capitolul iii terminat

5/17/2018 Capitolul III Terminat - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/capitolul-iii-terminat 1/10

CAPITOLUL III

CONTORUL ELECTRIC

3.1 Notiuni generale

Energia electrica se masoara cu aparate numite contoare. Contoarele sunt alcatuite

dintr-un dispozitiv wattmetric al carui cuplu activ este proportional cu puterea si un

mecanism integrator care insumeaza energiile elementare intr-un anumit interval de timp.

In functie de marimea masurata, contoarele pot fi de energie activa sau de energie

reactiva. In functie de principiul de functionare, contoarele pot fi electrodinamice sau de

inductie. Cel mai raspandit contor este contorul de inductie. El functioneaza insa numai in

curent alternativ. Pentru masurarea energiei in curent continuu se folosesc contoare

electrodinamice.

3.2.Clasificarea contoarelor de inductie

Dupa clasa de precizie:

• contoarele se construiesc pentru clasele: 0,2; 1; 2; 2,5; 3. 2.

Dupa felul conectarii contorului in circuitul controlat:

• contor conectat direct;

• contor conectat prin transformator de masura (numai circuitul de curent si/sau cel

de tensiune).

Dupa felul curentului:

• monofazate;

• bifazate;

• trifazate.

Dupa numarul conductoarelor retelei controlate:

• contoare cu doua conductoare (de faza si nul);

• contoare cu trei conductoare (sistem trifazat fara conductor neutru sau sistem

bifazat cu doua faze si conductor neutru);



• contoare cu patru conductoare (sistem trifazat cu conductor neutru).

Dupa felul energiei pe care o masoara:

• contoare de energie activa;

•

contoare de energie reactiva.Dupa modul de utilizare:

• contoare etalon;

• contoare de uz casnic;

• contoare de uz industrial.

Dupa raportul dintre curentul maxim Imax. si curentul de baza Ib:

• contoare cu capacitate normala de masurare: Imax. = 1,25 Ib;

• contoare cu capacitate mare de masurare: Imax. > 1,25 Ib;

Se construiesc frecvent contoare trifazate de energie activă :

• pentru reţele fără neutru:

o T- CA 32 - contor trifazat pentru energie activă, clasă 2

o T-CA 32 P - contor trifazat pentru energie activă, clasă 1

• pentru reţele cu neutru:

o T - CA 43 - contor trifazat pentru energie activă, clasă 2

o T - CA 43 P - contor trifazat pentru energie activă, clasă 1

Caracteristicile tehnice ale contoarelor trifazice sunt:

• tensiuni nominale : 3 x 100 V... 3x 380 V

• curenţi nominali la conectare directă : 5A; 10A; 15A; 20A; 30A; 40A; 50A

• curenţi nominali la conectare indirectă: 5A; 1A

• suprasarcina : 125% 200%300%400% InInInIn;;;

• sensibilitatea : 0,4% In

•frecvenţa: 50Hz sau 60Hz

3.3. Constructia contorului

La baza constructiei contorului sta dispozitivul de inductie cu trei fluxuri. El este

utilizat pentru masurarea energiei in curentul alternativ. Acest tip de contor are o



constructie simpla, suporta sarcini relativ mari si are siguranta in exploatare, iar clasa lui de

precizie este satisfacatoare.

Contorul se compune dintr-un dispozitiv de inductie si un mecanism integrator.

Carcasa este realizată dintr-o placă de bază metalică sau din bachelită şi dintr-un capac din

aluminiu, policarbonat, bachelită sau sticlă. Şasiul este executat din aliaj de aluminiu cu

siliciu şi asigură o fixare precisă a circuitelor magnetice, a palierelor echipajului mobil, a

mecanismului integrator şi a magnetului permanent de frânare.

Echipajul mobil constă dintr-un disc de aluminiu fixat pe un ax din oţel inoxidabil,

o bucşă de ghidare, un dispozitiv de mers în gol şi un şurub fără sfârşit care angrenează cu

mecanismul integrator. Echipajul mobil este fixat în contor prin intermediul a două paliere:

palierul superior şi palierul inferior cu simplu sau dublu safir. Magnetul de frânare este

executat dintr-o pastilă cu doi poli al cărei material, aliaj Al Ni Co, asigură o stabilitate

îndelungată cuplului de frânare.

Mecanismul înregistrator este alcătuit din şase role de tablă de aluminiu pe care

sunt imprimate cifre. Blocul de borne are corpul confecţionat din bachelită iar bornele de

curent şi de tensiune din alamă. Capacul bloc borne este metalic sau din bachelită şi este

prevăzut cu schema de conexiuni specifică contorului.

Pentru protecţia blocului de borne, capacul bloc borne se sigilează în două puncte.

3.4. Principiul de functionare a contorului

Principiul de functionare a dispozitivului de inductie consta in interactiunea

campurilor magnetice create de circuite inductoare fixe, asupra curentilor pe care aceste

circuite ii induc in piese conductoare mobile. Din interactiunea dintre campurile magnetice

si curentii indusi, apare un cuplu activ care pune in miscare piesa mobila.

Dispozitivul de inductie folosit in contoarele de curent alternativ este realizat dintr-un disc

de aluminiu ce se poate roti in jurul unui ax vertical si doi electromagneti (un

electromagnet de curent 1 si un electromagnet de tensiune 2).

Electromagnetul de curent se monteaza in serie cu consumatorul, deci este parcurs

de curentul I din circuit. El produce un flux FI care strabate de doua ori discul in sensuri

contrare. Electromagnetul de tensiune este montat in paralel cu consumatorul, deci este



alimentat cu tensiunea de la bornele consumatorului. El creeaza un flux FU, care strabate

discul o singura data. Fluxurile FI si FU induc curenti in disc.Datorita interactiunii dintre

curentii indusi si fluxuri, ia nastere un cuplu activ care pune in miscare discul.

3.5.Montarea contorului

Pentru a monta corect un contor trebuie respectată schema de conexiuni indicată de

fabricant precum şi reţeaua electrică în care se introduce aparatul. Montarea corectă

presupune cunoaşterea succesiunii fazelor reţelei şi respectarea aceloraşi succesiuni la

bornele de tensiune ale contorului. De asemenea, se impune realizarea concordanţei între

bornele contorului şi ale trasformatoarelor de măsurare, respectându-se polaritatea

acestora.

La contoarele monofazate erorile de montaj sunt rare, datorită schemelor simple, iar

identificarea legăturilor se face uşor. Cea mai frecventă eroare constă în inversarea sensului

de circulaţie a curentului în bobină, ceea ce are ca urmare rotirea discului în sens contrar

celui normal, această eroare poate fi uşor observată şi remediată.

La contoarele trifazate nerespectarea succesiunii corecte a fazelor conduce la

apariţia erorilor. De asemenea, înlocuirea unui conductor de fază cu conductorul neutru,

în afara faptului că determină o înregistrare greşită a energiei, poate produce arderea bobinelor de tensiune, din cauza aplicării tensiunii de linie în loc de cea de fază.

La montarea indirectă a contoarelor prin transformatoare de măsurare cauzele care

pot produce erori. Se pot conecta greşit circuitele de curent sau de tensiune ale contoarelor

la înfăşurările secundare ale transformatoarelor de măsură sau se poate întrerupe un

conductor de legătură între contor şi transformatorul de măsură.

Un exemplu de conectare greşită este prezentată în Fig.8.20 unde s-au inversat

legăturile la borne de curent ale primului sistem de măsurare.



3.6. ERORILE SI PROPRIETATILE DISPOZITIVELOR DE INDUCTIE

• Datorita neliniaritatii dependentei inductie camp magnetic, nu exista o proportionalitate

riguroasa intre valoarea efectiva a curentului prin infasurare si valoarea efectiva a

fluxului electromagnetic;

• Pierderile magnetice in cele doua miezuri, defazeaza fluxurile in urma curentilor in

mod inegal, facand necesara prezenta unor circuite de simetrizare;

• Cuplul activ fiind direct proportional cu frecventa este puternic afectat de variatia

acesteia, determinand erori importante de indicatie;

• Capacitatea de suprasarcina este ridicata deoarece eventualele resorturi spirale nu sunt

strabatute de curent;

• Influenta campurilor exterioare (magnetice si electrice) este in prezent neglijabila si

poate fi complet inlaturata prin introducerea dispozitivului intr-o carcasa

feromagnetica;

• Constructia simpla si robusta a acestui instrument, ii asigura o buna rezistenta la

solicitarile mecanice exterioare (vibratii);

• Datorita numeroaselor surse de erori (frecventa, miezuri feromagnetice, temperatura,

etc.) clasele de precizie realizabile sunt inferioare clasei 1.

3.7.REPARAREA SI REGLAREA CONTOARELOR



Reconditionarea contoarelor se efectueaza la semnalarea unor deficiente in

functionarea acestora, in cazul reviziilor periodice, la inlocuirea contoarelor din exploatare

sau la repararea preventiva.

La repararea preventiva, similara cu notiunea de reparatie curenta, se prevad

curatirea crapodinei si a lagarului superior si eventual inlocuirea unor piese uzate, cum ar

fi: piatra, bila sau capacelul lagarului superior. Dupa curatire si asamblare, contoarele se

regleaza si se supun verificarii.

Procesul de reparare la contoare se poate imparti in doua etape:

• remedierea defectiunilor mecanice;

• reglarea electrica functionala a contoarelor.

Pentru inlaturarea defectelor mecanice se demonteaza capacul contorului. Capacul

este reparat, curatat, vopsit si i se schimba geamul, daca a fost spart, precum si garnitura de

etansare. Suprafata interioara a contorului electric trebuie sa fie stearsa pentru a nu ramane

praf si impuritati. Dupa aceea, se deponteaza mecanismul totalizator pentru a fi curatat sau

a i se inlocui sau repara piesele defecte.

Urmeaza curatirea celorlalte piese si anume: spalarea discului cu ax; demontarea si

montarea crapodinei, spalarea pieselor acesteia si spalarea suportului acului; polarizarea

sau inlocuirea bilei.

Dupa inlaturarea deficientelor mecanice, contoarele trebuie reglate electric

(etalonate), pentru obtinerea curbei erorii in limitele impuse de clasa de precizie a

contorului. Pentru ca energia sa fie inregistrata corect de catre contor este necesar sa se

realizeze egalitatea dintre cuplurile de frecare si compensare.

Aceasta conditie nu se poate indeplini la toate regimurile de functionare, in primul

rand datorita cuplului de franare care nu este constant si apoi datorita fluxurilor care nu

sunt direct proportionale cu curentii din cauza miezurilor feromagnetice. Tinand seama de

acestea, contorul are o anumita eroare.

Aceasta poate fi micsorata daca, presupunand conditiile nominale de functionare

ale contoarelor monofazate, urmarim urmatoarele etape de reglare:

• reglarea compensarii frecarii;

• reglarea defazajului la factor de putere zero;

• reglarea la sarcini mari;



• reglarea la sarcini mici;

• reglarea la mers in gol si a sensibilitatii.

3.7.ETALONAREA SI VERIFICAREA CONTOARELOR

Operaţiile de etalonare se efectuează de către fabricant, iar cele de verificare de către

organele metrologice, în scopul încadrării contoarelor în prescripţiile corespunzătoare

clasei de exactitate şi a concordanţei cu prevederile cuprinse în normele specifice.

Contoarele sunt supuse probelor privind :

- mersul în gol - echipajul mobil nu trebuie să se rotească pentru I = 0 şi

tensiuni

U∈(80...110)%U n aplicate bobinelor de tensiune;

- sensibilitatea - determinarea curentului minim la care începe rotaţia echipajului mobil

(îm

general ≤ 0,5% I n );

- determinarea erorilor - pentru încadrarea în clasa de exactitate.

Limitele erorilor relative pentru contoarele de energie electrică trebuie să fie cele indicate

în

Tabelul 8.2.

Dintre metodele uzuale de etalonare sau de verificare a contoarelor se pot aminti:

• Metoda timp - putere ( wattmetru - cronometru )

Energia înregistrată de contor se compară cu energia calculată după indicaţiile unui

wattmetru

etalon, timpul fiind măsurat cu un cronometru. Eroarea relativă, în procente, este:



în care:

- energia măsurată de contor;

W = P t - energia reală;⋅

n - numărul de rotaţii efectuat de echipajul mobil în timpul t;

c - constanta contorului [rot/kWh];

P - puterea indicată de wattmetru [W];

t - timpul de măsurare [s].

Metoda contorului etalonContoarele etalon sunt contoare de exactitate ridicată şi care au posibilitatea să

măsoare enegia electrică şi pentru intervale de timp foarte scurte. Pentru aceasta, în

circuitul bobinei de tensiune este prevăzut un întrerupător care permite afişarea şi pornirea

contorului în orice moment fără ca bobina de curent să fie deconectată din circuit.

Mecanismul de înregistrare permite citirea fie a energiei consumate, fie a numărului de

rotaţii. Contorul de verificat şi contorul etalon se leagă cu bobinele de curent în serie şi

bobinele de tensiune în paralel. Eroarea relativă este:

- cx , ce sunt constantele contorului de verificat, respectiv etalon ;

- nx , ne reprezintă numărul de rotaţii efectuate de contorul de verificat, respectiv etalon.

Metoda stroboscopică

Se bazează pe sondarea fotoelectrică a diviziunilor stroboscopice de pe discul unuicontor etalon şi transmiterea frecvenţei de referinţă unei lămpi de descărcare în

gaze, care iluminează discul contorului de încărcat. Este o metodă simplă, permite o

reglare rapidă, dar exactitatea este scăzută, mai ales la curenţi mici.



3.8.Contoare cu funcţii speciale pentru marii consumatori

Contoare cu dublu tarif se utilizează la măsurarea energiei scurse spre marii

consumatori, în scopul stimulării acestora pentru a funcţiona în special în orele de sarcină

mică, tariful fiind în acest timp mai redus.

Contoarele de vârf se utilizează atunci când energia se facturează global până la o

anumită putere consumată, iar pentru o putere superioară limitei stabilite, consumată

accidental de abonat, energia este tarifată în kWh. Astfel abonatul poate consuma o putere

mai mare decât cea fixată, plătind însă suplimentar.

Contorul de depăşire serveşte la înregistrarea consumului care depăşeşte o anumită

limită fixă separat de consumul total.

Fig.8.24. Referitor la contorul de depăşire.

Contorul cu indicator de putere maximă se utilizează în sistemul de tarifare a

energiei în care, în

afara energiei înregistrate în perioada de taxare, se ţine seama şi de puterea maximă

absorbită în acest interval de timp.

Contorul cu un singur sens de înregistrare este prevăzut cu o frână mecanică ce nu

permite discului să se rotească decât într-un singur sens. Se utilizează pentru contorizarea

energiei electrice într-un sens bine definit ( sistem → consumator, consumator →

sistem ) fiind utilizat acolo unde consumatorii dispun şi de posibilităţi proprii de

producere a energiei electrice, pe care o pot livra sistemului energetic.

Contorul cu generator de impulsuri se utilizează pentru transmiterea la

distanţă a energiei electrice sub formă de impulsuri, la diferite aparate receptoare.



Din punct de vedere constructiv contoarele cu generator de impulsuri sunt contoare

trifazate în care s-a montat un traductor de turaţie.

capitolul iii terminat

Documents