Как работает счетчик электроэнергии старого и нового образца

Какими бывают электрические счетчики

По принципу работы счетного механизма эти устройства бывают трех типов:

1. Механические – в их основе шестеренчатый редуктор, который приводит в движение тот самый загадочный вращающийся диск.
2. Электронные – подсчет ведет генератор импульсов, результаты отображаются на жидкокристаллическом дисплее.
3. Гибридные – генератор импульсов работает в паре с шаговым электродвигателем, аналогичным тем, что работают в кварцевых часах. Результаты выдаются тем же способом, что и у механических приборов – цифрами на разрядных кольцах, приводимых в движение шестеренчатым редуктором.

Самое интересное в том, что принцип работы электросчетчика основан на одном и том же явлении – электромагнитной индукции.

Надежность показаний и необходимость ремонта

Качественный цифровой электросчетчик отличается высокой точностью. Проверить параметры без нарушения целостности корпуса и пломб можно так:

1. После прекращения подачи напряжения индикатор останавливается. Если учет продолжается – устройство неисправно.
2. Счетчик всегда жужжит при работе, о неполадках свидетельствует самоход.
3. Показания искажаются при отключении всех бытовых приборов. Обязательно проверяется наличие самохода.

Тестирования лучше производить ночью, в условиях минимальной нагрузки на электросеть. Если самохода нет, импульсы индикатора отсутствуют на протяжении 15 минут. Импульс, возникший, когда подключение не произведено, означает поломку.

Потребители и профессиональные электрики рекомендуют несколько устройств.

Меркурий 201.8

Прочный бюджетный прибор с разрешением ЖК-экрана 7 разряда и классом точности 1. Рассчитан на сеть с напряжением 220-230 В и силой тока 5-80 А. Исправно работает в условиях жары и мороза при влажности до 90 %. Оснащен:

• модульным корпусом;
• измерительным токовым конвертером;
• винтовыми клеммами;
• светодиодной подсветкой зоны показаний.

Нева М. Т.123

Аппарат с рабочим напряжением 230 В и номинальным током 5 А. Гарантия изготовителя – 30 лет. Предназначен для измерения:

• частоты напряжения в сети;
• активной мощности электролинии;
• показателей токового напряжения и силы.

Модель имеет 1 класс точности, может устанавливаться в офисах, домах, торговых залах и квартирах.

Класс точности модели – 1. Она не подвергается климатическим, электромагнитным и механическим повреждениям. Устройство рассчитано на силу тока 5-60 А, рабочее напряжение 220-230 В. Может работать без сбоев при температуре от -45 до 70 градусов и влажности 98 %. Дополнительные возможности:

• шпунт;
• память энергонезависимого типа;
• интерфейсы связи;
• пользовательское перепрограммирование;
• вывод данных за нужный период времени;
• снятие информации без напряжения.

В память счетчика нельзя внести корректировки.

Трехфазный счетчик в электрощитке

Действующие нормативы устанавливают требование использовать при мощности потребителей от 15 до 20 кВт многофазные приборы учета. При данном показателе величина тока в цепи достигает 70 А, что недопустимо для квартир.

Трехфазная система является универсальной, поскольку обеспечивает безопасность эксплуатации бытовой техники, снижает температурную нагрузку на провод и предотвращает травматизм человека.

Что такое смарт счётчики электроэнергии и как они работают

Нашумевший российский закон об умных счетчиках — ФЗ от 27.12.2018 № 522-ФЗ был утвержден 29 декабря 2018 года. Этим законом вносятся поправки в ФЗ от 26.03.2003 № 35-ФЗ.

Нововведения, которые вступят в свою силу с июля 2020, коснутся пока только системы учёта потреблённой электроэнергии. Умные счетчики воды используются и сейчас, но они не обязательны для всех. Законодатели обещают, что через некоторое время дойдет очередь до счетчиков воды, тепла и газа. Но это случится не в 2020 году, а значительно позже.

Умный счётчик – это прибор учёта нового поколения, умеющий самостоятельно передавать информацию в энергоснабжающую организацию. При этом умный счётчик электроэнергии делает это своевременно и безошибочно. Исключая проблемы человеческого фактора, то есть исчезнет необходимость:

• Вспоминать дату снятия показаний.
• Записывать цифры.
• Звонить в управляющую компанию или передавать данные по Интернету.

Что снимает много утомительных проблем.Кроме того, смарт счётчик может автоматически:

• Менять часовой тариф.
• Защищать оборудование во время аварий, сигнализируя в диспетчерскую службу.
• Информировать об отказе и неисправности в работе квартирного, и общедомового прибора учёта.
• Передавать информацию о попытках несанкционированного доступа к электрическому счётчику и незаконного подключения.
• Показывать собственнику уровень задолженности.
• Сохранять полученные сведения.

Новые счётчики, в отличие от старых индукционных или электронных счётчиков, дополнительно оборудованы контроллером. Устройством, позволяющим достичь смарт целей в области информированности и управляемости потоками электрической энергии.

Интерфейс контроллера надёжно обеспечивает беспроводную передачу информации в интернет с помощью технологий:

• Wi-Fi – с помощью роутера.
• GPRS – посредством сим-карты.
• LPWAN – через вышку, подключённую к серверу.

Умные счётчики электроэнергии во многих российских регионах используются уже сейчас.Такие приборы учёта применяются пока в основном в частном секторе. Их устанавливают на опоре воздушной линии электропередач.

Счётчики такого типа автоматически передают информацию по зашифрованным каналам в специализированный центр учёта. История показаний и потреблённого количества электроэнергии хранится в архиве прибора и в базе данных центра. Потребителям больше не нужно снимать показания и передавать их в Энергосбыт.

Некоторые подобные приборы оснащены специальными пультами, позволяющими потребителю дистанционно контролировать расход электроэнергии, не выходя из дома и без визуального осмотра самого энергомера.

С июля 2020 года необходимо будет устанавливать именно такие приборы учёта, вне зависимости от того, многоквартирный это дом или частный.

Преимущества и недостатки использования счётчиков с возможностью передачи данных

Преимуществ у электрических счётчиков с дистанционным снятием показаний перед обычными много. Вот только некоторые из них:

1. Показания по потреблению электроэнергии счётчик фиксирует каждый день. Именно это и помогает решать конфликтные ситуации. Данные фиксируются и в самом счётчике, и на компьютере энергосбытовой организации.
2. Повседневный учёт показаний. Это удобно именно для тех потребителей, которые надолго уезжают в командировки, сдавая дома и квартиры в аренду. Или есть необходимость отслеживать потребление на дачах.
3. Ситуации с двумя тарифами часто приводят к спорным ситуациям. Ведь если прибор учёта и контроля не зафиксировал переход с одного тарифа на другой, то энергоснабжающая организация расчёт ведёт в свою пользу. Для начисления применяются среднестатистические данные. У электросчётчика с дистанционным снятием показаний такого произойти не может. Он чётко отслеживает переход с одного тарифа на другой и точно передаёт данные перехода. И всё это фиксируется в программе энергосбытовой организации.
4. Безопасность жилья. Ситуации с забытыми включёнными электрическими приборами встречаются часто. Некоторые из них заканчиваются пожарами. С электросчётчиком данного типа ситуация берётся под контроль. Потому что удалённо через телефон можно обесточить всю квартиру или дом.
5. То же самое касается, если есть необходимость зимой прогреть дачу или загородный дом. За пару часов через смартфон производится подключение электроэнергии, то есть, счётчик включается и начинает через себя пропускать ток, включая одновременно электрический нагревательный прибор. Скажем прямо, что так управлять системой отопления не всегда возможно, лишь только в том случае, если в качестве котла отопления используется электрическая модель или газовая со сложной системой автоматики.
6. Экономия времени и высокое удобство. Потребителю нет надобности снимать показания, передавать их и стоять в очереди в кассы для оплаты потреблённых киловатт. Программа всё сделает автоматически, а также снимет деньги со счёта потребителя, который обязательно указывается в договоре.

Нет необходимости записывать показания и проводить расчёты, прибор всё сделает сам

Что касается недостатков для потребителей, то это ситуация с неоплаченными счетами. Потому что прибор можно удалённо отключать не только самим потребителям, но и энегосбытовой организации. Нет на счету денег, забыли провести оплату вовремя, получите обесточенный дом или квартиру. И в этом случае подключить со своей стороны потребитель уже не сможет, пока не погасит задолженность.

Не заплатили вовремя, будете вечерами сидеть при свечах

Какие электросчетчики лучше?

Приборы учета с вращающимся диском нередко преподносятся как нечто архаичное и подлежащее замене. Энергоснабжающие организации могут просто вынуждать потребителей делать это, аргументируя тем, что электронные точнее. Но, поскольку дьявол кроется в деталях, давайте попробуем разобраться в том, стоит ли идти на поводу у монополистов.

Когда действительно стоит менять

• Если класс точности менее 2,5. Он указан на лицевой панели прибора – цифра в кружке.
• Количество целочисленных разрядов в показаниях менее пяти. Дробный разряд указывается кольцом красного цвета и его значение не учитывается.
• Если прибор рассчитан на токи менее 30 ампер.

Достоинства и недостатки механических приборов

• Невысокая точность измерений.
• Большие габариты и вес, выглядят малоэстетично.
• Могут шуметь.
• Нельзя учитывать расход по многотарифному плану.
• Для снятия показаний приходится лезть под потолок – неудобно и рискованно.

• Учитывают только активную, полезную составляющую электрической энергии.
• Не реагируют на потребителей мощностью менее 25 ват (например, светодиодные лампы).
• Спокойно переносят перегрузки в сети, не выходят из строя в грозу.
• Относительно дешевы.

Достоинства и недостатки электронных приборов

• Высокая точность измерений.
• Малые габариты и вес.
• Можно установить модель, учитывающую несколько суточных тарифов.
• Есть возможность (при наличии блоков GPRS и Wi-Fi) снимать показания дистанционно и даже автоматически их отправлять поставщику.

• Учитывают не только полезную активную, но и реактивную, паразитную, составляющую электроэнергии.
• Чувствительны к качеству поставляемого электричества, могут выходить из строя в грозу.
• Хороший электронный счетчик электроэнергии не может стоить дешево.

Зная устройство, а также достоинства и недостатки приборов учета электрической энергии, вы без труда можете решить, стоит ли вам менять имеющийся, а если приобретать, то какой именно. Можно сказать точно, что счетчики с вращающимся диском не стоит считать архаикой и отказываться от них. Для сельской местности – это оптимальный вариант.

{SOURCE}

Лучшие стиральные машины с вертикальной загрузкой 2018.

И все-таки оно вертится!

Наиболее наглядно устройство электросчетчика видно на примере однофазного бытового устройства механического типа. Его принципиальная схема приведена на рисунке ниже.

1. Ш-образный сердечник
2. П-образный сердечник
3. Редуктор
4. Постоянный магнит
5. Диск

К клеммам 1 и 2, в которые зажимается фазный провод, подключена катушка с небольшим количеством витков, установленная на П-образный металлический сердечник. Она называется токовой, поскольку включение последовательное. К клемме 1 также подключен еще один провод, идущий на другую катушку с большим количеством витков и установленную на Ш-образный металлический сердечник.

Место соединения разъемное, крепежом является винт, называемый «винт напряжения», поскольку второй конец катушки соединен с клеммой 3, к которой подключается нулевой провод и соединение параллельное. Сердечники катушек расположены под углом 90 0 друг к другу, а в разрыве между ними находится край алюминиевого диска.

При прохождении переменного электрического тока через катушки в сердечниках наводится пульсирующее магнитное поле. Их произведением является вихревой магнитный поток, вращающийся всегда в одну сторону. По закону электромагнитной индукции этот вихрь наводит электрический ток в алюминиевом диске и понуждает его вращаться вслед за собой. Поскольку учитывается и напряжение в сети, и сила тока, то измеряется расход именно электрической мощности, которая является произведением этих величин.

Все это очень напоминает устройство асинхронного однофазного электродвигателя с пусковой и рабочей обмотками. Различие только в том, что счетчик электроэнергии является измерительной машиной, поэтому для точности показаний в нем надо исключить все факторы, которые могут их изменить.

Например, момент инерции. Именно поэтому ротор, роль которого играет диск, выполняется из алюминия – наиболее легкого электропроводящего материала, не подверженного вторичному намагничиванию. Дисковидная форма выбрана по той причине, что побочным явлением электромагнитной индукции является нагревание металлов так называемыми токами Фуко.

В проводниках плоской формы они быстрее затухают. Это свойство используется, например, в высоковольтных трансформаторах большой мощности, первичная обмотка которых выполняется проводником прямоугольного сечения.

Вторым отличием механического счетчика от асинхронного двигателя является наличие в его конструкции тормоза – постоянного магнита, расположенного у края диска. Он нужен для того, чтобы вращение было равномерным, без ускорения, а остановка происходила мгновенно, без выбега. Положение этого магнита можно менять, меняя величину электрической мощности, на которую устройство не реагирует. Обычной заводской настройкой является 25 Вт.

Диск насажен на ось, на одном конце которой находится червячная шестерня. Через нее и приводится в действие редуктор счетного механизма. Смена положений обмоток действительно может привести к реверсированию. Для этого надо лишь изменить порядок подключения: фазу подать на клемму 3 и снять ее с четвертой. Для борьбы с мошенничеством в редукторе установлен храповой механизм, блокирующий вращение в обратную сторону.

Трехфазные счетные механические устройства устроены подобным же образом. Но есть тонкости: если схема построена с глухозаземленной нейтралью – фазы на выходе силового трансформатора подстанции соединены звездой и линия состоит из трех проводников, то в счетчике два диска на одной оси. А при обычном для линий до 1000 вольт соединении треугольником и наличии отдельной нейтрали (четыре провода) дисков три. При этом подсчет расхода электрической мощности ведется в любом случае, даже если задействована хотя бы одна фаза.

Устройство и принцип работы

Прибор состоит из трёх одинаковых узлов (справа), цепей питания и микроконтроллера

Измерительный аппарат совместим с однофазными и трехфазными цепями переменного тока. Его конструкция представлена:

• корпусом из термостойкого пластика или металла с клеммной колодкой;
• дисплеем – ЖК-индикатором, где отображаются данные и время, или механическим;
• источником запитки электронной схемы;
• токовым трансформатором – выполняет функции измерителя;
• микроконтроллером, преобразующим сигнал на входе в электрические величины;
• телеметрическим выходом для интеграции с АСКУЭ;

• часами – позволяют отслеживать реальное время и даты;

  Внешний вид электронного электросчетчика

• супервизором – отслеживает колебания напряжения на входе и подает команду сброса микроконтроллеру, когда напряжение выключается либо включается;
• системой управления;
• оптическим портом, позволяющим снимать показания устройства.

Принцип работы цифрового счетчика электроэнергии заключается в прямом замере напряжения и тока. Он оцифровывает информацию, передавая ее на индикатор и сохраняя в памяти. Импульсы входных электронных твердотелых элементов создают под воздействием тока напряжения. Количество импульсов зависит от активности энергии.

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 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.