Обзор и конструкция современных счетчиков электроэнергии Обзор и устройство современных счетчиков электроэнергии / - услуги электромонтажа, строительства и ремонта

На контакты 5 и 6 поступает аналоговый сигнал от токового шунта, который находится на первой и второй клеммах измерителя (повреждение видно на фото). На контакты 8 и 7 поступает аналоговый сигнал, пропорциональный напряжению сети. Через контакты 16 и 15 можно установить коэффициент усиления внутреннего операционного усилителя, отвечающего за ток. Оба сигнала преобразуются в цифровую форму с помощью АЦП и после некоторой коррекции и фильтрации поступают на умножитель. Умножитель перемножает эти два сигнала, что по законам физики дает информацию о текущей потребляемой мощности на его выходе. Этот сигнал подается на специальный преобразователь, который генерирует готовые импульсы на счетное устройство (контакты 23 и 24) и на управляющий диод и счетный выход (контакт 22). Выводы 12, 13 и 14 используются для конфигурирования умножителей частоты и режимов работы вышеуказанных импульсов.

Содержание

Обзор и конструкция современных счетчиков электроэнергии

Индуктивные счетчики электроэнергии недавно были заменены электронными. В этих счетчиках механизм счетчика приводится в действие не катушками напряжения и тока, а специализированной электроникой. Кроме того, для подсчета и индикации можно использовать микроконтроллер и цифровой дисплей. Это позволило уменьшить общий размер устройств, а также их стоимость.

Почти каждый электронный измерительный прибор содержит одну или несколько специализированных вычислительных схем, которые выполняют основные функции преобразования и измерения. На вход такой микросхемы поступает информация о напряжении и токе от соответствующих датчиков в аналоговой форме. Внутри чипа эта информация оцифровывается и преобразуется определенным образом. В результате на выходе микросхемы генерируются импульсные сигналы, частота которых пропорциональна текущему энергопотреблению нагрузки, подключенной к счетчику. Импульсы поступают в счетный механизм, который представляет собой электромагнит, совмещенный с шестернями на числовых колесах. Для более дорогих счетчиков с цифровым дисплеем используется дополнительный микроконтроллер. Он подключается к вышеупомянутой микросхеме и цифровому дисплею через определенный интерфейс, сохраняет результат измерения электроэнергии в энергонезависимой памяти и обеспечивает дополнительную функциональность устройства.

Давайте посмотрим на некоторые из этих микросхем и моделей счетчиков, с которыми я сталкивался.

На рисунке ниже показан один из самых дешевых и популярных однофазных счетчиков “НЕВА 103”. Как видно из рисунка, конструкция счетчика довольно проста. Основная плата состоит из выделенной микросхемы, ее схемы и узла регулятора мощности на основе балластного конденсатора. На дополнительной плате находится светодиод, показывающий потребляемую мощность. В данном случае – 3200 импульсов на 1 кВтч. Также можно считывать импульсы с зеленой клеммной колодки в верхней части измерителя. Механизм счетчика состоит из семи колес с цифрами, шестеренки и электромагнита. Он отображает подсчитанное количество электроэнергии с точностью до десятых долей кВт/ч. Как видно из рисунка, редуктор имеет передаточное число 200:1. Согласно моим записям, это означает “200 импульсов на 1 кВт-ч”. Это означает, что 200 импульсов, поданных на катушку, заставят последнее красное колесо повернуться на 1 полный оборот. Этот коэффициент кратен коэффициенту для светодиодного индикатора, что не случайно. Редуктор и катушка помещены в металлический корпус под двумя крышками для защиты от вмешательства внешних магнитных полей.

В данной модели счетчика используется интегральная схема ADE7754. Рассмотрим его структуру.

На контакты 5 и 6 подается аналоговый сигнал от токового шунта, размещенного на первой и второй клеммах измерителя (на рисунке показан дефект в этом месте). На контакты 8 и 7 поступает аналоговый сигнал, пропорциональный напряжению сети. Через контакты 16 и 15 можно установить коэффициент усиления внутреннего операционного усилителя, отвечающего за ток. Оба сигнала преобразуются в цифровую форму с помощью АЦП и после некоторой коррекции и фильтрации поступают на умножитель. Умножитель перемножает эти два сигнала, что по законам физики дает информацию о текущей потребляемой мощности на его выходе. Этот сигнал подается на специальный преобразователь, который генерирует готовые импульсы на счетное устройство (контакты 23 и 24) и на управляющий диод и счетный выход (контакт 22). Множители частоты и режимы вышеуказанных импульсов настраиваются через контакты 12, 13 и 14.

На стандартной электрической схеме практически показана схема рассматриваемого счетчика.

Общий минусовой провод подключается к нулю 220 В. Фаза подается на вывод 8 через делитель на основе резистора для снижения уровня измеряемого напряжения. Сигнал с делителя также подается на соответствующие входы ИС через резисторы. В данной тестовой схеме конфигурационные контакты 12-14 подключены к логической единице. В зависимости от модели счетчика они могут иметь различную конфигурацию. В данном кратком обзоре эта информация не столь важна. Светодиодный индикатор подключается к соответствующему контакту последовательно с оптическим изолятором, с другой стороны которого подключается клеммная колодка для считывания (K7 и K8).

Из того же семейства ИС выходят аналогичные эквиваленты для трехфазных измерений. Скорее всего, они будут встроены в недорогие трехфазные счетчики. В качестве примера на рисунке ниже показана структура одной из таких микросхем, а именно ADE7752.

Вместо двух узлов АЦП имеется 6: по 2 на фазу. Минусовые входы напряжения ИУ соединяются вместе и выводятся на контакт 13 (ноль). Каждая из трех фаз подключена к своему положительному входу операционного усилителя (контакты 14, 15, 16). Сигналы токового шунта для каждой фазы подключаются так же, как и в предыдущем примере. Для каждой из трех фаз три умножителя выдают сигнал, характеризующий текущую мощность. Эти сигналы, помимо фильтров, проходят через дополнительные узлы, которые активируются выводом 17 и используются для активации работы математического модуля. Затем эти три сигнала суммируются, чтобы получить общее энергопотребление всех фаз. В зависимости от двоичной конфигурации вывода 17, сумматор суммирует либо абсолютные значения трех сигналов, либо их модули. Это необходимо для определенных нюансов измерения мощности, детали которых здесь не обсуждаются. Сигнал подается на передатчик, как в предыдущем примере с однофазным счетчиком. Его интерфейс также практически идентичен.

Стоит отметить, что описанные выше микросхемы используются для измерения активной энергии. Более дорогие счетчики способны измерять как активную, так и реактивную энергию. Рассмотрим, например, микросхему ADE7754. Как видно на рисунке ниже, его структура гораздо сложнее, чем в предыдущих примерах.

Схема измеряет трехфазную активную и реактивную мощность, имеет интерфейс SPI для микроконтроллера и выход CF (контакт 1) для внешней регистрации активной мощности. Вся остальная информация из схемы считывается микроконтроллером через интерфейс. Конфигурация микроконтроллера, в частности, установка многочисленных констант, которые показаны на схеме, также осуществляется этим микроконтроллером. Следовательно, эта микросхема, в отличие от двух предыдущих примеров, не является автономной, и для создания счетчика на ее основе требуется микроконтроллер. На схеме показаны узлы, отвечающие за измерение активной и реактивной энергии по отдельности. Это гораздо сложнее, чем в предыдущих двух примерах.

В качестве примера рассмотрим еще одно интересное устройство: трехфазный счетчик “Энергомера TSE6803V P32”. Как видно на фотографии ниже, этот счетчик еще не использовался. Я получил его без пломб и с небольшими механическими повреждениями на внешней стороне. Тем не менее, он был полностью готов к работе.

Как видно на материнской плате, устройство состоит из трех одинаковых компонентов (справа), микросхемы блока питания и микроконтроллера. В нижней части материнской платы расположены три идентичных модуля на отдельных платах, по одному для каждого узла. Эти модули представляют собой микросхемы AD71056 с минимально необходимой упаковкой. Этот чип представляет собой однофазный измеритель мощности.

Модули припаиваются вертикально к материнской плате. Витые провода соединяют токовые шунты с этими модулями.

Потребовалось несколько часов, чтобы нарисовать электрическую схему устройства. Давайте рассмотрим это более подробно.

