Teres-1t.ru

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

Счетчики активной и реактивной электрической энергии

Счетчики активной и реактивной электрической энергии

В таблице 2 представлены метрологические характеристики для счетчиков серии TE73.

Наименование
характеристик
Счетчик типа ТЕ73 S-1-0Счетчик типа ТЕ73 S-1-3Счетчик типа ТЕ73 S-2-3Счетчик типа ТЕ73 S-0-1
Номинальное ток, 1ном, А55101
Максимальный ток, Imax, А10101006
Номинальное напряжение,(3×57,7/100) В(3×230/400) В(3×230/400) В(3×57,7/100) В
^ном±20%±20%±20%±20%
Частота сети50 Гц ±2%50 Гц ±2%50 Hz ±2%50 Гц ±2%
Класс точности (ГОСТАктивнаяАктивнаяАктивнаяАктивная
31819.21)энергия 0,5Sэнергия 0,5Sэнергия 1энергия 0,2S
реактивнаяреактивнаяреактивнаяреактивная
энергия 1энергия 1энергия 1энергия 0,5S
Порог чувствительности:0,00011ном0,00041ном0,00041ном0,00011ном
Диапазон рабочего напряжения70%-120%70%-120%70%-120%70%-120%
Мощность потребляемая целями напряжения. не более2,0 Вт 10 ВА2,0 Вт 10 ВА2,0 Вт 10 ВА2,0 Вт 10 ВА
Мощность потребляемая каждой целью тока не более, Вт A0,080,080,080,08
ОсновнойОптическийОптическийОптическийОптический
коммуникационный

потребляемая целями напряжения. не более

потребляемая каждой целью тока не более, ВтА

Оптически й портОптический

285 x175x x89,5290x175x

Активная и реактивная мощность

В понятиях активная и реактивная мощность сталкиваются противоречивые интересы потребителей электрической энергии и ее поставщиков. Потребителю выгодно платить только за потребленную им полезную электроэнергию, поставщику выгодно получать оплату за сумму активной и реактивной электроэнергии. Можно ли совместить эти кажущиеся противоречивыми требования? Да, если свести количество реактивной электроэнергии к нулю.

Активная мощность

Существуют потребители электроэнергии, у которых полная и активная мощности совпадают. Это потребители, у которых нагрузка представлена активными сопротивлениями (резисторами). Среди бытовых электроприборов примерами подобной нагрузки являются лампы накаливания, электроплиты, жарочные шкафы и духовки, обогреватели, утюги, паяльники и пр.

Указанная у этих приборов в паспорте, одновременно является активная и реактивная мощность . Это тот случай, когда мощность нагрузки можно определить по известной из школьного курса физики формуле, перемножив ток нагрузки на напряжение в сети. Ток измеряется в амперах (А), напряжение в вольтах (В), мощность в ваттах (Вт). Конфорка электрической плиты в сети с напряжением 220 В при токе в 4,5 А потребляет мощность 4,5 х 220 = 990 (Вт).

Реактивная мощность

Иногда, проходя по улице, можно увидеть, что стекла балконов покрыты изнутри блестящей тонкой пленкой. Эта пленка изъята из бракованных электрических конденсаторов, устанавливаемых с определенными целями на питающих мощных потребителей электрической энергии распределительных подстанциях. Конденсатор – типичный потребитель реактивной мощности. В отличие от потребителей активной мощности, где главным элементом конструкции является некий проводящий электричество материал (вольфрамовый проводник в лампах накаливания, нихромовая спираль в электроплитке и т.п.). В конденсаторе главный элемент – не проводящий электрический ток диэлектрик (тонкая полимерная пленка или пропитанная маслом бумага).

Реактивная емкостная мощность

Красивые блестящие пленки, что вы видели на балконе – это обкладки конденсатора из токопроводящего тонкого материала. Конденсатор замечателен тем, что он может накапливать электрическую энергию, а затем отдавать ее – своеобразный такой аккумулятор. Если включить конденсатор в сеть постоянного тока, он зарядится кратковременным импульсом тока, а затем ток через него протекать не будет. Вернуть конденсатор в исходное состояние можно, отключив его от источника напряжения и подключив к его обкладкам нагрузку. Некоторое время через нагрузку будет течь электрический ток, и идеальный конденсатор отдает в нагрузку ровно столько электрической энергии, сколько он получил при зарядке. Подключенная к выводам конденсатора лампочка может на короткое время вспыхнуть, электрический резистор нагреется, а неосторожного человека может «тряхнуть» или даже убить при достаточном напряжении на выводах и запасенном количестве электричества.

Aktivnaia i reaktivnaia moshchnost kompensator

Интересная картина получается при подключении конденсатора к источнику переменного электрического напряжения. Поскольку у источника переменного напряжения постоянно меняются полярность и мгновенное значение напряжения (в домашней электросети по закону, близкому к синусоидальному). Конденсатор будет непрерывно заряжаться и разряжаться, через него будет непрерывно протекать переменный ток. Но этот ток не будет совпадать по фазе с напряжением источника переменного напряжения, а будет опережать его на 90°, т.е. на четверть периода.

Это приведет к тому, что суммарно половину периода переменного напряжения конденсатор потребляет энергию из сети, а половину периода отдает, при этом суммарная потребляемая активная электрическая мощность равна нулю. Но, поскольку через конденсатор течет значительный ток, который может быть измерен амперметром, принято говорить, что конденсатор – потребитель реактивной электрической мощности.

Вычисляется реактивная мощность как произведение тока на напряжение, но единица измерения уже не ватт, а вольт-ампер реактивный (ВАр). Так, через подключенный к сети 220 В частотой 50 Гц электрический конденсатор емкостью 4 мкФ течет ток порядка 0,3 А. Это означает, что конденсатор потребляет 0,3 х 220 = 66 (ВАр) реактивной мощности – сравнимо с мощностью средней лампы накаливания, но конденсатор, в отличие от лампы, при этом не светится и не нагревается.

Реактивная индуктивная мощность

Если в конденсаторе ток опережает напряжение, то существуют ли потребители, где ток отстает от напряжения? Да, и такие потребители, в отличие от емкостных потребителей, называются индуктивными, оставаясь при этом потребителями реактивной энергии. Типичная индуктивная электрическая нагрузка – катушка с определенным количеством витков хорошо проводящего провода, намотанного на замкнутый сердечник из специального магнитного материала.

На практике хорошим приближением чисто индуктивной нагрузки является работающий без нагрузки трансформатор (или стабилизатор напряжения с автотрансформатором). Хорошо сконструированный трансформатор на холостом ходу потребляет очень мало активной мощности, потребляя мощность в основном реактивную.

Реальные потребители электрической энергии и полная электрическая мощность

Из рассмотрения особенностей емкостной и индуктивной нагрузки возникает интересный вопрос – что произойдет, если емкостную и индуктивную нагрузку включить одновременно и параллельно. Ввиду их противоположной реакции на приложенное напряжение, эти две реакции начнут компенсировать друг друга. Суммарная нагрузка окажется только емкостной или индуктивной, и в некотором идеальном случае удастся добиться полной компенсации. Выглядеть это будет парадоксально – подключенные амперметры зафиксируют значительные (и равные!) токи через конденсатор и катушку индуктивности, и полное отсутствие тока в объединяющих их общей цепи. Описанная картина несколько нарушается лишь тем, что не существует идеальных конденсаторов и катушек индуктивности, но подобная идеализация помогает понять суть происходящих процессов.

Вернемся к реальным потребителям электрической энергии. В быту мы пользуемся в основном потребителями чисто активной мощности (примеры приведены выше), и смешанной активно-индуктивной. Это электродрели, перфораторы, электродвигатели холодильников, стиральных машин и прочей бытовой техники. Также к ним относятся электрические трансформаторы источников питания бытовой радиоэлектронной аппаратуры и стабилизаторов напряжения. В случае подобной смешанной нагрузки, помимо активной (полезной) мощности, нагрузка потребляет еще и реактивную мощность, в итоге полная мощность отказывается больше активной мощности. Полная мощность измеряется в вольт-амперах (ВА), и всегда представляет собой произведение тока в нагрузке на напряжение на нагрузке.

Таинственный «косинус фи»

Aktivnaia i reaktivnaia moshchnost priborОтношение активной мощности к полной называется в электротехнике «косинусом фи». Обозначается cos φ. Это отношение называется также и коэффициентом мощности. Нетрудно видеть, что для случая чисто активной нагрузки, где полная мощность совпадает с активной, cos φ = 1. Для случаев чисто емкостной или индуктивной нагрузок, где нулю равна активная мощность, cos φ = 0.

В случае смешанной нагрузки значение коэффициента мощности заключается в пределах от 0 до 1. Для бытовой техники обычно в диапазоне 0,5-0,9. В среднем можно считать его равным 0,7, более точное значение указывается в паспорте электроприбора.

За что платим?

И, наконец, самый интересный вопрос – за какой вид энергии платит потребитель. Исходя из того, что реактивная составляющая суммарной энергии не приносит потребителю никакой пользы, при этом долю периода реактивная энергия потребляется, а долю отдается, платить за реактивную мощность незачем. Но бес, как известно, кроется в деталях. Поскольку смешанная нагрузка увеличивает ток в сети, возникают проблемы на электростанциях, где электроэнергия вырабатывается синхронными генераторами, а именно: индуктивная нагрузка «развозбуждает» генератор, и приведение его в прежнее состояние обходится в затраты уже реальной активной мощности на его «довозбуждение».

Таким образом, заставить потребителя платить за потребляемую реактивную индуктивную мощность вполне справедливо. Это побуждает потребителя компенсировать реактивную составляющую своей нагрузки, а, поскольку эта составляющая в основном индуктивная, компенсация заключается в подключении конденсаторов наперед рассчитанной емкости.

Потребитель находит возможность платить меньше

Если потребителем оплачивается отдельно потребляемая активная и реактивная мощность. Он готов идти на дополнительные затраты и устанавливать на своем предприятии батареи конденсаторов, включаемые строго по графику в зависимости от средней статистики потребления электроэнергии по часам суток.

Существует также возможность установки на предприятии специальных устройств (компенсаторов реактивной мощности), подключающих конденсаторы автоматически в зависимости от величины и характера потребляемой в данный момент мощности. Эти компенсаторы позволяют поднять значение коэффициента мощности с 0,6 до 0,97, т.е. практически до единицы.

Принято также, что если соотношение потребленной реактивной энергии и общей не превышает 0,15, то корпоративный потребитель от оплаты за реактивную энергию освобождается.

Что же касается индивидуальных потребителей, то, ввиду сравнительно невысокой потребляемой ими мощности, разделять счета на оплату потребляемой электроэнергии на активную и реактивную не принято. Бытовые однофазные счетчики электрической энергии учитывают лишь активную мощность электрической нагрузки, за нее и выставляется счет на оплату. Т.е. в настоящее время даже не существует технической возможности выставить индивидуальному потребителю счет за потребленную реактивную мощность.

Особых стимулов компенсировать индуктивную составляющую нагрузки у потребителя нет, да это и сложно осуществить технически. Постоянно подключенные конденсаторы при отключении индуктивной нагрузки будут бесполезно нагружать подводящую электропроводку. За электросчетчиком (перед счетчиком тоже, но за то потребитель не платит), что вызовет потребление активной мощности с соответствующим увеличением счета на оплату, а автоматические компенсаторы дороги и вряд ли оправдают затраты на их приобретение.

Другое дело, что производитель иногда устанавливает компенсационные конденсаторы на входе потребителей с индуктивной составляющей нагрузки. Эти конденсаторы, при правильном их подборе, несколько снизят потери энергии в подводящих проводах, при этом несколько повысив напряжение на подключенном электроприборе за счет уменьшения падения напряжения на подводящих проводах.

Но, что самое главное, компенсация реактивной энергии у каждого потребителя, от квартиры до огромного предприятия, снизит токи во всех линиях электропитания, от электростанции до квартирного щитка. За счет реактивной составляющей полного тока, что уменьшит потери энергии в линиях и повысит коэффициент полезного действия электросистем.

Тарификация в зависимости от потребляемой реактивной энергии (квар∙ч)

Большинство поставщиков выдвигают условие поддержания среднего коэффициента мощности cosφ в течение месяца или расчётного периода выше 0,9. Если потребление реактивной энергии становится больше 50% потребления активной энергии, то дополнительная реактивная энергия будет тарифицироваться. Как говорилось выше, реактивная энергия будет измеряться отдельным счётчиком квар·ч. Обычно дополнительная реактивная энергия (квар·ч) оценивается в диапазоне от 10 до 15% стоимости активной энергии (кВт·ч). Оценка реактивной энергии также может быть предметом переговоров с местным поставщиком. Также нужно обратить внимание, оценивает ли энергоснабжающая компания дополнительную реактивную энергию по периоду высокого тарифа (дневного) или по периоду низкого тарифа (ночному).

В случае системы с распределённой генерацией, которая может отдавать активную энергию обратно в сеть, должны приниматься во внимание специальные технические соображения, так как значения коэффициента мощности cosφ могут оказаться во всех четырёх квадрантах при генерации в перевозбуждённом и недовозбуждённом режимах и для нагрузок с опережающим и отстающим коэффициентами мощности).

На рисунке показан в графическом виде метод определения дополнительного потребления реактивной энергии при коэффициенте мощности, задаваемом энергоснабжающей компанией, например, при cosφ ≈ 0,9. Иногда поставщик может задавать разные коэффициенты мощности в дневной и ночной период, потому что ночью может оказаться удовлетворительным более низкое значение, чтобы избежать опережающего (емкостного) коэффициента мощности в системе электроснабжения. Такие условия могут быть предложены прежде всего в городской местности с большими кабельными сетями в периоды низкой нагрузки. Некоторые изготовители реле коэффициента мощности предлагают в качестве функции возможность автоматического переключения между двумя заданными значениями коэффициента мощности cosφ.

Форум АСУТП

Mash.key здесь недавно
здесь недавноСообщения: 6 Зарегистрирован: 02 окт 2013, 07:23 Имя: Mash.key

Электросчетчики

  • Цитата

Сообщение Mash.key » 02 окт 2013, 07:29

Dmitry Isaev освоился
освоилсяСообщения: 203 Зарегистрирован: 22 янв 2010, 09:04 Имя: Исаев Дмитрий Валериевич Страна: Россия город/регион: Самара Благодарил (а): 6 раз Поблагодарили: 7 раз

Re: Электросчетчики

  • Цитата

Сообщение Dmitry Isaev » 02 окт 2013, 08:23

Mash.key здесь недавно
здесь недавноСообщения: 6 Зарегистрирован: 02 окт 2013, 07:23 Имя: Mash.key

Re: Электросчетчики

  • Цитата

Сообщение Mash.key » 02 окт 2013, 08:53

MuadDib частый гость
частый гостьСообщения: 453 Зарегистрирован: 31 июл 2010, 08:12 Имя: Павел Страна: РФ Благодарил (а): 9 раз Поблагодарили: 16 раз

Re: Электросчетчики

  • Цитата

Сообщение MuadDib » 02 окт 2013, 11:04

Mash.key здесь недавно
здесь недавноСообщения: 6 Зарегистрирован: 02 окт 2013, 07:23 Имя: Mash.key

Re: Электросчетчики

  • Цитата

Сообщение Mash.key » 02 окт 2013, 11:13

Jackson администратор
администраторСообщения: 13284 Зарегистрирован: 17 июн 2008, 15:01 Имя: Евгений свет Брониславович Страна: Россия город/регион: Санкт-Петербург Благодарил (а): 348 раз Поблагодарили: 632 раза

Re: Электросчетчики

  • Цитата

Сообщение Jackson » 02 окт 2013, 12:57

Как можно киловатты суммировать с килоВАРами? :amazement:

Я в шоке от таких вопросов.

Никита почётный участник форума
почётный участник форумаСообщения: 3724 Зарегистрирован: 20 янв 2010, 22:23 Имя: Никита Страна: РФ город/регион: Мурманск Благодарил (а): 16 раз Поблагодарили: 171 раз

Re: Электросчетчики

  • Цитата

Сообщение Никита » 02 окт 2013, 13:13

Dmitry Isaev освоился
освоилсяСообщения: 203 Зарегистрирован: 22 янв 2010, 09:04 Имя: Исаев Дмитрий Валериевич Страна: Россия город/регион: Самара Благодарил (а): 6 раз Поблагодарили: 7 раз

Re: Электросчетчики

  • Цитата

Сообщение Dmitry Isaev » 02 окт 2013, 14:19

Mash.key здесь недавно
здесь недавноСообщения: 6 Зарегистрирован: 02 окт 2013, 07:23 Имя: Mash.key

Re: Электросчетчики

  • Цитата

Сообщение Mash.key » 03 окт 2013, 05:40

1/ значит ли это, что показания старого электромеханического и современного электронного, включенных в одну цепь будут совпадать и какая может быть % разница?
2/ у импульсных блоков питания ток не синусоидальный, а импульс вблизи максимума напряжения; тщательно ли современный счетчик измеряет мгновенное значение тока или просто смотрит на его амплитуду и перемножает на напряжение и таким образом завышает?
3/ сколько мощноcти в теории (и на практике по счетчику) будет потреблять ненагруженный асинхронный двигатель с cos фи =0,65, к примеру номинальной мощностью 1 кВт и важна ли в ненагруженном случае номинальная мощность?

Dmitry Isaev освоился
освоилсяСообщения: 203 Зарегистрирован: 22 янв 2010, 09:04 Имя: Исаев Дмитрий Валериевич Страна: Россия город/регион: Самара Благодарил (а): 6 раз Поблагодарили: 7 раз

Re: Электросчетчики

  • Цитата

Сообщение Dmitry Isaev » 03 окт 2013, 08:40

Никита почётный участник форума
почётный участник форумаСообщения: 3724 Зарегистрирован: 20 янв 2010, 22:23 Имя: Никита Страна: РФ город/регион: Мурманск Благодарил (а): 16 раз Поблагодарили: 171 раз

В чем измеряется электроэнергия по счетчику

Для определения количества потребленной электроэнергии, используются электрические счетчики активной энергии, они служат для ее учета. В промышленности существуют также счетчики реактивной энергии.

Чтобы определить, в чем измеряется потребление электроэнергии в квартире, используют 1 кВт*час. Для счетчиков реактивной энергии, интегрированная реактивная мощность измеряется как 1 кВар*час. Необходимо заметить, что при записи потребляемой энергии, по счетчику правильно надо писать, мощность умножить на время.

Тайпит НЕВА МТ 124 AS OP 5(60) А

Однофазный многотарифный счётчик НЕВА МТ 124 AS предназначин для монтажа в в жилых домах и квартирах, а также в офисах. Также может работать в паре с внешними системами автоматизированных систем (АИИС КУЭ) учёта. Обладает широким функционалом и имеет 1 класс точности. Настраивается на различную тарификацию по дням недели, времени суток и даже по сезонам. Возможно программирование до 4 раздельных тарифов. Корпус данной модели неразборный. Рабочий диапазон температур от -40°С до+60°С.

  • большое количество возможных настроек;
  • оснащен оптическим портом.
  • цена.

Виды мощности электросетей

В промышленности и быту используются цепи постоянного и переменного движения тока. Для каждой из них применяют свой метод получения результата. В линиях непрерывной подачи энергии ватты вычисляются перемножением текущего напряжения на амперы потребления. Для периода времени, в формулу добавляется прошедшее его количество:

Формула расчета мощности для постоянного напяржения

В отношении переменных сетей все сложнее. В них различают несколько видов мощности, важных для получения итоговых результатов измерения:

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector