Історія електролічильника

винахід трасформатора
За часів, коли тільки почався розподіл електричної енергії, було ще неясно, які системи виявляться ефективніше: системи постійного або змінного струму. Однак незабаром виявився один важливий недолік систем постійного струму - напруга не можна було змінити, а, отже, було неможливо створювати більші системи.

У 1884 році француз Люсьєн Голара (1850-1888) і англієць Джон Діксон Гіббс винайшли "вторинний генератор", попередник сучасного трансформатора. На практиці трансформатор розробили і отримали патент для компанії "Ганц" (Ganz) в 1885 році троє угорських інженерів - Карой Циперновський, Отто Тітуц Блаті і Микса Дері. У тому ж році Вестингхаус купив патент Голара і Гібсона, а Вільям Стенлі (1858-1916) удосконалив дизайн. Джордж Вестингхаус (1846-1914) також придбав патенти Ніколя Тесли на використання змінного струму. Завдяки цьому з'явилася можливість застосування електричних систем змінного струму. Починаючи з 20-го століття, вони поступово змінили системи постійного струму.

Для обліку електроенергії потрібно було вирішити нове завдання - вимір електроенергії змінного струму.

Лічильники електричні
У 1885 році італієць Галілео Ферраріс (1847-1897) зробив важливе відкриття, що два не збігаються по фазі поля змінного струму можуть змусити обертатися суцільний ротор, такий як диск або циліндр. У 1888 році незалежно від нього американець хорватського походження Ніколя Тесла (1857-1943) теж виявив обертається електричне поле.

Шелленбергер також, випадково, відкрив ефект обертових полів в 1888 році і розробив лічильник кількості електрики для змінного струму. Протидіє момент створювався гвинтовим механізмом. У такому лічильнику відсутній елемент напруги, щоб врахувати коефіцієнт потужності, тому він не підходив для роботи з електродвигунами.

Ці відкриття послужили основою для створення індукційних двигунів і відкрили шлях індукційним лічильниками.

У 1889 році угорець Отто Тітуц Блаті (1860-1939), працюючи на завод "Ганц" (Ganz) в м Будапешт, Угорщина, запатентував свій "Електричний лічильник для змінних струмів" (патент Німеччини № 52.793, патент США № 423.210).

Як описується в патенті, "Цей лічильник, по суті, складається з металевого тіла, що обертається, такого як диск або циліндр, на який діють два магнітних поля, зсунуті по фазі один відносно одного. Цей зсув фаз є результатом того, що одне поле створюється головним струмом, в той час як інша поле утворюється за рахунок котушки з великою самоіндукцією, шунтирующей ті точки ланцюга, між якими вимірюється споживана енергія. Однак магнітні поля не перетинаються в тілі обертання, як в добре відомому механізмі Ферраріс, а проходять крізь різні його частини, незалежно один від одного ".

З таким пристроєм Блаті вдалося досягти внутрішнього зміщення фаз майже рівно на 90 °, тому лічильник відображав ват-чати більш-менш коректно. У лічильнику використовувався гальмівний електромагніт для забезпечення широкого діапазону вимірювань, а також був передбачений ціклометріческій регістр. У тому ж році компанія "Ganz" приступила до виробництва. Перші лічильники кріпилися на дерев'яній основі, роблячи 240 оборотів в хвилину, і важили 23 кг. До 1914 року вага знизилася до 2,6 кг.

У 1894 році Олівер Блекбурн Шелленбергер (1860-1898) розробив лічильник ват-годин індукційного типу для компанії "Вестингхаус" (Westinghouse). У ньому котушки струму і напруги розташовувалися на протилежних сторонах диска, і два постійних магніту сповільнювали рух цього диска. Цей лічильник теж був великим і важким, вагою в 41 фунт. У нього був барабанний рахунковий механізм.

У 1899 році Людвіг Гутманн, працюючи на фірму "Сангама" (Sangamo), розробив лічильник ват-годин активної енергії змінного струму типу "A". Ротор складався з циліндра зі спіральною прорізом, розташованого в полях котушок напруги і струму. Диск, прикріплений до дна циліндра, використовувався для гальмування за допомогою постійного магніту. Регулювання коефіцієнта потужності не була передбачена.

подальші удосконалення
У наступні роки було досягнуто багато удосконалень: зменшення ваги і габаритів, розширення діапазону навантаження, компенсація зміни коефіцієнта навантаження, напруги і температури, усунення тертя шляхом заміни підп'ятників шарикоподшипниками, а потім подвійними камінням і магнітними підшипниками, а також продовження терміну стабільної роботи за рахунок поліпшення якісних характеристик гальмівних електромагнітів і видалення масла з опори і лічильного механізму. До чергового сторіччя, були розроблені трифазні індукційні лічильники, які використовують дві або три системи вимірювання, встановлені на одному, двох або трьох дисках.

