Трифазний лічильник з додатковим датчиком струму

Лічильник електроенергії, що містить вимірювальний блок, до складу якого входять датчики 3 51565 двох інших - постійна перенапруга. Перенапруга сильно скорочує строк служби різного обладнання, починаючи від лампочок розжарювання. Ймовірність виходу з ладу складного обладнання при включенні значно збільшується. Найнеприємніша постійна перенапруга - підгоряння нейтрального проводу - нуля. В цьому випадку напруга на обладнанні може сягати 380 В, і це практично гарантує його вихід з ладу. Тимчасова перенапруга буває імпульсною та високочастотною. Імпульсна перенапруга може відбуватися при замиканні фазових жил силового кабеля один на одного і на нейтраль при обриві нейтралі, при пробої високовольтної частини трансформатора підстанції на низьковольтну (до 10 кВ), при потраплянні блискавки в кабель, підстанцію або поруч із ними. Найбільш небезпечні імпульсні перенапруження для електронної апаратури. Високочастотна перенапруга характеризується наявністю в силовому кабелі паразитних коливань високої частоти. Може порушити роботу високочутливої вимірювальної та звукозаписуючої апаратури. При симетричній системі напруг і симетричному навантаженні, коли Zа = Zb = Zc, тобто коли Ra = Rb = Rc = Rф і Ха = Xb = Хс = Хф, фазні струми рівні за значенням і кути зсуву фаз однакові Іа = Іb = Іс = Іф = Uф / Zф, = arctg (Хф/Rф). а = b = с = Побудувавши векторну діаграму струмів для симетричного приймача (Фіг. 1), легко встановити, що геометрична сума трьох векторів струму дорівнює нулю: Іа + Іb + Іс = 0. Відповідно, у випадку симетричної напруги, струм в нейтральному проводі IN = 0, тому необхідність в нейтральному проводі відпадає. При симетричній системі напруг і несиметричному навантаженні, коли Za Zb Zc і а b с струми у фазах споживача різні і визначаються за законом Ома ' ' ' Ia = U a/Za; Ib = U b/Zb; Ic = U c/Zc. Струм в нейтральному проводі IN дорівнює геометричній сумі фазних струмів IN = Ia+Ib + Ic. Напруги будуть Ua = UA; Ub = UB; UC = UC, Uф = Uл/ завдяки нейтральному проводу при ZN = 0. Відповідно, нейтральний провід забезпечує симетрію фазних напруг приймача при несиметричному навантаженні. 4 Тому в чотирьох провідну мережу вмикають однофазні несиметричні навантаження, наприклад, електричні лампи розжарювання. Режим роботи кожної фази навантаження, що находиться під незмінною фазною напругою генератора, не буде залежати від режиму роботи інших фаз. Векторна діаграма при несиметричному навантаженні наведена на Фіг.2. При використанні люмінесцентних ламп навантаження стає різко несиметричним, а величина струму в нейтральному проводі стрімко збільшується і перевищує величину фазних струмів. Для визначення несиметрії навантаження та інших негативних впливів в електромережах пропонується вимірювати струм в нейтральному проводі та порівнювати його значення з фазними струмами. Для цього в лічильник встановлюється четвертий канал вимінювання з додатковим трансформатором струму в нейтральному проводі. На Фіг. 3 зображено трифазний лічильник електроенергії де 1, 2, 3 - датчики струму (трансформатори струму) по фазам А, В, С; 4 - датчик струму (трансформатор струму) по нейтральному проводу; 5, 6, 7 - мікросхеми для вимірювання потужності за фазами А, В, С; 8 - аналого-цифровий перетворювач для вимірювання струму в нейтральному проводі; 9 - мікроконтролер, що порівнює струми, які течуть в нейтральному проводі зі струмами, які течуть по фазам А, В, С; 10 - блок індикації; 11 - інтерфейс RS485. Трифазний лічильник електроенергії складається з датчиків струму (трансформаторів струму) по фазам А, В, С (1,2,3) та нейтральному проводу(4). Вимірювання потужності по фазам А, В, С відбувається в спеціалізованих мікросхемах (5, 6, 7) шляхом перемножування посилених сигналів каналу струму та напруги, струму в нейтральному проводі вимірюється окремим аналого-цифровим перетворювачем (8). Далі мікроконтролер (9) порівнює струми, що течуть в нейтральному проводі зі струмами, що течуть по фазам А, В, С і, в залежності від їх значень, сигнал в блоці індикації (10) формує сигнал для передачі через інтерфейс RS485 (11). 5 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 51565 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601