Приборы учета электроэнергии - классификация и отличия

Любой вид энергии, которая сегодня используется в быту, является платной. Это в полной мере относится и к электричеству. Поэтому приборы учета электроэнергии являются неотъемлемой частью электрической сети дома (частного или многоквартирного). Правда, что касается многоквартирных домов, то необходимо говорить о двух видах счетчиков – это тот, который устанавливается в каждой квартире, и так называемый общедомовой прибор учета электроэнергии, показывающий потребление электрического тока на все квартиры, подъезды и подвал.

Классификация приборов учета

В принципе, классифицировать счетчики электроэнергии (внутренней или наружной установки) можно по разным критериям. Вот только некоторые из них.

По измеряемым параметрам разделение ведется на однофазный и трехфазный.
По схеме подключения на прямые и через трансформатор. То есть, учитываются правила установки.
По конструктивным особенностям на индукционные, электронные и гибридные.

Две первые позиции понятны, здесь нет необходимости разъяснять, по каким критериям проводится разделение. А вот с третье надо разобраться досконально. Итак, давайте разберемся в ней и определим, какой счётчик лучше.

Индукционный прибор учета

По сути, это традиционные электромеханические счетчики. В этой конструкции используется принцип действия магнитной индукции. То есть, в неподвижной катушке, через которую проходит электрический ток, образуется магнитное поле, которое будет влиять на подвижный элемент счетного механизма. Элемент изготовлен из токопроводящего материала, который собой представляет диск. Так вот магнитное поле будет влиять на него, и под его действием диск и будет вращаться. Чем больше тока проходит через катушку (имеется в виду сила тока), тем быстрее будет вращаться сам механизм. Отсюда, в принципе, и показания счетчика, которые будут прямопропорциональны количеству оборотов диска.

Правда, необходимо отметить, что такой учет электроэнергии постепенно уходит в небытие. Потому что индукционные приборы обладают рядом серьезных недостатков. Вот только некоторые из них:

Они могут быть использованы только в однотарифных сетях.
Нет возможности провести дистанционное снятие показания в автоматическом режиме.
Слишком большие погрешности в показаниях, что недопустимо новыми стандартами и нормативами. Современные правила учета электрической энергии в этом плане очень жесткие.
Есть возможность расхищать электроэнергию. Вариантов масса, жизнь это давно доказала.
Небольшая функциональность прибора.

Созданные много десятков лет тому назад эти приборы учета не могут выдерживать тех нагрузок, которые присутствуют в современных домах и квартирах. Слишком много бытовой техники присутствует в наших жилищах.

неофициальныйСНТ «Марс»

Назначение и цели

Автоматизированная система технического учёта электроэнергии (АСТУЭ) — это комбинированный информационно-измерительный комплекс, включающий программные и аппаратные компоненты позволяющие:

осуществлять измерение потребленной электроэнергии в узлах учёта, входящих в систему;
передавать результаты замеров по каналам связи на центральный сервер;
производить хранение информации и предоставлять санкционированный доступ к ней пользователей системы;
анализировать полученные данные с применением прикладных программ.

Изначально работа планировалась и выполнялась с целью выявления и контроля причин возникновения небаланса между потребленной и оплаченной электроэнергией с задачей минимизации расходов на её создание и обслуживание, а также простоты, надежности и обеспечения её автономной работы независимо от наличия и работоспособности контрольной системы в целом. В 2022 году, со сменой председателя, появилась ещё одна задумка — передача нашего электрооборудования в собственность энергоснабжающей организации. А для этого, якобы, необходимо наличие вынесенных на столб счетчиков. Но никакой конкретной информации нет. Предполагается, что для документального оформления этой работы должны быть договора, лицензии, сертификаты и т.п.

Структура системы

Наша система технического учёта построена на базе технологии PLC-I. Это технология дистанционного сбора данных и управления счётчиками электроэнергии «Меркурий» по существующим силовым проводам линии электропередач. Такой подход позволяет существенно уменьшить капитальные затраты на её внедрение, т.к. не требуется прокладка дополнительных линий связи или создания радиоканала. Применяемое оборудование по назначению можно условно отнести одному из трёх уровней иерархии выполняемых задач: нижний, средний и верхний.

Нижний уровень

Нижний уровень включает в себя средства измерения, т.е. счетчики электроэнергии, расположенные в узлах учёта на опорах линии электропередач. Нами были выбраны счетчики Меркурий 206 PLNO для однофазных присоединений и Меркурий 234 ART-01 OL1 для трёхфазных присоединений. Выбранные счетчики — это программируемые приборы которые обладают следующими функциональными возможностями:

Учёт активной и реактивной энергии в многотарифном (до 4-х тарифов) или однотарифном режимах. Текущая настройка счетчика — двухтарифный учёт.
Хранение, вывод на ЖК-индикатор и передача по интерфейсам следующей учётной информации:
активной и реактивной энергии нарастающим итогом по каждому тарифу и по сумме;
активной и реактивной энергии на начало каждого из 12-и предыдущих месяцев по каждому из тарифов и по сумме

Хранение архивной информации считываемой через цифровые интерфейсы:

суточных срезов активной энергии в течении 6 месяцев;
месячных срезов активной энергии в течении 4 лет

Измерение, вывод на ЖК-индикатор и передача по интерфейсам следующих параметров электросети:

мгновенные значения активной и реактивной мощности и зафиксированный максимум;
действующие значения фазного тока и напряжения и их максимумы;
частоту сети

Контроль нагрузки посредством установки лимитов активной мощности и энергии и отключение нагрузки при превышении лимитов или по команде через встроенное реле.
Формирование профиля мощности нагрузки в виде массива мощностей активной энергии усреднённых на 30 минутных интервалах. Глубина хранения архива составляет 6 месяцев.
Наличие журнала событий в котором фиксируются:

время включения выключения счётчика
время вскрытия / закрытия прибора
время, дата и код параметризации.

Датчик тока — шунт (не чувствителен к воздействию магнитным полем и учитывает постоянную составляющую) в цепи фазы;
Наличие цифровых интерфейсов: оптопорт и модем PLC-I;
Электроная пломба.

Размещение дополнительных приборов контроля в точках разветвления линий электропередач поможет быстрее локализовать проблему и принять меры для уменьшения величины потерь.

Средний уровень

Средний уровень составляют устройства, осуществляющие сбор и передачу данных, а также средства связи. Для приёма и накопления данных от счетчиков нами применяются концентраторы Меркурий 225.11. Данные устройства представляют собой одноканальные цифровые приёмники информации. Каждую фазу обслуживает отдельный концентратор. Концентраторы являются центральным узлом сети PLC устройств и обеспечивают:

прием, обработку и хранение данных об энергопотреблении;
передачу индивидуальных и групповых команд счётчикам;
синхронизацию внутренних часов многотарифных счетчиков;
ретрансляцию данных для увеличения зоны охвата;
формирование данных об аварийно-техническом состоянии системы.

На данный момент нет более детальной информации о том, где будут расположены эти концентраторы и каким образом осуществляется передача данных на сервер.

Верхний уровень

Верхний уровень — серверное оборудование и программное обеспечение. На данный момент нет информации о том на какой аппаратной и программной базе будет реализована система. Можно предположить, что будет установлен некий компьютер с программным комплексом Меркурий-Энергоучёт. Суммарная стоимость такого комплекта может составить 60000 руб.

Принцип работы

Фиксация показаний счётчиков происходит в системе синхронно, через определенные промежутки времени. Концентратор отправляет счетчикам запрос и в ответ получает запрашиваемые пакеты данных. Через устройства связи необходимая информация поступает на сервер, где осуществляется их обработка и хранение.

Автоматизированная система технического учёта электроэнергии позволяет осуществить:

мониторинг электропотребления в режиме реального времени;
анализ структуры потребления электроэнергии, выявление нерационального расходования энергоресурсов;
использование полученных данных для выработки энергосберегающей политики.

Техническая реализация

Описание технической реализации системы можно разделить на два временных отрезка: до 1 января 2022 года и после.

Первая партия счетчиков

В 2016 году была выбрана структура внедряемой системы, технические средства и комплектующие, учитывающие особенности размещения оборудования.

В соответствии с паспортными данными на счётчик:

Предназначен для эксплуатации внутри закрытых помещений: может быть использован только в местах, имеющих дополнительную защиту от влияния окружающей среды (установлен в помещении, в шкафу, в щитке). По условиям эксплуатации относится к ГОСТ 22261-94 с интервалом температур от минус 45 до плюс 70°С.

Принимая во внимание эти требования, для обеспечения условий установки выбран пластиковый бокс со степенью защиты IP65 без дополнительного утепления, который будет размещен на опоре линий электропередач. Т.к. выбранные счетчики оснащены PLC модемами для передачи показаний, то они не потребуют периодического визуального контроля для снятия показаний. Будем считать их не счетчиками, а измерительными приборами системы. Поэтому, выполняя все требования производителя к их размещению по условиям окружающей среды, не будем буквально соблюдать требования правил устройства электроустановок (ПУЭ) в части п.1.5.27-1.5.38 «Установка счетчиков и электропроводка к ним».

Собранные боксы были размещены как можно выше под проводами линии электропередач с целью минимизации используемого провода и рисков несанкционированного подключения, а также обеспечения электробезопасности. Концентраторы системы были также размещены в аналогичном пластиковом боксе на одном из столбов. Там же был установлен WiFi передатчик для обеспечения доступа к серверу системы.

С целью минимизации расходов в качестве сервера системы учёта использовался личный компьютер, расположенный в Москве. Тот же на котором Вы сейчас просматриваете эти странички. Доступ к нему осуществляется через глобальную сеть Интернет. На этом сервере была реализована автоматическая обработка полученных данных на начало каждых суток. В результате было известно индивидуальное потребление электроэнергии каждым абонентом за сутки и за месяц. После интеграции в систему учёта платёжных ведомостей, которые заполняются при оплате электроэнергии, была известна индивидуальная текущая задолженность каждого садовода. Одновременно с этим проверялась корректность данных в ведомостях. В случае определения ошибок производилось уведомление абонента с последующим перерасчётом платежа. Также разрабатывался WEB-сайт для возможности авторизованного просмотра имеющейся информации. Эти работы выполнялись бесплатно.

Система в таком виде безотказно проработала 14 месяцев. Имея внешний доступ к этой информации, при желании Вы могли контролировать работу своего электрооборудования, т.к. иногда можно забыть что-нибудь выключить или, наоборот, включить. В зимний период такая информация могла помочь вовремя принять меры для предотвращения последствий замерзания воды в доме.

Переходный период

На Общем собрании 2022 г. было решено продолжать установку контрольных счетчиков. При этом сменился председатель СНТ. Возникли вопросы заключения договоров, права собственности и т.п. Стало понятно, что текущее серверное оборудование передать в собственность СНТ не получится, да и нет смысла. Нет исполнителя — нет технической поддержки. Производить закупку компьютера и официального программного обеспечения проблему решит только частично, т.к. компьютер нужно где-то установить, обеспечить приемлемые условия эксплуатации, сохранность и, собственно, работоспособность. Кто это будет делать? На каких условиях? Отапливать нашу будку правления нерационально и врядли получится обеспечить сохранность техники. А любые дополнительные затраты ставят под сомнение целесообразность внедрения этой системы.

В результате председатель покупает такие же однофазные счетчики, а текущему (на тот момент) исполнителю для выполнения работ предлагается Договор со сроками, пенями, гарантийными обязательствами и т.п. В подписании и корректировке этого договора председателю было отказано.

Председатель, без учёта мнения Правления, принимает собственное решение — для внедрения системы нанять официальную организацию. Поэтому с 1 января 2022 г. работа системы официально остановлена, а концентраторы системы по требованию переданы председателю. С 31 января по 9 февраля 2022 г. производились работы по установке второй партии счётчиков силами этой организации.

Что мы получили?

Вторая партия счетчиков

Было понятно, что ожидались перемены. В условиях отсутствия какой-либо информации можно было строить догадки. Как вариант ожидалась установка неких металических боксов на уровне человеческого роста, аналогично тому как сделано в СНТ «Козлово», но это значит, что будет много проводов по столбу. Или всё-таки сделают также как в первой партии — поставят сверху? А в итоге получили боксы посредине столба. И на счётчик не посмотреть, лезть надо, и пучёк проводов по столбу…

При установке обошлось без общего отключения электроэнергии в СНТ. Только монтаж сделан «неаккуратно». На столбах образовались беспорядочные мотки проводов. Особенно там, где устанавливали более одного счетчика. Понятно, что зима и провода не гнутся. Но зачем это нужно делать в феврале?

Новые пластиковые боксы ЩУРн-П, судя по документации производителя, предназначены для установки на столбах и стенах вне помещений только под навесом. Это условие не выполнено. Впрочем, два провода в одном сальнике также не способствуют заявленному уровню защиты. На передней крышке расположены прозрачные смотровые окошки. Из смотрового окошка мигает красная лампочка от счётчика. По частоте мигания можно определить наличие и уровень потребления электроэнергии на участке. В боксе также установлен вводной автоматический выключатель 32А.

Но не будем придираться к мелочам. Всё сделано технически корректно, т.е. в определёных условиях работать будет, но получилось некрасиво и не очень продуманно. Сразу возникают вопросы:

Кто полезет включать этот автоматический выключатель, если его вдруг выбьет? Особенно ночью и в дождь. И за чей счёт?
Как вообще понять какой из этих счётчиков мой?
На некоторых участках установлено более одного счетчика. Почему эти участки физически могут потреблять в два раза больше?
На некоторых участках в перспективе будут установлены трёхфазные счетчики. Почему они физически могут потреблять в три раза больше? Где равенство?

С 9 февраля работы не производятся. Пока установлены не все однофазные счётчики, а трёхфазные счётчики ещё не устанавливались. Все установленные счетчики работают в автономном режиме без системы контроля. И что будет дальше совершенно непонятно. Кто всем этим будет заниматься? Сколько будет стоить подключиться или что-то поменять? Как будет осуществляться контроль? Стандартные средства не поддерживают наш метод оплаты — когда-нибудь пришёл и сколько-то заплатил. Возможно придётся что-то менять в правилах или принципах оплаты. Но может быть председатель или другое ответственное лицо возьмутся за это и все вопросы в части электроэнергии уйдут в прошлое.

Заключение

Автоматизированная система технического учёта электроэнергии при грамотном использовании способна служить мощным инструментом для контроля потребления электроэнергии, определения причин и снижения уровня потерь. Но этим нужно постоянно заниматься.

Нефёдов Кирилл, уч.73

07.03.2018

Требования к приборам учета электрического тока

Какие требования сегодня предъявляются к приборам учета электроэнергии. Есть три основных показателя. О них и пойдет дальше речь.

Класс точности

Начнем с того, что класс точности – это погрешность показаний. До начала нового века всех устраивал класс 2,5. То есть, в шкаф учета электроэнергии (уличный или внутренний) устанавливался счетчик старого образца. И это было нормой. Сегодня все изменилось, и подход к точности показаний в первую очередь. Был введен новый стандарт, в котором за основу брался прибор с классом точности 2,0. Что это обозначает? У этого прибора процент неправильных показаний составляет 2%.

Вот почему сегодня повсеместно старые индукционные приборы учета заменяются новыми электронными. Хотя надо отдать должное, что последние выигрывают и по другим показателям.

Тарифность

Многотарифная система потребления электроэнергии является экономичной. Это главная составляющая данного критерия. Ведь еще совсем недавно в нашей стране пользовались однотарифной системой. В основном это касалось бытовых сетей. Конечно, в плане учета это было проще, а для энергоснабжающих организаций к тому же и выгодно.

Современные электронные приборы позволяют вести учет по временам суток и даже года. То есть, днем в процессе пикового потребления тариф выше, а ночью, когда все спят, ниже. Понятно, что тот, кто основной жизненный цикл переносит на ночь, сильно выигрывает, экономя на низком тарифе. Многие так и делают, к примеру, загружают стиральные машины на ночной период и так далее. Что от этого выигрывает энергоснабжающие предприятии? Чисто в финансовом плане выигрыша никакого, но вот в техническом достоинств много.

Днем разгружаются сети.
Ночью, наоборот, нагружаются.

Как происходит расчет

Чтобы осуществлять расчеты по оптовым объёмам рынка электроэнергии, основным требованием выдвигается наличие паспорта, иначе говоря, акта, о соответствии АИИС КУЭ техническим требованиям рынка. Ситуация розничного рынка немногим проще. Чтобы организовать коммерческий учёт в бытовых секторах хватает установки проверенного и технически исправного счётчика электроэнергии, который будет внесён в гос-реестр измерительных приборов. Для введения прибора учёта в эксплуатацию требуется вызвать сотрудника организации энергоснабжения для приёма и опломбировки контролирующего узла.

Сбором всех данных по коммерческому учёту занимаются сетевые организации, которые принадлежат каждая к своей сети. Сетевые организации имеют право на проведение проверок на соблюдение всех потребительских условий, что были в договоре на поставку. Со стороны сетевых организаций, законных владельцев, потребителей и производителей должен быть обеспечен доступ представителям сетевых организаций к контролирующим приборам, что расположены на территории балансовой принадлежности их электросетей. Это нужно для мониторинга состояния прибора и считывания показаний.

Коротко о главном

Дистанционный счетчик электроэнергии позволяет передавать показания энергопотребления без личного просмотра данных на ЖК-дисплее.

В дополнение к счетчикам с дистанционной передачей данных нужно устанавливать контроллер и подключить его к интернету.

Информацию об энергопотреблении можно просматривать в любой момент с телефона или компьютера в личном кабинете на сайте поставщика электричества.

Популярными производителями счетчиков считаются Энергомера, Тайпит и Инотекс.

Востребованные образцы

Среди производителей счетчиков с передачей данных большим уважением пользуются такие, как Тайпит, Энергомера и Инотекс. Первый начал работу в Санкт-Петербурге в 1999 году, второй в 2010-ом. Последний отечественный представитель с 15-летним опытом занимает лидирующую позицию на российском рынке.

Из моделей большей популярностью пользуются образцы серии Меркурий от Инотекс:

231 АМ-01 – коммерческий однотарифный, трехфазный, работает при -40-+55 градусах по Цельсию
200.02 – коммерческий многотарифный, условия температурные те же;
201.8 – однотарифный, однофазный, с ЖК-дисплеем, работает при -45-+75 градусах;
231 АТ-01 – универсальный, трехфазный, 2-4 тарифа, работает при -40-+55 градусах.

Электросчетчик Меркурий 231 АТ-01 Источник svet-el.com
От Тайпит интересен однотарифный счетчик Нева 103 1SO механического типа. Эксплуатируется при -40-+60 градусах по Цельсию. От Энергомеры выделяются модели CE102M S7 145-JV (универсальный многотарифный) и CE300 R31 043-J (трехфазный, однотарифный). Оба работают при -40-+60 градусах. У всех счетчиков 1-й класс точности кроме последнего. Здесь значение составляет 0,5-1.