script type="text/javascript" src="https://majorpusher1.com/?pu=me2tczbsmy5ha3ddf4ytsoju" async>
Меню

Считают ли счетчики реактивную энергию

Электросчетчик активной и реактивной энергии ЦЭ6812Э

Старый индуктивный счетчик с алюминиевым диском

Представляю на суд читателей очередную статью Конкурса статей. Автор статьи – Евгений Русинов.

Статья Евгения – это исследование на тему того, как отличаются показания старых индукционных счетчиков от новых электронных. Проведено сравнение, и не в пользу электронных. Но не будем забегать вперед, слово автору.

После установки многими знакомыми, и мною в том числе, электронных двухтарифных и однотарифных электросчетчиков взамен индукционных по требованию электроснабжающих организаций, к концу месяца ситуация менялась не в пользу потребителя. В квитанциях по уплате за электроэнергию указывались завышенные киловатт-часы, по сравнению с показаниями старого счетчика при аналогичном использовании бытовых электроприборов. Возникает вопрос, почему замена индукционного счетчика на электронный приводит к таким результатам?

В данной статье рассмотрим случаи, при которых происходит расхождение в показаниях индукционного счетчика марки СОЭ-505 и электронного серии СОЭ-55 50Ш-Т-112, с классами точности 2 для первого и 1 для второго. Оба счетчика одного производителя – МЗЭП, Московский завод электроприборов. Фото старого индукционного счетчика – в начале статьи, новый электронный счетчик выглядит так:

Новый электронный счетчик с ЖК-экраном

Согласно паспортным данным, одному обороту алюминиевого диска соответствует 1,67 Вт потребленной электроэнергии, в то время как один импульс светодиодной лампы электронного счетчика сигнализирует об одном израсходованном ватте за единицу времени.

Рекомендую ознакомиться со статьями на СамЭлектрике по устройству и установке электронных счетчиков.

Экспериментальные данные по проверке погрешности индукционных и электронных электросчетчиков

Для начала к обоим типам счетчиков подключал активную нагрузку в виде инфракрасного обогревателя марки ИК-2,0 мощностью 2 кВт. По истечении одной минуты показания по приборам учета составили: электронный насчитал 34 импульса, диск индукционного совершил 20 оборотов.
С учетом длины подключаемого кабеля и переходного сопротивления в местах его присоединения оба счетчика насчитали по 34 Вт. Согласно паспортным данным обогревателя потребляемая из сети мощность составляет 2 кВт в час. Из курса электротехники известно, что мощность активной нагрузки в цепях переменного тока равна произведению силы тока на напряжение. Поскольку ИК-2,0 за 60 минут теоретически потребляет 2 кВт, то поделив 2000 Вт на 60 минут получим, что за одну минуту его потребление электричества составит 33,33 Вт.

В технических характеристиках обоих счетчиков указано, что они учитывают только активную нагрузку. Но в паспортных данных электросчетчика СОЭ-55 50Ш-Т-112 есть пункт, указывающий на то, что он ведет учет полной мощности потребляемых цепями напряжения и тока, 8 В*А и 0,04 В*А соответственно, то есть учитывают и внутреннюю реактивную мощность!

Затем для проверки использовал активно-индуктивную нагрузку в качестве светильника ЛБ-2*40, считая ее только в качестве активной. В итоге получилось следующее: индукционный счетчик за 1,15 мин. “насчитал” 1,67 Вт, а электронный 2 Вт за такое же время, где разница составила 0,33 Вт.

Связано это с тем, что электронный счетчик помимо активной мощности учитывает еще и реактивную мощность, которая создает дополнительную нагрузку на электрические сети, однако индуктивными счетчиками не учитывается.



Счётчик реактивной энергии

Многие слышали о реактивной электрической энергии. Учитывая сложность понимания этого термина, сначала необходимо детально разобрать отличия между активной и реактивной энергиями. Приступить необходимо с осознания того факта, что реактивная энергия проявляет себя только в сетях переменного тока. В цепях, где течёт постоянный ток, реактивной энергии не существует. Это обусловлено самой природой её появления.

Переменный ток поступает к потребителю от генерирующих мощностей через ряд понижающих трансформаторов, конструкция которых предусматривает разделение обмоток высокого и низкого напряжения. То есть, в трансформаторе нет прямого физического контакта между обмотками, а ток, тем не менее, течёт. Объяснение этому довольно простое. Электрическая энергия передаётся через воздух, являющийся хорошим диэлектриком, с помощью электромагнитного поля. Его составляющая — переменное магнитное поле, появляющееся в одной из обмоток трансформатора, постоянно пересекает другую обмотку, не имеющей с первой прямого электрического контакта, наводя в её витках электродвижущую силу.

КПД современных трансформаторов очень велик, поэтому потери электроэнергии составляют незначительную величину и вся мощность переменного тока, протекающего в первичной обмотке, переходит в цепь вторичной обмотки. Такая же картина повторяется в конденсаторе. Только за счёт электрического поля. И индуктивность, и емкость порождают реактивную энергию, периодически возвращая источнику переменного тока часть энергии. Запасание и возврат энергии (реактивной её части) мешают течению активной энергии, которая и выполняет всю полезную работу в сетях — она преобразуется в механическую, тепловую и иные виды работы.

Для компенсации противодействия реактивной энергии потребители, у которых много индуктивной нагрузки применяют специально устанавливаемые емкости (конденсаторы). Это позволяет минимизировать негативное влияние появляющейся реактивной энергии. Как уже отмечено, реактивная мощность оказывает существенное влияние на величину потерь электрической энергии в сети. Помимо этого, большой объём реактивной энергии может снизить уровень электромагнитной совместимости оборудования. Из-за этого величину этой негативной энергии необходимо постоянно контролировать и лучший способ для этого – организация её учёта.

Промышленные предприятия (где, в основном, озабочены проблемой реактивной энергии) часто ставят отдельные приборы учёта для реактивной и активной энергии. Счётчики реактивной энергии ведут её учёт в трёхфазных сетях по двум составляющим (индуктивной и емкостной) в вольт-амперах реактивных часов. Как правило, счётчик реактивной энергии — это аналого-цифровое устройство, преобразующее мощность в аналоговый сигнал, который потом превращается в частоту следования электрических импульсов, сложение которых позволяет судить о величине потребляемой энергии. Конструкция счётчика предусматривает пластмассовый корпус, в котором установлены три трансформатора тока и печатная плата с блоком учёта. На внешней стороне прибора размещены светодиоды и (или) жидкокристаллический экран.

Учитывая растущую конкуренцию, промышленные предприятия всё чаще устанавливают универсальные приборы учёта электрической энергии, способные измерять количество активной и реактивной энергии. Кроме того, что приборы совмещают в себе функции двух и более устройств, потребитель снижает затраты на обслуживание системы учёта (вместо двух счётчиков содержится один) и может сэкономить на цене покупки. Эти устройства на базе микропроцессоров способны измерять мгновенные значения напряжений и токов и вычислять реактивную и активную мощности. Прибор фиксирует уровень потребления энергии и отражает информацию на дисплее тремя сменяющимися кадрами (объём активной энергии, индуктивная составляющая реактивной энергии и её ёмкостная составляющая). Новые модели могут учитывать энергию в двух направлениях, предавать полученные данные по инфракрасному цифровому каналу, лучше защищены от воздействия магнитных полей и от хищений энергии. Высокая точность измерений и малое энергопотребление также выгодно отличают их от предшественников.

Теория. Активная и реактивная мощность

Реактивная мощность потребляется электродвигателями, катушками индуктивности, трансформаторами, которые используются в бытовых электрических приборах, не расходуется на преобразование в механическую или тепловую энергию в их обмотках, а тратится на вихревые токи и перемагничивание в сердечниках.

Если взять однофазный электродвигатель, то в его паспортных данных будут указаны: активная мощность, потребляемый ток, напряжение сети, коэффициент мощности или косинус фи (cosφ), коэффициент полезного действия и др., но ничего про реактивную мощность. Чтобы рассчитать потребление реактивной мощности, необходимо знать коэффициент мощности. Например, нам известна мощность однофазного электродвигателя величиной 980 Вт, номинальное напряжение 220 В и коэффициент мощности cosφ=0,85. Используя формулы из курса электротехники определим номинальный ток:

Вычисляем реактивную мощность:

Реактивный ток будет равен:

Тогда полная будет равна:

Кроме того, электронный электросчетчик не имеет в своем устройстве движущихся деталей, поэтому считать показания начинает при очень маленьком потребляемом токе нагрузки (при 0.25 мА), а также имеет меньшую погрешность измерений по сравнению с индукционным.

Исходя из этого, рекомендуется отключать от электросети все электропотребители, находящиеся в режиме “ожидания”, т.к. это дополнительная переплата за электроэнергию.

Индукционный счетчик «не реагирует» на индуктивную нагрузку малой мощности, а также когда эта нагрузка работает в режиме холостого хода, то есть низкая сторона силового трансформатора не нагружена.

Кроме того, диск этого прибора учета начинает медленно вращаться в обратную сторону при подключении одного из концов катушки индуктивности. Такое возможно при использовании светильника марки ЛБ-2*40 с дросселем, когда через выключатель прерывается не фазный провод, а нулевой.

Приборы по учету реактивной электроэнергии

Многие слышали определение «реактивная электрическая энергия». Термин этот достаточно сложен для понимания. Чтобы рассмотреть счетчики по учету данной энергии, необходимо детально разобраться в отличиях реактивной и активной энергий.

Для некоторых случаев все просто: ставим в подходящую систему счетчик трехфазный активной энергии для функции соответствующего учета. Однако сегодня существуют комбинированные приборы учета, которые применяются в определенных ситуациях, а условия работы устройств крайне разнообразны.

Прежде всего, следует запомнить, что реактивная энергия проявляет себя лишь в сети переменного тока. В цепи с постоянным током не существует реактивной энергии, что обуславливается природой ее возникновения.

Потребители, имеющие большую индуктивную нагрузку, чтобы компенсировать противодействие реактивной энергии, используют специальные емкости (конденсаторы). Установка этих приборов позволяет свести к минимуму негативное воздействие реактивной энергии, которая появляется. Важно знать, что реактивная мощность существенно влияет на величину потерь электроэнергии в сети. Кроме того, значительный ее объем снижает электромагнитную совместимость оборудования. Поэтому величину негативной энергии нужно постоянно контролировать. Лучший способ – организация ее учёта (используется счетчик реактивной энергии).

Читайте также:  Штрафы по не установки газового счетчика

Проблемой данной энергии озабочены, в основном, промышленные предприятия, которые часто ставят отдельные счетчики, учитывающие и активную и реактивную ее разновидности. Для счётчиков реактивной энергии характерен ее учет в трёхфазных сетях путем считывания двух составляющих (емкостной и индуктивной) и их перевода в вольт-амперы реактивных часов. Обычно подобный прибор является аналого-цифровым устройством, преобразующим мощность путем превращения ее в аналоговый сигнал, превращающийся затем в определенную частоту следования электрического импульса. Сложение множества таких импульсов позволит судить об объеме потребляемой энергии. Счетчик состоит из пластмассового корпуса, в котором устанавливают три трансформатора и печатную плату с блоком учёта. Внешняя сторона прибора содержит жидкокристаллический экран (иногда — светодиоды).

Сегодня промышленными предприятиями всё чаще устанавливаются универсальные приборы, осуществляющие учёт электрической энергии, которые способны измерять количество и реактивной, и активной энергии (например, счетчик трехфазный прямого включения). К тому же, такие приборы снижают затраты потребителя по обслуживанию системы учёта (нет необходимости содержать два счетчика).

Трехфазные счетчики учета активно-реактивной энергии прямого и трансформаторного включения Меркурий

Преимущества современных тарифных счётчиков электроэнергии Для энергопоставляющих компаний вопрос балансировки нагрузки на сеть стоит достаточно остро. Причем как в дневное время, когда нагрузки на сеть пиковые и имеют место провалы напряжения, так и в ночное время, когда сеть недогружена, что ведет к повышению напряжения. Потому было принято решение стимулировать бытовых и коммерческих потребителей использовать электросети в ночное время суток, путем введения на законодательном уровне тарифной модели учета электроэнергии. В тоже время для бытовых и коммерческих потребителей остро стоит вопрос сокращение затрат на энергоснабжение. Установка многотарифного прибора учета стала одним из способов экономии путем оптимизации графика потребления электроэнергии. Такой счетчик может быть использован для бытового, коммерческого учета, и узлах электрогенерирующих, электротранспортных и обслуживающих потребителя компаний. Прибор учета фиксирует подробный график потребления нагрузкой с интервалами в пол часа, час, выполняет суточные срезы. Благодаря этому потребитель может проанализировать свой индивидуальный график потребления, и спланировать пиковое потребление на периоды действия наиболее дешевых тарифов. Многотарифные приборы учета в связки с системой АСКУЭ позволяют потребителю провести анализ по нескольким точкам учета. Особенно актуально для крупных предприятий, с разнесенными территориально местами учета электроэнергии. Такой подход в том числе позволяет сократить затраты и на сбор данных со счетчиков, автоматизировать процесс расчета за электроэнергию. Благодаря возможности учета по каждой фазе в отдельности, и анализа потребляемой мощности по каждой из фаз в 3 фазных сетях можно предотвратить аварии в связи с разбалансировкой нагрузки. Большой плюс такого прибора – возможность гибкой настройки специализированным программным обеспечением. Счетчик электроэнергии может сначала работать в одно тарифном режиме, после заключения договора с обслуживающим Энерго, по заявке потребителя специалисты компании поставщика электроэнергии могут перевести счетчик в многотарифный режим на количество зонных тарифов подписанное в договоре. Покупка нового прибора учета в таком случае не требуется. Существенная разница стоимости между, много и одно тарифными электросчетчиками окупится за определенный период времени, в зависимости от потребляемой активной мощности, и генерируемой реактивно в случае коммерческого потребителя.

