Posted on

Содержание

Счётчик электрической энергии — Википедия

Устройство советского индукционного однофазного электросчётчика СО-И446. Крышки и механический индикатор сняты

Счётчик электрической энергии (электрический счётчик) — прибор для измерения расхода электроэнергии переменного или постоянного тока (обычно в кВт·ч или А·ч).

История создания счётчиков связана с изобретениями электротехнических устройств XIX века. Самые разные исследователи независимо и беспрестанно изучали электромагнетизм, внося собственную лепту в создание и последующее развитие счётчиков электроэнергии. Вот лишь некоторые этапы продолжительного пути развития. Всплеск теоретических открытий в области явлений, устанавливающих связь между магнитными и электрическими свойствами вещества, уже в 1-й половине XIX века.

Во второй половине XIX века к авторам теоретических трудов присоединились практики. В течение непродолжительного периода времени были изобретены гидротурбина, счётчик, трансформатор тока, электродвигатель, динамо-машина, электрическая лампа. Как считали первооткрыватели, само время дарило просветление, позволяя почти в одно и то же время свершаться схожим открытиям в противоположных концах света. В этом был, к примеру, уверен создатель индукционного электрического счётчика Отто Титус Блати, венгр по происхождению, который также являлся соизобретателем трансформатора. Аньош Йедлик и Вернер фон Сименс, каждый в своё время, придумали динамо-машину. Что, в свою очередь, позволило превратить электричество в коммерческий продукт массового спроса. Развитие систем освещения потребовало применения устройств измерения и стандартизации учёта электроэнергии.

Развитие систем передачи электроэнергии по пути создания систем высокого напряжения тормозилось главным недостатком цепей постоянного тока — невозможностью преобразования одного уровня напряжения в другой. И давний спор сторонников распределительных сетей постоянного и переменного тока окончательно решился в пользу последних; этому также способствовало изобретение трансформатора (1885 год). Попытки решить задачу учёта электрической энергии переменного тока привели к целому ряду открытий. Созданию индукционных счётчиков электроэнергии предшествовало обнаружение эффекта вращающегося магнитного поля (Никола Тесла — 1883 год, Галилео Феррарис

[1] — 1885 год, Оливер Шелленбергер — 1888 год). Первый счётчик электроэнергии для переменного тока разработан Оливером Б. Шелленбергером в 1888 году. Уже в 1889 году запатентован «Электрический счётчик для переменных токов» венгра Отто Титуц Блати (для компании «Ganz»). А в 1894 году Шелленбергер по заказу компании Westinghouse создал индукционный счётчик ватт-часов. Счётчик ватт-часов активной энергии переменного тока типа «А» появился в 1899 году, создатель Людвиг Гутман. Был дан старт непрерывным усовершенствованиям индукционных счётчиков электроэнергии. Счётчики, берущие начало от счётчика Блати и индукционных счётчиков Феррариса, вследствие великолепной надёжности и малой себестоимости, до сих пор массово изготовляются, именно с их помощью производят большую часть измерений электроэнергии.

  • Виды электросчётчиков

  • Трёхфазный электронный многотарифный электросчётчик с ЖК-дисплеем

  • Трёхфазный электронный однотарифный электросчётчик с механическим индикатором, установливаемый на DIN-рейку

  • Счётчики электроэнергии, включённые с АСКУЭ (особенностью таких счётчиков является подключение дополнительного кабеля для передачи данных)

  • Однофазный двухтарифный электронный электросчётчик с ЖК-дисплеем

Для учёта активной электроэнергии переменного тока служат индукционные одно- и трёхфазные приборы, для учёта расхода электроэнергии постоянного тока (электрический транспорт, электрифицированная железная дорога) — электродинамические счётчики. Число оборотов подвижной части прибора, пропорциональное количеству электроэнергии, регистрируется счётным механизмом.

В электрическом счётчике индукционной системы подвижная часть (алюминиевый диск) вращается во время потребления электроэнергии, расход которой определяется по показаниям счётного механизма. Диск вращается за счёт вихревых токов, наводимых в нём магнитным полем катушки счётчика, — вихревые токи взаимодействуют с магнитным полем постоянного магнита счётчика.

Устройство счётчика подобно устройству асинхронного двигателя, вращающий момент которого должен быть пропорционален мощности потребителя. Поэтому вращающееся поле счётчика создаётся двумя магнитными потоками, из которых один пропорционален напряжению потребителя, а другой — его току. Счётчик имеет две обмотки. Одна из обмоток присоединяется непосредственно к сети, а по другой пропускается ток потребителя. Так как диск вращается относительно поля постоянного магнита, то в нём будет индуктироваться ток, величина которого будет тем больше, чем больше скорость вращения диска. Этот ток всегда направлен таким образом, что стремится затормозить диск, и он может быть уподоблен механической нагрузке асинхронного двигателя. Но эта «нагрузка» не может остановить диска, так как при уменьшении числа оборотов будет уменьшаться тормозящее усилие. В итоге устанавливается равновесие между вращающим моментом (он пропорционален мощности потребителя) и тормозящим моментом (он пропорционален скорости вращения диска).

Следовательно, скорость вращения будет пропорциональна произведению силы тока I{\displaystyle I} на напряжение U{\displaystyle U} и на косинус фазового сдвига — то есть активной мощности. С помощью механической передачи вращающийся диск связан со счётным механизмом.

В электрическом счётчике электронного типа переменный ток и напряжение воздействуют на твердотельные (электронные) элементы для создания на выходе импульсов, число которых пропорционально измеряемой активной энергии.

Модели трёхфазных счётчиков

Счётчики электроэнергии можно классифицировать по типу измеряемых величин, типу подключения и по типу конструкции, электрические счётчики различаются между собой максимальной и рабочей пропускной мощностью.[2]

Импульсный электросчётчик с электромеханическим счётным механизмом, работающим от шагового электромагнитного привода.

По типу подключения все счётчики разделяют на приборы прямого включения в силовую цепь и приборы трансформаторного включения, подключаемые к силовой цепи через специальные измерительные трансформаторы.

По измеряемым величинам электросчётчики разделяют на

однофазные (измерение переменного тока 220 В, 50 Гц) и трёхфазные (380 В, 50 Гц). Все современные электронные трёхфазные счётчики поддерживают однофазный учёт.

Также существуют трёхфазные счётчики на напряжение 100 В, которые применяются только с трансформаторами напряжения и тока в высоковольтных (напряжением выше 660 В) цепях.

По конструкции: индукционным (электромеханическим электросчётчиком) называется электросчётчик, в котором магнитное поле неподвижных токопроводящих катушек влияет на подвижный элемент из проводящего материала. Подвижный элемент представляет собой диск, по которому протекают токи, индуцированные магнитным полем катушек. Количество оборотов диска в этом случае прямо пропорционально потреблённой электроэнергии.

Индукционные (механические) счётчики электроэнергии постепенно заменяются электронными счётчиками из-за отдельных недостатков: отсутствие дистанционного автоматического снятия показаний, однотарифный учёт, невысокий класс точности (как правило 2.0, реже 1.0), плохая защита от краж электроэнергии, значительные габариты и масса по сравнению с современными электронными приборами. Вместе с тем, индукционные счётчики обладают высокой надёжностью и хорошо подходят для квартир с низким энергопотреблением.

Электронным (статическим электросчётчиком) называется электросчётчик, в котором переменный ток и напряжение воздействуют на твердотельные (электронные) элементы для создания на выходе импульсов, число которых пропорционально потребляемой мощности. Измерение активной энергии такими электросчётчиками основано на преобразовании значения мощности в частоту следования электрических импульсов, которые поступают на счётный механизм. Этот механизм представляет собой электромеханическое (имеет преимущество в областях с холодным климатом, при условии установки прибора на улице) или электронное устройство, содержащее как запоминающее устройство, так и дисплей. Электронные счётчики хорошо подходят для квартир с высоким энергопотреблением и для предприятий.

Основными достоинствами электронных электросчётчиков является возможность учёта электроэнергии по дифференцированным тарифам (одно-, двух- и более тарифный), то есть возможность запоминать и показывать количество использованной электроэнергии в зависимости от запрограммированных периодов времени, многотарифный учёт достигается за счёт набора счётных механизмов, каждый из которых работает в установленные интервалы времени, соответствующие различным тарифам. Электронные электросчётчики имеют больший межповерочный период (4-16 лет) и класс точности (от 1.0 до 0.2)

Гибридные счётчики электроэнергии — редко используемый промежуточный вариант с цифровым интерфейсом, измерительной частью индукционного или электронного типа, механическим отсчётным устройством.

  • Лебедев И. А. Электрический счётчик // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). —
    СПб.    , 1890—1907.
  • Счётчик электрический // Большая Советская энциклопедия (в 30 т.) / Гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М.: «Советская Энциклопедия», 1976. — Т. XXV. — С. 131–132. — 600 с.
  • Счётчик электрической энергии // Краткая энциклопедия домашнего хозяйства / под ред. А. И. Ревина. — М.: Советская энциклопедия, 1960. — Т. 2. — С. 614. — 770 с.

Информация, которая поможет правильно выбрать счетчик электроэнергии

Главная / Статьи / Современные счетчики электроэнергииfoto1

Счетчики электроэнергии – неотъемлемая часть современного электрооборудования. Показания счетчиков используются при проведении коммерческих расчетов за электроэнергию, а также в системах  технического учета, организуемого на предприятиях для решения  внутренних задач.

Номенклатура современных счетчиков электроэнергии огромна. Она включает и самые простые счетчики с  механическим отсчетным устройством, и многофункциональные приборы, обеспечивающие отображение текущих значений, а также запись в энергонезависимую память, хранение и передачу в автоматизированные системы большого числа параметров.

Ниже приводится условная классификация счетчиков электроэнергии, которая позволит, более предметно, ориентироваться в приборах учета, представленных на рынке.

Индукционные и электронные счетчики.

Так как индукционные счетчики не соответствуют требованиям нормативных документов  по классу точности, то в данном материале они рассматриваться не будут. Речь будет идти только об электронных счетчиках. 

Однофазные и трехфазные счетчики.

СЕ 101 R5.1 5(60)А В зависимости от количества подключаемых фаз счетчики бывают однофазными и трехфазными.
Однофазные счетчики эксплуатируются при номинальном напряжении сети 230В.
Трехфазные счетчики рассчитаны на номинальное напряжение 3х57,7/100В (фазное напряжение 57,7В, линейное – 100В) и 3х230/400В (фазное напряжение 230В, линейное – 400В). Однако существуют счетчики с расширенным диапазоном рабочих напряжений. Например, счетчик ЦЭ6850М-Ш31 (Концерн «Энергомера») работает в диапазоне номинальных фазных напряжений  57,7…220В. Счетчики ПСЧ-4ТМ.05МК (АО «НЗиФ») в диапазоне: 3х(57,7…115)/(100…200)В или 3х(120…230)/(208…400)В.

Однотарифные и многотарифные счетчики.

