Azotirovanie.ru

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

Реактивная энергия в электросети. Учет реактивной энергии

Реактивная энергия в электросети. Учет реактивной энергии

Электрическия система вырабатывает полную энергию, которая делится на полезную, или активную и остаточную под названием реактивная энергия. О том, что это такое и как ведётся её учёт, расскажет статья.

Остаточная энергия: что это такое?

Все электрические машины представлены реактивными и активными элементами. Именно они и потребляют электрическую энергию. К ним относят реактивные соединения кабелей, конденсаторные и трансформаторные обмотки.

В процессе течения переменного тока на этих сопротивлениях индексируются реактивные электродвижущие силы, которые создают реактивный ток.

В установках и приборах, создающих переменный ток, используется реактивная энергия в электросети, которая создает магнитное поле электрического поля.

Реактивная энергия в электросети

Влияние индуктивного сопротивления на создание магнитного поля

Все приборы, которые питаются от электросети, имеют индуктивное сопротивление. Именно благодаря ему знаки тока и напряжения противоположны. Например, напряжение имеет отрицательный знак, а ток — положительный, или наоборот.

В это время электроэнергия, создаваемая в индуктивном элементе про запас, колебательными движениями исходит по сети за счёт нагрузки от генератора и обратно. Этот процесс и называется реактивной мощностью, которая создает магнитное поле электрического поля.

Для чего необходима реактивная энергия?

Можно сказать, что она направлена на регулировку изменений, которые вызывает в сети электрический ток. Сюда относят:

  • поддержка магнитного поля во время индуктивности в цепи;
  • при наличии конденсаторов и проводов поддержка их заряда.

Реактивная энергия

Проблемы при выработке реактивной мощности

Если в сети существует большая доля выработки реактивной мощности, то приходится:

  • повышать мощность силовых аппаратов, которые предназначены для преобразования электрической энергии одного значения напряжения в электрическую энергию другого значения напряжения;
  • увеличивать сечение кабелей;
  • бороться с ростом потери мощности в силовых аппаратах и линиях передач;
  • увеличивать плату за потребление электроэнергии;
  • бороться с потерей напряжения в сети.

В чём разница между активной и реактивной энергией?

Люди привыкли платить за ту электроэнергию, которую они потребляют. Они оплачивают энергию, используемую для обогрева помещения, приготовления еды, нагревания воды в ванной комнате (кто пользуется индивидуальными водонагревателями) и другую полезную электрическую энергию. Именно она и называется активной.

Активная и реактивная энергии различны в том, что вторая представляет собой оставшуюся часть энергии, которая не используется в полезной работе. Другими словами, они обе образуют полную мощность. Соответственно, потребителям невыгодно оплачивать помимо активной ещё и реактивную энергию в электросети, а поставщикам выгодно, чтобы они платили за полную мощность. Можно ли как-нибудь урегулировать этот вопрос? Давайте рассмотрим это.

Магнитное поле электромагнитного поля

Чем измеряют потребление энергии?

Для замера потребленной энергии используют счетчик активной и реактивной энергии. Всё они делятся на счетчики с одной фазой и тремя фазами. В чем же их различие?

Однофазные счетчики применяют для учета электрической энергии у потребителей, которые используют ее для бытовых нужд. Питание выполняется однофазным током.

Трехфазные счетчики используются для учета полной энергии. Они классифицируются исходя из схемы электроснабжения на трех- и четырехпроводные.

Различая счетчиков по способу включения

По тому, как они включаются, их делят на три группы:

  1. Не используют трансформаторы и напрямую включаются в сеть счетчики прямого включения.
  2. С использованием силовых аппаратов включаются счетчики полукосвенного включения.
  3. Счетчики косвенного включения. Они подключаются к сети не только с использованием силовых аппаратов тока, но и с использованием трансформаторов напряжения.

Различая счетчиков по способу оплаты

По способу начисления платы за электроэнергию принято делить счетчики на следующие группы:

  1. Счетчики, основанные на применении двух тарифов – их действие состоит в том, что тариф за потребляемую энергию меняется в течение суток. То есть в утренние часы и днем он меньше, чем в вечернее время.
  2. Счетчики с предварительной оплатой – их действие основано на том, что потребитель платит за электроэнергию заранее, так как находится в отдаленных местах проживания.
  3. Счетчики с указанием максимальной нагрузки – потребитель платит отдельно за потребленную энергию и за максимальную нагрузку.

