Elektrik Sayacı Nedir

Elektrik sayacı

Elektrik sayacı nedir?

Üretilen yada tüketilen elektrik enerjisi miktarını, devrelerdeki üretilen ve tüketilen işi doğrudan ölçen ölçü aletlerine elektrik sayacı veya doğrudan doğruya sayaç denir. Kullanılan alet sayısı fazlalaştıkça  sayacın ibresinin hızlı dönmesine neden olur. Elektrik sayaçları tüketilen enerjiyi watt/saat (Wh) olarak gösterir. Watt olarak çekilen güç ile saat olarak bu gücün çekildiği zamanın çarpımına eşittir.

Elektrik sayaçları hakkında bilgi; ölçü aletlerinde elektrik akımının etkisi ile dönen sistem belirli bir açı kadar sapmaktadır. Elektrik sayaçlarında ise dönen sistem devamlı bir dönme hareketi yapar. Bu dönme hareketinin hızı, harcanan elektrik gücü ile orantılıdır. Bu cihazlarda karşı koyma momenti yerine, hareketli sistemin hızı ile orantılı olan frenleyici moment etkisini gösterir. Frenleyici moment ise, hareketli sistemle aynı mil üzerine tespit edilen bir alüminyum diskin devamlı mıknatıs kutupları arasında dönmesi ile sağlanır

Yapısı

Anolog ölçüm yapan indüksiyonlu sayaçlar U ve G şeklinde elektromıknatıs, alüminyum disk ve sabit mıknatısdan meydana gelir. Alüminyum disk elektromıknatıs kutupları arasında serbest bir şekilde dönecek biçimde yataklandırılır.

İndüksiyon Sayacı Cihazı

Sayacın iki sargısı vardır. İkiye ayrılmış manyetik çekirdek karşısında sarılmış akım ve gerilim çekirdekli elektromıknatıs sargıları bulunmaktadır. Elektrik akımı değişken olduğunda  manyetik alan manyetik akı üreten, akımları tetikler. İkincisinin ana manyetik akımlarla etkileşimi, alüminyum diskin dönmesini ve buna karşılık sayım yapan mekanizmanın çalışmasını sağlar. Diskin hızlı dönmesi elektrik enerjisinin tüketiminin fazla olduğunu gösterir.

• Akım sargısı, yük  arasına seri bağlanır.
• Gerilim sargısı, ağ sistemine paralel bağlanır.

Eddy akımları ve manyetik akı, diskte birbirleriyle etkileşime girmeye başlar. Sonucunda, dönen bir durumun meydana gelmesiyle bir elektromekanik kuvvet ortaya çıkar. Akım ve gerilim sargılarında meydana gelen iki manyetik akı arasındaki faz kaymasının sinüsü ile çarpılarak bir orantı ortaya çıkar. Sargılardan akan akımların hareketi, dönen diski geçerek değişken manyetik akı yaratılmasına yol açar. Onların değeri, akım tüketimi ve giriş voltajı arasındaki orandır. Diskin kendisine göre manyetik akı yönünde akan girdap akımları meydana gelmesini sağlar. İndüksiyon ölçüm cihazı 90º derecelik faz kayması durumunda çalışır. Böyle bir değişim, voltaj sargısı ile manyetik akının iki parçaya ayrılmasıyla elde edilir. Disk aktif olarak tüketilen güce, orantılı bir frekansla döner. Doğrudan güç tüketimi, diskin devir sayısıyla orantılıdır. Tüketim verileri, bir dişli sayesinde hareketli diskin eksenine bağlı olan bir mekanik sayma cihazına aktarılarak her iki ögenin eş zamanlı dönmesini sağlar.

