Принцип действия индуктивного электросчетчика
Естественно, что при постоянно меняющихся нагрузках отслеживать показания ваттметра с секундомером было бы крайне непрактично. Поэтому придумали прибор (электросчетчик), где момент силы, возникающий от электромагнитного взаимодействия катушек напряжения и тока, используется для вращения привода счетного механизма. Теоретически можно считать, что напряжение в сети не меняется, значит, изменение силы электромагнитного взаимодействия катушек прямо пропорционально зависит от тока подключенной нагрузки.
Индукционный счетчик — вид изнутри
В качестве привода счетного механизма в счетчиках используется алюминиевый диск, где катушками напряжения и тока индуцируются вихревые токи, электромагнитное поле которых взаимодействует с магнитными полями данных катушек, создавая момент силы.
Поэтому электромагнитные механические счетчики еще называют индукционными
. В индукционном электросчетчике магнитопроводы катушек тока и напряжения размещены под углом 90º и образуют зазор, в котором размещен алюминиевый диск, что позволяет создавать в нем момент силы для его вращения.
Устройство индукционного электросчетчика
Из школьной физики известно, что сила, постоянно воздействующая на тело без помех, заставляет его ускоряться до бесконечности. Таким образом, в идеальном механизме счетчика (без трения) постоянная мощность раскрутила бы диск до бесконечных оборотов. Поэтому в устройстве электросчетчика имеется постоянный магнит для торможения алюминиевого диска привода счетного устройства.
Поскольку алюминий является немагнитным металлом, сила торможения зависит только от скорости вращения диска. Правильная настройка баланса между ускоряющей диск силой и тормозным моментом позволяет установить зависимость вращения привода счетного механизма только от потребляемой мощности и устранить самоход и вращение в обратную сторону. По данному принципу работают индукционные однофазные и трехфазные счетчики электрической энергии, у которых на одном валу имеется два алюминиевых диска.
Трехфазный индукционный электросчетчик
Преимущества и недостатки индукционных электросчетчиков
Описанное выше устройство счетного механизма используется в различных моделях счетчиков электроэнергии на протяжении многих десятилетий благодаря простоте и надежности
конструкции. Катушка напряжения, имеющая много витков, намотанная тонким проводом, диаметром 0,06 – 0,12 мм имеет большую стойкость к длительным перенапряжениям – очень часто однофазные электросчетчики находились под напряжением почти 380В из-за обрыва ноля, но в последствии продолжали исправно работать.
Токовая катушка имеет несколько витков с поперечным сечением, достаточным для того, чтобы выдерживать ток кратковременного короткого замыкания. Поскольку в индукционных электросчетчиках нет других электротехнических элементов и радиодеталей, они очень устойчивы к всплескам напряжения и электромагнитным влияниям разрядов молний. Простой и дешевый счетный механизм, состоящий из червячной передачи на валу алюминиевого диска и цифрового барабана, позволяет индукционным счетчикам исправно служить на протяжении десятилетий в сложных климатических условиях.
Несложное устройство счетного механизма индукционного электросчетчика
Из-за несовершенной конструкции, трения и старения механизмов индукционные электросчетчики имеют существенные недостатки:
- низкий класс точности;
- большая погрешность, увеличивающаяся при небольших токах нагрузки;
- значительное собственное потребление электроэнергии;
- отсутствие учета реактивной энергии у бытовых счетчиков;
- учет электрической энергии происходит только в одном направлении;
- отсутствует защита от взлома, вмешательства в работу и хищения электроэнергии.
Пломба на устаревшем индукционном электросчетчике является единственной защитой от несанкционированного доступа внутрь корпуса
Большинство описанных выше недостатков индукционных счетчиков на руку их владельцам, так как учет электроэнергии происходит с погрешностью, выгодной для получателя. Придумано множество способов обмана индукционного счетчика. Поэтому многие поставщики электрической энергии стараются заменить устаревшие убыточные для них электросчетчики на новые более точные гибридные или электронные счетчики электроэнергии у своих потребителей. В некоторых странах производится бесплатная замена устаревших индуктивных электросчетчиков в принудительном порядке.
Устаревшие и убыточные для поставщиков электроэнергии индукционные счетчики активно выводятся из эксплуатации
Устройство и принцип работы
Конструкция счетчика зависит от принципа его работы и осуществляемых функций. Индукционный однофазный счетчик используется в однофазных переменных сетях и состоит из следующих частей:
- корпуса составного;
- двух обмоток: токовой и напряжения;
- двух магнитопроводов: обмотки тока и обмотки напряжения;
- противополюса;
- диска алюминиевого;
- механизма червячного типа;
- механизма счетного;
- магнита постоянного, служащего для торможения диска;
- оси, на которой закреплены счетный механизм, червячная передача и алюминиевый диск.
Схематическое устройство однофазного электросчетчика индукционного типа
Принцип работы устройства заключается в следующем.
2 электромагнита представляют измерительный механизм счетчика. Они расположены под углом 90° друг к другу. В магнитном поле этих электромагнитов находится диск, выполненный из алюминия. Счетчик включается в работу путем подсоединения с электроприемниками токовой обмотки последовательно, а с электроприемниками напряжения – параллельно. При прохождении переменного тока по обмоткам в сердечниках возникают магнитные потоки переменной величины. Они пронизывают диск, в результате чего индуцируют вихревые токи. При взаимодействии последних с магнитными потоками создается усилие, которое вращает диск. Он, в свою очередь, связан со счетным механизмом, который учитывает частоту вращения диска. Цифры, расположенные на счетном механизме фиксируют расход электрической энергии.
При увеличении тока нагрузки возникает больший вращающий момент, что заставляет диск вращаться быстрее.
Принцип работы трехфазных индукционных счетчиков аналогичен выше описанному счетчику, с той лишь разницей, что их используют в трехфазных сетях переменного тока.
Вид спереди трехфазного индукционного электросчетчика со снятой крышкой
Вид сбоку со снятой задней частью корпуса трехфазного индукционного счетчика
С развитием электронных технологий появились счетчики учета расхода электроэнергии электронного типа. Принцип действия их довольно прост. Специальный преобразователь входные аналоговые сигналы с датчиков тока и напряжения преобразует в цифровой импульсный код. Он подается на микроконтроллер, который фиксирует количество потребляемой электроэнергии на дисплее изделия. Отсюда основными частями электронного счетчика являются:
- кожух защитный;
- трансформаторы измерительные тока и напряжения;
- преобразователь;
- микроконтроллера, являющиеся органом управления и передачи информации на дисплей;
- колодка клеммная для подсоединения эл. проводов.
Работа однофазных и трехфазных электронных счетчиков осуществляется по одним и тем же законам, с той лишь разницей, что в 3-хфазном осуществляется суммирование величин каждого из трех каналов.
Структурная схема работы однофазного счетчика электронного типа
Из схемы видно, что трансформатор тока включен в разрыв фазного провода, а трансформатор напряжения подключен к нулю и фазе. Сигналы величины тока и напряжения с помощью преобразователя преобразуются в мощность и частоту в цифровом виде, в дальнейшем микроконтроллер управляет оперативным запоминающим устройством (ОЗУ), электронным реле и дисплеем, на котором отражается цифровая информация, фиксирующая расход электроэнергии на подключенном к счетчику объекте. ОЗУ в некоторых моделях может играть роль передатчика информации, что дает возможность контролировать работу счетчика на расстоянии.
Электронные счетчики для замеров расхода электроэнергии в трехфазных схемах, могут работать как в трех,- так и четырехпроводных цепях. Устройства хранят информацию с привязкой ко времени. Показания можно снимать за определенный период времени и фиксировать следующие показатели:
- активное потребление;
- реактивное потребление;
- действующие значения напряжения и тока;
- частоту в каждой фазе.
Все это позволило создать многотарифные счетчики для подсчета потребления электроэнергии в разное время суток, по дням недели или сезонам.
Электросчетчик и стабилизатор напряжения
Некоторые пользователи задаются вопросом, если стабилизатор напряжения приобретается для защиты бытовых приборов во всем доме, то как его лучше установить: перед электросчетчиком или после?
Как известно, обслуживающие электрокомпании запрещают любые самостоятельные подключения электронных устройств до прибора учёта, так как потребляемая ими электроэнергия никак не будет учитываться. А вот установка стабилизатора после прибора учёта возможна в любом месте, и даже необходима.
Само нестабильное напряжение не оказывает влияние на качество работы электросчётчика. Однако оно будет негативно для некоторых электроприборов, что может не в лучшую сторону отразиться и на квитанции за электроэнергию. Например, низкое напряжение повлияет на источники освещения в доме, ухудшив их яркость. И чтобы её повысить придется использовать лампы, рассчитанные на большую мощность.
Как видно из написанного выше, при выборе подходящей модели электрического счетчика необходимо учитывать множество важных параметров, которые будут зависеть от условий эксплуатации самого прибора
Важно помнить, что неправильный подбор устройства может принести его пользователю множество проблем и лишних затрат. Поэтому лучше перед покупкой электросчетчика все же дополнительно проконсультироваться со специалистом
Установка
Трехфазные приборы заметно отличаются от однофазных электрических счётчиков, и способны функционировать в условиях значительной мощности электросети.
Однофазный прибор может эксплуатироваться при номинальной мощности не выше 10 кВт.
Трехфазные приборы учёта пригодны для использования в условиях номинальной мощности в 15 кВт и более.
Такие приборы учёта относятся к категории многофункциональных, поэтому применяются не только в бытовой сети, но и при выполнении контроля трехфазных двигателей.
Опломбировка счетчика – обязательное мероприятие для каждого потребителя электроэнергии. Как опломбировать счетчик электроэнергии – порядок действий описан в статье.
Инструкция по снятию показаний с электросчетчика приведена тут.
Несмотря на то что счетчик может работать многие годы, существуют нормативы, согласно которым через определенный промежуток времени после установки прибор нужно заменить. Каков срок эксплуатации электросчетчика, расскажем далее.
Однофазные
Самым простым вариантом является однофазное подключение, выполняемое посредством кабелей и нагрузки. Провода «заземление», «фаза» и «ноль» должны подключаться на вход электросчётчика и выход из прибора учёта. Перед электросчётчиком требуется установить устройство автоматического выключения, что сделает эксплуатацию максимально безопасной и удобной.
Конструкцией стандартного электросчетчика предусмотрено наличие шины, представленной обычной медной планкой. Фиксация планки осуществляется диэлектрическими зажимами. По всей длине проделаны отверстия, позволяющие легко подводить и надежно крепить все электрические кабели.
Схема подключения однофазного счетчика
Стандартная пошаговая схема самостоятельного подключения однофазного индукционного счётчика электроэнергии:
- установка и фиксация прибора учёта в щиток;
- установка выключателей на DIN-рейке и фиксация при помощи подпружиненной защелки;
- установка шин заземляющего и защитного типа на DIN-рейке или изоляторах щитка;
- подключение нагрузки на выключатели и последующее соединение автомата со счетчиком;
- подключение электросчётчика;
- подключение «фазы» на нижние зажимы выключателя, соединение нулевой шины с кабелем «ноль» и проводов заземления с заземляющей шиной;
- установка перемычек на зажимы;
- подключение электрического счетчика на нагрузку;
- отключение подачи электричества, соединение провода «ноль» с третьей клеммой прибора учёта и подключение кабеля «фаза» на первую клемму.
На заключительном этапе проверяется работоспособность установленного оборудования на минимальной и максимальной нагрузке.
Обязательно нужно обратиться в организацию энергосбыта для того, чтобы установленный самостоятельно прибор учёта электрической энергии был проверен, а затем опломбирован специалистами.
Трехфазные
Трехфазный прибор учёта расходуемой электроэнергии принято относить к категории более безопасных счётчиков, что обусловлено разделением потребителей на отдельные группы. Такой тип электросчетчика способен измерять не только активную, но и реактивную энергию с учётом потокового направления.
Схема подключения трехфазного счетчика через трансформаторы тока
Стандартная трёхфазная модель имеет восемь клемм, поэтому подключение осуществляется в следующем порядке:
- подключение общесетевых кабелей с одинаковой цветовой маркировкой на первую, третью, пятую и седьмую клеммы;
- подключение квартирных кабелей с одинаковой цветовой маркировкой на вторую, четвертую, шестую и восьмую клеммы.
В процессе самостоятельной установки в обязательном порядке должна соблюдаться схема, учитывающая подключение входных кабелей посредством четырёхполюсника от вводного автомата.
После выполнения установки, прибор учёта обязательно должен пломбироваться и ставиться на учет специалистами энергоснабжающей компании, которые фиксируют стартовые показания счетчика и выдают разрешение на эксплуатацию.
Как работает индукционный счётчик
Суть работы индукционных счетчиков электроэнергии, основан на таком принципе, когда на движущуюся деталь в одно время воздействует крутящийся и затормаживающий момент. Данный момент имеет пропорцию величине учёта, момент торможения имеет пропорцию скорости раскрутки движущейся части. Состоит индукционный однофазный счетчик электроэнергии из нескольких элементов:
- Катушки напряжения, что расположили на магнитопроводе;
- Диск вращения из алюминия;
- Передаточный механизм устройства учёта;
- Катушки тока на магнитопроводе;
- Постоянный магнит.
Сделана катушка из провода с большим сечением, что может выдерживать большую нагрузку. Витки на катушки имеются в небольших количествах, обычно 13-30 витков на катушке. Распределены они в равномерном положении на двух стержнях магнитопровода, что имеет U форму и сделан из электротехнической стали. Сердцевина работает для создания определённой концентрации магнитного потока, который пересекает счётный диск и вращает его.
Подсоединяется обмотка напряжения на фазу напряжения сети и всегда имеет работоспособное состояние, наравне с потребителем, из-за этого она имеет название параллельной цепи. Катушка напряжения требуется для производства магнитного потока, который будет пропорционален сетевому напряжению. Она имеет определённые конструктивные отличия от катушки тока тем, что имеет больше витков, около 8000 – 12 000 и небольшим сечением проводника 0.1 – 0.15 мм2. В большом количестве витки создают более высокое индуктивное сопротивление, чем имеет активное сопротивление обмотки, что является довольно важным для соблюдения правила сдвига на 90° и даёт возможность уменьшит потребление электроэнергии, на однофазном счётчике.
Магнитный поток катушки тока и катушки напряжения, что проходят по диску, образуют в нём трансформационные токи, за счёт чего создаётся вращающийся момент. Чтобы создать противодействующий момент, что будет пропорционален скорости движения диска, используются постоянные тормозные магниты, чей магнитный поток пересекает крутящийся диск из электропроводящего материала.
Образующиеся в диске токи резания, всегда соблюдают скорость вращения пропорционально диска. То есть когда счётчик работает, он соблюдает определённую закономерность,чем большая мощность потребления, тем более быстро будет происходить вращение диска по его оси. Момент противодействия, что образуется при взаимодействии магнитного потока с дисковым током, всегда будет пропорционален скорости вращения. Когда диск проходит волну, что создаёт тормозной магнит, на нём наводится ЭДС резания, что идёт от середины диска. Потоковая сила тормозного магнита при взаимодействии с током диска имеет прямую пропорциональность ЭДС резания и имеет направление против движения диска. Замедляющий процесс зависит от дальности магнита от центра диска, определяется как произведение плеча на значение силы. То есть регулировка быстроты кручения происходит путём перемещения магнита, что позволяет настроить его в зависимости от передаточного числа.
Для более точной настройки на счётчиках используют специальные устройства для регулировки. Данные приборы – это короткозамкнутые медные, алюминиевые витки, или обмотка из витков провода из меди, что замкнут на настраиваемое сопротивление.
Учиться на чужих ошибках
В начале 1990-х годов зарубежных производителей измерительной продукции захлестнула примерно такая же эйфория, которую сейчас переживает Россия. Так, например, в Англии доля электронных счетчиков электроэнергии достигла 95 %, однако, на сегодняшний день эта цифра уменьшилась до 65 %.
Из Европы заводы по производству индукционных счетчиков перенесены в развивающиеся страны и производят миллионы счетчиков, находящих нишу и выполняющих свою функцию.
Энергосистемы России (Красноярскэнерго, Татэнерго, Брянскэнерго) стабильно закупают индукционные счетчики так же, как и электронные, отдавая предпочтение их надежности и учитывая плохое качество сетей, особенно в сельской местности. Ведь ресурс индукционного счетчика – десятки лет и даже через 50 лет некоторые образцы будут соответствовать заданному классу точности.
Проблема выбора индукционного или электронного счетчика несколько надумана. Они предназначены для разных секторов рынка.
Рано отказываться от применения индукционных счетчиков. Как и не стоит недооценивать электронные
Прежде всего, надо решить, есть ли возможность и необходимость воспользоваться всеми преимуществами счетчиков и не обращать внимание на их недостатки?
Выбор счетчика – это результат взвешенного решения, анализа отдельной ситуации.
Устройство и принцип работы
Прибор состоит из трёх одинаковых узлов (справа), цепей питания и микроконтроллера
Измерительный аппарат совместим с однофазными и трехфазными цепями переменного тока. Его конструкция представлена:
- корпусом из термостойкого пластика или металла с клеммной колодкой;
- дисплеем – ЖК-индикатором, где отображаются данные и время, или механическим;
- источником запитки электронной схемы;
- токовым трансформатором – выполняет функции измерителя;
- микроконтроллером, преобразующим сигнал на входе в электрические величины;
- телеметрическим выходом для интеграции с АСКУЭ;
часами – позволяют отслеживать реальное время и даты;
Внешний вид электронного электросчетчика
- супервизором – отслеживает колебания напряжения на входе и подает команду сброса микроконтроллеру, когда напряжение выключается либо включается;
- системой управления;
- оптическим портом, позволяющим снимать показания устройства.
Принцип работы цифрового счетчика электроэнергии заключается в прямом замере напряжения и тока. Он оцифровывает информацию, передавая ее на индикатор и сохраняя в памяти. Импульсы входных электронных твердотелых элементов создают под воздействием тока напряжения. Количество импульсов зависит от активности энергии.
Конструкция счетчика зависит от принципа его работы и осуществляемых функций. Индукционный однофазный счетчик используется в однофазных переменных сетях и состоит из следующих частей:
- корпуса составного;
- двух обмоток: токовой и напряжения;
- двух магнитопроводов: обмотки тока и обмотки напряжения;
- противополюса;
- диска алюминиевого;
- механизма червячного типа;
- механизма счетного;
- магнита постоянного, служащего для торможения диска;
- оси, на которой закреплены счетный механизм, червячная передача и алюминиевый диск.
Схематическое устройство однофазного электросчетчика индукционного типа
Принцип работы устройства заключается в следующем. 2 электромагнита представляют измерительный механизм счетчика. Они расположены под углом 90° друг к другу. В магнитном поле этих электромагнитов находится диск, выполненный из алюминия. Счетчик включается в работу путем подсоединения с электроприемниками токовой обмотки последовательно, а с электроприемниками напряжения – параллельно.
При увеличении тока нагрузки возникает больший вращающий момент, что заставляет диск вращаться быстрее.
Принцип работы трехфазных индукционных счетчиков аналогичен выше описанному счетчику, с той лишь разницей, что их используют в трехфазных сетях переменного тока.
Вид спереди трехфазного индукционного электросчетчика со снятой крышкой
Вид сбоку со снятой задней частью корпуса трехфазного индукционного счетчика
С развитием электронных технологий появились счетчики учета расхода электроэнергии электронного типа. Принцип действия их довольно прост. Специальный преобразователь входные аналоговые сигналы с датчиков тока и напряжения преобразует в цифровой импульсный код. Он подается на микроконтроллер, который фиксирует количество потребляемой электроэнергии на дисплее изделия. Отсюда основными частями электронного счетчика являются:
- кожух защитный;
- трансформаторы измерительные тока и напряжения;
- преобразователь;
- микроконтроллера, являющиеся органом управления и передачи информации на дисплей;
- колодка клеммная для подсоединения эл. проводов.
Работа однофазных и трехфазных электронных счетчиков осуществляется по одним и тем же законам, с той лишь разницей, что в 3-хфазном осуществляется суммирование величин каждого из трех каналов.
Структурная схема работы однофазного счетчика электронного типа
Из схемы видно, что трансформатор тока включен в разрыв фазного провода, а трансформатор напряжения подключен к нулю и фазе. Сигналы величины тока и напряжения с помощью преобразователя преобразуются в мощность и частоту в цифровом виде, в дальнейшем микроконтроллер управляет оперативным запоминающим устройством (ОЗУ), электронным реле и дисплеем, на котором отражается цифровая информация, фиксирующая расход электроэнергии на подключенном к счетчику объекте. ОЗУ в некоторых моделях может играть роль передатчика информации, что дает возможность контролировать работу счетчика на расстоянии.
Электронные счетчики для замеров расхода электроэнергии в трехфазных схемах, могут работать как в трех,- так и четырехпроводных цепях. Устройства хранят информацию с привязкой ко времени. Показания можно снимать за определенный период времени и фиксировать следующие показатели:
- активное потребление;
- реактивное потребление;
- действующие значения напряжения и тока;
- частоту в каждой фазе.
Преимущества подключения на 3 фазы
Три фазы в частном доме Устанавливая многотарифный счетчик, владельцы дома или квартиры получают множество выгод:
- экономия – у некоторых моделей есть режимы дневной и ночной тарификации, что позволяет использовать меньше энергии ночью, чем днем;
- универсальность – устройства можно подсоединить со стандартной сети 220 В или новой сети 380 В прямым способом или через трансформатор;
- постоянный контроль – счетчик уравновешивает сетевое напряжение;
- точность – учет затраченной электроэнергии производится с погрешностью от 0,2 до 2,5 %;
- дополнительные функции – счетчики оснащаются журналом событий, электросиловым модемом, фиксацией пользователей, монитором для вывода данных.
Однофазный вариант дает погрешность показаний до 5 %.
Типы электросчетчиков
Индукционные приборы учета
Знакомый всем прибор с прозрачным пластиковым окошком, через которое виден вращающийся диск. Больше число оборотов диска — выше расход электроэнергии.
Индукционные электросчетчики, несмотря на свою невысокую точность, считаются весьма надежными. Их гарантийный срок службы 15 лет.
Внешний вид и принципиальная схема индукционного счетчика учета электрической энергии
Преимущества этого типа прибора:
- невысокая стоимость;
- надежность;
- хорошее качество;
Среди недостатков можно отметить:
- низкий класс точности;
- малая функциональность;
- легкая доступность для использования неучтенной электроэнергии.
Электронный счётчик электроэнергии
Внешний вид электрического счётчика потребления электроэнергии
В таком приборе на электронных элементах под воздействием тока и напряжения создаются импульсы, число которых пропорционально количеству измеряемой энергии. Такие счетчики программируемые, оснащены жидкокристаллическим индикатором.
Основное достоинство прибора — возможность пользоваться дифференцированными тарифами при учете израсходованной энергии, так как электронный счетчик способен запоминать, какое количество электроэнергии было использовано в определенный заранее период времени. Каждый промежуток времени, соответствующий определенному тарифу, снабжен своим счетным механизмом.
Интервал между поверками у такого счетчика составляет от 4 до 16 лет.
Недостатком электронного прибора является его достаточно высокая стоимость, но она быстро компенсируется удобством в пользовании и точностью измерений.
Электродинамический счётчик электроэнергии
Электродинамический счетчик содержит неподвижную токовую обмотку в виде проволочных катушек. Если включить электроприбор, то проходящий через катушки ток создает магнитное поле. Между обмотками находится якорь из трех и более катушек. На якоре установлен коллектор с металлическими щетками. Коллектор изменяет направления тока в проводниках якоря в магнитном поле, возникшем при помощи неподвижных катушек. О показаниях прибора судят по цифрам на шкале счетчика, появляющихся в шести выстроенных в ряд прямоугольных окошках. Над ними указывается единица измерения электрической энергии. Первые пять цифр — целое число гектоватт‑часов или киловатт‑часов использованной электроэнергии, шестая цифра – дробная часть десятичного числа.
Преимущества электронных и электродинамических счетчиков:
- высокий класс точности;
- многотарифность (от двух);
- при учете нескольких типов электрической энергии достаточно одного счетчика;
- энергоучет ведется в двух направлениях;
- ведут измерение качества и объема мощности;
- сохраняют данные учета электроэнергии;
- легкодоступные данные;
- возможность дистанционно узнавать показания;
- счетчик имеет небольшой размер;
Недостатки:
- чувствительны к перепадам напряжения;
- дороже индукционных;
- сложный ремонт.
Гибридные счетчики
Гибридные счетчики имеют цифровой интерфейс и механическое вычислительное устройство. Измерительная часть может быть электронной или индукционной.
Прибор представляет из себя промежуточный вариант и используется редко.
Таким образом, имея представление о классификации электросчетчиков, об их типах и основных характеристиках и соотнеся эту информацию со своими финансовыми возможностями и потребностями можно сделать правильный выбор.
Принцип работы
За счет постоянного совершенствования технологий совершенствуются и счетчики электроэнергии. Все однофазные модели представленные на современном рынке подразделяются на индукционные и электронные.
Первый вариант является первопроходцем в системе учета электрической энергии, несмотря на их простоту и доступность, электронные электросчетчики постепенно вытесняют их за счет высокой точности и расширенной функциональности.
Индукционные счетчики электроэнергии
Индукционные счетчики электроэнергии обладают простой и понятной конструкцией, на примере которой относительно легко разобраться с устройством и принципом действия простейшего электросчетчика.
Конструктивно данная модель состоит из:
- Токовой обмотки – представляет собой катушку индуктивности, включаемую в цепь последовательно нагрузке. Предназначена для измерения величины тока, потребляемого нагрузкой, изготавливается из проволоки большого сечения из нескольких витков.
- Обмотки напряжения – также представлена катушкой индуктивности, но подключенной параллельно по отношению к токовой обмотке. Изготавливается из тонкой проволоки и укладывается большим количеством витков, применяется для измерения величины напряжения.
- Алюминиевый диск – элемент счетчика электроэнергии, предназначенный для преобразования электромагнитного усилия в механическую работу. Устанавливается на ось для вращения по направлению усилий электромагнитного поля катушек индуктивности.
- Счетный механизм – преобразует количество оборотов алюминиевого диска в цифровое отображение результатов измерения мощности. Состоит из механического циферблата шестеренчатого типа.
- Постоянный магнит – применяется для сглаживания механических колебаний подвижного диска. Создает постоянный магнитный поток и обеспечивает плавность хода.
Принцип действия индукционного счетчика электроэнергии заключается в том, что при подключении в электрическую цепь на обмотку напряжения подается действующее номинальное напряжение. В случае подключения нагрузки к выводам электросчетчика через токовую катушку будет протекать определенная величина тока. При взаимодействии двух электромагнитных полей в алюминиевом диске начнут наводиться вихревые токи, что создаст его собственное электромагнитное поле. Механическое усилие от диска через систему шестеренок передастся счетному механизму.
Величина ЭДС, наводимая обмоткой тока и напряжения вступает во взаимодействие с собственным полем подвижного элемента, которое генерируется за счет вихревых токов. Мера данного взаимодействия и определяет скорость вращения алюминиевого диска. Чем больше сила тока, протекающего через токовую катушку, тем больше результат геометрического произведения напряжения и тока.
Результирующее значение мощности будет быстрее вращать диск, что приведет к ускорению начисления показаний счетчика электроэнергии.
Электронные счетчики электроэнергии
С развитием и совершенствованием технических средств произошла модернизация классических индукционных электросчетчиков. Изначально выпускались гибридные электронно-механические модели, но со временем электроника все более и более вытесняла подвижные части. Конструктивно современная электронная модель счетчика электроэнергии состоит из:
- Датчика тока – измеряет величину электрического тока, протекающего через счетчик электроэнергии;
- Датчика напряжения – предназначен для измерения разности потенциалов, приложенной к зажимам счетчика;
- Электронного преобразователя – осуществляет подсчет мощности, пропускаемой через счетчик электроэнергии;
- Микроконтроллера – передает показания на дисплей и в блок памяти, может извлекать данные, обрабатывать их и передавать по каналам связи;
- Дисплея – предназначен для вывода данных опроса со счетчика электроэнергии, может переключать информацию в многотарифных моделях;
- Блока ОЗУ и ПЗУ – оперативная и долговременная память, предназначенная для хранения и обработки информации.
Принцип действия электронного счетчика электроэнергии основан на измерении силы тока и величины напряжения приложенного к подключенной нагрузке. Фиксация показаний осуществляется за счет датчиков и передается на электронный преобразователь, который рассчитывает величину мощности и преобразует единицу измеряемой величины в счетный импульс. Сигнал с преобразователя передается на микроконтроллер, который, в зависимости от установленной программы срабатывания, выдает на дисплей необходимые параметры электрической цепи. Помимо трансляции текущих показаний на дисплей, микроконтроллер записывает информацию в блок памяти, и извлекать ее в случае необходимости.
Полезные советы
Однажды мы все столкнемся с вопросом замены электросчетчика. Если вам в ближайшем будущем придется заняться установкой однофазного многотарифного электросчетчика, то вот вам несколько полезных советов: Монтаж однофазного электросчетчика лучше доверить специалисту с большим опытом, который хорошо разбирается в этом деле и сможет качественно и быстро установить новый прибор.
Если вы решили самостоятельно заняться всеми работами, то заранее изучите, как подключается однофазный счетчик электроэнергии. Не стоит забывать, что монтаж должен проходить при снятом напряжении.
Лучше всего установку электросчетчиков доверять профессионалам, однако, если вы решили сэкономить на услугах специалиста и самостоятельно заняться монтажными работами, то вам поможет однолинейная схема подключения счетчика и основной принцип работы однофазного устройства. Нельзя забывать об элементарных правилах безопасности при работе с электричеством. А перед покупкой оборудования и всех его комплектующих следует изучить все виды счетчиков, какой тип прибора подходит именно вашему дому. А при установке можно приобрести первую схему подсоединения устройства.
При выборе будущего счетчика стоит обратить внимание на двухтарифные приборы. Они, действительно, позволят сэкономить деньги на счета
С 7 утра и до 23 вечера действуют обычные дневные тарифы, а вот с 23 вечера и до 7 утра электричество стоит гораздо дешевле по льготной системе. Поэтому все бытовую технику, которая не требуется днем, лучше запрограммировать на работу в ночное время, чтобы экономить на квартплате.