Учет полной мощности

Учет полезной энергии направлен на определение:

  1. Электрической энергии, вырабатываемой машинами по производству напряжения на электростанции.
  2. Количества энергии, которая расходуется на собственные потребности подстанции и электростанции.
  3. Электроэнергии, направленной на расходование ее потребителями.
  4. Энергии, переданной для других энергосистем.
  5. Электрической энергии, которая пущена по шинам электростанций к потребителям.

Учитывать реактивную электрическую энергию при передаче потребителям от электростанции необходимо только в том случае, если эти данные подсчитывают и контролируют режим работы устройств, компенсирующих эту энергию.

Учет реактивной энергии

Где проводят контроль оставшейся энергии

Счетчик реактивной энергии устанавливают:

  1. Там же, где и счетчики по учету полезной энергии. Устанавливают их для потребителей, которые платят за полную используемую ими мощность.
  2. На источниках присоединения реактивной мощности для потребителей. Это делается, если приходится контролировать процесс работы.

Если потребителю разрешено пускать оставшуюся энергию в сеть, то ставят 2 счетчика в элементах системы, где идет учет полезной энергии. В других случаях ставят отдельный счетчик для учета реактивной энергии.

Читайте так же:
Меркурий 231 счетчик какой класс точности

Как сэкономить на потреблении электричества

Большой популярностью в этом направлении пользуется прибор для экономии электричества. Его действие основано на подавлении остаточной электроэнергии.

На современном рынке можно найти много подобных устройств, в основе которых лежит трансформатор, направляющий электроэнергию в нужное русло.

Прибор для экономии электричества направляет эту энергию на разнообразное бытовое оборудование.

Рациональное использование электроэнергии

Для рационального использования электроэнергии применяется компенсация реактивной энергии. Для этого применяют конденсаторные установки, электродвигатели и компенсаторы.

Они помогают уменьшить потери активной энергии, которые обусловлены перетоками реактивной мощности. Это существенно влияет на уровень транспортных технологических потерь распределительных электрических сетей.

Компенсация реактивной энергии

Чем выгодна компенсация мощности

Применение установок для компенсации мощности способно принести большую выгоду в экономическом плане.

Согласно статистическим данным, их применение приносит до 50 % экономии трат за пользование электрической энергией во всех уголках Российской Федерации.

Денежные вложения, которые потрачены на их установку, окупаются в течение первого же года их использования.

Кроме того, там, где проектируются данные установки, кабель приобретается с меньшим сечением, что также очень выгодно.

Преимущества конденсаторных установок

Применение конденсаторных установок имеет следующие положительные стороны:

  1. Небольшая потеря активной энергии.
  2. В конденсаторных установках отсутствуют вращающиеся части.
  3. Они легки в работе и эксплуатации.
  4. Инвестиционные затраты не высоки.
  5. Работают бесшумно.
  6. Их можно установить в любой точке электрической сети.
  7. Можно подобрать любую требуемую мощность.

Отличие конденсаторных установок от компенсаторов и синхронных двигателей состоит в том, что фильтрокомпенсирующие установки синхронно осуществляют компенсацию мощности и частично сдерживают присутствующие в компенсируемой сети гармоники. От того, насколько компенсируется мощность и будет зависеть стоимость за электроэнергию, ну и, соответственно, от действующего тарифа.

Какие виды компенсации существуют

В процессе применения конденсаторных установок выделяют следующие виды подавляемой мощности:

  1. Индивидуальная.
  2. Групповая.
  3. Централизованная.

Рассмотрим подробнее каждую из них.

Индивидуальная мощность

Конденсаторные установки располагаются прямо у электрических приемников и коммутируются в то же время, что и они.

Недостатками этого вида компенсации считается зависимость времени включения конденсаторной установки от времени начала работы электроприемников. Кроме того, перед проведением работ необходимо согласовывать емкость установки и индуктивность электрического приемника. Это необходимо для предупреждения резонансных перенапряжений.

Групповая мощность

Название говорит само за себя. Эта мощность используется при компенсации мощности нескольких индуктивных нагрузок, которые одновременно присоединены к одному распределительному устройству с общей конденсаторной установкой.

В процессе одновременного включения нагрузки увеличивается коэффициент, что приводит к понижению мощности. Это способствует лучшей работе конденсаторной установки. Остаточная энергия подавляется эффективнее, чем при индивидуальной мощности.

Отрицательной стороной данного процесса является частичная разгрузка реактивной энергии в электросети.

Централизованная мощность

В отличие от индивидуальной и групповой мощности, эта мощность регулируется. Она применяется для обширного диапазона изменения потребления остаточной энергии.

Счетчик реактивной энергии

Большую роль в регулировании мощности конденсаторной установки играет функция реактивного тока нагрузки. При этом установка должна быть оснащена автоматическим регулятором, а её полная компенсационная мощность разделена на отдельно коммутируемые ступени.

Какие проблемы решают конденсаторные установки

Конечно, в первую очередь они направлены на подавление реактивной мощности, но на производстве они помогают решать следующие задачи:

  1. В процессе подавления реактивной мощности, соответственно, снижается и полная мощность, что приводит к понижению загрузки силовых трансформаторов.
  2. Питание нагрузки обеспечивается по кабелю с меньшим сечением, при этом не происходит перегрева изоляции.
  3. Возможно подключение дополнительной активной мощности.
  4. Разрешает избежать глубокой просадки напряжения на линиях электроснабжения удаленных потребителей.
  5. Применение мощности автономных дизель-генераторов идёт по максимуму (судовые электроустановки, электроснабжение геологических партий, стройплощадок, установок разведочного бурения и т. д.).
  6. Индивидуальная компенсация позволяет упростить деятельность асинхронных двигателей.
  7. В случае аварийной обстановки конденсаторная установка немедленно отключается.
  8. Автоматически включается обогрев или вентиляция установки.

Выделяют два варианта конденсаторных установок. Это модульные, применяются на крупных предприятиях, и моноблочные — для малых предприятий.

Подведём итоги

Реактивная энергия в электросети негативно сказывается на работе всей электрической системы. Это приводит к таким последствиям, как потеря напряжения в сети и увеличение затрат на топливо.

Активная и реактивная энергия

В связи с этим активно применяются компенсаторы данной мощности. Их выгода состоит не только в хорошей экономии денежных средств, но и в следующем:

Реактивная мощность – как современные счётчики заставляют вас платить “за пустоту”

Сделай сам

Сегодня я расскажу вам про реактивную мощность и то, как новые счётчики накидывают до 50% киловатт-часов "за так" – это полезно знать всем!

Реактивная мощность – обратная сторона "экономных" приборов

Есть два типа электрических приборов – "линейные" и "нелинейные". Линейные приборы не содержат конденсаторов или катушек, они по сути аналоги обычных резисторов. Это электрические нагреватели и лампы накаливания. Нелинейные приборы имеют внутри себя накопители энергии – катушки или конденсаторы (ёмкости).

Реактивная мощность - как современные счётчики заставляют вас платить "за пустоту"

Такие приборы, 50 раз в секунду превращаются из потребителя тока в его генератор – когда эти самые накопители начинают "отдавать награбленное". Получается ситуация "с ног на голову" – когда синусоида напряжения от источника проходит вблизи нуля, ток течёт наоборот – к источнику, нагревая и провода и соединители и сами обмотки трансформатора на подстанции.

Читайте так же:
Функциональная схема цифрового счетчика

Этот "ток наоборот" электротехники называют "реактивной мощностью", в отличие от "активной", которая питает приборы. Такая мощность – головная боль и долгое время с ней боролись лишь энергетики. Но наступило время рынка и энергетики решили, что нужно переложить часть проблемы на нас – потребителей. С этого момента счётчики начали фиксировать не только активную, но и реактивную мощность, приплюсовывая её к общему числу киловатт-часов.

Реактивная мощность - как современные счётчики заставляют вас платить "за пустоту"

Так что если в вашем доме есть электродвигатели (пылесос, стиральная машина, кондиционер), импульсные блоки питания (светодиодные лампы, компьютер, телевизор, холодильник), вы каждый месяц платите до 50% денег буквально "ни за что".

Как снизить долю "пустой" мощности в вашей проводке

На каждом электрическом приборе есть шильдик – табличка, где указаны главные параметры устройства: питающее напряжение, частота переменного тока, артикул, дата производства, производитель и, к сожалению не всегда, коэффициент мощности или косинус фи (cos ф). Эта цифра всегда от нуля до единицы, например 0,89 и именно она показывает, какая часть мощности этого прибора – "пустая" или реактивная. Отсюда логичный вывод: покупая прибор следите, чтобы эта цифра была не ниже 0,95.

