Схема электросчетчика: индукционного и электронного

Разновидности

Различные счетчики:

Несколько счетчиков

Существует множество градаций, по которым различают приборы учета электроэнергии. Между ними:

  1. На какую линию рассчитано устройство: однофазное или трехфазное.
  2. Внутренний механизм – индукционный или полностью электронный.
  3. Способ подключения к нагрузке – прямой или через трансформатор тока.
  4. Класс точности.
  5. Учет одного или нескольких тарифов.
  6. Функции чтения – только прямое или в сочетании с дистанционным управлением. Это также включает возможность управлять работой устройства с отдельной панели управления.

Менее важным различием между счетчиками электроэнергии, но используемым в некоторых документах, можно назвать энергопотребление самого счетчика. Также он тратит определенное количество энергии, необходимой для его работы.

Однако ключевым отличием следует считать конструктивные особенности – электросчетчик индукционный или полностью электронный. Класс точности прибора, его функциональность и количество учитываемых тарифов зависят от указанного фактора.

Индукционный счетчик «изнутри»:

Индукционный счетчик

В основном индукционные счетчики просты, недороги и надежны. В их основе лежит механика и электротехника. К сожалению, названный фактор также накладывает некоторые ограничения на возможности устройства. Например, без значительного усложнения конструкции получить от устройства большие сервисные функции невозможно.

Электронные имеют более сложную конструкцию и могут выполнять множество дополнительных действий, таких как удаленная отправка показаний, отключение линии потребления от пульта дистанционного управления, расположенного вдали от устройства, поддержание большего количества тарифов на электроэнергию в зависимости от времени суток. Кроме того, они более точны, чем предыдущая версия измерителя. И еще один фактор, почему электронные счетчики определенно полезны, – это возможность ретроспективно. Его суть заключается в хранении показаний за разные учетные периоды. И названная информация легко доступна для получения с конкретного устройства.

Расход энергии в зависимости от времени суток:

Энергопотребление в зависимости от времени суток

Основа цифрового счетчика электроэнергии – это полностью электронная схема без движущихся механических элементов. Он содержит несколько микросхем, трансформаторы тока и миниатюрный компьютер, который управляет всей упомянутой выше экономикой. Последний называется микроконтроллером. В заводских условиях все смонтировано на единой плате, что исключает повреждение соединений элементов в процессе эксплуатации.

Кто оплатит умные счетчики

Стоимость «умного счетчика» намного выше стоимости обычного счетчика электроэнергии – от 12 до 15 тысяч рублей.

Умные счетчики электроэнергии устанавливают сетевые организации.

Обычные жители – потребители электроэнергии – не платят за установку приборов интеллектуального учета. Стоимость установки слишком высока, поэтому по тому же закону обязанность по установке таких счетчиков в многоэтажных домах возлагается на гарантированных поставщиков электроэнергии региона, а сетевая компания продолжит заниматься установкой в частный сектор.

При этом закон подразумевает, что стоимость замены обычных устройств на «умные» будет включена в тариф. То есть обычные потребители будут как-то платить за новую систему, в виде платы за электроэнергию.

Читайте также:  Топ-10 приставок для цифрового ТВ: рейтинг лучших DVB-T2, как выбрать

Законодательство не возлагает на граждан никаких обязательств в решении проблемы замены счетчиков электроэнергии на умные устройства. Не нужно ничего покупать, заказывать проект или нанимать монтажную компанию. Жителям останется только следить за правильностью показаний, проверяя свой личный кабинет или посмотрев на специальный индикатор, и вовремя вносить абонентскую плату.

Для подключения вам, скорее всего, понадобится Wi-Fi. Но сегодня это не проблема.

Нужно ли демонтировать старые счетчики

Внедрение умных счетчиков не означает, что все старые счетчики электроэнергии придется выбрасывать. Приборы учета будут заменяться постепенно, по истечении срока их полезного использования, в день следующей калибровки или выхода из строя, и будут заменены на «умные» по мере выхода из строя старых счетчиков электроэнергии. То есть при их выходе из строя их межповерочный интервал или срок службы заканчиваются.

А пока можете смело пользоваться старыми счетчиками. Кроме того, будет организована определенная процедура приема в эксплуатацию новых устройств, при которой необходимо будет только присутствие потребителя электроэнергии.

зачем устанавливать новый умный ПУ

Что учитывает прибор учета

электрические счетчики

Вне зависимости от того, как устроен счетчик электроэнергии, он в основном измеряет мощность потребителя, на основании которой рассчитывается количество энергии, потребленной за определенный период времени. Сам индикатор сопротивления (нагрузки) в сетях переменного тока бывает активным и реактивным. А в корне суммы квадратов значений обоих видов потребления (формула – P = √ ((UI cosθ) 2+ (UI sinθ) 2) дает полную мощность нагрузки схемы и с учетом реактивной энергии , энергия бесполезно циркулирует между подключенными элементами сети, последний фактор возникает в тех случаях, когда катушка конденсатора или трансформатора подключена к цепям переменного тока.

графики

Индукционные счетчики в силу своей конструкции способны определять активную нагрузку или просто реактивную нагрузку, которая использовалась некоторыми недобросовестными потребителями для искажения показаний в измерительных устройствах старых моделей. Электроника работает с обеими характеристиками, рассчитывая общую мощность по определенной формуле, взяв за основу текущие характеристики нагрузки сети.

Индукционные счетчики

Внутреннее устройство индукционного счетчика:

Внутренняя структура индукционного счетчика

В основе функционирования названных счетчиков лежит физический закон магнитной индукции. В конструкции для создания эффекта используются два электромагнита разной формы и ориентации относительно друг друга, для каждой ступени потребителя. Один из них подключается непосредственно к электросети, а второй подключается к разрыву линии нагрузки. Создаваемые ими поля инициируют возникновение на проводящем металлическом диске вихревых токов, за счет которых последний приводится в движение, совершая вращения вокруг своей оси. Кроме того, чем сильнее нагрузка на линию, к которой подключен один из генераторов поля, тем больше электронов накапливается на движущемся элементе, поэтому он быстрее вращается. Чтобы ограничить момент движения – чтобы скорость не стала такой же, как у электродвигателя, – используется постоянный магнит, установленный у поверхности алюминиевого диска.

Читайте также:  Система умный дом: описание, принцип работы, пример реализации

Классическая схема:

Классический узор

На изображении выше показаны магнитные поля, которые циркулируют во время работы устройства. Они обозначаются ФI, ФU1 и ФU2. Остальные элементы схемы обозначены цифрами. Под номером 1 с обмоткой, обозначенной цифрой 2, стоит ведущий электромагнит. Якорь второго имеет маркировку 3 с линией питания 4, подключенной к нагрузке. Алюминиевый токопроводящий диск закреплен в точке 6, а 7 – это ось, на которой он расположен. 8 – редуктор, передающий крутящий момент на счетный механизм 9.

Устройство электросчетчика аналогичного этажа настолько простое, что индукционные электросчетчики были изготовлены и использовались еще в 19 веке.

Электронные счетчики

По большей части электронные измерительные устройства не содержат движущихся механических частей. Исключениями являются некоторые типы дисплеев, показания которых изменяются из-за работы шагового двигателя, который приводит в действие соответствующие шестерни внутреннего редуктора YP.1 .

Механическое табло:

Механическое табло

Были разработаны и даже вышли на рынок гибридные версии приборов учета, содержащие дополнительные функции, интегрированные с обычным индукционным счетчиком. Это системы связи, архивирования и дистанционного управления. Они не прижились из-за слишком высокой сложности работы, что привело к снижению общей надежности устройства.

Более простым вариантом было изготовление измерительного устройства, полностью состоящего из электронных компонентов, в том числе «умного» элемента управления в лице микроконтроллера. Последний не только выполняет названные функции, но и предоставляет множество дополнительных возможностей. Например, он рассчитывает полную мощность нагрузки, используя входные данные об активном и реактивном потреблении тока от соответствующих датчиков.

Блок-схема внутреннего устройства электронного счетчика:

Блок-схема внутреннего устройства электронного счетчика

Для каждой фазы используется своя комбинация трансформаторов тока и напряжения с датчиками, показания которых поступают на вход микросхемы аналого-цифрового преобразователя, откуда отправляются в микроконтроллер в виде кодовых последовательностей. В свою очередь, он рассчитывает потребляемый ток, отображая результат в киловатт-часах. Полученные значения отправляются дальше – на устройство отображения и в систему связи (если есть). Кроме того, рассчитанная информация постоянно хранится в энергонезависимой памяти. Кроме того, в определенные периоды, указанные в настройках, микроконтроллер помещает общее накопленное потребление в отдельные ячейки, что позволяет получить график нагрузочных мощностей за определенные периоды времени.

Кроме того, «умная» часть прибора учета отвечает за управление линией, ведущей к устройствам конечного потребителя электронного счетчика электроэнергии. Он может отключать потребителей по дистанционной или прямой команде или выполнять действие в контексте условия ограничения мощности. То есть когда потребление на линии больше установленного лимита. Эта функция обеспечивается реле, подключенным непосредственно к микроконтроллеру, которое контролирует прерывание линии питания клиентских устройств.

Внутри электронного счетчика:

Внутри электронного счетчика

Схема электросчетчика в упрощенном варианте, представленная в приборе Texas Instruments, выглядит так:

Упрощенный вариант схемы электросчетчика

На нем видны все основные элементы, включая трансформатор тока с маркировкой «CT», цифровой дисплей и обязательный тактовый генератор, необходимый для всех типов микроконтроллеров. Именно последний задает скорость и время реакции логической части.

Читайте также:  Умный дом в квартире – функционал системы и опции

По сути, любой существующий электронный счетчик электроэнергии построен на тех же элементах, что и в данном приборе. Конечно, при условии, что у разных производителей разные элементарные базы и некоторые компоненты могут быть добавлены для расширения конечной функциональности.

Преимущества и недостатки конкретных видов приборов учета

Главное достоинство импульсных измерителей – их простота, надежность и невысокая цена. Вот где заканчиваются профи. Механика изначально подвержена внешним воздействиям и не обеспечивает требуемого уровня точности. Не говоря уже о функциональном объеме. Основным из последних является отсутствие автоматической передачи данных оператору-поставщику энергоносителя. Это требует непосредственного участия людей в процедуре чтения, отключения или включения устройства.

Показания операторов ЖКХ:

Проведение показаний работниками ЖКХ

У электронного счетчика этих проблем нет. Движущихся частей нет, компоновка более сложная, есть внутренние логические вентили. Все вышеперечисленное позволяет удаленно контролировать работу счетчика, получать информацию о текущих показаниях в режиме онлайн и контролировать подачу электроэнергии потребителям. Последние две функции нужны не только управляющим компаниям, но и позволяют интегрировать прибор учета в систему «умного» дома для предоставления информации потребителю. Что, в свою очередь, может, например, при наличии необходимого программного обеспечения не только отслеживать ситуацию в целом, но и автоматически оплачивать счета.

В дополнение к вышеупомянутым преимуществам следует помнить, что физические принципы, лежащие в основе работы счетчиков аналогичного плана, не позволят искажать поступающие данные от устройств потребителей с методами, используемыми в отношении устройств измерения импульсов.

У цифровых счетчиков тоже есть свои недостатки. В основном вывод любого из элементов схемы приведет к ее полной неработоспособности, что немаловажно из-за низкого качества используемых деталей. На практике срок службы электронного счетчика меньше, чем у индукционного счетчика.

Подключение прибора учета электроэнергии

Учитывая принципы работы электронного счетчика, пора переходить к практической части. В нем будет рассказано, как производится правильная установка однофазного и трехфазного счетчика.

Схема установки в существующей электросети указывается непосредственно на корпусе прибора или в его документации. Он отличается для сетей 220 В и 380 В (соответственно – одна или три фазы). Как правило, электросчетчик, независимо от его типа (электронный или индукционный), если он предназначен для работы от одной фазы, подключается по следующей схеме:

связаны следующим образом

Установка трехфазного счетчика электроэнергии осуществляется несколько иначе:

Установка трехфазного счетчика электроэнергии

Последовательность контактов может варьироваться от модели к модели.

Кроме того, бывают особые случаи, когда электросчетчик подключается не напрямую к линии, а через трансформаторы тока:

трансформаторы тока

После установки счетчика (если, конечно, это сделано в интересах содержания вашей личной информации) нужно обратиться к обслуживающему персоналу электроснабжающей организации. Последний проверит правильность подключения, снимет первоначальные показания прибора и исправит заводские данные. Впоследствии выполняется обязательная пломбировка измерительного прибора, чтобы избежать последующих изменений схемы подключения.

Оцените статью
Adblock
detector