Принцип работы электросчетчика

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

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

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.

Устройство и принцип работы электросчетчика

Учет расхода потребляемой электрической энергии на объектах любой формы собственности осуществляется с помощью электросчетчиков. Правильный выбор прибора отражается на экономии электроэнергии, что является первостепенной задачей в настоящее время. Ни один объект не будет включен к сетям энергопоставляющих компаний без установки электросчетчика. Правила его выбора, места установки и подключения регламентируются нормативно-технической документацией, среди которых ПУЭ занимает основное место. Каждый домовладелец оформляет договор на подключение к сетям, где модель счетчика должна быть обязательно указана. Это необходимо для того, чтобы осуществлять поверку счетчика, периодичность которой для каждой модели устанавливается предприятием-изготовителем.

Счетчик для учета электроэнергии

Классификация

Отечественные и зарубежные производители выпускают огромный ассортимент электросчетчиков. Разобраться поможет классификация устройств по следующим признакам:

• принципу работы (индукционные и электронные);
• количеству фаз или классу напряжения (одно,- и трехфазные);
• способу подключения (напрямую и через измерительные трансформаторы);
• количеству тарифов (одно-, двух,- и трехтарифные);
• типу тарификатора (внешний и внутренний);
• классу точности (0,2s; 0,2; 0,5s; 0,5; 1,0; 2,0; 2,5);
• измеряемому току (базовый, стартовый и максимальный);
• типу интерфейсов (импульсный, ИК порт, RS 232, RS 485, волоконно-оптическую линию связи, CAN, PLC-модем и GSM).

Устройство и принцип работы

Конструкция счетчика зависит от принципа его работы и осуществляемых функций. Индукционный однофазный счетчик используется в однофазных переменных сетях и состоит из следующих частей:

• корпуса составного;
• двух обмоток: токовой и напряжения;
• двух магнитопроводов: обмотки тока и обмотки напряжения;
• противополюса;
• диска алюминиевого;
• механизма червячного типа;
• механизма счетного;
• магнита постоянного, служащего для торможения диска;
• оси, на которой закреплены счетный механизм, червячная передача и алюминиевый диск.

Схематическое устройство однофазного электросчетчика индукционного типа

Принцип работы устройства заключается в следующем. 2 электромагнита представляют измерительный механизм счетчика. Они расположены под углом 90° друг к другу. В магнитном поле этих электромагнитов находится диск, выполненный из алюминия. Счетчик включается в работу путем подсоединения с электроприемниками токовой обмотки последовательно, а с электроприемниками напряжения – параллельно. При прохождении переменного тока по обмоткам в сердечниках возникают магнитные потоки переменной величины. Они пронизывают диск, в результате чего индуцируют вихревые токи. При взаимодействии последних с магнитными потоками создается усилие, которое вращает диск. Он, в свою очередь, связан со счетным механизмом, который учитывает частоту вращения диска. Цифры, расположенные на счетном механизме фиксируют расход электрической энергии.

При увеличении тока нагрузки возникает больший вращающий момент, что заставляет диск вращаться быстрее.

Принцип работы трехфазных индукционных счетчиков аналогичен выше описанному счетчику, с той лишь разницей, что их используют в трехфазных сетях переменного тока.

Вид спереди трехфазного индукционного электросчетчика со снятой крышкой

Вид сбоку со снятой задней частью корпуса трехфазного индукционного счетчика

С развитием электронных технологий появились счетчики учета расхода электроэнергии электронного типа. Принцип действия их довольно прост. Специальный преобразователь входные аналоговые сигналы с датчиков тока и напряжения преобразует в цифровой импульсный код. Он подается на микроконтроллер, который фиксирует количество потребляемой электроэнергии на дисплее изделия. Отсюда основными частями электронного счетчика являются:

• кожух защитный;
• трансформаторы измерительные тока и напряжения;
• преобразователь;
• микроконтроллера, являющиеся органом управления и передачи информации на дисплей;
• колодка клеммная для подсоединения эл. проводов.

Работа однофазных и трехфазных электронных счетчиков осуществляется по одним и тем же законам, с той лишь разницей, что в 3-хфазном осуществляется суммирование величин каждого из трех каналов.

Структурная схема работы однофазного счетчика электронного типа

Из схемы видно, что трансформатор тока включен в разрыв фазного провода, а трансформатор напряжения подключен к нулю и фазе. Сигналы величины тока и напряжения с помощью преобразователя преобразуются в мощность и частоту в цифровом виде, в дальнейшем микроконтроллер управляет оперативным запоминающим устройством (ОЗУ), электронным реле и дисплеем, на котором отражается цифровая информация, фиксирующая расход электроэнергии на подключенном к счетчику объекте. ОЗУ в некоторых моделях может играть роль передатчика информации, что дает возможность контролировать работу счетчика на расстоянии.

Электронные счетчики для замеров расхода электроэнергии в трехфазных схемах, могут работать как в трех,- так и четырехпроводных цепях. Устройства хранят информацию с привязкой ко времени. Показания можно снимать за определенный период времени и фиксировать следующие показатели:

• активное потребление;
• реактивное потребление;
• действующие значения напряжения и тока;
• частоту в каждой фазе.

Все это позволило создать многотарифные счетчики для подсчета потребления электроэнергии в разное время суток, по дням недели или сезонам.

Видео про счетчик

Из чего состоит и как работает счетчик потребления электроэнергии, расскажет видео ниже.

Разобравшись в устройстве электросчетчиков, с уверенностью можно сказать, что электронные аналоги намного лучше индукционных, они более точно отражают информацию, ее удобно считывать и просматривать, при необходимости дистанционно. Единственное преимущество индукционных счетчиков – это их цена, которая гораздо ниже, чем у электронных моделей.

Бытовой счетчик электроэнергии: принцип работы и устройство, преимущества и недостатки различных типов оборудования

Сегодня в каждом доме находится огромное количество различных электрических приборов, и чтобы отслеживать потребление ими электроэнергии,устанавливается приборы учета.

Но, когда необходимо их заменять, возникает проблема, ведь придя в магазин мы видим огромное количество разных вариантов. А не имея нужных знаний мы теряемся в выборе, не понимая, что к чему. Чтобы этого не случалось, стоит разобраться, какие есть виды счетчиков и их особенности.

Сегодня существует всего несколько типов счетчиков, это: электронные и механические (еще их называют индукционными).

Индукционные

После включения в розетку любого электроприбора, возрастает нагрузка и соответственно увеличивается скорость вращения магнитного диска.

Наверное, всем знакомы счетчики, которые имеют вращающийся диск.

Схема работы — проста и понятна, чем выше скорость вращения этого колесика, тем, соответственно, больше идет расход электроэнергии.

Чтобы определить показания израсходованной энергии – достаточно посмотреть на обозначения, которые находятся на специальных крутящихся барабанах.

Такие счетчики имеют следующий принцип работы:

Внутри устройства есть 2 катушки – первая это катушка напряжения, а вторая токовая. Магнитные потоки, которые они образуют, проникают через алюминиевый диск. А потоки, идущие от токовой катушки, проникают по несколько раз. В результате этого образуются электромеханические силы, которые собственно и вращают этот диск.

Устройство индукционного счетчика. (Для увеличения нажмите)

После вращения дисковая ось начинает взаимодействие уже с самим счетным механизмом, которым является червячная передача.А уже непосредственно от неё поступает информация на сами цифровые барабаны, которые мы видим на счетчике.

В зависимости от скорости вращения диска, зависит и мощность сигнала — чем она больше, тем выше мощность, а соответственно больший расход энергии.

Но со временем их вытесняют более современные и имеющие меньше недостатков электронные электросчетчики. Так, к примеру, индукционные счетчики электроэнергии имеют определенную погрешность в показаниях, за счет своих физических свойств.

Плюсы и минусы механических моделей

К положительным сторонам, которые имеет данное устройство, можно отнести:

• надежность в эксплуатации;
• долговечность;
• отсутствие подверженности к скачкам напряжения;
• более дешевые, нежели электронные.

А вот что касается недостатков, то их несколько больше, чем положительных сторон:

• низкий класс точности;
• близкая к нулю защита от воровства электричества;
• повышенное потребление тока самим счетчиком;
• при уменьшении нагрузки – пропорционально увеличивается и погрешность в расчете;
• большой размер счетчика.

Возможно, Вас заинтересует статья о том, как опломбировать счетчик электроэнергии.

Статью о правилах замены старого электросчетчика на новый читайте здесь.

Электронные

Обмануть электронные счетчики невозможно, так как все проходящие мощности через него фиксируются, за счет преобразования их в импульсные сигналы.

Данный тип бытовых электросчетчиков является хоть и более дорогостоящим, нежели индукционные, но, при этом, такие аппараты выгоднее в использовании. Они обладают более высоким классом точности, а также могут работать в режиме многотарифности.

Работают такие электронные электросчётчики, преобразовывая поступающий от датчиков тока обычный аналоговый сигнал непосредственно в цифровой код, который полностью равнозначен используемой мощности. Дальше код в системе направляется в специальный микроконтроллер, где он проходит расшифровку.

Последний этап движения – это экран дисплея, на котором уже и отображается, сколько используется сейчас электроэнергии и общий расход.

Устройство электросчетчика. Для увеличения нажмите)

Основной элемент в таких счетчиках — микроконтроллер.

Как раз в его функции входит не только расшифровка сигнала, но и расчет потребляемой энергии в данный момент.

Он также преобразует информацию для вывода на дисплей.

Такой электросчетчик представляет собой корпус, в котором находится трансформатор тока, а также специальные модули, необходимые для преобразования сигнала.

Если же говорить более детально, то он состоит из:

• дисплея, на который выводится все информация;
• источника переменного напряжения;
• главной детали в виде микроконтроллера, о котором упоминалось выше;
• преобразователя;
• супервизора;
• чипа для хранения данных;
• специального телеметрического выхода, который необходим для принятия сигнала об уровне электропотребления;
• часов, для отображения текущего времени;
• оптического порта, который необходим для считывания показаний счетчика, а также для его программирования.

Возможно, Вам будет также интересна статья о двухтарифных счетчиках электроэнергии.

Статью о том, когда и как проверять электросчетчик, читайте здесь.

Плюсы и минусы электронных приборов

К положительным сторонам можно отнести:

• многотарифность;
• возможность ведения учета в двух направлениях;
• легкий доступ к данным;
• возможность долговременного хранения данных об потреблении электроэнергии;
• на экран выводится мощность и объем потребляемой энергии;
• высокий класс точности;
• фиксация всех попыток несанкционированного хищения электричества;
• возможность получить данные счетчика дистанционно;
• незначительные габариты.

Что касается недостатков таких устройств, то их крайне мало:

• высокая чувствительность к колебаниям напряжения;
• повышенная цена в сравнении с индукционными;
• сложность, а зачастую и невозможность ремонта.

Смотрите видео, в котором специалист разъясняет особенности устройств различных типов счетчиков электроэнергии:

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:

Электросчетчик — устройство и принцип работы

Без счетчиков электроэнергии не обходится работа ни одного электрифицированного объекта, будь то гараж, частный дом или промышленное предприятие. Сегодня на рынке представлены счетчики разных типов, моделей, модификаций. Это позволяет подобрать оптимальный вариант с учетом особенностей объекта и количества используемой электроэнергии. Что представляет собой электросчетчик, устройство и принцип работы данного прибора рассмотрим ниже.

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.

Классификация электрических счетчиков

По конструктивному устройству электросчетчики делятся на:

• механические — считаются устаревшими. Из-за больших габаритов и низкой точности показаний они практически не используются;
• электромеханические — в основном, используются на объектах бытового назначения, где учет электроэнергии ведется по единому тарифу;
• электронные — более совершенные модели с широким функционалом и высокой точностью показаний. Рекомендуются для установки на объектах, где предусмотрена разная тарификация учета расхода электрической энергии.

Устройство счетчика электроэнергии

Устройство электросчетчика с электронным измерительным механизмом предусматривает наличие таких элементов:

• специализированные микросхемы, выполняющие функцию замера количества электроэнергии и преобразования полученных данных в единицы измерения;
• вычислительный механизм;
• защитный корпус;
• импульсный или цифровой выход (в зависимости от модели) для возможности удаленного считывания показаний и интеграции прибора в единую систему автоматизированного учета расхода энергии.

В электромеханическом счетчике вычислительный механизм представлен электромагнитом, соединенным с барабаном, который представляет собой систему колесиков с цифрами. В электронном приборе в качестве счетного механизма используется микроконтроллер, подключенный к цифровому дисплею. Устройство электросчетчиков данного типа предусматривает наличие модуля энергонезависимой памяти, в котором регистрируется количество тока, использованное в разных режимах — например, в дневное и ночное время суток.

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.

Как считываются показания электромеханического однотарифного счетчика

Электромагнитные модели торговой марки Пульсар производства компании «ТЕПЛОВОДОХРАН» оснащены счетным механизмом с шестиразрядным барабаном. Принцип работы электросчетчиков данного типа предусматривает вывод показаний на переднюю панель прибора. При считывании принимаются во внимание первые пять цифр (колесики черного цвета). Показания корректны только в том случае, если прибор подключен к исправной сети электропитания (должен гореть светодиодный индикатор), опломбирован, эксплуатируется с соблюдением сроков поверки и рекомендаций производителя.

Подготовка электромагнитного счетчика к использованию

Перед монтажом и использованием проведите тщательный осмотр прибора на наличие механических повреждений корпуса, проверьте целостность пломб. Напряжение, которое подводится к параллельной цепи электросчетчика, не должно превышать 265 Вольт. Сила электротока в последовательной сети электросчетчика не должна быть выше 60 или 100 Ампер в зависимости от модификации прибора .

Подключение прибора проводится только при обесточенной сети электропитания. После подключение и опломбирования включите электроприборы. При правильном подключении мигает светодиодный индикатор, показания расхода электроэнергии увеличиваются.

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.

Как считываются показания электронного счетчика

Принцип работы электросчетчиков данного вида предусматривает вывод показаний на электронный дисплей. Сценарий вывода показаний задается пользователем. Появление на дисплее значка в виде треугольника с восклицательным знаком свидетельствует о наличии ошибок.

Вычислительный механизм может находиться в циклическом или нециклическом режиме работы. В первом случае переключение тарифных режимов осуществляется автоматически (период отображения программируется). Во втором переключение режимов осуществляется вручную посредством нажатия кнопки на крышке корпуса.

Для дистанционного считывания данных предусмотрен цифровой интерфейс RS485 с гальванической изоляцией от входных цепей.

Подготовка электронного счетчика к использованию

Перед установкой электросчетчика необходимо убедиться в его технической исправности, отсутствии повреждений. Следует также проверить заводские настройки прибора. Если они не соответствуют вашим требованиям, проводится перепрограммирование через интерфейс RS485 с использованием ПК и специального программного обеспечения.

После подключения прибора к сети электропитания на дисплее должна появиться информация о версии программного обеспечения и результате самодиагностики. При отсутствии ошибок на дисплее последовательно отображаются разрешенные режимы работы. Показания значений силы электротока и напряжения в сети соответствуют реальным.

На нашем сайте вы можете купить электросчетчик по привлекательным ценам!

Трехфазный счетчик электроэнергии: устройство, принцип работы, установка, подключение

Передача электрической энергии от линий к потребителям может осуществляться как по однофазной схеме, так и трехфазной. Последний вариант применяется для промышленных предприятий, а в последнее время стал особо популярным и среди бытовых потребителей. Для учета израсходованной электрической энергии в таких цепях применяется трехфазный счетчик электроэнергии. В данной статье мы рассмотрим, что представляет собой данный вид прибора учета электроэнергии, и отличительные особенности в его эксплуатации.

Устройство и принцип работы

На практике применяются различные трехфазные счетчики электроэнергии, отличающиеся принципом действия:

• Индукционные – представляют собой набор обмоток тока и напряжения для каждого из фазных проводников, которые приводят в движение алюминиевый диск, вращающийся от воздействия электромагнитных полей.
• Электронные – осуществляют измерение и подсчет данных без использования подвижных элементов. Основой реализации электронных трехфазных электросчетчиков является система преобразования аналогового сигнала в цифровой.
• Гибридные – представляют собой переходной этап от индукционных моделей с механическими вращающимися частями к электронным.

Каждый тип счетчика обладает своими конструктивными особенностями, поэтому в качестве примера рассмотрим обобщенную модель электронного трехфазного прибора учета, как наиболее перспективного.

Рис. 1. Устройство трехфазного счетчика электроэнергии

Конструктивно такой счетчик электроэнергии состоит из:

• Датчиков тока и напряжения, которые предназначены для измерения электрических величин в электрической цепи.
• Электронного преобразователя – осуществляет вычисление мощности и по всем фазным потребителям. Может быть представлен несколькими отдельными модулями.
• Микроконтроллера – предназначен для приема счетных импульсов и преобразования сигнала в другие виды.
• Дисплея – предназначен для отображения величины мощности и других параметров электрической цепи.
• Блок памяти – присутствует в электронных моделях, позволяет хранить и извлекать нужную информацию о расходах электроэнергии.
• Блок зажимов – может разделяться на силовые и слаботочные. Первые из них предназначены для включения в трехфазную линию, а вторые для передачи данных по линиям связи.

Принцип действия трехфазного счетчика электроэнергии заключается в измерении силы тока и разности потенциалов для каждого из фазных проводников посредством датчиков тока и напряжения. Затем и ток, и напряжения по каждому фазному выводу проходит этап перемножения в электронном блоке, у индукционных счетчиков электроэнергии эта процедура осуществлялась посредством воздействия полей обмоток на алюминиевый диск. От электронного блока за вычисленную единицу мощности формируется счетный импульс и передается на микроконтроллер. В зависимости от количества поданных импульсов микроконтроллер вычисляет количество потребленных киловатт-часов.

Микроконтроллер представляет собой логическую единицу трехфазного счетчика электрической энергии. Он подает команду на дисплей о смене данных по мере транзита мощности через датчики. Вместе с тем микроконтроллер трехфазного электросчетчика может извлекать из блока памяти информацию об израсходованной мощности за определенный период или в определенном тарифе, что особенно актуально для многотарифных счетчиков электроэнергии. Также микроконтроллер может транслировать информацию по каналам связи через систему АСКУЭ на удаленный диспетчерский пункт.

Отличия от однофазного электросчетчика

Несмотря на идентичность процессов в обоих типах счетчиков электроэнергии, между ними существует ряд отличий. Трехфазный счетчик электроэнергии отличается от однофазных моделей следующими факторами. Однофазный электросчетчик предназначен для установки в двухпроводные цепи с номинальным напряжением 230В. В то время, как трехфазные счетчики электроэнергии используются в трех и четырехпроводных цепях с номинальным напряжением 230 / 400В.

Однофазные модели характеризуются относительно малой мощностью подключаемого оборудования – порядка 10 кВт. В сравнении с трехфазными счетчиками электроэнергии, мощность которых практически не ограничена, но будет отличаться способ подключения (прямой, косвенный или полукосвенный).

Плюсы и минусы

В сравнении с однофазными моделями трехфазные счетчики электрической энергии обладают рядом весомых преимуществ:

• Позволяют подключить мощное трехфазное оборудование;
• При трехфазном питании существенно снижается нагрузка на линию в сравнении с однофазным для одного и того же значения мощности;
• Современные электронные модели оснащаются функцией разделения дневного и ночного тарифа, что позволяет экономить денежные средства;
• Посредством трехфазного счетчика электрической энергии можно с таким же успехом подключать однофазную нагрузку.
• Позволяют контролировать расход электроэнергии, как в трехфазном режиме, так и отдельно для каждой фазной линии.

К недостаткам трехфазных счетчиков электроэнергии следует отнести более сложную схему подключения и разделение на несколько принципиально отличных вариантов. Поэтому в данном вопросе следует обращаться за помощью к профессиональным электрикам. Также одним из недостатков является использование более высокого номинала напряжения, что создает дополнительную угрозу жизни и здоровью человека, предъявляет более жесткие требования к изоляции линий, цепей, электрооборудования.

Нюансы установки и схема подключения

Все трехфазные счетчики электроэнергии условно подразделяются на устанавливаемые в помещении или за его пределами. Поэтому в соответствии с п.5.9 ГОСТ 31818.11-2012 степень защиты подбирается не менее IP51 для помещения и не менее IP54 для наружной установки.

Высота расположения подбирается таким образом, чтобы съем показаний не создавал лишних трудностей. В соответствии с п.1.5.29 ПУЭ счетчик электрической энергии должен располагаться на высоте от пола в пределах 0,8 – 1,7м.

Кабель подключения от линии не должен иметь скруток паек и других мест, создающих возможность безучетного потребления электроэнергии.

Для трехфазных моделей могут применяться различные схемы подключения, рассмотрим более детально каждую из них. Наиболее простым вариантом являет схема прямого включения:

Рис. 3. Схема прямого подключения трехфазного электросчетчика

Этот вариант применятся для относительно небольшой нагрузки, которую трехфазный счетчик электрической энергии может пропускать напрямую через собственные цепи. Поэтому фазные проводники вводного кабеля L1, L2, L3 и нейтральный проводник N подсоединяются к соответствующим зажимам, и далее подводятся к нагрузке. Защитный проводник PE используется лишь для заземления корпуса электроприборов.

Рис. 4. Схема полукосвенного подключения трехфазного электросчетчика

Схема полукосвенного подключения трехфазного электросчетчика применяется в цепях с большой нагрузкой, но низким напряжением. В отличии от предыдущего варианта, датчики тока подключаются через специальные понижающие трансформаторы ТТ1, ТТ2, ТТ3, а датчики напряжения подключаются к цепи напрямую. В таких схемах актуально использовать испытательную коробку для проведения плановых работ.

Рис. 5. Схема косвенного подключения трехфазного электросчетчика

Косвенное подключение актуально для линий высокого напряжения электростанций и подстанций, где и датчики тока трехфазного прибора учета электроэнергии, и датчики напряжения подключаются через понижающие трансформаторы тока ТТ1, ТТ2, ТТ3 и трансформаторы напряжения TN1, TN2, TN3 соответственно.

Критерии выбора

При подключении потребителя к линиям электроснабжения важно правильно подобрать трехфазный счетчик электроэнергии. Для этого используют следующие критерии выбора:

• Допустимые величины тока и напряжения, на которые рассчитан прибор учета электрической энергии.

Рис. 6. Допустимые величины тока и напряжения электросчетчика

• Способ подключения (прямой, полукосвенный или косвенный) – выбирается в зависимости от параметров цепи.
• Допустимый температурный диапазон – определяет возможные рабочие пределы, которые необходимо сопоставить с пиковыми значениями температуры в вашем регионе.
• Тип трехфазного прибора учета электрической энергии – желательно использовать электронные модели, так как индукционные и гибридные уже устарели и автоматически выводятся энергоснабжающими компаниями.
• Наличие заводских пломб, поверки и сертификата соответствия.

Рис. 7. Наличе пломб и сертификата соответствия на элетросчетчике

• Способ крепления – на DIN рейку, винтовым соединением или дюбелями.
• Наличие системы автоматической передачи данных – актуально для линий, на которых применяется АСКУЭ.

Как снимать показания?

Если счетчик электроэнергии автоматически передает данные, то снимать показания вам не нужно. Так как они попадают на сервер поставщика электроэнергии автоматически, а с внедрением интеллектуальных систем, вы можете отслеживать показания через интернет приложение.

Если такая функция в вашем счетчике электроэнергии отсутствует, то вам на дисплее необходимо определить показания мощности, как правило, в кВт*ч. Для этого выпишите цифровое значение до запятой, десятые в расчете израсходованной мощности по электросчетчику не учитываются.

Как снять показания электросчетчика

Затем вычтите из полученных данных оплаченный объем электроэнергии за прошлый месяц – это и будет нужная вам величина.

Если вы используете двухтарифный счетчик электроэнергии, то съем показаний будет отличаться. Более детальную информацию об этом вы можете почерпнуть в соответствующей статье: https://www.asutpp.ru/dvuhtarifnyy-schetchik-elektroenergii.html

Нюансы эксплуатации

В ходе эксплуатации важно обеспечивать равномерную загрузку фазных проводников в линии, чтобы избежать перекоса. Поэтому распределение однофазных электроприборов для трехфазного счетчика следует заранее рассчитать.

Заметьте, в ходе эксплуатации все электронные модели крайне чувствительны к перепадам напряжения и превышению токовой нагрузки. Поэтому такой трехфазный счетчик необходимо защитить от повреждений токами короткого замыкания, для чего со стороны линии и со стороны подключаемых электрических приборов устанавливается защитная аппаратура.

Важно не допускать воздействия неблагоприятных атмосферных, погодных и других факторов на счетчик электроэнергии, так как это может привести к его выходу со строя или другим нарушениям работоспособности.

Типовые часто задаваемые вопросы от читателей

Вот схема подключения установленного у вас электросчетчика:

Прошу заметить, все схемы подключения обязательно сверяйте с паспортом, установленного у вас прибора учета электроэнергии. Все дело в том, что это материалы официального производителя «Энергомера». Если у вас установлено, все-таки, оборудование другой фирмы, могут быть некоторые отличия, поэтому лучше перепроверьте.

Также обратите внимание, узел учета электрической энергии находится на балансе управляющей компании, поэтому самостоятельно вы не имеете права менять способ подключения или вносить какие-то коррективы.
Лучше обратитесь в электроснабжающую организацию с соответствующим заявлением об обнаруженных проблемах в работе узла учета электроэнергии и просьбой принять соответствующие меры. Это их работа, за которую они отвечают, так что лучше не подвергайте себя риску получить штрафные санкции.

Классификация и типы счетчиков электроэнергии

Счетчики электрической энергии можно классифицировать по следующим принципам:

1. По принципу действия:

• индукционные
• электронные (статические)

2. По классу точности счетчики:

• рабочие
• образцовые

Класс точности счетчика – это его наибольшая допустимая относительная погрешность, выраженная в процентах.

В соответствии с ГОСТ Р 52320-2005, ГОСТ Р 52321-2005, ГОСТ Р 52322-2005, ГОСТ Р 52323-2005, счетчики активной энергии должны изготавливаются классов точности 0,2S; 0,2; 0,5S; 0,5; 1,0; 2,0 счетчики реактивной энергии — классов точности 0,5; 1,0; 2,0 (ГОСТ Р 5242520-05).

3. По подключению в электрические сети:

• однофазные (1ф 2Пр однофазный двухпроводный)
• трехфазные – трехпроводные (3ф 3Пр трехфазный трехпроводной)
• трехфазные – четырехпроводные (3ф 4Пр трехфазный четырехпроводной)

4. По количеству измерительных элементов:

• одноэлементные (для однофазных сетей (1ф 2Пр))
• двухэлементные (для 3-х фазных сетей с равномерной нагр (3ф 3Пр))
• трехэлементные (для трехфазных сетей (3ф 4Пр))

5. По принципу включения в электрические цепи:

• прямого включения счетчика
• трансформаторного включения счетчика:

• подключения счетчика к трехфазной 4-проводной сети с помощью трех трансформаторов напряжения и трех трансформаторов тока
• подключения счетчика к трехфазной 3-проводной сети с помощью трех трансформаторов напряжения и двух трансформаторов тока
• подключения счетчика к трехфазной 3-проводной сети с помощью двух трансформаторов напряжения и двух трансформаторов тока

Энергетическое обследование • Программа энергосбережения • Консультация

6. По конструкции:

• простые
• многофункциональные

7. По количеству тарифов:

• однотарифные
• многотарифные

8. По видам измеряемой энергии и мощности:

• активной электроэнергии (мощности)
• реактивной электроэнергии (мощности)
• активно-реактивной электроэнергии (мощности)

Активная мощность для 1-фазного счетчика, Вт: PА1ф2 = UфICosφ

Активная мощность для 3-фазного двухэлементного счетчика, включенного в 3-х проводную сеть, Вт: PА3ф3Пр = UАВIАCosφ1(UАВIА )+ UСВIСCosφ2(UСВIС)

Активная мощность для 3-фазного трехэлементного счетчика, включенного в 4-х проводную сеть, Вт: P3ф4Пр = UАIАCosφ1(UАIА) + UвIвCosφ2(UвIв) + UсIсCosφ3(UсIс)

Типы счетчиков:

Электромеханический счетчик – счетчик, в котором токи, протекающие в неподвижных катушках, взаимодействуют с токами, индуцируемыми в подвижном элементе, что приводит его в движение, при котором число оборотов пропорционально измеряемой энергии.

Однофазный электросчетчик СО-505, класс точности 2,0. Однофазный электросчетчик СО-1, класс точности 2,5.
Трехфазный электросчетчик СА3У-И670, класс точности 2,0. Электросчетчик СР4У-И673, класс точности 2,0.

Статический счетчик– счетчик, в котором ток и напряжение воздействуют на твердотельные (электронные) элементы для создания на выходе импульсов, число которых пропорционально измеряемой энергии.

На пример, однофазный электросчетчик Меркурий 201 или Меркурий 200.02, класс точности – 2,0. Или терхфазный электросчетчик Меркурий 230А, класс точности 1,0. Трехфазный электросчетчик АЛЬФА А1R, класс точности 0,5S.

Многотарифный счетчик – счетчик электрической энергии, снабженный набором счетных механизмов, каждый из которых работает в установленные интервалы времени, соответствующие различным тарифам.

Эталонный счетчик – счетчик, предназначенный для передачи размера единицы электрической энергии, специально спроектированный и используемый для получения наивысшей точности и стабильности в контролируемых условиях.

Основные понятия, термины и определения

Счетный механизм (отсчетное устройство): Часть счетчика, которая позволяет определить измеренное значение величины.

Отсчетное устройство может быть механическим, электромеханическим или электронным устройством, содержащим как запоминающее устройство, так и дисплей, которые хранят или отображают информацию.

Измерительный элемент – часть счетчика, создающая выходные сигналы, пропорциональные измеряемой энергии.

Цепь тока: Внутренние соединения счетчика и часть измерительного элемента, по которым протекает ток цепи, к которой подключен счетчик.

Энергоаудит • Энергетический паспорт • Программа энергосбережения

Цепь напряжения: Внутренние соединения счетчика, часть измерительного элемента и, в случае статических счетчиков, часть источника питания, питаемые напряжением цепи, к которой подключен счетчик.

Электросчетчик непосредственного включения (или прямого включения): Как правило 3-х фазный электросчетчик, включаемый в 4-х проводную сеть, напряжением 380/220В, без использования измерительных трансформаторов тока и напряжения.

Трансформаторный счетчик – счетчик, предназначенный для включения через измерительные трансформаторы напряжения (ТН) и тока (ТТ) с заранее заданными коэффициентами трансформации.

Показания счетчика должны соответствовать значению энергии, прошедшей через первичную цепь измерительных трансформаторов.

Основные понятия учета электроэнергии

Коммерческий учет электроэнергии – учет электроэнергии для денежного расчета за нее

Технический учет электроэнергии – учет для контроля расхода электроэнергии внутри электростанций, подстанций, предприятий, для расчета и анализа потерь электроэнергии в электрических сетях, а также для учета расхода электроэнергии на производственные нужды.

Счетчики, устанавливаемые для расчетного учета, называются расчетными счетчиками.

Счетчики, устанавливаемые для технического учета, называются счетчиками технического учета.

Счетчики, учитывающие активную электроэнергию, называются счетчиками активной энергии.

Счетчики, учитывающие реактивную электроэнергию за учетный период, называются счетчиками реактивной энергии.

Средство измерений – техническое устройство, предназначенное для измерений.

Измерительный комплекс средств учета электроэнергии – совокупность устройств одного присоединения, предназначенных для измерения и учета электроэнергии: трансформаторы тока, трансформаторы напряжения, счетчики электрической энергии, линии связи.

Стартовый ток (чувствительность) – наименьшее значение тока, при котором начинается непрерывная регистрация показаний

Базовый ток – значение тока, являющееся исходным для установления требований к счетчику с непосредственным включением

Номинальный ток – значение тока, являющееся исходным для установления требований к счетчику, работающему от трансформатора

Максимальный ток – наибольшее значение тока, при котором счетчик удовлетворяет требованиям точности, установленным в стандарте ГОСТ Р 52320-2005.

Номинальное напряжение – значение напряжения, являющееся исходным при установлении требований к счетчику.

Технические требования к электросчетчикам

Общие требования:

• Класс точности не хуже 0,5S
• Соответствие требованиям ГОСТ Р (52320-2005, 52323-2005, 52425-2005)
• Наличие сертификата об утверждении типа

Функциональные требования:

• Измерение и учет активной и реактивной электроэнергии (непрерывный нарастающий итог), мощности в одном или двух направлениях (интервальные 30-и минутные приращения электроэнергии)
• Хранение результатов измерений (профили нагрузки – не менее 35 суток) и информации о состоянии средств измерений
• Наличие энергонезависимых часов, обеспечивающих ведение даты и времени (точность хода не хуже ±5,0 секунды в сутки с внешней синхронизацией, работающей в составе СОЕВ)
• Ведение автоматической коррекции времени
• Ведение автоматической самодиагностики с формированием обобщенного сигнала в «Журнале событий»
• Защиту от несанкционированного доступа к информации и программному обеспечению
• Предоставление доступа к измеренным значениям параметров и «Журналам событий» со стороны УСПД или ИВК ЦСОД

В «Журнале событий» должны фиксироваться время и дата наступления следующих событий:

• попытки несанкционированного доступа
• факты связи со счетчиком, приведших к каким-либо изменениям данных
• изменение текущих значений времени и даты при синхронизации времени
• отклонение тока и напряжения в измерительных цепях от заданных пределов
• отсутствие напряжения при наличии тока в измерительных цепях
• перерывы питания

– Счетчик должен обеспечивать работоспособность в диапазоне температур, определенными условиями эксплуатации. (-40.. +550С)

– Средняя наработка на отказ не менее 35000 часов