Трох-фазны лічыльнік энергіі з'яўляецца ключавой прыладай у сістэмах электразабеспячэння, якая выкарыстоўваецца для вымярэння спажывання энергіі ў трох-фазных ланцугах пераменнага току. Ён шырока выкарыстоўваецца ў прамысловых, камерцыйных і буйных жылых памяшканнях, дзе патрабуецца высокая магутнасць. Яго прынцып дзеяння заснаваны на электрамагнітнай індукцыі або электроннай тэхналогіі, дакладным вымярэнні прадукту трох-фазнага напружання і току і іх інтэграцыі па часе для разліку спажыванай энергіі. У гэтым артыкуле будуць падрабязна апісаны асноўны прынцып працы, асноўныя кампаненты і механізм дзеяння трох-фазнага лічыльніка энергіі.
Асноўны прынцып працы трох-фазнага лічыльніка энергіі
Асноўнай функцыяй трох-фазнага лічыльніка энергіі з'яўляецца вымярэнне спажывання энергіі ў трох-фазным пераменным току. Асноўны прынцып заключаецца ў выяўленні трох-сігналаў напружання і току, вылічэнні іх імгненнага прадукту, а затым інтэграванні іх па часе для атрымання агульнай энергіі. Трох-фазныя сістэмы электразабеспячэння звычайна выкарыстоўваюць канфігурацыі злучэння зоркай (Y) або трохкутнікам (Δ), а лічыльнікі энергіі павінны адаптавацца да розных канфігурацый праводкі, каб забяспечыць дакладнае вымярэнне. Формула для разліку электрычнай энергіі:
Электрычная энергія (E)=напружанне (U) × ток (I) × каэфіцыент магутнасці (cosφ) × час (t)
Трох{0}}фазны лічыльнік электраэнергіі адначасова вымярае напружанне і ток трох фаз, разлічвае магутнасць кожнай фазы і ў канчатковым выніку назапашвае агульную электрычную энергію.
Асноўныя кампаненты трох-фазнага лічыльніка электраэнергіі
Трох{0}}фазны лічыльнік электраэнергіі ў асноўным складаецца з наступных ключавых кампанентаў:
1. Блок выбаркі напружання
Блок выбаркі напружання атрымлівае трох{0}}сігналы напружання з дапамогай дзельніка напружання або трансфарматараў напружання (PT) і пераўтворыць іх у сігналы нізкага{1}}напружання, якія можа апрацоўваць лічыльнік. Гэты кампанент забяспечвае дакладнае і бяспечнае вымярэнне напружання.
2. Бягучая адзінка выбаркі
Блок выбаркі току звычайна выкарыстоўвае трансфарматар току (КТ) або манганінавы шунт для пераўтварэння сігналаў моцнага току ў сігналы нізкага току для наступнай апрацоўкі. Бягучая выбарка павінна быць вельмі дакладнай, каб паменшыць памылкі вымярэння.
3. Чып вымярэння (або механічны лічыльнік)
Сучасныя трох{0}}фазныя лічыльнікі электраэнергіі звычайна выкарыстоўваюць спецыяльныя чыпы для ўліку (напрыклад, серыя ADE, ATT7022 і г.д.), якія могуць хутка вылічыць здабытак напружання і току і выканаць лічбавую інтэграцыю для вызначэння магутнасці ў рэальным{3}}часе і назапашанай энергіі. Традыцыйныя механічныя трох-фазныя лічыльнікі электраэнергіі абапіраюцца на электрамагнітную сілу для кручэння алюмініевага дыска, які вымярае энергію шляхам назапашвання абаротаў праз зубчасты механізм.
4. Мікрапрацэсар (MCU)
У разумных лічыльніках мікрапрацэсар адказвае за апрацоўку, захоўванне, сувязь і адлюстраванне даных. Ён атрымлівае даныя з чыпа вымярэння, разлічвае агульную энергію і кіруе модулямі сувязі (напрыклад, RS485, сувязі з аператарам або бесправадной сувязі).
