Osnovna funkcija mjerača električne energije nije samo mjerenje veličine snage opterećenja, već i odraz trajanja potrošnje energije. Da bi se postigao ovaj cilj, mjerač treba da pretvori veliku struju iz električne mreže u mali signal za obradu od strane internog mjernog čipa.
Osnovna funkcija mjerača električne energije nije samo mjerenje veličine snage opterećenja, već i odraz trajanja potrošnje energije. Da bi se postigao ovaj cilj, mjerač treba da pretvori veliku struju iz električne mreže u mali signal za obradu od strane internog mjernog čipa.
Zašto ne možemo direktno mjeriti velike struje?
To je uglavnom zbog sigurnosti i praktičnih razloga. Električne struje u domaćinstvu i industriji mogu doseći desetine ili čak stotine ampera. Direktno mjerenje tako velikih struja ne samo da bi predstavljalo ogroman teret na sam mjerni instrument, već bi predstavljalo i ozbiljne sigurnosne opasnosti.
Komponente za mjerenje struje djeluju kao "strujni skaliri" za brojila električne energije; oni proporcionalno smanjuju struju na nivo koji je pogodan za mjerni krug za obradu. Ova konverzija mora biti što preciznija, jer će svaka greška direktno uticati na obračun računa za struju.
Trenutno, glavne komponente za uzorkovanje struje koje se koriste u brojilima AC energije uključuju šant otpornike (koji se nazivaju šantovi) i strujne transformatore (CT). Razlike u prednostima i nedostacima između strujnih transformatora i šantova proizlaze iz njihovih principa rada i konstrukcijskog dizajna, a izbor između njih zahtijeva pažljivo razmatranje na osnovu specifičnih zahtjeva primjene:
| Comparison Dimension | Shunt Resistor | strujni transformator (CT) |
|---|---|---|
| Prednosti | 1.Niska cijena, jednostavna struktura, značajno smanjuje ukupne troškove sistema; 2. Izuzetno mali volumen, bez magnetnih komponenti ili problema sa zasićenjem; stabilno mjerenje malog-strujnog polja, pogodno za dizajn kompaktnog prostora; 3. Unutar raspona nazivne struje, daje precizne signale napona bez problema s elektromagnetnim smetnjama. |
1. Inherentno pruža izolaciju visokog{0}}napona; primarna i sekundarna strana su fizički izolirane; 2.Odlična tačnost i linearnost; pogodan za široke strujne opsege i široke radne opsege temperature, sa jakom unutrašnjom stabilnošću; 3. Fleksibilni opseg mjerenja: podešavanjem omjera okretaja, može se prilagoditi od desetina ampera do desetina kiloampera, olakšavajući standardizirani dizajn{0}}mjera snage. |
| Nedostaci | 1. Visokonaponske{0}}prilike zahtijevaju dodatna izolacijska kola, povećavajući složenost dizajna i troškove; 2.Nije prikladno za okruženja sa visokim-trenutnim ili širokim{1}}okruženjima temperature. |
1. Veća cijena, veća veličina i težina; prilagođene specifikacije dodatno povećavaju troškove; 2.Osjetljiv na elektromagnetne smetnje; na magnetno jezgro mogu uticati vanjska magnetna polja; visoko{0}}smetnje impulsa visokog napona mogu uzrokovati zasićenje i degradirati tačnost mjerenja, što zahtijeva dodatni dizajn zaštite; 3.Složen proizvodni proces sa strogim zahtjevima za materijale jezgre i preciznost namotaja. |
Ključni princip u odabiru trenutnih komponenti uzorkovanja za brojila AC energije je "davanje prioriteta prikladnosti za scenarij primjene uz uzimanje u obzir i točnosti i cijene." Za aplikacije visokog{1}}napona, jake{2}}strujne industrijske i energetske sisteme koje zahtijevaju električnu izolaciju, strujni transformatori su poželjniji izbor. Za nisko-naponske, niske-strujne i -osetljive aplikacije potrošača i minijaturnih instrumenata, mogu se koristiti šantovi, pod uslovom da se implementiraju odgovarajući dizajn toplote i izolacije.