Однотарифные счетчики ведут сквозной учет электроэнергии вне зависимости от времени суток и дня недели. В ряде регионов нашей страны применяются комбинированные тарифы, когда электроэнергия в дневное время стоит дороже, чем в ночное. Также льготный тариф может применяться в выходные и праздничные дни. Это сделано для того, чтобы выровнять нагрузку в рабочее и нерабочее время. Потребителей стимулируют  пользоваться энергоемким оборудованием в период действия более дешевого тарифа.

Счетчики, которые позволяют вести учет электроэнергии по нескольким тарифам, называются многотарифными. Чаще всего производители закладывают возможность учета по четырем тарифам, но можно встретить модели счетчиков с тремя и восемью тарифами. При вводе в эксплуатацию в счетчиках устанавливают  местное время и программируют согласно тарифному расписанию, принятому в конкретном регионе. Переключение тарифов осуществляется внутренним тарификатором.

На ЖК индикаторе счетчиков отображается количество электроэнергии потребленной по каждому тарифу, а также сумму по всем тарифам.
Многотарифные счетчики могут быть запрограммированы на однотарифный учет.

Непосредственное и трансформаторное подключение счетчиков к электрической сети.

NP73E Однофазные счетчики включаются в сеть непосредственно. Диапазоны рабочих токов – 5(50)А, 5(60)А, 5(80)А, 10(80)А, 10(100)А, где цифра перед скобкой указывает на величину номинального тока, число в скобках – величина максимального тока. 

Трехфазные счетчики, используемые на стороне высокого напряжения трансформаторных подстанций, подключаются к сети через высоковольтные трансформаторы тока и напряжения.

В электрических сетях низкого напряжения применяются как счетчики непосредственного, так и трансформаторного включения. Максимальный ток, на который изготавливают счетчики непосредственного включения, составляет 100А.  Если сила тока в контролируемой сети превышает 100А, то применяются счетчики трансформаторного включения.

Иногда встречаются случаи, когда счетчики трансформаторного включения используются при токе нагрузки менее 100А. Причин для такого решения может быть несколько. В перспективе ожидается увеличение потребляемой мощности. Или наоборот, потребление снижено на время ремонта, реконструкции или остановки части оборудования. Если потребляемая мощность в процессе функционирования предприятия может изменяться в широких пределах, то экономически выгоднее заменить трансформаторы тока, чем устанавливать новый счетчик.

У счетчиков трансформаторного включения величина рабочего тока может отличаться. Если используются трансформаторы с током вторичной обмотки равной 5А, то значения  номинального и максимального тока могут принимать следующие значения: 1(7,5)А; 5(7,5)А; 5(10)А. При токе вторичной обмотки измерительного трансформатора равной 1А, диапазон рабочих токов счетчика находится в пределах 1(2)А.

Трехфазные счетчики непосредственного включения рассчитаны на работу в одном из следующих диапазонов: 5(50)А, 5(60)А, 5(80)А, 10(80)А, 5(100)А, 10(100)А.

Счетчики активной, активной и реактивной энергии.

Существующие счетчики подразделяются на счетчики  активной энергии и счетчики  активной и реактивной энергии.

Счетчики активной энергии обычно применяются тогда, когда нагрузка носит резистивный характер. К такой нагрузке относятся электроплиты с конфорками, водонагреватели, утюги, лампы накаливания. 

В последние годы у абонентов электросетей, в том числе подключенных к однофазным сетям,  в нагрузке существенно возросла реактивная составляющая. Даже в бытовом секторе часто используется ручной электроинструмент, малогабаритные станки и сварочные аппараты. В освещении лампы накаливания заменяются  другими источниками света. Поэтому потребовались приборы учета, которые бы более полно учитывали потребление  электроэнергии. Счетчики активной и реактивной энергии успешно решают эту задачу. Они обладают расширенным функционалом, контролируют большее количество параметров, могут быть интегрированы в автоматизированные системы учета энергоресурсов.

Классы точности счетчиков электроэнергии.

Счетчики выпускаются с классом точности 0,2s, 0,5s, 1,0, 2,0. У однофазных счетчиков класс точности должен быть не ниже 2,0. У трехфазных – не ниже 1,0. Требования по использованию счетчиков того или иного класса точности изложены в Постановлении Правительства РФ от 04.05.2012 N 442 (ред. от 27.09.2018) «О функционировании розничных рынков электрической энергии, полном и (или) частичном ограничении режима потребления электрической энергии».

Для счетчиков активной и реактивной энергии отдельно указывается класс точности для каналов учета активной и реактивной энергии. Например, счетчик Меркурий 234 ART-03P, имеет класс точности A/R – 0,5s/1,0. Как правило, точность измерений реактивной энергии ниже на одну ступень по сравнению с точностью измерений активной энергии. Но иногда встречаются счетчики, например, производимые АО «Концерн Энергомера», у которых класс точности по активной и реактивной энергии одинаков.

Тип отсчетного устройства.

Для снятия показаний непосредственно с приборов  учета используются механические отсчетные устройства (ОУ) и  жидкокристаллические индикаторы (ЖКИ).

Механические ОУ, как правило, устанавливаются на счетчики активной энергии, не имеющие цифровых интерфейсов. Более сложные приборы оснащают ЖКИ, так как они более информативны.

Качество отображаемой информации на ЖКИ может зависеть от температуры окружающей среды. При температуре -200С и ниже не исключается погасание индикаторов. При этом счетчики сохраняют работоспособность и продолжают учет электроэнергии. При повышении температуры отображение информации восстанавливается.

Ряд счетчиков оснащаются подсветкой ЖКИ, что облегчает снятие показаний в условиях недостаточной освещенности.

Цифровые интерфейсы для передачи информации на диспетчерские пункты или на переносные устройства.

У многофункциональных счетчиков лишь малая часть информации выводится на жидкокристаллический индикатор.  Архив значений потребленной энергии, профиль мощности, параметры качества электросети, журнал событий сохраняются в  энергонезависимой памяти счетчиков. Получить доступ ко всему массиву информации можно лишь с помощью цифровых интерфейсов. К их числу относятся – RS-485, CAN, GSM/GPRS, PLC, RF, Ethernet, оптопорт.

Наибольшее распространение получил последовательный интерфейс RS-485. К его достоинствам можно отнести возможность объединения в сеть десятков и даже сотен приборов, а также большая, до 1200 метров, длина соединительных линий. В такой сети каждому прибору присваивается индивидуальный сетевой адрес. Опрос производится только  по запросу с диспетчерского  пункта. Самостоятельно счетчики ничего в сеть не транслируют.

В некоторых моделях счетчиков «Меркурий» (Меркурий 200.04, Меркурий 230AR-01CL, -02CL, -03CL, Меркурий 230ART-01CLN, -02CLN, -03CLN)  используется интерфейс CAN ( Controller Area Network — сеть контроллеров). Однако количество таких моделей в последние годы было сокращено.
 
CAN разрабатывался фирмой Bosch для подвижных объектов, в первую очередь, для автотранспорта. Впоследствии данный интерфейс был применен в промышленности. Его особенностью является то, что в сети может быть несколько контроллеров и ведомые устройства могут самостоятельно передавать информацию на верхний уровень управления, например, в случае возникновения аварийных ситуаций или при выходе за допустимые пределы наиболее важных параметров. Однако в счетчиках «Меркурий» подобный функционал не реализован. Независимо от того, какой интерфейс  используется – RS-485 или CAN, счетчики работают как ведомые устройства и  информация, получаемая от них при опросе, будет полностью идентична. То есть разница между этими интерфейсами заключается лишь в использовании различной элементной базы.

RS-485 и CAN являются промышленными интерфейсами и соединить их с персональнымиusb-rs485 компьютерами напрямую не представляется возможным. Эта проблема решается путем применения преобразователей интерфейса RS-485 – USB и CAN – USB. Могут использоваться как общепромышленные модели, так устройства, предлагаемые производителями счетчиков.

Для построения автоматизированной системы учета электроэнергии с использованием интерфейсов RS-485 или CAN необходима прокладка дополнительной информационной линии. Такая линия не потребуется, если для передачи информации  к счетчикам и от счетчиков использовать провода электрической сети. Данная технология получила название PLC (PowМеркурий 225er Line Communication). На практике эта технология реализуется через установку в счетчики модуля PLC интерфейса. Однако персональные компьютеры, как и в случае с RS-485, не имеют портов, способных принимать информацию в формате PLC. Поэтому требуются дополнительные устройства, которые должны преобразовывать  информацию, передаваемую в одном из промышленных стандартов в формат PLC и обратно. Данные устройства входят в состав концентраторов, коммуникаторов, устройств передачи данных и т.п. Конкретное название зависит от производителя.

Использование счетчиков с интерфейсом PLC имеет смысл только в том случае, если планируется развертывание автоматизированной системы коммерческого учета электроэнергии. В противном случае потребитель переплачивает за функционал, который не используется. Разница в стоимости счетчиков с однотипным функционалом, без PLC и с PLC может составлять десятки процентов.

s-1-02-01 При размещении счетчиков на удаленных объектах очень часто их опрос осуществляется через GSM/GPRS модемы (шлюзы). GSM-модем может быть встроенным или внешним. Для организации связи внешний модем  соединяется с выходом интерфейса RS-485 счетчика. Производители, как правило, предлагают фирменные GSM-модемы (шлюзы, коммуникаторы). Их стоимость обычно выше общепромышленных аналогов. Но фирменные устройства настроены на работу с конкретными образцами счетчиков, что облегчает их сопряжение и сокращает время сеансов связи.

Интерфейсы RF также позволяют отказаться от проводных линий, так как обмен информации происходит посредством радиоканала. Радиоканал может быть организован между счетчиком и верхним уровнем системы, а также между счетчиком и абонентским терминалом. Второй вариант используется для опроса счетчиков устанавливаемых на опорах ЛЭП или в случаях, когда доступ к счетчику затруднен.

В России выделены несколько частотных диапазонов, на использование которых не требуется получение разрешений. Передача информации в системах учета электроэнергии может вестись на следующих частотах: 433.075-434.750 МГц, 868,7-869,2 МГц и 2400-2483,5 МГц. Однако на эти диапазоны Постановлением Правительства РФ от 12.10.2004 N 539 (ред. от 25.09.2018) «О порядке регистрации радиоэлектронных средств и высокочастотных устройств» накладываются ограничения на мощность передающих устройств. Для первых двух диапазонов мощность излучения передатчика не должна быть более 10 мВт.

В нормативной базе нет требования об использовании в электросчетчиках какого-то одного  диапазона, из числа разрешенных. Поэтому каждый производитель выбирает те диапазоны частот, которые являются для них предпочтительными. Например, в счетчиках МИРТЕК 32 могут быть применены радиомодули на частоту 433 или 2400 МГц.  Беспроводные автоматизированные системы контроля и учета ресурсов ЖКХ на базе счетчиков с радиомодулем ФОБОС-1 и ФОБОС-3 используют частоту 868,8 МГц. Счетчики Меркурий 208.LF и Меркурий 238.LF для связи с блоком индикации Меркурий 258.2F также используют диапазон 868 МГц. Счетчики МАЯК 302АРТН.132Т обмениваются информацией с удаленными терминалами на частоте 2400 МГц.

Так как мощность радиомодемов невелика, то дальность связи будет зависеть от характера застройки – городская или сельская, а также от интенсивности помех в выбранном диапазоне.

Существенно увеличить расстояние между диспетчерским центром и счетчиками позволяет технология ZigBee, использующая диапазон 2400 Гц. Большая работа по стандартизации этого протокола связи позволяет включать в систему устройства разных производителей.

Главная идея, которая заложена в технологию ZigBee состоит в том, что такая система является самоорганизующейся и самовосстанавливающейся. Благодаря этому, в автоматическом режиме происходит маршрутизация сетевого трафика, определяется появление новых устройств, выбираются альтернативные маршруты передачи информации при отказе отдельных элементов.  Надежность функционирования системы достигается за счет избыточных связей каждого ее звена. То есть реализуется не иерархическая,  а сетевая структура, когда каждый элемент системы имеет связь со смежными устройствами.

В автоматизированной системе контроля и учета электроэнергии, построенной на основе технологии  ZigBee, каждый счетчик может стать ретранслятором информационных посылок. За счет этого расстояние от самого удаленного прибора до диспетчерского пункта может составлять несколько километров. 

Ряд производителей (Концерн «Энергомера», АО «НЗиФ») внедрили в своих счетчиках возможность использования модулей Ethernet, что позволяет подключать эти приборы к локальным вычислительным сетям без использования дополнительных адаптеров.

Оптопорт Для конфигурирования и опроса счетчиков также используются оптопорты. На передней панели большинства современных счетчиков располагается специальное окно, на которое накладывается адаптер оптопорта, подключаемого  к  USB-порту  компьютера. Данный метод обмена информацией со счетчиком не предполагает передачи информации на большие расстояния, но позволяет оперативно выполнить необходимые операции, даже если клеммы интерфейсов счетчика находятся под опломбированной крышкой.

Для того чтобы запрограммировать счетчик перед установкой или снять с него показания  в процессе эксплуатации необходимо соответствующее программное обеспечение, устанавливаемое на компьютер. Это может быть бесплатная сервисная   программа-конфигуратор или коммерческое ПО. 

У всех ведущих производителей счетчиков появились приборы, которые могут быть адаптированы под конкретного потребителя. В этом вопросе просматривается два основных подхода. Первый – это когда с самого начала конфигурация счетчика определяется заказчиком. Такой подход практикует «Эльстер Метроника». В этой компании любой счетчик изготавливается на основе заполненного опросного листа.

При втором подходе потребитель выбирает модель счетчика, допускающего установку плат расширения.  Данные счетчики изначально являются готовыми изделиями с определенным функционалом и набором интерфейсов. Далее возможности прибора наращиваются путем установки  дополнительных плат интерфейсов, выбираемые из стандартного набора.

Импульсные выходы.

Многие современные счетчики электроэнергии имеют импульсные выходы. Их количество равно количеству каналов учета электроэнергии. У счетчиков активной энергии один импульсный выход. У двунаправленных счетчиков четыре:  один — на прямое направление активной энергии, один — на обратное направление активной энергии,  один — на прямое направление реактивной энергии и один — на обратное направление реактивной энергии.

При включении счетчика в режим поверки импульсные выходы работают как поверочные, в рабочем режиме, как телеметрические.

Принцип работы импульсных выходов основан на том, что частота следования импульсов пропорциональна  току, протекающему через измерительные цепи.

Каждый тип счетчиков имеет такой параметр, как «постоянная счетчика». Постоянная счетчика измеряется в имп./(кВт*час) для каналов учета активной энергии и в имп./(кВАр*час) для каналов учета реактивной энергии. Эти значения указываются в паспортах (руководствах по эксплуатации) и на передней панели счетчиков.

До появления цифровых интерфейсов существовали системы автоматического учета электроэнергии, основанные на подсчете импульсов, передаваемых счетчиками. В настоящее время этот метод является устаревшим.

В некоторых счетчиках предусмотрена возможность программного изменения режима работы импульсных выходов. Вместо генератора импульсов выходы могут подключаться к устройству управления нагрузкой, которое изменяет импеданс  своей выходной цепи в зависимости от того, есть команда на ограничение нагрузки или нет.

Конструктивное исполнение.

Счетчики, предназначенные для установки в трансформаторных подстанциях, распределитСЕ 101 R5.1 5(60)Аельных устройствах и шкафах учета электроэнергии изготавливаются в виде моноблока. Такие счетчики могут иметь корпуса для монтажа на панель с помощью трех винтов или на 35 миллиметровую DIN-рейку. Встречаются счетчики, корпуса которых позволяют крепить их как на панель, так и на рейку. Например, СЕ 101 в корпусе R5.1.

Счетчики для установки на опоры линий электропередач состоят из двух частей – блока счетчика и устройства индикации. Ниже приводится несколько типов счетчиков, конструкция которых предусматривает такой способ установки:
а) однофазные — Меркурий 208, РиМ 129, МАЯК 103АРТН, CE208-C2, NP523, NP71E.2-1-5, AD11S;
б) трехфазные — Меркурий 238, РиМ 489.18, Маяк 132АРТН, CE308 C36 DLP, AD13S.

У каждого производителя устройство индикации называется по-разному. У АО «РиМ» — этоРиМ 040 rim129 дистанционный дисплей, у АО «НЗиФ» — удаленный терминал, у ООО «Инкотекс» — блок индикации. Связь между счетчиком и устройством индикации организуется через интерфейсы RF или PLC.  Если связь организована через радиоканал, то устройство индикации может быть переносным. При использовании интерфейса PLC устройство индикации должно быть  подключено к сети.

Устройства индикации могут сопрягаться с некоторыми счетчиками в корпусе моноблок. Производимый АО «РиМ» дистанционный дисплей РиМ 040 позволяет опрашивать счетчики РиМ 489, устанавливаемые в трансформаторные подстанции.

ООО «Матрица» заложила возможность опроса счетчиков 8 серии типа AD11A, AD13A с помощью пользовательского дисплея CIU8.В-2-1.

В соответствии с пунктом 1.5.13 «Правил устройства электроустановок» (ПУЭ) каждый установленный расчетный счетчик должен иметь на винтах, крепящих кожух счетчика, пломбы с клеймом госповерителя, а на зажимной крышке — пломбу энергоснабжающей организации. Иногда на счетчиках можно увидеть дополнительные пломбы, клейма или голографические наклейки. Эта пломбировка производится  заводами изготовителями для защиты от несанкционированного вскрытия верхней крышки. 

Количество направлений учета.

В настоящее время промышленность предлагает однонаправленные, двунаправленные и комбинированные  счетчики электроэнергии.
Однонаправленные счетчики могут использоваться только на линиях с потоком энергии в одном направлении.

Двунаправленные счетчики электроэнергии ведут учет электроэнергии в прямом и обратном направлении. Они применяются в тех случаях, когда имеют место перетоки электроэнергии между сетями или хозяйствующими субъектами.  Счетчики размещаются на границе балансовой принадлежности электросетей.  Полученные показания используются при расчетах за  межсистемные перетоки электроэнергии. Так как промышленные сети являются трехфазными, то и двунаправленные счетчики, чаще всего, являются трехфазными. Хотя существуют и однофазные двунаправленные счетчики.

Ниже приведены некоторые типы двунаправленных счетчиков и их производители. Меркурий 234ART2 и Меркурий ARTM2 (ООО «Инкотекс»),  СЕ301, СЕ303, СЕ304, СЕ308 при наличии в обозначении символа «Y», ЦЭ6850М при наличии в обозначении символов «2Н» (Концерн «Энергомера»), МАЯК 103 АРТ, МАЯК 302АРТ, ПЧС-4ТМ.05МК исп. 00…07, 20, 21 (АО «НЗиФ»), NP73, AD13, NP71, AD11 (ООО «Матрица»).

Комбинированные счетчики имеют три канала учета и предназначены для учета активной энергии независимо от направления тока в каждой фазе сети и реактивной энергии прямого и обратного направления и могут использоваться только на линиях с потоком энергии в одном направлении.

Управление нагрузкой.

Существует два способа ограничения нагрузки  — непосредственно через силовые  реле встроенные в счетчик и через внешние устройства. Внешние устройства могут быть активированы вспомогательными слаботочными реле счетчика или изменением сопротивления на импульсных выходах счетчика, переведенных в режим управления нагрузкой.

Для того чтобы счетчик мог ограничивать или отключать электроэнергию подаваемую потребителю, необходимо программно установить определенные параметры. Эта операция может быть выполнена как перед вводом прибора учета в эксплуатацию, так в процессе эксплуатации. Если счетчик входит в состав автоматизированной системы коммерческого учета электроэнергии, то команда на ограничение электроэнергии может быть подана дистанционно оператором диспетчерского пункта.

Функция управления нагрузкой реализуется в счетчиках непосредственного включения.

Многофункциональные счетчики.

Многофункциональные счетчики выводят на ЖК индикаторы информацию о текущих значениях энергопотребления и параметрах сети.  К параметрам сети относятся:
— мгновенные значения активной, реактивной и полной мощности по каждой фазе и по сумме фаз с указанием направления вектора полной мощности;
—  действующие значения фазных токов и напряжений, в том числе измеренные на одном периоде частоты сети, для целей анализа показателей качества электроэнергии;
—  значения углов между фазными напряжениями;
—  частота сети;
—  коэффициенты мощности по каждой фазе и по сумме фаз.

Однако огромный массив информации доступен только при подключении к компьютеру с установленным специализированным программным обеспечением. В этом случае становятся доступны следующие данные:
— об энергопотреблении не только за предыдущий день и месяц, но и на период от одного до трех лет;
— о профиле мощности на глубину, зависящую от объема памяти и периода интегрирования;
— параметры качества электроэнергии – дата и время выхода и возврата за нижнее допустимое и предельное допустимое значение напряжения каждой из фаз и частоты сети;
— значения утренних и вечерних максимумов мощности;
— журнала событий: даты и времени включения/выключения счетчика, коррекции текущего времени, включения и выключения счетчика или отдельных фаз, превышения лимита энергии по тарифам, вскрытия и закрытия основной крышки прибора и других параметров в зависимости от типа прибора и производителя.

Анализ этих данных открывает возможности по выработке мер для оптимизации энергопотребления и предотвращения аварийных ситуаций.

Сроки ввода счетчиков электроэнергии в эксплуатацию.

В ПУЭ (п. 1.5.13) определено, что на вновь устанавливаемых трехфазных счетчиках должны быть пломбы государственной поверки с давностью не более 12 месяцев, а на однофазных счетчиках — с давностью не более 2 лет. Если это требование нарушено, то счетчики должны быть подвергнуты очередной поверке.

виды и их характеристики, правовые особенности и полезные советы

В России электроэнергия подлежит учету. Подобный учет производится на основании специальных приборов. Если у гражданина они не установлены, то применяется повышенный тариф на услуги. Существует несколько видов технических приборов учета. У каждого свои особенности, плюсы и минусы. Перед установкой 1 из них рекомендуется ознакомиться с характеристиками, а также правовыми нормами. Давайте разберемся, какие бывают счетчики электроэнергии.

Что такое счетчик электроэнергии и зачем он нужен?

Счетчик электроэнергииСчетчик электроэнергииПриборы с целью учета и отображения электричества — специализированная аппаратура, которая предоставляет возможность осуществлять контроль за потреблением электричества.

Это нужный механизм, используемый с целью обеспечения необходимой работы конкретного прибора, всего дома или какого-либо типа бизнес-объекта (промышленного объекта).

Такие механизмы также имеют дисплей с данными (расходомер) пользования электричеством. Это считается безупречным методом установления уровня использования энергии на протяжении всего времени. Также механизм зачастую оказывается полезным в хозяйстве. Для установки и использования существуют специальные методы для результативности.

Основное значение — это применение приспособления согласно предназначению. Все модели имеют определенные свойства, класс и тип. В связи с данным фактом на рынке имеются дорогостоящие или недорогие устройства.

Простые системы счетчика электричества предусмотрены с целью применения с раздельными устройствами. Зачастую легкодоступные модели имеют незначительную стоимость, данные счетчики узкого применения безупречно подойдут с целью подсоединения к электробытовым механизмам.

Это может быть морозильник либо стиральная машина, центрифуга. Большая часть подобных счетчиков оснащены небольшим, но функциональным экраном, что демонстрирует степень пользования энергией в различное время на протяжении всего дня.

Здесь нужно, чтобы устройство было включено напрямую к механизму учета, а потом подключается напрямую к стене. Но имеется ряд беспроводных модификаций, какие функционируют весьма хорошо.

Возможно приобретение механизма учета электроэнергии, который будет обрабатывать информацию со всего дома. Счетчики этого типа часто настраиваются либо для подключения к источнику питания или распределительной коробке в доме, либо для непосредственного подключения к одной из существующих розеток.

Данный тип прибора считывания электроэнергии не предоставляет подробных сведений о том, сколько энергии используется отдельными приборами, но он помогает определить, сколько энергии используется в конкретный день.

Такая ситуация поможет внести изменения в распорядок дня (при необходимости), которые приведут к более эффективному и рациональному использованию всех бытовых приборов, что приведет к снижению энергопотребления.

Существуют также крупные модели, которые создавались и проектировались для использования на заводах, в офисных зданиях и в ряде коммерческих помещений. Здесь возможно определение ситуации, когда потребляется огромное количество энергии.

После того, как источники экстремального потребления энергии скорректированы, счетчики можно использовать для продолжения мониторинга использования, что позволяет выявлять небольшие проблемные области, прежде чем они могут ухудшиться. А также могут создать обстановку, когда происходит утечка электроэнергии на конкретном объекте.

Сегодня ведутся различные технические разработки и внедрение современных приборов учета. Они называются смарт. Их принцип действия заключается в автоматическом сборе информации о потреблении энергии и передачи этих данных напрямую поставщику услуг.

Виды приборов учета

Приборы учетаПриборы учетаНа сегодня в России существует несколько видов и типов счетчиков. Все они разделены по типу подключения (трансформаторного подключения, специальные измерительные, подключаемые к силовой цепи), по типу измеряемых величин (однофазные и трехфазные), по типу конструкции (индукционные, электронные и гибридные).

В России принято выбирать прибор учета по типу конструкции. Индукционные устройства также называют механическими. Они состоят из коробки (корпуса) устройства, крепления, защитного колпака, табло со стрелкой и цифрами.

Электронное же устройство также называют статическим. Он тоже включает такие детали, как корпус, крепление, табло. Только передняя часть устройства оснащена электронным полем, на котором показывается потребляемая энергия. Его преимущества в том, что с легкостью переносит перепады температур. Имеют большой срок службы – зачастую до 15 лет.

Гибридный же сочетает в себе элементы того и другого устройства. Используется крайне редко. Наиболее выгодными и часто приобретаемыми на рынке считаются механические счетчики.

По каким критериям необходимо делать выбор?

Специалисты советуют:

  1. Класс точности. Под данным термином подразумевается ошибка в показаниях, которая выражается в процентах. На панели устройства можно увидеть символ в кружке. Это именно класс точности. До недавнего времени этот показатель был равен 2,5% практически во всех случаях. Теперь с такой ошибкой в ​​квартирах (домах) счетчики не могут быть установлены. Вместо этого используется устройство с точностью до 2%. Это значение является максимально допустимым. В продаже можно найти устройства со значениями точности 0,2, 0,5 и 1. Например, индукционные счетчики энергии имеют коэффициент ошибок 2%. Срок их эксплуатации до 25 лет. Если ночью напряжение минимально, то точность будет снижаться. В ближайшее время будет принят законопроект Российской Федерации, в котором говорится, что счетчики электроэнергии могут использоваться с классом точности не более 1%.
  2. Однофазные или трехфазные. Этот параметр определяет электрическую сеть, которую использует гражданин. Если к входному автомату подключен подводящий провод с 2 проводниками, то это однофазный. Можно выбрать однофазный тип 220В. Если провод состоит из 4 проводов, то требуется трехфазный тип с напряжением 380 В. Напряжение в обоих случаях указано на приборной панели. Трехфазный счетчик может быть установлен в 1 фазу. В этом случае измерения будут правильными. Единственная разница в стоимости. Трехфазный блок дороже. При выборе однофазного счетчика срок его изготовления должен быть не более 2 лет. Если этот показатель превышает 2 года, то такой счетчик не будет зарегистрирован. Более того, необходимо проверить устройство или даже приобрести новое. Что касается трехфазного устройства, то этот показатель еще меньше — до 1 года. Найти дату изготовления можно в паспорте или на панели устройства.
  3. Еще одним нюансом, который учитывается при выборе счетчика, является номинальный и максимальный ток. Чтобы узнать максимальный ток, нужно взглянуть на конструкцию блока питания, которая указывает максимальный входной ток на машине. Если банальная замена дозирующего устройства проводится, то посмотреть на этот индикатор на старом устройстве. Новые выбирают с большой скоростью максимального тока. То есть, если у есть вводная машина на 32А, то нужен новый блок менее чем на 40А.

Основываясь на этой информации, можно приблизительно узнать, какой тип электросчетчика нужен для дома или квартиры (комнаты).

Как производить установку?

Установка прибора учетаУстановка прибора учетаУстановку по закону должен производить уполномоченный сотрудник коммунальной службы. Самостоятельно приборы учета не устанавливают и не регистрируют. Работник должен проверить элементы прибора, проверить пломбу и зафиксировать эти данные в акте.

В некоторых регионах разрешается самостоятельная установка в частных домах. Здесь нужно соблюдать технику безопасности и иметь знания в электрике.

С компанией-поставщиком обязательно нужно заключить договор об оказании услуг. После этого уполномоченный сотрудник имеет право проверить установку и составить акт опломбирования.

Зачастую все действия сводятся к нескольким этапам:

  1. Определиться с выбором прибора учета. При возможности проконсультироваться с сотрудниками коммунальных служб.
  2. Определиться с размещением (в помещении или на улице).
  3. Все счетчики (если их несколько) должны находиться в специальном боксе. Он защищает устройства от перепада температур и осадков (если размещение уличное).
  4. Пиковая нагрузка в частном доме может достигать 10 кВт, возможно только трехфазное питание. Соответственно, также необходим трехфазный счетчик электроэнергии. Для квартир и комнат подойдет однофазный. Разделить нагрузку между несколькими входами и счетчиками невозможно (для электроэнергии, потребляемой при входе в частный дом или жилой дом). Для трехфазной сети электропитания и установки соответствующей счетчику необходимо будет завершить проект разводки частного дома с расчетом нагрузки и характеристиками потребителей, разводкой электропроводки, расположением цепи заземления. После этого будет согласовано максимальное энергопотребление и технические условия на счетчик электроэнергии, установленный в частной собственности.

Среди основных требований можно выделить наиболее важные:

  1. Настройка счетчика в комплекте с защитой от перегрузки по току, короткого замыкания и коммутации пакетов, позволяющая полностью разорвать физический контакт с входными цепями.
  2. Установочные элементы собраны в единую упаковку с застекленным окном для считывания показаний электросчетчика.
  3. Отсек для счетчика должен быть снабжен «ушками» для наложения контролером печати.
  4. Также должна быть предусмотрена возможность отключения самого счетчика от внешнего напряжения. Нужно использовать внешний контакт или дополнительный пакетный выключатель сцепления.
  5. Установить измеритель на электрическую панель. Он переносится на вертикальной поверхности стены частного дома или специальной подставки на высоте не более 1,7 метра в положении, позволяющем свободно считывать показания.
  6. Счетчик, установленный в частных домах, должен быть удален от линии подачи газа хотя бы на 1 метр.

После подписания договора выполняется схема подключения однофазного или трехфазного электросчетчика в частном доме. Перед началом установки схема подлежит утверждению в уполномоченном органе (должен присутствовать акт). Также необходимо согласование места размещения в квартире или комнате.

Как будет исчисляться электроэнергия?

Исчисление электроэнергииИсчисление электроэнергииПосле установки и регистрации счетчика потребление электроэнергии будут исчислять по факту. Ежемесячно гражданину нужно будет подавать показания прибора учета вовремя.

Обычно это определенный предел, исчисляемый в днях и указанный в квитанции об оплате услуг. В некоторых субъектах РФ показания снимает специальный работник.

Уполномоченные работники руководствуются Постановлениями Правительства №354 и №491. Также на основе нормативных правовых документов взимают плату за электроэнергию, предоставляемую для общедомовых нужд. Стоимость 1 киловатта устанавливается федеральным и региональным законодательством.

Для квартир, частных домов и общежитий плата разная. Для общежитий и коммунальных квартир применяется повышающий коэффициент (1,5), который умножают на конкретную сумму денежных средств.

Здесь применяют формулу расчета (Pi = ViП x Ткр), в которой учитывается объем потребляемой услуги и установленный тариф. Если в помещении не установлен прибор учета, то применяется совсем иная формула (Pi = nj x Nj x Ткр). Здесь учитываются те же показатели, что и в предыдущей формуле плюс норматив по закону.

Приборы учета обязательно должны быть опломбированы. Данный факт фиксируют в акте уполномоченные сотрудники. Граждане не имеют право снимать защиту самостоятельно во избежание наложения штрафных санкций. Также нельзя менять или чинить пломбу. Все действия четко зафиксированы в нормах права.

Видео о том, как сэкономить на электричестве:

Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить нам.

Смотрите также Телефоны для консультации