Счетчик электроэнергии. Виды и работа. Применение и особенности

Счетчик электроэнергии. Виды и работа. Применение и особенности

Счетчик электроэнергии – это измерительный прибор для учета расхода потребляемого электричества. В зависимости от модификации устройство может работать в сетях постоянного или переменного тока. Единицей исчисления потребления выступает кВт/ч или А/ч.

Классификация счетчиков

Счетчики принято делить по трем критериям:

1. Типу измеряемой величины.
2. Способу подключения.
3. Конструкции.

При выборе необходимо обращать внимание на все три критерия, подбирая оптимальный прибор под требуемые параметры электрической сети и уровня потребления энергии.

Разновидности по типу измеряемой величины

Классификация счетчиков по типу измеряемой величины является самой простой для понимания даже человеку, который далек от знаний о принципе работы электросетей. Все приборы разделяют на однофазные и трехфазные. Однофазный счетчик электроэнергии предназначен для подключения к сетям переменного тока 220 В, 50 Гц. Трехфазные устройства работают с электросетями 380 В, 50 Гц. При этом они могут проводить измерения и при подключении в однофазной сети.

Однофазные приборы можно встретить в любой квартире или доме. Именно они рассчитаны для бытового пользования. Трехфазные устройства в большинстве случаев применяются на промышленных объектах, где проложена трехфазная электросеть, требуемая для работы мощного оборудования. В зависимости от модификации трехфазные счетчики могут иметь подключение на три или четыре провода.

Классификация по способу подключения

По способу подключения счетчики разделяются всего на две группы. Существуют приборы прямого включения и трансформаторного. Первые напрямую подсоединяются в сеть, а вторые нуждаются в подключении со специальным трансформатором, который включается в цепь перед самим счетчиком.

Разновидности по конструкции

Современные счетчики бывают в 3 вариантах конструкции:

• Индукционные.
• Электронные.
• Гибридные.

Индукционный счетчик

Индукционный (механический) счетчик электроэнергии имеет внутри неподвижные токопроводящие катушки, создающее магнитное поле. Получаемое от них поле влияет на подвижный элемент, представляющий собой диск, работающий по принципу проводника для электрических токов. При прохождении электроэнергии через диск, тот под влиянием магнитного поля катушек начинает оборачиваться, тем самым запуская механизм с таблом для подсчета. Чем интенсивнее проходящий ток, тем диск вращается быстрее. Механизм подсчета устройства спроектирован таким образом, чтобы определенное количество оборотов соответствовало изменению одного показателя на циферблате.

Механические приборы теряют свою актуальность, поскольку их конструкция является далеко не совершенной против более современных электронных счетчиков.

К недостаткам индукционных измерителей можно отнести:

• Невозможности дистанционного снятия показаний.
• Однотарифное измерение.
• Низкая чувствительность.
• Недостаточная защита от кражи электроэнергии.

Зачастую индукционные счетчики неспособны правильно рассчитывать уровень потребляемой энергии. Довольно часто при наличии слабого потребления, к примеру, при горении индикатора в блоке зарядного устройства телефона или бытового прибора, находящегося в режиме ожидания, счетчик вообще не реагирует, хотя и происходит минимальное потребление энергии. Кроме этого, отдельные модификации измерителей имеют совершенно противоположные проблемы. При включении мощного потребителя их диск оборачивается значительно быстрее реального уровня потребления энергии.

К преимуществам механических счетчиков можно отнести их действительно длительный срок эксплуатации и полную независимость от скачков электроэнергии. Они дешевые и довольно надежные. Но их класс точности соответствует уровню 2-2,5%, что является довольно низким в сравнении с электронными приборами.

Электронный счетчик электроэнергии

Электронный счетчик работает по иному принципу. В нем токи воздействуют на специальные электронные элементы, которые преображают их в импульсы. Количество импульсов пропорционально фактическому объему пропущенной энергии. В качестве считывающего механизма может применяться электронное или электромеханическое устройство, которое выводит данные на ЖК-дисплей. Электронные счетные элементы подходят для приборов, которые устанавливаются внутри квартир и домов. Электромеханический механизм применяется на счетчиках, монтируемых на фасадах зданий.

Главное преимущество таких приборов в их высокой точности. Они корректно отображают то количество энергии, которое пропустили для потребителей. Кроме этого, их электронные составляющие позволяют вести учет энергии по нескольким тарифам. То есть, они способны запоминать информацию о том, сколько энергии было употреблено в дневное время, а сколько в ночное. Это позволяет проводить оплату за потребляемое электричество по нескольким тарифам, если это предусмотрено договором с компанией поставщиком.

Данные приборы имеют продолжительный межповерочный период. В зависимости от производителя счетчик нуждается в сдаче на поверку раз в 4-16 лет.

Электронный счетчик имеет в своей конструкции энергонезависимые часы и счетные элементы, которые сохраняют данные в случае исчезновения напряжения в сети. Благодаря этому при включении после аварийного обесточивания вся информация об уровне использованной электроэнергии не будет обнуляться. При этом такие приборы имеют собственное программное обеспечение, которое проводит автоматическую корректировку времени, что важно в случае подсчета в нескольких тарифах. Также такие устройства имеют защиту от несанкционированного доступа, которая фиксирует такие попытки в журнале событий.

Электронные счетчики имеют высокий класс точности, который составляет не менее 1%. Такие приборы позволяют провести дистанционную проверку показателей без необходимости доступа в дом. Благодаря этому контролеру не обязательно заходить в квартиру, что особенно удобно, если жильцы в рабочие дни не присутствуют дома. Все же электронный счетчик электроэнергии имеет и недостаток, который выражается в высокой стоимости. Провести ремонт таких устройств значительно дороже, чем механических. Данные приборы весьма чувствительны к перепадам напряжения. В случае аварийной ситуации вполне вероятно перегорание прибора, что потребует его замены.

Гибридные счетчики

Сосуществует гибридный счетчик электроэнергии, который представляет собой прибор, сочетающий в себе элементы индукционного и электронного устройства. Проходимость потребляемой энергии считывается путем вращения диска, а показания выводятся на электронный циферблат. Такие счетчики, в отличие от чисто индукционных, способны проводить подсчет по тарифам.

Технические параметры электросчетчиков

Многие модели счетчиков, предназначенные для работы в одинаковых условиях, отличается между собой по точности и прочим характеристикам. Главным техническим параметром электросчетчика является точность. До 1995 годов все приборы имели максимально допустимый уровень погрешности 2,5%. После 1996 года требования к производителям счетчиков ужесточили, после чего для частного сектора начали устанавливаться приборы с погрешностью 2%. При этом счетчики старого образца являются не редкостью и эксплуатируются до сих пор с прохождением поверки. Все выпускаемые сейчас приборы учета имеют погрешность не более 2%. Обычно можно встретить счетчики с классом точности 0,5, 1 и 2%.

Кроме погрешности важным параметром является пропускная способность. Бытовые счетчики, рассчитанные на максимальный уровень потребления 5А и должны эксплуатироваться только в тех случаях, когда не применяются мощные электроприборы, потребляемые больше энергии. Если счетчик электроэнергии перегрузить, то может произойти короткое замыкание. Специально для этого он оснащается электрическими автоматическими выключателями, которые рассоединяют цепь для предотвращения таких последствий. Частым явлением стала установка более мощных автоматов, для предотвращения аварийного отключения с целью возможности питания более энергоемких потребителей. Такие приемы запрещены и противоречат технике безопасности. В случае если необходимо интенсивное потребление энергии нужно обратиться в компании по электроснабжению с заявлением об установке более мощного счетчика рассчитанного на ток до 20А или более, если подается 380В.

Что такое трехфазный счетчик электроэнергии и зачем он нужен?

Помимо однофазных счетчиков электроэнергии, производителями приборов учета расхода энергоресурсов выпускаются трехфазные электросчетчики. Рассмотрим, в чем основные отличия данного оборудования, на каких объектах оно устанавливается.

Отличия трехфазного электросчетчика от однофазного

Однофазный электросчетчик монтируется в двухпроводных сетях, трехфазный прибор учета — в трехпроводных и четырех проводных. Различают трехфазные электросчетчики непосредственного включения, трансформаторного включения по току (полукосвенного включения) и трансформаторного включения по току и напряжению (косвенного включения). Номинальное фазное напряжение для счетчиков непосредственного и полукосвенного включения составляет 3х230 В, косвенного включения 3х57,7 В. Счетчики непосредственного включения применяются там, где максимальные токи потребления по каждой фазе не превышают 100 А (или максимальная мощность не более 69 кВт. Счетчики полукосвенного включения применяются если максимальная мощность превышает 69 кВт. Счетчики косвенного включения применяются только на подстанциях. Частота переменного тока — 50 Гц. Однофазные приборы учета нашли применение на объектах бытового, офисного, административного назначения, тогда как трехфазные устанавливаются на промышленных предприятиях, где используется электрооборудование высокой мощности. Трехфазный прибор может корректно функционировать и в двухпроводных сетях. Однако он стоит в 2-3 раза дороже, на установку требуется специальное разрешение. Устанавливать его в жилых помещениях площадью менее 100 м² при отсутствии мощных электроприборов экономически нецелесообразно.

Трехфазный электросчетчик может использоваться как самодостаточный прибор или интегрироваться в систему автоматизированного учета расхода электроэнергии. Основное назначение — измерение активной и реактивной электрической энергии в соответствии с действующими ГОСТами, отображение показателей расхода.

Одним из наиболее удобных и функциональных решений считаются модели торговой марки Пульсар производства российской компании «ТЕПЛОВОДОХРАН». Они соответствуют требованиям ТР ТС 020/2011, 004/2011, осуществляют замеры электроэнергии в соответствии с ГОСТ 31818.11–2012, 31819.212–012, 31819.23–2012, определяют качество электроэнергии в соответствии с ГОСТ 30804.4.30–2013.

Особенности и принцип действия трехфазных электросчетчиков

Как и однофазные, трехфазные электросчетчики состоят из таких элементов:

• корпус;
• измерительный механизм;
• вычислительный механизм;
• дисплей, на который выводятся показания.

Принцип их действия заключается в аналогово-цифровом предобразовании входного сигнала в цифровой код. Сигнал принимается трансформаторами тока и резистивными делителями (датчиками напряжения). В качестве преобразователя выступает цифровой сигнальный процессор.

Счетчик комплектуется интегрированным модулем памяти, который обеспечивает хранение информации, а также цифровым каналом связи RS485 для дистанционной передачи данных.

Вам также может понравиться

Предназначен для измерения и учета в одно- или многотарифном режиме активной или реактивной электрической энергии.

Счётчик может быть использован автономно или в составе автоматизированных систем контроля и учёта электроэнергии (АСКУЭ).

Межповерочный интервал — 16 лет;
Средний срок службы — 32 года;
Средняя наработка на отказ — 318 160 часов;
Срок службы счётчика от одной литиевой батареи — не менее 16 лет.

Предназначен для измерения и учета в одно- или многотарифном режиме активной или реактивной электрической энергии.

Счётчик может быть использован автономно или в составе автоматизированных систем контроля и учёта электроэнергии (АСКУЭ).

Межповерочный интервал — 16 лет;
Средний срок службы — 32 года;
Средняя наработка на отказ — 318 160 часов;
Срок службы счётчика от одной литиевой батареи — не менее 16 лет.

Функциональные возможности

Помимо измерения показателей расхода электроэнергии, трехфазные счетчики Пульсар демонстрируют целый ряд дополнительных функциональных возможностей:

• измерение показателей качества электроэнергии (по параметрам отклонения от нормы напряжения и частоты);
• измерение характеристик электрической сети (активная, реактивная, полная мощность, коэффициент мощности, ток, напряжение, частота сети);
• ведение часового, суточного, месячного архива;
• ведение журнала событий.

Показания выводятся на жидкокристаллический дисплей, могут передаваться на центральный сервер по цифровому каналу связи. Показатели мощности, качества электроэнергии, а также журнал событий можно считать только с использованием цифрового канала связи.

Виды оборудования

В зависимости от видов замеряемой электрической энергии, различают такие типы трехфазных электросчетчиков:

• однонаправленные. Учитывается активная электроэнергия по модульному значению, реактивная — в квадранте Q1;
• двунаправленные. Учитывается активная электроэнергия в двух направлениях (отдача и потребление), реактивная — в квадрантах Q1, Q2, Q3, Q4;
• смешанного типа. Учитывается активная электроэнергия по модульному значению, реактивная — в квадрантах Q1, Q4.

По количеству тарифов на измеряемую электроэнергию классифицируют:

. Установка имеет смысл, если расход электроэнергии оценивается по единому тарифу; — ведут учет электроэнергии в 12 сезонах по четырем типам дней (рабочие, субботние, воскресные, праздничные). Переключение между тарифами осуществляется с помощью интегрированных энергонезависимых часов реального времени. Даже при отключении питания ход часов поддерживается встроенной литиевой батареей, ресурса которой хватает на 16 лет непрерывной работы.

По возможности отключения энергопотребления различают такие виды трехфазных электросчетчиков:

• без возможности отключения потребителя от сети;
• возможность отключения с помощью встроенного в счетчик реле (применяется в счетчиках непосредственного включения);
• с внешним контактором (применяется в счетчиках полукосвенного включения).

Трехфазные электросчетчики могут поставляться со входом резервного питания и без такового. Первый вариант предусматривает возможность работы прибора по цифровому интерфейсу и индикация показаний при отсутствии фазных напряжений.

По особенностям монтажа различают счетчики, устанавливаемые на плоскость и приборы, которые монтируются на DIN-рейку. Предлагаются также разные модификации оборудования по классу точности (от 0,2 до 1)

Программное обеспечение

Программное обеспечение трехфазных электросчетчиков торговой марки Пульсар включает:

• внутреннее ПО — интегрированная память оборудования программируется на этапе его производства;
• внешнее ПО — программный модуль ElectroMeterConfig.exe устанавливается на внешнее оборудование (ПК, ноутбук) для настройки и поверки электросчетчиков.

Уровень защиты программного обеспечения от несанкционированной коррекции данных соответствует нормативу Р 50.2.077–2014 и определяется как «средний».

Особенности эксплуатации

Трехфазные электросчетчики Пульсар предназначены для эксплуатации исключительно в закрытых помещениях с защитой от влаги и других негативных факторов внешней среды либо для наружной эксплуатации при условии размещения в щитке с защитой не хуже IP54. Рекомендуется устанавливать приборы в шкафу или специальном электрощитке.

Перед монтажом следует проверить корректность заводских установок, выполнить настройку с помощью конфигуратора ElectroMeterConfig.exe, установить пароль во избежание стороннего доступа к программируемым параметрам устройства.

Предусмотрено два режима работы индикатора — циклический и нециклический. Первый вариант предусматривает переключение отображения данных в автоматическом режиме. Период отображения по умолчанию составляет пять секунд, однако он может регулироваться. В нециклическом режимы отображения переключаются вручную посредством нажатия кнопки на корпусе.

Рекомендуем выполнить внешний осмотр корпуса на предмет механических повреждений, наличие и целостность пломб. Если оборудование хранилось или транспортировалось в условиях, которые отличаются от условий эксплуатации, перед монтажом его необходимо выдержать в нужных условиях не менее двух часов.

При обнаружении неисправностей или повреждений монтаж и эксплуатация электросчетчика запрещены. Если все в порядке, монтаж выполняется в соответствии со схемой на защитной крышке. Предварительно нужно проверить параметры электросети на соответствие нормам.

Подключение агрегата проводится только при обесточенной электросети. Если вы не обладаете соответствующими знаниями и навыками, не следует выполнять установку самостоятельно, стоит пригласить представителей соответствующих служб. В любом случае проверить правильность установки прибора и выполнить его опломбирование должен представитель службы Энергосбыта.

После установки на счетчик подается напряжение. Он приходит в рабочее состояние, на дисплей выводятся версия программного обеспечения, результаты самодиагностики. Все доступные режимы должны отображаться последовательно.

Трехфазный электросчетчик оснащен защитой от поражения электрическим током. Однако при его эксплуатации необходимо соблюдать меры безопасности:

• встроенная литиевая батарея требует бережного обращения, это позволяет свести риск взрыва к нолю;
• запрещается принудительная зарядка батареи, ее вскрытие, нагрев до температуры более 100 градусов Цельсия. Категорически нельзя путать полюса, подвергать батарею воздействию прямых солнечных лучей;
• на батарее не должна скапливаться влага.

При транспортировке следует соблюдать правила, установленные для транспортировки опасных грузов (используется соответствующий вид транспорта, обеспечиваются надлежащие условия перевозки. Утилизируют батарею в соответствии с нормами, установленными для специального вида отходов.

Техобслуживание и поверка трехфазного электросчетчика

Техническое обслуживание трехфазных электросчетчиков осуществляют сотрудники сертифицированных служб, имеющие группу допуска по электробезопасности не ниже 3-й (для электрооборудования до 1000 В), прошедшие инструктаж по соблюдению техники безопасности и изучившие инструкцию производителя электросчетчика. Техобслуживание перед поверкой предусматривает замену литиевой батареи.

Межповерочный интервал устанавливается производителем и указывается в технической документации. Поверка трехфазного электросчетчика выполняется:

• непосредственно после выпуска;
• после ремонта;
• по истечении межповерочного интервала.

Процедура поверки проводится по методике ЮТЛИ.422863.001МП. Данные о поверке наносятся на пломбу, а также указываются в свидетельстве и (или) техническом паспорте.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СЧЕТЧИКА АКТИВНОЙ ЭНЕРГИИ

Продолжительность лабораторной работы – 4 часа, самостоятельной работы – 2 часа.

Цель работы

— изучить назначение и основные технические характеристики счетчика;

— усвоить принцип действия и методику поверки однофазного микропроцессорного многотарифного счетчика электрической энергии;

— приобрести навыки работы с электронным (статическим) счетчиком, цифровым или электродинамическим ваттметром, узкопрофильными амперметром, вольтметром и миллиамперметром;

— научиться определять класс точности, действительную и номинальную постоянные счетчика.

1 Ознакомиться с лабораторной установкой стенда № 7.

2 Ознакомиться с назначением и основными техническими характеристиками поверяемого счетчика, определить генераторные и нагрузочные
зажимы (клеммы) счетчика и ваттметра.

3 Собрать схему поверки счетчика (рисунок 7.1). Приборы и элементы схемы, обведенные пунктирной линией, находятся внутри унифицированного стального корпуса, а клеммы (точки 1, 2*, 3, 4) размещены на лицевой панели установки.

Рисунок 7.1

4 Рассчитать постоянную номинальную С_н, используя паспортные данные (передаточное число) счетчика ЦЭ 6827М.

5 Включить схему и, изменяя ток нагрузки при номинальном напряжении, выполнить 10-15 замеров израсходованной электроэнергии, а результаты испытаний записать в таблицу 7.1. Вычислить израсходованную электроэнергию (W) за время проведения экспериментальных испытаний.

6 По результатам обработки экспериментальных данных определить относительную погрешность g счетчика при различных значениях тока нагрузки (при cos =1) и установить его класс точности.

7 Испытать счетчик на отсутствие самохода.

8 Определить порог чувствительности П счетчика.

9 Построить нагрузочную кривую счетчика g = f(I/I_ном), используя результаты испытаний п.5 программы работы (таблица 7.1 п.п. 3 и 9).

10 Сделать письменный вывод о качестве счетчика на основе результатов испытаний.

Таблица 7.1 – Результаты испытаний электронного счетчика

Приборы, используемые при выполнении лабораторной работы

1 Лабораторный автотрансформатор.

2 Вольтметр Э391 (250 В).

3 Амперметр Э538 (5 А).

4 Миллиамперметр Э391 (50 мА).

5 Счетчик активной энергии ЦЭ6827М.

6 Нагрузочный реостат R₁ (180 Ом, 5 А).

7 Нагрузочный реостат R₃ (2300 Ом, 0,25 А).

8 Секундомер механический.

9 Ваттметр электродинамический Д50166.

Пояснения к работе

Для учёта электрической энергии применяют специальные интегрирующие (суммирующие) приборы,называемые счетчиками /1/.

Поверяемый статический счетчик ватт-часов активной энергии типа ЦЭ 6827М является счетчиком непосредственного включения и предназначен для многотарифного учета активной энергии в однофазных цепях переменного тока. Счетчик представляет собой автоматическое цифровое множительное устройство (АЦУ) с преобразованием напряжения, пропорционального мощности, в частоту следования импульсов, суммирование
которых в цифровом устройстве дает количество потребляемой энергии. В этом электронном счетчике собраны все достоинства приборов данного назначения.

В поверяемом счетчике электрическая энергия учитывается по тарифу Т2. На дисплее счетчика через каждые 8 с. высвечиваются тарифы Т1 и Т2 в реальный момент времени (час., мин., с.). Счетчик может использоваться в качестве датчика приращения энергии для автоматизированных систем контроля и учета электроэнергии (АСКУЭ).

Определение погрешностей статического счетчика следует проводить одним из следующих методов:

– Ваттметра и секундомера, при котором сравнивают показания счетчика с действительным значением энергии, определенным по показаниям образцовых приборов;

– Образцового счетчика, при котором сравнивают показания поверяемого счетчика с показаниями образцового счетчика;

В данной лабораторной работе опыты по определению основной относительной погрешности и установлению (присвоению) класса точности счетчикапроводятся по методу ваттметра и секундомера, при номинальном напряжении 220 В для 10-15 значений тока нагрузки от минимального до номинального.

При изменении тока от 0,8 до 2,5 А, т.е. до 50 % нагрузки, определяется время по секундомеру для 50 импульсов счетчика, а при нагрузках свыше 50 % (т.е. 2,75-5 А) – время в секундах за 100 импульсов. Одновременно фиксируется потребляемая нагрузкой мощность по показаниям электродинамического ваттметра. Результаты лабораторных испытаний заносятся в таблицу 7.1, в графы 1–6, 11, а графы 8–10 заполняются во время самостоятельной домашней работы. Время испытаний и соответствующее количество импульсов можно сократить, но при этом уменьшается точность результатов измерений.

Величина, обратная передаточному числу, т.е. энергия, регистрируемая счетчиком за 1 импульс, называется номинальной постоянной счетчика С_н. Постоянная счетчика выражается в ватт-секундах на импульс (Вт·с/имп). Таким образом, регистрируемая счетчиком энергия равна

где N – число импульсов счетчика за отрезок времени t.

Действительная энергия, израсходованная за этот отрезок времени,

где C_д = РT/N (Вт·с/имп) – действительная постоянная счетчика, определяемая по данным опыта;

Р – показания ваттметра, Вт;

T – время измерений, с.

Разность между энергией, зарегистрированной счетчиком, и действительным значением энергии, израсходованной в цепи, называется абсолютной погрешностью счетчика, т.е. DW = W_p – W_д. Относительная погрешность счетчика g равна:

,

т.е. погрешность счетчика равна погрешности его постоянной.

Класс точности счетчика – это его наибольшая допустимая относительная погрешность, выраженная в процентах для всех значений тока в диапазоне от 0,1 номинального до максимального тока при коэффициенте мощности, равном 1. Класс точности определяется в нормальных условиях, установленных стандартом. В соответствии с ГОСТ 30207-94 статические (электронные) счетчики активной энергии должны изготавливаться классов точности 0,5; 1,0; 2,0.

Определение самохода счетчика.Самоход счетчика приводит к завышенным показаниям, так как выходные импульсы могут иметь место даже если нагрузка в какие-то периоды времени отключена. В лабораторной работе для выяснения самохода счетчика необходимо в схеме рисунка 7.1 ключом S разорвать токовую цепь (установить S в среднее положение), и постепенно увеличивать напряжение от 80 до 115 % U_ном. Минимальная продолжительность испытаний в минутах должна составлять 60000/A, где A – число импульсов, создаваемых выходным устройством счетчика на каждый киловатт-час
(передаточное число). Во время выполнения п.7 программы работы счетчик не должен выдать более одного импульса. Если счетчик сделает более одного импульса, то самоход есть.

Определение порога чувствительности счетчика. Для выполнения п. 8 программы работы в схеме (см. рисунок 7.1) необходимо выключить напряжение и отключить реостат R₁ и ваттметр. Тумблер S включить на (=), утопив (–), при этом автоматически подключается узкопрофильный миллиамперметр типа Э 391, фиксирующий минимальный ток, регулируемый высокоомным реостатом R₂, максимальное сопротивление которого 18 кОм,
и ползунковым реостатом R₃, максимальное сопротивление которого равно 2,3 кОм. При определении минимального (порогового) тока напряжение должно быть равно номинальному, т.е. U = 220 В. Постепенно, без усилий
к движку, уменьшая сопротивление реостатов R₃ и R₂, следует зафиксировать тот минимальный ток I_min, при котором счетчик должен включаться и
продолжать устойчиво регистрировать показания.

Значение зафиксированного минимального (порогового) тока I_min записать в таблицу 7.1, в графу 11.

Порог чувствительности П счетчика определяют как:

Электронные счетчики строятся на основе измерения мгновенных значений тока и напряжения цепи с последующим определением мгновенного значения мощности и интегрированием его в соответствии с зависимостью

,

где р – мгновенное значение мощности цепи.

Статические (электронные) счетчики выпускаются как однофазные типа ЦЭ 6272М, ЦЭ 675Б, ЦЭ 6807, так и трехфазные типа Ф 68700, ЦЭ 6903В, а также импортные цифровые счетчики электрической энергии серии PF – M.

Структурная схема электронного однофазного счетчика электрической энергии типа ЦЭ 6827М приведена на рисунке 7.2, где ТТ – трансформатор тока; ШИМ – широтно-импульсный модулятор; К – ключ; АИМ – амплитудно-импульсный модулятор; УУ – устройство усреднения; ПНЧ – преобразователь напряжения в частоту; СИ – счетчик импульсов; ПР – процессор; И – интерфейс; ИТ – индикаторное табло (дисплей).

В поверяемом счетчике типа ЦЭ 6827М перемножение тока и напряжения производится с помощью схемы ШИМ – АИМ с последующим преобразованием напряжения, пропорционального мощности, в частоту. Далее
с помощью процессора PIC 34С 04 производится подсчет импульсов ПНЧ,
их интегрирование и индикация на индикаторном табло дисплея. Показания дисплея счетчика автоматически изменяются каждые 8 с. Информация счетчика доступна для просмотра и коррекции. Счетчик имеет световой индикатор функционирования, питаемый литиевым элементом SL–350P, срок эксплуатации которого – 8 лет.

Трехфазные электронные счетчики электрической энергии строятся по тому же принципу, что и однофазные. Разница заключается в том, что перемножение сигналов, пропорциональных току и напряжению каждой фазы производится в трех отдельных каналах обработки сигналов с последующим их суммированием и преобразованием результирующего сигнала в частоту.

Контрольные вопросы

1 Объясните назначение и основные технические характеристики счетчика ЦЭ 6827М.

2 Как определить действительную и номинальную постоянную счетчика?

3 Как определить порог чувствительности счетчика?

4 Какими методами можно поверить счетчик электроэнергии? Каким методом поверен счетчик в данной лабораторной работе?

5 Что такое самоход счетчика и как его определяют?

6 Запишите и объясните формулу относительной погрешности g счетчика.

7 Приведите структурную схему электронного однофазного счетчика электрической энергии и объясните ее.

8Назовите достоинства статического (электронного) счетчика по сравнению с индукционным.

Нужно ли менять старый индукционный электросчетчик на новый

Индукционный счетчик электроэнергии с электромеханическим устройством подсчета расхода энергии до сих пор является надежным прибором, установленным в жилых помещениях. Пользователей привлекает его надежность, простота в обслуживании, долгий срок службы и низкая стоимость.

Конструкция индукционного счётчика

Основными составными элементами индукционного электросчетчика являются электромагниты напряжения и электрического тока. При их взаимодействии вместе с входящими в них магнитопроводами появляется электромагнитное поле. Через передаточное устройство поле воздействует на алюминиевый диск вращения.

Электромагнит тока при работе испытывает большие нагрузки, поэтому его обмотка изготовлена из проволоки большого сечения. Число витков не превышает тридцати. Проволока равномерно намотана на двух магнитах, которые с помощью зажимов подключены последовательно к сети.

Катушка напряжения параллельно подсоединена к сети и создает электромагнитное поле, прямо пропорциональное действующему напряжению. Обмотка катушки выполнена из тонкой проволоки сечением 0,1…0,15 мм². Число витков может достигать 12000, что позволяет создать индуктивное сопротивление больше, чем активное. Такое устройство позволяет уменьшить расход электроэнергии при работе счетчика.

Все компоненты механического однофазного электросчетчика размещены в пластмассовом корпусе. Данные по расходу электричества за текущий период выводятся на цифровой барабан. Интенсивность расхода энергии можно определить по величине скорости вращения диска.

Как работает индукционный счётчик

Алюминиевый диск индукционного счетчика электрической энергии является подвижным токопроводящим элементом, на который воздействует электромагнитное поле, создаваемое в катушках счетчика. В результате их действия возникает магнитное поле, переменное по направлению и действующее на диск, в котором создаются вихревые токи, совпадающие по направлению с магнитными потоками.

Между вихревыми токами и магнитными потоками происходит взаимодействие, которое создает вращающий момент, меняющийся по величине и приводящий во вращение алюминиевый диск. Между вращающим моментом и суммарным магнитным потоком от двух катушек тока и напряжения создается зависимость, с учетом сдвига фазы на 90º и обратной связью. Для получения сдвига фазы магнитный поток электромагнита напряжения разложен на две части.

Под воздействием вращающего момента диск крутится с частотой в зависимости от величины поступающей энергии. Ось диска связана со счетным устройством цифрового барабана, на котором отражается действительное количество потребляемой энергии.

Плюсы и минусы приборов

Дисковый электросчетчик старого образца имеет несколько преимуществ перед новыми электронными моделями счетчиков, которые активно внедряются в жилые дома:

• имеют высокую степень надежности;
• простая схема исполнения и принцип действия;
• стоимость электросчетчика старого образца ниже, чем электронного;
• безразличны к возможным перепадам напряжения электрической сети;
• обладают длительным сроком эксплуатации.

В то же время электромеханические счетчики имеют и ряд недостатков, к которым относятся:

• Низкий класс точности учета электрической энергии, особенно при малых нагрузках.
• Для оплаты электроэнергии используется только один тариф, в то время как большинство электрических компаний предоставляет разную стоимость электроэнергии в дневное и ночное время.
• Возможность остановить вращение диска, и даже отмотать показатели назад, чем могут воспользоваться недобросовестные пользователи. Остановка диска возможна и в случае поломки.

Все недостатки, присущие индукционным изделиям, известны заводам изготовителям. Они постоянно работают над модернизацией и улучшением качества своей продукции, повышая класс точности и срок службы. Однако особенности конструкции не позволяют в полной мере воплотить все эти полезные необходимые условия в устройстве. Поэтому на смену индукционным приборам приходят более совершенные, электронные.

Нужно ли менять счетчики на новые

Если у вас установлен старый индукционный счетчик, не спешите его поменять на новый. Вполне возможно, что он прослужит еще долгое время, до окончания срока службы, указанного в паспорте, а это почти 20 лет. Однако в некоторых случаях могут заставить произвести замену и вы обязаны будете приобрести новый счетчик.

Электросчетчики подлежат замене в таких случаях:

• Проводятся работы по плановому обновлению электрической сети с заменой всех счетчиков.
• Счетчик неисправен.
• Закончился срок эксплуатации прибора согласно данным техпаспорта.

По закону пользователь при замене необязательно должен устанавливать электронный счетчик. Если ему удобно, он может поставить любой индукционный счетчик электроэнергии, главное, чтобы точность измерений соответствовала требованиям закона: класс точности должен быть 2.0 и выше.

Оплату расходов по приобретению счетчика и его установке несет владелец, если только не производится плановая замена. В отдельных случаях права собственности на прибор требуют уточнения:

• Когда счетчик установлен в квартире, домовладельцы обязаны следить за техническим состоянием прибора, снимать показания и производить замену при необходимости. Все расходы при этом несут жильцы квартиры.
• Когда электросчетчик старого образца установлен в общем коридоре, и его используют несколько квартир, прибор является общей собственностью всех владельцев. Расходы по его замене будут нести все стороны. Если это предусмотрено договором с обслуживающей компанией, сама компания меняет счетчик за счет собранных средств.

Если нет веских причин менять счетчик электроэнергии, требования проверяющих органов по замене не законны. При этом прибор учета должен быть исправен, не просрочен.

Тарифная система учета

Самым существенным недостатком является невозможность использования нескольких тарифов для оплаты электроэнергии. Поэтому необходимость менять старый электросчетчик на новый зависит от того, как меняется расход энергии в течение суток. Если ночью значительный расход, есть смысл для перехода на более современный электронный прибор учета. Правда при этом следует учесть затраты на покупку и установку нового электронного счетчика.

Снятие показаний

Электромеханические счетчики снабжены цифровым барабаном, на котором отображается расход электроэнергии в киловаттах. Эти данные можно сдать в расчетную службу или самостоятельно производить расчеты.

В зависимости от модели на барабанном табло появляется 5 или 7 цифр, причем последняя отделена от остальных запятой и выделена цветом. При учете не надо считать десятые и сотые доли киловатт — только целые числа. Полученный расход киловатт за месяц умножают на стоимость 1 киловатта и получают сумму, которую надо заплатить за электричество.