На рисунке справа от общей схемы показан однофазный модуль, рассмотренный выше. Микросхема AD71056 D1 этого модуля аналогична по принципу работы микросхеме ADE7755, рассмотренной ранее. Четвертый вывод модуля обеспечивает питание 5 В, а третий вывод – сигнал напряжения. Второй вывод принимает информацию в виде импульсов о потребляемой мощности CF-выхода микросхемы D1. Сигнал токового шунта подается через контакты X1 и X2. Входы конфигурации SCF, S1 и S0 в данном случае расположены на контактах 8-10 и сконфигурированы как “0,1,1”.

Каждый из этих трех модулей обрабатывает каждую фазу соответственно. Сигнал для измерения напряжения подается на модуль через цепь из четырех резисторов и снимается с нейтральной (“N”) клеммы. Обратите внимание, что общим проводом для каждого модуля является соответствующая фаза. Общий провод всей цепи подключается к нейтральной клемме. Это умное решение подачи питания на каждый компонент в цепи показано ниже.

Каждая из трех фаз подается на VD4, VD5 и VD6 соответственно, затем на балластные RC-цепи R1C1, R2C2 и R3C3, затем на VD1, VD2 и VD3, которые соединены анодом с нейтралью. Напряжение питания для каждого из модулей U3, U2 и U1 соответственно берется с первых трех регуляторов, выпрямляется диодами VD10, VD11 и VD12. Регуляторы D1-D3 используются для получения напряжения питания 5 В. Напряжение питания общей цепи берется с регуляторов VD1-VD3, выпрямляется диодами VD7-VD9, объединяется в одну точку и подается на регулятор D4, откуда берется 5 В.

Общая схема образована микроконтроллером (МК) D5 PIC16F720. Очевидно, что он используется для сбора и обработки текущей потребляемой мощности от каждого модуля в виде импульсов. Эти сигналы выводятся из модулей U3, U2 и U1 на контакты МК RA2, RA4 и RA5 через оптические изоляторы V1, V2 и V3 соответственно. В результате МК генерирует импульсы на контактах RC1 и RC2 для механического счетного устройства M1. Это устройство аналогично рассмотренному ранее и также имеет соотношение 200:1. Катушка имеет высокий импеданс около 500 Ом, что позволяет подключать ее непосредственно к МК без дополнительных транзисторных цепей. На выводе RC0 МК формирует импульсы для светодиода HL2 и для внешнего импульсного выхода на разъеме XT1. Последнее реализовано через оптическую развязку V4 и транзистор VT1. В данной модели счетчика этот коэффициент составляет 400 импульсов на 1 кВтч. На практике, при тестировании этого счетчика (после ремонта), было замечено, что соленоид механизма счетчика срабатывает синхронно с миганием диода HL2, но только один раз (в два раза реже). Это подтверждает ранее упомянутое соотношение 400:1 для индикатора и 200:1 для счетного механизма.

На левой стороне платы есть место для 10-контактного разъема XS1, который используется для прошивки, а также для подключения интерфейса UART MCU.

Таким образом, трехфазный счетчик “Энергомера ЦЭ6803В П32” состоит из трех однофазных измерительных цепей и микроконтроллера, обрабатывающего поступающую от них информацию.

В целом, существует множество моделей счетчиков, которые гораздо более совершенны по своей функциональности. Например, счетчики с дистанционным управлением показаниями счетчика по линии электропередачи или даже через модуль мобильной связи. В этой статье я рассмотрел только самые простые модели и основные принципы работы их электрических схем. Заранее прошу прощения за некорректную терминологию в тексте, так как я старался изложить все простым языком.

Существует три типа используемых счетчиков электроэнергии:

Принцип работы индуктивного измерителя

До недавнего времени индукционные счетчики были неотъемлемой частью электрической сети в жилых домах. Измерительное устройство в этих приборах состоит из вращающегося алюминиевого диска и цифровых барабанов, которые отображают потребление электроэнергии в режиме реального времени.

Принцип работы таких устройств довольно прост. Электромагнитное поле, генерируемое в катушках счетчика, взаимодействует с диском, который выступает в качестве движущегося проводящего элемента. В однофазном индукционном счетчике одна катушка подключена параллельно обмотке напряжения, которая служит сетью переменного тока. Другая катушка подключается последовательно между токовой обмоткой или нагрузкой и генератором тока.

