8 Dijelovi brojila električne energije

Anbrojilo električne energijeje instrument koji se koristi za mjerenje električne energije, koji je također poznat kao mjerač kilovat-sati ili mjerač električne energije. Njegova mjerna jedinica je stepen ili kilovat-sat. To je proizvod snage i vremena i može se koristiti za mjerenje potrošnje energije krajnjih korisnika, a služi kao osnova za naplatu elektroprivreda. Električna energija je nezamjenjiv izvor energije u svakodnevnom životu ljudi, a brojila električne energije ugrađena su u svako domaćinstvo. Međutim, većina korisnika nije upoznata sa principima rada, strukturom i komponentama brojila električne energije.

Zasnovano na principima radnog dizajnabrojilo električne energije, generalno se mogu podijeliti na osam modula: modul za napajanje, modul za prikaz, modul za pohranu, modul za uzorkovanje, mjerni modul, komunikacijski modul, upravljački modul i MUC modul za obradu. Svaki modul ima svoju funkciju i koordiniran je i integriran od strane MUC modula za obradu, čineći cjelinu.

1. Modul napajanja mjerača električne energije

Modul za napajanjebrojilo električne energijesluži kao energetski centar za njegov normalan rad. Glavna funkcija modula za napajanje je pretvaranje visokog napona AC 220V u DC 12V/DC5V/DC3V. Napajanje niskog napona od 3V se obezbjeđuje za čipove i uređaje drugih modula u okviru brojila električne energije. Postoje tri uobičajena tipa modula za napajanje: transformator, modul za smanjenje napona otpornik-kondenzator i prekidač za napajanje.

Tip transformatora pretvara AC 220V napajanje u AC12V, a zatim nastavlja s ispravljanjem, smanjenjem napona i stabilizacijom kako bi se postigao potreban raspon napona. Ima mali kapacitet snage, visoku stabilnost, ali na njega lako utiču elektromagnetne smetnje.

Krug napajanja za smanjenje napona otpornik-kondenzator koristi kapacitivnu reaktanciju koju proizvodi kondenzator na određenoj frekvenciji AC signala da ograniči maksimalnu radnu struju. Male je veličine, niske cijene, troši malo energije i ima visok nivo vlastite potrošnje.

Napajanje u prekidačkom režimu koristi elektronske sklopne uređaje kao što su tranzistori, MOS cijevi, SCR, itd. Za periodično uključivanje i isključivanje elektroničkih sklopnih uređaja preko upravljačkih kola, omogućavajući im da moduliraju ulazni napon u impulsima, čime se postižu transformacija napona dok istovremeno osiguravajući podesivi i automatski stabilizirani izlazni napon. Ima nisku potrošnju energije, male je veličine, ima širok raspon stabilizacije napona, doživljava smetnje visoke frekvencije i ima višu cijenu.

U razvoju i dizajnu brojila električne energije, izbor vrste napajanja određuje se na osnovu funkcionalnih zahtjeva proizvoda, dimenzija poklopca terminala brojila, zahtjeva za kontrolu troškova i politika i propisa različitih regiona ili zemalja.

2. Modul prikaza mjerača električne energije

Modul za prikaz mjerača električne energije prvenstveno se koristi za očitavanje potrošnje energije i nudi različite opcije prikaza kao što su digitalne cijevi, brojači, standardni LCD, matrični LCD i LCD zasloni na dodir, između ostalog. Metode prikaza digitalnih cijevi i brojača mogu prikazati potrošnju električne energije samo na jedan način. S razvojem pametne mreže, brojila električne energije zahtijevaju sve veći broj tipova prikaza podataka o snazi. Digitalne cijevi i brojači ne mogu zadovoljiti zahtjeve moderne energetske inteligencije. Primarna metoda prikaza za brojila električne energije trenutno je LCD tehnologija. Različiti tipovi LCD-a se biraju tokom procesa istraživanja i razvoja u zavisnosti od složenosti informacija koje se predstavljaju.

3. Modul za pohranu brojila električne energije

Modul za skladištenje brojila električne energije prvenstveno se koristi za skladištenje parametara brojila, istorije potrošnje energije i drugih relevantnih informacija. Uobičajeni uređaji za skladištenje uključuju EEPROM čipove, feroelektrične čipove i flash čipove. Ove tri vrste čipova imaju različite primjene u brojilima električne energije. Flash je vrsta flash memorije koja pohranjuje privremene podatke, podatke profila učitavanja, pakete za nadogradnju softvera itd.

EEPROM je električki izbrisiva programabilna memorija samo za čitanje koja omogućava korisnicima da izbrišu i reprogramiraju informacije pohranjene u njoj pomoću samog uređaja ili namjenskih uređaja. Ovo čini EEPROM vrlo korisnim u scenarijima koji zahtijevaju česte izmjene i ažuriranja podataka. EEPROM može pohraniti do 1 milion bajtova informacija i koristi se u brojilima električne energije za skladištenje potrošnje energije i drugih podataka vezanih za napajanje. Broj raspoloživih skladišta zadovoljava zahtjeve za skladištenje za cijeli životni ciklus brojila električne energije, a cijene su razumne.

Feroelektrični čipovi koriste karakteristike feroelektričnih materijala za postizanje velike brzine, male snage i vrlo pouzdanog skladištenja podataka i logičkih operacija. Imaju kapacitet skladištenja milijardu puta. Podaci se neće izbrisati nakon nestanka struje, što čini feroelektrične čipove prednostima zbog njihove velike gustine skladištenja, velike brzine i niske potrošnje energije. Feroelektrični čipovi se prvenstveno koriste u brojilima električne energije za pohranjivanje potrošnje energije i drugih srodnih podataka. Imaju višu cijenu i koriste se samo u proizvodima koji zahtijevaju skladištenje visoke frekvencije.
 

4. Modul uzorkovanja mjerača električne energije

Modul uzorkovanja mjerača električne energije odgovoran je za pretvaranje velikih strujnih signala i signala velikog napona u male strujne signale i male naponske signale za laku akviziciju od strane mjerača električne energije. Uobičajeni uređaji za uzorkovanje struje uključuju šantove, strujne transformatore i Rogowski kalemove. Uzorkovanje napona se obično izvodi pomoću metode uzorkovanja djelitelja napona visoke preciznosti otpornika.

5. Modul za mjerenje brojila električne energije

Mjerni modul brojila električne energije prvenstveno se koristi za prikupljanje analognih strujnih i naponskih signala i njihovo pretvaranje u digitalne signale. Može se podijeliti na jednofazni mjerni modul i trofazni mjerni modul.

6. Komunikacijski modul brojila električne energije

Komunikacijski modul brojila električne energije služi kao osnova za prijenos podataka i interakciju, djelujući kao osnova za naučno upravljanje pametnom mrežom, digitalizaciju podataka, inteligenciju i tačnost. To je također temelj za omogućavanje interakcije čovjeka i računara u razvoju Interneta stvari. U prošlosti su primarna sredstva komunikacije bila infracrvena i RS{1}} komunikacija. S razvojem komunikacijske tehnologije i Interneta stvari (IoT), izbor metoda komunikacije brojila električne energije postao je obiman. To uključuje PLC, RF, RS485, LoRa, ZigBee, GPRS, NB-IoT i još mnogo toga. Različite metode komunikacije mogu se odabrati na osnovu njihovih prednosti i mana, kao i specifičnih scenarija primjene, kako bi se zadovoljile zahtjeve tržišta.

7. Kontrolni modul brojila električne energije

Upravljački modul brojila električne energije omogućava efikasnu kontrolu i upravljanje električnim opterećenjem. Najčešća metoda je ugradnja magnetnog releja za zaključavanje unutar mjerača električne energije. Kontrola i upravljanje električnim opterećenjima može se postići korištenjem podataka o snazi, upravljačkih shema i komandi u realnom vremenu za uključivanje ili isključivanje napajanja. Uobičajene funkcije brojila električne energije uključuju zaštitu od prekomjerne struje i preopterećenja putem isključivanja releja za kontrolu opterećenja, kontrolu na osnovu vremena za uključivanje ili isključivanje struje u određenim vremenskim periodima, isključivanje releja kada kredit nije dovoljan u prepaid funkcionalnosti i daljinsko upravljanje putem prenos komandi u realnom vremenu.

8. Modul za obradu MCU mjerača električne energije

MCU procesorski modul merača električne energije je mozak merača električne energije. Izvodi proračune na različitim vrstama podataka, pretvara i izvršava različite vrste instrukcija i koordinira različite module za uspješnu implementaciju funkcija.

Mjerilo električne energije je složeni elektronički mjerni uređaj koji uključuje nekoliko aspekata elektronske tehnologije, uključujući tehnologiju napajanja, tehnologiju mjerenja snage, komunikacijsku tehnologiju, tehnologiju prikaza i tehnologiju skladištenja. Svaki funkcionalni modul i elektronska tehnologija moraju biti integrisani i kombinovani kako bi se formirala kompletna jedinica kako bi se stvorilo stabilno, pouzdano i precizno brojilo električne energije.