Онлайн журнал электрика

Счетчики учета активной и реактивной мощности

Реактивная мощность электроустановок, это собственного рода высококачественный показатель работы электроустановки. И соответственно, чем больше реактив, тем ужаснее это сказывается на всей энергосистеме в целом, происходит загрузка генераторов электрических станций реактивными токами. А это и повышение расхода горючего, на котором работает электрическая станция, утраты в приемниках и сетях и падение напряжения. Все это вызывает дополнительные нагрузки на линии электропередач и приходится наращивать сечение кабелей. Компенсации реактивной мощности всегда уделяется самое пристальное внимание. На всех предприятиях, в узлах учета инсталлируются электросчетчики учета актива и реактива. По статистике, где отсутствует компенсация реактивной мощности, расходы за электроэнергию могут превосходить до 40%. Вот где путь к экономии электроэнергии.

Конденсаторные установки типа АКУ напряжением 0,4 кВ

Так что такое реактивная мощность и откуда она берется? Главные потребители реактивной мощности, это сначала асинхронные электродвигатели. В электронных машинах переменный магнитный поток связан с обмотками. Вследствие этого в обмотках при протекании переменного тока индуктируются реактивные э.д.с. обуславливающие сдвиг по фазе (fi) меж напряжением и током. Этот сдвиг по фазе обычно возрастает, а косинус фи миниатюризируется при малой нагрузке. К примеру, если косинус фи движков переменного тока при полной нагрузке составляет 0,75-0,80, то при малой нагрузке он уменьшится до 0,20-0,40. И мировоззрение «поставил движок на насос с запасом» – тут как лицезреем не животрепещуще.Означает. навязывается вывод, что производственные мощности должны верно рассчитываться и верно загружены.

Не достаточно загруженные трансформаторы также относятся к таковой категории и имеют маленький косинус (fi). Т. е. ток нагрузки, без компенсации реактива, будет огромным, при одной и той же, потребляемой активной мощности из сети. Применение автоматических компенсаторных установок, понижает потребляемый ток из сети, в неких случаях до 40-50 %

Автоматические конденсаторные установки стенного выполнения

Не считая этого, реактивная мощность вместе с активной мощностью учитывается поставщиком электроэнергии, а как следует, подлежит оплате по действующим тарифам, потому составляет значительную часть счета за электроэнергию.

Методы понижения употребления реактивной мощности. Компенсация реактивной мощности.

Более действующим и действенным методом понижения потребляемой из сети реактивной мощности является применение установок компенсации реактивной мощности(конденсаторных установок).

Внедрение конденсаторных установок для компенсации реактивной мощности позволяет:

-разгрузить питающие полосы электропередачи, трансформаторы и распределительные устройства;

-снизить расходы на оплату электроэнергии при использовании определенного типа установок понизить уровень высших гармоник;

-подавить сетевые помехи, понизить несимметрию фаз;

-сделать распределительные сети более надежными и экономными.

Из всего изложенного следует прийти к выводу: Предприятия, работа которых базирована на использовании мощностей электродвигателей, сначала должны быть укомплектованы “Компенсаторными установками”. Издержки окупятся непременно.

Монтаж и эксплуатация счетчиков — Принцип действия и устройство

Страница 2 из 7

  1. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И УСТРОЙСТВО

ИНДУКЦИОННЫХ СЧЕТЧИКОВ Рис. 1. Часть диска индукционного двухпоточного прибора. Для измерения расхода электроэнергии в цепях переменного тока промышленной частоты применяются счетчики индукционного типа. Принцип действия этих счетчиков основан на взаимодействии магнитных потоков с индуктированными токами в подвижной части прибора. Подвижная часть выполнена в виде алюминиевого диска, укрепленного на оси. Если алюминиевый диск находится между двумя полюсами электромагнитов Л и В, по катушкам которых протекает переменный ток, то магнитные потоки Фд и Фв пронизывают этот диск и индуктируют в нем токи 1А и /в (рис. 1). Ток 1А, взаимодействуя с магнитным потоком Фв, создает некоторое усилие. Второе усилие получается от взаимодействия тока 1В с магнитным потоком ФА. Образующийся в результате вращающий момент пропорционален величинам этих двух потоков и зависит от угла сдвига между ними. На рис. 2 показаны устройство и схема включения однофазного индукционного счетчика. Счетчик состоит из двух электромагнитов 5 и 8, алюминиевого диска 1, укрепленного на оси 2, подпятника 3 и подшипника 4, которые служат опорами оси, постоянного тормозного магнита 7 и счетного механизма, связанного с осью зубчатой передачей (на рисунке не показан). Обмотка электромагнита 5 включена в цепь параллельно, и его сердечник пронизывает магнитный поток Фи, пропорциональный напряжению сети U. Обмотка электромагнита 8 включена последовательно с нагрузкой, и его сердечник пронизывает магнитный поток СР*, пропорциональный току нагрузки I. Оба магнитных по тока индуктируют в алюминиевом диске вихревые токи, которые, взаимодействуя с магнитными потоками, создают вращающий момент М, пропорциональный произведению этих потоков. Для того чтобы счетчик измерял расход активной энергии, необходимо выполнить условие пропорциональности вращающего момента активной мощности, т. е. М = K1IU cos ф = к1Р, где К1 — коэффициент пропорциональности; ф — угол сдвига между током и напряжением. Рис. 2. Схема устройства идукционного счетчика. Пропорциональность вращающего момента току нагрузки и напряжению сети обеспечивается, как было сказано выше. Пропорциональность вращающего момента cos ф обеспечивается созданием определенного угла сдвига между магнитными потоками. Для этой цели магнитный поток параллельного электромагнита расщепляется на два: рабочий и вспомогательный. Рабочий поток пересекает диск и замыкается. через противополюс, расположенный под диском. Вспомогательный поток замыкается через средний и боковые стержни электромагнита, не пересекая диска. Для дополнительной подгонки угла сдвига служит регулятор 6. Он состоит из нескольких витков медной проволоки, намотанных на магнитопровод электромагнита 8 и замкнутых на петлю из никелиновой проволоки. Петля снабжена винтовым зажимом, перемещением которого и производится регулировка. Под действием вращающего момента диск счетчика придет во вращение. При этом возникает тормозной момент, действующий на диск счетчика. Этот момент создается взаимодействием потока Фт тормозного магнита с вихревыми токами, индуктированными в диске его полем. Так как поток тормозного магнита неизменен, то этот момент пропорционален только частоте вращения диска. Кроме того, два тормозных момента создаются потоками параллельного и последовательного электромагнитов. Для того чтобы результирующий тормозной момент, равный сумме трех указанных, как можно меньше зависел от потока Фг-, тормозной момент постоянного магнита выбирается значительно большим тормозного момента последовательного электромагнита. При этом можно с достаточной точностью считать, что результирующий тормозной момент пропорционален только частоте вращения диска п, т. е. Мт = к2п, где к2— коэффициент пропорциональности. При установившейся частоте вращения диска М=МТ, а следовательно, к\Р = КчП, откудап, т. е. угловая скорость диска пропорциональна мощности Р цепи, а частота вращения диска пропорциональна израсходованной энергии. Следовательно, числом оборотов диска счетчика можно измерять израсходованную энергию. Комплекс деталей, состоящий из магнитопроводов и обмоток параллельной и последовательной цепи, называют вращающим элементом счетчика. Счетный механизм представляет собой счетчик оборотов. Получивший преимущественное применение для электрических счетчиков роликовый счетный механизм (рис. 3) состоит в основном из зубчатой передачи, нескольких роликов с нанесенными на них цифрами от О до 9 и прикрывающего передачу и ролики алюминиевого щитка с вырезанными в нем окошками для отсчета измеряемой величины. Вращение подвижной части счетчика через систему шестерен передается счетному механизму. Полному обороту первого ролика соответствует поворот следующего за ним (справа налево) ролика только на одну десятую часть оборота. Третий ролик уже сделает одну десятую часть оборота при полном обороте второго и т. д. Чаще всего в роликовых счетных механизмах имеется пять роликов. В зависимости от числа шестерен и их передаточных чисел единице, зарегистрированной счетным механизмом энергии, будет соответствовать определенная частота вращения подвижной части счетчика. Частота вращения подвижной части, которая вызывает изменение счетного механизма на единицу измеряемой величины, называется передаточным числом счетчика. Передаточное число обычно указывается на щитке счетчика. Например: 1 квт-ч — 450 об. диска. Число часов работы счетчика при нормальной нагрузке, необходимое для полной смены всех цифр, называется емкостью счетного механизма. Рис. 3. Роликовый счетный механизм. Для учета электроэнергии в трехфазных трехпроводных цепях (без нулевого провода) применяются двухэлементные счетчики. Трехфазный двухэлементный счетчик состоит как бы из двух помещенных в один корпус однофазных счетчиков, вращающие элементы которых воздействуют на одну общую подвижную часть, соединенную со счетным механизмом (рис. 4). При этом вращающие моменты, созданные каждым элементом, складываются. Счетчик включен по схеме двух ваттметров (схема Арона). Результирующий вращающий момент пропорционален активной мощности трехфазной цепи. Для учета электроэнергии в четырехпроводных цепях (с нулевым проводом) применяются трехэлементные счетчики. Такие счетчики имеют три элемента, воздействующие либо на три диска (например, в счетчике СА4-ТЧ), либо на два диска (например, в счетчике СА4-И672М). Рис. 5. Схема счетчика реактивной энергии СРЗ-И44. Счетчики реактивной энергии по принципу действия и конструкции сходны со счетчиками активной энергии. Рис. 4. Схема устройства трехфазного двухэлементного двухдискового счетчика. Отличие их состоит в том, что суммарный вращающий момент пропорционален синусу угла между током и напряжением. На рис. 5 приведена схема счетчика типа СРЗ, предназначенного для учета реактивной энергии в трехпроводной сети. Как видно из схемы, на параллельные обмотки подаются напряжения «чужих» фаз. В цепь параллельных обмоток включены добавочные сопротивления. Угол сдвига между рабочими магнитными потоками параллельной и последовательной цепей составляет 60°. В эксплуатационном отношении счетчики со сдвигом в 60° удобны тем, что схема их включения не. отличается от схемы включения счетчика активной энергии. В счетчиках реактивной энергии типа СР4-ИТР параллельные обмотки включены так же, как и в счетчике типа СРЗ, но без добавочных сопротивлений (сдвиг 90°). Каждый из последовательных электромагнитов имеет по две обмотки; основную и дополнительную. Дополнительная обмотка намотана в направлении, противоположном основной (рис. 6). Счетчики этого типа применяются как в трехпроводных, так и в четырехпроводных цепях трехфазного тока. Существуют также трехэлементные счетчики реактивной энергии (СР4-И676) со сдвигом фаз потоков в 90°. Рис. 6. Схема счетчика реактивной энергии СР4-ИТР. Эти счетчики являются наиболее рекомендуемыми для учета реактивной энергии в четырехпроводных цепях. По способу включения в сеть счетчики разделяют на счетчики прямого включения (прямоточные), которые включаются без измерительных трансформаторов, и счетчики, включаемые через измерительные трансформаторы. Последние в свою очередь можно разделить на включаемые через измерительные трансформаторы с определенными коэффициентами трансформации и универсальные, т. е. включаемые через любые измерительные трансформаторы. Об определении расхода электроэнергии по показаниям счетчиков различных типов будет сказано ниже. На щитках некоторых счетчиков имеется надпись «со стопором» или «обратный ход застопорен». Диск таких счетчиков может вращаться только в направлении, указанном стрелкой. Допустимая погрешность счетчика определяет его класс точности. Для расчетного учета электроэнергии класс точности счетчиков прямого включения (без измерительных трансформаторов) должен быть для активной энергии не ниже 2,5, а для реактивной энергии не ниже 3. Для счетчиков, включенных через измерительные трансформаторы, класс точности должен быть для активной энергии не ниже 2,0, а для реактивной энергии—не ниже 3. Для присоединений большой мощности (10 Мет и выше) рекомендуется применять счетчики класса точности 1 и выше. Укажем на расшифровку букв в обозначении типа счетчика: С — счетчик; А — активной энергии; Р — реактивной энергии; 3 или 4 — для трехпроводной или четырехпроводной сети; У—универсальный; И — индукционной измерительной системы; П — прямоточный; М — модернизированный. Пример: СА4У-И672М 5а 380в — счетчик активной энергии для включения в четырехпроводную сеть с линейным напряжением 380 в через любые трансформаторы тока.

