Azotirovanie.ru

Инженерные системы и решения
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Секреты электрических счётчиков

Секреты электрических счётчиков

Секреты электрических счётчиков

Или как определить все параметры с помощью счётчика….

По счетчику можно установить следующие показатели:

1) расход электроэнергии

Расход электроэнергии за какой-то конкретный временной промежуток определяется счетчиками трансформаторов тока с помощью вычитания первого показания счетчика из конечного показания за этот же отрезок времени. Расход электроэнергии за какой-то конкретный временной промежуток определяется счетчиками и трансформаторами тока путем умножения ранее вычисленной разницы на коэффициент трансформации трансформатора тока. Этот процесс представлен следующими формулами:

Э — расход энергии, кВт/ч;

Пк и Пн — конечное и начальное показания счетчика;

Кт — коэффициент трансформации трансформатора тока.

2) факт включения в сеть квартиры на данный момент ламп н электрических приборов. Если диск счетчика вращается, значит, что-то включено, если же нет, то все или почти все выключено;

3) мощность включенных на данный момент приборов. С помощью обычных часов определяют, за сколько секунд диск счетчика повернется, на пример. 40 раз. Делается это просто, т. к. на этом диске имеется полоска, хорошо просматриваемая в окошечке при каждом его обороте. Например, чтобы совершить 40 оборотов, счетчик тратит 75 с. На каждом счетчике обязательно есть надпись типа «1 кВт/ч — 5000 оборотов, на основе которой можно составить следующую пропорцию: 1 кВт/ч = 1000 х 3600 =3 600 000 ватт • секунд (Вт х с). Из этого следует, что X = 3 600 000 х 40 : 5000 = 28 800 Вт х с. Получив такой результат, опреде­ляют мощность подключенных к сети электропри­боров: 28 800 : 75=384 Вт;

4) величину тока, проходящего через счетчик . Для этого полученную чуть ранее мощность делят на номинальное напряжение в электросети: 384 : 127 = 3 А (или 384 : 220 – 1,74 А);

5) перегрузки в сети. Исходя из площади се­чения проводов, которые выведены из счетчика, определяют допустимое значение электрическо­го тока, которое провода могут выдерживать дли­тельное время, например 20 А. Для этого значение этого тока умножают на номинальное напряжение в сети и. получают соответствующую току мощ­ность. В данном случае это 20 х 127 =2540 Вт (или 20 х 220 = 4400 Вт). Далее устанавливают какой-то конкретный временной отрезок, например 30 с, перемножают 2540 и 30 и узнают, что счетчик должен отсчитать 2540 х 30= 76 200 Вт х с. Если учесть, что на счетчике было написано «1 кВт/ч — 5000 оборотов», то получается, что при 1 кВт/ч -3 600 000 Вт х с диск совершает 5000 оборотов, при 76 200 Вт х с должно получиться 76 200 х 5000 : 3 600 000 = 106 оборотов. Значит, если на счётчике нет перегрузки, то он совершает не более 106 оборотов за полминуты;

6) перегрузку на самом счетчике. Допустим, что на нем имеется надпись «5-15 А, 220 В, 1 кВт х ч = 1250 оборотов». Максимальный ток соотносят мощностью 15 х 220=3300 Вт, а расход энергии за 30 с вычисляют так: 3300 х 30 =99 000 Вт х с. Далее высчитывают количество оборотов диска за это время: 99 000 х 1250 : 3 600 000 = 34. Получается, что при совершении диском счетчика 34 оборотов за полминуты перегрузки нет. К устройствам, к которым подключают счетчики , предъявляются особые требования. Все подобные устройства должны устанавливаться в сухих помещениях, где в воздухе не будет никаких агрессивных примесей, а температура зимой не опустится же 0 *С. Также счетчики запрещается устанавливать в помещениях, где температура часто превышает +40 *’С. В зимнее время счетчики подогревают с помощью электронагревателей, но таким образом, чтобы температура у счетчиков не превышала отметки в +20*С.

Читайте так же:
Подключение двухтарифного трехфазного электросчетчика схема

Осматривать и ремонтировать счетчики имеют право лица или организации, уполномоченные на это. Самые распространенные отказы счетчиков ведены в таблице .

