Medidor de energía eléctrica

El medidor de energía eléctrica ( contador eléctrico ) es un dispositivo para medir el consumo de electricidad de CA o CC (generalmente en kWh o Ah ).

Historia

La historia de la creación de medidores está asociada con las invenciones de dispositivos eléctricos del siglo XIX . Una variedad de investigadores estudiaron independientemente e incesantemente el electromagnetismo , haciendo su propia contribución a la creación y posterior desarrollo de medidores de electricidad. Estos son solo algunos de los hitos en un largo viaje de desarrollo. Una oleada de descubrimientos teóricos en el campo de los fenómenos que establecen una conexión entre las propiedades magnéticas y eléctricas de la materia, ya en la primera mitad del siglo XIX.

En la segunda mitad del siglo XIX, los practicantes se unieron a los autores de obras teóricas. En poco tiempo se inventaron una hidroturbina, un medidor, un transformador de corriente , un motor eléctrico, una dínamo y una lámpara eléctrica. Como creían los descubridores, el tiempo mismo brindó la iluminación, permitiendo que se hicieran descubrimientos similares casi al mismo tiempo en partes opuestas del mundo. Este fue, por ejemplo, el creador del medidor eléctrico de inducción Otto Titus Blaty , húngaro de nacimiento, quien también fue co-inventor del transformador. Anjos Jedlik y Werner von Siemens , cada uno en su momento, idearon la dinamo. Lo que, a su vez, permitió convertir la electricidad en un producto comercial de demanda masiva. El desarrollo de los sistemas de iluminación requirió el uso de dispositivos para medir y estandarizar la medición de electricidad. El primer medidor preciso de vatios-hora fue patentado por Herman Aron en 1883.

El desarrollo de sistemas de transmisión de energía en el camino de la creación de sistemas de alto voltaje se vio obstaculizado por el principal inconveniente de los circuitos de CC: la imposibilidad de convertir un nivel de voltaje en otro. Y la disputa de larga data entre los partidarios de las redes de distribución de corriente continua y alterna finalmente se decidió a favor de esta última; esto también fue facilitado por la invención del transformador (1885). Los intentos de resolver el problema de contabilizar la energía eléctrica de CA han dado lugar a una serie de descubrimientos. La creación de contadores de electricidad de inducción fue precedida por el descubrimiento del efecto de un campo magnético giratorio ( Nikola Tesla  - 1883, Galileo Ferraris [1]  - 1885, Oliver Shellenberger  - 1888). El primer medidor de electricidad de CA fue desarrollado por Oliver B. Schellenberger en 1888. Ya en 1889, el “Contador eléctrico para corriente alterna” fue patentado por el húngaro Otto Tituts Blaty (para la empresa Ganz). Y en 1894, Schellenberger, encargado por Westinghouse , creó un medidor de vatios-hora de inducción. El medidor de vatios-hora de energía AC activa tipo "A" apareció en 1899, el creador Ludwig Gutmann. Se puso en marcha una mejora continua de los contadores de electricidad de inducción. Los medidores que provienen del medidor Blaty y los medidores de inducción Ferraris, debido a su excelente confiabilidad y bajo costo, todavía se producen en masa, es con su ayuda que se realizan la mayoría de las mediciones de electricidad.

Cómo funciona

Para contabilizar la electricidad de CA activa, se utilizan dispositivos monofásicos y trifásicos de inducción, para contabilizar el consumo de electricidad de CC (transporte eléctrico, ferrocarriles electrificados): medidores electrodinámicos. El número de revoluciones de la parte móvil del dispositivo, proporcional a la cantidad de electricidad, se registra mediante un mecanismo de conteo.

En el medidor eléctrico del sistema de inducción, la parte móvil (disco de aluminio) gira durante el consumo de electricidad, cuyo consumo está determinado por las lecturas del mecanismo de conteo. El disco gira debido a las corrientes de Foucault inducidas en él por el campo magnético de la contrabobina: las corrientes de Foucault interactúan con el campo magnético del imán permanente del contador.

El dispositivo del contador es similar al dispositivo de un motor asíncrono, cuyo par debe ser proporcional a la potencia del consumidor. Por lo tanto, el campo giratorio del medidor es creado por dos flujos magnéticos, de los cuales uno es proporcional al voltaje del consumidor y el otro a su corriente. El contador tiene dos vueltas. Uno de los devanados está conectado directamente a la red y la corriente del consumidor pasa a través del otro. Dado que el disco gira en relación con el campo de un imán permanente, se inducirá en él una corriente, cuyo valor será mayor cuanto mayor sea la velocidad de rotación del disco. Esta corriente siempre está dirigida de tal manera que tiende a ralentizar el disco y puede compararse con la carga mecánica de un motor de inducción. Pero esta "carga" no puede detener el disco, porque con una disminución en el número de revoluciones, la fuerza de frenado disminuirá. Como resultado, se establece un equilibrio entre el par (es proporcional a la potencia del consumidor) y el par de frenado (es proporcional a la velocidad de rotación del disco).

Por lo tanto, la velocidad de rotación será proporcional al producto de la intensidad de corriente y el voltaje y el coseno del cambio de fase, es decir, la potencia activa . Con la ayuda de una transmisión mecánica, el disco giratorio se conecta al mecanismo de conteo.

