Электронный счетчик электроэнергии: характеристики и определение показателей

Устройство и принцип работы цифрового электросчетчика

Для контроля затрат электричества в квартирах многоэтажек используется электронный счетчик электроэнергии. Подключение цифрового прибора осуществляется через общий трансформатор. В процессе работы счетчик постоянно измеряет мощность заданного участка сети и выводит ее величину в удобочитаемом виде.

  1. Конструкция и принцип работы
  2. Основные характеристики цифровых счетчиков
  3. Отличия электронных счетчиков от индукционных
  4. Надежность показаний и необходимость ремонта
  5. Обозначение показателей цифрового счетчика
  6. Критерии подбора
  7. Список лучших аппаратов учета
  8. Меркурий 201.8
  9. Нева М. Т.123
  10. Энергомера CE102M S7 145-JV

Конструкция 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.
  • Через оптический порт можно запрограммировать цифровой счетчик.

    Основные характеристики цифровых счетчиков

    На территории РФ приборы начали применять с момента приватизации энергетической отрасли и подорожания электричества. Электронные устройства обладают рядом положительных характеристик:

    • точность показаний при быстрой перемене напряжения или его снижении;
    • учет электроэнергии по нескольким тарифам;
    • подсчет различных типов энергии с помощью одного аппарата;
    • одновременно замеряется мощность, количество и качество энергоресурсов;
    • хранение данных в памяти и наличие к ним пользовательского доступа;
    • предотвращение несанкционированного доступа и хищения электричества;
    • дистанционное снятие показаний и предварительный подсчет потерь;
    • совместимость с автоматическими сервисами коммерческого учета электроэнергии.

    Прибор не могут взломать злоумышленники и подключиться к нему для кражи электричества. Интервал проверки изделия составляет 16 лет.

    Отличия электронных счетчиков от индукционных

    Устройство индукционного счетчика электроэнергии

    Индукционные модели работают по принципу создания электромагнитного поля в катушке и его взаимодействия с токопроводящим диском. Однофазный аппарат подключается к катушке-сети переменного тока параллельно. Магнитные потоки и вихревые токи взаимодействуют между собой только в диске. Индукционный счетчик будет функционировать нормально при фазовом сдвиге в 90 градусов. Энергозатраты зависят от интенсивности вращения диска, которая соответствует мощности потребления.

    Принцип работы эл счетчика основывается на подсчетах мощности активного и реактивного типа. Это позволяет точно подсчитывать энергозатраты, если в помещении трехфазный тип подключения.

    Индукционные модели считают расход по единому тарифу, цифровые приборы отслеживают параметры в зависимости от времени суток. Точность измерения нового счетчика – 1-й категории, традиционные выпускаются с классом точности 2,5.

    По сравнению с индукционным цифровой счетчик на собственные нужды затрачивает минимум энергоресурсов. Традиционные устройства нельзя поставить снаружи, а электронные могут работать в условиях мороза, защищены от воздействия влаги и пыли.

    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.

    Заниматься ремонтом цифрового счетчика должны только сотрудники компании энергосбережения. Пользователь обращается в инстанцию для получения разрешения на проверку и замену аппарата.

    Обозначение показателей цифрового счетчика

    На основании данных электронного счетчика определяется несколько показаний:

    • Энергозатраты за конкретный временной период. Понадобится вычесть из конечных показаний начальные. При необходимости расчетные данные умножают на коэффициент трансформации;
    • Подключение бытовой техники и освещения в определенный момент. Устанавливается по загоранию/выключению светового индикатора.
    • Параметры мощности, величины проходящего тока, процессы перегрузки сети и счетчика.

    Цифровые приборы можно запрограммировать на дневную и ночную тарификацию. Для этого достаточно выбрать время подсчета.

    Критерии подбора

    Один из критериев выбора электросчетчика — количество тарифов

    Перед покупкой устройства стоит обращать внимание на ряд параметров:

    • Допустимая величина тока. Цифровые модели рассчитаны на ток 5-60А, что подходит для квартир и частных домов.
    • Дата проверки. На трехфазном счетчике должна находится пломба не старше 1 года.
    • Количество пломб. Первое опломбирование делают государственные органы – отметку проставляют на кожухе. Вторая пломба на зажимной крышке – от предприятия энергоснабжения.
    • Опционал. Чем больше функций, тем дороже счетчик. Но внутренний тарификатор создает график нагрузки, а в журнале событий отмечается повышение и понижение напряжения в каждой фазе.
    • Обслуживание и гарантии. Качественные модели имеют большой гарантийный период. Сервисный центр бренда есть в городе покупателя.
    • Интервал проверки. Оптимально – от 10 до 16 лет.

    Продавец обязан поставить печать на приборе и записать его стартовые показания.

    Список лучших аппаратов учета

    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.

    Эксплуатационный срок модели – 30 лет, ревизионный – 16 лет.

    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.

    Энергомера CE102M S7 145-JV

    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.

    Электронные счетчики – это современные учетные аппараты с широкими функциональными возможностями. Они гарантируют точность измерений, отличаются надежностью и стойкостью к внешним воздействиям.

    Счетчик электроэнергии. Виды и работа. Применение и особенности

    Счетчик электроэнергии – это измерительный прибор для учета расхода потребляемого электричества. В зависимости от модификации устройство может работать в сетях постоянного или переменного тока. Единицей исчисления потребления выступает кВт/ч или А/ч.

    Классификация счетчиков

    Счетчики принято делить по трем критериям:

    1. Типу измеряемой величины.
    2. Способу подключения.
    3. Конструкции.

    При выборе необходимо обращать внимание на все три критерия, подбирая оптимальный прибор под требуемые параметры электрической сети и уровня потребления энергии.

    Разновидности по типу измеряемой величины

    Классификация счетчиков по типу измеряемой величины является самой простой для понимания даже человеку, который далек от знаний о принципе работы электросетей. Все приборы разделяют на однофазные и трехфазные. Однофазный счетчик электроэнергии предназначен для подключения к сетям переменного тока 220 В, 50 Гц. Трехфазные устройства работают с электросетями 380 В, 50 Гц. При этом они могут проводить измерения и при подключении в однофазной сети.

    Однофазные приборы можно встретить в любой квартире или доме. Именно они рассчитаны для бытового пользования. Трехфазные устройства в большинстве случаев применяются на промышленных объектах, где проложена трехфазная электросеть, требуемая для работы мощного оборудования. В зависимости от модификации трехфазные счетчики могут иметь подключение на три или четыре провода.

    Классификация по способу подключения

    По способу подключения счетчики разделяются всего на две группы. Существуют приборы прямого включения и трансформаторного. Первые напрямую подсоединяются в сеть, а вторые нуждаются в подключении со специальным трансформатором, который включается в цепь перед самим счетчиком.

    Разновидности по конструкции
    Современные счетчики бывают в 3 вариантах конструкции:
    • Индукционные.
    • Электронные.
    • Гибридные.
    Индукционный счетчик

    Индукционный (механический) счетчик электроэнергии имеет внутри неподвижные токопроводящие катушки, создающее магнитное поле. Получаемое от них поле влияет на подвижный элемент, представляющий собой диск, работающий по принципу проводника для электрических токов. При прохождении электроэнергии через диск, тот под влиянием магнитного поля катушек начинает оборачиваться, тем самым запуская механизм с таблом для подсчета. Чем интенсивнее проходящий ток, тем диск вращается быстрее. Механизм подсчета устройства спроектирован таким образом, чтобы определенное количество оборотов соответствовало изменению одного показателя на циферблате.

    Механические приборы теряют свою актуальность, поскольку их конструкция является далеко не совершенной против более современных электронных счетчиков.

    К недостаткам индукционных измерителей можно отнести:
    • Невозможности дистанционного снятия показаний.
    • Однотарифное измерение.
    • Низкая чувствительность.
    • Недостаточная защита от кражи электроэнергии.

    Зачастую индукционные счетчики неспособны правильно рассчитывать уровень потребляемой энергии. Довольно часто при наличии слабого потребления, к примеру, при горении индикатора в блоке зарядного устройства телефона или бытового прибора, находящегося в режиме ожидания, счетчик вообще не реагирует, хотя и происходит минимальное потребление энергии. Кроме этого, отдельные модификации измерителей имеют совершенно противоположные проблемы. При включении мощного потребителя их диск оборачивается значительно быстрее реального уровня потребления энергии.

    К преимуществам механических счетчиков можно отнести их действительно длительный срок эксплуатации и полную независимость от скачков электроэнергии. Они дешевые и довольно надежные. Но их класс точности соответствует уровню 2-2,5%, что является довольно низким в сравнении с электронными приборами.

    Электронный счетчик электроэнергии

    Электронный счетчик работает по иному принципу. В нем токи воздействуют на специальные электронные элементы, которые преображают их в импульсы. Количество импульсов пропорционально фактическому объему пропущенной энергии. В качестве считывающего механизма может применяться электронное или электромеханическое устройство, которое выводит данные на ЖК-дисплей. Электронные счетные элементы подходят для приборов, которые устанавливаются внутри квартир и домов. Электромеханический механизм применяется на счетчиках, монтируемых на фасадах зданий.

    Главное преимущество таких приборов в их высокой точности. Они корректно отображают то количество энергии, которое пропустили для потребителей. Кроме этого, их электронные составляющие позволяют вести учет энергии по нескольким тарифам. То есть, они способны запоминать информацию о том, сколько энергии было употреблено в дневное время, а сколько в ночное. Это позволяет проводить оплату за потребляемое электричество по нескольким тарифам, если это предусмотрено договором с компанией поставщиком.

    Данные приборы имеют продолжительный межповерочный период. В зависимости от производителя счетчик нуждается в сдаче на поверку раз в 4-16 лет.

    Электронный счетчик имеет в своей конструкции энергонезависимые часы и счетные элементы, которые сохраняют данные в случае исчезновения напряжения в сети. Благодаря этому при включении после аварийного обесточивания вся информация об уровне использованной электроэнергии не будет обнуляться. При этом такие приборы имеют собственное программное обеспечение, которое проводит автоматическую корректировку времени, что важно в случае подсчета в нескольких тарифах. Также такие устройства имеют защиту от несанкционированного доступа, которая фиксирует такие попытки в журнале событий.

    Электронные счетчики имеют высокий класс точности, который составляет не менее 1%. Такие приборы позволяют провести дистанционную проверку показателей без необходимости доступа в дом. Благодаря этому контролеру не обязательно заходить в квартиру, что особенно удобно, если жильцы в рабочие дни не присутствуют дома. Все же электронный счетчик электроэнергии имеет и недостаток, который выражается в высокой стоимости. Провести ремонт таких устройств значительно дороже, чем механических. Данные приборы весьма чувствительны к перепадам напряжения. В случае аварийной ситуации вполне вероятно перегорание прибора, что потребует его замены.

    Гибридные счетчики

    Сосуществует гибридный счетчик электроэнергии, который представляет собой прибор, сочетающий в себе элементы индукционного и электронного устройства. Проходимость потребляемой энергии считывается путем вращения диска, а показания выводятся на электронный циферблат. Такие счетчики, в отличие от чисто индукционных, способны проводить подсчет по тарифам.

    Технические параметры электросчетчиков

    Многие модели счетчиков, предназначенные для работы в одинаковых условиях, отличается между собой по точности и прочим характеристикам. Главным техническим параметром электросчетчика является точность. До 1995 годов все приборы имели максимально допустимый уровень погрешности 2,5%. После 1996 года требования к производителям счетчиков ужесточили, после чего для частного сектора начали устанавливаться приборы с погрешностью 2%. При этом счетчики старого образца являются не редкостью и эксплуатируются до сих пор с прохождением поверки. Все выпускаемые сейчас приборы учета имеют погрешность не более 2%. Обычно можно встретить счетчики с классом точности 0,5, 1 и 2%.

    Кроме погрешности важным параметром является пропускная способность. Бытовые счетчики, рассчитанные на максимальный уровень потребления 5А и должны эксплуатироваться только в тех случаях, когда не применяются мощные электроприборы, потребляемые больше энергии. Если счетчик электроэнергии перегрузить, то может произойти короткое замыкание. Специально для этого он оснащается электрическими автоматическими выключателями, которые рассоединяют цепь для предотвращения таких последствий. Частым явлением стала установка более мощных автоматов, для предотвращения аварийного отключения с целью возможности питания более энергоемких потребителей. Такие приемы запрещены и противоречат технике безопасности. В случае если необходимо интенсивное потребление энергии нужно обратиться в компании по электроснабжению с заявлением об установке более мощного счетчика рассчитанного на ток до 20А или более, если подается 380В.

    Обзор и устройство современных счётчиков электроэнергии

    За последнее время на смену индукционным счётчикам электроэнергии пришли электронные. В данных счётчиках счётный механизм приводится во вращение не с помощью катушек напряжения и тока, а с помощью специализированной электроники. Кроме того, средством счёта и отображения показаний может являться микроконтроллер и цифровой дисплей соответственно. Всё это позволило сократить габаритные размеры приборов, а также, снизить их стоимость.

    В состав практически любого электронного счётчика входит одна или несколько специализированных вычислительных микросхем, выполняющие основные функции по преобразованию и измерению. На вход такой микросхемы поступает информация о напряжении и силе тока с соответствующих датчиков в аналоговом виде. Внутри микросхемы данная информация оцифровывается и преобразуется определённым образом. В результате, на выходе микросхемы формируются импульсные сигналы, частота которых пропорциональна текущей потребляемой мощности нагрузки, подключенной к счётчику. Импульсы поступают на счётный механизм, который представляет собой электромагнит, согласованный с зубчатыми передачами на колёсики с цифрами. В случае с более дорогостоящими счётчиками с цифровым дисплеем применяется дополнительный микроконтроллер. Он подключается к вышесказанной микросхеме и к цифровому дисплею по определённому интерфейсу, ведёт накопление результата измерения электроэнергии в энергонезависимую память, а также, обеспечивает дополнительный функционал прибора.

    Рассмотрим несколько подобных микросхем и моделей счётчиков, которые мне попадались под руку.

    Ниже на рисунке в разобранном виде изображён один из наиболее дешёвых и популярных однофазных счётчиков «НЕВА 103». Как видно из рисунка, устройство счётчика довольно простое. Основная плата состоит из специализированной микросхемы, её обвески и узла стабилизатора питания на основе балластового конденсатора. На дополнительной плате размещён светодиод, индицирующий потребляемую нагрузку. В данном случае – 3200 импульсов на 1 кВт*ч. Также есть возможность снимать импульсы с зелёного клеммника, расположенного вверху счётчика. Счётный механизм состоит из семи колёсиков с цифрами, редуктора и электромагнита. На нём отображается посчитанная электроэнергия с точностью до десятых кВт*ч. Как видно из рисунка, редуктор имеет передаточное отношение 200:1. По моим замечаниям, это означает «200 импульсов на 1 кВт*ч». То есть, 200 импульсов, поданных на электромагнит, поспособствуют прокрутке последнего красного колёсика на 1 полный оборот. Это соотношение кратно соотношению для светодиодного индикатора, что весьма не случайно. Редуктор с электромагнитом размещён в металлической коробке под двумя экранами с целью защиты от вмешательства внешним магнитным полем.

    В данной модели счётчика применяется микросхема ADE7754. Рассмотрим её структуру.

    На пины 5 и 6 поступает аналоговый сигнал с токового шунта, который расположен на первой и второй клеммах счётчика (на фотографии в этом месте видно повреждение). На пины 8 и 7 поступает аналоговый сигнал, пропорциональный напряжению в сети. Через пины 16 и 15 есть возможность устанавливать усиление внутреннего операционного усилителя, отвечающий за ток. Оба сигнала с помощью узлов АЦП преобразуются в цифровой вид и, проходя определённую коррекцию и фильтрацию, поступают на умножитель. Умножитель перемножает эти два сигнала, в результате чего, согласно законам физики, на его выходе получается информация о текущей потребляемой мощности. Данный сигнал поступает на специализированный преобразователь, который формирует готовые импульсы на счётное устройство (пины 23 и 24) и на контрольный светодиод и счётный выход (пин 22). Через пины 12, 13 и 14 конфигурируются частотные множители и режимы вышеперечисленных импульсов.

    Стандартная схема обвески практически представляет собой схему рассматриваемого счётчика.

    Общий минусовой провод соединён с нулём 220В. Фаза поступает на пин 8 через делитель на резисторах, служащий для снижения уровня измеряемого напряжения. Сигнал с шунта поступает на соответствующие входы микросхемы также через резисторы. В данной схеме, предназначенной для теста, конфигурационные пины 12-14 подключены к логической единице. В зависимости от модели счётчика, они могут иметь разную конфигурацию. В данном кратком обзоре эта информация не столь важна. Светодиодный индикатор подключен к соответствующему пину последовательно вместе с оптической развязкой, на другой стороне которой подключается клеммник для снятия счётной информации (К7 и К8).

    Из этого же семейства микросхем существуют похожие аналоги для трёхфазных измерений. Вероятнее всего, они встраиваются в дешёвые трёхфазные счётчики. В качестве примера на рисунке ниже представлена структура одной из таких микросхем, а именно ADE7752.

    Вместо двух узлов АЦП, здесь применено их 6: по 2 на каждую фазу. Минусовые входы ОУ напряжения объединены вместе и выводятся на пин 13 (ноль). Каждая из трёх фаз подключается к своему плюсовому входу ОУ (пины 14, 15, 16). Сигналы с токовых шунтов по каждой фазе подключаются по аналогии с предыдущим примером. По каждой из трёх фаз с помощью трёх умножителей выделяется сигнал, характеризующий текущую мощность. Эти сигналы, кроме фильтров, проходят через дополнительные узлы, которые активируются через пин 17 и служат для включения операции математического модуля. Затем эти три сигнала суммируются, получая, таким образом, суммарную потребляемую мощность по всем фазам. В зависимости от двоичной конфигурации пина 17, сумматор суммирует либо абсолютные значения трёх сигналов, либо их модули. Это необходимо для тех или иных тонкостей измерения электроэнергии, подробности которых здесь не рассматриваются. Данный сигнал поступает на преобразователь, аналогичный предыдущему примеру с однофазным измерителем. Его интерфейс также практически аналогичен.

    Стоит отметить, что вышеописанные микросхемы служат для измерения активной энергии. Более дорогие счётчики способны измерять как активную, так и реактивную энергию. Рассмотрим, например, микросхему ADE7754. Как видно из рисунка ниже, её структура намного сложнее структуры микросхем из предыдущих примеров.

    Микросхема измеряет активную и реактивную трёхфазную электроэнергию, имеет SPI интерфейс для подключения микроконтроллера и выход CF (пин 1) для внешней регистрации активной электроэнергии. Вся остальная информация с микросхемы считывается микроконтроллером через интерфейс. Через него же осуществляется конфигурация микросхемы, в частности, установка многочисленных констант, отражённых на структурной схеме. Как следствие, данная микросхема, в отличие от предыдущих двух примеров, не является автономной, и для построения счётчика на базе этой микросхемы требуется микроконтроллер. Можно зрительно в структурной схеме пронаблюдать узлы, отвечающие по отдельности за измерение активной и реактивной энергии. Здесь всё гораздо сложнее, чем в предыдущих двух примерах.

    В качестве примера рассмотрим ещё один интересный прибор: трёхфазный счётчик «Энергомера ЦЭ6803В Р32». Как видно из фотографии ниже, данный счётчик ещё не эксплуатировался. Он мне достался в неопломбированном виде с небольшими механическими повреждениями снаружи. При всё при этом он находился полностью в рабочем состоянии.

    Как можно заметить, глядя на основную плату, прибор состоит из трёх одинаковых узлов (справа), цепей питания и микроконтроллера. С нижней стороны основной платы расположены три одинаковых модуля на отдельных платах по одному на каждый узел. Данные модули представляют собой микросхемы AD71056 с минимальной необходимой обвеской. Эта микросхема является однофазным измерителем электроэнергии.

    Модули запаяны вертикально на основную плату. Витыми проводами к данным модулям подключаются токовые шунты.

    За пару часов удалось срисовать электрическую схему прибора. Рассмотрим её более детально.

    Справа на общей схеме изображена схема однофазного модуля, о котором говорилось выше. Микросхема D1 этого модуля AD71056 по назначению похожа на микросхему ADE7755, которая рассматривалась ранее. На четвёртый контакт модуля поступает питание 5В, на третий – сигнал напряжения. Со второго контакта снимается информация в виде импульсов о потребляемой мощности через выход CF микросхемы D1. Сигнал с токовых шунтов поступает через контакты X1 и X2. Конфигурационные входы микросхемы SCF, S1 и S0 в данном случае расположены на пинах 8-10 и сконфигурированы в «0,1,1».

    Каждый из трёх таких модулей обслуживает соответственно каждую фазу. Сигнал для измерения напряжения поступает на модуль через цепочку из четырёх резисторов и берётся с нулевой клеммы («N»). При этом стоит обратить внимание, что общим проводом для каждого модуля является соответствующая ему фаза. А вот, общий провод всей схемы соединён с нулевой клеммой. Данное хитрое решение по обеспечению питанием каждого узла схемы расписано ниже.

    Каждая из трёх фаз поступает на стабилитроны VD4, VD5 и VD6 соответственно, затем на балластовые RC цепи R1C1, R2C2 и R3C3, затем – на стабилитроны VD1, VD2 и VD3, которые соединены своими анодами с нулём. С первых трёх стабилитронов снимается напряжение питания для каждого модуля U3, U2 и U1 соответственно, выпрямляется диодами VD10, VD11 и VD12. Микросхемы-регуляторы D1-D3 служат для получения напряжения питания 5В. Со стабилитронов VD1-VD3 снимается напряжение питания общей схемы, выпрямляется диодами VD7-VD9, собирается в одну точку и поступает на регулятор D4, откуда снимается 5В.

    Общую схему составляет микроконтроллер (МК) D5 PIC16F720. Очевидно, он служит для сбора и обработки информации о текущей потребляемой мощности, поступающей с каждого модуля в виде импульсов. Эти сигналы поступают с модулей U3, U2 и U1 на пины МК RA2, RA4 и RA5 через оптические развязки V1, V2 и V3 соответственно. В результате на пинах RC1 и RC2 МК формирует импульсы для механического счётного устройства M1. Оно аналогично устройству, рассматриваемому ранее, и также имеет соотношение 200:1. Сопротивление катушки высокое и составляет порядка 500 Ом, что позволяет подключать её непосредственно к МК без дополнительных транзисторных цепей. На пине RC0 МК формирует импульсы для светодиодного индикатора HL2 и для внешнего импульсного выхода на разъёме XT1. Последний реализуется через оптическую развязку V4 и транзистор VT1. В данной модели счётчика соотношение составляет 400 импульсов на 1 кВт*ч. На практике при испытании данного счётчика (после небольшого ремонта) было замечено, что электромагнитная катушка счётного механизма срабатывает синхронно со вспышкой светодиода HL2, но через раз (в два раза реже). Это подтверждает соответствие соотношений 400:1 для индикатора и 200:1 для счётного механизма, о чём говорилось ранее.

    Слева на плате расположено место для 10-пинового разъёма XS1, который служит для перепрошивки, а также, для UART интерфейса МК.

    Таким образом, трёхфазный счётчик «Энергомера ЦЭ6803В Р32» состоит из трёх однофазных измерительных микросхем и микроконтроллера, обрабатывающий информацию с них.

    В заключение стоит отметить, что существует ряд моделей счётчиков куда более сложней по своей функциональности. К примеру, счётчики с удалённым контролем показаний по электролинии, или даже через модуль мобильной связи. В данной статье я рассмотрел только простейшие модели и основные принципы построения их электрических схем. Заранее приношу извинения за возможно неправильную терминологию в тексте, ибо я старался излагать простым языком.

    Электрический счетчик энергии. Общие сведения.

    Нет никакой тайны в том, что электрическая энергия нуждается в учете. Эта задача возлагается на электрический счетчик. Измеряется электроэнергия в киловатт-часах – это означает, что электроприбор, имеющий потребляемую мощность 1000 Вт должен проработать один час, чтобы потратить 1 кВт-ч.

    В наше время, перенасыщенное всевозможной электротехнической (и не только) продукцией, многообразие всевозможных моделей и видов электросчетчиков может ввести в ступор рядового покупателя. Счетчики на нашем рынке есть любые – обычные механические, электронные (цифровые), гибридные, просто навороченные и супер-точные.

    Функциональность современных счетчиков также впечатляет – помимо обычного измерения мощности они могут учитывать тарифы на электроэнергию и параметры окружающей среды, отслеживать качество электроэнергии, а также имеют возможность удаленного доступа.

    Электрический счетчик

    В данной статье мы постараемся осветить некоторые вопросы, возникающие при выборе и подключении электросчетчика. Поскольку тема очень обширная, ряд узких вопросов может оказаться не затронутым. Поэтому не помешает лишний раз заглянуть в ПУЭ, Глава «Учет электроэнергии». Для продолжения темы нам предварительно нужно как-то разделить все счетчики на группы (типы, виды) по их различным характеристикам. Другими словами надо разобраться с классификацией электросчетчиков.

    Основные характеристики счетчиков

    Разделим все счетчики электроэнергии по их различным признакам:

    По принципу работы (конструктивному исполнению):
    • Индукционные
    • Электронные
    По типу электросети:
    • Однофазные
    • Трехфазные

    В свою очередь трехфазные счетчики различаются :

    • По способу включения в сеть — прямого (непосредственного) включения и трансформаторного включения (косвенное и полукосвенное включение)
    • По роду измеряемой мощности — счетчики активной мощности и счетчики реактивной мощности
    По количеству тарифов:
    • однатарифные
    • многотарифные
    По классу точности
    По типу интерфейса связи (для электронных счетчиков)

    Различие по типу электросети

    Основное различие счетчиков заключается во втором пункте, а именно, для какой электросети они разработаны – для однофазной или трехфазной. Э лектрический счетчик однофазный используются в однофазных двухпроводных сетях напряжением 0,4/ 0,23 кВ. Основное их применение – учет расхода электроэнергии в квартирах или частных домах. Изготавливаются счетчики на напряжение 220 (или 127) вольт, номинальный ток — 5, 10, 20, 40, 60 А. Устанавливаются счетчики на вводе и размещаются в этажных (квартирных) щитах.

    Э лектрический счетчик трехфазный предназначен для трехфазных трехпроводных или четырехпроводных сетей. И если с однофазными счетчиками все просто и понятно, то трехфазные приборы требуют расширенного описания, поскольку они используются в электроустановках, работающих на трехфазном токе. Трехфазные счетчики прямого (непосредственного) включения подсоединяются к сети напрямую, без дополнительных приборов – трансформаторов тока. Номинальный ток изготовляемых счетчиков прямого включения — 5, 10, 20, 30, 50, 100А.

    Учет потребленной энергии определяется путем вычитания первоначального показания электросчетчика (Пн) из конечного показания (Пк):

    Однако бывают ситуации, когда электроустановка потребляет значительный ток и счетчик прямого включения такой ток через себя пропустить не сможет. Поэтому в таких случаях используют подключение электросчетчиков через измерительные трансформаторы тока (ТТ). Основное назначение ТТ – уменьшить ток до таких значений, при которых счетчик будет нормально функционировать. Расчет потребленной энергии здесь определяется также вычитанием начальных показаний из конечных и дополнительно – умножением полученной разницы показаний на коэффициент трансформации (Кт) трансформаторов тока:

    Определить какой коэффициент трансформации у ТТ можно по данным на шильдике самого трансформатора. Например, надпись 150/5 на ТТ означает, что первичная обмотка данного трансформатора рассчитана на ток 150А, а вторичная на 5А. Из этого соотношения мы и получаем коэффициент трансформации, равный 30. Другими словами — ТТ уменьшает первичный ток в 30 раз.

    Конструктивное исполнение счетчиков

    По своей конструкции, или сказать по-другому, по типу измерительной системы счетчики разделяются на индукционные (механические) и электронные. Соответственно устройство электросчетчика может быть как относительно простым (обычный механический), так и весьма сложным – в случае с электронным счетчиком.

    Индукционный счетчик — принцип его работы основан на воздействии магнитного поля неподвижных катушек, по обмоткам которых протекает ток, на подвижный элемент – диск. Вращение диска мы и наблюдаем в стеклянном окошке счетчика. При этом количество оборотов диска пропорционально расходу электроэнергии. Такие счетчики отличаются низкой стоимостью, а также достаточно высоким качеством и надежностью.

    Среди минусов можно отметить:

    • Плохая (почти никакая) защита от воровства электроэнергии
    • Относительно низкий класс точности (высокая погрешность)
    • Низкая функциональность (опциональность)

    Электронный (цифровой) счетчик – современное средство учета электроэнергии.

    Несмотря на высокую (по сравнению с механическим счетчиком) стоимость такие счетчики обладают хорошими техническими параметрами и приличными сервисными функциями.

    • Высокий класс точности
    • Долговечность, отсутствие подвижных деталей
    • Увеличенный межповерочный интервал
    • Возможность реализации многотарифной системы учета
    • Возможность создания автоматизированной системы учета потребляемой энергии (АСКУЭ)
    • Наличие внутренней памяти для хранения информации по потребленной электроэнергии

    Работает электронный счетчик по принципу преобразования активной мощности в последовательность импульсов, которые подсчитывает специальный микроконтроллер. При этом количество импульсов прямо пропорционально потребляемой (измеряемой) электроэнергии.

    Класс точности

    Класс точности электрического счетчика — это его погрешность измерения. Если сказать точнее – наибольшая допустимая относительная погрешность, выражаемая в процентах. Сейчас повсеместно происходит замена устаревших счетчиков на более современные модели. В первую очередь это связано именно с неудовлетворительным классом точности старых электросчетчиков, а также с возросшими электрическими нагрузками. В связи с этим все счетчики с классом точности 2,5 должны быть заменены на счетчики с классом точности 2,0 (или 1,0).

    Существующие классы точности:

    • Счетчики активной энергии — 0,2; 0,5; 1,0; 2,0
    • Счетчики реактивной энергии — 1,5; 2,0 и 3,0

    Немного о поверке счетчиков

    Электрический счетчик, как и многие измерительные приборы, нуждается в периодической поверке (калибровке). Правильнее было бы сказать – подлежит обязательной поверке. Основная цель такой процедуры – подтверждение правильности (достоверности) измерений и возможности дальнейшего использования прибора по назначению. Поверка осуществляется в аккредитованной государством метрологической организации в установленные сроки.

    Существует такая характеристика электросчетчика как межповерочный интервал (МПИ) – это интервал времени, после окончания которого требуется очередная поверка счетчика. Теоретически — чем больше интервал, тем выше качество прибора. Начальная (первичная) поверка проводится на заводе-изготовителе и указывается в паспорте электросчетчика – с этой даты начинается отсчет МПИ.

    • Индукционный однофазный счетчик – 16 лет
    • Электронный – от 8 до 16 лет
    • Трехфазный счетчик – от 6 до 8 лет, современные электронные модели могут иметь МПИ 16 лет
    • Счетчики с классом точности 0,5 – 4 года

    На этом пока все. Следующая статья будет продолжением темы, и там мы разберемся со схемами подключения электросчетчиков.

    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

    Как выбрать и подключить электрический счетчик

    Электрический счетчик – это измерительный прибор, предназначенный для учета количества израсходованной потребителем электроэнергии. Измеряется потребляемая электрическая мощность в кВт×час или А×час.

    По принципу действия и устройству электрические счетчики бывают: электромеханические, гибридные и электронные (статические), показан на фотографии.

    Как самостоятельно выбрать счетчик для дома

    Несмотря на кажущуюся сложность выбора для замены или установки нового электрического счетчика, домашнему электрику будет сделать это просто, если ознакомиться с основными критериями выбора.

    Типы счетчиков по принципу работы

    До недавних пор для учета расхода электроэнергии устанавливались только индукционные механические (электромеханические) счетчики. В них, потребляемый ток протекает через измерительную катушку медного провода, возбуждая магнитное поле. Это поле, воздействуя на диск, заставляет его вращаться со скоростью пропорциональной величине потребляемого тока. Через систему шестеренок вращательное движение передается на счетное устройство.

    На смену электромеханическим счетчикам пришли гибридные, которые встречаются в двух конструктивных исполнениях: Индукционный электронный и Электронный механический.

    В индукционном электронном счетчике, как и в механическом, имеется катушка, вращающая диск. Вращаясь, он воздействует на сенсор, который вырабатывает импульсы, поступающие на электронное устройство с цифровым дисплеем.

    В электронном механическом счетчике все наоборот. Датчиком тока служит твердотельный элемент, как в статическом счетчике, а счетное устройство установлено механическое, как в индукционном счетчике.

    В настоящее время вышеупомянутые счетчики вытесняются современными статическими счетчиками, не имеющие механических деталей. В качестве датчиков расхода электроэнергии в них применяется твердотельный электронный элемент, с которого сигнал подается на электронный блок с цифровым дисплеем.

    Выбор счетчика по принципу работы

    В таблице приведены основные технические характеристики счетчиков учета электрической энергии. Для установки в квартире или доме подойдет любой из них. Поэтому при выборе нужно исходить из объема и времени суток потребления электроэнергии.

    Таблица основных технических характеристик существующих типов счетчиков
    Характеристика Индукционный механический Гибридные Электронный статический Примечание
    Индукционный электронный Электронный механический
    Цена низкая средняя средняя высокая
    Надежность высокая средняя средняя низкая
    Стоимость ремонта низкая средняя средняя высокая
    Периодичность поверки, лет 6-8 6-8 4-16 4-16 Указывается в паспорте
    Рабочее напряжение, В 220, 380 220, 380 220, 380 220, 380 Указывается в паспорте
    Максимальный ток нагрузки, А 60, 100 60, 100 60, 100 60, 100 Указывается в паспорте
    Количество фаз 1, 3 1, 3 1, 3 1, 3 Указывается в паспорте
    Стартовый ток высокий высокий низкий низкий Указывается в паспорте
    Класс точности (% погрешности) 2 и более 2 и более 1 и менее 1 и менее Эксплуатация класса более 2 запрещена
    Режим день/ночь нет есть нет есть Позволяет снизить затраты в ночное время
    Дистанционная передача показаний нет есть нет есть Позволяет передавать данные энергоснабжающей компании
    Измерение параметров электрической сети нет есть нет есть Позволяет контролировать напряжение и ток потребления
    Габаритные размеры габаритный габаритный габаритный малогабаритный Указаны в паспорте

    Если в ночное время электроэнергия потребляется в незначительных объемах, то лучшим выбором будет Индукционный механический или Индукционный электронный счетчик, так как недорогой, надежный, долговечный и практически не потребуется нести затраты на его ремонт.

    Стоит отметить, что индукционные счетчики, в отличии от электронных имеют меньшую чувствительность, и если ток потребления мал, например, включен только на зарядку сотовый телефон, то счетчик считать не будет.

    Хотя Статические счетчики в два раза дороже и менее надежны, но если в ночное время суток потребляется более 30% электроэнергии, то они быстро себя окупают и дают хорошую экономию, так как в них заложена функция тарификации. Это когда есть возможность вести учет потребляемой электроэнергии в ночное и дневное время отдельно. Стоимость ночной электроэнергии существенно ниже.

    Поставляющие электроэнергию компании тоже заинтересованы в установке статических электронных счетчиков по причине избыточных мощностей в ночное время и исключения снижения показаний индукционных счетчиков с помощью магнитов и укладкой в горизонтальное положение.

    На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что для частного жилья подойдет однофазный двухпроводный электрический счетчик любого принципа работы, рассчитанный на напряжение 220 В и ток 60 А (максимальная мощность определяется умножением величины тока на напряжение и составит 13,2 кВт).

    Мощность потребления электроприборами

    Теоретическую максимальную мощность, которая будет потребляться в случае включения одновременно всех электроприборов в квартире не сложно подсчитать по данным приведенной в таблице. Для этого нужно сложить мощности всех имеющихся электроприборов. Но такой случай маловероятен.

    Таблица потребляемой мощности и силы тока бытовыми электроприборами
    Бытовой электроприбор Потребляемая мощность, кВт (кBA) Потребляемая сила тока, А Режим потребления
    Лампочка накаливания 0,06 – 0,25 0,3 – 1,2 Постоянно
    Электрочайник 1,0 – 2,0 5 – 9 До 5 минут
    Электроплита 1,0 – 6,0 5 – 60 Зависит от режима работы
    Микроволновая печь 1,5 – 2,2 7 – 10 Периодически
    Электромясорубка 1,5 – 2,2 7 – 10 Зависит от режима работы
    Тостер 0,5 – 1,5 2 – 7 Постоянно
    Гриль 1,2 – 2,0 7 – 9 Постоянно
    Кофемолка 0,5 – 1,5 2 – 8 Зависит от режима работы
    Кофеварка 0,5 – 1,5 2 – 8 Постоянно
    Электродуховка 1,0 – 2,0 5 – 9 Зависит от режима работы
    Посудомоечная машина 1,0 – 2,0 5 – 9 Максимальный с момента включения до нагрева воды
    Стиральная машина 1,2 – 2,0 6 – 9 Максимальный с момента включения до нагрева воды
    Сушильная машина 2,0 – 3,0 9 – 13 Постоянно
    Утюг 1,2 – 2,0 6 – 9 Периодически
    Пылесос 0,8 – 2,0 4 – 9 Зависит от режима работы
    Обогреватель 0,5 – 3,0 2 – 13 Зависит от режима работы
    Фен для волос 0,5 – 1,5 2 – 8 Зависит от режима работы
    Кондиционер 1,0 – 3,0 5 – 13 Зависит от режима работы
    Стационарный компьютер 0,3 – 0,8 1 – 3 Зависит от режима работы
    Электроинструмент (дрель, лобзик и т.п.) 0,5 – 2,5 2 – 13 Зависит от режима работы

    Для более точного расчета теоретической суммарной мощности потребления электроприборами ее нужно взять из этикеток или инструкций по эксплуатации на них. Мощность указывается в ваттах (Вт или VA) или киловаттах (кВт или кVA). 1 кВт=1000 Вт.

    Электрическая схема подключения
    электрического однофазного счетчика

    На чертеже изображена электрическая схема щитка и квартирой электропроводки. Электрический счетчик обычно устанавливается в электрическом щитке вместе с автоматическими выключателями и УЗО.

    На однофазный счетчик электрическая энергия подается из электросети через щиток, установленный в подъезде дома. В щитке на каждую квартиру устанавливается отдельный автоматический выключатель и с него провода идут непосредственно на счетчик. Один провод называется фазой, второй – нулем, а третий – заземлением.

    В квартирах и домах старой постройки электропроводка прокладывалась без заземляющего провода. Он непосредственно в работе электропроводки участие не принимает и предназначен исключительно для повышения безопасности при эксплуатации электроприборов.

    Согласно ГОСТ Р 52320-2005 на корпусе счетчика рядом с клеммами для подключения проводов обязательно должна быть нанесена схема его подключения. На фотографии это табличка желтого цвета.

    Согласно правил фазный провод L, идущий от электросети, подключается к первому (левому на фотографии) зажиму клеммы. А со второго подается в бытовую электропроводку. Третий и четвертый контакты клеммы соединены внутри счетчика между собой и предназначены для подключения нулевого провода N.

    Трехфазный счетчик подключается по такому же принципу. На первый контакт подается фаза А, а со второго – снимается. На третий подается фаза В, а с четвертого выходит. На пятый подается фаза С, а с шестого снимается. Нулевой провод N подается и снимается соответственно с седьмого и восьмого контакта.

    Внимание! Перед работой по замене или установке счетчика необходимо отключить подачу на него напряжения отключением автоматического выключателя в распределительном щитке на лестничной площадке и проверить отсутствие фазы на подводящих проводах с помощью индикатора фазы.

    Устройство электросчетчика

    У знакомого в счетчике перестал работать дисплей. Вызвал электрика и тот недолго думая, заменил счетчик новым. В результате мне для изучения устройства попал этот электроприбор.

    Лицевая панель счетчика фиксировалась на трех защелках. После ее снятия открылась картина, как на фотографии. Вся электрическая схема счетчика собрана на печатной плате с двухсторонним монтажом. С лицевой стороны припаян дисплей, кнопки управления и батарейка типа CR2032 на напряжение 3 В, такие же устанавливаются в компьютерах. Батарейка необходима для сохранения настроек и показаний счетчика в случае пропадания электроэнергии.

    Батарейка является узким местом в счетчике, так как срок ее годности составляет около 10 лет. Если она выйдет из строя, то настройки день-ночь и показания счетчика при пропадании электроэнергии обнулятся. Батарейка приварена к клеммам, которые впаяны в плату. Для замены батарейки придется заняться пайкой паяльником.

    Печатная плата зафиксирована на четырех защелках и легко снимается. Все остальные элементы схемы распаяны на обратной стороне печатной платы. Пайки выполнены аккуратно, следов флюса нет. Качество изготовления счетчика Меркурий мне понравилось.

    Измерительным датчиком потребляемой электроэнергии служит шунт, представляющий собой металлическую пластину с калиброванным сопротивлением очень малой величины. При протекании через шунт тока на нем, согласно Закона Ома, происходит падение напряжения, которое подается на микропроцессор.

    Аналоговый сигнал микропроцессором преобразуется в цифровой, который запоминаются, и текущие показания потребленной электроэнергии выводятся на дисплей. На фотографии шунт имеет цвет меди.

    Решил попробовать отремонтировать счетчик. Измерял величину напряжения на выводах электролитического конденсатора блока питания, оно составило 3,5 В. С учетом установленного конденсатора на 25 В, напряжение явно было ниже нормы.

    Блок питания имеет бестрансформаторную схему на токоограничительном конденсаторе. Проверка конденсаторов и диодов показала их исправность. Пришлось на выводы последнего электролитического конденсатора подать со стационарного БП напряжение 5 В с ограничением по току 300 мА.

    Прощупывание пальцами элементов схемы выявило, что левый нижний угол микропроцессора сильно нагревается. Стало понятно, что он неисправен, и устранить такую неисправность в домашних условиях не представляется возможным.

    Крепление счетчика в щитке на DIN-рейке

    В электрическом щитке все современные установочные электрические изделия, такие как счетчик, автоматы, УЗО и другие, крепятся легко съемным способом на DIN-рейке, которую электрики еще называют монтажной рейкой.

    DIN-рейка имеет ширину 35 мм и согласно ГОСТ Р МЭК 60715-2003 «Аппаратура распределения и управления низковольтная. Установка и крепление на рейках электрических аппаратов в низковольтных комплектных устройствах распределения и управления» обозначается Т35. Ранее DIN-рейки изготавливались из алюминиевого сплава, как на фотографии. Современные – из листовой стали методом штамповки.

    Некоторые модели счетчиков комплектуются своими DIN-рейками. Например, электросчётчик «Меркурий 200», который установлен в моей квартире, в комплекте имел нестандартную DIN-рейку, хотя посадочное место для крепления имело стандартный размер, 35 мм, что позволяет крепить его и на стандартной DIN-рейке.

    Установленный в щитке счетчик опломбирован и снять его можно, только после снятия пломбы и крышки. Под ней находятся два прямоугольных отверстия (на фотографии указаны стрелками). Для снятия счетчика нужно в эти отверстия одновременно вставить лезвия двух плоских отверток, подвижные защелки выйдут из зацепления DIN-рейки, и отвести нижний край счетчика от стенки щитка.

    Как надежно подключить провода к счетчику

    Надежность работы всей квартирной электропроводки зависит от качества подключения проводов к счетчику. Тут по неопытности домашние электрики могут допустить ошибку.

    Если не оставлена достаточная длина оголенного конца провода при снятии изоляции, то она попадет под зажимную планку клеммы и со временем приведет к нарушению контакта, что приведет к нестабильной подачи электроэнергии в квартирную электропроводку.

    Надежность подключения проводов к клеммам счетчика можно повысить, если концы проводов согнуть, как показано на фотографии. При таком подключении площадь соприкосновения провода с клеммой увеличится вдвое.

    На фотографии показан вид на клеммы со стороны ввода проводов. Для подключения проводов к счетчику нужно отвинтить винт клеммы, вставить провод до упора и закрутить винт с достаточным усилием.

    При заводе провода в отверстие клеммы можно не попасть в него, поэтому после затягивания винта нужно с достаточным усилием потянуть за провод, чтобы убедиться в надежности его закрепления.

    Порядок пломбировки счетчика

    Согласно требованиям ПУЭ, счетчик, для исключения хищения электроэнергии, должен быть опломбирован. Поэтому, перед заменой старого или отказавшего счетчика, необходимо пригласить представителя поставщика электроэнергии для составления Акта о снятии пломб. В случае аварийной ситуации, например, прекратилась подача электроэнергии в квартиру или дом по вине отказа счетчика, следует обратиться в аварийную службу. Их электрики имеют право срывать пломбы с оформлением акта.

    Сразу после самостоятельной установки счетчика в щиток по причине ремонта, поверки или замены, повторно приглашается уполномоченное лицо поставщика электроэнергии для пломбировки счетчика. Нужно будет предъявить Акт о снятии пломбы из аварийной службы и Паспорт на электросчетчик. На фотографии видна пломба желтого цвета.

    При установке электросчетчика следует соблюдать следующие правила. Подающие электроэнергию из подъезда в квартиру провода не должны иметь соединений. Электросчетчик должен быть установлен на высоте от 0,4 до 1,7 м и подлежит пломбировке вне зависимости от того в квартире он стоит или подъезде дома.

    Автоматический выключатель, включенный в электропроводку перед электросчетчиком, пломбируется только в случае, если он установлен в квартире. Конструкция автоматического выключателя, установленного перед счетчиком в квартире должна предусматривать возможность его пломбировки.

    Счётчик электроэнергии: классификация, типы и характеристики.

    Счётчик электроэнергии – это устройство, предназначенное для измерения затраченной энергии и контроля её качества. С развитием технологий передачи электрической энергии измерительные приборы также эволюционировали и приобрели ряд новых свойств и характеристик.

    1. Классификация счётчиков электрической энергии
    2. По принципу действия:
    3. По классу точности:
    4. По количеству применяемых тарифов:
    5. По принципу включения в электрические сети:
    6. По типу подключения к сети:
    7. По типу автоматизации:
    8. Основные технические характеристики
    9. Типы электросчетчиков
    10. Индукционные приборы учета
    11. Электронный счётчик электроэнергии
    12. Электродинамический счётчик электроэнергии
    13. Гибридные счетчики

    Классификация счётчиков электрической энергии

    В основе классификации приборов учета электрической энергии заложено несколько принципов, по которым они подразделяются.

    По принципу действия:

    • индукционные (электромеханические);
    • электродинамические;
    • электронные;
    • гибридные.

    По классу точности:

    • рабочие;
    • эталонные.

    По количеству применяемых тарифов:

    • однотарифные — счётчики показаний энергии без учета временных промежутков;
    • двухтарифные — используются для учета показаний энергии в двух временных промежутках (например, в дневное и ночное время), при этом запись потребления производится самостоятельно в отдельные строки;
    • многотарифные — электросчетчик работает по тому же принципу, что и предыдущий, но временных интервалов может быть не менее трёх.

    По принципу включения в электрические сети:

    • прямого включения — подсоединяются в сеть без измерительных трансформаторов. Такие счетчики пригодны для сетей 0,4/0,23 кВ при токе до 100 А.;
    • трансформаторного включения — нужны для подключения с установленными коэффициентами трансформации.

    По типу подключения к сети:

    • однофазные — устанавливается в двухпроводных сетях, при стандартном напряжении 220 В;
    • трехфазные — в трех или четырехпроводных сетях с напряжением в 380 В.

    По типу автоматизации:

    • счётчик прямого (физического) наблюдения;
    • счётчик с дистанционным снятием показаний.

    Основные технические характеристики

    Для технической характеристики счетчиков используются следующие параметры:

      Класс точности — основной технический параметр, который оценивает процент погрешности измерений прибора.

      Таблица классов точности для расчетных счетчиков активной электроэнергии

      Категория потребления Класс напряжения Класс точности прибора учёта
      Граждане (физические лица) Любое 2,0 и выше
      Вводы многоквартирных жилых домов Любое 1,0 и выше
      Потребители с мощностью до 670 кВт До 35 кВт включительно 1,0 и выше
      Свыше 110 кВт 0,5S и выше
      Потребители с мощностью свыше 670 кВт Любое 0,5S и выше с возможностью замеров часовых объемов потребления и хранения их более 90 суток
      Производители электроэнергии Любое

    Все старые бытовые электросчетчики имели класс точности 2,5.Сегодня используются более точные приборы с классом точности 2,0.

    Широкое распространение получила двухтарифная система, позволяющая разделять учет электрознергии, расходуемой в определенное время суток.

    У каждого типа и модели счетчика свой межповерочный интервал. Его длительность может быть от четырех до шестнадцати лет.

    Детали счетчика со временем приходят в негодность, поэтому точность показаний снижается. При таких обстоятельствах прибор становится считаться непригодным для использования, а показатели для начислений за коммунальные услуги становятся недействительными.

    Чем больший интервал обещает производитель, тем дольше прослужит электросчетчик.

    Типы электросчетчиков

    Индукционные приборы учета

    Знакомый всем прибор с прозрачным пластиковым окошком, через которое виден вращающийся диск. Больше число оборотов диска — выше расход электроэнергии.

    Индукционные электросчетчики, несмотря на свою невысокую точность, считаются весьма надежными. Их гарантийный срок службы 15 лет.

    Внешний вид и принципиальная схема индукционного счетчика учета электрической энергии

    Преимущества этого типа прибора:

    • невысокая стоимость;
    • надежность;
    • хорошее качество;

    Среди недостатков можно отметить:

    • низкий класс точности;
    • малая функциональность;
    • легкая доступность для использования неучтенной электроэнергии.

    Электронный счётчик электроэнергии

    В таком приборе на электронных элементах под воздействием тока и напряжения создаются импульсы, число которых пропорционально количеству измеряемой энергии. Такие счетчики программируемые, оснащены жидкокристаллическим индикатором.

    Основное достоинство прибора — возможность пользоваться дифференцированными тарифами при учете израсходованной энергии, так как электронный счетчик способен запоминать, какое количество электроэнергии было использовано в определенный заранее период времени. Каждый промежуток времени, соответствующий определенному тарифу, снабжен своим счетным механизмом.

    Интервал между поверками у такого счетчика составляет от 4 до 16 лет.

    Недостатком электронного прибора является его достаточно высокая стоимость, но она быстро компенсируется удобством в пользовании и точностью измерений.

    Электродинамический счётчик электроэнергии

    Электродинамический счетчик содержит неподвижную токовую обмотку в виде проволочных катушек. Если включить электроприбор, то проходящий через катушки ток создает магнитное поле. Между обмотками находится якорь из трех и более катушек. На якоре установлен коллектор с металлическими щетками. Коллектор изменяет направления тока в проводниках якоря в магнитном поле, возникшем при помощи неподвижных катушек. О показаниях прибора судят по цифрам на шкале счетчика, появляющихся в шести выстроенных в ряд прямоугольных окошках. Над ними указывается единица измерения электрической энергии. Первые пять цифр — целое число гектоватт‑часов или киловатт‑часов использованной электроэнергии, шестая цифра – дробная часть десятичного числа.

    Преимущества электронных и электродинамических счетчиков:

    • высокий класс точности;
    • многотарифность (от двух);
    • при учете нескольких типов электрической энергии достаточно одного счетчика;
    • энергоучет ведется в двух направлениях;
    • ведут измерение качества и объема мощности;
    • сохраняют данные учета электроэнергии;
    • легкодоступные данные;
    • возможность дистанционно узнавать показания;
    • счетчик имеет небольшой размер;

    Недостатки:

    • чувствительны к перепадам напряжения;
    • дороже индукционных;
    • сложный ремонт.

    Гибридные счетчики

    Гибридные счетчики имеют цифровой интерфейс и механическое вычислительное устройство. Измерительная часть может быть электронной или индукционной.

    Прибор представляет из себя промежуточный вариант и используется редко.

    Таким образом, имея представление о классификации электросчетчиков, об их типах и основных характеристиках и соотнеся эту информацию со своими финансовыми возможностями и потребностями можно сделать правильный выбор.

    Читайте также:
    Последствия обрыва нуля в трехфазной сети: виды повреждений и отгорание нуля
    Рейтинг
    ( Пока оценок нет )
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: