Принцип измерения электронного электросчетчика — Стиль жизни

Типы электросчетчиков

Индукционные приборы учета

Знакомый всем прибор с прозрачным пластиковым окошком, через которое виден вращающийся диск. Больше число оборотов диска — выше расход электроэнергии.

Индукционные электросчетчики, несмотря на свою невысокую точность, считаются весьма надежными. Их гарантийный срок службы 15 лет.

Внешний вид и принципиальная схема индукционного счетчика учета электрической энергии

Преимущества этого типа прибора:

невысокая стоимость;
надежность;
хорошее качество;

Среди недостатков можно отметить:

низкий класс точности;
малая функциональность;
легкая доступность для использования неучтенной электроэнергии.

Электронный счётчик электроэнергии

Внешний вид электрического счётчика потребления электроэнергии

В таком приборе на электронных элементах под воздействием тока и напряжения создаются импульсы, число которых пропорционально количеству измеряемой энергии. Такие счетчики программируемые, оснащены жидкокристаллическим индикатором.

Основное достоинство прибора — возможность пользоваться дифференцированными тарифами при учете израсходованной энергии, так как электронный счетчик способен запоминать, какое количество электроэнергии было использовано в определенный заранее период времени. Каждый промежуток времени, соответствующий определенному тарифу, снабжен своим счетным механизмом.

Интервал между поверками у такого счетчика составляет от 4 до 16 лет.

Недостатком электронного прибора является его достаточно высокая стоимость, но она быстро компенсируется удобством в пользовании и точностью измерений.

Электродинамический счётчик электроэнергии

Электродинамический счетчик содержит неподвижную токовую обмотку в виде проволочных катушек. Если включить электроприбор, то проходящий через катушки ток создает магнитное поле. Между обмотками находится якорь из трех и более катушек. На якоре установлен коллектор с металлическими щетками. Коллектор изменяет направления тока в проводниках якоря в магнитном поле, возникшем при помощи неподвижных катушек. О показаниях прибора судят по цифрам на шкале счетчика, появляющихся в шести выстроенных в ряд прямоугольных окошках. Над ними указывается единица измерения электрической энергии. Первые пять цифр — целое число гектоватт‑часов или киловатт‑часов использованной электроэнергии, шестая цифра – дробная часть десятичного числа.

Преимущества электронных и электродинамических счетчиков:

высокий класс точности;
многотарифность (от двух);
при учете нескольких типов электрической энергии достаточно одного счетчика;
энергоучет ведется в двух направлениях;
ведут измерение качества и объема мощности;
сохраняют данные учета электроэнергии;
легкодоступные данные;
возможность дистанционно узнавать показания;
счетчик имеет небольшой размер;

Недостатки:

чувствительны к перепадам напряжения;
дороже индукционных;
сложный ремонт.

Гибридные счетчики

Гибридные счетчики имеют цифровой интерфейс и механическое вычислительное устройство. Измерительная часть может быть электронной или индукционной.

Прибор представляет из себя промежуточный вариант и используется редко.

Таким образом, имея представление о классификации электросчетчиков, об их типах и основных характеристиках и соотнеся эту информацию со своими финансовыми возможностями и потребностями можно сделать правильный выбор.

Принцип работы счетчика электроэнергии

Электросчетчик – обязательный элемент любой домашней электрической сети. Это устройство предназначено для учета потребляемой электрической энергии. Особенность аппарата в том, что он подключается к сети только лишь последовательно, и по этой причине учитывает весь ток, который проходит через его обмотки. Если это условие не соблюдается (сеть подключена в обход счетчика), хозяева аппарата нарушают закон и могут нести ответственность. Многим людям интересно, как устроен электросчетчик, и каким образом работает устройство.

Индукционный счетчик

Современные приборы для подсчета тока классифицируются по устройству и принципу работы на два вида – индукционные и электрические. Каждый из этих типов отличаются определенными особенностями, плюсами и недостатками, которые надо учитывать при выборе прибора для установки в домашнюю электросеть. Сначала следует разобраться, что собой представляет принцип работы счетчика электроэнергии индукционного типа.

Внутреннее устройство данного прибора можно наблюдать выше. Он состоит из следующих элементов:

Последовательная обмотка (тока).
Параллельная обмотка (напряжения).
Механизм подсчета значений с червячной передачей.
Магнит для обеспечения плавного хода.
Алюминиевый диск для визуализации работы.

Как можно видеть, устройство включает две катушки – токовую и напряжения. Магниты в них располагаются под прямым углом друг к другу относительно окружающего пространства. Между этими электромагнитами есть небольшого размера зазор, в пространстве которого располагается тонкий диск из алюминия. Ось этого диска соединяется со счетным механизмом при помощи червячной передачи. Как видите, устройство весьма простое.

Каков принцип работы электросчетчика? Главными элементами выступают катушки – токовая включает в себя малое количество витков толстого провода, а обмотка напряжения наоборот, образована большим количеством витков тонкого провода. Когда на катушку напряжения подается ток с переменным напряжением, а на вторую обмотку подается нагрузка, между этими элементами возникают магнитные вихри, которые вызывают вращение алюминиевого диска.

За определенное время диск оборачивается конкретное количество раз, причем скорость вращения напрямую зависит от токов, которые в свою очередь зависят от интенсивности потребления. На таком простом принципе и строится работа этого счетчика.

Электрический счетчик

Устройство электрического счетчика электроэнергии для многих пользователей остается загадкой, так как мало кто решается на вскрытие прибора. Принципиальную схему такого устройства вы можете увидеть на картинке.

Принцип работы электронного счетчика электроэнергии предельно прост и понятен. В приборе есть особые датчики, которые подключаются к электросети. Данные с этих датчиков поступают на преобразователь, задачей которого является трансформация аналогового сигнала в цифровой код. Полученный код направляется на микроконтроллер, где впоследствии подвергается расшифровке. В ходе расшифровки прибор подсчитывает количество потребляемого тока, выдавая рассчитанное значение на цифровой дисплей.

Особенности двухтарифного аппарата

Очевидно, что в ночное время потребление тока заметно меньше, чем днем. По этой причине во многих странах, в том числе и России, тарифы на ночное потребление заметно ниже, чем на дневное потребление. Чтобы получить возможность экономить на электричестве, некоторые пользователи устанавливают в дом двухтарифные счетчики. Многих интересует, как работает двухтарифный счетчик электроэнергии. Разберемся!

На самом деле принцип работы таких аппаратов ничем не отличается от обычных устройств. Главное и единственное отличие – такие приборы учитывают дневное и ночное потребление тока. Так, большинство моделей снабжаются встроенной памятью, в которой фиксируется точное количество тока, потребляемое за определенное время суток. Именно по этим показаниям за день и ночь начисляется оплата за пользование электрической энергией. При правильном пользовании электричеством можно хорошо экономить.

Устройство и принцип работы электросчетчика

Устройство индукционного счетчика

Чтобы в режиме реального времени и непрерывно производить учет активного энергопотребления переменного тока, требуется устанавливать однофазные или трехфазные индукционные приборы учета. Если же важен учет постоянного тока, который широко распространен на железной дороге и всех видах электротранспорта, монтируют электродинамические приборы учета.

Индукционные электрические счетчики оснащены диском, изготовленным из алюминия, при потреблении ресурса этот подвижный элемент вращается из-за вихревых потоков, созданных индукционными катушками. В данном случае встречаются две разные силы – магнитное поле индукционных катушек и магнитное поле вихревых токов. Образованные в результате токи протекают в цепи параллельной нагрузки. Каждая катушка оснащена сердечником, который намагничивается переменным током. Воздействие непрерывного переменного тока приводит к тому, что полюса электромагнитов постоянно изменяются. Это приводит к прохождению между ними магнитного поля. Именно оно тянет за собой алюминиевый диск, образуя вращение.

Скорость вращения диска прямо пропорциональна величине токов, находящихся в обеих катушках. При производстве электросчетчиков применяются простые соединительные приемы из механики, благодаря чему вращающийся диск связан с цифровыми показаниями на панели.

Последние годы люди все чаще отдают предпочтение электронным двухтарифным конструкциям. Непрерывно увеличивающийся спрос объясним следующим перечнем достоинств:

Приборы более точно считывают информацию, что позволяет сократить расходы на оплату коммунальных услуг.
В сравнении с механическими электросчетчиками они имеют компактные размеры и более привлекательный внешний вид.
Автоматически переключаются на дневной и ночной тарифы, участие человека не требуется. Еще на этапе производства прибор программируют на два временных интервала – с 07:00 до 23:00 и с 23:00 до 07:00.
Усовершенствованные модели нуждаются в проверке один раз в течение 5-16 лет. Требуется такая проверка для правильности учета и начисления средств. Проверкой должна заниматься энергопоставляющая компания.

Первая проверка работоспособности устройства проводится еще в заводских условиях, дата обязательно должна быть указана в сопроводительной документации.

Уличные счетчики электроэнергии для частного дома и дачи

ЛЭМЗ ЦЭ-2726-СОЛО-G05

Прибор рассчитан для работы на улице в интервале температур от –15 до +40°С. Контактный ряд находится также под герметичной съемной крышкой. В устройстве имеется стопор реверса и защита от постороннего доступа.

Технические характеристики:

Тип сети: однофазный
Количество тарифов: 1
Класс точности: 1
Принцип работы: электромеханика
Стоимость: 900 – 950 руб
Недостатки: не обнаружено

Энрон ТОПАЗ 103-5(60)1-ШР1Э-О4

Двухтарифный счетчик электроэнергии Топаз рассчитан на работу в сети с силой тока до 50 А и возможностью дифференцированного учета по трем тарифам. Тип интерфейса имеет специальное обозначение RS 485, что говорит о совместимости его функционала с системами АИИС КУЭ (Автоматизированная система коммерческого учёта электроэнергии). Передняя приборная панель герметично закрыта крышкой из прозрачного пластика. Сзади корпуса имеются пазы для легкой установки счетчика на DIN-рейку.

Технические характеристики:

Тип сети: однофазный
Количество тарифов: 2
Класс точности: 1
Принцип работы: электронный
Стоимость: 1200 – 1300 руб
Недостатки: непрочный корпус

Тайпит НЕВА МТ 324 1.0 A OS 26 5(60) А

Марка Тайпит, это петербуржский концерн с множеством производственных филиалов на территории РФ. Его продукция поставляется и за рубеж. Модель МТ-324-1A является новой разработкой. Прибор рассчитан на работу в однофазной сети с силой тока до 50 А. Электроника надежно защищена от внешних электромагнитных воздействий и неблагоприятных погодных условий. Это отличное решение для уличной установки на территории частного дома.

Технические характеристики:

Тип сети: однофазный
Количество тарифов: 4
Класс точности: 1
Принцип работы: электронный
Стоимость: 3229 – 3400 руб
Недостатки: не обнаружено

Меркурий 231ART 01-Ш

Лучший двухтарифный счетчик — Меркурий 231ART 01-Ш. Он отличается высокой точностью измерений. При возникновении неисправностей, в системе счетчика автоматически запускается режим самодиагностики, и по кодам ошибок можно легко определить причину сбоя и быстро восстановить функционал.

Технические характеристики:

Тип сети: трехфазный
Количество тарифов: 2
Класс точности: 1
Принцип работы: электронный
Стоимость: 2450 – 2800 руб
Недостатки: не обнаружено

ISKRA ME382-D2 10(100)A

Электросчетчик ISKRA ME382-D2 спроектирован и изготовлен в соответствии с международными стандартами ISO-9001 и ISO-14001. Электросчетчик обеспечивает учет параметров электроэнергии гораздо лучше, чем требует европейский стандарт IEC-62053-21.

Измерение активной энергии ведется в 2-х направлениях, реактивной энергии — в 2-х направлениях плюс по 4 квадрантам. Счетчик измеряет полную энергию и мощность, а также мгновенные значения фазных напряжений, силы тока, частоты и коэффициента мощности. В функционал прибора входит регистрация сумм принятой / отданной энергии и мощности.

В счетчике есть возможность использования тарифного расписания для регистрации активной энергии и максимальной мощности (8 тарифов, 12 сезонных и 12 недельных программ, 16 масок, 16 режимов). Накопленные данные будут передаваться по раздельным каналам через SM/GPRS-модем или M-Bus /протокол DLMS/IDIS.

Эта марка счетчиков предназначена и для бытового использования, и для промышленного в пределах температур от –40°С до +70°С. Для защиты прибора и обеспечения правильной работы есть фольгированный экран и аварийный силовой контактный размыкатель. Прибор абсолютно надежен, так как выполнен с защитой от пыли, воды и грязи по классу IP54. Возможна установка этого счетчика на улице. Модель ME382 отлично подойдет для больших домов с интенсивным использованием электроприборов.

Технические характеристики:

Тип сети: трехфазный
Количество тарифов: 8
Класс точности: 1
Принцип работы: электронный
Стоимость: 25000 – 27700 руб
Недостатки: сложный функционал, высокая цена

Iek CCE-3C1-3-01-3

Трехфазный экономичный эл. счетчик модели Star имеет аналоговую шкалу учета и светодиодную индикацию режимов работы. На задней панели имеются пазы для крепления прибора на динрейку.

Технические характеристики:

Тип сети: трехфазный
Количество тарифов: 1
Класс точности: 1
Принцип работы: электромеханический
Стоимость: 380 – 650 руб
Недостатки: не обнаружено

Использование трехфазного счетчика в качестве однофазного

Пользователям, решившимся на включение трехфазника как однофазника, нужно знать следующее:

после прибора можно ставить 3 раздельных автомата и подкидывать 3-х фазный кабель;
к счетчику делается ввод, от которого идет 1 фаза;
официальное разрешение на такую линию получить невозможно, поскольку счетчик 3-фазный используется только на трехфазной четырехпроводной сети;
на аналоговых моделях нельзя объединять фазы;
при установке электронного проверяется по очереди каждая фаза;
нагрузка на сеть будет несимметричной, что приведет к поломкам оборудования, авариям, травматизму.

Сети с питанием на 3 фазы обеспечивают качественное подключение большого количества мощной техники – кондиционеров, электроплит, обогревателей. Трехфазный электрический счетчик позволяет с высокой точностью проконтролировать энергозатраты, отличается несколькими тарифами и возможностью монтажа на улице.

Обозначение показателей цифрового счетчика

На основании данных электронного счетчика определяется несколько показаний:

Энергозатраты за конкретный временной период. Понадобится вычесть из конечных показаний начальные. При необходимости расчетные данные умножают на коэффициент трансформации;
Подключение бытовой техники и освещения в определенный момент. Устанавливается по загоранию/выключению светового индикатора.
Параметры мощности, величины проходящего тока, процессы перегрузки сети и счетчика.

Цифровые приборы можно запрограммировать на дневную и ночную тарификацию. Для этого достаточно выбрать время подсчета.

Установка

Для начала нужно определиться с местом крепления прибора и приобрести необходимые инструменты.

В магазинах продают как полные комплекты для установки счетчика, так и отдельные детали. Выбор материалов зависит от модели прибора и от особенностей подключения.

Расположение счетчика обязательно вертикальное.

Местом крепления может быть деревянный (металлический) лист или специальный защищенный короб. Прибор обязательно должен находиться в зоне свободного визуального контроля.

Перед установкой следует изучить общую схему электропроводки. Это позволит правильно определить тип и количество автоматических выключателей, а также мощность групп потребителей.

Установка

Трехфазные приборы заметно отличаются от однофазных электрических счётчиков, и способны функционировать в условиях значительной мощности электросети.

Однофазный прибор может эксплуатироваться при номинальной мощности не выше 10 кВт.

Трехфазные приборы учёта пригодны для использования в условиях номинальной мощности в 15 кВт и более.

Такие приборы учёта относятся к категории многофункциональных, поэтому применяются не только в бытовой сети, но и при выполнении контроля трехфазных двигателей.

Однофазные

Самым простым вариантом является однофазное подключение, выполняемое посредством кабелей и нагрузки. Провода «заземление», «фаза» и «ноль» должны подключаться на вход электросчётчика и выход из прибора учёта. Перед электросчётчиком требуется установить устройство автоматического выключения, что сделает эксплуатацию максимально безопасной и удобной.

Конструкцией стандартного электросчетчика предусмотрено наличие шины, представленной обычной медной планкой. Фиксация планки осуществляется диэлектрическими зажимами. По всей длине проделаны отверстия, позволяющие легко подводить и надежно крепить все электрические кабели.

Схема подключения однофазного счетчика

Стандартная пошаговая схема самостоятельного подключения однофазного индукционного счётчика электроэнергии:

установка и фиксация прибора учёта в щиток;
установка выключателей на DIN-рейке и фиксация при помощи подпружиненной защелки;
установка шин заземляющего и защитного типа на DIN-рейке или изоляторах щитка;
подключение нагрузки на выключатели и последующее соединение автомата со счетчиком;
подключение электросчётчика;
подключение «фазы» на нижние зажимы выключателя, соединение нулевой шины с кабелем «ноль» и проводов заземления с заземляющей шиной;
установка перемычек на зажимы;
подключение электрического счетчика на нагрузку;
отключение подачи электричества, соединение провода «ноль» с третьей клеммой прибора учёта и подключение кабеля «фаза» на первую клемму.

На заключительном этапе проверяется работоспособность установленного оборудования на минимальной и максимальной нагрузке.

Обязательно нужно обратиться в организацию энергосбыта для того, чтобы установленный самостоятельно прибор учёта электрической энергии был проверен, а затем опломбирован специалистами.

Трехфазные

Трехфазный прибор учёта расходуемой электроэнергии принято относить к категории более безопасных счётчиков, что обусловлено разделением потребителей на отдельные группы. Такой тип электросчетчика способен измерять не только активную, но и реактивную энергию с учётом потокового направления.

Схема подключения трехфазного счетчика через трансформаторы тока

Стандартная трёхфазная модель имеет восемь клемм, поэтому подключение осуществляется в следующем порядке:

подключение общесетевых кабелей с одинаковой цветовой маркировкой на первую, третью, пятую и седьмую клеммы;
подключение квартирных кабелей с одинаковой цветовой маркировкой на вторую, четвертую, шестую и восьмую клеммы.

В процессе самостоятельной установки в обязательном порядке должна соблюдаться схема, учитывающая подключение входных кабелей посредством четырёхполюсника от вводного автомата.

После выполнения установки, прибор учёта обязательно должен пломбироваться и ставиться на учет специалистами энергоснабжающей компании, которые фиксируют стартовые показания счетчика и выдают разрешение на эксплуатацию.

Электронные приборы учета

Рассмотрение этих достаточно сложных и сравнительно дорогих устройств начнем с изучения принципа работы электронного счетчика, для понимания которого необходимо ознакомиться со всеми его функциональными узлами. Их взаимодействие и порядок формирования итоговых показаний лучше всего иллюстрирует приводимая ниже блок-схема.

Блок-схема электронного прибора

Из неё следует, что в состав электронного устройства входят следующие модули:

Входные трансформаторы напряжения и тока;
Преобразователь аналоговых уровней;
Микроконтроллер и ОЗУ;
Дисплей, индицирующий показания счетчика, учитывающего электрическую энергию (точнее её расход).

При появлении на входе преобразователя аналоговых входных сигналов U и I на выходе они трансформируются в цифровой код, который поступает затем в микроконтроллер. После дополнительной обработки и подсчёта импульсы выдаются на дисплей, на котором и индицируется точное показание потребленной электроэнергии.

Необходимо отметить! Микроконтроллер работает по заранее введённой программе, учитывающей время суток и длительность интервалов учета электроэнергии по заданному тарифу. В зависимости от текущего времени, осуществляется её подсчёт и вывод на дисплей соответствующего показания.

Предлагаем ознакомиться Юкка садовая и нитчатая на даче — когда цветет

Так реализуется принцип работы однофазного счетчика по заданному тарифу.

Обратите внимание! Для трехфазных электронных приборов учета схема подсчета расходуемой энергии аналогична (он осуществляется по несколько изменённой программе). В этом случае по итогам оценки каждой из фаз в интеграторе осуществляется суммирование соответствующих сигналов, а на индикатор поступает результирующий код

Помимо перечисленных составных частей, в корпусе электронного прибора имеются специальные клеммные колодки, к которым подводятся и от которых отводятся учитываемые счетчиком токи

В этом случае по итогам оценки каждой из фаз в интеграторе осуществляется суммирование соответствующих сигналов, а на индикатор поступает результирующий код. Помимо перечисленных составных частей, в корпусе электронного прибора имеются специальные клеммные колодки, к которым подводятся и от которых отводятся учитываемые счетчиком токи.

При этом различают несколько вариантов счетчиков.

Электронные электросчётчики

Представляют собой группу современных устройств учёта и сбора данных о потреблении и расходе электроэнергии. Эти приборы оснащены более сложной компонентной базой, которая позволяет осуществлять вычислительные операции с достаточным уровнем точности.

Электронные электросчётчики

Основная задача электронных электросчётчиков заключается в круглосуточном сборе информации о показаниях мощности, потребляемой частью электрической схемы, за которой осуществляется контроль, и по следующим предоставлении данных в привычном для человека виде.

Эти приборы создаются для взаимодействия с двумя типами цепей тока:

Постоянной величины (приборы, взаимодействующие с данным типом цепей, используются исключительно на крупных предприятиях, где эксплуатируется мощная аппаратура и оборудование).
Синусоидальной гармонической формы.

Счётчик, взаимодействующие с цепями переменного тока, изготавливаются для использования в бытовых целях и применяются для подключения в однофазные и трехфазные системы подачи напряжения (электричества).

Конструктивно электронные счётчики изготавливаются из следующих элементов:

Клеммной колодки, предназначенной для соединения с электрическими проводами.
Панели ЖКИ дисплея, служащей для вывода данных.
Органов управления.
Измерительных трансформаторов.
Печатной платой с электронными компонентами.
Защитного кожуха (корпуса).

Принцип работы электронных энергосчётчиков

На два счётчика — тока и напряжения — от сети поступают сигналы. Далее, эти сигналы с выходов датчиков поступают на усилители, где происходит их усиление. Затем усиленные сигналы подаются на АЦП (аналого-цифровой преобразователь) и преобразовываются в цифровой вид. После оцифрованные сигналы подводятся к перемножителю.

Далее, производится фильтрация оцифрованного сигнала и вывод на устройства:

Индикации;
Интегрирования;
Передачи измерений;
Дальнейшего преобразования.

Преимущества и недостатки электронных счётчиков

Преимущества:

Высокий класс точности измерений (от 1 единицы).
Наличие нескольких тарифов (от 2).
Возможность учёта реактивной и активной составляющей, используя один аппарат.
Двунаправленный энергоучёт.
Измерение качественных и количественных показаний мощности.
Хранение данных учёта электроэнергии.
Доступность данных.
фиксация попыток хищения электроэнергии.
Дистанционный доступ к показаниям.
Компактность.

Недостатки:

Повышенная чувствительность к колебаниям напряжений в сети.
Относительно высокая стоимость.
Сложность ремонта (в силу элементных особенностей).

Как работает

При этом, устройство обладает рядом преимуществ:

Оно позволяет точнее считывать информацию, что препятствует краже электроэнергии.
Обладает меньшими размерами по сравнению с механическими.
Может автоматически переключаться по разным тарифам, не требуя присутствия человека, что позволяет экономить деньги.
Электронные модели проверяют раз в 4-16 лет. Это необходимо для проверки правильности начислений. Проверкой занимается Сфера государственного регулирования обеспечения единства измерений.

Подсчет электричества производится за счет преобразования сигналов тока и напряжения, «входящих» в прибор, в импульс, который он и подсчитывает.

Число последних при этом изменяется в соответствии с поступающей энергией. То есть, чем больше электричества будет израсходовано, тем больше импульса получит устройство и посчитает.

Вместе с подсчитывающим устройством электронный счетчик имеет дисплей, на котором отражаются изменения в потреблении тока, максимальное и минимальное значения, текущий тариф и другие необходимые хозяевам данные.

Статью о том, как снять показания с трехтарифного электросчетчика, читайте здесь.

Источник: ledsshop.ru