ELEKTRİK SAYAÇLARI
Elektrik sayacı, üretilen veya tüketilen elektrik enerjisi miktarını ölçen alettir. Elektrik enerjisi miktarı watt-saat olarak belirtilir. Bu da watt olarak çekilen güç ile saat olarak bu gücün çekildiği zamanın çarpımını gösterir.
Pratikte ise enerji birimi daha çok Wh’ın 1000 katı olan kilowatt-saat veya 1.000.000 katı olan Megawatt-saat (MWh) kullanılır.
3.1. Elektrik İşi
Elektrik bir enerji şeklidir. Elektrik temel enerji kaynaklarını, kömür, petrol, doğalgaz, nükleer enerji ya da yenilenebilir enerji kaynakları kullanarak, ikincil bir enerji olarak elde edilebilmektedir. Elektrik enerjisinin zaman içinde kullanılması ile iş yapılır.
Elektrikte yapılan iş, devreden çekilen güç ile zamanın çarpımı sonucunda bulunur. Yani İş = Güç x Zaman formülü ile hesaplanır.
3.2. Elektrik Sayaçları (A.A.)
3.2.1. Görevi
Elektrik enerjisi üretilen veya tüketilen devrelerde, üretilen ya da tüketilen işi direkt olarak ölçen cihazlardır. Elektromekanik ve elektronik olmak üzere genel çeşitleri vardır. Günümüzde yeni yapılarda elektronik sayaçların kullanılması zorunludur.
Elektromekanik sayaçta, dönme hareketi bir dişli aracılığı ile numaratöre iletilip numaratörde harcanan enerji toplanarak ölçülmektedir. Burada aletin dönme hızı, devrenin çektiği güç ile doğru orantılıdır. Bu aletlerde karşı koyma yöntemi yerine, hareketli sistemin hızıyla orantılı olan frenleyici moment kullanılır. Frenleyici moment, hareketli sistemle aynı mil üzerine tespit edilen alüminyum diskin daimi mıknatıs kutupları arasında dönmesiyle sağlanır. Bir ve üç fazlı olmak üzere iki şekilde imal edilir.
Sayaç normal değerler içerisinde çalışırken, ölçülen enerji miktarı ile diskin devir sayısı arasındaki bağıntıya sayaç sabiti denir ve K harfi ile gösterilir. Sayaçta ölçülen 1 kWh’lik elektrik enerjisi için diskin kaç devir yapacağı, sayaç etiketi üzerinde devir / kWh cinsinden belirtilir.
Sayaç, gücünü ölçmek istediğimiz alıcının devresine bağlanarak, bir kronometre ile diskin 1 dakikada kaç devir yaptığı gözlenir. Daha sonra sayaç etiketinde yazılı olan K değeri ile 1 dakikada diskin yaptığı devir arasında orantı kurularak güç hesaplanır.
Resim 3.1’ deki sayacın etiket değerleri aşağıya çıkarılmıştır.
Nominal Gerilim : 220 V
Nominal Akım :10(30)A
Nominal Frekans : 50 Hz.
Nominal Devir Sayısı : 600 devir 1 kWh
İmal Yılı : 1993
Yukarıdaki sayaç bilgilerine göre örnek bir hesaplama yapalım.
Elektrik sayacına bağlanan bir ütü, sayacın dakikada 15 devir dönmesini sağlamaktadır. Bundan hareketle 1 saatte yani 60 dakikada kaç devir yaptığını bulalım. Orantı yolu ile;
3.2.2. İndüksiyon Sayaçları ve Bağlantıları
İndüksiyon sayaçları yapı itibariyle wattmetreye benzemektedir. Kalın kesitli az sarımlı akım bobinleri ve ince kesitli çok sarımlı gerilim bobinleri vardır. Akım bobinlerinin sargı dirençleri küçüktür ve alıcıya seri bağlanır. Gerilim bobinlerinin dirençleri büyüktür ve alıcıya paralel bağlanır.
Akım bobininden geçen akımın ve gerilim bobininde düşen gerilimin oluşturduğu manyetik alanın alüminyum disk üzerinde oluşturdukları döndürme momentine göre çalışır.
3.2.2.1. Aktif Sayaçlar
Aktif sayaçlar alıcıların aktif güçlerini ölçer. Ölçtükleri faz sayılarına göre iki şekilde imal edilmektedir:
-
Bir fazlı sayaçlar
-
Üç fazlı sayaçlar
-
Bir Fazlı Aktif Sayaç: Prensip olarak endüksiyon motoruna benzeyen aktif sayaçta disk, sayıcı eleman, gerilim bobini, akım bobini ve daimi mıknatıs bulunmaktadır.
Akım ve gerilim bobini olmak üzere iki adet bobin vardır. Akım bobini kalın iletkenden az sipirli, gerilim bobini ince iletkenden çok sipirli yapılmıştır. Akım bobini alıcıya seri, gerilim bobini alıcıya paralel bağlanır. Her iki bobinde sayaç içerisinde sabit olarak yerleştirilmiş ve aralarına dönebilecek şekilde yataklanmış alüminyum disk yerleştirilmiştir. Sayaçları gerilim bobinleri paralel bağlandıklarından, oluşturdukları manyetik alan sabittir. Akım bobininden alıcı akımı geçtiği için sürekli değişiklik gösterir. Bu iki manyetik alan arasında faz farkı meydana getirilerek alüminyum diskin tıpkı bir asenkron motorun rotoru gibi dönmesi sağlanmıştır.
Sayaç üzerinden geçen akımın miktarına bağlı olarak alüminyum disk hızla veya yavaş dönerek, miline bağlı sonsuz vida aracılığı ile bir numaratörü çevirir. Numaratör, sayaç ekranından okunabilecek şekilde harcanan elektrik enerjisini kilowatt-saat olarak yazar.
Sayaç içerisinde, amortisman momentini sağlayan tabii mıknatıs vardır. Bu tabii mıknatıs sayaç çalışırken diskin kontrollü dönmesini sağlar ve sayaç üzerinden geçen akım kesildiğinde diskin ataleti ile dönmesini engeller. Böylece gereksiz yere kullanılmaya enerji sayaç tarafından yazılmamış olur.
Bir fazlı aktif sayacı devreye bağlayarak güç bulma yöntemlerini arkadaşlarınızla tartışınız. Farklı örnekler geliştiriniz.
• Üç Fazlı Aktif Sayaç: Üç fazlı sayaçlar iki veya üç adet bir sazlı indüksiyon sayaçlarının bir araya getirilmesinden meydan gelir. Bu nedenle çalışma prensibi ve özellikleri bir fazlı sayaçların aynısıdır. Üç fazlı olanlarda bir adet disk aynı eksen üzerindeki mile tespit edilmiştir.
Üç fazlı aktif sayaçlar iki çeşit olarak imal edilir:
-
Üç fazlı üç telli (aron bağlı)
-
Üç fazlı dört telli
-
Üç Fazlı Üç Telli (Aron Bağlı) Sayaçlar
Bu sayaçlara aron bağlı sayaçlar da denmektedir. Bir kap içerisine yerleştirilmiş bir fazlı iki sayaç gibi düşünülebilir. İki adet çalışma sistemi vardır. Bu tip sayaçlar nötrsüz, nötrlü ve nötrü topraklanmış veya nötr topraklı fakat yükleri dengeli sistemlerde kullanılır. İki çalışma sistemleri olduğundan, iki akım ve iki de gerilim bobini vardır.
Bu bağlantıda:
-
akım bobini 1 ve 3 numara ile
-
akım bobini 7 ve 9 numara ile
-
gerilim bobini 2 ve 4 numara ile
-
gerilim bobini 6 ve 8 numara ile gösterilmiştir.
4 ve 6 numaralı uçlar iki gerilim bobinin ortak noktalarıdır. 1. gerilim bobinin 2 numaralı ucu 1. akım bobinin 1 numaralı giriş ucunu, 2. gerilim bobinin 8 numaralı ucu 2. akım bobinin 7 numaralı giriş ucuna köprülenmiştir.
Yalnız iki faza göre akım ve gerilim bobinleri olduğundan, sarfiyatları üç faz dört telli sayaçlara göre azdır. Ayrıca yüksek gerilim ve yüksek akım devrelerinde kullanılırken iki akım ve iki gerilim trafosu gerektiğinden bir akım ve bir gerilim trafosundan tasarruf edilir. Maliyet açısından uygundur.
Aron bağlı sayaçlar, akım bobinlerine bağlı olmayan üçüncü fazdan çekilen enerjiyi ölçmez. Bu nedenle aron bağlı sayaçlar üç fazı dengeli olan sistemlerde kullanılmalıdır.
Bu konu 4 bölümden oluşmaktadır. Şuan 1. bölümdesiniz.
Bir SONRAKİ BÖLÜM için TIKLAYIN
1.Bölüm için TIKLAYIN
2.Bölüm için TIKLAYIN
3.Bölüm için TIKLAYIN
4.Bölüm için TIKLAYIN