Basit tek fazlı indüksiyon sayacın çalışma prensibini açıklayan şema

1-Manyetik devre sacı 2- Voltaj spiri 3-Akım sargısının manyetik sacı 4- Akım sargısı 5-Antipole (zıt) 6-Disk 7-Eksen mili 8-Sonsuz dişli 9-Sayma mekanizması

Dijital elektrik sayacı elektronik devre elemanlarından meydana gelir. Dijital elektrik sayacı üstünde sıfırlama butonu, led sinyal çıkışları, çağrı butonu, LCD panel, optik haberleşme ara yüzü vardır. Tüm  sayaçların klemens bağlantı plakası önünde kilit veya mühür kısmı vardır. Elektrik sayaçlarında bu kısım usta bir  elektrikçi tarafından gereken bağlantılar yapılır. Türkiye Elektrik Kurumu yetkili bir elemanı tarafınca kilitlenir yada mühürlenir. Elektrik sayacının yeniden işlem görmesi için sayaç elektrik kurumu yetkili elemanı tarafından açılmalıdır.

Elektrik Sayacı Nasıl Bağlanır?

Harcanan enerjinin ölçülmesi için sayacın devreye doğru bağlanması gerekir. Elektrik sayaçları watmetreye benzer ve onlar gibi bağlanırlar. Akım bobini devreye seri, gerilim bobini ise devreye paralel olarak bağlanır. Devreye bağlanmaları üç aşamada olur.

Direkt  Bağlama

Alçak gerilim şebekelerinde akımın büyük olmadığı yerde sayaçlar doğrudan bağlanır. Evlerde olduğu gibi. Bir fazlı sayaçlar genellikle 5, 10, 20, 30 amper 220 volt olarak dizayn edilmiştir. Bir fazlı sayaçlarda şebekeden gelen faz elektrik sayacının 1 nolu ucuna girer. Nötr ise 4 nolu uca girer. 3 nolu ucundan faz çıkar. 5 nolu ucundan nötr çıkarak alıcılara bağlanır.

Bir fazlı elektrik sayacın direk bağlantısı

Akım Ölçü Transformatörü İle Bağlama

Üç fazlı akım trafolu sayaca bağlantısı

Alçak gerilim şebekesinde akımın büyük olduğu fabrika atölye vb. gibi yerlerde akım ölçü trafosu ile bağlama yapılır. Akım bobinine bir ölçü transformatörünün sekonder uçları bağlanır. Sayacın akım bobini 5 amperlik gerilim bobini de şebekeye doğrudan doğruya bağlanacak şekilde dizayn edilmiştir.

Akım Ve Gerilim Ölçü Trafoları İle Bağlama 

Üç fazlı akım ve gerilim trafolu sayaca bağlantı

Yüksek gerilimli tesislerde harcamaları ölçmek için elektrik sayaçları ölçü trafosu bağlanarak ölçülür. Yüksek gerilim, sayaç voltajı için düşürülür. Böylece yüksek gerilimden de izole edilmiş olur. Bazı tip sayaçlar doğrudan doğruya kWh cinsinden okurlar. Bazıları ise ölçü trafoları ile kullanıldıkları zaman sayacın gösterdiği değeri transformatörün dönüştürme oranı ile çarpmak gerekir.

Elektrik Sayacı Nasıl Çalışır?

Elektrik sayaçları içerisinde G ve U şekline benzeyen gerilim bobini ve akım bobini, alüminyum disk ve sabit bir mıknatıs vardır. Gerilim bobini demir bir nüve üzerine ince kesitli çok sarımlı olarak , akım bobini ayrı bir demir nüve üzerine kalın kesitli az sipirli olarak sarılmıştır. Ayrıca akım bobini nüvesi üzerinde, uçları bir R direncine bağlı birkaç sipirli bir bobin daha vardır. Alüminyum disk, gerilim bobini ve akım bobini elektromıknatıs kutupları arasında serbest olarak dönebilecek şekilde yerleştirilmiştir. Süre bakımından değişen ve bir alan içinde bulunan bu disk üzerinde akım indüklenir.

O halde diske akım iletmek için doğru akım sayaçlarında olduğu dibi fırça ve kollektöre ihtiyaç yoktur. Diskte akım indüksiyon yolu ile sağlanır. Üzerinden akım geçen disk, içinde bulunduğu alanın etkisi ile bir dönme momenti oluşturur ve böylece disk döner.  Diskin devri ise, sonsuz bir vida ile numaratöre iletir. Elektrik sayaç okuma ile tüketilen enerji toplanarak ölçülür. Cihazın dönme hızı, sistemden çektiği güç ile doğru orantılı olur.

Elektrik Sayaçlarının Görevi

Elektrik enerjisi ölçülmesi, üretilen ve tüketilen elektrik enerjisinin bilinmesi, kaçak olarak kullanılan elektrik kayıplarının bulunması ve ne kadara mal olduğunu hesaplayabilmek  için gerekir. Elektrik sayaçları, devreden çekilen güçlerin sabit ya da değişken değerlerini zaman ekseni üzerinde toplar. Özellikle kilowattsaat (kwh) türünden kaydeder. Elektrik almaçlarının gücünü ölçen cihaz wattmetre, elektrik almaçlarının yaptığı işi doğrudan ölçen cihazlara elektrik sayacı adı verilir. Sayaç ile wattmetrenin yapısı aynıdır. Aralarındaki fark, wattmetrede ibre, sayaçta sayıcı (numaratör) vardır.

Sayaç Çeşitleri

Elektrik sayaç çeşitleri, doğru akım (DA yada DC) ve alternatif akım (AA yada AC) sayaçları olmak üzere iki tanedir.

Piyasada çok tarifeli ön ödemeli elektrik sayacı vardır.  Yeni elektrik sayaçları, imalatları standartlar ve yönetmelikler çerçevesinde yapılmakta ve ilke olarak üretilen sayaçların tümünün özellikleri aynıdır. Elektronik sayaç imalatı aktif ve reaktif olarak imal edilmektedir. Üç fazlı sistemlerde, trifaze kombi (aktif- reaktif- kapasitif)ve  trifaze sayaç kullanılmaktadır.

Enerji Birimleri; Watt saatin (Wh’ın) 1000 katı olan kilowatt/saat yada 1.000.000 katı olan Megawatt/saat (MWh) kullanılır.

Elektrik İşi

Enerji şeklinden biri elektriktir. Elektriğin temel enerji kaynaklarından olan, doğalgaz, kömür, petrol, nükleer enerji veya yenilenebilir enerji kaynaklarından faydalanarak ikinci bir enerji elde etmektir. Herhangi bir zamanda elektrik enerjisi kullanarak iş yapılır. Birim zaman da enerji tüketerek alınan sonuca (ısı, manyetik, ışık) elektrikte iş denir. Elektrik enerjisi ile  çalışan bir alıcının tükettiği enerji miktarı arttığı zaman gördüğü iş de o nispette artmış olur. Elektrikte iş, devreden çekilen güç ile zamanın çarpımına eşittir.

Elektrikte iş “W” harfi ile simgelenir.

Formül; W= P x t ( İş = Güç x Zaman) dir.

İş birimi;  kilowattsaat (kWh)’tir.

Devreye bağlı olan 1000 watt (1 kilowatt) gücündeki alıcı, bir saat çalışırsa yaptığı iş 1 kWh’tir.

Güç denklemi: P = V. I

İş denkleminde P yerine V.I yazdığımızda W = V. I. t biçiminde de yazılır.

Örneğin: Elektrik sayacı 6 saatte 60 kWh yazarsa, sayaca bağlı olan almacın gücünü bulalım.

Çözüm: W = P.t denkleminden P’ yi çekdiğimizde

P = W/t = 60/6 = 10 kW = 10000 W bulunur.

Örneğin; Gücü 1 kW (1000 W) olan ısıtıcı 8 saatte kaç kWh enerji harcar?

Çözüm: W = P.t = 1. 8 = 8 kW

Elektrik Sayaç Markaları

Elektrik firmaları, birçok marka ve kalitede elektrik sayaç imalatı yapmaktadırlar. Bunlardan bazıları; MKE sayaçları, Makel trifaze dijital elektrik sayacı, Makel elektrik sayacı, Esem elektrik sayaçları, Luna elektrik sayaçları, Viko sayaç, Köhler elektrik sayacı, Köhler trifze dijital elektrik sayacı, Manas akıllı sayaçlar vb gibi markalar mevcuttur. Bu elektrik sayaç fiyatları da özelliklerine ve kullanıldıkları yerlere göre farklılık gösterir.