Нужно ли менять старый индукционный электросчетчик на новый

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

Конструкция индукционного счётчика

Однофазный индукционный счетчик
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 устроен электросчетчик

Устройство однофазного электрического счетчика прямого включения Энергомера сейчас будет хорошо видно на фотографиях. Напоминаю, его внешний вид — на первом фото статьи.

На счетчике обычно стоят 2 пломбы, одна защищает от несанкционированного доступа клеммы счетчика, вторая — электронную схему счетчика. Этих пломб на моём счетчике уже нет.

Рассмотрим подробнее клеммы.

Клеммы зажимные, хорошо держат зачищенный провод на всём его протяжении.

Теперь самое интересное — вскрываем корпус счетчика:

Счетчик Энергомера цэ6807п. Снятая передняя панель

Счетчик энергомера. Снятая крышка, фото 2

Достаём потроха внутренности, и видим, что схема электросчётчика состоит их трёх основных частей:

Это 1) шаговый двигатель, на оси которого закреплены циферки, 2) плата с контроллером и 3) входные клеммы. Как видно, всё китайское (надеюсь, кроме клемм), поэтому и цена такому счетчику 650-750 руб.

Клеммы и плата с контроллером. Всё перевёрнуто, поэтому фазные клеммы счетчика — справа, нулевые — слева, не так как мы привыкли видеть.

Белый и зеленый проводочки — это выход измерительного шунта. Того самого шунта, на котором «оседает» напряжение, пропорциональное току через фазные клеммы. Это напряжение поступает на входы платы КТ1 и КТ2 и подается на обработку контроллеру.

Также с фазной клеммы берется питание для контроллера, это желтый проводок. Питание — бестрансформаторное, через конденсатор, выпрямитель и стабилизатор 5VDC.

Нулевая клемма используется для того, чтобы брать второй полюс для питания счетчика. А ещё для того, чтобы обеспечить соединение, и чтобы ограничить злоумышленные схемы включения счетчика.

С выхода платы контроллера через точки М1.1 и М1.2 поступают импульсы на шаговый двигатель. Тот самый, который тормозят с помощью магнита. Частота импульсов пропорциональна току, и дополнительно индицируется светодиодом.

Этот светодиод используют для проверки и поверки счетчика. Подсчитывают количество импульсов за (например) 5 минут, и смотрят на правильность показаний на передней панели.

В контроллере зашита программа, которая вырабатывает импульсы для работы шагового двигателя.

Вот фото печатной платы счетчика немного крупнее:

Маркировка на электросчетчиках

Помимо видов счетчиков существует еще несколько нюансов, которые следует знать. На любом электросчетчике имеется определенная маркировка, условно обозначающаяся буквами и цифрами.

Рис.6. Обозначения на электросчетчике

Что касается класса точности электросчетчика, то по этим параметрам определяется точность показаний расходуемой электроэнергии. В квартирах, как правило, установлены счетчики класса 2,0, но могут быть и выше. Что это означает? А то, что ваш электросчетчик может учесть на 2% больше или меньше электроэнергии от своей собственной мощности. Или проще говоря — погрешность счетчика. Чем меньше цифра, тем меньше погрешность. В целом, в бытовых условиях достаточно электросчетчика класса 2,0. Более высокие классы точности необходимы скорее на предприятиях, где нужна большая мощность энергии.

Итак, на сегодняшний день мы можем себя не ограничивать в выборе электросчетчиков. Каждый из них имеет свои определенные особенности и функции. В этой статье мы разобрали основные особенности этих приборов и принципы их работы, что поможет вам сориентироваться в многообразии выбора.

Устройство и принцип действия электросчетчика

Принцип учета электроэнергии одинаков в приборах разного типа, но по своему устройству они делятся на индукционные и электронные.

Индукционный или электромеханический счетчик

• напряжения, подключенная параллельно нагрузке и измеряющая напряжение сети;
• токовая, включенная последовательно с нагрузкой.

Чем больше ток или напряжение, тем быстрее вращается алюминиевый диск, передающий через червячную передачу вращение на механическое цифровое табло. Для уменьшения инерции ращения диска внутри прибора находится постоянный магнит, притормаживающий его своим полем.

Устройство электронного прибора учета

Электронный счетчик электроэнергии преобразовывает измеряемую мощность в аналоговый сигнал и, в дальнейшем, в цифровой.

Основной частью этого прибора является микроконтроллер, ведущий учет потребленной электроэнергии. Он передает сигнал на жидкокристаллическое табло или электромеханический дисплей, а также в систему АСКУЭ (автоматизированная система контроля и учета электроэнергии).

Установка

Для начала нужно определиться с местом крепления прибора и приобрести необходимые инструменты.
В магазинах продают как полные комплекты для установки счетчика, так и отдельные детали. Выбор материалов зависит от модели прибора и от особенностей подключения.

Расположение счетчика обязательно вертикальное. Местом крепления может быть деревянный (металлический) лист или специальный защищенный короб. Прибор обязательно должен находиться в зоне свободного визуального контроля.

Перед установкой следует изучить общую схему электропроводки. Это позволит правильно определить тип и количество автоматических выключателей, а также мощность групп потребителей.
Это важно: самостоятельно выполнять установку без разрешения запрещено.

Принципиальная схема электросчетчика

Принципиальная схема счетчика электроэнергии на микросхеме AD7755

Схема работы всех видов электрических приборов не имеет принципиальных отличий, все они похожи.

Для замера мощности задействовано несколько простых датчиков:

• Датчики напряжения, работа которых основывается на схеме известного делителя.
• Датчики тока на основе обыкновенного шунта, сквозь который проходит фаза электрической магистрали.

Сигнал, который фиксируется этими датчиками, мал, поэтому его требуется усиливать при помощи электронных усилителей. Потом осуществляется аналогово-цифровая обработка для трансформации сигналов и их перемножения.

Следующие этапы – фильтрация оцифрованного сигнала и вывод на дисплей прибора данных:

• интегрирования;
• индикации;
• передачи вычислений;
• преобразование.

В этой схеме используемые входные датчики не способны обеспечить измерения высокого класса точности векторов, следовательно, и расчет мощности.

Если в сравнении рассматривать принципиальную схему работы однофазного электронного прибора учета, в ней дополнительно ТН подсоединен к нулю и фазе, а ТТ – неотъемлемая составляющая разрыва фазного провода. Поскольку сигналы поступают из двух трансформаторов, дополнительное усиление сигнала не требуется. Все дальнейшие преобразования выполняет микроконтроллер, он осуществляет управление дисплеем, оперативным запоминающим устройством и электронным реле. Выходной сигнал через ОЗУ может дальше передаваться в информационный канал.

Принцип работы «умных» электросчетчиков

Упрощенно все электрические счетчики с дистанционной передачей показаний работают по одинаковой схеме. Они собирают информацию, передают ее на сервер, анализируют и хранят.

Бесперебойная передача данных обеспечивается благодаря технологиям:

• wi-fi (за счет роутера);
• LPWAN – через вышку, которая подключена к серверу;
• GPRS – передача сигнала осуществляется с помощью сим-карты.

После сбора информации сведения обрабатываются модулем учета и передаются на сервер, где их принимают контроллеры. Вся информация отображаются в личном кабинете абонента.

Зайти в личный кабинет абонента электросети можно с любого устройства: планшета, смартфона или персонального компьютера (требуется только подключение к интернету)

Затем следует этап архивации и анализа поступившей информации. При этом контроллеры запрограммированы на определенные дни недели, и отправляют данные четко по графику. Такая упорядоченность позволяет лучше контролировать и анализировать энергопотребление конкретного абонента.

И все-таки оно нагревается!

Принцип действия электронного счетчика основан на использовании второго, скорее побочного действия электромагнитной индукции – нагревании проводников. Температурные датчики – это могут быть термопары или терморезисторы, преобразуют тепло в электрический сигнал, который играет роль управляющего воздействия.

Подавляющее большинство электронных счетных устройств строятся на микросхемах серий МРС 3905, 3906 или 3909. Принципиально они состоят из трех модулей:

1. Двух операционных усилителей (аналог катушек тока и напряжения).
2. Генератора незатухающих колебаний, имеющего собственный блок питания и подключенного к одной из фаз.
3. Счетчика импульсов.

Операционные усилители работают в паре с термодатчиками и подают электрический управляющий сигнал на генератор незатухающих колебаний, частота которых меняется в зависимости от его величины.

Если показания электросчетчика выводятся на жидкокристаллический дисплей, то количество импульсов за единицу времени учитывается отдельной микросхемой, преобразующей его в кодовый сигнал. При использовании механических редукторов импульсы поступают непосредственно на шаговый двигатель. Чем выше частота их следования, тем быстрее он вращается.

В трехфазных приборах электрического учета таких управляющих микросхем три, а в однофазных – одна.

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.

Что учитывает прибор учета

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.

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.

Установка трехфазного

На входе в трёхфазных сетях имеется пять проводков:

• 3 фазы («А», «В», «С».);
• ноль;
• земля.

На счётчике клеммы располагаются следующим образом:

• клемма 1 – для входа фазы «А»
• клемма 2 – для выхода фазы «А».
• клемма-3 – для входа фазы «В».
• клемма 4 – для выхода фазы «В».
• клемма 5 – для входа фазы «С».
• клемма 6 – для выхода фазы «С».
• клемма 7 – для входа нуля
• клемма 8 – для выхода нуля.

Принцип подключения трёхфазного счётчика в остальном такой же, как и однофазного. Входной провод «заземление», если таковой имеется, подключается к соответствующей клемме электрощита напрямую.

Входные провода в трёхфазных сетях обычно разноцветные, как и клеммы на счётчике, что упрощает процесс подключения.

Примите к сведению: несмотря на разноцветные провода, следует проверить каждую фазу мультиметром.

Подключение таких проводов осуществляется согласно инструкции к электросчётчику.

Важно не перепутать эти клеммы с основными. При любой конструкции двухтарифного электросчётчика они будут выведены в отдельный ряд

Возьмите на заметку: перед тем, как приступать к установке электросчётчика, следует внимательно изучить схемы и документации к нему, так как его характеристики могут отличатся от общепринятых.

Возможно, Вам будет также интересна статья о двухтарифных электросчетчиках Меркурий.

Подробную статью о том, как подключить однофазный счетчик электроэнергии, читайте здесь.

Конструкция и принцип работы

• 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.

Правила законной и безопасной установки

Установка электросчётчика не наша прихоть, а требование закона и поставщика электроэнергии.
На каждом электросчётчике есть пломба, которая устанавливается поставщиком электричества. Заменить электросчётчик, не повредив ее, невозможно. Поэтому перед тем, как приступить к его замене, следует уведомить об этом своего поставщика электроэнергии.

Примите во внимание: перед тем, как снимать электросчётчик, нужно переписать его показания, которые нужно сообщить поставщику.

Для вашей же безопасности все работы по замене электросчётчика следует проводить исключительно при полном обесточивании, что можно сделать, отключив соответствующий автомат на внешнем щитке. Такой обычно расположен в подъезде на лестничной клетке, либо же недалеко от частного дома.

Устройство счетчика электроэнергии

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

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

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.

При низком классе точности электросчетчика потребитель может как переплачивать за электроэнергию, так и недоплачивать
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.

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.

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.

Электронные счетчики на электроэнергию. Принцип работы электронного электросчетчика.

Со стремительным развитием электронно-вычислительной техники на смену счетчикам пришли электронные(цифровые). Принцип работы любого электрического счетчика основывается на том, чтобы объединить мгновенные значения силы тока и напряжения, потребляемые из сети, за определенную единицу времени для последующего отображения на счетном устройстве в виде готовых киловатт-часов. Электронный счетчик состоит из основных узлов:

• датчики тока и напряжения;
• преобразователь мощности в частоту импульсов (КР1095ПП1);
• центральный микроконтроллер(устройство управления -МС68НС05КJ1);
• постоянно-запоминающее устройство (ПЗУ);
• контроллер жидкокристаллического дисплея (ЖКИ-К182СВГ2);

Электрические сигналы от датчиков тока и напряжения поступают к преобразователю мощность-частота, который выполняет операцию перемножения, получая потребленную мощность. Полученное значение мощности преобразователь передает в виде импульса на вход центрального микроконтроллера, который, в свою очередь, суммирует импульсы за определенное время, получая кВт∙ч. Центральный микропроцессор передает данные микропроцессору ЖКИ, которые, в итоге, отобразятся на дисплее.

Для сохранения показаний счетчика в случае потери электропитания используется запоминающее устройство EEPROM. Если счетчик вдруг обесточился, то после его включения микроконтроллер сначала извлекает из ПЗУ последнее сохраненное значение и отображает на дисплее. После чего продолжает подсчитывать импульсы от преобразователя, обмениваясь данными с EEPROM, и увеличивает показания счетчика.

Наличие у электронного счетчика внешнего интерфейсного канала на примере RS-485 позволяет объединять счетчики в группы и передавать все данные в электроснабжающую компанию, что дает возможность отключения электричества у потребителей в случае неуплаты.

В качестве датчика тока служит измерительный трансформатор (трансформатор тока) или шунтирующая пластинка; датчик напряжения- тр-р напряжения.

Трехфазный электронный счетчик имеет такую же конструкцию и обладает функциями отображения на дисплее активной, реактивной и полной потребленной электроэнергии и др.

Счетчик электроэнергии Энергомера, внешний вид

В этой статье я расскажу и покажу на фото, как устроен электрический счетчик. Для примера разберём (вскроем) счетчик Энергомера ЦЭ 6807 П

производства Ставропольского концерна «Энергомера». Как выглядит счетчик — на фото слева.

Счетчик Энергомера ЦЭ6807П

— один из самых простых по конструкции, тем легче будет рассмотреть его устройство.

Кстати, по электрическим счетчикам на блоге СамЭлектрик.ру опубликовано несколько статей: — , — , — , — .

А если Вам вообще интересно , подписывайтесь на получение новых статей и вступайте в группу в ВК !

Электронные и гибридные счетчики

В электронных счетчиках электроэнергии потребляемая мощность рассчитывается по аналогичному принципу умножения силы тока и напряжения. Но, в отличие от индукционных счетчиков, где умножение происходило за счет составления электромагнитных потоков катушек тока и напряжения, в электронных электросчетчиках происходит преобразование в импульсы сигналов от датчиков. Данные импульсы суммируются в электронном счетном устройстве, или поступают на электромеханический привод цифрового барабана (гибридный счетчик).

Гибридный электросчетчик с электронной платой и механическим цифровым барабаном

Электронный счетчик электроэнергии имеет трансформаторы тока в силовой цепи и датчики напряжения. От данных датчиков сигналы поступают в преобразователь показателей силы тока и напряжения, где формируются импульсы с частотой, зависящей от учитываемой счетчиком мощности. Счетные импульсы поступают на микроконтроллер, формирующий поток цифровых данных, которые выводятся на дисплей, записываются в память, передаются через порты связи.

Плата электронного счетчика с датчиками — встроенными трансформаторами тока (ТТ)

Счетный импульс можно увидеть по миганию светодиода на табло электросчетчика. Рядом со светодиодом указывается число импульсов в киловатт*час для данного счетчика. Если имеется обозначение 1000 imp/kWt, то одна вспышка светодиода означает тысячную долю одного киловатт*час электроэнергии. Иногда пользователи считают вспышки за определенное время, если у них есть сомнения в правильности показаний своего счетчика.

Преимущества электронного счетчика электроэнергии

Благодаря электронному устройству счетчика он имеет намного больше возможностей и функций, которые невозможно реализовать при помощи механического индуктивного электросчетчика:

• установка и перепрограммирование нескольких тарифных временных зон (пример – двухтарифные электросчетчики);
• высокий класс точности;
• малые габариты дают возможность монтажа на DIN рейку;

• возможность полного учета потребляемой электроэнергии (активная и реактивная составляющая);
• измерение и хранения данных о качестве электроэнергии (скачки напряжения, пиковые нагрузки, изменения частоты);
• хранение показателей счетчика за прошлые периоды;
• возможность дистанционной передачи показателей счетчика, в том числе и в автоматизированных системах учета потребления электрической энергии; Благодаря встроенной памяти и портам связи, современные электросчетчики могут хранить и дистанционно передавать показатели
• фиксация несанкционированного доступа в корпус, попытки перепрограммирования или воздействия магнитными полями или электромагнитным излучением;
• возможность учета в обратную сторону при производстве частным лицом или компанией электроэнергии, отдаваемой в сеть;
• фиксация и запрет на потребление электроэнергии при обнаружении различных устройств и подключений в сети, предназначенных для воровства электроэнергии;
• небольшое собственное потребление электроэнергии.

Недостатки электронного счетчика

Поскольку электронные счетчики имеют меньшую погрешность, они ведут намного более точный учет электроэнергии, чем индукционные электросчетчики, считавшие киловатт*часы с выгодой для потребителя. Поэтому у пользователей, перешедших на электронные счетчики, есть жалобы и подозрения на умышленно неправильную работу их электросчетчиков, ведь раньше им доводилось платить меньше.

С точки зрения потребителя электроэнергии высокая точность и малая погрешность является недостатком, хотя электронный счетчик показывает реальное количество электроэнергии

Устройство электронного счетчика намного сложнее, чем индукционного, поэтому он является менее надежным, и имеется множество жалоб от пользователей, вынужденных менять за свой счет электросчетчики, которые перегорают по разным причинам. Большое количество полупроводниковых элементов в электронном счетчике делает его уязвимым от различного рода перенапряжений, ведь для питания схемы используется сетевое напряжение.

Сложная электронная плата счетчика уязвима от всплесков напряжения

Сложное устройство электронного счетчика и большое количество порой ненужных функций делает такой электросчетчик более дорогим, чем обычный индукционный. При этом, в случае поломки, электронные счетчики практически не ремонтируют, так как их необходимо отправлять на завод-изготовитель, где должен осуществляться трудоемкий процесс проверки каждого узла электросчетчика на предмет выявления неисправностей или отклонений. Скрупулезная проверка с последующей повторной сертификацией обходится очень дорого, поэтому электронные счетчики не подлежат ремонту.

Уличные счетчики электроэнергии для частного дома и дачи

ЛЭМЗ ЦЭ-2726-СОЛО-G05

Прибор рассчитан для работы на улице в интервале температур от –15 до +40°С. Контактный ряд находится также под герметичной съемной крышкой. В устройстве имеется стопор реверса и защита от постороннего доступа.

Технические характеристики:

• Тип сети: однофазный
• Количество тарифов: 1
• Класс точности: 1
• Принцип работы: электромеханика
• Стоимость: 900 – 950 руб
• Недостатки: не обнаружено

Энрон ТОПАЗ 103-5(60)1-ШР1Э-О4

Двухтарифный счетчик электроэнергии Топаз рассчитан на работу в сети с силой тока до 50 А и возможностью дифференцированного учета по трем тарифам. Тип интерфейса имеет специальное обозначение RS 485, что говорит о совместимости его функционала с системами АИИС КУЭ (Автоматизированная система коммерческого учёта электроэнергии). Передняя приборная панель герметично закрыта крышкой из прозрачного пластика. Сзади корпуса имеются пазы для легкой установки счетчика на DIN-рейку.

Технические характеристики:

• Тип сети: однофазный
• Количество тарифов: 2
• Класс точности: 1
• Принцип работы: электронный
• Стоимость: 1200 – 1300 руб
• Недостатки: непрочный корпус

Марка Тайпит, это петербуржский концерн с множеством производственных филиалов на территории РФ. Его продукция поставляется и за рубеж. Модель МТ-324-1A является новой разработкой. Прибор рассчитан на работу в однофазной сети с силой тока до 50 А. Электроника надежно защищена от внешних электромагнитных воздействий и неблагоприятных погодных условий. Это отличное решение для уличной установки на территории частного дома.

Технические характеристики:

• Тип сети: однофазный
• Количество тарифов: 4
• Класс точности: 1
• Принцип работы: электронный
• Стоимость: 3229 – 3400 руб
• Недостатки: не обнаружено

Меркурий 231ART 01-Ш

Лучший двухтарифный счетчик — Меркурий 231ART 01-Ш. Он отличается высокой точностью измерений. При возникновении неисправностей, в системе счетчика автоматически запускается режим самодиагностики, и по кодам ошибок можно легко определить причину сбоя и быстро восстановить функционал.

Технические характеристики:

• Тип сети: трехфазный
• Количество тарифов: 2
• Класс точности: 1
• Принцип работы: электронный
• Стоимость: 2450 – 2800 руб
• Недостатки: не обнаружено

ISKRA ME382-D2 10(100)A

Электросчетчик ISKRA ME382-D2 спроектирован и изготовлен в соответствии с международными стандартами ISO-9001 и ISO-14001. Электросчетчик обеспечивает учет параметров электроэнергии гораздо лучше, чем требует европейский стандарт IEC-62053-21.

Измерение активной энергии ведется в 2-х направлениях, реактивной энергии — в 2-х направлениях плюс по 4 квадрантам. Счетчик измеряет полную энергию и мощность, а также мгновенные значения фазных напряжений, силы тока, частоты и коэффициента мощности. В функционал прибора входит регистрация сумм принятой / отданной энергии и мощности.

В счетчике есть возможность использования тарифного расписания для регистрации активной энергии и максимальной мощности (8 тарифов, 12 сезонных и 12 недельных программ, 16 масок, 16 режимов). Накопленные данные будут передаваться по раздельным каналам через SM/GPRS-модем или M-Bus /протокол DLMS/IDIS.

Эта марка счетчиков предназначена и для бытового использования, и для промышленного в пределах температур от –40°С до +70°С. Для защиты прибора и обеспечения правильной работы есть фольгированный экран и аварийный силовой контактный размыкатель. Прибор абсолютно надежен, так как выполнен с защитой от пыли, воды и грязи по классу IP54. Возможна установка этого счетчика на улице. Модель ME382 отлично подойдет для больших домов с интенсивным использованием электроприборов.

Технические характеристики:

• Тип сети: трехфазный
• Количество тарифов: 8
• Класс точности: 1
• Принцип работы: электронный
• Стоимость: 25000 – 27700 руб
• Недостатки: сложный функционал, высокая цена

Iek CCE-3C1-3-01-3

Трехфазный экономичный эл. счетчик модели Star имеет аналоговую шкалу учета и светодиодную индикацию режимов работы. На задней панели имеются пазы для крепления прибора на динрейку.

Технические характеристики:

• Тип сети: трехфазный
• Количество тарифов: 1
• Класс точности: 1
• Принцип работы: электромеханический
• Стоимость: 380 – 650 руб
• Недостатки: не обнаружено

Место установки влияет на погрешность счетчика!

Еще одним фактором, влияющим на измерение потребляемой мощности является место установки прибора учета. Электронные электросчетчики (однофазные или трехфазные, однотарифные или двухтарифные) выносят сейчас на фасады домов или непосредственно на опоры линий электропередач, то есть на границы балансовой принадлежности, по требованию электроснабжающей организации. Нам объясняют, что это нужно для удобства списывания показаний контролерами и исключения воровства электричества.

Однако, замалчивается тот факт, что при низких или высоких температурах обладают положительной погрешностью, иначе говоря, наматывают лишние киловатты. Индукционные счетчики предназначены для установки внутри помещений, но допускаются их устанавливать вне помещений с дополнительным подогревом.

Исследования, проведенные к.т.н. Гурцевичем, ведущим научным сотрудником РУП «БелТЭИ» г. Минск, о погрешностях электронных электросчетчиков различных марок с классами точности 1 и 2 приведены в Таблице 1.

Таблица 1. Пределы допускаемой дополнительной погрешности для счетчиков классов 1 и 2

Сокращения в таблице:

1. НВ/ТВ соответственно непосредственное и трансформаторное включение счетчика;
2. СТК – средний температурный коэффициент, % / 1 °С;
3. при изменении U вне указанных пределов погрешность может увеличиться в 3 раза.
4. КМ- коэффициент мощности.

Ток нагрузки Iн в диапазоне от 0,1 Iб (Iб – базовый ток, т.е. значение тока, являющееся исходным для установления требований к счетчику с непосредственным включением) до Iмакс (Iмакс – наибольшее значение тока, при котором счетчик удовлетворяет установленным требованиям точности) или от 0,05 Iном (Iном – значение тока, являющееся исходным для установления требований к счетчику, работающему от трансформатора) до Iмакс – установленном диапазоне измерений – при коэффициенте мощности, равном 1 (в том числе в случае многофазных счетчиков – при симметричных нагрузках), при испытании счетчика в нормальных условиях (с учетом допускаемых отклонений от номинальных значений), установленных в стандартах, определяющих частные требования.

Таблица 2. Нормальные условия (НУ) проверки счетчика на точность

При проверке электронного электросчетчика на точность в нормальных условиях (таблица 2), допускаются погрешности, возникающие в счетчике под влиянием величин в первом столбце.

При изменении воздействующих величин (таблица 1), когда ток протекает через электросчетчик в обозначенных пределах с указанным коэффициентом мощности, то в счетчике возникают дополнительные погрешности, которые, суммируясь, добавляются к основным, тем самым искажая показания прибора учета как в положительную, так и отрицательную сторону.

Индукционные счетчики

Внутреннее строение индукционного счетчика:

Основой функциональности у названых счетчиков служит физический закон магнитной индукции. В конструкции, для создания эффекта используются два электромагнита разной формы и ориентации относительно друг друга, для каждой фазы потребителя. Один из них подключен непосредственно к питанию сети, а второй в разрыв линии нагрузки. Генерируемые ими поля инициируют возникновение вихревых токов на диске из проводящего металла, за счет которых последний и приводится в движение, совершая обороты вокруг своей оси. Причем чем сильнее нагрузка на линию, к которой подключен один из генераторов поля, тем больше электронов скапливается на подвижном элементе, отчего он и вращается быстрее. В целях ограничения момента движения, — чтобы скорость не стала равна применяемой в электродвигателе — используется установленный рядом с поверхностью алюминиевого диска постоянный магнит.

Классическая схема:

На приведенном изображении видны магнитные поля, циркулирующие в процессе работы прибора. Они обозначены ФI, ФU1 и ФU2. Остальные элементы схемы указаны цифрами. Под номером 1 с обмоткой, отмеченной 2, идет электромагнит наведения. Якорь второго маркирован 3 с силовой линией 4, подключаемой к нагрузке. За 6 закреплен алюминиевый проводящий диск, 7 — ось, на которой он находится. 8 — редуктор, передающий вращательный момент на счетный механизм 9.

Устройство электросчетчика аналогичного плана настолько простое, что индукционные приборы учета электроэнергии изготавливались и применялись еще в 19 веке.

Разновидности схем подключения

Устройство предназначено для монтажа в электролиниях с силой тока до 100 А. Так можно снизить нагрузку техники, совместимой с приборами учета до 60 кВт. Особенность прямых счетчиков – невозможность присоединения контактов к проводникам большого сечения. Подключаться следует так:

1. С кабеля снимается изоляционный слой на 5 мм. Окисления удаляются при помощи растворителя.
2. Проводники подсоединяются на трехполюсный автомат, установленный для счетчика. Это выполняется с целью его защиты от замыкания на линии питания.
3. В клеммном отделе прибора находятся контакты.
4. На нечетные подкидываются 3 провода фазы от автовыключателя питания.
5. Вводные и выходные нейтрали соединяются с клеммами № 7 и № 8.
6. После установки учетного модуля ставится автомат, аналогичный вводному изделию.
7. Выключатель подсоединяется на четные клеммы.
8. Проводится разбивка техники на группы и на каждую фазу ставятся автоматы (для сетей с напряжением 220 В).

Предлагаем ознакомиться Как работает счетчик электричества

Особенности схемы подключения можно посмотреть на крышке клеммника.

Полукосвенный электросчетчик подкидывается на трансформаторы учета. Считать количество использованной энергии нужно, ориентируясь на преобразовательный индекс. Для этого используется одна из схем:

• Десятипроводная. Понадобится 11 проводов, которые подключаются справа влево. На первые 3 подсоединяется фаза А, на вторые 3 – фаза В. На кабели № 7-9 подкидывается фаза С, на десятый – нейтраль. Подключать трехфазник нужно испытательными колодками.
• Звезда. Применение схемы позволяет сократить количество проводников. Вначале в одной общей точке собираются первые однополярные выходы вторичной обмотки. Следующие 3 точки от выходов направляются на счетчик. Токовые обмотки соединяются.

Звезда Десятипроводная

Полукосвенные модели также допускается подкидывать при помощи сцепки цепи тока с цепью напряжения.

Схема включения трехэлементного счетчика к трехпроводной линии — два трансформатора тока, три трансформатора напряжения

При минимальных энергозатратах актуально косвенное соединение. Поскольку через учетные изделия проходит повышенный ток, требуется раздельный трансформатор. Преобразователь разрывает токовую обмотку при подключении. Схема реализуется последовательно:

1. Подбор материалов для первичного и вторичного контуров. Для первички понадобится толстый проводник, пропущенный через центр трансформатора. Вторичка навивается из тонкой проволоки.
2. Трансформаторы подкидываются на каждую из фаз и крепятся к задней стенке распредшкафа.
3. Концы проводов первички подключаются к автомату на вводе.
4. Вторая часть контактов первичного контура отдельными проводниками сечением 1,5 мм2 подсоединяется на клеммы № 2, 5 и 8.
5. Вторичную катушку подсоединяют аналогичными кабелями на выводы учетного прибора – 1 к 3, 4, а 6 и 7 к 9.
6. На клеммники № 10 и 11 подкидывают нейтральный провод.

Как правильно осуществить замену счетчика электроэнергии в квартире

Приборы современного поколения более совершенны, чем старые модели, ведь они прорабатывают достаточно большое количество электрической энергии, исключая появление серьезных проблем:

• перепады;
• сбои;
• замыкания и возгорания.

Требования постановления 442 о замене счетчиков электроэнергии

Согласно обновленному постановлению №442 изменены правила контроля рынка с розничной продажей электрической энергии. Документом предписано, что передачу показаний счетчиков электроэнергии, используемых гражданами РФ, следует выполнять с применением исключительно электрических приборов, причем минимально допустимый класс точности устройств – 2,0.

Современные приборы имеют достаточно высокий класс точности

После того как вышло постановление №442, сроки службы электросчетчиков соответствуют длительности межпроверочного интервала – 6 лет. Это значит, что несоответствующим прибором можно пользоваться до первой проверки со стороны инстанций, затем он подлежит замене. На сегодняшний день производство устройств, имеющих класс точности ниже 2,0, останавливается. Также не допускается выполнение ремонта.

С одной стороны, процедура смены учетного оборудования призвана повысить безопасность эксплуатации электричества, с другой же – появляется вопрос, за чей счет производится замена электросчетчиков. С учетом статьи 221 оплата замены выполняется собственником жилого помещения.

Оплата замены электросчетчика производится владельцем квартиры

Существуют обстоятельства, при которых оплата производится муниципальной службой. Это касается тех договоров, полученных при установке счетчиков электроэнергии в квартире, где имеется соответствующая пометка, в противном случае собственник самостоятельно покрывает все расходы.

Сроки эксплуатации электросчетчика в квартире

Эксплуатационный срок службы любого прибора прописывается в техническом паспорте. В течение этого периода, при условии правильных настроек и отсутствия нарушений правил эксплуатации, устройство максимально точно ведет учет израсходованной энергии. Поэтому все данные, полученные в данный период, можно считать достоверными.

Чтобы проверить сроки службы прибора, достаточно заглянуть в технический паспорт. Там находится пометка, отображающая время первой проверки счетчика, выполненной на территории завода-производителя. Чаще всего оборудование считается годным на протяжении 25-30 лет, после чего необходимо выполнить замену устройства.

Счетчик должен соответствовать по мощности силе тока, который проходит в электросетях

Сроки замены электросчетчиков в квартирах устанавливаются после проведения плановой проверки прибора:

При наличии в квартире счетчика классом точности 2,0 или 1,0, то плановую поверку электросчетчиков выполняют каждые 16 лет. В процессе контроля могут быть обнаружены погрешности и какие-либо нарушения. Тогда метрологическая служба порекомендует выполнить замену оборудования. Средние сроки службы подобных устройств – 32 года. При наличии устройства классом точности 2,5 собственник жилья обязан осуществить замену учетного оборудования после выхода сроков его службы по техническому паспорту. Сигналом к замене также может послужить обнаружение погрешностей в работе прибора.

Замена приборов контроля электроэнергии осуществляется специалистами

Сколько стоит замена электросчетчиков в квартирах

Все процедуры по установке учетного оборудования должны производиться высокопрофессиональными специалистами. Работы с электричеством чрезвычайно сложны и опасны. Электрик должен иметь право осуществлять распломбирование и запломбирование счетчика. Не запрещено пользоваться услугами частных компаний, однако, следует заранее узнать, имеет ли мастер соответствующее разрешение. В противном случае подобные действия могут быть противозаконными.

Стоимость однофазных многотарифных электросчетчиков Меркурий – 1280-1400 руб. Цена аналогичных однотарифных устройств находится в пределах 670-700 руб. К этому добавляется стоимость обслуживания по демонтажу старого устройства, установке нового оборудования и его подключению.

Установка электросчетчиков в квартире: цены на обслуживание:

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.