Что такое индукционный счетчик. принцип работы электросчетчика

Кто должен установить прибор учёта электроэнергии?

Действия по демонтажу старого и установке нового оборудования, как мы уже выяснили, может производить кто угодно: и собственник жилья, и нанятый специалист.

Заменять прибор приходится нечасто, так как он имеет большой «жизненный цикл». Но, в последние годы, поставщики ресурсов всячески стимулируют граждан производить замену. Это имеет своё простое объяснение: осуществляется переход к новым счётчикам, которыми можно будет управлять дистанционно, на расстоянии.

Такие счётчики облегчают работу контролёров. Следует следить, чтобы процедура замены счётчиков была обоснованной, и осуществлялась за счёт компании – поставщика ресурсов.

Кто обязан оплачивать замену?

Не забывайте, что замена учётного прибора – это не бесплатная процедура. Поэтому приводим список лиц, занимающихся, по закону, финансированием всех работ:

• когда место расположения счётчика внутри квартиры (дома), тогда прибор считается собственностью правообладателя квадратных метров и меняется за счёт хозяина жилья;
• когда устройство располагается на территории лестничной площадки (либо снаружи дома), тогда оборудование считается общедомовым. Поэтому его замену производят за деньги УК;
• когда квартира (дом) находятся в статусе муниципального жилья, тогда замену оплачивает владелец дома;
• когда заключается специальный договор, то заменой должна заниматься энергетическая компания, поставляющая электричество жильцам.

Что учитывает прибор учета

Вне зависимости от того, как устроен электросчетчик, он в своей основе измеряет мощность потребителя, в зависимости от которой и производится расчет количества затраченной энергии за конкретный период времени. Сам показатель сопротивления (нагрузки) в сетях переменного тока, бывает активным и реактивным. А в корне суммы квадратов значений обоих видов потребления (формула — P=√ ((U I cosθ)2+ (U I sinθ)2) он дает полную мощность нагрузки цепи. Разница показателей в том, что при активной мощности выполняется какая-либо работа, а при реактивной, энергия впустую циркулирует между связанными элементами сети. Последний фактор возникает в тех случаях, когда к цепям переменного тока подключен конденсатор или катушка трансформатора.

Из-за своего устройства индукционные счетчики способны определять или активную нагрузку, или только реактивную, что использовалось некоторыми недобросовестными потребителями для искажения показаний в приборах учета старых моделей. Электронные оперируют обеими характеристиками, вычисляя полную мощность по специальной формуле, используя в качестве основы текущие характеристики нагрузки сети.

Плюсы и минусы

Однофазные электросчетчики применяются для учета электроэнергии, однако каждый вид прибора учета обладает своими преимуществами и недостатками. Поэтому по порядку рассмотрим плюсы и минусы для каждого из них.

Индукционные счетчики электроэнергии обладают такими плюсами:

• Простая конструкция и меньшая себестоимость;
• Доступная система работы, позволяющая даже неискушенному в электрике потребителю определить расход электроэнергии;
• Такие счетчики электроэнергии куда более устойчивы к скачкам напряжения и низкому качеству электрической энергии в отечественных цепях;
• Более длительный срок эксплуатации.

К существенным недостаткам индукционных моделей следует отнести их большие габариты и уязвимость перед простейшими способами хищения электроэнергии. Со временем начинают проявляться сбои в работе, часто потребители сталкиваются с явлением самохода.

Электронные счетчики электроэнергии однофазного типа характеризуются такими преимуществами:

• Меньшие габариты, в сравнении с индукционными моделями;
• Отсутствуют вращающиеся части, что увеличивает износостойкость и позволяет реже производить поверку счетчика электроэнергии;
• Могут реализовывать многотарифный учет потребляемой электроэнергии, в некоторых моделях присутствует функция дистанционного автоматического опрашивания;
• Позволяет фиксировать как активную, так и реактивную составляющую, определят максимум и минимум загрузки за сутки, неделю, месяц;
• Обладают более высоким классом точности.

К недостаткам электронных моделей следует отнести высокую стоимость, их довольно трудно отремонтировать из-за сложной схемы и необходимости последующей настройки в лабораторных условиях. Также они крайне восприимчивы к качеству электроэнергии протекающей через них.

Устройство счетчика 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.

Преимущества и недостатки использования счётчиков с возможностью передачи данных

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

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

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

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

Не заплатили вовремя, будете вечерами сидеть при свечах

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.
• Интеграция с АСКУЭ. Показания автоматически передаются провайдеру.
• Фазность. Информация указывается на табло. Однофазный аппарат имеет маркировку 220 или 230 В, трехфазный – 220/380 В или 230/400 В.
• Количество тарифов. Двухтарифная схема исключает переплаты за электричество в ночное время.
• Способ монтажа. Цифровой аппарат крепится на винтах (корпус S или Ш) или дин-рейках (корпус R или P).

Расходомер РП

Рис. 10

Одним из популярных электромагнитных расходомеров является модель РП. Он выпускается в различных модификациях. На рис. 10 представлена структурная схема.

Равномерно по окружности трубы, с ориентировкой по радиусу, располагаются преобразователи скорости ПС. Они связаны с измерительными блоками ИБ, которые образуют первичный преобразователь скорости ППС. Каждый из трех комплектов формирует измеритель скорости ИС. Сигналы с трех преобразователей поступают в измерительно-вычислительный блок ИВБ-1П. Счетчик может работать на трубопроводах с ДУ до 5000 мм. Точность измерений составляет плюс-минус 1,5 – 2 %. Счетчик РП с одним преобразователем дает показания с точностью плюс-минус 2 – 3 %. Для установки ПС на трубу используются шлюзовые камеры, благодаря чему преобразователи скорости можно извлекать без перекрытия потока рабочей среды.

Для пищевой промышленности выпускаются расходомеры молока модели РП (рис. 11). Модификации рассчитаны на ДУ 25, 32 и 50 мм. Эти устройства предназначены для измерения расхода жидких продуктов с электропроводимостью от 0,001 до 10 См / м. Они применяются, как самостоятельно, так и в составе узлов учета УУМ-25/32/50.

Рис. 11

РП обеспечивает:

• Определение объемного расхода рабочей среды, как разового, так и суммарного.

• Ввод в память электронного блока значения плотности измеряемой жидкости.

• Вычисление массового расхода, который соответствует объемному.

• Отображение значений на ЖК дисплее.

Если трубопровод не заполнен жидкостью, расходомер автоматически отключается. Гидравлическое сопротивление отсутствует, энергопотребление низкое (до 10 Вт). Опционально прибор комплектуется преобразователем давления и термопреобразователем.

РП отличается большой точностью измерений и широким динамическим диапазоном (Gmax/Gmin = 50/1). Для этого прибора не требуются большие прямолинейные участки трубы до и после счетчика, достаточно длины от трех до пяти диаметров. Есть функция дозирования. Интерфейс RS-485 позволяет передавать сведения на ЭВМ, расположенную на удалении до 1 км., и объединять в сеть до нескольких десятков приборов.

Технические требования к счетчикам данного типа регламентирует ГОСТ 28723-90.

Электромагнитные молокомеры – это современные учетные приборы, использование которых в пищевой промышленности позволяет получить точные данные расхода и оперативно управлять исполнительными устройствами.

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.

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

Закон Фарадея и электродвижущая сила

Работа электромагнитного расходомера основана на фундаментальном законе электродинамики – постулате Фарадея.

Он гласит: если проводник движется в электромагнитном поле, то возникает электродвижущая сила, которая пропорциональна скорости движения проводника. Это свойство используется во многих электротехнических устройствах, например в генераторах и электромоторах.

В качестве проводника электрического тока в счетчике выступает поток какой-либо жидкости или среды.

Главное, чтобы ее проводимость была не ниже 10-з см/м.

Жидкость, протекая по трубе, которая расположена между постоянными или электрическими магнитами, создает электродвижущую силу.

ЭДС заставляет вращаться циферблат, который и показывает точные показания.

В устройствах с жидкокристаллическим дисплеем значение ЭДС умножается на переводной коэффициент.

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.

Как выбрать двухтарифный счетчик

Двухтарифные электросчетчики различаются по следующим показателям:

• однофазные и трехфазные;
• класс точности измерения;
• максимальная мощность электроэнергии;
• количество зон, которые обслуживает прибор;
• наличие либо отсутствие функции дистанционной передачи данных;
• тип крепления (болты или дин-рейка);
• особенности дисплея;
• виды дополнительных функций.

Для частных домов и квартир, жители которых в месяц могут потреблять более 500 кВт, ставить однофазный электросчетчик нельзя, так как в таких зданиях требуется трехфазное подключение.

Также, прежде чем выбирать устройство учета, необходимо выяснить, какой максимальный уровень нагрузки способна выдержать сеть. В среднем, установленные в квартирах электрические приборы выдают не более 10 кВт. Для таких случаев подходят стандартные счетчики с допустимым значением в 60 А.

Если предварительные расчеты показывают, что суммарная мощность превысит 10 кВт, то обычный электросчетчик следует поменять на 100-амперный. В этом случае речь идет не о выгоде, а о необходимости обезопасить общую сеть от перегрузки.

Схема установки

Проектируя современную электросеть, в первую очередь ее делают безопасной. По этой причине перед счетчиком ставится коммутатор в виде рубильника или автомата защиты.

С автоматом

Хороший вариант — двухполюсный автомат, защищающий проводку и бытовую технику от перегрузок. Если напряжение превысит допустимые нормы, автомат автоматически отключит питание. Сперва на автомат выводятся провода (идущие от столба), а от него они идут на счетчик. От автомата до электросчетчика не должно быть расстояния больше 10 метров.

Вам это будет интересно Монтаж трехфазного счетчика

Подключение с автоматом

С автоматом и противопожарным УЗО

Автомат защитит технику от перегрузки, но не будет реагировать на пробой изоляции или прикосновения человека к работающему проводу. За это отвечает устройство защитного отключения (УЗО). Чтобы защитить всю проводку, ставят общее УЗО.

Место установки — после счетчика. Выставляемый ток утечки — не меньше 100 мА. Устройство не зря называют противопожарным, так как оно обесточивает сеть при сильных токах утечки, что может привести к искрению и пожару. На УЗО заводят ноль и фазу. С выхода УЗО фаза подается на автомат, нейтраль — на шину. Ноль подается уже с этой шины.

С УЗО

Устройство и принцип работы

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

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

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

• часами – позволяют отслеживать реальное время и даты;

  Внешний вид электронного электросчетчика

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

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

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

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

Схематическое устройство однофазного электросчетчика индукционного типа

Принцип работы устройства заключается в следующем. 2 электромагнита представляют измерительный механизм счетчика. Они расположены под углом 90° друг к другу. В магнитном поле этих электромагнитов находится диск, выполненный из алюминия. Счетчик включается в работу путем подсоединения с электроприемниками токовой обмотки последовательно, а с электроприемниками напряжения – параллельно.

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

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

Вид спереди трехфазного индукционного электросчетчика со снятой крышкой

Вид сбоку со снятой задней частью корпуса трехфазного индукционного счетчика

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

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

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

Структурная схема работы однофазного счетчика электронного типа

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

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

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

Как узнать свой тип сети — однофазная или трехфазная

Трехфазная сеть от однофазной отличается мощностью. В домашних условиях определить ее можно по нескольким признакам:

• количество проводов, которые приходят к щиту. Для однофазной сети — 2 (реже 3, если есть заземление), трехфазной — 4, 5. Три из них — это фазы, распределенные по дому, один — нулевой проводник, один — заземление.
• Мощность. У обычной однофазной сети показатель равен 220 Вольт. В трехфазной значение между нулем и фазой — 220 Вольт, а между двумя фазами — 380. Такая величина напряжения подходит для домов, где вероятно использование мощных приборов: ДКУ, электрических плит, пил, станков.
• По количеству автоматических выключателей. Для одной фаз он один, для трех — три, или один с контактами для трех проводников (специальное устройство).

Узнать тип электросети можно по документам, которые предоставляются после прокладки электричества в дом уполномоченными органами. На основании этих сведений определяют, какой нужен счетчик: однофазный или трехфазный.

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.
• Интеграция с АСКУЭ. Показания автоматически передаются провайдеру.
• Фазность. Информация указывается на табло. Однофазный аппарат имеет маркировку 220 или 230 В, трехфазный – 220/380 В или 230/400 В.
• Количество тарифов. Двухтарифная схема исключает переплаты за электричество в ночное время.
• Способ монтажа. Цифровой аппарат крепится на винтах (корпус S или Ш) или дин-рейках (корпус R или P).

Классификация приборов учета электроэнергии

Различные виды электросчетчиков

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

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

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

• Статический или электронный прибор учета. Принцип работы электронного счетчика электроэнергии следующий: электронные, они же твердотельные, детали восприимчивы к воздействию напряжения и переменного тока, что на выходе создает импульсы, количество которых равно объему измеряемого энергоресурса. Такое устройство электросчетчика позволяет измерять активную энергию на преобразовании напряжения и аналоговых сигналов тока на счетные импульсы.
• Гибридные типы приборов учета встречаются довольно редко. Особенность устройства электрического счетчика заключается в схожести конструкции механических и электронных приборов.