Действие токов, протекающих по обмоткам, создает переменные магнитные потоки на вращающемся диске. Их величина является пропорциональной зависимостью между потребляемым током и входным напряжением. Согласно закону электромагнитной индукции, вихревые токи возникают в самом диске, протекая в направлении магнитного потока.

Вихревые токи и магнитные потоки начинают взаимодействовать в диске. В результате возникает электромеханическая сила, которая приводит к возникновению крутящего момента. Поэтому результирующий вращающий момент пропорционален произведению двух магнитных потоков, возникающих в обмотках тока и напряжения, умноженному на синус сдвига фаз между ними.

Нормальная работа индуктивного счетчика электроэнергии возможна только при сдвиге фаз на 90 градусов. Этот сдвиг можно получить, разделив магнитный поток обмотки напряжения на две части. Получается, что диск устройства вращается с частотой, пропорциональной активно потребляемой мощности. Поэтому прямое потребление энергии будет пропорционально количеству оборотов диска. Данные о потреблении передаются на механическое счетное устройство, ось которого соединена с осью подвижного диска посредством шестерни. Благодаря такой конструкции оба элемента вращаются синхронно.

Положение этого магнита можно изменять, варьируя количество электричества, на которое это устройство не реагирует. Обычная заводская настройка составляет 25 Вт.

Принцип работы счетчика электроэнергии

У каждого дома есть счетчик электроэнергии. И нет человека, который бы не задавался вопросом, из чего состоит этот неизвестный черный ящик и действительно ли его можно заставить вращаться в обратном направлении. Сегодня мы удовлетворим ваше любопытство и заглянем под пломбу, закрывающую доступ к внутренностям этого очень интересного устройства.

Как выглядят электрические счетчики?

Существует три типа счетчиков, основанных на принципе работы механизма счетчика:

Механические – основаны на редукторе, который приводит в движение загадочный вращающийся диск.
Электронные: генератор импульсов считает, а результаты отображаются на ЖК-дисплее.
Гибридный – генератор импульсов работает с шаговым двигателем, аналогичным тем, которые используются в кварцевых часах. Результаты получают так же, как и в механических приборах – с помощью цифр на разрядных кольцах, приводимых в движение редуктором.

Самое интересное, что принцип работы счетчика электроэнергии основан на том же явлении – электромагнитной индукции.

И все же она вращается!

Наиболее наглядно конструкцию счетчика электроэнергии можно увидеть на примере однофазного бытового прибора механического типа. Его схема показана на следующем рисунке.

W-образный сердечник
U-образный сердечник
Редуктор
Постоянный магнит
пластина

Катушка с небольшим числом витков, установленная на U-образном металлическом сердечнике, подключается к клеммам 1 и 2, где зажимается фазный провод. Это называется катушкой тока, поскольку соединение происходит последовательно. К клемме 1 также подключен второй провод, идущий к другой катушке с большим числом витков, установленной на U-образном металлическом сердечнике.

Место соединения разъемное, крепление – винт, называемый “винтом напряжения”, так как другой конец катушки подключен к клемме 3, к которой подключен нейтральный провод, и соединение параллельное. Сердечники катушек установлены под углом 900 друг к другу, а в зазоре между ними находится край алюминиевого диска.

Когда через катушки проходит переменный электрический ток, в катушках индуцируется пульсирующее магнитное поле. Их продукт – вращающийся магнитный поток, всегда вращающийся в одном и том же направлении.

Согласно закону электромагнитной индукции, этот вихрь индуцирует электрический ток в алюминиевом диске и заставляет его вращаться вместе с ним.

Поскольку учитываются как напряжение, так и ток сети, измеряется потребляемая электрическая мощность, которая является произведением этих величин.

Это очень похоже на однофазный асинхронный электродвигатель с пусковой и рабочей обмотками. Разница лишь в том, что счетчик электроэнергии – это измерительный прибор, поэтому для точности показаний необходимо исключить все факторы, которые могут их изменить.

Например, момент инерции. Поэтому ротор, или диск, изготовлен из алюминия, самого легкого электропроводящего материала, не подверженного вторичному намагничиванию. Форма диска была выбрана потому, что побочным эффектом электромагнитной индукции является нагрев металлов так называемыми токами Фуко.

Они быстрее затухают в проводниках плоской формы. Это свойство используется, например, в высоковольтных и мощных трансформаторах, в которых первичная обмотка выполнена из проводника с прямоугольным сечением.

Второе отличие механического счетчика от асинхронного двигателя заключается в наличии тормоза – постоянного магнита, расположенного на краю диска.

Это необходимо для обеспечения равномерного вращения без ускорения и мгновенной остановки без выбега.

Положение этого магнита можно изменять, варьируя количество электричества, на которое устройство не реагирует. Нормальная заводская настройка составляет 25 Вт.

Диск установлен на оси, на конце которой находится червячная передача. Он используется для приведения в движение шестеренок счетного механизма. Изменение положения обмотки может фактически изменить направление вращения.

Для этого достаточно изменить порядок подключения: подвести фазу к клемме 3 и отсоединить ее от клеммы 4. Для борьбы с мошенничеством в редукторе установлен храповой механизм, блокирующий вращение в обратном направлении.

Трехфазные механические счетные устройства устроены аналогичным образом.

Однако есть некоторые тонкости: если схема построена с нейтральным заземлением – фазы на выходе силового трансформатора подстанции соединены звездой, а линия состоит из трех проводов – то счетчик имеет два циферблата на одной оси.

В отличие от этого, в простом соединении треугольником для линий до 1000 В и с отдельным нейтральным проводником (четыре провода) имеется три диска. Однако потребление энергии рассчитывается в каждом случае, даже если задействована хотя бы одна фаза.

И все же он нагревается!

Принцип работы электронного счетчика основан на втором, скорее побочном эффекте электромагнитной индукции – нагреве проводников. Датчики температуры, которые могут быть термопарами или термисторами, преобразуют тепло в электрический сигнал, который действует как регулятор.

Подавляющее большинство электронных счетных устройств основано на микросхемах серии MRS 3905, 3906 или 3909. В основном они состоят из трех модулей:

Два операционных усилителя (аналоги катушек тока и напряжения).
Затухающий генератор, который имеет собственный источник питания и подключен к одной из фаз.
Счетчик импульсов.

Операционные усилители работают совместно с датчиками температуры и подают электрический управляющий сигнал на затухающий генератор, частота которого изменяется в зависимости от его величины.

Если показания электрического счетчика отображаются на ЖК-дисплее, то количество импульсов в единицу времени подсчитывается отдельной схемой, которая преобразует его в кодовый сигнал. В случае механических редукторов импульсы подаются непосредственно на шаговый двигатель. Чем выше частота, тем быстрее он вращается.

Трехфазные счетчики имеют три такие цепи управления, а однофазные – одну.

Какой счетчик электроэнергии лучше?

Устройства учета с вращающимся диском часто представляются как архаичные и нуждающиеся в замене. Энергетические компании могут просто навязать это потребителям, утверждая, что электронные более точные. Но поскольку дьявол кроется в деталях, давайте попробуем определить, стоит ли соглашаться на монополию.

Когда действительно стоит меняться

Если класс точности меньше 2.5. Он обозначен на лицевой стороне прибора – цифра в круге.
Количество целых цифр в показаниях меньше пяти. Дробная цифра отмечается красным кружком, и ее значение не учитывается.
Если прибор рассчитан на токи менее 30 ампер.

Преимущества и недостатки механических инструментов

Низкая точность измерения.
Большой размер и вес, может быть не эстетичным.
Может быть шумным.
Нельзя взимать плату на основе многотарифного плана.
Чтобы снять показания, нужно забраться на потолок – неудобно и рискованно.

Они учитывают только активную составляющую электроэнергии.
Они не реагируют на потребителей мощностью менее 25 Вт (например, светодиодные лампы).
Легко переносят перегрузки сети, не выходят из строя во время грозы.
Относительно недорогой.

Преимущества и недостатки электронных счетчиков

Высокая точность.
Маленький и легкий.
Можно установить модель, учитывающую несколько ежедневных тарифов.
С помощью модулей GPRS и Wi-Fi можно удаленно снимать показания и даже автоматически отправлять их поставщику.

Они учитывают не только полезную активную составляющую, но и реактивную, паразитную составляющую электроэнергии.
Чувствительный к качеству подаваемой электроэнергии, он может выйти из строя во время грозы.
Хороший электронный счетчик электроэнергии стоит недешево.

Зная устройство, преимущества и недостатки счетчиков электроэнергии, вы сможете легко решить, нужно ли заменить имеющийся у вас счетчик и, если да, то какой именно купить. Можно с уверенностью сказать, что ротационные дисковые счетчики не следует считать архаичными и выбрасывать. Для деревни это наилучший вариант.

Все три критерия необходимо учитывать при выборе, подбирая оптимальное устройство для требуемых параметров электрической сети и уровня энергопотребления.

Счетчики обычно делятся на три категории:

Тип измеряемой величины.
Тип соединения.
Дизайн.

Все три критерия должны учитываться при выборе оптимального счетчика для требуемых параметров электрической сети и уровня энергопотребления.

Типы счетчиков в зависимости от типа измеряемой величины

Классификация счетчиков по типу измеряемой величины является наиболее простой для понимания даже для человека, не знакомого с электрическими сетями. Все приборы делятся на однофазные и трехфазные счетчики. Однофазные счетчики электроэнергии предназначены для подключения к сети переменного тока 220 В, 50 Гц. Трехфазные счетчики работают от сети 380 В, 50 Гц. Однако они могут проводить измерения и при подключении к однофазной сети.

Однофазные счетчики можно найти в каждой квартире или доме. Они предназначены для бытового использования. Трехфазные устройства чаще всего используются в промышленных помещениях, где проложена трехфазная сеть, необходимая для работы мощного оборудования. В зависимости от модификации, трехфазные счетчики могут иметь трехпроводное или четырехпроводное подключение.

Классификация по способу подключения

Счетчики делятся только на две группы по способу подключения. Существуют прямые и трансформаторные счетчики. Первые подключаются непосредственно к сети, а вторые требуют подключения через специальный трансформатор, который включается в цепь перед самим счетчиком.

Типы в зависимости от конструкции

Современные счетчики выпускаются в 3 различных вариантах:

Индукция.
Электронные.
Гибрид.

Индуктивный измеритель

Индуктивный (механический) счетчик электроэнергии имеет внутри неподвижные проводящие катушки, создающие магнитное поле. Создаваемое ими поле взаимодействует с подвижным элементом, представляющим собой диск, который служит проводником для электрического тока. Когда через диск проходит электрический ток, он под воздействием магнитного поля катушек начинает вращаться, тем самым приводя в действие механизм талловой пластины. Чем интенсивнее ток, тем быстрее вращается диск. Счетный механизм прибора устроен таким образом, что определенное количество оборотов соответствует изменению одного индикатора на циферблате.

Механические приборы теряют свое значение, поскольку их конструкция далека от совершенства по сравнению с более современными электронными измерительными приборами.

К недостаткам индуктивных счетчиков относятся:

Невозможность дистанционного снятия показаний.
Однотарифный учет.
Низкая чувствительность.
Отсутствие защиты от хищения электроэнергии.

Индуктивные счетчики часто не могут правильно рассчитать количество потребленной энергии. Часто, когда потребление энергии невелико, например, когда горит индикатор на зарядном устройстве телефона или бытового прибора в режиме ожидания, счетчик вообще не реагирует, хотя потребление энергии минимально. Кроме того, индивидуальные версии счетчиков имеют прямо противоположную проблему. Когда включается мощный потребитель, его диск вращается гораздо быстрее, чем реальный уровень потребления энергии.

К преимуществам механических счетчиков относится их действительно длительный срок службы и полная независимость от скачков напряжения. Они дешевы и достаточно надежны. Но их класс точности составляет 2-2,5%, что довольно мало по сравнению с электронными счетчиками.

Электронный счетчик электроэнергии

Электронный счетчик работает по другому принципу. Токи воздействуют на специальные электронные компоненты, которые преобразуют их в импульсы. Количество импульсов пропорционально фактическому количеству протекающей энергии. В качестве счетного механизма может использоваться электронное или электромеханическое устройство, которое отображает данные на ЖК-дисплее. Электронные измерительные элементы подходят для приборов, устанавливаемых внутри квартир и домов. Электромеханический механизм используется для счетчиков, устанавливаемых на фасадах зданий.

Основным преимуществом этого типа устройств является высокая точность. Они правильно показывают количество энергии, переданной потребителям. Кроме того, их электронные компоненты позволяют вести учет энергии по нескольким тарифам. Это означает, что они способны хранить информацию о том, сколько энергии было потреблено днем и сколько ночью. Это позволяет оплачивать потребленную электроэнергию по нескольким тарифам, если это предусмотрено договором с поставщиком.

Счетчик имеет длительный период легализации. В зависимости от производителя, счетчик необходимо проверять каждые 4-16 лет.

Электронный счетчик оснащен энергонезависимыми часами и счетными элементами, которые сохраняют данные в случае отключения электроэнергии. Это гарантирует, что вся информация об уровне потребленной электроэнергии не будет сброшена при включении устройства после аварийного отключения электроэнергии. Кроме того, эти устройства имеют собственное программное обеспечение, которое автоматически корректирует время, что важно для многих тарифов. Они также устойчивы к взлому, а журнал событий фиксирует такие попытки.

Электронные счетчики имеют высокий класс точности – не менее 1%. Эти устройства позволяют проверять показания дистанционно, не входя в дом. Это означает, что счетчику не нужно входить в дом, что особенно удобно, если жильцов нет дома в будние дни. Однако у электронного счетчика электроэнергии есть и недостаток – высокая стоимость. Ремонт таких устройств обходится гораздо дороже, чем механических. Эти устройства очень чувствительны к колебаниям напряжения. В экстренной ситуации устройство может перегореть и потребовать замены.

Гибридные счетчики

Существует гибридный счетчик электроэнергии, который сочетает в себе элементы индуктивного и электронного устройства. Поток потребляемой энергии считывается путем вращения циферблата, а показания отображаются на электронном дисплее. В отличие от чисто индуктивных счетчиков, эти счетчики способны осуществлять тарифный учет.

Технические характеристики счетчиков электроэнергии

Многие модели счетчиков, предназначенные для работы в одних и тех же условиях, отличаются друг от друга по точности и другим характеристикам. Основным техническим параметром счетчика электроэнергии является его точность. До 1995 года. все счетчики имели максимальный допуск 2,5%. После 1996 года требования к производителям счетчиков были ужесточены, и в частном секторе стали устанавливаться приборы с точностью 2%. Однако старые счетчики не являются редкостью и все еще используются с поверкой. Все измерители тока имеют погрешность 2% или менее. Обычно встречаются измерители с классами точности 0,5, 1 и 2%.

Наряду с точностью, важным параметром является производительность. Бытовые счетчики рассчитаны на максимальный уровень потребления 5 А и должны использоваться только при отсутствии мощных электроприборов, потребляющих больше энергии. Если электросчетчик перегружен, может произойти короткое замыкание. Специально для этого он оснащен электрическими выключателями, которые отключают цепь для предотвращения таких последствий. Стало обычным делом устанавливать более мощные автоматические выключатели для предотвращения аварийных отключений, чтобы снабжать более энергоемких потребителей. Такая практика запрещена и противоречит правилам техники безопасности. Если требуется интенсивное использование энергии, попросите коммунальную компанию установить более мощный счетчик до 20 А или более, если подается напряжение 380 В.

Измерительный механизм однофазного индуктивного счетчика электроэнергии (индуктивный счетчик электроэнергии) состоит из двух электромагнитов, расположенных под углом 90° друг к другу, в магнитном поле которых находится легкий алюминиевый диск. Принципиальная схема счетчика энергии показана на рисунке 1.

Принцип работы и устройство счетчиков электроэнергии

Счетчики электроэнергии используются для измерения потребления электрической энергии. Счетчики электроэнергии могут быть индуктивными или электронными.

Измерительный механизм однофазного индуктивного счетчика электроэнергии (счетчика электроэнергии в индуктивной цепи) состоит из двух электромагнитов, установленных под углом 90° друг к другу, в магнитное поле которых помещен легкий алюминиевый диск. Принципиальная схема счетчика электроэнергии показана на рисунке 1.

Токовая обмотка счетчика подключается последовательно к потребителю электроэнергии, а обмотка напряжения – параллельно, что позволяет включать счетчик в цепь. При пропускании переменного тока через обмотки индукционного счетчика в сердечниках обмоток создаются переменные магнитные токи, которые, проникая в алюминиевый диск, вызывают в нем вихревые токи.

Взаимодействие вихревых токов с магнитными потоками электромагнитов создает силу, которая заставляет диск вращаться. Последний соединен со счетным механизмом, который учитывает скорость вращения диска, т.е. потребление электроэнергии.

Рисунок 1: Схема устройства счетчика электроэнергии: 1 – обмотка тока, 2 – обмотка напряжения, 3 – червячный механизм, 4 – счетный механизм, 5 – алюминиевый диск, b – магнит для дискового торможения.

Рис. 2 Установка индуктивного счетчика электроэнергии

Трехфазные индуктивные счетчики электроэнергии используются для измерения потребления электроэнергии в трехфазных сетях переменного тока, и принцип их работы аналогичен однофазным счетчикам.

Электронные (цифровые) счетчики электроэнергии получают все большее распространение. Электронные счетчики имеют много преимуществ перед индуктивными счетчиками:

– Небольшие габаритные размеры,

– Отсутствие вращающихся частей,

– Возможность учета электроэнергии по нескольким тарифам,

– Измерение ежедневных пиковых нагрузок,

– Измерение как активной, так и реактивной мощности

– Возможность удаленного учета электроэнергии.

Рис. 3 Принципиальная схема электронного счетчика электроэнергии

В настоящее время учет электроэнергии в основном основан на едином тарифе (т.е. стоимость электроэнергии одинакова независимо от времени ее потребления). Однако начинают внедряться многотарифные системы оплаты, в которых стоимость электроэнергии варьируется в зависимости от времени суток или дней недели.

Такой подход обеспечит более равномерное потребление электроэнергии потребителями и снизит максимальную нагрузку на энергосистему. Поэтому сейчас доступны электронные счетчики со встроенными часами на батарейках, которые обеспечивают учет электроэнергии через различные интервалы времени, которые можно установить с помощью программного обеспечения.

Как правило, электронные счетчики оснащены ЖК-дисплеем, на котором отображается количество потребленной электроэнергии по каждому тарифу, текущее потребление электроэнергии, текущее время и дата, а также другие параметры, измеряемые счетчиком.

Если вам понравилась эта статья, пожалуйста, поделитесь ею в социальных сетях. Это поможет нашему сайту сильно вырасти!

При обнаружении большой погрешности, которая повлияет на разницу в тарифах, двухтарифный электронный счетчик следует заменить.

Способы проверки правильности работы двухтарифного электронного счетчика

Потребители платят за электроэнергию в соответствии с показаниями счетчика электроэнергии. Однако бывают случаи, когда счетчики электроэнергии по разным причинам могут работать неправильно. Вы можете проверить, исправен ли ваш счетчик электроэнергии, самостоятельно, не вызывая оператора счетчика электроэнергии.

Проверка счетчика электроэнергии означает проверку наличия расхождений между фактическими показаниями и показаниями на дисплее счетчика.

Как проверить работоспособность двухфазного электронного счетчика

1 путь – самое важное – проверить правильность подключения счетчика

2 путь – самодиагностика

Самодиагностика – это способ устранения неисправности устройства, когда индикаторная лампочка двухфазного электронного счетчика начинает непрерывно сигнализировать при отсутствии нагрузки в сети и наличии напряжения в сети.

Проверить правильность автозапуска довольно просто. Оставьте ввод подключенным и отключите питание всех цепей от распределительного щита. Теперь внимательно понаблюдайте за счетчиком электроэнергии – если нет самопроизвольного движения, индикатор электронного счетчика не мигает более одного раза – счетчик работает исправно.

3 путь – Энергопотребляющее устройство и секундомер

Отключите все электроприборы от сети и включите все выключатели, выходящие из распределительного щита. Для получения точных показаний счетчика мы используем обычную лампочку мощностью 100 Вт. Используем три лампочки общей мощностью 300 Вт. Энергосберегающие лампы крайне нежелательны, так как они создают помехи при считывании показаний счетчиков.

Приготовьте секундомер и при включенных лампах (300 Вт) измерьте время с интервалом в десять световых сигналов индикаторной лампы электронного двухфазного счетчика.

Метод 4 – Номер передачи

Передаточное число – это количество вспышек света, происходящих в час при нагрузке в 1 кВт.

Показания электронного счетчика измеряются в следующих единицах измерения – [имп/кВтч].

Показания измерителя могут быть выведены на его переднюю панель.

Это один из самых простых и распространенных способов проверки правильности работы счетчика системы “день-ночь”. Существуют и другие методы, использующие расчетные формулы для определения процента погрешности счетчика.

Читайте далее: