Устройство электрических счетчиков
«Умные» электросчетчики имеют сложное строение. Оно обусловлено автоматизацией аппаратов и возможностью их интегрирования в современные интеллектуальные системы.
Типовой счетчик с дистанционной передачей показаний состоит из:
- ЖК-дисплея;
- трансформатора тока;
- таймера времени;
- выхода для телеметрии;
- базовых элементов для контроля и управления;
- супервизора;
- оптического порта (присутствует не во всех устройствах);
- источника питания.
ЖК-дисплей играет роль индикатора для отображения режимов работы. Таймер нужен для отображения даты и времени. Эту функцию может также выполнять микроконтроллер. Выход для телеметрии используется для подключения счетчика к компьютеру.
«Умный» электрический счетчик можно подключить к персональному компьютеру, ноутбуку, а также к любому устройству для удаленной передачи данных
Супервизор продуцирует сигнал сброса для микроконтроллера, который возникает при отключении или включении электричества.
Оптический порт применяется для снятия показаний прямо с электросчетчика, а также в некоторых моделях он необходим для программирования данных. Источник питания обеспечивает нормальное функционирование системы.
Назначение микроконтроллера прибора учета
Микроконтроллер считается одной из самых важных деталей «умного» счетчика. Он преобразует сигнал, обрабатывает данные, выводит информацию на дисплей и управляет всеми интерфейсами.
Также контроллер может быть оснащен дополнительными функциями, к которым относится:
- возможность проверять состояние электросети;
- регулировка мощности сети;
- отключение подачи электроэнергии.
Количество и характер функций зависит от параметров установленного программного обеспечения. Разные микроконтроллеры отличаются друг от друга техническими параметрами и поддерживаемыми функциями.
Система контроля электросчетчика
Система контроля на «умном» счетчике представляет собой автоматизированную систему учета. Она собирает данные обо всех потоках энергии и анализирует полученную информацию. На основании этого создаются отчеты о потребляемой электроэнергии.
Первоначально автоматизированные системы контроля были слишком дорогими, а потому устанавливались исключительно на крупных промышленных объектах и производственных предприятиях
Затем система прогнозирует потребление энергии в ближайшее время. Указанная информация дает возможность выбрать нужный тариф.
Помимо этого система контроля обрабатывает сведения об оплате и проводит расчеты за свет.
Система передачи данных
«Умные» электрические счетчики должны передавать информацию в автоматическом режиме без сбоев и каких-либо задержек. Для этого нужно позаботиться о монтаже высококачественной аппаратуры и загрузить все данные в специальные блоки. После этого должна быть создана система передачи данных.
Автоматизированная система передачи данных – это важная часть интеллектуального электрического счетчика, которая и обуславливает удобство использования прибора учета
Затем формируется центр обработки информации и комплектуется необходимым оборудованием. Новые счетчики имеют готовый интерфейс, позволяющий им присоединиться к автоматизированной системе учета данных. Это существенно упрощает процедуру установки счетчика.
Счетчики электроэнергии с дистанционным снятием показаний
Учетное оборудование преобразует аналоговый сигнал в импульсный. Количество сигналов подсчитывается и определяется, сколько израсходовано электричества.
Рассмотрим, как устроен счетчик электроэнергии с передачей данных. Современный электронный счетчик состоит из:
- Корпусного каркаса с трансформатором тока. Оптический порт снимает показания электроэнергии с него.
- Дисплея, показывающего рабочие режимы, сколько израсходовано электричества, время, дату.
- Клеммной колодки.
- Печатной платы – основы для монтажа, подключающей информационно-измерительные системы. В нее входят:
- Телеметрический выход для подключения к ПК или системе удаленной передачи
- Микроконтроллер – сердце прибора. Это микросхема, управляющая устройством. Переводит в цифровой вид входящие сигналы, обрабатывает их, принимает команды управляющих органов. Выводит показания на монитор.
- Источник питания, дающий напряжение на все элементы счетчика.
5. Супервизора, сбрасывающего сигнал на микроконтроллер, когда отключается или включается питание. Он также следит за напряжением на входе.
Функции устройств с автоматизированной передачей показаний электроэнергии
Они зависят от ПО (программного обеспечения). Оборудование совершенствуется, появляются дополнительные программы. Сейчас можно контролировать состояния сети, передавать показания диспетчеру.
Счетчики ограничивают мощность тока. Если она превышается, контактор прекратит подачу напряжения. Прибор выключится, когда исчерпан лимит электричества или нет предоплаты за нее. Отдельные модели (СТК-3-10) имеют считыватели, пополняющие баланс с пластиковой карты.
Принцип работы учетного прибора удаленного считывания
На чем работает счетчик, передающий показания? На электричестве, поэтому он должен всегда быть подключен к сети, чтобы поставщик знал: счетчик исправный и может сообщать сведения о выданной электроэнергии.
На экране счетчика автоматически переключаются 3 показателя. Общий показывает все потребленные кВт⋅ч, затем идет дневной и ночной расход. Метка в нижнем левом углу дисплея указывает, какой выведен.
Уезжая, следует отключить электричество не предохранителем, а выключателем на счетчике. Ток продолжит поступать в счетчик, экран не будет темным, цифры на нем продолжат меняться.
Только во время электроработ отключают ток с предохранителя. В остальных случаях выключают счетчик. Электричество отключится, но учетный прибор останется связан с сетью. Когда происходит повреждение, по ближайшим счетчикам с выключенным напряжением определяют объем поломки.
Чтобы отключить электричество в доме, на 2 сек. нажимают выключатель счетчика. Последует щелчок, означающий: ток отключен. Включается он аналогично. Мигающий квадрат слева внизу дисплея указывает, что ток выключили, а если не мигает – он подается.
Замеряется потребленное электричество (кВт⋅ч) один раз в час. Раз в день счетчик сообщает показания об израсходованном электричестве поставщику. Это происходит по электролиниям, по которым поступает ток. Есть счетчики, передающие данные по мобильной связи.
Цены, модели, характеристики и производители
| Модель | Характеристики | Цена, руб. |
|
Электросчётчик с радиомодулем А-1 |
|
6000 |
|
СТК1-10 |
|
200 |
|
Меркурий 234 ARTM-00 PB.G |
|
17000 |
|
Меркурий 203.2Т GBO |
|
7700 |
|
ПСЧ-4ТМ.05МК |
|
16000 |
Особенности электросчётчика с дистанционным снятием показаний
Это новый подход к контролю потребления электроэнергии, который связан с невмешательством человека. Прибор укомплектован специальной программой считывания, которая расположена удалённо. Это удобно для всех: для потребителей, которые теперь не задумываются над тем, когда сдавать отчёты, куда их нести для контроля. Потому что снятие и передача показаний расхода электричества передаются в автоматическом режиме.
Для энергосбытовой организации это также большой плюс. Нет необходимости ходить по домам и квартирам с целью контроля, а правильно ли потребители передали данные, сходятся ли они с показаниями, которые снимают контролёры. Но самое главное для организаций, поставляющих электрический ток, − это возможность планировать расходы по электроэнергии, а значит, можно наладить работу сетей так, чтобы их эффективность стала выше. А это и для потребителей хорошо, и для энергоснабжающих организаций. При этом эффективно будет работать вся система: от выработки электричества до потребления.
Возможность отслеживать работу счётчика через смартфон
Необходимо отметить, что счётчики электроэнергии с передачей данных от обычных отличаются тем, что они являются многотарифными. При этом сам прибор каждые 15 секунд на своём табло показывает, сколько на данный момент после снятия последних данных было израсходовано электричества по ночному тарифу, дневному и общий показатель потребления. Это удобно в плане возникших спорных вопросов, хотя, как показывает практика, таких обычно после установки приборов этого типа не возникает.
Чем отличаются электронные счетчики
Учетное оборудование нового поколения отличается от механических счетчиков:
- расширено количество их функций;
- организован многотарифный учет;
- продуман показ показаний за предыдущие месяцы;
- возможно подключение к системам дистанционного снятия и передачи данных.
Они понравятся хозяевам, не желающим «заморачиваться» передачей показаний об израсходованных киловаттах. Если установить такой счетчик дома, информация будет быстро отправляться автоматически. Потребителям удобно, а поставщик видит, сколько электричества израсходовано.
Дистанционное снятие показаний счетчиков электроэнергии рационализирует ее расход, улучшает работу системы, от производства электричества до его потребления и обработки поступившей информации.
Счетчик электроэнергии с передачей данных переключает тарифы. Снимая показания, абонент видит 3 цифры: общий, ночной и дневной расход электричества.
Для чего служат информационно-измерительные системы
- Собирают, передают и анализируют данные по энергопотреблению.
- Обеспечивают работу учетных приборов с несколькими тарифами.
- Подключают или отключают абонентов удаленно.
- Работают с населением по подписанным договорам.
- Отправляют предупреждения, уведомления.
- Потребитель и поставщик связываются по интернету.
Превосходства автоматизированной передачи данных
Автоматическое снятие показаний электросчетчика и их передача имеют много достоинств:
- Решают возникающие проблемы. Показания можно фиксировать ежедневно, что исключит проблемы с квитанциями при несвоевременной их передаче абонентом.
- Контролируют показания с редко посещаемых мест (гаража, дачи).
- Точно рассчитывают данные при переключении тарифа. Без показаний компании начисляют по средним цифрам (расчет будет в их пользу). Счетчик с удаленной передачей показаний это исключает.
- Удаленно контролируют работу самого счетчика. Можно заранее прогреть жилье перед возвращением домой. Для этого за 2 часа перед приездом обогреватель подключают через смарт-телефон.
- Обеспечивают безопасность: если хозяин не отключил утюг, возвращаться не надо: счетчик отключают на расстоянии с помощью смартфона, компьютера.
- Экономится время: пользователю не нужно снимать показания, стоять в очереди, передавать информацию.
Должникам компания отключает электричество без посещения их жилья.
Как передать показания электросчетчиков с автоматизированной системой
Процесс отсылки данных осуществляется без участия абонента. На него возлагается лишь обязанность передачи первого показателя. Эти данные необходимо сообщать до тех пор, пока производитель не вышлет уведомление о том, что больше нет необходимости в этом. Замер расхода электроэнергии в подобных счетчиках осуществляется каждый час. Один раз в сутки полученная информация отправляется в контролирующую организацию. В некоторых моделях используется мобильная связь.
Как работают счетчики электроэнергии, передающие показания автоматически
Простейшие системы автоматизированной передачи данных осуществляют свою работу поэтапно:
- Сбор информации.
- Транспортировка данных.
- Анализ полученной информации, ее дальнейшее хранение.
В роли главных участников первого этапа выступают устройства, выполняющие замер параметров системы, и непосредственно сами электросчетчики. К категории измерительных устройств относятся всевозможные датчики, которые подключены к системе посредством аналоговых цифровых преобразователей или оснащены выходом, используемым для подключения интерфейса.
Автоматизированная система собирает данные, анализирует их и сохраняет на сервере
Линия интерфейса, используемая для передачи информационного сигнала, имеет входное сопротивление 12 Ом. Поскольку мощностные возможности передатчика ограничены, подобные ограничения налагаются и на количество устройств-приемников, которые подключаются к этой линии. Максимальное число датчиков, на которое рассчитана работа приемника, составляет 32 шт.
На втором этапе в работу вступают контроллеры, транспортирующие сигнал между линиями интерфейса. Данная процедура необходима для считывания информации контроллером или персональным компьютером. Если в соединении задействовано более 32 датчиков, то в системе устанавливаются концентраторы.
На третьем этапе задействован сервер, ПК и контроллер, которые собирают данные, анализируют их и сохраняют. Система обязательно должна иметь соответствующее программное обеспечение, позволяющее выполнять ее настройку.
Для передачи показателей удаленно используются как электронные, так и индукционные устройства
Электросчетчики индукционного типа и автоматические системы передачи данных
Для передачи показателей в дистанционном режиме могут применяться не только электронные приборы. Индукционные устройства, маркируемые буквой «Д», оснащены телеметрическим выходом. По сути, этот выход представляет собой импульсный датчик. К категории подобных устройств можно отнести модель СРЗУ-И670Д. За счет импульсного датчика в рамках двухпроводной линии связи осуществляется передача информации в систему, собирающую и обрабатывающую данные. Информация содержит данные по активной электроэнергии, которая проходит черед прибор.
Источником импульсов является измерительный трансформатор. Он излучает магнитный поток, пересекающий металлический сектор, насаженного на ось алюминиевого диска. Далее осуществляется передача этих импульсов на схему датчика, а после этого на линию связи, которая питает этот датчик.
На импульсном датчике установлена фотосветодиодная головка. Она представляет собой пару, состоящую из светодиода и фотодиода. Датчик внутри электросчетчика имеет специфичное расположение. Устройство установлено так, чтобы головка была повернута в сторону алюминиевого диска. Светодиод излучает сигнал, который отражается диском, а затем его принимает фотодиод. Затемненный сектор на диске обеспечивает прерывистость сигнала.
Эти прерывания отслеживаются электронной схемой, преобразовываются и подаются на линию связи в виде последовательности импульсов. Затем их получает приемное устройство, выполняет подсчет количества за определенный период времени и отображает результат на дисплей.
Для электросчетчиков с дистанционным считыванием данных необходимо бесперебойное подключения к сети
Почему выгодны именно электронные счетчики при передаче показаний за свет
Теоретически описанная ранее система с индукционным счетчиком возможна, однако на практике в ней нет смысла. Подобные приборы постепенно изымаются из эксплуатации и заменяются электронными. Исключением являются локально размещенное учетное оборудование.
Электронные устройства в отношении создания автоматизированных систем передачи показаний обладают значительными преимуществами, которые обуславливаются информационной составляющей и обширными сервисными возможностями.
Электросчетчик, передающий показания: особенности приборов
Счетчики, укомплектованные удаленной системой считывания, подойдут для владельцев квартир, которые не хотят каждый месяц задумываться над тем, каким способом и куда передать полученные показания учетного прибора. Если у потребителя электрической энергии установлено дома подобное устройство, передача данных будет осуществляться в автоматическом режиме без непосредственного участия человека.
Использование счетчиков с дистанционной передачей данных удобно как для владельцев квартир, так и для предприятий
Отправка накрученных киловатт не отнимает много времени, а сам процесс комфортен и удобен. Предприятия, занимающиеся поставками электричества, с помощью этих приборов могут отслеживать уровень потребления энергии населением.
В глобальном смысле электрические счетчики, которые способны осуществлять передачу информации в дистанционном режиме, позволяют рационализировать расход электроэнергии и добиться эффективной работы всей системы, начиная с производства энергии, оканчивая ее потреблением и обработкой данных для оплаты коммунальных счетов с помощью сетевых информационно-измерительных систем.
Назначение информационно-измерительных систем
Сетевые системы, предназначенные для сбора измерительной информации по показателям счетчиков, организуют процесс дистанционной передачи данных с учетного оборудования через всемирную сеть интернет. Работа подобных систем автоматизирована. За счет программного обеспечения происходит считывание информации и последующая отправка полученных данных на сервер энергопоставляющей компании.
Данные о показателях счетчика автоматизировано отправляются с помощью сети интернет
Информационно-измерительные системы используются для автоматизации следующих процессов:
- сбор информации;
- передача данных;
- анализ показателей по энергопотреблению.
Использование информационно-измерительных систем энергопоставляющими компаниями не только дает им доступ к показателям по потреблению электрической энергии, но и обеспечивает ряд дополнительных функций. Сюда относятся следующие возможности:
- работа учетного оборудования в режиме нескольких тарифов;
- подключение или отключение потребителя электроэнергии в дистанционном режиме;
- индивидуализация работы с потребителем электрической энергии с учетом условий подписанного договора;
- пересылка предупреждающих уведомлений;
- эффективный анализ собранной информации и т.п.
Одним из преимуществ использования интеллектуального счетчика является анализ энергопотребления
Преимущества автоматической передачи показаний электросчетчика для пользователей
Устанавливая в своей квартире счетчики, имеющие функцию автоматической дистанционной передачи данных, владелец жилья получает множество преимуществ. Преимущества системы для пользователей:
- решение спорных ситуаций – показания по счетчику могут фиксироваться каждый день. Подобная схема передачи данных позволяет исключить конфликтные ситуации, если возникли проблемы с квитанциями или передача информации абонентом осуществляется не регулярно;
- контроль показаний – учетные приборы предоставляют возможность снимать показатели с мест, которые потребитель посещает редко, например, с арендной квартиры, гаража или дачного дома;
- высокая точность расчета во время переключения тарифа – если показания по дате изменения тарифа отсутствуют, энергетические компании производят начисления, исходя из средних показателей. Как правило, расчет осуществляется в пользу компании-поставщика. Использование учетных приборов с функцией дистанционной передачи позволяет избежать подобных проблем;
Счетчик с автоматической системой подсчета будет удобен для пользователей, которые используют несколько тарифов учета электроэнергии
- дистанционный контроль работы счетчика – оборудование можно использовать для предварительного прогревания жилья. Достаточно подключить прибора за пару часов до прихода домой, чтобы система обогревателей прогрела помещения к приезду. Для этого потребуется смартфон;
- безопасность – если владелец жилья забывает отключить электроприбор, например, утюг или плиту, нет нужды возвращаться домой. Достаточно обесточить квартиру, удаленно отключив счетчик;
- практичность и экономия времени – пользователю не нужно тратить время и усилия на снятие показаний, очереди у касс или передачу информации с помощью стандартных способов.
Энергокомпания может дистанционно отключить потребителя от электроэнергии
Устройство счётчика электроэнергии с удалённой передачей данных
Приборы учёта с дистанционной передачей информации представляют собой устройство, преобразующее аналоговый сигнал в импульсы, при подсчёте которых и вычисляется объём потребляемой электроэнергии. Отличия электронных электросчётчиков от индукционных состоят не только в отсутствии подвижных механических элементов. Основным отличием является расширенный функционал прибора, а именно:
- увеличенный временной интервал входного напряжения;
- удобная организация системы многотарифного учёта потреблённого электричества;
- возможность просмотра данных на предыдущие учётные периоды;
- измерение потребляемой мощности;
- возможность подключения к системам автоматического дистанционного сбора и пересылки информации поставщику.
Устройство счётчика с удалённой передачей данных
В плане конструкции современный электронный счётчик представляет собой корпус, в котором расположен измерительный трансформатор тока, клеммная колодка и печатная плата, оснащённая электронными элементами схемы.
Строение прибора учёта электроэнергии, дистанционно передающего данные
Современные модели электросчётчиков электронного типа включают в себя такие обязательные элементы, как:
- жидкокристаллический дисплей;
- таймер, отображающий фактическое время;
- трансформатор тока;
- выход для подключения телеметрии;
- элементы контроля и управления;
- источник питания для работы электронной схемы электросчётчика;
- супервизор;
- оптический порт, устанавливаемый опционно.
Жидкокристаллический дисплей представляет собой многоразрядный буквенно-цифровой индикатор для отображения рабочих режимов прибора учёта электронного типа. Кроме того, ЖК-дисплей показывает данные о потреблённой электроэнергии, фактическое время и дату.
Автоматизированную систему простому пользователю самостоятельно не создать
Независимый источник питания в счётчике предназначен для обеспечения работы электронной схемы. К нему также подключён супервизор, который создаёт сигнал сброса для микроконтроллера, возникающий при включении или отключении электропитания. Кроме того, супервизор позволяет мониторить изменения входного напряжения.
Часы, отображающие фактическую дату и время. В некоторых моделях счётчиков эту функцию выполняет микроконтроллер. Для снижения нагрузки на данную деталь, как правило, устанавливают отдельную микросхему, которая снижает расход мощности микроконтроллера, перенаправляя высвобождённую энергию на решение более важных задач.
Современные электронные электросчётчики представлены в большом ассортименте
Телеметрический выход счётчика − это разъём, предназначенный для подключения прибора к персональному компьютеру, ноутбуку или системе удалённой передачи данных. Оптический порт установлен для снятия информации непосредственно с прибора учёта электроэнергии.
Микроконтроллер
Микроконтроллер является наиболее важным элементом электросчётчика с дистанционным снятием показаний. На нём лежит выполнение основной части функций:
- преобразование входного сигнала от трансформатора тока в цифровую информацию;
- обработка данных;
- вывод полученной информации на ЖК-дисплей;
- приём команд от элементов управления;
- управление интерфейсами.
Количество и разнообразие функций непосредственно зависит от установленного ПО. В настоящее время приборы учёта совершенствуются, пополняясь новыми дополнительными функциями. К таким функциям следует отнести возможность мониторить состояние электросети и передавать полученную информацию на диспетчерский пульт поставщика электроэнергии.
Простой набор из счётчика и УЗО отходит в прошлое
Часто производители оснащают приборы учёта функцией регулировки уровня мощности электросети. В случае превышения потребляемой мощности, счётчик автоматически прерывает доступ к электропитанию. Это стало возможным благодаря внедрению в цепь контактора, который контролирует подачу напряжения в бытовую электросеть. Также прибор может отключить подачу электроэнергии, в случае превышения установленного лимита, или если закончилась предоплата за поставляемое электричество.
Источник: