Виды счетчиков
Правила выбора и виды учетных приборов, допустимых к установке в частном жилье и на производстве, строго регламентируются действующими нормативными актами, включая ПУЭ.
Перед тем, как установить счетчик электроэнергии в квартире или цехе, каждый хозяин оформляет договор на его подключение к электросетям, в котором обязательно указывается выбранная модель.
Дополнительная информация. Знание типа и марки конкретного образца счётного устройства (электросчётчика) необходимо для того, чтобы своевременно провести его поверку, периодичность которой устанавливается для каждой модели индивидуально.
Производителями приборов этого класса освоен выпуск огромного количества различных моделей и типов промышленных и бытовых счетчиков энергии. Разобраться со всем многообразием учетных устройств можно лишь в том случае, если попытаться классифицировать их по тем или иным признакам, а именно:
- Заявленный принцип работы электросчетчика данной модели;
- Количество учитываемых фаз (фазность электрического прибора);
- Указываемый в паспорте класс точности;
- Способ снятия показаний (вариант подключения);
- Тарификация учета;
- Электрические параметры (ток и мощность прибора).
Согласно первому из этих признаков все учетные приборы делятся на индукционные счетчики (ИС) и электронные аппараты, а по второму – на однофазные и трёхфазные изделия. Кроме того, в соответствии со способом интегрирования в измеряемую цепь, они подразделяются на приборы прямого включения и устройства, подсоединяемые через специальные токовые трансформаторы – ТТ (смотрите фото ниже).
Подключение через ТТ
Точность различных образцов электросчётчиков может варьироваться от 0,2 до 2,5, а по наличию особых режимов снятия показаний они делятся на одно- 2-х и 3-х тарифные приборы. Электрические (токовые и мощностные) характеристики этих устройств выбираются, исходя из условий их эксплуатации.
Как самостоятельно проверить счетчик
Чтобы проверить работоспособность счетчика, нужно провести несколько шагов:
- Нужно убедиться, что прибор правильно подключен к сети 220 или 380 В в соответствии со схемой.
- Проверить, что диск не вращается произвольно. Для этого нужно отключить все автоматы в щитке и подождать некоторое время. Если счетчик все равно вращается, то он неисправен.
- Проверка намагниченности. Влияние магнита также меняет работу прибора. Проверить его наличие можно с помощью небольшой металлической иголкой или специальным прибором.
Проверка прибора с помощью специальных приборов
Электронный счетчик — дорогой, но точный прибор, который в дальнейшем поможет сэкономить на плате за электроэнергию. Сложность конструкции обеспечивает удобство работы, но также является причиной частых поломок.
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.
Принцип работы любого счетчика заключается в измерении активной энергии и подсчете потраченного.
При этом различают несколько вариантов счетчиков.
Принцип работы однотарифного электросчетчика
Принцип работы электросчетчика электромеханического типа достаточно простой. При включении электроприборов на вход счетчика поступают сигналы о напряжении и силе тока, которые фиксируются соответствующими датчиками и передаются на преобразователь. Он, в свою очередь, оцифровывает эти сигналы и преобразует их в импульсы определенной частоты. Импульсы передаются на электромагнит счетного механизма, далее, посредством зубчатой передачи, сигнал поступает на колесики барабана. В результате данные отображаются в виде конкретных цифр.
Устройство и принцип работы ИС
Электрический учет устроен на прямом измерении напряжения и тока: вся информация о потреблении электричества подается на индикатор и сохраняется в памяти устройства.
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.
Примите к сведению: первая проверка проводится на заводе – ее дата указывается в паспорте прибора.
Одновременно с достоинствами обычно выделяют некоторые недостатки. К ним относят более высокую стоимость и их ненадежность: несмотря на уверения производителей, электронные модели приходится менять чаще механических. Последние способны работать несколько десятков лет, так как в них практически нечему ломаться.
Принципиальная схема электронного счетчика. (Для увеличения нажмите)
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.
Возможно, Вас заинтересует статья о
двухтарифных счетчиках электроэнергии
.
Статью о том, как снять показания с трехтарифного электросчетчика, читайте здесь.
Перед знакомством с устройством счетчика, в первую очередь, обратим внимание на то, что оно зависит как от принципа его действия, так и от функциональных возможностей. Так, устаревшие индукционные образцы в основном используются в однофазных питающих цепях и не могут обеспечить высокую точность измерений и режим с несколькими тарифами.
Для того чтобы понять принцип работы индукционного прибора, следует ознакомиться со всеми деталями его устройства. Классические представители этого класса состоят из следующих основных частей:
- Корпуса, состоящего из двух половинок;
- Двух обмоток с магнитными сердечниками, одна из которых является токовой, а другая – рассчитана на измерение напряжения;
- Противовеса полюсов и алюминиевого диска, насаженного на ось с червячным редуктором;
- Счетного механизма и тормозного магнита.
Предлагаем ознакомиться Изучаем ранние сорта яблонь
Простыми словами, работу индукционного счетчика можно представить следующим образом.
Основой измерительной частью прибора являются два электромагнита, изготовленные в виде соленоидов, расположенных под углом 90 градусов. На обмотку одного из них поступает токовая составляющая измеряемой электрической мощности, а на другую катушку подается соответствующее ей напряжение (смотрите фото ниже).
Расположение катушек в счетчике
Важно! В соответствии с электрической схемой учетного узла, его токовая обмотка включается в измерительную цепь последовательно, а катушка напряжения – параллельно.
Такой способ их подключения обеспечивает наведение в зазоре между электромагнитными сердечниками суммарной ЭДС, пропорциональной произведению тока и напряжения, то есть мощности.
В это общее для обоих сердечников поле помещается закреплённый на оси алюминиевый диск, передающий вращающий момент через червячный редуктор на простейший счётный механизм. Под воздействием суммарной ЭДС, создаваемой поданным на схему напряжением (оно всегда постоянно) и изменяющимся, в зависимости от нагрузки током, легкий диск начинает вращаться.
Заметьте! Скорость его вращения пропорциональна величине формируемого в зазоре общего э/м поля, а, следовательно – и потребляемой квартирной сетью мощности.
Ответ на вопрос, как работает электромеханический индукционный счетчик, оказывается совсем простым: чем быстрее крутится его диск с меткой в средней части, тем больше расходуется энергии в данной потребительской сети.
Принцип действия 3-х фазного прибора этого же типа ничем существенно не отличается от уже описанного ранее. Разница будет лишь в конструкции счетных узлов и э/м катушек, число которых увеличивается вдвое (по количеству дисков). Внешний вид трехфазного счетчика приведён на рисунке ниже.
3-х фазный индукционный счетчик
По мере совершенствования производственных технологий на смену уже устаревшим устройствам индукционного типа приходят современные электронные приборы, обеспечивающие более высокое качество учёта электроэнергии.
Электронные счетчики и АСКУЭ
Попытки создания АСКУЭ (автоматизированной системы контроля учёта электроэнергии) связаны с появлением в относительно доступных микропроцессорных устройств, однако дороговизна последних делала системы учета доступными только крупным промышленным предприятиям. Разработку АСКУЭ вели целые НИИ.
Решение задачи предполагало:
- оснащение индукционных счетчиков электрической энергии датчиками оборотов
- создание устройств, способных вести подсчет поступающих импульсов и передавать полученный результат в ЭВМ
- накопление в ЭВМ результатов подсчета и формирование отчетных документов
Первые системы учета были крайне дорогими, ненадежными и малоинформативными комплексами, но они позволили сформировать базу для создания АСКУЭ следующих поколений.
Переломным этапом в развитии АСКУЭ стало появление персональных компьютеров и создание электронных электросчётчиков. Ещё больший импульс развитию систем автоматизированного учёта придало повсеместное внедрение сотовой связи, что позволило создать беспроводные системы, так как вопрос организации каналов связи являлся одним из основных в данном направлении.
Основное назначение системы АСКУЭ — в разумных интервалах времени собрать в центрах управления все данные о потоках электроэнергии на всех уровнях напряжения и обработать полученные данные таким образом, чтобы обеспечить составление отчётов за потребленную или отпущенную электроэнергию (мощность), проанализировать и построить прогнозы по потреблению, выполнить анализ стоимостных показателей и произвести расчёты за электрическую энергию.
Для организации системы АСКУЭ необходимо:
- В точках учёта энергии установить высокоточные средства учёта — электронные счётчики
- Цифровые сигналы передать в так называемые «сумматоры», снабженные памятью.
- Создать систему связи (как правило, последнее время для этого используют GSM – связь), обеспечивающую дальнейшую передачу информации в местные и на верхние уровни.
- Организовать и оснастить центры обработки информации современными компьютерами и программным обеспечением.
Пример простейшей схемы организации АСКУЭ показан на рисунке. В ней можно выделить несколько отдельных основных уровней:
Уровень первый – это уровень сбора информации
Элементами этого уровня являются электросчётчики и различные устройства, измеряющие параметры системы. В качестве таких устройств могут применяться различные датчики как имеющие выход для подключения интерфейса RS-485, так и датчики, подключенные к системе через специальные аналого-цифровые преобразователи. Необходимо обратить внимание на то, что возможно использовать не только электронные электросчётчики, но и обычные индукционные, оборудованные преобразователями количества оборотов диска в электрические импульсы.
В системах АСКУЭ для соединения датчиков с контролерами применяют интерфейс RS-485. Входное сопротивление приемника информационного сигнала по линии интерфейса RS-485 обычно составляет 12 кОм. Так как мощность передатчика ограничена, это создает ограничение и на количество приемников, подключенных к линии. Согласно спецификации интерфейса RS-485 с учетом согласующих резисторов приёмник может вести до 32 датчиков.
Уровень второй – это связующий уровень
На этом уровне находятся различные контролеры необходимые для транспортировки сигнала. В схеме АСКУЭ представленной на рисунке, элементом второго уровня является преобразователь, преобразующий электронный сигнал с линии интерфейса RS-485 на линию интерфейса RS-232, это необходимо для считывания данных компьютером либо управляющим контролером.
В случае если требуется соединение более 32 датчиков, тогда в схеме на этом уровне появляется устройства, называемые концентраторы. На рисунке показана схема построения системы АСКУЭ для количества датчиков от 1 до 247 шт.
3.Третий уровень – это уровень сбора, анализа и хранения данных
Элементом этого уровня является компьютер, контролер или сервер. Основным требование к оборудованию этого уровня является наличие специализированного программного обеспечения для настройки элементов системы.
В настоящее время практически все электронные электросчётчики оборудованы интерфейсом для включения в систему АСКУЭ. Даже те, которые не имеют этой функции, могут оснащаться оптическим портом для локального снятия показаний непосредственно на месте установки электросчётчика путём считывания информации в персональный компьютер. Поэтому, сегодня электросчётчик является сложным электронным устройством.
При проектировании современных систем АСКУЭ применяют только электронные счётчики. Они имеют неоспоримые преимущества перед индукционными именно в «информационном» плане и обладают практически неограниченными сервисными возможностями.
Смотрите видео, в котором на примере конкретной марки рассмотрены электронные счетчики.
Смотрите также по этой теме:
Схемы подключения счетчиков электроэнергии.
Электрический счетчик энергии. Общие сведения.
Однофазные и трехфазные модели
Главным принципом деления электронных счетчиков являются сами измеряемые величины и технические характеристики.
Они бывают:
- Однофазными: их используют в квартирах, отдельных домах, небольших офисах и других площадках, питающихся от сети в 3-7 кВт с напряжением 220 В. Такие приборы рассчитаны на токи в 13-32 А (1 кВт = 4,5А, соответственно, 3 кВт – это 13,5 А). При выборе прибора необходимо учесть, что на нем должны быть обозначены номинальное и максимальное значения тока, обычно это соответствует 5-40 А.
- Трехфазными: их обычно применяют в промышленных и бытовых зданиях с большой «проходимостью» тока, а также в частных коттеджах, где ввод происходит только по трехфазной системе. Самым простым способом выбрать подходящее устройство станет обращение в соответствующие службы: они смогут помочь в выборе, назвав основные характеристики или модели.
Предлагаем ознакомиться Как сделать хрен в домашних условиях. Рецепты приготовления на мясорубке с майонезом, уксусом пошагово с фото
Стоит обратить внимание, что трехфазный счетчик должен иметь внутренний тарификатор. Он осуществляет формирование графика нагрузки и отслеживает переход тарифов, отмечает перенапряжения и отсутствие тока, его работу, спад или увеличение напряжения. Это помогает в снятии показаний счетчика.
Возьмите на заметку: электронные трехфазные счетчики обычно имеют журнал событий, в которых отмечаются все изменения в «работе» тока для своевременного устранения неисправностей.
При выборе электронного электросчетчика лучше остановиться на моделях в большим гарантийным сроком и указанным сроком службы, а также проследить, чтобы в городе была мастерская компании.
Как ведется подсчет электроэнергии
Независимо от устройства и принципа работы, электросчетчик имеет одно назначения – подсчет количества электроэнергии, которая была израсходована за определенный промежуток времени. Расход измеряется в киловатт-часах. Один киловатт-час (кВт·ч) – это количество электроэнергии, которое расходуется потребителем за временной промежуток, равный часу. В цифровом выражении это представлено так:
1 кВт·ч = 1 киловатт × 1 час = 1000 Ватт × 3600 секунд = 3600000 Джоулей = 3,6 Мегаджоуля.
Можно рассмотреть на примере конкретного прибора. Если утюг мощностью 2 киловатта будет работать полчаса, расход составит:
2 кВт × 0,5 часа = 1 кВт·ч.
Как работает электронный многотарифный электросчетчик
Принцип работы электросчетчиков многотарифного типа аналогичен принципу работы электромагнитных приборов. Единственное отличие – преобразованный сигнал подается на микроконтроллер, который управляет цифровым дисплеем, запоминающим устройством и электронным реле. На дисплей выводится не только количество использованной электроэнергии, но и значения физических величин электросети: мощность, сила электротока, частота сети и другие.
Многотарифные счетчики торговой марки Пульсар способны вести учет электрической энергии по четырем тарифам в двенадцати сезонах. Они оснащены встроенной литиевой батареей, которая обеспечивает автономный ход часов в случае отключения подачи электропитания. Ресурс батареи рассчитан на 16 лет непрерывной работы.
Встроенный модуль памяти позволяет вести журнал событий, рассчитанный на 22 типа событий. В свою очередь, каждый тип может включать до 24 событий.
Подводим итоги
В качестве небольшого итога, давайте обобщим огромный массив полученной информации. В зависимости от ваших потребностей, вы можете купить индукционный счетчик – надежный и долговечный, но весьма простой, либо электронный, который поможет вам сэкономить, если вы хотите использовать многотарифность. Учитывайте при этом изначальную разницу в стоимости – подсчитайте, выйдет ли у вас экономить и покрыть разницу между гораздо более дорогим электронным счетчиком и дешевым и простым индукционным. Независимо от того, где будет устанавливаться счетчик – в квартире, гараже, или частном доме – предупредите органы ТСЖ и вызовите инспектора, чтобы он опломбировал и зафиксировал факт установки\замены счетчика. Чтобы правильно подключить и ввести в эксплуатацию электросчетчик – воспользуйтесь услугами квалифицированного электрика. Если вы хотите замерить потребление отдельно взятого устройства дома – выберите подходящий вам счетчик в розетку. Если сомневаетесь в выборе – проконсультируйтесь у специалиста, по идее, сложностей возникнуть не должно – устройство достаточно простое. И самое главное, приобретайте у продавцов с положительной репутацией продукцию, проверенную ранее другими потребителями. Сэкономив немного и купив китайское устройство, вы вряд ли получите столь же длительную гарантию. При покупке уточняйте, как часто нужно делать поверку и когда счетчик был проверен на производстве. Требуйте проставить все штампы и печати в правильно и разборчиво заполненном гарантийном талоне.