Števci električne energije. Del 1. Indukcija in elektronika
V današnjem svetu so te naprave nepogrešljive. Navsezadnje imajo vsi v hiši električno napeljavo, zato mora biti električni števec. Ampak tukaj je problem. Takoj, ko pride čas za zamenjavo ali, se odpravimo v trgovino in na nas se zgrne plaz najrazličnejših izbir. Začnemo se izgubljati in na koncu izberemo napačno stvar. Da se to ne bi zgodilo, ugotovimo, kaj so števci in kateri je pravi za vas. Danes obstajata dve glavni vrsti merilnikov: indukcijski (mehanski) in elektronski.
Indukcijski (mehanski) števci električne energije
Slika 1. Indukcijski enofazni števec električne energije
Števci vrtljivih diskov so znani skoraj vsem. To so tisti, ki imajo kolovrat za prozorno ploščo. Zagotovo so mnogi več kot enkrat opazovali hitrost njegovega vrtenja - večja je hitrost, večja je poraba energije. In odčitki števca so označeni s številkami na posebnih kolutih.
Načelo delovanja takšni števci so naslednji. V električnem števcu sta 2 tuljavi (slika 2 - kazalci 1 in 4) - napetostna tuljava (služi kot omejevalnik izmeničnega toka, ovira za motnje itd., ustvarja magnetni pretok, ki je sorazmeren z napetostjo) in tok tuljava (ustvari izmenični magnetni tok, ki je sorazmeren s tokom).
Slika 2. Načelo delovanja indukcijskega električnega števca
Magnetni tokovi, ki jih ustvarijo tuljave, prodrejo skozi aluminijasto ploščo (slika 2, kazalec 5). V tem primeru tokovi, ki jih ustvari tokovna tuljava, večkrat prodrejo v disk zaradi njegove U-oblike. Posledično se pojavijo elektromehanske sile, ki vrtijo disk.
Nadalje os diska sodeluje z mehanizmom za štetje v obliki polžastega (zobniškega) prenosa (slika 3), ki prenaša potrebne signale in informacije na digitalne bobne. Večji kot je navor diska, večja je moč dobavljenega signala (navor je enakovreden moči omrežja) in s tem večja je poraba energije.
Slika 3. Polžasto orodje
Ko se moč dobavljenega elektromagnetnega signala zmanjša, se aktivira trajni zavorni magnet (slika 2, kazalec 3). Izravnava nihanja frekvence vrtenja diska zaradi interakcije z vrtinčnimi tokovi. Magnet ustvarja elektromehansko silo, ki je inverzna torziji diska. To povzroči, da se pogon upočasni ali popolnoma ustavi.
Ta skupina števcev je najcenejša in najpreprostejša. Indukcijski števci električne energije so bili v času Sovjetske zveze zelo razširjeni (in do danes so v večini stanovanj nameščene prav takšne naprave). Toda postopoma jih nadomeščajo elektronski števci zaradi številnih pomanjkljivosti indukcijskih naprav. Na primer, indukcijski števec električne energije ne more samodejno odčitavati odčitkov in pogosto pride do napake v odčitkih.
Prednosti in slabosti indukcijskih števcev
Prednosti
- Zanesljiv v uporabi
- Dolgoletno delovanje števca
- Neodvisnost od nihanj moči
- Cenejši kot elektronski
Napake
- Razred točnosti je precej nizek - 2,0; 2.5
- Skoraj brez zaščite pred krajo električne energije
- Visoka lastna poraba toka
- Pri nizkih obremenitvah se napaka poveča (nižji kot je razred točnosti, večja je napaka)
- Pri obračunavanju več vrst električne energije (aktivne in reaktivne) je potrebna uporaba več števcev električne energije
- Energetsko knjigovodstvo se izvaja enosmerno
- Velike dimenzije naprav
Elektronski števci električne energije
Slika 4. Elektronski števec električne energije
Te naprave so nekoliko dražje od indukcijskih, vendar so danes najbolj donosni in prednostni števci za uporabo. Imajo višji razred točnosti in vam omogočajo, da upoštevate večtarifnost.
Elektronski števci električne energije delujejo tako, da vhodni analogni signal iz tokovnega senzorja pretvorijo v digitalno kodo, ki je enaka porabi energije. Ta koda se pošlje v dešifriranje posebnemu mikrokontrolerju. Po tem se na zaslonu (ali digitalnem bobnu) prikaže količina porabljene električne energije.
Najpomembnejši sestavni del teh števcev je mikrokrmilnik. On je tisti, ki analizira signal in izračuna količino porabljene električne energije. Prav tako prenaša informacije na izhod, elektromehanske naprave in zaslon.
Slika 5. Načelo delovanja elektronskega števca električne energije
Sama naprava je sestavljena iz ohišja, tokovnega transformatorja, pretvornika signala in obračunskega modula. Če podrobneje razstavimo, števec vključuje tudi:
- LCD zaslon (ali digitalni boben)
- sekundarno napajanje (pretvarja izmenično napetost)
- mikrokrmilnik (izračunava vhodne impulze, izračunava porabljeno elektriko, izmenjuje podatke z drugimi vozlišči in vezji števcev)
- pretvornik (pretvori analogni signal v digitalnega in ga nato pretvori v impulzni signal, ki je enak porabljeni energiji)
- nadzornik (generira signal za ponastavitev med izpadi električne energije, sproži alarm, ko vhodna napetost pade)
- pomnilnik (shranjuje podatke o elektriki)
- telemetrijski izhod (sprejema pulzni signal o porabi energije)
- ura realnega časa (šteje trenutni čas in datum)
- optični priključek (bere odčitke števca in ga tudi programira)
Prednosti in slabosti elektronskih števcev električne energije
Prednosti
- Razred točnosti - od 1,0 - visoko
- Večtarifni (od 2)
- Pri obračunu več vrst električne energije je dovolj en števec
- Energetsko knjigovodstvo poteka v 2 smereh
- Izmerite kakovost in količino moči
- Shranjujte podatke o merjenju električne energije
- Podatki so enostavno dostopni
- V primeru kraje električne energije se zazna nepooblaščen dostop
- Možnost odčitavanja na daljavo
- Lahko se uporablja za avtomatsko tehnično merjenje in kontrolo merjenja električne energije (ASTUE in ASKUE)
- Dolgoročni meroslovni interval (LMI)
- Majhna velikost
Napake
- Zelo občutljiv na nihanje napetosti
- Dražje od indukcije
- Precej težko popraviti
Označevanje na števcih električne energije
Poleg vrst števcev obstaja še nekaj odtenkov, ki bi se jih morali zavedati. Na katerem koli električnem števcu je določena oznaka, pogojno označena s črkami in številkami.
Slika 6. Oznake na električnem števcu
| Imenovanje | Razlaga |
|---|---|
| Z | Vrsta naprave (števec) |
| A, R | Vrsta merjene energije (delovna energija/jalova energija) |
| O | Enofazni števec |
| 3, 4 | Število faznih žic v omrežju (štirižilni / trižični) |
| pri | Vsestranskost |
| IN | Vrsta merilnega sistema (indukcijski števec). Naslednji je lahko trimestno število, kar pomeni izvedbo števca (izvedba števca je lahko indukcijska ali elektronska). |
| T | Tropski tip merilnika |
| P, M | Vrsta izvedbe (naravnost - če ni povezave s transformatorjem / posodobljeno). Možne so nadaljnje okrajšave "380/220 17A, 2001", kar pomeni obratovalne napetosti v vodnikih, največji pretok toka in leto izdelave. Tudi na koncu napisa je lahko tovarniško številko. |
Kar zadeva razred točnosti električnega števca, ti parametri določajo točnost odčitkov porabljene električne energije. V stanovanjih so praviloma nameščeni števci razreda 2,0, lahko pa so višji. Kaj to pomeni? In to, da lahko vaš električni števec upošteva 2% več ali manj električne energije iz lastne zmogljivosti. Ali preprosteje, napaka števca. Manjše kot je število, manjša je napaka. Na splošno v domačih razmerah zadostuje električni števec razreda 2.0. Višji razredi natančnosti bodo bolj verjetno potrebni v obratih, kjer je potrebna večja moč.
Torej, danes se ne moremo omejiti pri izbiri električnih števcev. Vsak od njih ima svoje posebne značilnosti in funkcije. V tem članku smo analizirali glavne značilnosti teh naprav in načela njihovega delovanja, kar vam bo pomagalo pri navigaciji med različnimi izbirami.
