Եռաֆազ էներգիայի հաշվիչը էներգահամակարգերի առանցքային սարքն է, որն օգտագործվում է էներգիայի սպառումը չափելու երեք-հոսանքի լարման սխեմաներում: Այն լայնորեն օգտագործվում է արդյունաբերական, առևտրային և խոշոր բնակելի ծրագրերում, որոնք պահանջում են բարձր հզորություն։ Դրա գործառնական սկզբունքը հիմնված է էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի կամ էլեկտրոնային տեխնոլոգիայի վրա՝ ճշգրիտ չափելով երեք փուլային լարման և հոսանքի արտադրյալը և ինտեգրելով դրանք ժամանակի ընթացքում՝ հաշվարկելու սպառված էներգիան։ Այս հոդվածը մանրամասն կներկայացնի եռաֆազ էներգիայի հաշվիչի աշխատանքի հիմնական սկզբունքը, հիմնական բաղադրիչները և շահագործման մեխանիզմը:
Եռաֆազ էներգիայի հաշվիչի հիմնական սկզբունքը
Եռաֆազ էներգիայի հաշվիչի հիմնական գործառույթն է չափել էներգիայի սպառումը երեք-հոսանքի եռաֆազ հոսանքով: Հիմնական սկզբունքն է՝ հայտնաբերել եռաֆազային լարման և հոսանքի ազդանշանները, հաշվարկել դրանց ակնթարթային արդյունքը և այնուհետև ժամանակի ընթացքում դրանք ինտեգրել՝ ընդհանուր էներգիան ստանալու համար: Եռաֆազ էներգահամակարգերը սովորաբար օգտագործում են աստղի (Y) կամ եռանկյունի (Δ) միացման կոնֆիգուրացիաներ, և էներգիայի հաշվիչները պետք է հարմարվեն լարերի տարբեր կոնֆիգուրացիաներին՝ ճշգրիտ չափումներ ապահովելու համար: Էլեկտրական էներգիայի հաշվարկման բանաձևը հետևյալն է.
Էլեկտրական էներգիա (E)=լարում (U) × հոսանք (I) × հզորության գործակից (cosφ) × ժամանակ (t)
Եռաֆազ էլեկտրական էներգիայի հաշվիչը միաժամանակ չափում է երեք փուլերի լարումն ու հոսանքը, հաշվարկում է յուրաքանչյուր փուլի հզորությունը և, ի վերջո, կուտակում է ընդհանուր էլեկտրական էներգիան:
Եռաֆազ էլեկտրական էներգիայի հաշվիչի հիմնական բաղադրիչները
Եռաֆազ էլեկտրական էներգիայի հաշվիչը հիմնականում բաղկացած է հետևյալ հիմնական բաղադրիչներից.
1. Լարման նմուշառման միավոր
Լարման նմուշառման միավորը ձեռք է բերում եռաֆազ լարման ազդանշաններ՝ օգտագործելով լարման բաժանարար ռեզիստորներ կամ լարման տրանսֆորմատորներ (PTs) և դրանք վերածում ցածր-լարման ազդանշանների, որոնք հաշվիչը կարող է մշակել։ Այս բաղադրիչը ապահովում է լարման ճշգրիտ և անվտանգ չափում:
2. Ընթացիկ նմուշառման միավոր
Ընթացիկ նմուշառման միավորը սովորաբար օգտագործում է հոսանքի տրանսֆորմատոր (CT) կամ մանգանինային շունտ՝ բարձր հոսանքը ցածր հոսանքի ազդանշանների վերածելու համար հետագա մշակման համար: Ընթացիկ նմուշառումը պետք է լինի բարձր ճշգրիտ՝ հաշվառման սխալները նվազեցնելու համար:
3. Չափիչ չիպ (կամ մեխանիկական հաշվիչ)
Ժամանակակից եռաֆազ էլեկտրաէներգիայի հաշվիչները սովորաբար օգտագործում են հատուկ հաշվառման չիպեր (օրինակ՝ ADE շարքը, ATT7022 և այլն), որոնք կարող են արագ հաշվարկել լարման և հոսանքի արտադրյալը և կատարել թվային ինտեգրում՝ իրական ժամանակի հզորությունը և կուտակված էներգիան որոշելու համար: Ավանդական մեխանիկական եռաֆազ էլեկտրաէներգիայի հաշվիչները հիմնված են էլեկտրամագնիսական ուժի վրա՝ պտտելու համար ալյումինե սկավառակը, որը չափում է էներգիան՝ կուտակելով պտույտները փոխանցման մեխանիզմի միջոցով:
4. Միկրոպրոցեսոր (MCU)
Խելացի հաշվիչներում միկրոպրոցեսորը պատասխանատու է տվյալների մշակման, պահպանման, հաղորդակցության և ցուցադրման համար: Այն ստանում է տվյալներ հաշվառման չիպից, հաշվարկում է ընդհանուր էներգիան և կառավարում կապի մոդուլը (օրինակ՝ RS485, կրիչի կապը կամ անլար կապը):
5. Ցուցադրման և հաղորդակցման մոդուլ
Էլեկտրաէներգիայի հաշվիչները սովորաբար հագեցած են LCD էկրանով, որը ցուցադրում է ընթացիկ տեղեկությունները, ինչպիսիք են հզորությունը, լարումը, հոսանքը և էներգիան: Հաղորդակցման մոդուլն աջակցում է հաշվիչների հեռակա ընթերցմանը՝ օգտագործելով Modbus և DL/T645 արձանագրությունները, ինչը հեշտացնում է էլեկտրաէներգիայի ընկերությունների համար էլեկտրաէներգիայի օգտագործման տվյալները կառավարելը:
Երեք-Էներգաչափերի շահագործում
1.Ազդանշանի ձեռքբերում
Էներգաչափը սկզբում հավաքում է երեք-ֆազային լարման և հոսանքի ազդանշաններ՝ օգտագործելով լարման տրանսֆորմատորներ և հոսանքի տրանսֆորմատորներ և կատարում ազդանշանի կարգավորում (օրինակ՝ զտում և ուժեղացում):
2.Հզորության հաշվարկ
Հաշվիչի չիպը կամ միկրոպրոցեսորը հաշվարկում է յուրաքանչյուր փուլի ակնթարթային հզորությունը (P=U × I × cosφ) և միավորում է երեք-ֆազային հզորությունները՝ ստանալու ընդհանուր հզորությունը:
3.Էներգիայի կուտակում
Ժամանակի ինտեգրման միջոցով (այսինքն՝ ժամանակի ընթացքում էներգիայի կուտակումը) էներգիայի հաշվիչը հաշվարկում է էներգիայի ընդհանուր սպառումը որոշակի ժամանակահատվածում և պահպանում այն ներքին հիշողության մեջ:
4.Տվյալների ցուցադրում և հաղորդակցություն
Էներգաչափը ցուցադրում է իրական ժամանակի տվյալները LCD-ի վրա և կարող է տվյալներ վերբեռնել կառավարման համակարգ հաղորդակցման ինտերֆեյսի միջոցով (օրինակ՝ RS485, ինֆրակարմիր կամ անլար), ինչը հնարավորություն է տալիս հեռակա մոնիտորինգի և հաշվիչի ընթերցման համար:
Երեք-Փուլային էներգիայի հաշվիչի տեսակները
1. Մեխանիկական եռաֆազային էներգիայի հաշվիչ
Օգտագործելով էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի սկզբունքը, էլեկտրամագնիսական ուժը, որը առաջանում է լարման և հոսանքի կծիկներից, առաջացնում է ալյումինե սկավառակի պտույտը: Այնուհետև փոխանցման մեխանիզմը կուտակում է պտույտների քանակը՝ ի վերջո ցույց տալով էներգիայի սպառումը:
2. Էլեկտրոնային եռաֆազ էներգիայի հաշվիչ
Հիմք ընդունելով թվային ազդանշանի մշակման տեխնոլոգիան՝ այն օգտագործում է բարձր-ADC (անալոգային-թվային փոխարկիչ) լարման և հոսանքի նմուշառման համար և հաշվարկում է էներգիան միկրոպրոցեսորի միջոցով՝ առաջարկելով ավելի բարձր ճշգրտություն և խելացի ֆունկցիոնալություն:
3.Խելացի եռաֆազ-Էներգաչափ
Ինտեգրված կապի, հեռակառավարման և բեռի կառավարման գործառույթների հետ՝ այն աջակցում է երկկողմանի հաշվառում (օրինակ՝ ցանցին-միացված ֆոտոգալվանային էներգիայի արտադրությունը), ինչը հարմար է դարձնում խելացի ցանցերի համար:
Ամփոփում
Եռաֆազային էներգիայի հաշվիչները ճշգրիտ չափում են երեք-երեք փուլային լարման և հոսանքի ազդանշանները, հաշվարկում և կուտակում էներգիայի սպառումը, ինչը նրանց դարձնում է էներգիայի հաշվառման և էներգիայի կառավարման հիմնական սարքավորում: Տեխնոլոգիական առաջընթացի շնորհիվ էլեկտրոնային և խելացի եռաֆազ էներգիայի հաշվիչները աստիճանաբար փոխարինում են ավանդական մեխանիկական հաշվիչներին՝ առաջարկելով ավելի բարձր ճշգրտություն, հուսալիություն և խելացի ֆունկցիոնալություն: Երեք-եռաֆազ էներգահաշվիչների շահագործման սկզբունքները հասկանալը կարող է օգնել էներգահամակարգի կառավարումը օպտիմալացնել և բարելավել էներգաարդյունավետությունը:
