Устройство и принцип действия однофазного индукционного счетчика

Частные потребители и промышленные предприятия обязаны обеспечивать постоянный учет электрической энергии, использованной для питания электрооборудования. В зависимости от количества фазных проводников, подключаемых к прибору учета электрической энергии все модели подразделяются на однофазные и трехфазные. В данной статье мы рассмотрим однофазный счетчик электроэнергии, как один из видов расчетных электрических приборов.

Принцип действия индуктивного электросчетчика

Естественно, что при постоянно меняющихся нагрузках отслеживать показания ваттметра с секундомером было бы крайне непрактично. Поэтому придумали прибор (электросчетчик), где момент силы, возникающий от электромагнитного взаимодействия катушек напряжения и тока, используется для вращения привода счетного механизма. Теоретически можно считать, что напряжение в сети не меняется, значит, изменение силы электромагнитного взаимодействия катушек прямо пропорционально зависит от тока подключенной нагрузки.
Индукционный счетчик — вид изнутри

В качестве привода счетного механизма в счетчиках используется алюминиевый диск, где катушками напряжения и тока индуцируются вихревые токи, электромагнитное поле которых взаимодействует с магнитными полями данных катушек, создавая момент силы.

Поэтому электромагнитные механические счетчики еще называют индукционными

. В индукционном электросчетчике магнитопроводы катушек тока и напряжения размещены под углом 90º и образуют зазор, в котором размещен алюминиевый диск, что позволяет создавать в нем момент силы для его вращения.

Устройство индукционного электросчетчика

Из школьной физики известно, что сила, постоянно воздействующая на тело без помех, заставляет его ускоряться до бесконечности. Таким образом, в идеальном механизме счетчика (без трения) постоянная мощность раскрутила бы диск до бесконечных оборотов. Поэтому в устройстве электросчетчика имеется постоянный магнит для торможения алюминиевого диска привода счетного устройства.

Поскольку алюминий является немагнитным металлом, сила торможения зависит только от скорости вращения диска. Правильная настройка баланса между ускоряющей диск силой и тормозным моментом позволяет установить зависимость вращения привода счетного механизма только от потребляемой мощности и устранить самоход и вращение в обратную сторону. По данному принципу работают индукционные однофазные и трехфазные счетчики электрической энергии, у которых на одном валу имеется два алюминиевых диска.

Трехфазный индукционный электросчетчик

Преимущества и недостатки индукционных электросчетчиков

Описанное выше устройство счетного механизма используется в различных моделях счетчиков электроэнергии на протяжении многих десятилетий благодаря простоте и надежности

конструкции. Катушка напряжения, имеющая много витков, намотанная тонким проводом, диаметром 0,06 – 0,12 мм имеет большую стойкость к длительным перенапряжениям – очень часто однофазные электросчетчики находились под напряжением почти 380В из-за обрыва ноля, но в последствии продолжали исправно работать.

Токовая катушка имеет несколько витков с поперечным сечением, достаточным для того, чтобы выдерживать ток кратковременного короткого замыкания. Поскольку в индукционных электросчетчиках нет других электротехнических элементов и радиодеталей, они очень устойчивы к всплескам напряжения и электромагнитным влияниям разрядов молний. Простой и дешевый счетный механизм, состоящий из червячной передачи на валу алюминиевого диска и цифрового барабана, позволяет индукционным счетчикам исправно служить на протяжении десятилетий в сложных климатических условиях.

Несложное устройство счетного механизма индукционного электросчетчика

Из-за несовершенной конструкции, трения и старения механизмов индукционные электросчетчики имеют существенные недостатки:

• низкий класс точности;
• большая погрешность, увеличивающаяся при небольших токах нагрузки;
• значительное собственное потребление электроэнергии;
• отсутствие учета реактивной энергии у бытовых счетчиков;
• учет электрической энергии происходит только в одном направлении;
• отсутствует защита от взлома, вмешательства в работу и хищения электроэнергии.

Пломба на устаревшем индукционном электросчетчике является единственной защитой от несанкционированного доступа внутрь корпуса

Большинство описанных выше недостатков индукционных счетчиков на руку их владельцам, так как учет электроэнергии происходит с погрешностью, выгодной для получателя. Придумано множество способов обмана индукционного счетчика. Поэтому многие поставщики электрической энергии стараются заменить устаревшие убыточные для них электросчетчики на новые более точные гибридные или электронные счетчики электроэнергии у своих потребителей. В некоторых странах производится бесплатная замена устаревших индуктивных электросчетчиков в принудительном порядке.

Устаревшие и убыточные для поставщиков электроэнергии индукционные счетчики активно выводятся из эксплуатации

Электросчётчик с дистанционным снятием показаний: особенности, назначение и преимущества

Приборы учёта электроэнергии, оснащённые системой удалённой передачи данных, отлично подойдут тем, кто не желает тратить время на снятие показаний, высчитывание потреблённых киловатт и суммы, которую нужно заплатить за них, а также стояние в очередях в кассу. При установке счётчика с удалённой передачей данных поставщик получает необходимую информацию о потреблённой клиентом электроэнергии в автоматическом режиме без человеческого участия. Подобные приборы также помогают мониторить уровень потребления электроэнергии и на основании полученных данных корректировать свою работу, добиваясь большей эффективности.

С новыми счётчиками высчитывание потреблённых киловатт и заполнение квитанций уходит в прошлое

Назначение информационно-измерительных систем

Системы, специально разработанные для сбора информации о показателях приборов учёта, осуществляют передачу данных поставщику услуги посредством всемирной сети Интернет. Считывание необходимой информации и последующая отправка данных на сервер энергокомпании-поставщика осуществляется посредством специального программного обеспечения. Функционирование подобных систем полностью автоматизировано.

Счётчики электроэнергии с передачей данных применяются для автоматизации таких процессов, как сбор и отсылка информации поставщику, а также анализ уровня энергопотребления. Задействование информационно-измерительных систем в работе энергетических компаний-поставщиков позволяет не только получить данные о потребляемой электроэнергии, но и приобрести ряд возможностей, ранее недоступных при использовании традиционных приборов учёта. К таким возможностям можно отнести следующее:

• приборы учёта теперь работают в нескольких тарифных режимах;
• потребитель может быть отключён или подключён к системе энергоснабжения удалённо;
• более тесное и эффективное сотрудничество с потребителем, на основании условий договора;
• передача предупреждающих уведомлений, которые точно дойдут до потребителя;
• эффективный анализ полученных данных для более эффективной работы и т.п.

Чтобы снять показания, достаточно нажать всего одну кнопку

Статья по теме:

Преимущества и недостатки системы автоматической передачи данных

Установив у себя дома электрический счётчик с дистанционным снятием показаний, даже рядовой потребитель электроэнергии получает ряд неоспоримых преимуществ. К достоинствам информационно-измерительных систем следует отнести следующее:

1. Помощь в решении споров между потребителем и поставщиком. Поскольку есть возможность ежедневного снятия показаний, то можно исключить конфликты, которые возникают при проблемах с квитанциями или в случае нерегулярной передаче данных абонентом.
2. Контроль данных счётчика, установленного, например, в гараже, на даче или в квартире, сдаваемой в аренду.
3. Высокая точность расчётов при переключении с одного тарифа на другой. В том случае если показания по дате изменения тарифов отсутствуют, то поставщик электроэнергии осуществляет начисления за предоставленную услугу, опираясь на среднее значение. Традиционно, расчёты выполняются в пользу энергокомпании, а подобные приборы учёта помогают избежать таких недоразумений.
4. Возможность дистанционного управления работой электросчётчика позволяет использовать его в системе «умный дом» для предварительного включения обогревательного контура в квартире или доме. Посредством смартфона с установленной специальной программой можно включить систему обогрева за несколько часов до прихода домой.
5. Безопасность. В том случае если владелец квартиры или дома забыл выключить электроприборы, то можно обесточить жильё удалённо, отключив прибор учёта со своего смартфона или компьютера.
6. Практичность. Пользователь теперь может не тратить время на снятие показаний, передачу данных поставщику и оплату потреблённой электроэнергии.

Индукционные счётчики электроэнергии всё больше вытесняются электронными приборами

Как устроен электросчетчик

Устройство однофазного электрического счетчика прямого включения Энергомера сейчас будет хорошо видно на фотографиях. Напоминаю, его внешний вид — на первом фото статьи.

На счетчике обычно стоят 2 пломбы, одна защищает от несанкционированного доступа клеммы счетчика, вторая — электронную схему счетчика. Этих пломб на моём счетчике уже нет.

Рассмотрим подробнее клеммы.

Клеммы зажимные, хорошо держат зачищенный провод на всём его протяжении.

Теперь самое интересное — вскрываем корпус счетчика:

Счетчик Энергомера цэ6807п. Снятая передняя панель

Счетчик энергомера. Снятая крышка, фото 2

Достаём потроха внутренности, и видим, что схема электросчётчика состоит их трёх основных частей:

Это 1) шаговый двигатель, на оси которого закреплены циферки, 2) плата с контроллером и 3) входные клеммы. Как видно, всё китайское (надеюсь, кроме клемм), поэтому и цена такому счетчику 650-750 руб.

Клеммы и плата с контроллером. Всё перевёрнуто, поэтому фазные клеммы счетчика — справа, нулевые — слева, не так как мы привыкли видеть.

Белый и зеленый проводочки — это выход измерительного шунта. Того самого шунта, на котором «оседает» напряжение, пропорциональное току через фазные клеммы. Это напряжение поступает на входы платы КТ1 и КТ2 и подается на обработку контроллеру.

Также с фазной клеммы берется питание для контроллера, это желтый проводок. Питание — бестрансформаторное, через конденсатор, выпрямитель и стабилизатор 5VDC.

Нулевая клемма используется для того, чтобы брать второй полюс для питания счетчика. А ещё для того, чтобы обеспечить соединение, и чтобы ограничить злоумышленные схемы включения счетчика.

С выхода платы контроллера через точки М1.1 и М1.2 поступают импульсы на шаговый двигатель. Тот самый, который тормозят с помощью магнита. Частота импульсов пропорциональна току, и дополнительно индицируется светодиодом.

Этот светодиод используют для проверки и поверки счетчика. Подсчитывают количество импульсов за (например) 5 минут, и смотрят на правильность показаний на передней панели.

В контроллере зашита программа, которая вырабатывает импульсы для работы шагового двигателя.

Вот фото печатной платы счетчика немного крупнее:

Устройство и принцип действия электросчетчика

Принцип учета электроэнергии одинаков в приборах разного типа, но по своему устройству они делятся на индукционные и электронные.

Индукционный или электромеханический счетчик

В индукционных счетчиках находятся алюминиевый диск, который вращают две катушки:

• напряжения, подключенная параллельно нагрузке и измеряющая напряжение сети;
• токовая, включенная последовательно с нагрузкой.

Чем больше ток или напряжение, тем быстрее вращается алюминиевый диск, передающий через червячную передачу вращение на механическое цифровое табло. Для уменьшения инерции ращения диска внутри прибора находится постоянный магнит, притормаживающий его своим полем.

Устройство электронного прибора учета

Электронный счетчик электроэнергии преобразовывает измеряемую мощность в аналоговый сигнал и, в дальнейшем, в цифровой.

Основной частью этого прибора является микроконтроллер, ведущий учет потребленной электроэнергии. Он передает сигнал на жидкокристаллическое табло или электромеханический дисплей, а также в систему АСКУЭ (автоматизированная система контроля и учета электроэнергии).

Разновидности

Разные счетчики:

Существует много градаций, по которым различают приборы учета электроэнергии. Среди них:

1. На какую линию рассчитано устройство — одно или трехфазную.
2. Внутренний механизм — индукционный или полностью электронный.
3. Метод подключения к нагрузке — прямой или через токовый трансформатор.
4. Класс точности.
5. Учет одного или нескольких тарифов.
6. Функциональные возможности по снятию показаний — только непосредственное или комбинированное с удаленным. Сюда же относится и возможность контроля работы прибора с отдельного пульта управления.

Менее важным различием электросчетчиков, но использующихся в некоторых документах, можно назвать потребляемую мощность самим прибором учета. Он тоже расходует определенное количество энергии, необходимой для его работы.

Тем не менее, основополагающим различием стоит считать конструктивные особенности — индукционного типа электрический счетчик либо полностью электронный. От названого фактора зависит класс точности прибора, его функциональные возможности и количество учитываемых тарифов.

Индукционный счетчик «изнутри»:

В сущности, индукционные счетчики просты, дешевы и надежны. Их основа — механика и электрика. К сожалению, названный фактор вводит и определенные ограничения на возможности устройства. К примеру, без сильного усложнения конструкции, от прибора нельзя получить больших сервисных функций.

Электронные структурно сложнее и могут выполнять множество дополнительных действий, таких как отправка показаний удаленным образом, отключение линии потребления с пульта находящегося вдали от прибора, ведение нескольких тарифов цены электроэнергии в зависимости от времени суток. Кроме того, они обладают большей точностью, в отличие от предыдущего варианта прибора учета. И еще один фактор, которым безусловно хороши электронные счетчики — возможность ретроспективы. Суть ее в хранении показаний за несколько отчетных периодов. И названая информация легко доступна к получению, от конкретного устройства.

Потребление энергии в зависимости от времени суток:

Основа цифрового электросчетчика — полностью электронная схема, без движущихся механических элементов. В ней несколько микросхем, трансформаторы тока и миниатюрный компьютер управляющий всем перечисленным хозяйством. Последний называется микроконтроллером. Всё монтируется на единую плату еще на заводе, что исключает повреждение связей элементов в процессе эксплуатации.

Принципиальная схема электросчетчика

Принципиальная схема счетчика электроэнергии на микросхеме AD7755

Схема работы всех видов электрических приборов не имеет принципиальных отличий, все они похожи.

Для замера мощности задействовано несколько простых датчиков:

• Датчики напряжения, работа которых основывается на схеме известного делителя.
• Датчики тока на основе обыкновенного шунта, сквозь который проходит фаза электрической магистрали.

Сигнал, который фиксируется этими датчиками, мал, поэтому его требуется усиливать при помощи электронных усилителей. Потом осуществляется аналогово-цифровая обработка для трансформации сигналов и их перемножения.

Следующие этапы – фильтрация оцифрованного сигнала и вывод на дисплей прибора данных:

• интегрирования;
• индикации;
• передачи вычислений;
• преобразование.

В этой схеме используемые входные датчики не способны обеспечить измерения высокого класса точности векторов, следовательно, и расчет мощности.

Если в сравнении рассматривать принципиальную схему работы однофазного электронного прибора учета, в ней дополнительно ТН подсоединен к нулю и фазе, а ТТ – неотъемлемая составляющая разрыва фазного провода. Поскольку сигналы поступают из двух трансформаторов, дополнительное усиление сигнала не требуется. Все дальнейшие преобразования выполняет микроконтроллер, он осуществляет управление дисплеем, оперативным запоминающим устройством и электронным реле. Выходной сигнал через ОЗУ может дальше передаваться в информационный канал.

Классификация

О

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

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

И все-таки оно нагревается!

Принцип действия электронного счетчика основан на использовании второго, скорее побочного действия электромагнитной индукции – нагревании проводников. Температурные датчики – это могут быть термопары или терморезисторы, преобразуют тепло в электрический сигнал, который играет роль управляющего воздействия.

Подавляющее большинство электронных счетных устройств строятся на микросхемах серий МРС 3905, 3906 или 3909. Принципиально они состоят из трех модулей:

1. Двух операционных усилителей (аналог катушек тока и напряжения).
2. Генератора незатухающих колебаний, имеющего собственный блок питания и подключенного к одной из фаз.
3. Счетчика импульсов.

Операционные усилители работают в паре с термодатчиками и подают электрический управляющий сигнал на генератор незатухающих колебаний, частота которых меняется в зависимости от его величины.

Если показания электросчетчика выводятся на жидкокристаллический дисплей, то количество импульсов за единицу времени учитывается отдельной микросхемой, преобразующей его в кодовый сигнал. При использовании механических редукторов импульсы поступают непосредственно на шаговый двигатель. Чем выше частота их следования, тем быстрее он вращается.

В трехфазных приборах электрического учета таких управляющих микросхем три, а в однофазных – одна.

Ведущие производители, популярные модели счётчиков и анализ их цен

Приборы учёта, независимо на воду или электричество, устанавливаются не на один год, поэтому нужно приобретать только качественное и надёжное оборудование. Лучше всего покупать приборы только проверенных производителей, таких как:

• Инотекс;
• Энергомера;
• Тайпит.

Использование многотарифных счётчиков даёт большую выгоду

Компания Инотекс− известный российский бренд с 15-летней историей. Производит электронные приборы учёта электроэнергии, которые занимают лидирующее место по продажам на территории РФ.

Энергомера является крупнейшим производителем приборов учёта электроэнергии. На рынке электроприборов компания появилась в 2010 году.

Тайпит – компания из Санкт-Петербурга, основанная в 1999 году. Фирма занимается производством измерительной аппаратуры, в том числе электросчётчиков.

Если судить из приведённой выше информации, то счётчики электроэнергии с автоматической передачей показаний подойдут для:

• Нева 103 1SO – для обычных квартир;
• Меркурий 200.02 – для муниципальных помещений;
• Энергомера СЕ300 R31 043-J – для небольшого жилого дома;
• Меркурий 231 АТ-01 – наилучший вариант для большого коттеджа.

Лучше всего устанавливать многотарифные приборы учёта электроэнергии. Они позволяют более эффективно планировать расход и оплату электричества.

Watch this video on YouTube

Что учитывает прибор учета

Вне зависимости от того, как устроен счетчик электроэнергии, он в основном измеряет мощность потребителя, на основании которой рассчитывается количество энергии, потребленной за определенный период времени. Сам индикатор сопротивления (нагрузки) в сетях переменного тока бывает активным и реактивным. А в корне суммы квадратов значений обоих видов потребления (формула – P = √ ((UI cosθ) 2+ (UI sinθ) 2) дает полную мощность нагрузки схемы и с учетом реактивной энергии , энергия бесполезно циркулирует между подключенными элементами сети, последний фактор возникает в тех случаях, когда катушка конденсатора или трансформатора подключена к цепям переменного тока.

Индукционные счетчики в силу своей конструкции способны определять активную нагрузку или просто реактивную нагрузку, которая использовалась некоторыми недобросовестными потребителями для искажения показаний в измерительных устройствах старых моделей. Электроника работает с обеими характеристиками, рассчитывая общую мощность по определенной формуле, взяв за основу текущие характеристики нагрузки сети.

Примечания по классу точности

Ранее было упомянуто о классе точности электросчетчика. Обычно он указан на корпусе устройства и определяет, насколько последний чувствителен к линии потребления. Чем меньше значение, тем его показания точнее даже при малых нагрузках. Это и плюс, и минус прибора учета. Для контролирующих организаций – чем чувствительнее устройство, тем больше дохода. В отношении потребителей обратная картина. Никому не нужно, чтобы счетчик оценивал телевизор, микроволновую печь, стиральную машину или холодильник, находящиеся в режиме ожидания, когда они не выполняют никаких активных действий и расходуют только «каплю» электроэнергии.

Слева внизу на табло, в круге — класс точности устройства:

С практической стороны, нельзя устанавливать приборы учета ниже второго класса точности. Но такая чувствительность идеальна для бытовых целей. В случае организаций лучше использовать счетчик первого класса.

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.

Классификация

О

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

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

Устройство 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.

Зачем это нужно обычному потребителю?

“Умные” счетчики — это удобно. Не нужно помнить о том, что нужно передать данные в конкретный день. А еще и лезть с фонариком за стояк, чтобы переписать цифры.

Но это нововведение принесет больше пользы бизнесу. По данным УК, около 30% собственников сообщают показатели с опозданием либо не подают показания вовсе. Злостных неплательщиков (имеют большие долги по счетам) или мошенников (ставят магнит на счетчик воды и так останавливают подсчет) среди жителей дома не более 5%. Большинство просто забывает вовремя опустить бумажку с цифрами в ящик или внести в форму на сайте.

Тогда управляющая компания начисляет “коммуналку” по нормативам, но бывает так, что нормативы ниже, чем реальное потребление. Допустим, в квартире зарегистрирована одна пенсионерка, а живет семья с детьми. Они платят, скажем, за 5 кубов воды, а потребляют 15–20. В итоге управляющая компания собирает меньше денег, чем от нее в итоге требует ресурсоснабжающая организация.

Устройство и принцип работы

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

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

Схематическое устройство однофазного электросчетчика индукционного типа

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

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

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

Вид спереди трехфазного индукционного электросчетчика со снятой крышкой

Вид сбоку со снятой задней частью корпуса трехфазного индукционного счетчика

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

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

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

Структурная схема работы однофазного счетчика электронного типа

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

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

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

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

Электронные счетчики на электроэнергию. Принцип работы электронного электросчетчика.

Со стремительным развитием электронно-вычислительной техники на смену счетчикам пришли электронные(цифровые). Принцип работы любого электрического счетчика основывается на том, чтобы объединить мгновенные значения силы тока и напряжения, потребляемые из сети, за определенную единицу времени для последующего отображения на счетном устройстве в виде готовых киловатт-часов. Электронный счетчик состоит из основных узлов:

• датчики тока и напряжения;
• преобразователь мощности в частоту импульсов (КР1095ПП1);
• центральный микроконтроллер(устройство управления -МС68НС05КJ1);
• постоянно-запоминающее устройство (ПЗУ);
• контроллер жидкокристаллического дисплея (ЖКИ-К182СВГ2);

Электрические сигналы от датчиков тока и напряжения поступают к преобразователю мощность-частота, который выполняет операцию перемножения, получая потребленную мощность. Полученное значение мощности преобразователь передает в виде импульса на вход центрального микроконтроллера, который, в свою очередь, суммирует импульсы за определенное время, получая кВт∙ч. Центральный микропроцессор передает данные микропроцессору ЖКИ, которые, в итоге, отобразятся на дисплее.

Для сохранения показаний счетчика в случае потери электропитания используется запоминающее устройство EEPROM. Если счетчик вдруг обесточился, то после его включения микроконтроллер сначала извлекает из ПЗУ последнее сохраненное значение и отображает на дисплее. После чего продолжает подсчитывать импульсы от преобразователя, обмениваясь данными с EEPROM, и увеличивает показания счетчика.

Наличие у электронного счетчика внешнего интерфейсного канала на примере RS-485 позволяет объединять счетчики в группы и передавать все данные в электроснабжающую компанию, что дает возможность отключения электричества у потребителей в случае неуплаты.

В качестве датчика тока служит измерительный трансформатор (трансформатор тока) или шунтирующая пластинка; датчик напряжения- тр-р напряжения.

Трехфазный электронный счетчик имеет такую же конструкцию и обладает функциями отображения на дисплее активной, реактивной и полной потребленной электроэнергии и др.

Счетчик электроэнергии Энергомера, внешний вид

В этой статье я расскажу и покажу на фото, как устроен электрический счетчик. Для примера разберём (вскроем) счетчик Энергомера ЦЭ 6807 П

производства Ставропольского концерна «Энергомера». Как выглядит счетчик — на фото слева.

Счетчик Энергомера ЦЭ6807П

— один из самых простых по конструкции, тем легче будет рассмотреть его устройство.

Кстати, по электрическим счетчикам на блоге СамЭлектрик.ру опубликовано несколько статей: — , — , — , — .

А если Вам вообще интересно , подписывайтесь на получение новых статей и вступайте в группу в ВК !

Уличные счетчики электроэнергии для частного дома и дачи

ЛЭМЗ ЦЭ-2726-СОЛО-G05

Прибор рассчитан для работы на улице в интервале температур от –15 до +40°С. Контактный ряд находится также под герметичной съемной крышкой. В устройстве имеется стопор реверса и защита от постороннего доступа.

Технические характеристики:

• Тип сети: однофазный
• Количество тарифов: 1
• Класс точности: 1
• Принцип работы: электромеханика
• Стоимость: 900 – 950 руб
• Недостатки: не обнаружено

Энрон ТОПАЗ 103-5(60)1-ШР1Э-О4

Двухтарифный счетчик электроэнергии Топаз рассчитан на работу в сети с силой тока до 50 А и возможностью дифференцированного учета по трем тарифам. Тип интерфейса имеет специальное обозначение RS 485, что говорит о совместимости его функционала с системами АИИС КУЭ (Автоматизированная система коммерческого учёта электроэнергии). Передняя приборная панель герметично закрыта крышкой из прозрачного пластика. Сзади корпуса имеются пазы для легкой установки счетчика на DIN-рейку.

Технические характеристики:

• Тип сети: однофазный
• Количество тарифов: 2
• Класс точности: 1
• Принцип работы: электронный
• Стоимость: 1200 – 1300 руб
• Недостатки: непрочный корпус

Марка Тайпит, это петербуржский концерн с множеством производственных филиалов на территории РФ. Его продукция поставляется и за рубеж. Модель МТ-324-1A является новой разработкой. Прибор рассчитан на работу в однофазной сети с силой тока до 50 А. Электроника надежно защищена от внешних электромагнитных воздействий и неблагоприятных погодных условий. Это отличное решение для уличной установки на территории частного дома.

Технические характеристики:

• Тип сети: однофазный
• Количество тарифов: 4
• Класс точности: 1
• Принцип работы: электронный
• Стоимость: 3229 – 3400 руб
• Недостатки: не обнаружено

Меркурий 231ART 01-Ш

Лучший двухтарифный счетчик — Меркурий 231ART 01-Ш. Он отличается высокой точностью измерений. При возникновении неисправностей, в системе счетчика автоматически запускается режим самодиагностики, и по кодам ошибок можно легко определить причину сбоя и быстро восстановить функционал.

Технические характеристики:

• Тип сети: трехфазный
• Количество тарифов: 2
• Класс точности: 1
• Принцип работы: электронный
• Стоимость: 2450 – 2800 руб
• Недостатки: не обнаружено

ISKRA ME382-D2 10(100)A

Электросчетчик ISKRA ME382-D2 спроектирован и изготовлен в соответствии с международными стандартами ISO-9001 и ISO-14001. Электросчетчик обеспечивает учет параметров электроэнергии гораздо лучше, чем требует европейский стандарт IEC-62053-21.

Измерение активной энергии ведется в 2-х направлениях, реактивной энергии — в 2-х направлениях плюс по 4 квадрантам. Счетчик измеряет полную энергию и мощность, а также мгновенные значения фазных напряжений, силы тока, частоты и коэффициента мощности. В функционал прибора входит регистрация сумм принятой / отданной энергии и мощности.

В счетчике есть возможность использования тарифного расписания для регистрации активной энергии и максимальной мощности (8 тарифов, 12 сезонных и 12 недельных программ, 16 масок, 16 режимов). Накопленные данные будут передаваться по раздельным каналам через SM/GPRS-модем или M-Bus /протокол DLMS/IDIS.

Эта марка счетчиков предназначена и для бытового использования, и для промышленного в пределах температур от –40°С до +70°С. Для защиты прибора и обеспечения правильной работы есть фольгированный экран и аварийный силовой контактный размыкатель. Прибор абсолютно надежен, так как выполнен с защитой от пыли, воды и грязи по классу IP54. Возможна установка этого счетчика на улице. Модель ME382 отлично подойдет для больших домов с интенсивным использованием электроприборов.

Технические характеристики:

• Тип сети: трехфазный
• Количество тарифов: 8
• Класс точности: 1
• Принцип работы: электронный
• Стоимость: 25000 – 27700 руб
• Недостатки: сложный функционал, высокая цена

Iek CCE-3C1-3-01-3

Трехфазный экономичный эл. счетчик модели Star имеет аналоговую шкалу учета и светодиодную индикацию режимов работы. На задней панели имеются пазы для крепления прибора на динрейку.

Технические характеристики:

• Тип сети: трехфазный
• Количество тарифов: 1
• Класс точности: 1
• Принцип работы: электромеханический
• Стоимость: 380 – 650 руб
• Недостатки: не обнаружено

Установка

Для начала нужно определиться с местом крепления прибора и приобрести необходимые инструменты.
В магазинах продают как полные комплекты для установки счетчика, так и отдельные детали. Выбор материалов зависит от модели прибора и от особенностей подключения.

Расположение счетчика обязательно вертикальное. Местом крепления может быть деревянный (металлический) лист или специальный защищенный короб. Прибор обязательно должен находиться в зоне свободного визуального контроля.

Перед установкой следует изучить общую схему электропроводки. Это позволит правильно определить тип и количество автоматических выключателей, а также мощность групп потребителей.

Индукционные счетчики

Внутреннее строение индукционного счетчика:

Основой функциональности у названых счетчиков служит физический закон магнитной индукции. В конструкции, для создания эффекта используются два электромагнита разной формы и ориентации относительно друг друга, для каждой фазы потребителя. Один из них подключен непосредственно к питанию сети, а второй в разрыв линии нагрузки. Генерируемые ими поля инициируют возникновение вихревых токов на диске из проводящего металла, за счет которых последний и приводится в движение, совершая обороты вокруг своей оси. Причем чем сильнее нагрузка на линию, к которой подключен один из генераторов поля, тем больше электронов скапливается на подвижном элементе, отчего он и вращается быстрее. В целях ограничения момента движения, — чтобы скорость не стала равна применяемой в электродвигателе — используется установленный рядом с поверхностью алюминиевого диска постоянный магнит.

Классическая схема:

На приведенном изображении видны магнитные поля, циркулирующие в процессе работы прибора. Они обозначены ФI, ФU1 и ФU2. Остальные элементы схемы указаны цифрами. Под номером 1 с обмоткой, отмеченной 2, идет электромагнит наведения. Якорь второго маркирован 3 с силовой линией 4, подключаемой к нагрузке. За 6 закреплен алюминиевый проводящий диск, 7 — ось, на которой он находится. 8 — редуктор, передающий вращательный момент на счетный механизм 9.

Устройство электросчетчика аналогичного плана настолько простое, что индукционные приборы учета электроэнергии изготавливались и применялись еще в 19 веке.

Как правильно осуществить замену счетчика электроэнергии в квартире

Приборы современного поколения более совершенны, чем старые модели, ведь они прорабатывают достаточно большое количество электрической энергии, исключая появление серьезных проблем:

• перепады;
• сбои;
• замыкания и возгорания.

Требования постановления 442 о замене счетчиков электроэнергии

Согласно обновленному постановлению №442 изменены правила контроля рынка с розничной продажей электрической энергии. Документом предписано, что передачу показаний счетчиков электроэнергии, используемых гражданами РФ, следует выполнять с применением исключительно электрических приборов, причем минимально допустимый класс точности устройств – 2,0.

Современные приборы имеют достаточно высокий класс точности

После того как вышло постановление №442, сроки службы электросчетчиков соответствуют длительности межпроверочного интервала – 6 лет. Это значит, что несоответствующим прибором можно пользоваться до первой проверки со стороны инстанций, затем он подлежит замене. На сегодняшний день производство устройств, имеющих класс точности ниже 2,0, останавливается. Также не допускается выполнение ремонта.

С одной стороны, процедура смены учетного оборудования призвана повысить безопасность эксплуатации электричества, с другой же – появляется вопрос, за чей счет производится замена электросчетчиков. С учетом статьи 221 оплата замены выполняется собственником жилого помещения.

Оплата замены электросчетчика производится владельцем квартиры

Существуют обстоятельства, при которых оплата производится муниципальной службой. Это касается тех договоров, полученных при установке счетчиков электроэнергии в квартире, где имеется соответствующая пометка, в противном случае собственник самостоятельно покрывает все расходы.

Сроки эксплуатации электросчетчика в квартире

Эксплуатационный срок службы любого прибора прописывается в техническом паспорте. В течение этого периода, при условии правильных настроек и отсутствия нарушений правил эксплуатации, устройство максимально точно ведет учет израсходованной энергии. Поэтому все данные, полученные в данный период, можно считать достоверными.

Чтобы проверить сроки службы прибора, достаточно заглянуть в технический паспорт. Там находится пометка, отображающая время первой проверки счетчика, выполненной на территории завода-производителя. Чаще всего оборудование считается годным на протяжении 25-30 лет, после чего необходимо выполнить замену устройства.

Счетчик должен соответствовать по мощности силе тока, который проходит в электросетях

Сроки замены электросчетчиков в квартирах устанавливаются после проведения плановой проверки прибора:

При наличии в квартире счетчика классом точности 2,0 или 1,0, то плановую поверку электросчетчиков выполняют каждые 16 лет. В процессе контроля могут быть обнаружены погрешности и какие-либо нарушения. Тогда метрологическая служба порекомендует выполнить замену оборудования. Средние сроки службы подобных устройств – 32 года. При наличии устройства классом точности 2,5 собственник жилья обязан осуществить замену учетного оборудования после выхода сроков его службы по техническому паспорту. Сигналом к замене также может послужить обнаружение погрешностей в работе прибора.

Замена приборов контроля электроэнергии осуществляется специалистами

Сколько стоит замена электросчетчиков в квартирах

Все процедуры по установке учетного оборудования должны производиться высокопрофессиональными специалистами. Работы с электричеством чрезвычайно сложны и опасны. Электрик должен иметь право осуществлять распломбирование и запломбирование счетчика. Не запрещено пользоваться услугами частных компаний, однако, следует заранее узнать, имеет ли мастер соответствующее разрешение. В противном случае подобные действия могут быть противозаконными.

Стоимость однофазных многотарифных электросчетчиков Меркурий – 1280-1400 руб. Цена аналогичных однотарифных устройств находится в пределах 670-700 руб. К этому добавляется стоимость обслуживания по демонтажу старого устройства, установке нового оборудования и его подключению.

Установка электросчетчиков в квартире: цены на обслуживание:

Однофазные

Схема подключения однофазного счетчика. (Для увеличения нажмите)

Однофазные счетчики работают без подключения различных трансформаторов. Потребители электроэнергии питаются от одной фазы.

Такие счетчики устанавливают в жилых домах и небольших помещениях.

На аппарате имеются 4 клеммы. Они соединяются с общей электросетью и подают электроэнергию в дом.

Для установки счетчика необходимо:

1. Закрепить прибор в подготовленном месте.
2. К клемме № 1 подключается фазный провод.
3. К клемме № 2 подсоединяют фазный провод от сети помещения.

1. К клеммам № 3 и 4 подключается нулевой провод от домашней и внешней сети.
2. При установке обязательно выполнять все строго по схеме.

Возможно, Вас заинтересует статья об однофазных электросчетчиках Меркурий.

Статью о том, как правильно снимать показания счетчиков электроэнергии, читайте здесь.