Jenis meter tenaga dan cara ia berfungsi
Meter tenaga atau meter watt-jam ialah alat elektrik yang mengukur tenaga elektrik yang digunakan oleh pengguna. Syarikat utiliti adalah salah satu sektor kuasa yang memasang meter ini di pelbagai tempat seperti rumah, industri, organisasi, bangunan komersial, dan lain-lain untuk mengebil penggunaan elektrik beban seperti lampu, kipas, peti sejuk dan peralatan rumah yang lain.
Unit asas kuasa ialah watt, diukur dengan wattmeter. Satu kilowatt bersamaan dengan seribu watt. Jika satu kilowatt digunakan dalam satu jam, satu unit tenaga digunakan. Oleh itu, meter tenaga mengukur voltan dan arus pantas, mengira produk mereka dan memberikan kuasa serta-merta. Kuasa ini disepadukan dalam selang masa untuk memberikan tenaga yang digunakan dalam tempoh masa tersebut.
Jenis meter tenaga
Meter tenaga dibahagikan kepada dua kategori asas seperti:
Meter aruhan elektromekanikal
Meter tenaga elektronik
Dengan mengambil kira faktor berikut, meter tenaga elektrik dibahagikan kepada dua jenis:
Jenis paparan ialah meter analog atau digital.
Jenis titik pemeteran: penghantaran sekunder, grid, pengedaran tempatan dan utama.
Tamatkan aplikasi seperti penggunaan komersil, perindustrian dan domestik
Aspek teknologi seperti fasa tunggal, tiga fasa, tegangan tinggi (HT), tegangan rendah (LT) dan bahan gred ketepatan.
Sambungan bekalan boleh menjadi fasa tunggal atau tiga fasa, bergantung pada sumber kuasa yang digunakan oleh kemudahan rumah atau komersial. Khususnya, dalam artikel ini, kita akan mengkaji prinsip kerja meter tenaga induktif fasa tunggal dan prinsip kerja meter tenaga elektronik tiga fasa melalui penjelasan berikut mengenai dua meter tenaga asas.
Meter tenaga induktif fasa tunggal
Ia adalah meter tenaga elektrik purba yang terkenal dan paling biasa. Ia terdiri daripada cakera aluminium berputar yang diletakkan pada gelendong antara dua elektromagnet. Kelajuan putaran cakera adalah berkadar terus dengan kuasa, yang disepadukan melalui kereta api gear dan mekanisme pengiraan. Ia terdiri daripada dua elektromagnet berlapis keluli silikon yang disambung secara selari dan bersiri.
Magnet siri mempunyai gegelung dengan beberapa lilitan dawai tebal yang disambungkan secara bersiri dengan litar, manakala magnet selari mempunyai gegelung dengan beberapa lilitan wayar nipis yang disambungkan ke sumber kuasa.
Magnet brek ialah magnet kekal yang mengenakan daya yang menentang putaran cakera biasa, menggerakkan cakera ke kedudukan keseimbangan dan menghentikan cakera apabila kuasa dicabut.
Magnet yang disambung secara bersiri menghasilkan fluks magnet yang berkadar dengan arus yang mengalir, dan magnet yang disambung secara selari menghasilkan fluks magnet yang berkadar dengan voltan. Oleh kerana sifat induktif, kedua-dua fluks ini ketinggalan 90 darjah. Persilangan kedua-dua medan ini menghasilkan arus pusar dalam cakera menggunakan daya yang berkadar dengan hasil voltan serta-merta, arus, dan sudut fasa di antara mereka. Magnet brek diletakkan pada satu sisi cakera brek dan menjana tork brek pada cakera brek dengan menggunakan medan magnet malar yang disediakan oleh magnet kekal. Apabila brek dan tork pemanduan adalah sama, kelajuan cakera brek menjadi stabil.
Paksi, atau gelendong menegak, cakera aluminium dikaitkan dengan mekanisme gear yang mendaftarkan nombor yang berkadar dengan bilangan pusingan cakera. Mekanisme gear ini menetapkan satu siri nombor dalam dail dan menunjukkan jumlah tenaga yang digunakan dari semasa ke semasa.
Meter tenaga elektrik jenis ini mempunyai struktur yang ringkas, tetapi ketepatannya sedikit lemah kerana pengaruh medan luar seperti rayapan. Masalah utama dengan jenis meter tenaga ini ialah mereka terdedah kepada gangguan, yang memerlukan keperluan untuk sistem pemantauan tenaga. Meter meter siri dan split ini digunakan secara meluas dalam aplikasi domestik dan perindustrian.
Berbanding dengan meter tenaga aruhan elektromekanikal, meter tenaga elektronik adalah alat pengukur yang tepat, tepat dan boleh dipercayai. Apabila disambungkan kepada beban, ia menggunakan lebih sedikit kuasa dan mula mengukur serta-merta. Berikut menerangkan meter tenaga tiga fasa elektronik dan prinsip kerjanya.
Meter tenaga elektronik tiga fasa
Meter ini mampu melakukan pengukuran arus, voltan dan kuasa dalam sistem bekalan tiga fasa. Dengan menggunakan tiga fasa meter ini, voltan dan arus tinggi juga boleh diukur menggunakan penderia yang sesuai. Salah satu jenis meter tenaga tiga fasa ditunjukkan di bawah (sebagai contoh), yang memastikan pengukuran tenaga yang boleh dipercayai dan tepat berbanding dengan meter elektromekanikal.
Ia menggunakan pengukuran kuasa satu fasa IC AD7755 untuk mengumpul dan memproses voltan input dan parameter semasa. Penderia seperti pengubah voltan dan arus digunakan untuk mengurangkan kadaran voltan dan arus talian kuasa kepada tahap isyarat dan memberikannya kepada IC seperti yang ditunjukkan dalam rajah. Isyarat ini diambil sampel dan ditukar kepada isyarat digital, yang didarab antara satu sama lain untuk mendapatkan kuasa serta-merta. Output digital ini kemudiannya ditukar kepada frekuensi untuk memacu pembilang elektromekanikal. Kekerapan denyutan keluaran adalah berkadar dengan kuasa serta-merta, dan (dalam selang waktu tertentu) ia menyampaikan tenaga bilangan denyutan tertentu kepada beban.
Pengawal mikro menerima input daripada ketiga-tiga IC pengukuran kuasa untuk pengukuran kuasa tiga fasa dan bertindak sebagai pengawal sistem dengan melaksanakan semua operasi yang diperlukan seperti menyimpan dan mendapatkan semula data daripada EEPROM, mengendalikan meter menggunakan butang untuk melihat penggunaan tenaga. otak, menentukur fasa dan membersihkan bacaan; dan, ia juga memacu paparan menggunakan IC penyahkod.
Setakat ini, kami telah mempelajari tentang meter tenaga dan cara ia berfungsi. Untuk memahami konsep dengan lebih mendalam, penerangan berikut tentang meter tenaga menyediakan butiran litar lengkap dan sambungannya menggunakan mikropengawal.
Litar meter tenaga menggunakan mikropengawal:
Rajah di bawah menunjukkan litar meter elektrik yang dilaksanakan menggunakan mikropengawal Atmel AVR. Litar ini sentiasa memantau dan mendapatkan parameter voltan dan arus bekalan kuasa fasa tunggal sesalur. Mikropengawal memperoleh nilai parameter ini daripada litar penyaman isyarat, yang didorong oleh IC penguat operasi.
Litar ini mempunyai dua transformer semasa yang disambungkan secara bersiri dengan setiap talian kuasa: fasa dan neutral. Nilai semasa daripada transformer ini dihantar ke ADC masing-masing mikropengawal dan kemudian ADC menukar nilai ini kepada nilai digital dan oleh itu mikropengawal melakukan pengiraan yang diperlukan untuk mencari penggunaan tenaga. Pengawal mikro diprogramkan dengan mendarab dan menyepadukan nilai voltan dan arus daripada ADC dalam tempoh masa tertentu dan memacu mekanisme kaunter dengan sewajarnya untuk memaparkan bilangan unit (KW) yang digunakan dalam tempoh masa.
Sebagai tambahan kepada pengukuran tenaga, sistem ini juga menyediakan petunjuk kerosakan bumi sekiranya berlaku sebarang kerosakan atau arus lebih yang mungkin berlaku pada konduktor neutral atau bumi dan menghidupkan petunjuk LED dengan sewajarnya untuk pengesanan kerosakan bumi serta penggunaan setiap unit.