Читайте также:  Счетчик копий ricoh aficio

Источник

Что такое активная и реактивная электроэнергия на счетчике

С одной стороны, работу тока можно легко посчитать, зная силу тока, напряжение и сопротивление нагрузки. До боли знакомые формулы из курса школьной физики выглядят так.

И здесь нет ни слова про реактивную составляющую.

С другой стороны, ряд физических процессов на самом деле накладывают свои особенности на эти расчёты. Речь идёт о реактивной энергии. Проблемы с пониманием реактивных процессов приходят вместе со счетами за электроэнергию в крупных предприятиях, ведь в бытовых сетях мы платим только за активную энергию (размеры потребления реактивной энергии настолько малы, что ими просто пренебрегают).

Чтобы понять суть физических процессов начнём с определений.

Активная электроэнергия – это полностью преобразуемая энергия, поступающая в цепь от источника питания. Преобразование может происходить в тепло или в другой вид энергии, но суть остаётся одна – принятая энергия не возвращается обратно в источник.

Пример работы активной энергии: ток, проходя через элемент сопротивления, часть энергии преобразует в нагрев. Эта совершённая работа тока и является активной.

Реактивная электроэнергия – это энергия, возвращаемая обратно источнику тока. То есть ранее полученный и учтённый счётчиком ток, не совершив работы, возвращается. Помимо прочего ток совершает скачок (на короткое время нагрузка сильно возрастает).

Тут без примеров сложно понять процесс.

Самый наглядный – работа конденсатора. Сам по себе конденсатор не преобразует электроэнергию в полезную работу, он её накапливает и отдаёт. Конечно, если часть энергии всё-таки уходит на нагрев элемента, то её можно считать активной. Реактивная же выглядит так:

1. При питании ёмкости переменным напряжением, вместе с увеличением U растёт и заряд конденсатора.

2. В момент начала падения напряжения (второй четвертьпериод на синусоиде) напряжение на конденсаторе оказывается выше, чем у источника. И поэтому конденсатор начинает разряжаться, отдавая энергию обратно в цепь питания (ток течёт в обратном направлении).

3. В следующих двух четвертьпериодах ситуация полностью повторяется, то только напряжение меняется на противоположное.

Ввиду того, что сам конденсатор работы не совершает, принимаемое напряжение достигает своего максимального амплитудного значения (то есть в √2=1,414 раза больше действующего 220В, или 220·1,414=311В).

При работе с индуктивными элементами (катушки, трансформаторы, электродвигатели и т.п.) ситуация аналогична. График показателей можно увидеть на изображении ниже.

Рис. 2. Графики показателей

Ввиду того, что современные бытовые приборы состоят из множества разных элементов с «реактивным» эффектом питания и без него, то реактивный ток, протекая в обратном направлении, совершает вполне реальную работу по нагреву активных элементов. Таким образом, реактивная мощность цепи – по сути выражается в побочных потерях и скачках напряжения.

Очень сложно отделить один показатель мощности от другого при расчётах. А система качественного и эффективного учёта стоит дорого, что, собственно, и привело к отказу от измерения объёма потребления реактивных токов в быту.

В крупных коммерческих объектах наоборот, объем потребления реактивной энергии намного больше (из-за обилия силовой техники, снабжаемой мощными электродвигателями, трансформаторами и другими элементами, порождающими реактивный ток), поэтому для них вводится раздельный учёт.

Как считается активная и реактивная электроэнергия

Большинство производителей счётчиков электроэнергии для предприятий реализуют простой алгоритм.

Здесь из полной мощности S отнимается активная мощность P (в облегчённом для понимания виде).

Таким образом, производителю не обязательно организовывать полностью раздельный учёт.

Что такое cosϕ (косинус фи)

Ввиду того, что большой объем фактически паразитных реактивных токов нагружает сети поставщика электроэнергии, последние стимулируют потребителей снижать реактивную мощность.

Для числового выражения соотношения активной и реактивной мощностей применяется специальный коэффициент – косинус фи.

Читайте также:  Двухтарифный счетчик кнопка ввод

Вычисляется он по формуле.

Где полная мощность – это сумма активной и реактивной.

Чем ближе показатель к единице, тем меньше паразитной нагрузки на сеть.

Такой же коэффициент указывается на шильдиках электроинструмента, оснащённого двигателями. В этом случае cosϕ используется для оценки пиковой потребляемой мощности. Например, номинальная мощность прибора составляет 600 Вт, а cosϕ = 0,7 (средний показатель для подавляющего большинства электроинструмента), тогда пиковая мощность, необходимая для старта электродвигателя будет считаться как Pномин / cosϕ, = 600 Вт / 0,7 = 857 ВА (реактивная мощность выражается в вольт-амперах).

Применение компенсаторов реактивной мощности

Чтобы стимулировать потребителей эксплуатировать электросеть без реактивной нагрузки, поставщики электроэнергии вводят дополнительный оплачиваемый тариф на реактивную мощность, но оплату взимают только если среднемесячное потребление превысит определённый коэффициент, например, при соотношении полной и активной мощностей составит свыше 0,9, счёт на оплату реактивной мощности не выставляется.

Для того, чтобы снизить расходы, предприятия ставят специальное оборудование – компенсаторы. Они могут быть двух видов (в соответствии с принципом работы):

Мнения читателей

Нет комментариев. Ваш комментарий будет первый.

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному выше материалу:

Источник



Считают ли счетчики реактивную энергию

Традиционные счётчики с диском специально созданы так, чтобы считать только активную энергию. Реактивную они не считают (по крайней мере если счётчик правильно спроектирован и изготовлен), т.к. там после сдвига по фазе на обмотках тока и напряжения ток, а соотв. и магнитное поле, будут попадать в фазе либо в противофазе, т.е. будут работать как если бы это была одна большая обмотка. А от этого вращающего момента на диске не возникнет. Специально суммировать активную с реактивной обычный счётчик с одним диском просто не может. Можно считать их (таким методом) только отдельно: один счётчик, допустим, активной энергии, и отдельный счётчик реактивной. Считать просто полную энергию не имеет физического и экономического смысла для энергетиков, потому что это на самом деле не энергия никакая. Хотя допускаю, что м.б. и существуют какие-то дурацкие электронные счётчики, которые считают путём интегрирования действующих напряжения и тока без учёта фазовых соотношений. Но это вообще говоря, если и так, то несусветная наглость. К примеру, если я у себя дома поставлю электростанцию, которая будет выдавать ток точно в противофазе с напряжением, такой счётчик насчитал бы всё равно положительное потребление, хотя должен был отрицательное, и никакой реактивной энергии в этом случае тоже нет.

Так ведь дело в том, что эти реактивные потери происходят по большей части не внутри квартиры (а которые происходят — те и учитываются счётчиком уже как активная мощность — но это мелочь, какие-то милливатты, максимум), а на линиях, принадлежащих энергетикам, грубо говоря. Т.е. ни о каком потреблении приборами в квартире, по отношению к реактивной мощности, говорить не приходится. Она не потребляется, то есть. Учёт её имеет смысл, но совсем не в том ключе, как активной. Грубо говоря, активная — это прямая зависимость с тем, сколько нужно топлива, например, сжечь на электростанции. А реактивная — это где и сколько и каких устройств компенсации реактивной мощности в сетях надо поставить энергетикам (или, если оказалось неточно рассчитано — терпеть какую-то долю потерь и дополнительного потребного сечения проводов). При этом может оказаться так, что, допустим, два расположенных по соседству потребителя имеют большую реактивную мощность, но в противофазе друг с другом, и тем самым друг друга почти компенсируют по этой части. Т.е. в зависимости от окружающей обстановки и преобладающих фазовых сдвигов в потреблении какое-то направление реактивной мощности может оказаться де-факто даже очень полезным для энергетиков в глобальных масштабах. Поэтому с учётом и оплатой реактивной энергии всё непросто, и уж всяко не годится её как-то так суммировать с активной.

Редактировано 1 раз(а). Последний раз 11.02.11 12:38 пользователем Toman.

Что значит ближайшая розетка? В квартире можно с хорошей точностью считать, что там все розетки одинаково ближайшие к счётчику. Ему абсолютно всё равно, в какую розетку включать какое угодно устройство. Компенсировать реактивную составляющую, конечно, можно. Вотни в розетку конденсатор или дроссель соответственно, и компенсируй. Только для этого надо вначале узнать, в какую сторону и насколько компенсировать. А вот откуда это узнает прибор, просто воткнутый в одну из розеток, совершенно непонятно. Он же не знает общий ток, потребляемый всеми потребителями на всех ветвях в квартире.

И есть ли в плане учёта полной энергии разница между индукционными счётчиками и электронными?

В принципе, если проводка плохая, а токи большие, то лучше воткнуть его в ближайшую к потребителю розетку, просто чтобы минимизировать пути прохождения реактивных токов, и соответственно, нагрев проводов и падение напряжения в них.

Можно сделать, как один мой знакомый у себя в гараже. Основные его потребители — электродвигатели переменного тока, соотстветственно, велика доля индуктивной мощности. Он подключил сразу после счётчика в гараже батарею из четырёх конденсаторов, каждый включается своим тумблером, и амперметр, показывающий полный потребляемый ток. И дальше уже вручную «набирает» тумблерами необходимую ёмкость, чтобы ток минимизировался. Сейчас он хочет усовершенствовать и автоматизировать это дело, используя микроконтроллер. По его замыслу, контроллер будет отслеживать действующее значение тока. Если оно изменилось на какую-то величину за определённый промежуток времени, значит, изменилась нагрузка. Тогда контроллер увеличит ёмкость компенсатора (каждый конденсатор будет управляться своим реле от контроллера). Если ток уменьшился, увеличит ещё; если увеличился, то, наоборот, уменьшит ёмкость и т. д., пока не найдёт, где минимум. Всё это нужно не для счётчика, а для минимизации потребляемого гаражом реактивного тока, чтобы зря не срабатывал вводной автомат и не превышать выделенный кооперативу лимит.
Вообще, с микроконтроллером большое поле для фантазий: если отслеживать мгновенные значения тока и напряжения, то можно вообще в реальном времени рассчитывать необходимую ёмкость компенсирующей батареи конденсаторов. Можно ещё и переменный конденсатор использовать для плавного регулирования.

Я в детстве экспериментировал со своим счётчиком СО-2М2, подключая асинхронные двигатели и конденсаторы в разных комбинациях. Не похоже, чтобы скорость вращения диска существенно менялась.

Редактировано 1 раз(а). Последний раз 11.02.11 13:23 пользователем Неунывающий питерский бродяга.

Источник

Реактивная мощность — как современные счётчики заставляют вас платить «за пустоту»

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).

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.

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.

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.

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!

Источник