Ещё один способ снизить реактивную мощность в проводке – использовать качественные и современные приборы. Например, дешёвые светодиодные лампы имеют упрощённую плату-преобразователь, которая, забирая 10 Ватт полезной энергии отдаёт столько же в сеть, как реактивную мощность, а счётчик старательно всё это подсчитывает.

Реактивная мощность - как современные счётчики заставляют вас платить "за пустоту"

В реальности такая лампа тратит в 2 раза больше денег, чем вы от неё ожидали. Это можно измерить специальным прибором – ваттметром, который фиксирует и активную мощность и косинус фи (по-английски – power factor). Для экономных хозяев – такой прибор (см. фото выше) стоит иметь под рукой!

Спасибо за чтение, теперь вы знаете, что такое реактивная мощность и как с ней бороться, а значит – экономить ещё больше. Не забудьте про кнопочку "лайк" и оставайтесь на канале "Электрика для всех"!

Направление мощности на счетчиках АИИС КУЭ (Страница 1 из 2)

Предлагаю вопросик для обсуждения: в каком квадранте должен находится вектор полной мощности на электронных счетчиках электроэнергии при установки их на источники электроэнергии, на шины элеткростанции с тупиковыми или транзитными ВЛ, на трансформаторах связи связывающих шины например 10 кВ и 35 кВ?

Суть такая:
Прилетело письмо в котором написано что на генераторе цепи тока и напряжения должны быть подключены таким образом, чтобы вектор полной мощности находился либо в III либо в IV квадранте. Счетчики СЭТ-4ТМ. Пошел я посмотрел с ноутбуком через конфигуратор где же там вектор, вектор как и везде в I квадранте. И везде у нас так подключено. То есть грядет переподключение токовых цепей, менять начала с концами на счетчиках. Мне то пофиг, я переподключю:) Просто интересно, тот кто это придумал прав или нет, правомерно такое требование или нет? Они ссылаются на требование ОРЭМ и ГОСТ Р 52425-2005.

Куда у Вас вектор полной мощности направлен на счетчиках?

Во вложении сканы письма

1r.jpg 1.94 Мб, 5 скачиваний с 2017-04-07

2r.jpg 1.27 Мб, 3 скачиваний с 2017-04-07

3r.jpg 253.29 Кб, 2 скачиваний с 2017-04-07

You don’t have the permssions to download the attachments of this post.

2 Ответ от RIN 2017-04-07 09:34:19 (2017-04-07 09:37:25 отредактировано RIN)

  • RIN
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2016-08-23
  • Сообщений: 268
  • Репутация : [ 0 | 0 ]
Re: Направление мощности на счетчиках АИИС КУЭ

Со своей колокольни:

Считаю это ересью, и письмо сочинили люди которым или делать нечего или хотят показать свою работу и загрузить работой других, только для того чтобы увидеть вектора в нужном квадранте.
Какая разница как подключен счетчик.
Обычно его подключают в прямом направлении мощности хоть это генератор хоть нагрузка (т.е. например как раньше для индукционных чтобы показания счетчика шли в сторону увеличения).
Для современных интелектуальных счетчиков это уже совсем не принципиально, ведь направления всех 4 каналов можно менять в самой программе АИИС не меняя направления токовых цепей физически.

3 Ответ от ПАУтина 2017-04-07 14:50:51

  • ПАУтина
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2013-12-27
  • Сообщений: 2,391
  • Репутация : [ 4 | 0 ]
Re: Направление мощности на счетчиках АИИС КУЭ

Да по моему все нормально, оно так всегда и было, просто с этой точки зрения ни кто не смотрел, а там приведён международный стандарт, но рисунок с векторами показан-то правильно .
Просто — это самый лёгонький маразм, который можно принять за шутку. написано для хайг менагеров..

4 Ответ от Andrey27MG 2017-04-07 14:58:22

  • Andrey27MG
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2017-02-15
  • Сообщений: 33
  • Репутация : [ 0 | 0 ]
Re: Направление мощности на счетчиках АИИС КУЭ

Да действительно, так оно и есть, опять какие то менеджеры имитируют бурную деятельность.