Нові функціональні можливості
Індукційні лічильники, відомі також як лічильники Ферраріс, і лічильники, засновані на принципах лічильника Блаті, все ще виробляються у великих кількостях і виконують основну роботу з обліку енергії, завдяки їх низькій вартості і відмінним показниками надійності.

У міру поширення електрики, швидко з'явилася концепція багатотарифного електролічильника з локальним або дистанційним керуванням, лічильника максимального навантаження, лічильника попередньо оплаченої електроенергії і "Максіграфа", - і все вже до початку того століття.

Перша система контролю пульсацій була запатентована в 1899 році французом Сезаром Рене Лубер, і її вдосконалювали в багатьох компаніях: "Компані де Комптёр" (Compagnie des Compteurs) (пізніше "Шлюмберже" (Schlumberger)), "Сіменс" (Siemens), "АЕГ "(AEG)," Ландіс і Гір "(Landis & Gyr)," Цельвегера "(Zellweger) і" Саутер "(Sauter) і" Браун Бовери "(Brown Boveri), - і це перелік лише деяких з них.

У 1934 році компанія "Ландіс і Гір" (Landis & Gyr) розробила лічильник "Трівектор", що вимірює активну і реактивну енергію і споживану потужність.

Електронні лічильники і дистанційне зчитування показань
Видатний період первісної розробки лічильників підійшов до кінця. Як сказав Блаті, продовжуючи свою метафору: "Тепер ти бродиш цілодобово безперервно, не натикаючись навіть на кущ".

Електронні технології не знаходили застосування в обліку енергії до тих пір, поки в 1970-х роках чи не з'явилися перші аналогові і цифрові інтегральні мікросхеми. Це можна легко зрозуміти, якщо задуматися про обмежений витраті енергії в замкнутому корпусі електролічильника та очікуваної надійності.

Нова технологія дала новий поштовх до розвитку електричних лічильників. Спочатку були розроблені точні стаціонарні лічильники, головним чином використовують принцип час-імпульсного множення. Також застосовувалися осередку Холла, в основному для комерційних і квартирних електролічильників. У 1980-х роках були розроблені гібридні лічильники, що складаються з індукційних лічильників і електронних тарифних одиниць. Ця технологія використовувалася відносно недовго.

дистанційні вимірювання
Ідея зчитування показань лічильників на відстані з'явилася в 1960-х роках. Спочатку використовувалася дистанційна імпульсна передача, але поступово замість неї стали використовувати різні протоколи і засоби передачі даних.

В даний час лічильники з розвиненими функціональними можливостями грунтуються на новітніх електронних технологіях, із застосуванням цифрової обробки сигналів, причому більшість функцій передбачені вбудованим програмним забезпеченням.

Стандарти і точність вимірювання
Необхідність в тісній співпраці між виробниками та енергетичними компаніями усвідомлена відносно рано. Перший стандарт вимірювань, Код C12 Американського Національного Інституту Стандартів (ANSI) для вимірювання електроенергії, був розроблений ще в 1910 році. У його передмові сказано: "При тому, що цей Код, природно, грунтується на науково-технічних принципах, ми завжди усвідомлювали велику важливість комерційної сторони вимірювань".

Перший відомий стандарт вимірювання Міжнародної Електротехнічної Комісії (МЕК), Видання 43, датується 1931 роком.

Високий стандарт точності - це відмінна характеристика, яку встановила і продовжує зберігати вимірювальна індустрія. Вже в 1914 році в проспектах описуються лічильники з точністю 1.5% при діапазоні вимірювань від 10% і менше до 100% максимального струму. Стандарт МЕК 43: 1931 встановлює клас точності 2.0. Такий рівень точності досі вважається задовільним для більшості лічильників, які перебувають сьогодні в комунально-побутовому застосуванні, навіть для стаціонарних лічильників.

Погляд у майбутнє
Установка на комерційні аспекти обліку енергії та використання останніх технологічних досягнень - ось ключ до тривалого успіху в області вимірювань.

Подяка за представлені матеріали

Тут неможливо перерахувати всі джерела, з яких взято матеріал для цієї статті. Дещо було почерпнуто на сайтах: http://www.wikipedia.com/ , http://www.watthourmeters.com/ і http://www.ruhrgasindustries.com/ - Щорічний звіт 2003 року. Автор хотів би подякувати всім колегам з вимірювальної індустрії, які надали цінні матеріали.

Про автора: Джіезо Кмети з 1993 року є Керівником Технічного Комітету 13 Міжнародної Електротехнічної Комісії (МЕК), а з 2000 року Президентом Асоціації користувачів системи управління цифровими лініями передачі даних (DLMS). Він працює в вимірювальної індустрії з 1976 року, і в даний час є співробітником компанії "ГНАРУС Інжиніринг Лтд." (GNARUS Engineering Ltd.), розташованої в Угорщині, яка надає послуги в області вимірювань, стандартизації та управління енергоспоживанням.

Використана інформація сайту: http://www.izmerenie.ru/

<< Попередня 1 2 наступне >>