En un medidor eléctrico de tipo electrónico, la corriente alterna y el voltaje actúan sobre elementos de estado sólido (electrónicos) para crear pulsos en la salida, cuyo número es proporcional a la energía activa medida.

Clases y tipos

Los medidores de electricidad se pueden clasificar según el tipo de valores medidos, el tipo de conexión y el tipo de construcción , los medidores eléctricos difieren en rendimiento máximo y operativo.

Según el tipo de conexión, todos los medidores se dividen en dispositivos para conexión directa al circuito de potencia y dispositivos transformadoresconectados al circuito de potencia a través de transformadores de medida especiales .

Según los valores medidos, los contadores eléctricos se dividen en monofásicos (que miden corriente alterna 220 V, 50 Hz) y trifásicos (380 V, 50 Hz). Todos los contadores trifásicos electrónicos modernos admiten contabilidad monofásica.

También hay medidores trifásicos para un voltaje de 100 V, que se usan solo con transformadores de voltaje y corriente en circuitos de alto voltaje (voltaje superior a 660 V).

Por diseño: una inducción (medidor eléctrico electromecánico) es un medidor eléctrico en el que el campo magnético de bobinas conductoras estacionarias afecta a un elemento móvil hecho de material conductor. El elemento móvil es un disco a través del cual fluyen corrientes inducidas por el campo magnético de las bobinas. El número de revoluciones del disco en este caso es directamente proporcional a la electricidad consumida.

Los medidores de electricidad de inducción (mecánicos) están siendo reemplazados gradualmente por medidores electrónicos debido a ciertas deficiencias: la falta de lectura automática remota, contabilidad de tasa única, clase de precisión baja (generalmente 2.0, menos 1.0), protección deficiente contra el robo de electricidad, dimensiones significativas y peso en comparación con los dispositivos electrónicos modernos. Al mismo tiempo, los medidores de inducción son altamente confiables y se adaptan bien a los apartamentos con bajo consumo de energía.

Un electrónico (medidor de electricidad estática) es un medidor eléctrico en el que la corriente alterna y el voltaje actúan sobre elementos de estado sólido (electrónicos) para crear pulsos en la salida, cuyo número es proporcional a la energía consumida. La medición de la energía activa por tales medidores eléctricos se basa en la conversión del valor de la potencia en la tasa de repetición de los impulsos eléctricos que ingresan al mecanismo de conteo. Este mecanismo es un dispositivo electromecánico (ventajoso en climas fríos cuando se instala al aire libre) o electrónico que contiene una memoria y una pantalla . Los contadores electrónicos son muy adecuados para apartamentos con un alto consumo de energía y para empresas.

La característica principal de los contadores electrónicos de electricidad es la capacidad de contabilizar la electricidad a tarifas diferenciadas (una, dos o más tarifas), es decir, la capacidad de recordar y mostrar la cantidad de electricidad utilizada según los períodos de tiempo programados, multi -La contabilidad de tarifas se logra a través de un conjunto de mecanismos de conteo, cada uno de los cuales opera en intervalos de tiempo establecidos correspondientes a diferentes tarifas. Los contadores de electricidad electrónicos tienen un período de calibración más largo (4-16 años) y una clase de precisión (de 1,0 a 0,2)

Los contadores de electricidad híbridos son una opción intermedia poco utilizada con una interfaz digital , una parte de medición de tipo electrónico o de inducción y un dispositivo de lectura mecánica.

Protección contra el acceso no autorizado

La tapa de la caja del medidor tiene orejetas y se sujeta con tornillos especiales con orificios. Se pasa una línea de pesca o alambre a través de los orificios de los tornillos y el ojo, conectados en los extremos libres con sellos . Son instalados por el fabricante o verificador estatal como evidencia de verificación y reconocimiento del producto como apto para el uso, y se encuentran en él de manera permanente [2] . La tapa del bloque de terminales también tiene un ojo (a veces también dos, según el modelo del dispositivo) y se fija a los mismos tornillos con ojos. Aquí, los sellos son instalados por representantes de la organización de suministro de energía o, con menos frecuencia, por los propios electricistas al instalar el medidor y su posterior registro. En ausencia de sellos, así como en violación de la integridad del caso, el medidor se reconoce como defectuoso, su operación posterior es ilegal y conlleva varios tipos de responsabilidad [3] . Periódicamente, los representantes de las organizaciones de suministro de energía verifican la presencia de sellos y la ausencia de daños mecánicos en los medidores y realizan cambios estructurales [4] .

Véase también

Notas

  1. ↑ Ferraris Galileo // Gran enciclopedia soviética  : [en 30 volúmenes]  / cap. edición A. M. Projorov . - 3ra ed. - M.  : Enciclopedia soviética, 1969-1978.
  2. ↑ Condición y mantenimiento de aparatos de medida . Consultado el 6 de mayo de 2020. Archivado desde el original el 8 de agosto de 2018.
  3. ↑ Daños en el sello del medidor: qué hacer para que no tengas que pagar una multa Reportado por Rambler
  4. ↑ Reglas para el control de contadores de electricidad, agua y gas: ¿qué debe saber el consumidor? Aclaración de la Fiscalía . Consultado el 5 de mayo de 2020. Archivado desde el original el 28 de octubre de 2020.

Literatura

Enlaces

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