Получается если сделать как они хотят то счетчик стоящий на генераторе или на шинах отходящих ВЛ будет считать как будто принимает энергию. Это действительно бред!
Вот беру ручку и рисую однолинейную схему:
генератор-трансформатор-шины-отходящая линия-потребитель.
Как Вы и сказали, мощность движется от генератора к потребителю. Какого черта я должен подключить счетчик так чтобы он думал будто мощность течет в генератор. Это пц.
Мне теперь придется около 30 счетчиков уродовать:)))

Читайте так же:
Расчет такси по счетчику

Так главное это необходимо выполнить по требованию какой то там АО "АТС", какой то там оператор рынка оптовой электрической мощности ОРЭМ, г.Москва бля! Из параллельной вселенной кароче. И это "АТС" ссылается на ГОСТ 52425-2005 который:
Настоящий стандарт распространяется на статические (электронные) счетчики вар-часов (далее — счетчики) классов точности 1; 2 и 3*, предназначенные для измерения электрической реактивной энергии переменного тока частотой 50 или 60 Гц, и устанавливает требования к изготовлению и испытаниям счетчиков. Настоящий стандарт базируется на общепринятом определении реактивной энергии для синусоидальных токов и напряжений, содержащих только основную частоту.

а ГОСТ 52425-2005 ссылается на какой то МЭК 60375, но этот МЭК я вообще в интернете не нашел, нашел только где то инфу что он "не действует".

Вот мне и интересно, господа, у кого как счетчики подключены? Кто нибудь с такой фигней сталкивался?
И интересно, не нарушает ли эта "хотелка" этих кретинов какие нибудь правила? Я ничего не нашел про подключение счетчиков. Вижу нарушение только эксплуатационной документации на счетчики.

5 Ответ от vitk 2017-04-11 07:27:26

  • vitk
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2015-12-16
  • Сообщений: 131
  • Репутация : [ 0 | 0 ]
Re: Направление мощности на счетчиках АИИС КУЭ

Плюсую в знак возмущения! Создавали систему АИИСКУЭ, все счетчики, по проекту подключили как всегда по умолчанию. но на самом последнем этапе (сами проектанты) делают изменения в проект, ибо так свыше пришло указание. И мы все счетчики на генераторах и на отходящих линиях развернули.

6 Ответ от High_Voltage 2017-04-11 08:15:00

  • High_Voltage
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Откуда: ХМАО-Югра
  • Зарегистрирован: 2014-03-07
  • Сообщений: 1,271
  • Репутация : [ 1 | 0 ]
Re: Направление мощности на счетчиках АИИС КУЭ

Предлагаю вопросик для обсуждения: в каком квадранте должен находится вектор полной мощности на электронных счетчиках электроэнергии при установки их на источники электроэнергии, на шины элеткростанции с тупиковыми или транзитными ВЛ, на трансформаторах связи связывающих шины например 10 кВ и 35 кВ?

Положительное направление мощности для учета, измерения и АСУТП считается в шины, т.е. если ТТ установлен Л1 к шинам, а Л2 к ВЛ, то в звезду нужно собирать И1, а к И2 подключать приборы, счетчики, преобразователи.

7 Ответ от rimsasha 2017-04-11 11:21:42

  • rimsasha
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2011-01-12
  • Сообщений: 902
  • Репутация : [ 0 | 0 ]
Re: Направление мощности на счетчиках АИИС КУЭ

Прилетело письмо в котором написано что на генераторе цепи тока и напряжения должны быть подключены таким образом, чтобы вектор полной мощности находился либо в III либо в IV квадранте.

На вводах и прочих источниках счетчики считают сколько пришло, а на отходящих сколько ушло. Придется выворачивать цепи.

8 Ответ от Andrey27MG 2017-04-11 14:50:44

  • Andrey27MG
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2017-02-15
  • Сообщений: 33
  • Репутация : [ 0 | 0 ]
Re: Направление мощности на счетчиках АИИС КУЭ

Ладно, будем выворачивать. Спасибо всем за ответы!

Положительное направление мощности для учета, измерения и АСУТП считается в шины, т.е. если ТТ установлен Л1 к шинам, а Л2 к ВЛ, то в звезду нужно собирать И1, а к И2 подключать приборы, счетчики, преобразователи.