Не вращается счетный механизм

Механизм вращается при отсутствии нагрузкисамоход счетчика

Лабораторная работа № 11

Электрическая энергия учитывается специальными приборами, называемыми счетчиками электрической энергии, представляющими собой сочетание измерительного механизма, подобного измерительному механизму ваттметра, со счетным механизмом.

Счетчик электрической энергии принципиально отличается от ваттметра тем, что ваттметр показывает значение величины в данный момент времени, а счетчик — значение измеряемой величины за некоторый промежуток времени. Иначе говоря, счетчик в отличие от ваттметра является суммирующим прибором и имеет неограниченный угол вращения.

В настоящее время применяют счетчики индукционные для цепей переменного тока и электродинамические для цепей постоянного тока.

Принцип действия индукци­онных приборов основан на взаимодействии двух или нескольких переменных магнитных потоков с токами, индуцированными в подвижном проводнике (например, диске). Типичным представите­лем этой системы является классический индукционный счетчик — измеритель активной энергии.

Основными элементами при­бора являются два магнитопровода со своими обмотками (напря­жения и токовой), вращающийся диск и счетный механизм. Как и ваттметр, счетчик содержит обмотки тока и напряжении. Включает­ся счетчик в цепь так же, как и ваттметр.

Рис. 1.9.1 Схема включения однофазного счетчика активной энергииРис.1.9.2.Конструкция однофазного индукционного однофазного счетчика

В счетчиках индукционной системы для перемещения подвижной части используют явление взаимодействия одного или нескольких переменных потоков с токами, наведенными ими в подвижной части. Подвижную часть счетчика, выполняют в виде алюминиевого диска.

Вращающий момент, действующий на подвижную часть индукционного прибора, пропорционален мощности сети, в которую он включен.

Количество оборотов диска, соответствующее единице, учтенной счетным механизмом энергии, называют передаточным числом счетчика и обозначают буквой К. Выражается передаточное число количеством оборотов диска, приходящихся на 1 кВт*ч.

Величина, обратная передаточному числу счетчика, называется номинальной постоянной счетчика и обозначается Сном. Показывает, сколько энергии, учтенной счетным механизмом, приходится на один оборот диска. Выражается постоянная счетчика в Вт*с/оборот.

На щитке счетчика обычно указывают номинальное напряжение, ток и передаточное число.

Например, на щитке счетчике: U = 220 В. Iн = 5А. f = 50 Гц а передаточное число указано надписью: 1 кВт *ч = 1250 оборотов диска. По передаточному числу счетчика легко определяется его номинальная постоянная. Для приведенного нами выше примера:

Сном= 1000*3600/1250= 2880 Вт*сек/оборот (1)

Энергия, потребленная из сети за время t, в течение которого диск счетчика сделал Nt оборотов, будет равна:

At = Pt = l / K*Nt (2)

где: At – электрическая энергия, потребляемая из сети за время t;

Читайте так же:
Передать показания электросчетчика самараэнерго

Pt — мощность сети, в которую включен счетчик;

t – время за которое диск сделал N, оборотов;

Nt – число оборотов диска счетчика за время t;

К – передаточное число счетчика.

Погрешности счетчиков изменяются с изменением нагрузки цепи, в которую они включены. При малых нагрузках трение в подшипниках, счетном механизме и диска о воздух, а также меньшая магнитная проницаемость сердечника (по сравнению с проницаемостью при больших нагрузках) приводят к значительной отрицательной погрешности.

Для компенсации момента трения в счетчиках создается дополнительный момент, действующий на диск, так называемый компенсационный момент. Создание компенсационного момента достигается различными конструктивными путями:

¾ короткозамкнутыми витками, охватывающими выступающую часть магнитопривода;

¾ винтом, ввинчиваемым в противополюс, или поводком, перемещающимся относительно сердечника.

Во всех этих случаях появляется дополнительный — компенсационный момент.

Сегодня в задачах измерения активной энергии все шире при­меняются цифровые (микропроцессорные) счетчики энергии. В за­дачах технических экспресс-измерений для оценки потребленной энергии в кратковременных экспериментах используют автоном­ные малогабаритные цифровые измерительные регистраторы (ана­лизаторы), которые имеют режим вычисления активной и реак­тивной энергии или позволяют найти эти величины с помощью компьютера и специализированного программного обеспечения.

Ход работы

1. Заполните таблицу 1.9.1.

Таблица 1.9.1 Сведения об электроизмерительных приборах

Название прибораСистема прибораИзмеряемая величинаЕдиницы измеренияПределы измеренияЦена деленияКласс точности

2. Соберите электрическую схему как показано на рисунке 1.9.5:

3. Произвести измерения изменяя нагрузку, результаты измерений занести в
таблицу 1.9.2

НагрузкаИзмереноВычислено
Pw1, ВтPw2 ,ВтN, об.t, cU,ВI,АWСЧ, Вт*сWW, Вт*сDW, Вт*сΔWd,%
R1
R2
R3

Pw1 – мощность измеренная ваттметром;

Pw2 – мощность измеренная измерителем мощности.

4. Произвести расчёты погрешностей измерения электрической энергии счётчика по формулам:

d = DW / WСЧ *100 % (6)

5. Результаты расчётов занести в таблицу. Ответить на контрольные вопросы. Сделать

выводы о работе.

Содержание отчёта

1. Технические данные измерительных приборов используемых в работе.

2. Электрическая схема цепи.

3. Таблица с данными измерениями.

4. Расчетные формулы.

5. Выводы о проделанной работе.

6. Контрольные вопросы.

Контрольные вопросы:

1. Какие меры применяют для уменьшения погрешности счетчика от действия момента трения?

2. Составьте схему включения счетчика электрической энергии в трех и четырёх проводной сети?

счётчик

Однофазный счетчик.

Однофазный счетчик:
а — конструкция и схема включения счётчика;
б — кинематическая схема счётного механизма;
1 — катушка тока;
2 — катушка напряжения;
3 — червячная зубчатая передача;
4 — счётный механизм;
5 — алюминиевый диск;
6-10 — обоймы;
0 — ось диска.

счётчик электрический — измерительный прибор для учёта потребляемой электроэнергии. В быту применяются счётчики, рассчитанные на однофазное переменное напряжение 220 или 127 В частотой 50 Гц. В однофазном счётчике (рис.) алюминиевый диск 5 может вращаться вокруг оси 0, с которой через червячную зубчатую передачу 3 связан счётный механизм 4 (показан отдельно на рис. б с цифрами, указывающими расход электроэнергии). Если нагрузка равна нулю, диск неподвижен и показания счётчика не изменяются. При нагрузке диск вращается, причём тем быстрее, чем больше нагрузка. Время автоматически учитывается, так как чем дольше вращается диск, тем больший путь совершается обоймами счётного механизма. На обоймах нанесены цифры 0, 1, 2,…, 9. Обоймы закрыты щитком и мы в его окошечках видим только по одной цифре на каждой из них. Допустим, что алюминиевый диск 5 счётчика начинает вращаться по стрелке, когда во всех окошечках видны нули. Наблюдая за счётчиком, мы видим, как самый правый нуль поднимется и исчезнет, уступая место единице. Её сменит двойка и т. д. А когда вместо девятки в окошечке снова появится нуль, то в соседнем окошечке слева окажется единица. Таким образом, полному обороту первого диска, считая справа, соответствует 1 /10 оборота второго диска, полному обороту второго — 1 /10 оборота третьего и т. д.

Читайте так же:
Замена трансформаторов тока для счетчика

Число зубьев червячной и зубчатой передач подобрано таким образом, что счётчик отсчитывает, как правило, киловатт-часы (цифры в чёрных окошечках) и их доли (цифры в красном окошечке). На щитке счётчика написаны: а) обозначение, например для квартирных счётчиков СО-2, СО-5 и т. п., где буквы СО — счётчик однофазный; б) наименование единицы учёта электроэнергии, например киловатт-часы; в) номинальное напряжение, например 220 В, ток 5 А, частота 50 Гц, а также максимальный ток, при котором погрешность учёта не выходит из класса точности. Значения токов пишут в строчку, например 5—15 А, где 5 А — номинальный, а 15 А — максимальный ток. Если максимальный ток не указан, то счётчик допускает двойную нагрузку по сравнению с номинальным током; г) класс точности — арабские цифры в кружке (не показано); д) передаточное число, например 1 кВт·ч = 1250 оборотов диска. Для удобства счёта число оборотов на ребре диска сделана метка. Стрелка у прорези указывает направление вращения диска (слева направо), при котором показания счётного механизма увеличиваются.

Что можно определить по счётчику.

Прямое назначение счётчика — учитывать расход электроэнергии. Но, кроме того, наблюдая за работой счётчика, можно получить ещё ряд важных сведений.

