konstrukce měřiče

Hlavní klasifikace elektroměrů zahrnuje zařízení:

1. na elektromechanické (indukční);
2. elektronický;
3. hybridní.

Zařízení pro měření elektřiny

Elektromechanická jednofázová měřící zařízení elektřiny se postupně vyřazují, ale v budovách starého typu se vyskytují poměrně často. Indukční zařízení mají oproti moderním elektronickým a hybridním modelům výhody. Hlavní výhodou je dostupnější cena a jednoduchost designu. Standardní elektroměry pro domácnost indukčního typu se používají v jednofázových střídavých sítích. Součástí návrhu je:

• корпус
• páry vinutí a magnetické obvody (proud a napětí)
• rotující disk
• červ a počítací mechanismy
• permanentní magnet pro kotoučové brzdění
• osa.

V magnetickém poli dvou elektromagnetů je umístěn hliníkový disk. Měřič pracuje prostřednictvím spojení s přijímači proudového vinutí v sérii a s přijímači napětí paralelně. Při průchodu střídavého proudu vinutím se v jádrech, která pronikají diskem, vytvářejí magnetické toky. Zároveň se tvoří vířivé proudy, které při interakci s magnetickými toky způsobují rotaci disku. Rychlost otáčení disku zohledňuje počítací mechanismus a čísla na něm zaznamenávají spotřebu energie. Jak se zatížení zvyšuje, točivý moment se zvyšuje a disk se začíná pohybovat rychleji.

Princip činnosti třífázového indukčního měřiče je podobný, ale taková zařízení se používají v třífázových střídavých sítích.

Elektronické měřiče se rozšířily v průmyslu a každodenním životě díky silnému vývoji nejnovějších technologií. V takovém zařízení jsou analogové signály z proudových a napěťových senzorů převedeny na digitální impuls. Je přesměrován na mikrokontrolér. Ten zaznamenává výši spotřeby energie a zobrazuje její hodnotu na displeji zařízení. Elektronické počítadlo se skládá z:

• z pouzdra;
• transformátory proudu a napětí;
• konvertor;
• mikrokontrolér;
• svorkovnice.

Provoz jednofázových a třífázových domácích elektroměrů s elektronickým mechanismem je podobný, pouze u třífázových se sčítají hodnoty pro každou fázi. Zde je proudový transformátor připojen k fázovému přerušení a napěťový transformátor k fázi a nule. Mikrokontrolér řídí RAM (paměť s náhodným přístupem) a také relé a informační displej. Prostřednictvím RAM můžete ovládat provoz měřiče na dálku. Elektronická zařízení ukládají pracovní informace s časovou referencí. Čtení se provádějí v určitých intervalech a v tomto procesu je jasné:

• aktivní a reaktivní spotřeba;
• hodnoty napětí a proudu;
• fázová frekvence.

To umožňuje vypočítat spotřebu elektřiny v různých tarifech – v závislosti na denní době, dnech v týdnu nebo ročním období.

Jednofázový vícetarifní elektroměr NEVA MT 114 AS E4PC 5(60) A

Jednofázový jednotarifní elektroměr NEVA 102 1S0 230V 5(40) A

Jednofázový jednotarifní elektroměr NEVA 103 1S0 230V 5(80) A

Třífázový multifunkční měřič NEVA ST411 541 BPIO22

Hybridní elektroměry pro záznam činné a jalové energie mají elektromechanickou část výpočetního zařízení a digitální informační displej.

Charakteristika měřiče

Mezi hlavní vlastnosti elektroměrů patří:

• třída přesnosti;
• hodnota jmenovitého napětí a proudu;
• citlivost;
• rozsah provozních teplot;
• životnost;
• průměrná doba provozu;
• rozměry;
• hmotnost.

Jednofázové elektroměry udávají jmenovité napětí 220 voltů a proud 5 ampér.

Napětí a proud třífázových elektroměrů jsou zaznamenávány kombinací čísel: první je počet fází, druhé jsou hodnoty napětí a proudu. Na elektroměrech připojených ke čtyřvodičové síti jsou uvedeny hodnoty lineárního a fázového napětí, které jsou od sebe odděleny lomítkem, například 3 * 380/220 V.

Na předním panelu zařízení s přímým připojením je kromě jmenovité hodnoty uvedena maximální hodnota proudu – 5 (20) A.

Jednofázový vícetarifní elektroměr NEVA MT 112 AS O 5(60) A

Jednofázový multifunkční měřič NEVA MT 115 (SPODES)

Jednofázový vícetarifní měřič NEVA MT 124 AS WF1P 5(60)A

Třífázový vícetarifní elektroměr NEVA MT 314 0.5 AR E4BSR25

Citlivost je dána nejnižší hodnotou proudu při plně aktivní zátěži – kdy se disk otáčí bez zastavení. Práh citlivosti pro různé elektroměry je odlišný, vše závisí na třídě přesnosti a počtu fází (od 0,3% pro jednofázové do 0,5 pro třífázové).

Převodový poměr měřidla nebo počet otáček jeho kotouče odpovídá jednotce měřené energie, jeho hodnota je uvedena na přístrojové desce.

Konstanta měřiče ukazuje množství elektřiny, během kterého disk udělá jednu otáčku. Je určen počtem wattsekund na otáčku.

Indukční a elektronické

Tradiční indukční typ měřiče:

• spolehlivé a praktické použití;
• vyznačující se značnou životností;
• nereaguje na přepětí v síti;
• levný.

Má však relativně nízkou třídu přesnosti a je náchylný k chybám v provozu. Zařízení není chráněno před krádeží elektřiny a je neskladné.

• přesnost čtení;
• žádná možnost krádeže elektřiny;
• kompaktnost;
• automatické zapnutí ihned po instalaci.

Výrobci obvykle poskytují u elektronického modelu 4letou záruku na přesnost měření.

Jednofázové a třífázové

Jednofázové elektroměry jsou často instalovány v obytných nemovitostech, kancelářských budovách a garážích. Třífázová zařízení – v průmyslových a obchodních podnicích.

Třífázový elektroměr je lepší přesností měření než jeho jednofázový protějšek. Vhodné pro měření spotřeby energie v sítích 220 a 380 V. Doma jsou taková zařízení provozována pomocí spotřebičů spotřebovávajících energii: plynové kotle, zařízení na ohřev vody atd.

Jednotarifní a vícetarifní

Jednotarifní elektroměr pro domácnost zaznamenává spotřebu zdrojů ve stejném tarifu bez ohledu na denní dobu. Vícetarifní měření je ekonomické – odběr elektřiny můžete platit podle jednoho, dvou i více tarifů. Výhoda spočívá ve změně nákladů na jeden kilowatt v určitou dobu, například v noci cena znatelně klesá.

Intenzivní spotřeba elektrické energie (při vytápění domácnosti apod.) vyžaduje instalaci dvoutarifního měřiče, který pomůže minimalizovat náklady. Pokud je spotřeba energie nízká, pak použití vícetarifního plánu měření nedává smysl.

Jak vybrat pult

Pro běžný městský byt stačí zařízení s třídou přesnosti 2,0. Je nerentabilní nakupovat drahé elektroměry s třídou 1 nebo dokonce 0,5 – ve srovnání s průmyslovými podmínkami nedochází v domech k rychle se měnícímu zatížení.

Spotřebitele často přitahuje multitarifní povaha zařízení. Tato podmínka však není dostupná všude. Plánovaná výměna zařízení je prováděna s důrazem na jejich připojení v jednotarifním režimu.

Užitečnou možností je automatizované měření energií, ale běžným občanům se bude jen stěží hodit.

Doporučuje se vybrat zařízení s dlouhou záruční dobou, stejně jako produkty společností, které mají servisní středisko ve vaší lokalitě. Při nákupu nezapomeňte zkontrolovat neporušenost těsnění a přítomnost těsnění v pasu zařízení.

Ověření zařízení

Měřidla musí být pravidelně kontrolována, aby byl zajištěn jejich normální provoz a soulad s metrologickými požadavky. Ověřovací období musí být uvedeno v pasu zařízení.

• do primární fáze (před instalací nebo opravou);
• periodické (podle intervalů ověřování).

Indukční měřiče se kontrolují každých 8 let. Lhůta pro kontrolu shody elektronických vzorků se pohybuje od 6 do 16 let – lhůta je určena modelem zařízení.

Po ověřovacím postupu se do pasu měřiče vloží razítko s datem kontroly nebo se vydá zvláštní osvědčení.

Pokud má spotřebitel podezření, že elektroměr nefunguje správně, je naplánováno mimořádné ověření. Postup se provádí také v případě ztráty ověřovacího dokumentu z důvodu potřeby překonfigurování zařízení nebo při výměně starého zařízení za nové.

Ověřování se provádí v oddělení metrologické služby nebo v kterékoli laboratoři akreditované pro tyto účely. Alternativou je zavolat si domů nebo na místo umístění zařízení specialistu s přenosným zařízením. K tomu je třeba podat žádost metrologické organizaci. Dokumentace se připravuje úplně stejně jako při ověřování v laboratoři.

Je třeba počítat s elektřinou. Tento úkol je přiřazen elektroměrům. Elektrická energie se měří v kilowatthodinách, což znamená, že elektrický spotřebič s příkonem 1000 W musí pracovat jednu hodinu, aby spotřeboval 1 kW/h.

Dnešní přesycenost různými elektronickými (nejen) produkty, rozmanitost různých modelů a typů elektronických měřičů může běžného spotřebitele zmást.

Na tuzemském trhu existují různé typy měřidel: elektronické (digitální), jednoduché mechanické, kombinované, jednoduše „našroubované“ a velmi přesné meziplanetární.

Funkčnost dnešních čítačů je také působivé – kromě jednoduchého měření výkonu elektřiny dokážou měřiče vypočítat tarify za energii a environmentální charakteristiky, monitorovat kvalitu energie a umožnit vzdálený přístup.

V tomto článku, který se skládá z několika částí, se pokusíme odpovědět na řadu otázek, které vyvstávají při výběru, připojení a pochopení principu fungování elektroměru.

Vzhledem k tomu, že neplánujeme zacházet do tohoto tématu do hloubky, některé problémy nemusí být pokryty. Proto by bylo užitečné přečíst si PUE7, kapitola 1.5 – „Měření elektrické energie“.

Pro zopakování tématu musíme nejprve nějak rozdělit všechny elektroměry do skupin podle jejich různých charakteristik. Jinými slovy, musíte pochopit klasifikaci elektroměrů.

Hlavní charakteristiky

Rozdělme si to podle různých ukazatelů.

Způsobem práce (konstruktivní provedení):

Podle elektrické sítě:

• Třífázový.
• Jednofázový.

V tomto případě, Třífázové elektroměry se dělí na:

• Podle typu komunikačního rozhraní (u elektroměrů).
• Podle typu měřeného výkonu – měřiče činného a jalového výkonu.
• Podle typu připojení k síti – transformátor nebo přímé připojení.
• Podle třídy přesnosti.
• Podle velikosti tarifu – jednotarifní a vícetarifní.

Rozdíly podle typu elektrické sítě

Hlavní rozdíl mezi elektroměry je ve třetím bodě, přesněji, pro jakou elektrickou síť jsou určeny – pro jednofázovou nebo třífázovou síť.

Jednofázové elektroměry se používají v jednofázových dvouvodičových sítích s napětí 0,40/0,23 kW. Jejich hlavním využitím je evidence spotřeby elektrické energie v bytech či jednotlivých domech.

Elektroměry se vyrábějí pro napětí 220 (nebo 127) W, se jmenovitým proudem 5-60 A. Jsou umístěny u vchodu nebo instalovány do mezipodlažních (bytových) panelů.

Třífázové elektroměry se používají pro třífázové tří- nebo čtyřvodičové sítě.

A pokud je vše jednoduché a jasné s jednofázovými, pak třífázová zařízení vyžadují podrobný popis, protože se používají v elektronických instalacích, které pracují na třífázovém proudu.

Třífázové elektroměry s přímým připojením se připojují do sítě přímo, bez pomocných zařízení – proudových transformátorů.

Jmenovitý proud vyrobených elektroměrů s přímým připojením je 5-100 ampér.

Vyúčtování spotřebované elektřiny se určí odečtením počátečního odečtu elektroměru (Pn.) od konečného odečtu (Pk.):

Jsou ale případy, kdy elektroinstalace odebírá velmi velký proud a elektroměr s přímým připojením není schopen tento proud sám propustit. Proto se v těchto případech využívá připojení elektroměrů pomocí měřicích transformátorů proudu (CT).

Hlavním účelem TT. – snižte proud na úroveň, při které bude zařízení normálně fungovat.

Výpočet spotřebované elektřiny je také určen odečtením počátečních hodnot od konečných a navíc vynásobením výsledného rozdílu v datech transformačním poměrem (TR) proudu transformátoru:

E=(Pk. – Pn.) x Kt

Transformační poměr CT zjistíte z údajů na typovém štítku samotného transformátoru.

Například nápis 200/10 na CT znamená, že primární vinutí tohoto transformátoru je dimenzováno na proud 200 A a sekundární na 10 A.

Z tohoto poměru máme transformační koeficient, který se rovná 20. Jinými slovy, CT snižuje primární elektrický proud 20krát.

Designový prvek elektroměrů

Podle konstrukce, nebo jinak řečeno podle typu měřicího systému, se elektroměry dělí na indukční a elektrické. To znamená, že zařízení elektroměru může být buď docela jednoduché, nebo docela složité – v případě elektroměru.

Indukční počítadlo — způsob jeho činnosti je založen na působení magnetického pole cívek, jejichž kabeláží prochází proud, na rotující část – disk.

Otáčení kotouče vidíme v plastovém okénku elektroměru. Navíc počet otáček disku je úměrný vynaložené energii. Tyto elektroměry se vyznačují nízkou cenou a také poměrně vysokou spolehlivostí a kvalitou.

Mezi nevýhody patří:

• Nízká funkčnost.
• Nízká třída přesnosti (velká chyba).
• Slabá (téměř žádná) ochrana proti krádeži elektřiny.

Elektronický měřič – moderní měřicí zařízení

I přes vysokou cenu (na rozdíl od mechanických elektroměrů) mají tyto elektroměry výborné technické vlastnosti a dobré servisní možnosti.

Funkce:

• Odolné, žádné rotující části.
• Zvýšená třída přesnosti elektroměrů.
• Možnost instalace vícetarifního systému měření.
• Prodloužený interval mezi kontrolami.
• Pro ukládání informací o spotřebě energie je k dispozici vnitřní paměť.
• Možnost automatizovaného systému účtování spotřebované elektřiny (ASKUE).

Elektroměr funguje tak, že převádí činný výkon na sekvenci impulzů, které jsou počítány instalovaným mikrokontrolérem. Navíc je počet pulsů úměrný vynaložené (naměřené) energii.

Třída přesnosti elektroměru

Tohle je ono chybě provedených měření. Přesněji řečeno, jde o největší možnou relativní chybu, která se udává v procentech.

Dnes se všude nahrazují zastaralé elektroměry modernějšími přístroji. Nejprve se to vysvětluje špatnou třídou přesnosti starých elektroměrů a zvýšeným zatížením elektřiny. Proto je nutné všechny elektroměry s třídou přesnosti 2,5 vyměnit za elektroměry s třídou přesnosti 2 (nebo 1). Všechna taková opatření jsou specifikována v rezoluci RF č. 442.

O ověřování elektroměrů

Elektroměry, stejně jako většina měřicích zařízení, vyžadují neustálé ověřování. Přesněji řečeno, podléhají povinnému ověřování, protože se týkají oblasti státní regulace vytváření jednotných měření.

Hlavním cílem tohoto postupu je potvrzení správnosti měřenía možnost následného použití zařízení k určenému účelu. Ověření se provádí ve státem akreditované organizaci ve stanovené lhůtě.

Existuje takový indikátor elektroměru, jako je interval mezi kontrolami – to je časový interval, po kterém je vyžadována další kontrola elektroměru. Teoreticky platí, že čím vyšší interval, tím lepší kvalita zařízení.

Prvotní (primární) ověření se provádí ve výrobním závodě a zapisuje se do pasu měřicího zařízení – od této doby začíná odpočítávání intervalu.

Čas ověření:

• Elektroměr – 9-15 let.
• Elektroměr mechanický jednofázový – 16 let.
• Elektroměry s třídou přesnosti 0,5 – 5 let.
• Třífázový elektroměr – 5-9 let, moderní elektroměry mohou mít interval 15 let.