Обзор и устройство современных счётчиков электроэнергии / Habr

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

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

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

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

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

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

Стандартная схема обвески практически представляет собой схему рассматриваемого счётчика.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

habr.com

Электрический счетчик – подключение, устройство, принцип работы

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

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

Как самостоятельно выбрать счетчик для дома

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

Типы счетчиков по принципу работы

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

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

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

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

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

Выбор счетчика по принципу работы

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

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

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

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

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

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

Мощность потребления электроприборами

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

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

Электрическая схема подключения
электрического однофазного счетчика

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

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

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

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

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

Трехфазный счетчик подключается по такому же принципу. На первый контакт подается фаза А, а со второго – снимается. На третий подается фаза В, а с четвертого выходит. На пятый подается фаза С, а с шестого снима

ydoma.info

принцип работы, схема прибора и инструкция

Размер платы за электроэнергию зависит не только от количества подключенных приборов, но и от точности и типа счетчика. Один из самых надежных — электронный электросчетчик.

Виды

Суть работы любого счетчика заключается в измерении активной энергии и расчете потребления. В то же время имеются несколько вариантов конструкции счетчика. Данные приборы делятся:

• В соответствии с принципом подключения — оборудование напрямую подключено или подключено в трансформаторную цепь.
• В зависимости от измеряемых значений — однофазные и трехфазные.

Подключение однофазного счетчика

• По типу конструкции — механические, электронные и гибридные.
• По числу тарифов — одно- или многотарифные.

Трехфазный прибор в сети

Электронные устройства имеют ряд преимуществ: они более точны и позволяют использовать несколько цен на электроэнергию, при этом показания пересчитываются по этим ценам независимо от владельца.

Важно! Существуют также гибридные счетчики с цифровым интерфейсом и механическим вычислительным устройством, но используются они редко.

Технические параметры

Общие требования:

• Уровень точности не менее 0,5S.
• Соответствие требованиям ГОСТ Р (52320-2005, 52323-2005, 52425-2005).
• Сертификат об утверждении типа.

Функциональные требования:

• Измерение и расчет активной и реактивной мощности (общая мощность для непрерывной работы), мощность в одном или двух направлениях (30-минутные приращения мощности).
• Сохранять результаты измерений (на время не менее 35 дней) и информацию о состоянии измерительного прибора.
• Наличие энергонезависимых часов, обеспечивающих точный показ даты и времени (с использованием внешней синхронизации с ежедневной точностью не менее ± 5,0 секунд в составе SOEV).
• Поддержание автоматической коррекции времени.
• Автоматическая самодиагностика через обобщенные сигналы в журнале событий.
• Предотвращение несанкционированный доступ к информации и программному обеспечению.
• Прибор должен обеспечивать работу в диапазоне температур, определяемых условиями эксплуатации. (-40 .. + 550С).
• Среднее время наработки на отказ составляет не менее 35 000 часов.
• Интервал тестирования — не менее 8 лет.

Принцип работы и схема подключения

Принцип работы счетчика основан на непосредственном измерении напряжения и тока: вся информация о потребляемой мощности подается в индикатор и сохраняется в памяти устройства.

Как устроен электронный счетчик электроэнергии

Электронный электросчетчик имеет следующие преимущества:

• Позволяет более точно считывать информацию, тем самым предотвращая большую погрешности измерения электроэнергии.
• Его размер намного меньше механического.
• Он может автоматически переключаться между тарифами без необходимости присутствия хозяина. Это существенно экономит средства.
• Электронная модель проверяется каждые 4-16 лет. Это необходимо для проверки правильности исчисления. Проверка выполняется в рамках правил для обеспечения согласованности измерений.

Важно! Первая проверка выполняется на заводе-изготовителе, дата указана в паспорте прибора.

Помимо преимуществ имеются и некоторые недостатки. К ним относятся более высокие затраты на приобретение самого приборов и их ненадежность: несмотря на гарантию производителя, электронные модели приходится заменять чаще, чем механические модели. Последние работают в течение десятилетий, потому что их устройство очень простое, и ломаться, по сути, нечему.

Напряжение тока внутри счетчика преобразуется в электрические импульсы. Их количество варьируется в зависимости от входной энергии. То есть чем больше потребляемая мощность, тем больше импульсов получает и считает устройство.

Электронный счетчик вместе со счетным устройством имеет дисплей, который показывает изменения в потреблении тока, максимальных и минимальных значениях и других данных, требуемых владельцем.

Инструкция по применению

Инструкция по эксплуатации и монтажу содержит следующие пункты:

• Прибор может устанавливать персонал, прошедший инструктаж по мерам безопасности и имеющий квалификационную группу по электробезопасности не ниже уровня III (электрическая установка до 1000 В).
• Перед установкой надо извлечь прибор из транспортной упаковки и провести внешний осмотр.
• Убедиться, что корпус и защитная крышка распределительной коробки не имеют значительных повреждений.
• Установить счетчик на рабочем месте, снять защитную крышку распределительной коробки и подключить к цепи напряжения

Важно! Подключение к сети проводить только с отключением питания

• Установить крышку распределительной коробки и закрепить ее двумя винтами.
• Включить питание и убедиться, что счетчик включен: индикатор показывает значение энергии, учитываемое в текущей зоне.
• Отметить в таблице дату установки и дату ввода в эксплуатацию.

Монтаж счетчика в щит

Как самостоятельно проверить счетчик

Чтобы проверить работоспособность счетчика, нужно провести несколько шагов:

1. Нужно убедиться, что прибор правильно подключен к сети 220 или 380 В в соответствии со схемой.
2. Проверить, что диск не вращается произвольно. Для этого нужно отключить все автоматы в щитке и подождать некоторое время. Если счетчик все равно вращается, то он неисправен.
3. Проверка намагниченности. Влияние магнита также меняет работу прибора. Проверить его наличие можно с помощью небольшой металлической иголкой или специальным прибором.

Проверка прибора с помощью специальных приборов

Электронный счетчик — дорогой, но точный прибор, который в дальнейшем поможет сэкономить на плате за электроэнергию. Сложность конструкции обеспечивает удобство работы, но также является причиной частых поломок.

rusenergetics.ru

Подключение электросчетчика: схема, видео — Asutpp.ru

Для контроля и учета потребленной электрической энергии, необходимо специальное устройство – электросчетчик. Как на больших производственных предприятиях, так и в частных квартирах, при заключении договора на поставку электричества, без этого устройства не обойтись.

При установке счетчика для подсчета потраченной электроэнергии необходимо правильно подключить его в схему электроснабжения.

Электросчетчики бывают как однофазные, так и трехфазные, прямого или косвенного подключения.

В данной статье мы подробно расскажем, как самостоятельно подключить оба вида электросчетчиков.

Как установить однофазный электросчетчик

Однофазный электросчетчик подключают непосредственно в разрыв линии питания. До установки счетчика к линии питания не должны быть подключены какие-либо потребители электроэнергии. Для защиты подводящей линии электроснабжения перед счетчиком целесообразно установить вводной автоматический выключатель. Он будет необходим при замене счетчика, чтобы не обесточивать всю подводящую линию.

После счетчика также необходимо поставить автоматический выключатель, он будет защищать отходящую линию и сам счетчик, если неисправность произойдет в цепи потребителя электроэнергии.

Подключение однофазного электросчетчика

При подключении электросчетчика необходимо обратить внимание на схему подключения, она обычно располагается на тыльной стороне клеммной крышки. У однофазного счетчика имеется четыре клеммы для подключение проводов:

1. Вход фазного провода.
2. Выход фазного провода.
3. Вход нулевого провода.
4. Выход нулевого провода.

Подключение однофазного электросчетчика

Провода питания после вводного автоматического выключателя зачищают от изоляции на 15 мм и подключают к 1 и 3 клемме, отводящие провода также зачищают от изоляции и подключают к 2 и 4 клемме, соответственно схеме на крышке прибора.

Схема подключения счетчика меркурий

Такая схема подключения электросчетчика подходит для квартиры в многоэтажном доме, гаража, загородного дома или для небольшого торгового павильона.

Подключение современного электронного счетчика типа Микрон ничем не отличается от вышеизложенной схемы, которая может использоваться для установки любого однофазного учетного прибора.
Видео: подключение однофазного однотарифного счётчика электрической энергии

Подключаем трехфазный электросчетчик

Существует два типа подключения трехфазного счетчика, прямое и косвенное, через разделительные трансформаторы тока.

Если необходимо учитывать потребление относительно небольшого количества трехфазных потребителей малой мощности, то счетчик электроэнергии устанавливается непосредственно в разрыв питающих проводов.

Если же необходимо контролировать достаточно мощные потребители трехфазной электросети, и их токи превышают номинальные значение электросчетчика, значит необходимо устанавливать дополнительные трансформаторы тока.

Для частного загородного дома, или небольшого производства, будет достаточно установки только одного счетчика, рассчитанного на максимальный ток до 50 ампер. Его подключение похоже на описанное выше, для однофазного счетчика, но разница в том, что при подключении трехфазного счетчика используется трехфазная питающая сеть. Соответственно количество проводов и клемм на счетчике будет больше.

Подключение трехфазного счетчика

Рассмотрим прямое подключение счетчика

Подводящие провода зачищают от изоляции и подключают к трехфазному автомату защиты. После автомата три фазных провода подключаются к 2, 4, 6 клемме электросчетчика соответственно. Выход фазных проводов осуществляется к 1; 3; 5 клеммам. Входной Нейтральный провод подключается к клемме 7. Выходной к клемме 8.

После счетчика, для защиты, устанавливаются автоматические выключатели. Для трехфазных потребителей ставятся трехполюсные автоматы.

К такому счетчику можно подключить и более привычные, однофазные электроприборы. Для этого необходимо подключить однополюсный автомат от любой отходящей фазы счетчика, а второй провод взять от нейтральной шины зануления.

Если планируется устанавливать несколько групп однофазных потребителей, их необходимо равномерно распределить, запитав автоматические выключатели от разных фаз после счетчика.

Схема подключения трехфазного электросчетчика

Косвенное подключение счетчика через трансформаторы тока

Если потребляемая нагрузка всех электроприборов превышает номинальное значение силы тока, которое может проходить через счетчик, но необходимо дополнительно установить разделительные трансформаторы тока.

Такие трансформаторы устанавливаются в разрыв силовых токоведущих проводов.

Трансформатор тока имеет две обмотки, первичная обмотка выполнена в виде мощной шины, продетой через середину трансформатора, она подключается в разрыв силовых проводов питания электропотребителей. Вторичная обмотка имеет большое количество витков тонкого провода, эта обмотка подключается к электросчетчику.

Счетчик подключенный через трансформаторы тока

Такое подключение значительно отличается от предыдущего, оно намного сложнее и требует специальных навыков. Рекомендуем для работ по подключению трехфазного счетчика с трансформаторами тока пригласить квалифицированного специалиста. Но если вы уверены в своих силах и имеете подобный опыт, то это решаемая задача.

Необходимо подключить три трансформатора тока, каждый для своей фазы. Трансформаторы тока крепятся на задней стенке вводного шкафа учеба. Их первичные обмотки подключаются после вводного рубильника и группы защитных предохранителей, в разрыв фазных силовых проводов. В этом же шкафу устанавливается трехфазный электросчетчик.

Подключение производится согласно утвержденной схеме.

Схема подключения трансформаторов тока

К силовому проводу фазы А, до установленного трансформатора тока, подключается провод сечением 1.5 мм², второй его конец заводится на 2ю клемму счетчика. Аналогично подключают провода сечением 1.5 мм² к оставшимся фазам В и С, на счетчике они подходят к клеммам 5 и 8 соответственно.

От клемм вторичной обмотки трансформатора тока, фазы А, провода сечением 1.5 мм² идут к счетчику на клеммы 1 и 3. Необходимо соблюдать фазировку подключения обмотки, иначе показания счетчика будут не верны. Аналогичным образом подключаются вторичные обмотки трансформаторов В и С, они подключаются к счетчику на клеммы 4, 6 и 7, 9 соответственно.

10-я клемма электросчетчика подключается к общей нейтральной шине зануления.

Установка счетчика в щите на лестничной площадке или гараже своими руками

На каждой лестничной площадке многоэтажного жилого дома, расположен щит учета с электросчетчиками, которые подсчитывают потребление электричества на всем этаже. Что нужно для монтажа счетчика в распределительном щите:

1. Приготовить необходимые инструменты: кусачки, плоскогубцы, клещи для снятия изоляции, отвертки, изоленту и прочее.
2. Доступ к вводному рубильнику для отключения от сети линию этого этажа.

Схема подключения счетчика и автоматов защиты.

Подключение счетчика в подъезде

Для начала нужно сделать ответвления от питающей линии. Для этого предварительно обесточенные магистральные провода зачищают от изоляции с помощью специальных клещей, на расстояние 3 см. На это место ставят специальный клеммник для ответвления провода. После установки клеммника на магистральный провод, к нему подключают отводящий провод, который пойдет к вводному автомату.

Аналогичным образом делают ответвление и от нулевого магистрального провода.

Затем устанавливают все аппараты защиты, и сам счетчик, на панель щита, это удобнее делать с помощью Din-рейки. После установки всех компонентов на место производится подключение проводов.

Сделанное ответвление от фазного магистрального провода подключают к вводному автомату, затем с выхода вводного автомата провод подключается, согласно схеме, к первой клемме счетчика. Ответвленный нулевой провод подключают сразу ко второй клемме счетчика, автоматический выключатель для него не нужен.

От третьей клеммы провод идет на групповые автоматы защиты потребителей. Провод с четвертой клеммы подключается к общей шине зануления, к ней же будут подключаться все нулевые провода от потребителей.

Фазные провода, приходящие с квартиры, подключают к нижним зажимам автоматических выключателей, которые установлены после счетчика. Для каждого фазного провода (группы электроприборов) необходимо устанавливать отдельный автоматический выключатель. Запрещается подключение нескольких фазных проводов к одному автомату.

Все нулевые провода от групп потребителей электроэнергии квартиры, подключаются к общей шине зануления.

Помните, что в щите на лестничной клетке, располагаются не только ваши счетчики и автоматические выключатели, но и ваших соседей. Чтобы избежать путаницы при возникновении каких-либо неисправностей обязательно сделайте отметки с номером квартиры на ваших автоматических выключателях и счетчике.

Установка счетчика электроэнергии для гаража аналогична. Отличие заключается только в том, что нет надобности в ответвлении магистральных проводов, поскольку в гараж заводятся уже готовые отдельные провода питания.

www.asutpp.ru

Принцип работы электросчетчика

Содержание:

1. Какие виды электросчетчиков бывают
2. Принцип работы индукционного счетчика
3. Принцип работы электронного счетчика электроэнергии

В каждую электрическую сеть квартиры или частного дома подключается электросчетчик, учитывающий потребленную электроэнергию. Отличительной особенностью данного прибора является его последовательное подключение. Это позволяет определять в полном объеме количество тока, проходящего через его обмотки. Принцип работы электросчетчика зависит от того, к какому типу относится тот или иной прибор.

Какие виды электросчетчиков бывают

В быту используются три вида счетчиков:

1. Механические или индукционные, несмотря на простоту и дешевизну, они отличаются большими погрешностями, невозможностью тарификации и другими недостатками.
2. Электронные счетчики обладают явными преимуществами в виде высокой точности, удобного интерфейса и многих других полезных функций.
3. Третий вид приборов учета относится к гибридным устройствам, в которых имеется механическая и электронная часть. Они используются достаточно редко, поэтому более подробно следует рассмотреть два первых типа электросчетчиков.

Принцип работы индукционного счетчика

Еще совсем недавно индукционные счетчики были неотъемлемой частью электрических сетей в квартирах. Счетное устройство в этих приборах представлено вращающимся алюминиевым диском и цифровыми барабанами, отображающими показатели расхода электроэнергии в реальном времени.

Принцип действия подобных устройств достаточно простой. Электромагнитное поле, возникающее в катушках счетчика, взаимодействует с диском, выполняющим функцию подвижного токопроводящего элемента. В однофазном индукционном счетчике выполняется параллельное подключение одной из катушек к обмотке напряжения, которая служит сетью переменного тока. Другая катушка подключается последовательно на участке между обмоткой тока или нагрузкой и генератором электроэнергии.

Действие токов, протекающих по обмоткам, приводит к созданию переменных магнитных потоков, пересекающих вращающийся диск. Их величина составляет пропорцию между потребляемым током и входным напряжением. В соответствии с законом электромагнитной индукции в самом диске происходит возникновение вихревых токов, протекающих по направлению магнитных потоков.

Вихревые токи и магнитные потоки начинают взаимодействовать между собой в диске. В результате, появляется электромеханическая сила, которая и приводит к созданию вращающегося момента. Таким образом, возникает пропорция между полученным вращающимся моментом и произведением двух магнитных потоков, возникающих в обмотках тока и напряжения, умноженных на синус сдвига фазы между ними.

Нормальная работа индукционного электросчетчика возможна только при условии фазового сдвига, равного 90 градусам. Такой сдвиг можно получить, разложив магнитный поток обмотки напряжения на две части. Получается, что диск прибора вращается с частотой, пропорциональной активно потребляемой мощности. Поэтому непосредственный расход электроэнергии будет находиться в пропорции с количеством оборотов диска. Полученные данные о потреблении передаются на механическое счетное устройство, ось которого связана с осью подвижного диска с помощью зубчатой передачи. Такая конструкция обеспечивает синхронное вращение обоих элементов.

Принцип работы электронного счетчика электроэнергии

До недавних пор все измерения потребленной электроэнергии осуществлялись с помощью индукционных счетчиков. Постепенно, с развитием микроэлектроники, произошел существенный сдвиг в деле совершенствования приборов учета и контроля потребляемой электроэнергии. Были созданы современные цифровые электронные системы управления с применением новейших микроконтроллеров. Это позволило многократно повысить точность измерений, а отсутствие механики значительно повысило надежность счетчика.

Для электронных электросчетчиков разработана специальная элементная база и методы обработки поступающей информации. После обработки цифровых данных стал возможен одновременный подсчет не только активной, но и реактивной мощности. Данный фактор приобретает важное значение при организации учета в трехфазных сетях. В результате, были созданы многотарифные электросчетчики, учитывающие накопленную энергию в течение определенного времени суток. Данные приборы способны автоматически определять тот или иной тариф.

Простейшая цифровая система на основе обычного микроконтроллера применяется в тех случаях, когда необходимо измерить импульсы, вывести информацию на дисплей и обеспечить защиту при аварийном сбое. Такие устройства являются цифровыми аналогами механических электросчетчиков. В этой системе поступление сигнала происходит через определенные трансформаторные датчики. Далее он идет на вход микросхемы-преобразователя.

Снятие частотного сигнала, поступающего на вход микроконтроллера, осуществляется на выходе микросхемы. Микроконтроллер подсчитывает все поступившие импульсы и преобразует их в полученное количество энергии (Вт*ч). Когда поступающие единицы накапливаются, их общее значение выводится на монитор и фиксируется во внутренней флэш-памяти на случай исчезновения напряжения в сети и других сбоев. Это позволяет вести непрерывный учет потребляемой электроэнергии.

Работает многотарифный электронный счетчик электроэнергии по собственному алгоритму. Последовательный интерфейс позволяет обмениваться информацией с внешним миром. С его помощью задаются тарифы, устанавливается и включается таймер времени, поступает информация о накопленной электроэнергии и т.д. Энергонезависимая оперативная память разделяется на 13 банков данных, сохраняющих информацию о количестве энергии, накопленной по разным тарифам. Первый банк учитывает всю энергию, накопленную от начала работы счетчика. В следующих 12 банках производится учет накоплений за 11 предыдущих месяцев и за текущий период.

Таким образом, принцип действия электросчетчика в электронном варианте, позволяет изменять тарифы в соответствии с заранее установленным расписанием. Через специальный разъем можно подключиться к прибору и выяснить объем электроэнергии, оплаченной потребителем.

electric-220.ru

Схема подключения однофазного электросчетчика

Представленная здесь схема подключения однофазного электросчетчика универсальна и одинаково подходит для установки одно- или двухтарифного счетчика электроэнергии, не важно электронного или индукционного (механического) он типа, вне зависимости от марки и фирмы производителя, будь то Нева, Энергомера, Меркурий и т.п.

Практически любой однофазный счетчик имеет четыре клеммы для подключения проводов. В зависимости от марки и функционала конкретного электрического счетчика, клеммы могут быть промаркированные по-разному, но при этом порядок подключения проводов к ним один. Поэтому для удобства и универсальности мы на схеме пронумеруем их по порядку, слева на право от 1 до 4.

Вводной электрический кабель, заходящий в квартиру или дом, в однофазной сети состоит из двух (фаза и ноль) или трех (фаза, ноль, заземление) проводов.

Для подключения электросчетчика и его правильной работы нам понадобится два провода — это фаза и рабочий ноль. Определить какой из ваших проводников фазный, а какой нулевой поможет статья «Как определить фазу, ноль и заземление самому, подручными средствами?»

 

Универсальная схема подключения проводов к однофазному электросчетчику

 

Схема выглядит следующим образом:

На схеме вы можете видеть расположенный по центру однофазный электросчетчик, слева к нему подходит вводной силовой кабель (фаза и ноль), справа расположены провода, выходящие на нагрузку, грубо говоря по ним уже протекает учтенная счетчиком электроэнергия, которая через защитную автоматику поступает к вашим розеткам, светильникам и т.д.

Порядок подключения проводов к клеммам однофазного счетчика следующий:

Клемма «1» — Фазный провод вводного кабеля (обычно белый, коричневый или черный провод)

Клемма «2» — Фазный провод, выходящий на нагрузку квартиры или дома (обычно белый, коричневый или черный провод)

Клемма «3» — Нулевой провод вводного кабеля (обычно голубой или сине-голубой провод)

Клемма «4» — Нулевой провод, выходящий на нагрузку квартиры или дома (обычно голубой или сине-голубой провод)

Подключения выполненного по этой схеме, уже достаточно для правильной работы однофазного счетчика в домашней электросети. Подключение защитного заземления к электросчетчику не требуется. Дополнительные клеммы, которые могут быть на вашей модели однофазного электросчетчика – вспомогательные и служат для доступа к сервисным функциям, обслуживания, автоматизации учета энергии и т.д.

СХЕМА ПОДКЛЮЧЕНИЯ ОДНОФАЗНОГО СЧЕТЧИКА В ЭЛЕКТРОЩИТЕ

В домашней электросети однофазный счетчик электрической энергии всегда устанавливается и взаимодействует с защитной автоматикой. Всё это хозяйство обычно располагается в специальном ящике – щите учета и распределения (ЩУР) электроэнергии.

И конечно же существуют правила, по которым выполняется подключение однофазного электросчетчика. Если следовать им, самая простая схема подключения однофазно счетчика должна выглядеть следующим образом:

Как видите, перед электросчетчиком, необходимо установить однополюсный автоматический выключатель, так называемый «вводной автомат», в который заходит фазный провод вводного кабеля и уже из него фаза поступает в клемму «1» электросчетчика, рабочий ноль заходит сразу в клемму «3», а защитное заземление (защитный ноль) подключается напрямую к нулевой шине.

В качестве нагрузки в нашем примере, выступают — защитный автоматический выключатель, к которому можно подключить группу освещения и автоматический выключатель дифференциального тока (дифференциальный автомат, дифавтомат), на группу розеток. Компоновка вашего щита может быть иной, но принцип подключения автоматики после однофазного электросчетчика будет схожим.

Это наиболее простая из рекомендованных в ПУЭ (правила устройства электроустановок) и часто применяемая, схема подключения однофазного электросчетчика.

Так же, я бы рекомендовал рассмотреть более доработанный, усовершенствованный вариант схемы подключения однофазного электросчетчика, в котором используется двухполюсный вводной автомат.

Как видите, в этой схеме через двухполюсный автоматический выключатель, проходит не только фазный, как в первом случае, но и нулевой проводник вводного питающего кабеля. Теперь, в случае возникновения аварийной ситуации и срабатывания вводного автомата, разорвется и нулевой провод, на котором, в некоторых случаях, может быть опасный потенциал и это не единственное преимущество данной схемы подключения. Помните, важно использовать именно двухполюсный автомат, а не два, не объединенных однополюсных!

Если же у вас остались вопросы по схеме подключения однофазного электросчетчика, дополнения или замечания к написанному, обязательно пишите в комментариях к статье, постараюсь оперативно всем ответить!

rozetkaonline.ru

Принцип работы электронного счетчика электроэнергии

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.

Виды приборов

Принцип работы любого счетчика заключается в измерении активной энергии и подсчете потраченного.

При этом различают несколько вариантов счетчиков.

Определиться с выбором электронного счётчика поможет данный материал: https://teplo.guru/elektrichestvo/schetchiki/kakoj-luchshe-postavit-v-kvartire.html

Они делятся:

• по принципу подключения – на приборы прямого и трансформаторного включения;
• по измеряемым величинам – на однофазные и трехфазные;
• по конструкции – на механические, электронные и гибридные;
• по количеству тарифов – на одно- и многотарифные.

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.

Стоит отметить: существуют также гибридные счетчики, имеющие цифровой интерфейс и механическое вычислительное устройство, но, судя по отзывам, применяются они крайне редко.

Об установке электросчётчика в частном доме можно прочитать здесь: https://teplo.guru/elektrichestvo/schetchiki/ustanovka-v-chastnom-dome.html

Как работает

Электрический учет устроен на прямом измерении напряжения и тока: вся информация о потреблении электричества подается на индикатор и сохраняется в памяти устройства.

При этом, устройство обладает рядом преимуществ:

1. Оно позволяет точнее считывать информацию, что препятствует краже электроэнергии.
2. Обладает меньшими размерами по сравнению с механическими.
3. Может автоматически переключаться по разным тарифам, не требуя присутствия человека, что позволяет экономить деньги.
4. Электронные модели проверяют раз в 4-16 лет. Это необходимо для проверки правильности начислений. Проверкой занимается Сфера государственного регулирования обеспечения единства измерений.

Примите к сведению: первая проверка проводится на заводе – ее дата указывается в паспорте прибора.

Одновременно с достоинствами обычно выделяют некоторые недостатки. К ним относят более высокую стоимость и их ненадежность: несмотря на уверения производителей, электронные модели приходится менять чаще механических. Последние способны работать несколько десятков лет, так как в них практически нечему ломаться.

Принципиальная схема электронного счетчика. (Для увеличения нажмите)

Подсчет электричества производится за счет преобразования сигналов тока и напряжения, «входящих» в прибор, в импульс, который он и подсчитывает.

Число последних при этом изменяется в соответствии с поступающей энергией. То есть, чем больше электричества будет израсходовано, тем больше импульса получит устройство и посчитает.

Вместе с подсчитывающим устройством электронный счетчик имеет дисплей, на котором отражаются изменения в потреблении тока, максимальное и минимальное значения, текущий тариф и другие необходимые хозяевам данные.

Однофазные и трехфазные модели

Главным принципом деления электронных счетчиков являются сами измеряемые величины и технические характеристики.

Они бывают:

1. Однофазными: их используют в квартирах, отдельных домах, небольших офисах и других площадках, питающихся от сети в 3-7 кВт с напряжением 220 В. Такие приборы рассчитаны на токи в 13-32 А (1 кВт = 4,5А, соответственно, 3 кВт – это 13,5 А). При выборе прибора необходимо учесть, что на нем должны быть обозначены номинальное и максимальное значения тока, обычно это соответствует 5-40 А.
2. Трехфазными: их обычно применяют в промышленных и бытовых зданиях с большой «проходимостью» тока, а также в частных коттеджах, где ввод происходит только по трехфазной системе. Самым простым способом выбрать подходящее устройство станет обращение в соответствующие службы: они смогут помочь в выборе, назвав основные характеристики или модели.

Стоит обратить внимание, что трехфазный счетчик должен иметь внутренний тарификатор. Он осуществляет формирование графика нагрузки и отслеживает переход тарифов, отмечает перенапряжения и отсутствие тока, его работу, спад или увеличение напряжения. Это помогает в снятии показаний счетчика.

Возьмите на заметку: электронные трехфазные счетчики обычно имеют журнал событий, в которых отмечаются все изменения в «работе» тока для своевременного устранения неисправностей.

При выборе электронного электросчетчика лучше остановиться на моделях в большим гарантийным сроком и указанным сроком службы, а также проследить, чтобы в городе была мастерская компании.

Чтобы безошибочно снять показания с электросчётчика рекомендуется изучить данный материал: https://teplo.guru/elektrichestvo/schetchiki/kak-snyat-pokazaniya.html

Это поможет сократить расходы в случаи поломки или установки нового.

Электронный вариант счетчика на сегодняшний день пользуется большим спросом в квартирах и домах. Благодаря расширенным возможностям он предотвращает хищения энергии и может помочь сберечь деньги владельцу жилплощади.

Выбирая модель, не стоит скупиться: дешевый вариант, сделанный из непрочных материалов, прослужит намного меньше, чем более дорогой.

Смотрите видео, в котором на примере конкретной марки рассмотрены особенности электронных счетчиков электроэнергии:

teplo.guru