Однофазные счётчики электроэнергии
Однофазный счётчик электроэнергии относится к бытовым устройствам, используемым преимущественно в городских квартирах, частных домах и коттеджах. Кроме того, эти приборы учёта электроэнергии могут применяться в небольших офисах, магазинах, гаражах. Данное оборудование предназначено для установки в цепях переменного тока с одной фазой.
В городах и сельской местности для большинства объектов бытовой сферы предусматривается подключение именно однофазных счётчиков электроэнергии. Установка более мощного трёхфазного устройства требуется только при подключении к сети большого количества энергозатратных приборов.
Однофазные электросчётчики производятся в двух модификациях:
- Однотарифные счётчики. Самые простые измерительные приборы, неприхотливые в эксплуатации. Такие устройства фиксируют потреблённый объём электроэнергии равномерно, без учёта времени суток. Примеры: модели НЕВА 101, 103, 104, 106 и другие.
- Многотарифные счётчики. Более сложные приборы, осуществляющие дифференцированную регистрацию потреблённых ресурсов по определённым временным зонам. Данные устройства дают возможность использовать различные тарифные планы в целях экономии денежных средств. Потребители могут выровнять нагрузку и уменьшить ее в пиковые часы. Примеры: приборы многотарифного учёта НЕВА МТ 113, 115, 124 AR2S и другие.
Принцип работы однофазных счётчиков электроэнергии
Однофазные счётчики предназначены для определения расхода электроэнергии при постоянном рабочем токе 5 Ампер и максимальном 50 Ампер. Устройство такого типа подключается к сети с напряжением 200 или 230 Вольт. Корпус изделия маркируется буквами СО.
Однофазный электросчётчик представляет собой микропроцессорный прибор, состоящий из электронного реле и микроконтроллера. Контакты, расположенные на реле, присоединяются к проводам электрической сети, после чего контрольными приборами осуществляется учёт количества поступившего тока. Устройство может эксплуатироваться в автоматизированной системе учёта или работать автономно.
Однофазный однотарифный счётчик НЕВА 101 1S0 230V 5(60) A
Однофазный однотарифный счётчик НЕВА 103 1S0 230V 5(60)A
Однофазный однотарифный счётчик НЕВА 105 1S0 230V 5(40) A
Однофазный многотарифный счётчик НЕВА МТ 124 AR2S E4PC 5(60) А
Современные электрические однофазные счётчики являются идеальной заменой устаревшим индукционным моделями. Они позволяют:
- измерять как активную энергию, так и реактивную;
- фиксировать превышение нормативных параметров потребления энергии;
- фиксировать такие факты, как магнитное воздействие на измерительный прибор или открытие клеммной крышки;
- измерять нормируемые показатели качества энергии.
Подключение однофазного счётчика
Однофазные приборы учёта имеют прямое включение, то есть дополнительных понижающих трансформаторов тока не требуется. Подготовительная часть работ по установке прибора включает в себя монтаж навесного или встраиваемого бокса. Его нужно фиксировать на расстоянии 0,8–1,7 метра от пола, чтобы впоследствии было удобно снимать показания.
Подключение однофазного счётчика
Чтобы установить однофазный счётчик учёта электроэнергии, следует убедиться, что подающая линия обесточена. Для подготовки прибора к подключению нужно открутить пломбировочный винт, расположенный на нижней крышке. Под крышкой на корпусе каждого счётчика находится схема, согласно которой необходимо производить установку.
На клеммной колодке однофазных счётчиков, регистрирующих расход электрической энергии, располагаются 4 контакта:
- первый контакт — ввод фазы от внешней сети;
- второй контакт — выход фазы;
- третий контакт — ввод нуля от внешней сети;
- четвертый контакт — выход нуля.
Подключать контакты при установке счётчика следует в вышеуказанном порядке.
Как выбрать однофазный счётчик
Схема подключения электросчетчика НЕВА 103
Современные однофазные электросчётчики отличаются не только высокой точностью, но и доступной ценой. Срок службы таких устройств — до 30 лет. Приобретая контролирующий прибор для дома или квартиры, важно обратить внимание на его изготовителя — от этого напрямую зависит качество прибора.
- Класс точности. Чем точнее прибор будет фиксировать данные, тем меньше вероятность переплатить за электроэнергию.
- Мощность. Чтобы правильно подобрать прибор по этому критерию, нужно подсчитать суммарную токовую нагрузку на сеть.
- Тип устройства. В зависимости от условий помещения и региона проживания следует выбрать одно- или двухтарифный счётчик. Если пользователь хочет сэкономить денежные средства и имеет возможность пользоваться большинством электроприборов в ночное время, целесообразно выбрать двухтарифное устройство.
Классификация и типы современных электросчётчиков
13.05.2020
Расход потребляемой электроэнергии на любых объектах контролируется специальными приборами — электросчётчиками. Грамотный выбор устройства актуален для стабильной работы используемых потребителями электроприборов и экономии энергии. Правила выбора, установки и подключения счётчиков регламентируются нормативно-технической документацией. Домовладельцы обычно заключают с поставщиком электроэнергии договоры на подключение к сети. В таком документе указывается модель счётчика, это необходимо для проведения периодической поверки.
Отечественные и зарубежные производители выпускают множество различных приборов учёта потребляемого электричества, об особенностях и модификациях которых пойдёт речь в статье.
Конструкция счётчиков
Основная классификация электрических счётчиков подразделяет приборы:
- на электромеханические (индукционные);
- электронные;
- гибридные.
Приборы учёта потребляемого электричества
Электромеханические однофазные устройства учёта электроэнергии постепенно выводятся из эксплуатации, но в постройках старого типа они встречаются довольно часто. У индукционных приборов есть преимущества перед современными электронными и гибридными образцами. Основной плюс — более доступная стоимость и простота конструкции. Бытовые стандартные электрические счётчики индукционного типа используются в однофазных переменных сетях. В конструкцию входят:
- корпус
- пары обмоток и магнитопроводов (тока и напряжения)
- диск вращающийся
- червячный и счётный механизмы
- постоянный магнит для торможения диска
- ось.
В магнитном поле двух электромагнитов находится алюминиевый диск. Счётчик работает через подсоединение с приёмниками токовой обмотки последовательно, а с приемниками напряжения — параллельно. При прохождении переменного тока по обмоткам в сердечниках создаются магнитные потоки, пронизывающие диск. Одновременно образуются вихревые токи, которые при взаимодействии с магнитными потоками заставляют диск вращаться. Частота вращения диска учитывается счётным механизмом, а цифры, что находятся на нём, фиксируют расход электроэнергии. С увеличением нагрузки вращающий момент становится больше, и диск начинает двигаться быстрее.
Принцип работы трёхфазного индукционного счётчика аналогичен, но такие приборы задействуют в трёхфазных сетях переменного тока.
Электронные счётчики получили распространение в промышленности и быту благодаря мощному развитию новейших технологий. В таком устройстве аналоговые сигналы с датчиков тока и напряжения преобразуются в цифровой импульс. Он перенаправляется на микроконтроллер. Последний фиксирует объём потребления энергии и выводит его значение на дисплей аппарата. Электронный счётчик состоит:
- из кожуха;
- трансформаторов тока и напряжения;
- преобразователя;
- микроконтроллера;
- клеммной колодки.
Работа однофазных и трёхфазных бытовых электрических счётчиков с электронным механизмом схожа, только в трёхфазных производится суммирование величин по каждой фазе. Здесь трансформатор тока подключается в разрыв фазы, а трансформатор напряжения — к фазе и нулю. Микроконтроллер управляет ОЗУ (оперативным запоминающим устройством), а также реле и информационным дисплеем. Через ОЗУ можно контролировать работу счётчика дистанционно. Электронные аппараты хранят рабочую информацию с привязкой ко времени. Показания снимаются с определённой периодичностью, в процессе выясняется:
- активное и реактивное потребление;
- значения напряжения и тока;
- пофазная частота.
Это даёт возможность подсчитывать расход электроэнергии по разным тарифам — в зависимости от времени суток, дней недели или сезона.
Однофазный многотарифный счётчик НЕВА МТ 114 AS E4PC 5(60) А
Однофазный однотарифный счётчик НЕВА 102 1S0 230V 5(40) A
Однофазный однотарифный счётчик НЕВА 103 1S0 230V 5(80) A
Трёхфазный многофункциональный счётчик НЕВА СТ411 541 BPIO22
Гибридные электросчётчики по учёту активной и реактивной энергии обладают электромеханической частью вычислительного устройства и информационным дисплеем цифрового типа.
Характеристики счётчиков
К основным характеристикам счётчиков электричества относятся:
- класс точности;
- величина номинального напряжения и тока;
- чувствительность;
- интервал рабочих температур;
- срок службы;
- средняя наработка;
- габариты;
- масса.
На однофазных электросчётчиках указывается номинальное напряжение — 220 вольт, ток — от 5 ампер.
Напряжение и ток трёхфазных счётчиков фиксируются сочетанием цифр: первая — это число фаз, вторая — значения напряжения и тока. На счётчиках, подключаемых к четырёхпроводной сети, проставляются значения линейного и фазного напряжения, которые отделяются друг от друга косой чертой, например, 3*380/220 В.
На лицевой панели устройств прямого включения помимо величины номинального указывается значение максимального тока — 5(20) А.
Однофазный многотарифный счётчик НЕВА МТ 112 AS O 5(60) А
Однофазный многофункциональный счётчик НЕВА МТ 115 (СПОДЭС)
Однофазный многотарифный счётчик НЕВА МТ 124 AS WF1P 5(60)А
Трёхфазный многотарифный счётчик НЕВА МТ 314 0.5 AR E4BSR25
Чувствительность определяется наименьшей величиной тока при полностью активной нагрузке — когда диск вращается, не останавливаясь. Порог чувствительности для различных электросчётчиков разный, все зависит от класса точности и количества фаз (от 0,3 % для однофазных до 0,5 для трёхфазных).
Передаточное число счётчика или число оборотов его диска соответствует единице измеряемой энергии, его значение указывается на панели прибора.
Постоянная счётчика показывает то количество электроэнергии, при прохождении которой диск делает один оборот. Она определяется количеством ватт-секунд на оборот.
Индукционные и электронные
Традиционный счётчик индукционного типа:
- надёжен и практичен при использовании;
- характеризуется значительным ресурсом эксплуатации;
- не реагирует на скачки напряжения в сети;
- недорог.
Но у него относительно невысокий класс точности, есть склонность к погрешностям в работе. Прибор не защищён от хищения электричества, громоздок.
- точностью показаний;
- отсутствием возможности воровства электроэнергии;
- компактностью;
- автоматическим включением сразу после монтажа.
Производители обычно дают гарантию 4 года на точность измерений электронной моделью.
Однофазные и трёхфазные
Однофазные счётчики чаще устанавливают в жилой недвижимости, офисных зданиях, гаражах. Трёхфазные приборы — на промышленных и торговых предприятиях.
Трёхфазный электрический счётчик по точности измерений превосходит однофазный аналог. Подходит для учёта потребляемой энергии в сети на 220 и 380 вольт. В домашних условиях такие устройства эксплуатируются при использовании энергозатратных приборов: газовых котлов, водонагревательного оборудования и пр.
Однотарифные и многотарифные
Однотарифный бытовой счётчик электроэнергии регистрирует расход ресурса по одинаковому тарифу вне зависимости от времени суток. Многотарифный учёт отличается экономичностью — оплачивать потребление электроэнергии можно как по одному, так и по двум или нескольким тарифам. Выгода заключается в изменении стоимости одного киловатта в определённое время, например, ночью цена заметно снижается.
Интенсивное потребление электроэнергии (при отоплении жилища и пр.) подразумевает монтаж двухтарифного счётчика, который поспособствует минимизации затрат. Если расход энергоресурса невысок, то применять многотарифный план учёта не имеет смысла.
Как выбрать счётчик
Для обычной городской квартиры достаточно прибора с классом точности 2,0. Нерентабельно приобретать дорогие электрические счётчики с классом 1 или даже 0,5 — по сравнению с промышленными условиями в домах отсутствует быстропеременная нагрузка.
Нередко потребителей привлекает многотарифность прибора. Однако не везде это условие доступно. Плановая замена устройств осуществляется с упором на подключение их в однотарифном режиме.
Полезная опция — автоматизированный учёт энергии, но обычным гражданам она едва ли пригодится.
Рекомендуется выбирать приборы с большим гарантийным сроком, а также изделия тех компаний, у которых есть сервисный центр в вашем населённом пункте. При покупке следует обязательно проверить целостность пломб и наличие печати в паспорте устройства.
Поверка прибора
Периодически счётчики необходимо поверять, чтобы убедиться в их нормальной работоспособности и соответствии метрологическим требованиям. Сроки поверок должны указываться в паспорте прибора.
- на первичную (до монтажа или проведения ремонта);
- периодическую (по межповерочным интервалам).
Индукционные счётчики поверяют каждые 8 лет. Сроки проверки соответствия электронных образцов варьируются от 6 до 16 лет — период обуславливается моделью прибора.
После проведения поверочной процедуры в паспорте счётчика ставится штамп с указанием даты контроля либо выписывается специальное свидетельство.
При возникновении подозрений потребителя на некорректную работу электросчётчика назначается внеочередная поверка. Также процедура производится в случае утери поверочного документа ввиду необходимости перенастройки прибора или при замене старого устройства новым.
Поверка выполняется в отделении метрологической службы или в любой аккредитованной для этих целей лаборатории. Как вариант — вызов специалиста с переносной аппаратурой на дом или на место нахождения прибора. Для этого нужно оформить заявку в организации метрологии. Документация оформляется точно так же, как при поверке в лаборатории.
Как устроен и работает электронный счетчик электроэнергии
Основное назначение этого прибора сводится к постоянному измерению потребляемой мощности контролируемого участка электрической схемы и отображению ее величины в удобном для человека виде. Элементная база использует твердотельные электронные компоненты, работающие на полупроводниках или микропроцессорных конструкциях.
Такие приборы выпускают для работы с цепями тока:
1. Постоянной величины;
2. Синусоидальной гармонической формы.
Приборы учета электроэнергии постоянного тока работают только на промышленных предприятиях, эксплуатирующих мощное оборудование с большим потреблением постоянной мощности (электрифицированный железнодорожный транспорт, электромобили…). В бытовых целях они не используются, выпускаются ограниченными партиями. Поэтому в дальнейшем материале этой статьи их рассматривать не будем, хотя принцип их работы отличается от моделей, работающих на переменном токе, в основном конструкцией датчиков тока и напряжения.
Электронные счетчики мощности переменного тока изготавливаются для учета энергии электрических устройств:
1. С однофазной системой напряжения;
2. В трехфазных цепях.
Конструкция электронного счетчика
Вся элементная база располагается внутри корпуса, снабженного:
- клеммной колодкой для подключения электрических проводов;
- панелью ЖКИ дисплея;
- органами управления работой и передачи информации от прибора;
- измерительными трансформаторами;
- печатной платой с твердотельными элементами;
- защитным кожухом.
Работоспособность такого электросчетчика подтверждается:
- нанесенным клеймом поверителя, подтверждающим прохождение метрологической поверки прибора на испытательном стенде и оценке его характеристик в пределах заявленного производителем класса точности;
- ненарушенной пломбой предприятия энергонадзора, ответственного за правильное подключение счетчика к электрической схеме.
Внутренний вид плат подобного прибора показан на картинке.
Здесь нет никаких движущихся и индукционных механизмов. А наличие трех встроенных трансформаторов тока, используемых в качестве датчиков с таким же количеством явно просматриваемых каналов на монтажной плате, свидетельствуют о трехфазной работе этого устройства.
Электротехнические процессы, учитываемые электронным счетчиком
Работа внутренних алгоритмов трехфазных или однофазных конструкций происходит по одним и тем же законам, за исключением того, что в 3-х фазном, более сложном устройстве, идет геометрическое суммирование величин каждого из трех составляющих каналов.
Поэтому принципы работы электронного счетчика будем преимущественно рассматривать на примере однофазной модели. Для этого вспомним основные законы электротехники, связанные с мощностью.
Ее полная величина определяется составляющими:
- активной;
- реактивной (суммы индуктивной и емкостной нагрузок).
Ток, протекающий по общей цепи однофазной сети, одинаков на всех участках, а падение напряжения на каждом ее элементе зависит от вида сопротивления и его величины. На активном сопротивлении оно совпадает с вектором проходящего тока по направлению, а на реактивном отклоняется в сторону. Причем на индуктивности оно опережает ток по углу, а на емкости — отстает.
Электронные счетчики способны учитывать и отображать полную мощность и ее активную и реактивную величину. Для этого производятся замеры векторов тока с напряжением, подведенных на его вход. По значению отклонения угла между этими входящими величинами определяется и рассчитывается характер нагрузки, предоставляется информация обо всех ее составляющих.
В различных конструкциях электронных счетчиков набор функций неодинаков и может значительно отличаться своим назначением. Этим они кардинально выделяются от своих индукционных аналогов, которые работают на основе взаимодействия электромагнитных полей и сил индукции, вызывающих вращение тонкого алюминиевого диска. Конструктивно они способны замерять только активную или реактивную мощность в однофазной либо трехфазной цепи, а значение полной — приходится вычислять отдельно вручную.
Принцип измерения мощности электронным счетчиком
Схема работы простого прибора учета с выходными преобразователями показана на рисунке.
В нем для замера мощности используются простые датчики:
- тока на основе обычного шунта, через который пропускается фаза цепи;
- напряжения, работающего по схеме широко известного делителя.
Сигнал, снимаемый таким датчиками, мал и его увеличивают с помощью электронных усилителей тока и напряжения, после которых происходит аналогово-цифровая обработка для дальнейшего преобразования сигналов и их перемножения с целью получения величины, пропорциональной значению потребляемой мощности.
Далее производится фильтрация оцифрованного сигнала и вывод на устройства:
- индикации;
- интегрирования;
- передачи измерений;
- дальнейшего преобразования.
Схема работы однофазного электронного счетчика
В ней измерительный ТТ включен в разрыв фазного провода потребителя, а ТН подключен к фазе и нулю.
Сигналы с обоих трансформаторов не нуждаются в усилении и направляются по своим каналам на блок АЦП, осуществляющий преобразование их в цифровой код мощности и частоты. Дальнейшие преобразования выполняет микроконтроллер, осуществляющий управление:
- дисплеем;
- электронным реле;
- ОЗУ — оперативным запоминающим устройством.
Функциональные возможности электронных счетчиков
Низкая погрешность измерения мощности, оцениваемая классом точности 0,5 S или 02 S разрешает эксплуатировать эти приборы в целях коммерческого учета использованной электроэнергии.
Конструкции, предназначенные для замеров в трехфазных схемах, могут работать в трех или четырехпроводных электрических цепях.
Электронный счетчик может непосредственно подключаться к действующему оборудованию или иметь конструкцию, позволяющую использовать промежуточные, например, высоковольтные измерительные трансформаторы. В последнем случае, как правило, осуществляется автоматический перерасчет измеряемых вторичных величин в первичные значения тока, напряжения и мощности, включая активную и реактивную составляющие.
Счетчик фиксирует направление полной мощности со всеми ее составляющими в прямом и обратном направлении, хранит эту информацию с привязкой ко времени. При этом пользователю можно снимать показания энергии по ее приращению за определенный период времени, например, текущие или выбранные из календаря сутки, месяц или год либо — накоплению на определенное назначенное время.
Фиксация значений активной и реактивной мощности за определенный период, например, 3 или 30 минут, как и быстрый вызов ее максимальных значений в течение месяца значительно облегчает анализ работы энергетического оборудования.
В любой момент можно просмотреть мгновенные показатели активного и реактивного потребления, действующего тока, напряжения, частоты в каждой фазе.
Наличие функции многотарифного учета энергии с использованием нескольких каналов передачи информации расширяет условия коммерческого применения. При этом создаются тарифы для определенного времени, например, каждого получаса выходного либо рабочего дня по сезонам или месяцам года.
Для удобства работы пользователя на дисплее выводится рабочее меню, между пунктами которого можно перемещаться, используя рядом расположенные органы управления.
Электронный счетчик электроэнергии позволяет не только считывать информацию непосредственно с дисплея, но и просматривать ее через удаленный компьютер, а также осуществлять ввод дополнительных данных или их программирование через оптический порт.
Защита информации
Установка пломб на счетчик производится в два этапа:
1. на первом уровне доступ внутрь корпуса прибора запрещается службой технического контроля завода после изготовления счетчика и прохождения им государственной поверки;
2. на втором уровне пломбирования блокируется доступ к клеммам и подключенным проводам представителем энергоснабжающей организации или энергонадзора.
Все события снятия и установки крышки оборудованы сигнализацией, срабатывание которой фиксируется в памяти журнала событий с привязкой ко времени и дате.
Система паролей предусматривает ограничение пользователей к доступу информации и может содержать до пяти ограничений.
Нулевой уровень полностью снимает ограничения и позволяет просматривать все данные местно или удаленно, синхронизировать время, корректировать показания.
Первый уровень пароля дополнительного доступа предоставляется работникам монтажной или эксплуатационной организации систем АСКУЭ для наладки оборудования и записи параметров, не оказывающих влияние на коммерческие характеристики.
Второй уровень пароля основного доступа назначается ответственным работником энергонадзора на счетчике, прошедшем наладку и полностью подготовленном к работе.
Третий уровень основного доступа дается работникам энергонадзора, осуществляющим снятие и установку крышки со счетчика для доступа к его клеммным зажимам или проведению удаленных операций через оптический порт.
Четвертый уровень предоставляет возможности установки аппаратных ключей на плату, удаление всех установленных пломб и возможность работы через оптический порт для усовершенствования конфигурации, замены калибровочных коэффициентов.
Приведенный перечень возможностей, которыми обладает электронный счетчик электроэнергии, является общим, обзорным. Он может выставляться индивидуально и отличаться даже на каждой модели одного производителя.
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
- 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.
Вам также может понравиться
H00011857