Электронный электросчётчик для учёта электроэнергии: принцип работы и отличия от индукционных счётчиков

Достоинства и недостатки индукционных счетчиков

Магнитные потоки, создаваемые катушками, проникают сквозь алюминиевый диск (рис.2, указатель 5). При этом потоки, которые создает токовая катушка, пронизывают диск несколько раз за счет своей U-образной формы. Как следствие, появляются электромеханические силы, которые и вращают диск.

Лучшие аппараты учета

Срок эксплуатации прибора и экономия средств зависят от правильного выбора электронного счётчика. По отзывам покупателей, сомнения не вызывают такие производители измерительной электротехники:

  1. Инкотекс. Это российская компания, которая входит в мощный холдинг и на протяжении 15 лет выпускает модели под маркой «Меркурий». По продажам эта компания занимает первое место в России.
  2. Тайпит. Фирма находится в Санкт-Петербурге, основана в 1999 году и производит электросчётчики модели «Нева» и прочие измерительные устройства.
  3. Энергомера. Это молодая фирма, которая зарегистрирована в 2010 году и является крупнейшим производителем счётчиков электрической энергии на российском рынке.

Все аппараты этих производителей ценятся как потребителями, так и профессионалами.


Срок эксплуатации этих моделей 30 лет, а между ревизиями 16 лет. Эти приборы просты в монтаже, компактны и имеют минимальный вес. У них высокий класс точности, хороший запас прочности и бюджетная стоимость.

Список лучших аппаратов учета

Потребители и профессиональные электрики рекомендуют несколько устройств.


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:

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

  • однотарифные
  • многотарифные

Искать

  • Магазин
  • Доставка
  • Оплата
  • Как покупать?
  • Условия обслуживания
  • Статьи
  • Контакты
  • О нас

Это определенный тариф, по которому у физических и юридических лиц есть возможность продавать выработанную с применением возобновляемых природных источников (солнечное излучение, ветер и т.п.) электроэнергию государству.
Согласно Постановлению НКРЭ от 27.02.2014 № 170, бытовые потребители электрической энергии, которые производят электрическую энергию из альтернативных источников энергии
подробнее..

Чтобы покупателям было лучше ориентироваться среди предлагаемых на рынке Украины моделей счетчиков электроэнергии, мы приглашаем всех ознакомиться с вводной статьей, подробно рассказывающей об основных отличиях между ними. В нашем интернет-магазине все счетчики представлены в следующих категориях
подробнее..


• Суть многотарифной системы

Многие из нас слышали об этом термине из области энергетики. Тем не менее, мало кто задумывался о том, какие реальные возможности по экономии собственных финансовых средств можно извлечь при подобном способе учета потребляемой электроэнергии. Ведь в данном вопросе сходятся воедино интересы не только потребителя электроэнергии, но и ее непосредственного производителя.
подробнее..

• Тарифы на электрическую энергию для бытовых потребителей (населения)

Согласно постановлению национальной комиссии, выполняющей государственное регулирование в сфере энергетики от 26.02.2015 №220, тарифы для населения, начиная с 1-го марта 2017 г. следующие
подробнее..

Чем отличается электронный счетчик от индукционного?

Устройство и принцип работы индукционного счетчика

Еще совсем недавно, в каждой квартире, частном доме или гараже можно было увидеть знакомый всем с детства электросчетчик, имеющий алюминиевый вращающийся диск и счетный механизм в виде нескольких цифровых барабанов. Такая конструкция присуща индукционному типу счетчика электроэнергии
подробнее..

Токовые нагрузки на провода, кабели и шнуры, покрытые резиновой или ПХВ изоляцией приведены исходя из расчета максимально допустимого нагрева жилы до 65 °C. Температура окружающего воздуха принята равной 25 °C, температура земли 15 °C. При определении количества проводов или жил многожильного провода, которые прокладываются в одной трубе, не принимаются в расчет нулевые и заземляющие провода. Токовые нагрузки, указанные в нижеприведенной таблице
подробнее..

Токовые нагрузки на провода, кабели и шнуры, покрытые резиновой или ПХВ изоляцией приведены исходя из расчета максимально допустимого нагрева жилы до 65 °C. Температура окружающего воздуха принята равной 25 °C, температура земли 15 °C. При определении количества проводов или жил многожильного провода, которые прокладываются в одной трубе, не принимаются в расчет нулевые и заземляющие провода. Токовые нагрузки, указанные в нижеприведенной таблице
подробнее..

Плюсы и минусы индукционных счетчиков электроэнергии

Здесь затраченное электричество считается при помощи двух индукционных катушек, проходя через которые создает магнитное поле. Именно оно крутит алюминиевый диск, а уже с него (посредством шестеренок) вращение передается на ролики с цифрами. Рассмотрим достоинства и недостатки таких устройств:

Электронный счётчик

10 преимуществ электронных счетчиков электроэнергии по сравнению с индукционными

Как известно, в советское время для учета потребляемой электрической энергии использовались счетчики электроэнергии индукционного типа. В наше время данные приборы учета можно встретить все реже и реже, на их смену пришли приборы учета электронного типа. Насколько оправдан данный переход? Для ответа на данный вопрос приведем 10 преимуществ электронных счетчиков электроэнергии по сравнению с индукционными.

1. Первое и наиболее существенное преимущество – более высокий класс точности и соответственно меньшая погрешность в результатах измерения количества потребляемой электрической энергии.

Раньше, в условиях сравнительно невысокой стоимости электроэнергии, точности приборов учета индукционного типа вполне хватало. Сейчас ситуация обстоит иначе. Одной из основных задач электроснабжающих компаний является максимальная точность учета генерируемой, передаваемой и потребляемой электрической энергии, так как от этого зависит уровень дохода данных компаний. Поэтому для снижения погрешностей в учете электроэнергии предпочтение отдается счетчикам электронного типа.

Также следует отметить, что класс точности прибора обеспечивается лишь при условии соблюдения требований по его эксплуатации. Например, если индукционный счетчик подвергается вибрациям, то это снижает точность его показаний. В данном случае электронный счетчик, в котором отсутствуют аналоговые элементы, имеет преимущество, так как вибрации не влияют на его класс точности.

2. Следующее преимущество электронных приборов учета – высокая чувствительность, более высокий класс точности при незначительных нагрузках, а также при скачкообразных изменениях нагрузки.

3. В наше время актуален вопрос реализации многотарифного учета электрической энергии. Суть данного способа заключается в разбивке суток на несколько тарифных зон и соответственно уровня оплаты за потребленную электрическую энергию. Основная цель – снизить уровень потребления электроэнергии в часы утреннего и вечернего максимумов. Появление электронных счетчиков позволяет реализовать возможность многотарифного учета электрической энергии, что можно также отнести к их преимуществу.

4. Среди достоинств электронных счетчиков не менее существенным является их многофункциональность. Современные электронные приборы учета имеют возможность одновременного учета нескольких составляющих: активной, реактивной составляющей потребляемой электрической энергии. Кроме того, огромным преимуществом является наличие возможности мониторинга показаний на заданное значение времени, а также возможность длительного хранения этих данных.

То есть для фиксации показаний электронного счетчика на определенный момент времени не нужно фиксировать данные показания в реальном времени, как это делается в случае использования обычных индукционных приборов учета. Для съема показаний (извлечения зафиксированных данных из памяти устройства) электронный счетчик достаточно подключить к ноутбуку или, при наличии такой возможности, воспользоваться соответствующей функцией в интерфейсе самого прибора учета.

5. На системообразующих линиях электропередач, по которым возможен переток электрической энергии в обоих направлениях, необходимо учитывать количество полученной и переданной электрической энергии.

Читайте также:  Названия дополнительных и основных электрозащитных средств до и выше 1000В: описание и применение

При использовании приборов учета старого образца, необходимо было устанавливать отдельные приборы учета для каждой из составляющей потребляемой электрической энергии, а также ее направления (прием или отдача). В данном случае, как и в предыдущем, электронные счетчики имеют существенное преимущество, так как один такой прибор учета может осуществлять учет, как передаваемой, так и потребляемой электрической энергии.

6. Следующее преимущество – возможность измерения и контроля параметров электрической сети (пофазный ток нагрузки, напряжение, потребляемая мощность). Например, если по той или иной причине произойдет обрыв одной из фаз цепей напряжения, питающих тот или иной прибор учета, то данный прибор просигнализирует о возникших нарушениях.

Наличие данной функции позволяет своевременно обнаружить и устранить возникшую неисправность в цепях учета. Также в электронном счетчике может быть предусмотрена функция мониторинга параметров электрической сети в реальном времени, что позволяет отказаться от установки измерительных электроприборов.

7. Наряду с точностью измерений очень актуальной являлась проблема хищения электроэнергии.

Индукционный счетчик был находкой для воровства электроэнергии. Некоторые «умельцы» осуществляли хищение электроэнергии путем нарушения нормальной работы прибора учета. Например, счетный механизм счетчиков индукционного типа при помощи «нехитрых приспособлений» легко менял направление своего вращения, то есть производилась отмотка показаний.

Современные электронные счетчики способны фиксировать попытки несанкционированного вмешательства в работу прибора учета и соответственно фактов хищения электроэнергии.

8. Следующее преимущество счетчиков электронного типа – возможность построения автоматизированных систем коммерческого учета электрической энергии (АСКУЭ).

Система АСКУЭ позволяет в автоматическом режиме собирать и обрабатывать информацию о количестве потребляемой электрической энергии. Сбор информации осуществляется в дистанционном режиме. То есть для съема показаний приборов учета не нужно фиксировать показания локально.

Все приборы учета посредством системы АСКУЭ передают информацию со всех энергетических объектов на один компьютер. Благодаря этому отсутствует возможность привлечения персонала для съема показаний с приборов учета каждого из объектов (распределительной подстанции). Кроме того, АСКУЭ позволяет максимально автоматизировать процесс выполнения необходимых расчетов (количество потребляемой электрической энергией за заданный период, построение графиков потребления электроэнергии, расчет баланса потребления электрической энергии).

9. Электронные счетчики, по сравнению с индукционными, имеют больший межповерочный интервал. Данное преимущество актуально для всех категорий потребителей, так как процесс периодической поверки приборов учета – это дополнительные затраты, и чем они реже, тем лучше.

10. Также следует упомянуть о таком преимуществе электронных приборов учета, как небольшие габаритные размеры.

На первый взгляд складывается впечатление, что прибор учета электронный и индукционный имеют практически одинаковые размеры. Но если учитывать вышеописанный функционал электронного счетчика, а именно возможность при помощи одного электросчетчика вести учет активной и реактивной составляющей, причем в обоих направлениях, то можно считать, что электронный счетчик занимает в четыре раза меньше места. Так как если использовать индукционный прибор учета, то для учета каждой составляющей потребляемой электроэнергии необходимо устанавливать отдельный прибор учета.

7. Наряду с точностью измерений очень актуальной являлась проблема хищения электроэнергии.

Конструкция индукционного счётчика

В устройство индукционного прибора учёта заложены катушки, одна из которых тока, а другая – напряжения. Катушка тока имеет последовательное подключение, а катушка напряжения – параллельное. С помощью этих катушек образуется электромагнитное поле. Катушка тока имеет пропорциональный по силе тока электромагнитный поток, а катушка напряжения – пропорционально сетевого напряжения.

Электромагнитный поток заставляет алюминиевый диск вращаться, что соединён с механизмом счёта зубчатой и червячной передачей, приводя в движение счётный механизм, которым обладает индукционный счётчик электроэнергии.


Образующиеся в диске токи резания, всегда соблюдают скорость вращения пропорционально диска. То есть когда счётчик работает, он соблюдает определённую закономерность,чем большая мощность потребления, тем более быстро будет происходить вращение диска по его оси. Момент противодействия, что образуется при взаимодействии магнитного потока с дисковым током, всегда будет пропорционален скорости вращения. Когда диск проходит волну, что создаёт тормозной магнит, на нём наводится ЭДС резания, что идёт от середины диска. Потоковая сила тормозного магнита при взаимодействии с током диска имеет прямую пропорциональность ЭДС резания и имеет направление против движения диска. Замедляющий процесс зависит от дальности магнита от центра диска, определяется как произведение плеча на значение силы. То есть регулировка быстроты кручения происходит путём перемещения магнита, что позволяет настроить его в зависимости от передаточного числа.

Как работает счетчик электроэнергии старого и нового образца

В статье подробно рассмотрена конструкция и принцип действия счетчика электроэнергии, как индукционного, так и электронного.

Все мы знаем, зачем нужен счетчик электроэнергии – для правильного учета расхода электричества. На основании показаний электросчетчика осуществляется оплата «за свет». В этой статье мы хотели бы рассказать читателям самэлектрик.ру об устройстве и принципе работы счетчика электроэнергии. Для вас мы рассмотрим как электронную модель, так и старого образца – индукционную. Содержание:

  • Индукционный
  • Электронный

  1. Последовательная обмотка, именуемая также токовой катушкой. Состоит из нескольких витков толстого провода.
  2. Параллельная обмотка (катушка напряжения). Устроена, наоборот, из большого количества витков провода маленькой толщины.
  3. Счетный механизм. Устанавливается на оси алюминиевого диска.
  4. Постоянный магнит, назначение которого – тормозить и обеспечивать плавный ход диска.
  5. Диск из алюминия. Крепится на подшипниках и подпятниках.

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.

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.

Читайте также:  Лампы накаливания: виды, технические характеристики, как правильно выбрать

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.

Читайте также:  Подключение люстры к двойному выключателю: схемы + правила монтажа

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.

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.

Классу точности

Любой измерительное устройство имеет неточность показаний результатов. Эта погрешность измеряется в процентах и называется класс точности, который указывает отклонение от фактически потраченного энергоресурса. Специалисты этой области выпустили нормативный документ, устанавливающий для всех категорий потребителей класс точности 2 процента и обязывающий потребителей заменить электрические счетчики, имеющие этот показатель большей величины.


Классификация предусматривает деление на однофазные и трехфазные приборы. При этом счетчики однофазного типа предназначены на электрическую сеть 220В, переменного тока, с частотой в 50 Герц. А трехфазные приборы рассчитаны на электролинию 380В, частоту 50 Герц, при этом некоторые модели могут с легкостью заменить однофазные приборы учета.

Современные приборы учета — электронные счетчики электроэнергии: особенности устройства и эксплуатации

Никто не спорит с тем, что электричество – это благо, но за него надо платить.

Счетчики электроэнергии, установленные во многих домах, призваны помочь стабилизировать оплату и, по возможности, минимизировать ее.

В основном, для учета электричества используют электронные устройства, которые обладают рядом преимуществ: они более точные и позволяют использовать несколько тарифов, на которые они переводятся самостоятельно, без участия владельцев.

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
ХарактеристикаИндукционный механическийГибридныеЭлектронный статическийПримечание
Индукционный электронныйЭлектронный механический
Ценанизкаясредняясредняявысокая
Надежностьвысокаясредняясредняянизкая
Стоимость ремонтанизкаясредняясредняявысокая
Периодичность поверки, лет6-86-84-164-16Указывается в паспорте
Рабочее напряжение, В220, 380220, 380220, 380220, 380Указывается в паспорте
Максимальный ток нагрузки, А60, 10060, 10060, 10060, 100Указывается в паспорте
Количество фаз1, 31, 31, 31, 3Указывается в паспорте
Стартовый токвысокийвысокийнизкийнизкийУказывается в паспорте
Класс точности (% погрешности)2 и более2 и более1 и менее1 и менееЭксплуатация класса более 2 запрещена
Режим день/ночьнетестьнетестьПозволяет снизить затраты в ночное время
Дистанционная передача показанийнетестьнетестьПозволяет передавать данные энергоснабжающей компании
Измерение параметров электрической сетинетестьнетестьПозволяет контролировать напряжение и ток потребления
Габаритные размерыгабаритныйгабаритныйгабаритныймалогабаритныйУказаны 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).

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.

Преимущества электронного счетчика электроэнергии

Благодаря электронному устройству счетчика он имеет намного больше возможностей и функций, которые невозможно реализовать при помощи механического индуктивного электросчетчика:

  • установка и перепрограммирование нескольких тарифных временных зон (пример – двухтарифные электросчетчики);
  • высокий класс точности;
  • малые габариты дают возможность монтажа на DIN рейку;

Модульный трехфазный электронный электросчетчик, устанавливаемый на DIN рейку

  • возможность полного учета потребляемой электроэнергии (активная и реактивная составляющая);
  • измерение и хранения данных о качестве электроэнергии (скачки напряжения, пиковые нагрузки, изменения частоты);
  • хранение показателей счетчика за прошлые периоды;
  • возможность дистанционной передачи показателей счетчика, в том числе и в автоматизированных системах учета потребления электрической энергии;

    Благодаря встроенной памяти и портам связи, современные электросчетчики могут хранить и дистанционно передавать показатели

  • фиксация несанкционированного доступа в корпус, попытки перепрограммирования или воздействия магнитными полями или электромагнитным излучением;
  • возможность учета в обратную сторону при производстве частным лицом или компанией электроэнергии, отдаваемой в сеть;
  • фиксация и запрет на потребление электроэнергии при обнаружении различных устройств и подключений в сети, предназначенных для воровства электроэнергии;
  • небольшое собственное потребление электроэнергии.
  • Электронный счетчик в распределительном щите

    Большинство приведенных выше функций являются бесполезными для обычного пользователя, а для мошенников значительно затрудняют воровство электроэнергии. Но для поставщиков электроэнергии учет при помощи электронных электросчетчиков позволяет избежать значительных убытков и хищения электричества, а также вводить дифференциальную тарификацию и использовать дистанционный прием данных.


    Поскольку электронные счетчики имеют меньшую погрешность, они ведут намного более точный учет электроэнергии, чем индукционные электросчетчики, считавшие киловатт*часы с выгодой для потребителя. Поэтому у пользователей, перешедших на электронные счетчики, есть жалобы и подозрения на умышленно неправильную работу их электросчетчиков, ведь раньше им доводилось платить меньше.

    Ссылка на основную публикацию
    ×
    ×