1. Сколько израсходовано электроэнергии? Пусть 23 мая счётчик показывал 758,5, а 15 июня — 894,3. На щитке счётчика написано «киловатт-часы». Расход электроэнергии вычисляется вычитанием из более поздних показаний более ранних, а именно: 894,3–758,5 = 135,8 кВт·ч. Если на счётчике написано «гектоватт-часы», то число киловатт-часов нужно разделить на 10, так как 1 кВт·ч = 10 гВт·ч.

2. Имеются ли в данный момент где-нибудь в квартире включённые лампы или электроприборы? Если диск счётчика вращается, значит имеются. Если неподвижен — всё выключено.

3. Какой мощности приборы сейчас включены? Пользуясь секундной стрелкой часов, определим, за сколько времени диск совершит, например, 40 оборотов. Это легко сделать, так как на диске имеется зачернённая полоска, которая отчётливо видна в окошечке всякий раз, когда диск заканчивает один оборот и начинает следующий. Допустим, на 40 оборотов затрачено 75 секунд. Затем читаем на счётчике, например «1 кВт·ч — 5000 оборотов», и составляем пропорцию, исходя из следующего. Если при 1 кВт·ч = 3600000 ватт-секунд (Вт·с) совершается 5000 оборотов, а при х Вт·с — 40 оборотов, то х = 3600000·40:5000 = 28800 Вт·с. Зная, что 28800 Вт·с израсходовано за 75 секунд, нетрудно определить мощность включённых приборов: 28800:75 = 384 Вт.

Читайте так же:
Тюменьэнергосбыт замена электрических счетчиков

4. Какой ток проходит через счётчик? Разделив определённую только что мощность на номинальное напряжение сети, получим 384:127 = 3 А (или 384:220 = 1,74 А).

5. Как узнать по счётчику, не перегружена ли сеть? Зная, какое сечение имеют провода, идущие от счётчика, легко определить длительно допустимый через них ток, например 20 А. Умножив этот ток на номинальное напряжение сети, узнаем, какая ему соответствует мощность. В данном примере это 20·127 = 2540 Вт (или 20·220 = 4400 Вт). Задаёмся каким-нибудь промежутком времени, например 30 секунд, и, перемножив 2540 на 30, узнаём, что счётчик должен отсчитывать 2540·30 = 6200 Вт·с. Пусть на счётчике написано «1 кВт·ч — 5000 оборотов». Следовательно, при 1 кВт·ч = 3600000 Вт·с совершается 5000 оборотов, а при 76200 Вт·с должно совершиться 76200·5000:3600000 = 106 оборотов. Итак, если провода не перегружены, то диск счётчика за полминуты делает не более 106 оборотов.

6. Как узнать, не перегружен ли сам счётчик? Пусть на нём написано «5—15 А, 220 В, 1 кВт·ч = 1250 оборотов». Максимальному току соответствует мощность 15·220 = 3300 Вт, расход электроэнергии за 30 секунд 3300·30 = 99000 Вт·с и 99000·1250:3600000 = 36 оборотов диска. Значит, если за 30 секунд диск сделает не более 36 оборотов, то счётчик не перегружен.

7. Как узнать, исправен ли счётчик? Счётчик должен обладать определённой точностью и проверить её можно только в электротехнической лаборатории, а право проверки и пломбирования счётчиков дано не всякой лаборатории. Однако есть признаки, по которым можно оценить работу счётчика и в домашних условиях. При отключении нагрузки диск счётчика должен останавливаться, совершив не более одного оборота. Если же диск без нагрузки продолжает вращаться (под действием напряжения, поданного на зажимы параллельной цепи), значит, имеет место «самоход» — счётчик неисправен. «Самоход» легче всего обнаружить ночью, потому что ночью сеть мало нагружена, благодаря чему напряжение немного повышено. Жужжание счётчика, если оно не сопровождается «самоходом», не является признаком неисправности.

8. Сильные искажения показаний счётчика также можно обнаружить в квартире. Первым их признаком служит повышенный счёт за электроэнергию. Проверили «самоход» — «самохода» нет. Попробуем тогда поступить следующим образом. Включим лампы такой мощности, чтобы счётчик был нагружен примерно наполовину. Вычислим, сколько оборотов должен совершать диск, и, наконец, сравним фактическое число оборотов с вычисленным. Рассмотрим пример. Пусть на счётчике написано: «5 А, 127 В, 1 кВт·ч — 5000 оборотов». Значит, полная нагрузка 5·127 = 635 Вт. Для испытаний нужна примерно половина нагрузки, т. е. 300—350 Вт. Её легко получить, включив люстру из 5 ламп по 60 Вт и настольную лампу на 40 Вт. Итак, нагрузка 5·60 + 1·40 = 340 Вт. Количество энергии, расходуемое за минуту, 340·60 = 20400 Вт·с. А если 1 кВт·ч = 3600000 Вт·с, то за одну минуту диск должен совершить 5000·20400:3600000 = 28 оборотов. Допустим, что диск за 1 мин совершил 40 оборотов, т. е. больше, чем следует, в 40:28 = 1,43 раза. Значит счётчик явно завышает показания.

Энциклопедия «Жилище». — М.: Большая Российская энциклопедия . А. А. Богданов, В. И. Бородулин, Е. А. Карнаухов, В. И. Штейман . 1999 .

Какое энергопотребление используют жесткие диски при разных объемах?

Всем привет! Тема сегодняшнего поста — энергопотребление HDD. Разберем, сколько ватт потребляет жесткий диск и как узнать это, если нет данных.

Читайте так же:
Схема простого счетчика электроэнергии

Немного об устройстве винчестера

Как вы уже знаете, HDD — это один или несколько магнитных дисков, данные с которых считываются с помощью специальной головки. Она парит над поверхностью, но не касается ее.

Падение головки на намагниченную поверхность — такая же поломка, как, например, выход из строя электропривода. Технически это похоже на виниловую пластинку: данные записаны вдоль своеобразных дорожек.

Разница в том, что дорожки идут не от края к центру, как у пластинки, а от центра к краю. Для того, чтобы вращать магнитный диск, подставляя сектора с информацией под головку, используется шпиндель, который оборудован электромотором.

Именно этот мотор — основной потребитель электрической энергии в харде. Все прочие компоненты (сама считывающая головка, кеш-память, микросхемы управления и т. д.) потребляют ее существенно меньше.

Об энергопотреблении

Вопреки распространенному заблуждению, потребляемая мощность не зависит от объема накопителя. Так, HDD на 500gb, на 1 тб, на 2 TB, на 4 TB и даже на 6 тб, если они одного бренда и из одной линейки, будут потреблять одинаковое количество электрической энергии.На этот показатель также влияет скорость вращения шпинделя. У винчестеров с 5400 оборотами в минуту энергопотребление меньше, так как электромотору приходится приложить меньше усилий. Впрочем, сегодня такие накопители почти не попадаются: почти все современные харды имеют скорость вращения 7200 RPM.

Ну, и теперь сами цифры. В среднем, хард размером 3,5 дюйма потребляет в режиме записи/чтения около 5 Вт, а в холостом режиме 2-3 Вт. Больше всего энергии в компьютере расходуется на старте, во время загрузки операционной системы. Потребление может доходить до 15-20 Вт.

Повторяю, речь идет о современных оптимизированных накопителях. У старых моделей эти показатели могут быть выше.

HDD форм-фактора 2,5 дюйма, которые используются в ноутбуке, потребляют меньше энергии: магнитный диск меньшего диаметра имеет меньшую массу, поэтому для приведения его в движение следует приложить меньшее усилие.

В среднем, в режиме чтения/записи расходуется 3-4 Вт, а на холостом ходу 1-2 Вт. При загрузке ОС потребление редко превышает величину 10-15 Вт.

Как снизить

Как видите, магнитный накопитель — один из наименее энергоемких комплектующих. Закономерный вопрос: можно ли это энергопотребление еще как то снизить?

Увы, но нет. В нормальном режиме работы — при запуске программ и игр, просмотре фильмов и прослушивании музыки, процессор постоянно будет обращаться к накопителю, чтобы получить хранимые на нем данные.

Впрочем, при таком потреблении хард — не тот компонент, благодаря которому получится значительно снизить расход энергии. «Плясать» нужно немного в другом направлении — снижать энергопотребление процессором и видеокартой.

Напоминаю, что подписавшись на новостную рассылку, вы будете в числе первых получать уведомления о публикации новых материалов. До скорых встреч, друзья!

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector