Licznik energii elektrycznej
Licznik energii elektrycznej – całkujący przyrząd pomiarowy przeznaczony do pomiaru ilości przepływającej energii elektrycznej. Jego wskazanie jest podstawą do rozliczania się między dostawcą a odbiorcą energii. Jednostką miary energii elektrycznej czynnej w układzie SI jest dżul równy 1wat* 1sekunda (watosekunda), natomiast powszechnie używaną jednostką miary tej energii jest kilowatogodzina – kWh albo megawatogodzina – MWh. W układach zasilania większej mocy dostawca i odbiorca rozliczają się również w zakresie energii biernej. Jednostką miary tej energii jest warogodzina.
Za pierwszy, dokładny miernik zużycia energii elektrycznej uważa się licznik opatentowany w 1883 i skonstruowany przez berlińskiego naukowca Hermana Arona urodzonego w sztetlu w mieście Kępno w województwie wielkopolskim. Miernik ten, zwany "Pendelzähler" wykorzystywał zasadę wahadła.
Spis treści |
[edytuj] Działanie
[edytuj] Licznik indukcyjny
Licznik indukcyjny jest maszyną indukcyjną w której aluminiowa tarcza porusza się pod wpływem wirowego pola magnetycznego wytworzonego przez dwie cewki. W jednej cewce płynie prąd proporcjonalny do natężenia prądu pobieranego przez odbiorcę, w drugiej do napięcia. Cewki są tak umieszczone, że powstający moment napędowy jest proporcjonalny do iloczynu chwilowej wartości prądu i napięcia (a więc licznik "mierzy" moc czynną), a ten z kolei jest równoważony poprzez moment hamujący, który powstaje w wyniku obrotu tarczy między biegunami magnesu trwałego i jest proporcjonalny do szybkości ruchu tarczy.
Uszkodzenie magnesu trwałego w liczniku (np. poprzez działanie na licznik zewnętrznymi polami magnetycznymi), prowadzi do znacznego osłabienia momentu hamującego, co objawi się zawyżonym naliczaniem energii.
[edytuj] Licznik elektroniczny (półprzewodnikowy)
W liczniku elektronicznym wykorzystywane są specjalizowane układy scalone, które pod wpływem przepływającego prądu i przyłożonego napięcia generują impulsy w ilości proporcjonalnej do pobieranej energii elektrycznej. Następnie liczba impulsów jest przeliczana na energię wskazywaną przez licznik.
[edytuj] Liczniki energii biernej
Liczniki energii elektrycznej biernej mają odmienną konstrukcję, jak np. waromierz.
[edytuj] Nazewnictwo pomiarów energii
Liczniki energii mierzą fizyczne zmienne w czasie. Na ich podstawie najczęściej zlicza się energię czynną oraz bierną. Energia bierna może mieć charakter indukcyjny lub pojemnościowy. W systemach informatycznych przyjęło się nazewnictwo wielkości fizycznych wraz z kierunkiem: poborem lub oddaniem energii: C - energia czynna, B - energia bierna, P - pobór, O - oddanie.
W plikach wymiany danych np. formatach: PTPiREE lub XML stosuje się kombinację (nazewnictwo) tych symboli: CP - pobór energii czynnej, CO - oddanie energii czynnej, BP - pobór energii biernej, BO - oddanie energii biernej.
W nowszych licznikach i systemach są stosowane oznaczenia:
- A+ [Active power+ (QI+QIV)] - pobór mocy czynnej
- A- [Active power- (QII+QIII)] - oddanie mocy czynnej
- R+ [Reactive power+ (QI+QII)] - pobór mocy biernej
- R- [Reactive power- (QIII+QIV)] - oddanie mocy biernej
W przypadku odbiorcy znajdującego się u jakiegoś odbiorcy sprawa wygląda tak, że pobiera on energię czynną CP, wraz z nią energię bierną BP. Jeżeli odbiorcą jest większy zakład produkcyjny z maszynami, które posiadają wiele silników energii, często występuje kompensacja mocy biernej. W przypadku takiego odbiorcy można mówić o poborze energii czynnej CP, poborze energii biernej BP (indukcyjnej) oraz oddawaniu energii biernej BO (pojemnościowej). Gdy dane przedsiębiorstwo wytwarza energię z własnych generatorów, sprawa zaczyna się komplikować. Może ono pobierać energię czynną wraz z bierną (indukcyjną) lub równocześnie z poborem czynnej oddawać energię energię bierną (pojemnościową). Może też oddawać energię czynną CO, która ma charakter indukcyjny lub pojemnościowy, wówczas licznik mierzy dwie czynne oraz cztery energie bierne. Oznaczenia BP, BO są wtedy niewystarczające do jednoznacznego określenia energii biernej.
Jeżeli licznik zlicza energię na linii wymiany pomiędzy dwoma operatorami OSD, nawet w przypadku przepływu energii tylko w jedną stronę, to mierzy energię czynną (pobór CP) oraz najczęściej bierną (pobór BP). Jest to mylące, ponieważ to, co dla jednego OSD jest poborem energii czynnej, dla innego jest oddaniem. Z energią bierną sprawa jest nieco bardziej skomplikowana, ponieważ nie można jednoznacznie określić w jaki sposób powinna ona wchodzić do bilansu mocy biernej przedsiębiorstwa pobierającego taką energię.
Licznik czterokwadrantowy - jest to licznik, który mierzy cztery rodzaje energii biernej:
- energię bierną indukcyjną i pojemnościową dla przypadku poboru energii czynnej;
- energię bierną indukcyjną i pojemnością w przypadku oddawania energii czynnej.
Inna nazwa to energia bierna w czterech ćwiartkach. W przypadku odbiorców, czyli poborze energii czynnej, energia bierna rejestrowana jest w I ćwiartce (indukcyjna) lub IV ćwiartce (pojemnościowa). W przypadku wytwórcy oddającego energię czynną, energia bierna rejestrowana jest w II ćwiartce (pojemnościowa) lub III ćwiartce (indukcyjna).
Liczniki czterokwadrantowe zazwyczaj są trójfazowe i pracują w układzie pośrednim, czyli przy wykorzystaniu przekładników prądowych i napięciowych.
