Цифровой электронный электросчетчик

Цифровой электронный электросчетчик

Время на чтение:

Размер платы за электроэнергию зависит не только от количества подключенных приборов, но и от точности и типа счетчика. Один из самых надежных — электронный электросчетчик.

Суть работы любого счетчика заключается в измерении активной энергии и расчете потребления. В то же время имеются несколько вариантов конструкции счетчика. Данные приборы делятся:

• В соответствии с принципом подключения — оборудование напрямую подключено или подключено в трансформаторную цепь.
• В зависимости от измеряемых значений — однофазные и трехфазные.

Подключение однофазного счетчика

• По типу конструкции — механические, электронные и гибридные.
• По числу тарифов — одно- или многотарифные.

Трехфазный прибор в сети

Электронные устройства имеют ряд преимуществ: они более точны и позволяют использовать несколько цен на электроэнергию, при этом показания пересчитываются по этим ценам независимо от владельца.

Важно! Существуют также гибридные счетчики с цифровым интерфейсом и механическим вычислительным устройством, но используются они редко.

• Уровень точности не менее 0,5S.
• Соответствие требованиям ГОСТ Р (52320-2005, 52323-2005, 52425-2005).
• Сертификат об утверждении типа.

• Измерение и расчет активной и реактивной мощности (общая мощность для непрерывной работы), мощность в одном или двух направлениях (30-минутные приращения мощности).
• Сохранять результаты измерений (на время не менее 35 дней) и информацию о состоянии измерительного прибора.
• Наличие энергонезависимых часов, обеспечивающих точный показ даты и времени (с использованием внешней синхронизации с ежедневной точностью не менее ± 5,0 секунд в составе SOEV).
• Поддержание автоматической коррекции времени.
• Автоматическая самодиагностика через обобщенные сигналы в журнале событий.
• Предотвращение несанкционированный доступ к информации и программному обеспечению.
• Прибор должен обеспечивать работу в диапазоне температур, определяемых условиями эксплуатации. (-40 .. + 550С).
• Среднее время наработки на отказ составляет не менее 35 000 часов.
• Интервал тестирования — не менее 8 лет.

Принцип работы и схема подключения

Принцип работы счетчика основан на непосредственном измерении напряжения и тока: вся информация о потребляемой мощности подается в индикатор и сохраняется в памяти устройства.

Как устроен электронный счетчик электроэнергии

Электронный электросчетчик имеет следующие преимущества:

• Позволяет более точно считывать информацию, тем самым предотвращая большую погрешности измерения электроэнергии.
• Его размер намного меньше механического.
• Он может автоматически переключаться между тарифами без необходимости присутствия хозяина. Это существенно экономит средства.
• Электронная модель проверяется каждые 4-16 лет. Это необходимо для проверки правильности исчисления. Проверка выполняется в рамках правил для обеспечения согласованности измерений.

Важно! Первая проверка выполняется на заводе-изготовителе, дата указана в паспорте прибора.

Помимо преимуществ имеются и некоторые недостатки. К ним относятся более высокие затраты на приобретение самого приборов и их ненадежность: несмотря на гарантию производителя, электронные модели приходится заменять чаще, чем механические модели. Последние работают в течение десятилетий, потому что их устройство очень простое, и ломаться, по сути, нечему.

Напряжение тока внутри счетчика преобразуется в электрические импульсы. Их количество варьируется в зависимости от входной энергии. То есть чем больше потребляемая мощность, тем больше импульсов получает и считает устройство.

Электронный счетчик вместе со счетным устройством имеет дисплей, который показывает изменения в потреблении тока, максимальных и минимальных значениях и других данных, требуемых владельцем.

Инструкция по применению

Инструкция по эксплуатации и монтажу содержит следующие пункты:

• Прибор может устанавливать персонал, прошедший инструктаж по мерам безопасности и имеющий квалификационную группу по электробезопасности не ниже уровня III (электрическая установка до 1000 В).
• Перед установкой надо извлечь прибор из транспортной упаковки и провести внешний осмотр.
• Убедиться, что корпус и защитная крышка распределительной коробки не имеют значительных повреждений.
• Установить счетчик на рабочем месте, снять защитную крышку распределительной коробки и подключить к цепи напряжения

Важно! Подключение к сети проводить только с отключением питания

• Установить крышку распределительной коробки и закрепить ее двумя винтами.
• Включить питание и убедиться, что счетчик включен: индикатор показывает значение энергии, учитываемое в текущей зоне.
• Отметить в таблице дату установки и дату ввода в эксплуатацию.

Монтаж счетчика в щит

Как самостоятельно проверить счетчик

Чтобы проверить работоспособность счетчика, нужно провести несколько шагов:

1. Нужно убедиться, что прибор правильно подключен к сети 220 или 380 В в соответствии со схемой.
2. 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.
3. 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.

Как работает счетчик электроэнергии старого и нового образца

• Индукционный
• Электронный

Индукционный

Старые электросчетчики состоят из следующих элементов:

1. Последовательная обмотка, именуемая также токовой катушкой. Состоит из нескольких витков толстого провода.
2. Параллельная обмотка (катушка напряжения). Устроена, наоборот, из большого количества витков провода маленькой толщины.
3. Счетный механизм. Устанавливается на оси алюминиевого диска.
4. Постоянный магнит, назначение которого – тормозить и обеспечивать плавный ход диска.
5. Диск из алюминия. Крепится на подшипниках и подпятниках.

вихревые токи

Как видно на схеме, устройство индукционного счетчика электроэнергии достаточно простое. Что касается принципа работы, он также несложен. Сначала переменное напряжение подается на параллельную обмотку (катушку напряжения) и далее протекает на вторую, токовую катушку. Между двумя электромагнитами катушек возникают магнитные вихревые токи, которые, собственно, и способствуют вращению диска. Чем больше сила тока, тем быстрее будет крутиться диск. В свою очередь счетный механизм работает по следующему принципу: вращение от диска передается к барабану за счет червячной передачи (этому способствует установленный на оси диска червяк, который передает вращение через шестеренку, что видно на схеме выше).

Наглядно увидеть, как работает индукционный электросчетчик, вы можете на видео ниже:

Обращаем ваше внимание на то, что принцип работы однофазного счетчика электроэнергии старого образца аналогичен трехфазной модели.

Электронный

В электронном счетчике, к примеру, Энергомера ЦЭ6803В, нет ни диска, ни червячной передачи. Устройство счетчиков электроэнергии нового образца показано на схеме и фото ниже:

Принцип действия электронной модели заключается в том, что датчики тока и напряжения передают сигналы на преобразователь. Последний, в свою очередь, передает код на микроконтроллер для дальнейшей расшифровки и передачи данных на дисплей. В результате мы видим, сколько киловатт электроэнергии израсходовано на данный момент.

На этом видео подробно рассматривается устройство электронного и индукционного счетчика:

Что касается многотарифных приборов учета, типа «день-ночь» или трехтарифные модели, в их устройстве дополнительно встроен модуль памяти, который запоминает количество тока, «намотанное» в разных режимах: днем и ночью. Это нужно для того, чтобы правильно подсчитывать оплату за электроэнергию (с 23:00 до 7:00 стоимость киловатта меньше, чем в остальное время суток). Про преимущества и недостатки двухтарифных электросчетчиков можете прочитать в нашей статье.

Существуют также модели приборов учета электроэнергии с пультом. В их конструкцию внесен механизм, который может блокировать систему подсчета израсходованного электричества.

Вот и все, что хотелось рассказать вам о том, какое устройство и принцип работы счетчиков электроэнергии. Надеемся, информация была для вас понятной и полезной!

Будет полезно прочитать:

Устройство и принцип действия счетчиков электроэнергии

Первые приборы учета электроэнергии появились в 19 столетии. Объяснить это можно массовыми исследованиями электромагнетизма, которые проводили ученые. Сегодня электросчетчики делятся на несколько видов и устанавливаются во всех помещениях, где люди потребляют электричество. Основная его задача – стабилизировать и при правильном использовании свести к минимуму оплату за коммунальные услуги.

1. Классификация приборов учета электроэнергии
2. Устройство и принцип работы электросчетчика
3. Принципиальная схема электросчетчика

Классификация приборов учета электроэнергии

Различные виды электросчетчиков

Все счетчики для электроэнергии классифицируются по видам в зависимости от типа подключения, конструктивных особенностей и измеряемых величин. Приборы делятся на прямо включаемые в силовую магистраль и устройства, которые подсоединяются к электрической цепи при помощи измерительных трансформаторов.

В зависимости от конструктивных особенностей электрические счетчики делятся на следующие виды:

Электромеханические или индукционные. Принцип действия электросчетчика следующий: на подвижную деталь, изготавливаемую из проводящего материала, оказывает непосредственное влияние магнитное поле, которое формируется неподвижными токопроводящими катушками. Подвижная деталь – это диск, а катушки продуцируют токи, приводя в действие этот диск. Объем потребляемого ресурса прямо пропорционален числу оборотов этого диска.

Счетчик индукционный однотарифный

Электрические счетчики классифицируют на несколько видов по измеряемым величинам и по количеству тарифов. В первом случае приборы учета бывают однофазными и трехфазными, во втором – одно- и двухтарифными.

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.

Учет потребляемого ресурса основывается на прямом напряжении напряжения и тока. Все данные подаются на индикатор, в усовершенствованных моделях данные сохраняются в памяти устройства.

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.

Среди недостатков двухтарифных приборов учета выделяют высокую стоимость и их ненадежность в сравнении с механическими аналогами. Как показывает практика, электронные модели чаще выходят из строя.

Принципиальная схема электросчетчика

Схема работы всех видов электрических приборов не имеет принципиальных отличий, все они похожи.

Для замера мощности задействовано несколько простых датчиков:

• Датчики напряжения, работа которых основывается на схеме известного делителя.
• Датчики тока на основе обыкновенного шунта, сквозь который проходит фаза электрической магистрали.

Сигнал, который фиксируется этими датчиками, мал, поэтому его требуется усиливать при помощи электронных усилителей. Потом осуществляется аналогово-цифровая обработка для трансформации сигналов и их перемножения.

Следующие этапы – фильтрация оцифрованного сигнала и вывод на дисплей прибора данных:

• интегрирования;
• индикации;
• передачи вычислений;
• преобразование.

В этой схеме используемые входные датчики не способны обеспечить измерения высокого класса точности векторов, следовательно, и расчет мощности.

Если требуется высокая точность измерений, схему дополнительно оснащают специальными измерительными трансформаторами.

Если в сравнении рассматривать принципиальную схему работы однофазного электронного прибора учета, в ней дополнительно ТН подсоединен к нулю и фазе, а ТТ – неотъемлемая составляющая разрыва фазного провода. Поскольку сигналы поступают из двух трансформаторов, дополнительное усиление сигнала не требуется. Все дальнейшие преобразования выполняет микроконтроллер, он осуществляет управление дисплеем, оперативным запоминающим устройством и электронным реле. Выходной сигнал через ОЗУ может дальше передаваться в информационный канал.

Однофазные и трехфазные электросчётчики — схемы подключения

Для учёта количества потребления электроэнергии, измеряемой в киловатт-часах, используются электрические счётчики. Электрические счётчики однофазные и тркхфазные ведут суммарный учёт потребления в сетях переменного тока. По типу электрической сети, конструктивному исполнению, схеме подключения, классу точности, виду измеряемой электроэнергии и т.д. электрические счётчики можно разделить на разные виды и типы.

Однофазнные и трёхфазные счетчики

Счётчики электроэнергии бывают двух основных видов: для однофазной сети переменного тока 220В и для трёхфазной сети переменного тока 380В. Т.е. счётчики бывают однофазными и трёхфазными.

Однофазные счётчики в основном используются в бытовых электрических сетях, т.е. там, где потребители электроэнергии работают от электрической сети напряжением 220В. Например, потребителем может быть обычная бытовая техника или комнатное освещение.

Трёхфазные счётчики используются на предприятиях, где основная электрическая нагрузка – это трёхфазные потребители. В качестве трёхфазных потребителей могут выступать силовые трансформаторы и трёхфазные электродвигатели. Также в качестве трёхфазной нагрузки могут выступать и однофазные потребители, но распределённые по разным фазам.

Принцип действия

По принципу действия счётчики бывают индукционными (электромеханическими) и электронными (статическими). Первые наиболее распространены, т.к. они были изобретены значительно раньше. По сравнению с электронными счётчиками, счётчики индукционные морально устарели. Кроме того у них больше погрешность и они способны вести только простой учёт потребления электроэнергии.

Наблюдать работу счётчика можно по крутящемуся диску. Чем быстрее крутится диск, тем большая нагрузка проходит через счётчик в данный момент времени. На индукционном счётчике обычно указывается, сколько оборотов диска соответствует 1кВт*ч потреблённой электроэнергии. Подсчёт электроэнергии выполняется по механическому счётному механизму.

Электронные (современные) счётчики по своим параметрам на много лучше устаревших индукционных. Они более точны, позволяют вести многотарифный учёт электроэнергии. Кроме того они способны хранить данные потребления по времени суток, по дням, месяцам и т.д. Многие модели электронных счётчиков способны передавать данные учёта по сети или по каналу мобильной связи, т.е. существует возможность удалённого снятия показаний.

Наблюдать работу электронного счётчика можно по миганию светового индикатора, находящегося на счётчике. Чем чаще происходит мигание, тем большая нагрузка проходит через счётчик. На электронном счётчике должно указываться количество световых импульсов, соответствующее потреблению 1кВт*ч электроэнергии.

У многих электронных счётчиков имеется жидкокристаллический дисплей, на котором можно наблюдать потребление электроэнергии.

Класс точности счетчика

Класс точности – это погрешность устройства, указанная в процентах. По классу точности электрические счётчики можно разделить на рабочие и образцовые (эталонные).

Рабочие счётчики используются для постоянного и непрерывного учёта в электрических сетях. Образцовые счётчики служат для контрольной поверки рабочих счётчиков.

Вид измеряемой электроэнергии

По виду измеряемой электроэнергии устройства делятся на счётчики активной электроэнергии, счётчики реактивной электроэнергии и комбинированные счётчики (активно-реактивной электроэнергии).

Способ подключения

В зависимости от схемы подключения счётчики бывают прямого и непрямого включения. Счётчики прямого включения используются в сетях с потребителями небольшой мощности. В основном это обычные однофазные устройства учёта, но могут быть и трёхфазные счётчики прямого включения.

Счётчики непрямого включения устанавливаются для учёта в сетях, где прямой учёт невозможен ввиду большой токовой нагрузки, проходящей в сети. Обычно большие токи протекают в трёхфазных сетях переменного тока.

Для непрямого учёта используются трансформаторы тока, вторичные обмотки которых подключаются непосредственно к счётчику.

Для подсчёта электроэнергии в высоковольтных сетях применяют высоковольтные счётчики прямого включения или счётчики, ведущие учёт через высоковольтные трансформаторы тока и трансформаторы напряжения.

Схемы подключения трех и однофазных счетчиков

Однофазный счётчик

Данный счётчик подключается достаточно просто. К нему подходят четыре провода: фаза-вход, фаза выход, ноль-вход и ноль-выход.

Фаза-вход – фазный провод, идущий от сети. Фаза-выход – провод, идущий к потребителям (к нагрузке). Ноль-вход – нулевой провод, идущий от сети. Ноль-выход – нулевой провод, идущий к нагрузке.

Главное в подключении однофазного счётчика – не перепутать клеммы при подключении фазных и нулевых проводников.

Трёхфазный счётчик

Трёхфазные счётчики в сетях 380В подключаются по различным схемам:

Трёхфазный счётчик прямого включения подключается аналогично однофазному счётчику, но стой лишь разницей, что количество входных и выходных фазных проводов будет в три раза больше. Т.е. на каждую из трёх фаз будет один входящий и один выходящий провод. В итоге получается, что к счётчику подключаются восемь проводов.

Трёхфазные счётчики непрямого включения (полукосвенное, схема «звезда») используют в связке с трансформаторами тока. Вторичные обмотки трансформаторов тока подключаются к токовым клеммам счётчика. При подключении необходимо обязательно учитывать полярность первичной и вторичной обмоток трансформаторов тока. От этого зависит правильная работа счётчика и, соответственно, правильный учёт электроэнергии.

Стоит отметить, что подключение всех видов электросчётчиков должны производить представители энергоснабжающей организации. Кроме самого подключения они производят и пломбировку счётчика. Если счётчик электронный и программируемый, то сотрудники энергосбыта производят и соответствующие его настройки.