5. Модуль дысплея і сувязі
Лічыльнікі электраэнергіі звычайна абсталяваны ВК-дысплеем, які адлюстроўвае бягучую інфармацыю, такую як магутнасць, напружанне, ток і энергія. Модуль сувязі падтрымлівае выдаленае счытванне лічыльнікаў з выкарыстаннем такіх пратаколаў, як Modbus і DL/T645, што палягчае энергетычным кампаніям кіраванне дадзенымі аб спажыванні электраэнергіі.
Праца-трохфазнага лічыльніка энергіі
1. Атрыманне сігналу
Лічыльнік энергіі спачатку збірае трох{0}}сігналы напружання і току з дапамогай трансфарматараў напругі і току і выконвае кандыцыянаванне сігналу (напрыклад, фільтрацыю і ўзмацненне).
2.Разлік магутнасці
Чып вымяральніка або мікрапрацэсар вылічвае імгненную магутнасць кожнай фазы (P=U × I × cosφ) і аб'ядноўвае магутнасці трох-фаз, каб атрымаць агульную магутнасць.
3.Назапашванне энергіі
Дзякуючы часовай інтэграцыі (г. зн. назапашванню магутнасці з цягам часу) лічыльнік энергіі разлічвае агульнае спажыванне энергіі за пэўны перыяд часу і захоўвае яго ва ўнутранай памяці.
4. Адлюстраванне даных і сувязь
Лічыльнік электраэнергіі адлюстроўвае даныя ў-рэальным часе на ВК-дысплеі і можа загружаць даныя ў сістэму кіравання праз інтэрфейс сувязі (напрыклад, RS485, інфрачырвоны або бесправадны), дазваляючы дыстанцыйнае назіранне і паказванне лічыльнікаў.
Трох{0}}тыпы лічыльнікаў энергіі
1. Механічны трох{1}}фазны лічыльнік энергіі
Выкарыстоўваючы прынцып электрамагнітнай індукцыі, электрамагнітная сіла, якая ствараецца шпулькамі напружання і току, прыводзіць у рух алюмініевы дыск. Затым механізм перадач назапашвае колькасць абаротаў, у канчатковым выніку адлюстроўваючы спажыванне энергіі.
2. Электронны трох{1}}фазны лічыльнік энергіі
Заснаваны на тэхналогіі лічбавай апрацоўкі сігналу, ён выкарыстоўвае высока{0}}дакладны АЦП (аналагава-ў-лічбавы пераўтваральнік) для выбаркі напружання і току і вылічэння энергіі з дапамогай мікрапрацэсара, прапаноўваючы больш высокую дакладнасць і інтэлектуальныя функцыі.
3. Разумны трох-фазны лічыльнік энергіі
Інтэграваны з функцыямі сувязі, дыстанцыйнага кіравання і кіравання нагрузкай, ён падтрымлівае двухнакіраванае вымярэнне (напрыклад, падключаную да сеткі фотаэлектрычную генерацыю энергіі), што робіць яго прыдатным для разумных сетак.
Рэзюмэ
Трох{0}}фазныя лічыльнікі электраэнергіі дакладна вымяраюць трох{1}}сігналы напружання і току, разлічваюць і назапашваюць спажыванне энергіі, што робіць іх важным абсталяваннем для вымярэння магутнасці і кіравання энергіяй. З тэхналагічным прагрэсам электронныя і разумныя трох-фазныя лічыльнікі энергіі паступова замяняюць традыцыйныя механічныя лічыльнікі, прапаноўваючы больш высокую дакладнасць, надзейнасць і інтэлектуальныя функцыі. Разуменне прынцыпаў працы трох-фазных лічыльнікаў энергіі можа дапамагчы аптымізаваць кіраванне энергасістэмай і павысіць энергаэфектыўнасць.