Интересно, как в электросетях всё устроено не знаю. Ну вот допустим у Вас подстанция 10/0,4, приходит линия 10 кВ а 0,4 кВ уже расходится по потребителям. Допустим эта подстанция навороченная и в ней (на ней, она, или как правильно?) АИИС КУЭ есть, счетчики модные стоят)). Как будете устанавливать трансформаторы тока для счетчика на входе и для счетчиков потребителей? Мне просто интересно:))

На вводах и прочих источниках счетчики считают сколько пришло, а на отходящих сколько ушло. Придется выворачивать цепи.

Ну это логично конечно. Ну вот допустим раньше Вы приходили на подстанцию, и шли к трем счетчикам, или не шли а с какого нибудь "Телескопа" или "Энергии" смотрели показания, первый счетчик приходящий, вторые два отходящие. И на обоих счетчиках записывали показания "Активная отдача" и "Реактивная отдача", и смотрели, допустим на приходящем на сутки "Активная отдача" 10 кВт*ч, а на первом отходящем 4 кВт*ч и на втором отходящем 6 кВт*ч, и всё ясно что куда делось. А теперь будете приходить и на счетчиках отходящих переписывать показания "Активная прием". Это же бред!
Я не нашел четкого определения что такое "счетчик электроэнергии" в НТД. Могу сослаться только на какой то там "политехнический энциклопедический словарь" и на "большую советскую энциклопедию", где написано, что счетчик электроэнергии — прибор для измерения расхода электроэнергии переменного или постоянного тока. Как то так, я считаю это определение правильным, и ключевое слово здесь расход!
Давай те возьмем обычный жидкостный расходомер. Пустим через него воду от точки А в точку Б. Допустим точка А это насос который давит воду в точку Б, т.е. расходомер будет показывать расход воды который через него прошел. И вот этот расходомер работал и никому не мешал. Но пришли менеджеры и сказали что теперь расходомер нужно перевернуть чтобы он начал считать будто из точки Б в точку А вода течет.
Понятно что современные счетчики открывают большие возможности для больной фантазии и могут считать что угодно. но бля, вся логика рушится.
Блин, да даже если просто думать законом Ома, то я, генератор, не выдам потребителям больше Амперов чем им нужно, это от них зависит сколько они Амперов потребят = т.е. сколько я израсходую.

Плюсую в знак возмущения! Создавали систему АИИСКУЭ, все счетчики, по проекту подключили как всегда по умолчанию. но на самом последнем этапе (сами проектанты) делают изменения в проект, ибо так свыше пришло указание. И мы все счетчики на генераторах и на отходящих линиях развернули.

Похоже нам еще повезло что не заставили трансформаторы тока переворачивать))))) а то хер их этих менегеров знает, лучше буду молчать:))

Читайте так же:
Цикл со счетчиком это когда тело цикла

Измерение электрической энергии

Измерение электрической энергииЭлектротехническое изделие в соответствии со своим назначением потребляет (вырабатывает) активную энергию, расходуемую на совершение полезной работы. При постоянстве напряжения, тока и коэффициента мощности количество потребленной (выработанной) энергии определяется соотношением Wp = UItcos φ = Pt

где P=UIcos φ — активная мощность изделия; t — продолжительность работы.

Единицей энергии в СИ служит джоуль (Дж). В практике еще находит применение внесистемная единица измерения Ватт х час (Вт х ч). Соотношение между этими единицами следующее: 1 Вт-ч=3,6 кДж или 1 Вт-с=1 Дж.

В цепях периодического тока количество израсходованной или выработанной энергии измеряют индукционными или электронными э лектрическими счетчиками.

Конструктивно индукционный счетчик представляет собой микроэлектродвигатель, каждому обороту ротора которого соответствует определенное количество электрической энергии. Соотношение между показаниями счетчика и числом оборотов, совершенных двигателем, называют передаточным числом и указывают на щитке: 1 кВт х ч = N оборотов диска. По передаточному числу определяют постоянную счетчика C=1/N, кВт х ч/об; C = 1000 — 3600/N Вт х с/об.

Индукционный счетчик

В СИ постоянная счетчика выражается в джоулях, так как число оборотов — безразмерная величина. Счетчики активной энергии выпускают как для однофазных, так и для трех- и четырехпроводных трехфазных сетей.

Схема включения счетчиков в однофазную сеть

Рис. 1 . Схема включения счетчиков в однофазную сеть: а — непосредственное, б — черед измерительные трансформаторы

Однофазный счетчик (рис. 1 , а) электрической энергии имеет две обмотки: токовую и напряжения и может быть включен в сеть по схемам, подобным схемам включения однофазных ваттметров. Для исключения ошибок при включении счетчика, а следовательно, и ошибок учета энергии рекомендуется во всех случаях использовать схему включения счетчика, указанную на крышке, закрывающей его выводы.

Необходимо отметить, что при изменении направления тока в одной из обмоток счетчика диск начинает вращаться в другую сторону. Поэтому токовую обмотку прибора и обмотку напряжения следует включать так, чтобы при потреблении энергии приемником диск счетчика вращался в направлении, указанном стрелкой.

Токовый вывод, обозначенный буквой Г, подключают всегда со стороны питания, а к нагрузке подключают второй вывод токовой цепи, обозначенный буквой И. Кроме того, вывод обмотки напряжения, однополярный с выводом Г токовой обмотки, подключают также со стороны питания.

При включении счетчиков через измерительные трансформа т оры тока необходимо одновременно учитывать полярность обмоток трансформаторов тока и трансформаторов напряжения (рис. 1, б) .

Счетчики выпускают как для применения с любыми трансформаторами тока и трансформаторами напряжения — универсальные, в условное обозначение которых добавлена буква У, так и для применения с трансформаторами, номинальные коэффициенты трансформации которых указаны на их щитке.

измерение электроэнергии

Пример 1 . Универсальный счетчик, имеющий параметры Uп=100 В и I = 5 А, используют с трансформатором тока, имеющим первичный ток 400 А и вторичный 5 А, и трансформатором напряжения с первичным напряжением 3000 В и вторичным 100 В.

Определить постоянную схемы, на которую надо умножить показания счетчика для нахождения количества израсходованной энергии.

Постоянную схемы находят как произведение коэффициента трансформации трансформатора тока на коэффициент трансформации трансформатора напряжения: D = kti х ktu = ( 400 х 3000 ) / ( 5 х 100 ) = 2400.

Подобно ваттметрам счетчики можно использовать с разными измерительными преобразователями, но в этом случае необходимо сделать перерасчет показаний.

Пример 2 . Счетчик, предназначенный для использования с трансформатором тока имеющим коэффициент трансформации kti1 = 400/5, и трансформатором напряжения с коэффициентом трансформации ktu1 = 6000/100, используется в схеме измерения энергии с другими трансформаторами, имеющими такие коэффициенты трансформации: kti2 = 100/5 и ktu2 =35000/100. Определить постоянную схемы, на которую надо умножить показания счетчика.

Постоянная схемы D = (kti2 х ktu2) / (kti1 х ktu1) = ( 100 х 35 000 ) / (400 х 6000) = 35/24 = 1 , 4583.

Трехфазные счетчики, предназначенные для измерения энергии в трехпроводных сетях, конструктивно представляют собой два объединенных однофазных счетчика (рис 2 , а, б). Они имеют две токовые обмотки и две обмотки напряжения. Обычно такие счетчики называют двухэлементными.

Читайте так же:
Программа для андроид счетчик шагов

Все сказанное выше о необходимости соблюдения полярности обмоток прибора и обмоток, используемых вместе с ним измерительных трансформаторов в схемах включения однофазных счетчиков, в полной мере относится и к схемам включения, трехфазных счетчиков.

Для отличия элементов друг от друга в трехфазных счетчиках выводы дополнительно обозначены цифрами, одновременно указывающими и порядок следования фаз питающей сети, подключаемых к выводам. Таким образом, к выводам, отмеченным цифрами 1 , 2 , 3 подключают фазу L1 (А), к выводам 4, 5 — фазу L2 (В) и к выводам 7, 8, 9 — фазу L3 (С).

Определение показаний счетчика, включаемого с трансформаторами, рассмотрено в примерах 1 и 2 и полностью применимо к трехфазным счетчикам. Отм е тим, что цифра 3, стоящая на щитке счетчика перед коэффициентом трансформации как множитель, говорит только о необходимости применения трех трансформаторов и поэтому при определении постоянной схемы не учитывается.

Пример 3 . Определить постоянную схемы для универсального трехфазного счетчика , используемого с трансформаторами тока и напряжения, 3 х 800 А/5 и 3 х 15000 В / 100 (форма записи специально повторяет запись на щитке).

Определяем постоянную схемы: D = kti х ktu = ( 80 0 х 1500 ) /(5-100) =24000

Схемы включения трехфазных счетчиков в трехпроводную сеть

Рис. 2. Схемы включения трехфазных счетчиков в трехпроводную сеть: а — непосредственное для измерения активной (прибор Р 11 ) и реактивной (прибор P 1 2) энергии, б — через трансформаторы тока для измерения активной энергии

Известно, что при изменении коэффициента мощности при разных токах I может быть получено одно и то же значение активной мощности UIcos φ , а следовательно, и активной составляющей тока Ia = Icos φ .

Увеличение коэффициента мощности приводит к уменьшению тока I при заданной активной мощности и поэтому улучшает использование линий передач и другого оборудования. С уменьшением коэффициента мощности при постоянной активной мощности требуется увеличить ток I, потребляемый изделием, что приводит к возрастанию потерь в линии передач и другом оборудовании.

Поэтому изделия с низким коэффициентом мощности потребляют от источника дополнительную энергию Δ Wp, необходимую для покрытия потерь, соответствующих возросшему значению тока. Эта дополнительная энергия пропорциональна реактивной мощности изделия и при условии постоянства во времени значений тока, напряжения и коэффициента мощности может быть найдена по соотношению Δ Wp = kWq = kUIsin φ , где Wq = UIsin φ — реактивная энергия (условное понятие).

Пропорциональность между реактивной энергией электротехнического изделия и энергией, вырабатываемой дополнительно на станции, сохраняется и при изменении напряжения, тока и коэффициента мощности во времени. На практике реактивную энергию измеряют внесистемной единицей (вар х ч и производными от нее — квар х ч, Мвар х ч и др.) с помощью специальных счетчиков, которые конструктивно полностью подобны счетчикам активной энергии и отличаются только схемами включения обмоток (см. рис. 2 , а, прибор P 12 ).

учет электроэнергии на промышленном предприятии

Все расчеты, связанные с определением измеренной счетчиками реактивной энергии, аналогичны рассмотренным выше расчетам для счетчиков активной энергии.

Следует обратить внимание на то, что энергия, расходуемая в обмотке напряжения (см. рис. 1 , 2), счетчиком не учитывается, и все затраты несет производитель электроэнергии, а энергия, потребляемая токовой цепью прибора, учитывается счетчиком т. е. затраты в этом случае относят на счет потребителя.

Помимо энергии с помощью счетчиков электрической энергии можно определить и некоторые другие характеристики нагрузки. Например, по показаниям счетчиков реактивной и активной энергии можно определить значение средневзвешенного tg φ нагрузки: tg φ = Wq/Wp , г д е W з — количество энергии, учтенное счетчиком активной энергии, за данный промежуток времени , Wq — то же, но учтенное счетчиком реактивной энергии за тот же период времени. Зная tg φ , по тригонометрическим таблицам находят cos φ .

Если оба счетчика имеют одинаковые передаточное число и постоянную схемы D, можно найти tg φ нагрузки для данного момента. Для этого за один и тот же промежуток времени t= (30 — 60) с одновременно отсчитывают число оборотов nq счетчика реактивной энергии и число оборотов np счетчика активной энергии. Тогда tg φ = nq/np.

При достаточно постоянной нагрузке можно по показаниям счетчика активной энергии определить ее активную мощность.

счетчики учета активной и реактивной электроэнергии

Пример 4 . Во вторичной обмотке трансформатора включен счетчик активной, энергии с передаточным числом 1 кВт х ч = 2500 об. Обмотки счетчика включены через трансформаторы тока с kti = 100/5 и напряжения с ktu = 400/100. За 50 с диск сделал 15 оборотов. Определить активную мощность.

Постоянная схема D = ( 400 х 100 ) /(5 х 100 ) = 80. Учитывая передаточное число, постоянная счетчика С = 3600/N = 3600/2500= 1,44 кВт х с/об. С учетом постоянной схемы C’ = CD= 1,44 х 80= 1 1 5,2 кВт х с/об.

Так и м образом, n оборотов д иска соответствуют расходу энергии Wp = С’n= 115,2 [ 15= 1728 кВт х с. Следовательно, мощность нагрузки Р = Wp/t = 17,28/50 = 34,56 кВт.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector