Какой установить электросчетчик в дом или квартиру?

Что такое электрический счетчик?

Электрический счетчик представляет собой прибор по учёту расхода электроэнергии пользователем, измеряемой в кВт*ч.

Электрический счетчик считается зоной ответственности энергокомпании, которая поставляет электроэнергию квартиру или частный дом, но на практике установка или замена таких приборов полностью ложиться на плечи её потребителей.

Модели электросчетчиков могут различаться по своей конструкции и принципу работы, предназначаться для однофазной или трехфазной сети, для одного или нескольких тарифов, а также рассчитаны на разную мощность тока и класс точности измерения потребляемой электроэнергии.

Установка высокоточного и качественного устройства позволяет добиться существенной экономии средств при оплате за электроэнергию. Поэтому чтобы выбрать оптимальный электросчетчик, важно разораться в основных технических характеристиках представленных на рынке моделей.

Принцип работы

Устройство индукционного счетчика. (Для увеличения нажмите)

У индукционного счетчика имеется две катушки: тока и напряжения. Токовая катушка подключается последовательно, а катушка напряжения – параллельно.

Эти две катушки образуют электромагнитный поток. У токовой катушки он пропорционален силе тока, у катушки напряжения – сетевому напряжению.

Электромагнитное поле вращает алюминиевый диск, который с помощью зубчатой и червячной передачи соединяется со счетным механизмом и приводит его в действие. При работе счетчика наблюдается такая закономерность: «чем выше потребляемая мощность, тем быстрее вращается диск по оси».

Конструктив и принцип работы электросчетчиков

По конструктиву и принципу работы электросчетчики подразделяются на индукционные и электронные.

Индукционный счетчик

Это электромеханический тип устройства. Он появился очень давно и в настоящее время считается устаревшим. Внутри такого счетчика есть металлический диск, связанный со счетным механизмом, и две магнитные катушки. Создаваемое катушками магнитное поле вращает диск, и по количеству его оборотов выполняется учет использованных киловатт электроэнергии.

Индукционные модели электросчетчиков довольно просты в использовании, имеют низкую стоимость и длительной срок службы. Но у приборов есть и существенные минусы, а именно:

• они могут иметь низкую точность измерения (может не учитываться нагрузка с низким потреблением электроэнергии);
• отсутствует возможность многотарифного подсчета кВт*ч.

Электронный счетчик

Индукционные счетчики сейчас повсеместно заменяются электронными моделями, которые появились на электротехническом рынке сравнительно недавно. В электронных типах механизм подсчета электроэнергии выполняется не механикой, а с помощью микроконтроллера. В их составе нет механических частей, но присутствуют микросхемы, датчики напряжения и тока. На корпусе установлен цифровой дисплей.

Данные устройства считаются более точными в измерении потребления электроэнергии. Кроме того, плюсами электронных счетчиков являются возможность многотарифного учета, их компактный размер и дополнительный функционал: электронный счетчик может иметь память для хранения показателей по расходу, а также встроенные каналы обратной связи (GSM, IP и др.), что позволит их использовать в системе автоматического учёта потребления, которую собираются внедрять в недалеком бедующем.

Однако данные модели более дорогие по сравнению с индукционными и считаются менее надежными, например, в них могут сбиваться дата и время, важные параметры при тарифах с несколькими зонами подсчета.

Принцип работы электрон ного счетчика электроэнергии

До недавних пор все измерения потребленной электроэнергии осуществлялись с помощью индукционных счетчиков. Постепенно, с развитием микро электрон ики, произошел существенный сдвиг в деле совершенствования приборов учета и контроля потребляемой электроэнергии. Были созданы современные цифровые электрон ные системы управления с применением новейших микроконтроллеров. Это позволило многократно повысить точность измерений, а отсутствие механики значительно повысило надежность счетчика.

Для электрон ных электросчетчиков разработана специальная элементная база и методы обработки поступающей информации. После обработки цифровых данных стал возможен одновременный подсчет не только активной, но и реактивной мощности

Данный фактор приобретает важное значение при организации учета в трехфазных сетях. В результате, были созданы многотарифные электросчетчики, учитывающие накопленную энергию в течение определенного времени суток

Данные приборы способны автоматически определять тот или иной тариф.

Простейшая цифровая система на основе обычного микроконтроллера применяется в тех случаях, когда необходимо измерить импульсы, вывести информацию на дисплей и обеспечить защиту при аварийном сбое. Такие устройства являются цифровыми аналогами механических электросчетчиков. В этой системе поступление сигнала происходит через определенные трансформаторные датчики. Далее он идет на вход микросхемы-преобразователя.

Снятие частотного сигнала, поступающего на вход микроконтроллера, осуществляется на выходе микросхемы. Микроконтроллер подсчитывает все поступившие импульсы и преобразует их в полученное количество энергии (Вт*ч). Когда поступающие единицы накапливаются, их общее значение выводится на монитор и фиксируется во внутренней флэш-памяти на случай исчезновения напряжения в сети и других сбоев. Это позволяет вести непрерывный учет потребляемой электроэнергии.

Работает многотарифный электрон ный счетчик электроэнергии по собственному алгоритму. Последовательный интерфейс позволяет обмениваться информацией с внешним миром. С его помощью задаются тарифы, устанавливается и включается таймер времени, поступает информация о накопленной электроэнергии и т.д. Энергонезависимая оперативная память разделяется на 13 банков данных, сохраняющих информацию о количестве энергии, накопленной по разным тарифам. Первый банк учитывает всю энергию, накопленную от начала работы счетчика. В следующих 12 банках производится учет накоплений за 11 предыдущих месяцев и за текущий период.

Таким образом, принцип действия электросчетчика в электрон ном варианте, позволяет изменять тарифы в соответствии с заранее установленным расписанием. Через специальный разъем можно подключиться к прибору и выяснить объем электроэнергии, оплаченной потребителем.

{SOURCE}

Крепление электросчетчика

Модели электросчетчиков различаются и по способу их крепления. Производители выпускают приборы с возможностью их установки на DIN-рейки или с крепежом на болты.

Первый вариант крепления хорошо подходит для размещения счетчиков в электрощитах, которые устанавливаются внутри зданий и помещений. Модели с таким креплением в основном имеют модульное строение, что позволяет их легко закреплять на DIN-рейке как в отдельном боксе, так и в общем электрощите вместе с другими устройствами: автоматами защиты, УЗО и др.

Кроме того, некоторые производители модульных электросчетчиков добавляют в комплект их поставки специальные планки для удобного крепления устройства на заднюю стенку электрощитка.

Модели электросчетчиков с фиксацией болтами, как правило, используются в уличных электрощитах, в которых устройство прокручивается к его задней стенке.

Отметим, что разные виды крепления электросчетчиков обусловлены только удобством их установки, на качество контакта они никак не влияют.

Однофазный или трехфазный счетчик

В зависимости от того, какая электросеть проведена в дом, выбирается однофазный или трехфазный электрический счетчик:

• Однофазные модели рассчитаны на сеть 220 В. Как правило, на их корпусе есть четыре клеммных колодки для подключения проводов: две на вход (фаза и нейтраль) и такие же две на выход.
• Трехфазные устройства предназначены для подключения к сети 380 В. Для этого на их корпусе расположено восемь клеммных отверстий: по четыре (три фазы и нейтраль) на вход и выход.

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.

Класс точности электросчетчика

Каждая модель электросчетчика имеет класс точности учета электроэнергии, который обозначает возможный процент отклонения подсчитанных кВт*ч от истинного количества потребляемой энергии.

У каждого электроприбора есть какая-либо погрешность по показаниям. В этом случае класс точности и есть такая максимальная погрешность. Чем выше показатель погрешности, тем более неточно прибор посчитает потребление электроэнергии слабой нагрузкой.

В настоящий момент в магазинах можно встретить модели с классом точности 0,5, 1 и 2. Изделия с классом точности 2,5 и менее уже не продаются. Если же они установлены, то обслуживающая энергокомпания потребует их заменить на модели с более высоким классом точности.

Индукционные электросчетчики

Как говорилось выше, индукционный электросчетчик работает на основе индукционного механизма, схема которого приведена ниже:

Итак, состоит он из двух неподвижных катушек (обмоток) 1 и 2 которые в пространстве смещаются друг относительно друга на угол равный 90 0. Соответственно и магнитные потоки, протекающие через обмотки, при подключении их к сети будут сдвинуты друг относительно друга. В результате чего возникнет бегущее магнитное поле, которое порождает вращающий момент, который начнет вращать алюминиевый диск 4 расположенный в магнитном поле катушки. Во избежание инерционного вращения диска, после снятия с катушек напряжений, или слишком быстрого вращения при минимальной нагрузке, на диск также будет воздействовать постоянный магнит 3, который будет обеспечивать тормозной момент. Среднее значение вращающего момента будет равно:

Как и в обычном ваттметре в электросчетчике есть две обмотки, тока и напряжения. Обмотка тока выполнена толстым проводом, соответствующим номинальному току и включается в цепь последовательно.

Обмотка напряжения выполнена тонким проводом (0,06 – 0,12 мм) с большим количеством витков и подключается к цепи параллельно.

Все эти обмотки уже расположены внутри прибора и не требует особой схемы включения. В нем есть только два провода ввода (для однофазных фаза — ноль) и вывода. Счетчики имеют класс точности 1,0; 2,0; 2,5. Они могут выпускаться на различные токи напряжением 127В, 220В. Также трехфазные могут быть 127В, 220В, 380В, а также на токи до 2000 А и 35 кВ но подключаемые через измерительные трансформаторы.

Принцип работы индукционного трехфазного аналогичен однофазному, но так как при использовании трехфазных систем возможны различные схемы включения (треугольник, звезда), необходимо предварительно изучить возможности выбранного устройства.

Ток электросчетчика

Все модели электросчетчиков имеют разные значения тока, которые всегда указываются на корпусе электросчетчика, например, 5-60 А или 5(60) А, где 5 – значение выходного тока для трансформатора тока, а 60 – максимальный ток прямого включения. Трансформатор тока используется в случаях, если нагрузка превышает ток прямого включения.

Например, если есть электросчетчик 5(60) (ток до 60 Ампер), а по фазе у нас протекает ток 100 А, то счетчик такого явно не выдержит, поэтому покупается трансформатор тока с характеристикой, к примеру, 100:5 (когда в цепи нагрузки ток протекает 100 Ампер, а трансформатор выдает на счетчик 5 Ампер), и счетчик пересчитывает эти данные по потреблению в 100 Ампер. При этом через сам счетчик такой огромной ток не течет. Отметим, что данная информация актуальна для производств, крупных зданий и помещений, в быту такие мощности не встречаются.

При выборе подходящей модели счетчика важно ориентироваться на величину его максимального тока. Данный показатель будет зависеть от мощности вводного автомата. При этом верхнее значение тока ограничивать нет технического смысла.

Некоторые пользователи ошибочно полагают, что значения тока электросчетчика будут влиять на точность подсчета потребляемой электроэнергии. Однако, например, модели счетчиков с максимальным током до 60 А и до 100 А будут выполнять измерение одинаково. Разница между моделями будет в их конструкции и, соответственно, в цене: счетчики под 100 А будут иметь больший размер и соответствующие разъемы для проводов, рассчитанные на более высокий ток. Поэтому, когда ток не превышает 60 А (например, вводной автомат 25 А), приобретать электрический счетчик больше и дороже нет никакого смысла.

Индукционные (механические) электросчетчики

Рис.1. Индукционный однофазный электросчетчик

Счетчики с вращающимся диском знакомы практически каждому. Это те, за прозрачной панелью которых есть вращающееся колесико. Наверняка многие не раз наблюдали за скоростью его вращения — чем выше скорость, тем больше расход энергии. А показания счетчика обозначаются цифрами на специальных барабанах.

Принцип работы таких счетчиков заключается в следующем. В электрическом счетчике имеется 2 катушки (рис. 2 — 1 и 4 указатели) — катушка напряжения (служит ограничителем переменного тока, преградой для помех и пр., создает магнитный поток, соразмерный напряжению) и токовая катушка (создает переменный магнитный поток, соразмерный току).

Рис.2. Принцип работы индукционного электросчетчика

Магнитные потоки, создаваемые катушками, проникают сквозь алюминиевый диск (рис.2, указатель 5). При этом потоки, которые создает токовая катушка, пронизывают диск несколько раз за счет своей U-образной формы. Как следствие, появляются электромеханические силы, которые и вращают диск.

Далее ось диска взаимодействует со счетным механизмом в виде червячной (зубчато-винтовой) передачи (Рис. 3), которая передает необходимые сигналы и информацию на цифровые барабаны. Чем выше крутящий момент диска, тем выше мощность подаваемого сигнала (крутящий момент равнозначен мощности сети), а значит и расход электроэнергии больше.

Рис.3. Червячная передача

Когда мощность подаваемого электромагнитного сигнала снижается, в действие приходит постоянный магнит торможения (Рис.2, указатель 3). Он и выравнивает колебания частоты вращения диска за счет взаимодействия с вихревыми потоками. Магнит создает электромеханическую силу, обратную кручению диска. Это заставляет диск снизить скорость или вообще остановиться.

Эта группа счетчиков наиболее дешевая и простая. Широко использовались индукционные электросчетчики в советское время (и по нынешнее время у большинства в квартирах установлены именно такие приборы). Но постепенно на смену им приходят электронные счетчики за счет ряда недостатков индукционных приборов. Например, индукционный электросчетчик не может снять показания автоматически, а также в показаниях зачастую присутствует погрешность.

Достоинства и недостатки индукционных счетчиков

Достоинства

1. Надежны в использовании
2. Многoлетний срок эксплуатации счетчика
3. Независимость от перепадов электрoэнергии
4. Дешевле электронных

Недостатки

1. Класс точнoсти достаточно низок — 2,0; 2,5
2. Практически oтсутствует защищенность от хищения электрической энергии
3. Высокое собственное потребление тока
4. При малых нагрузках вырастает погрешность (чем меньше класс точности, тем больше погрешность)
5. При учете нескольких типов электроэнергии (активной и реактивной) возникает необходимость использования нескольких приборов учета энергии
6. Энергоучет ведется в одном направлении
7. Крупные габариты приборов

защиты счетчика

При выборе модели электрического счетчика важно не забыть о его классе защиты – IP. Для установки прибора внутри помещения на даче, в офисе или квартире подойдут модели IP21, IP31 или IP32. Для уличного размещения подойдут устройства защитой IP54 и выше.

Кроме того, следует учесть, что модели электросчётчиков рассчитаны на разные эксплуатационные температуры окружающей среды. Современные модели счетчиков в своей основе имеют степень защиты не ниже IP51, а диапазон температуры эксплуатации от -40 до +55 или даже шире.

Однотарифный или многотарифный счетчик

Выбор электросчетчиков по данному параметру будет зависеть от места его установки. Если прибор планируется размещать в дачном доме, то в СНТ, как правило, применяется только один тариф на потребление электроэнергии.

В квартирах, в деревенских домах и коттеджных поселках используются многотарифные электросчетчики с разным количеством тарифных зон: двухтарифный или трехтарифный (используется при разделенной дневной зоне по пиковым часам).

На сегодня в частных домах и квартирах самыми популярными являются именно двухтарифные модели, которые фиксируют показания расхода электроэнергии в двух временных зонах — дневной (пиковой) и ночной.

Принцип работы индукционного счетчика

Еще совсем недавно индукционные счетчики были неотъемлемой частью электрических сетей в квартирах. Счетное устройство в этих приборах представлено вращающимся алюминиевым диском и цифровыми барабанами, отображающими показатели расхода электроэнергии в реальном времени.

Принцип действия подобных устройств достаточно простой. Электромагнитное поле, возникающее в катушках счетчика, взаимодействует с диском, выполняющим функцию подвижного токопроводящего элемента. В однофазном индукционном счетчике выполняется параллельное подключение одной из катушек к обмотке напряжения, которая служит сетью переменного тока. Другая катушка подключается последовательно на участке между обмоткой тока или нагрузкой и генератором электроэнергии.

Действие токов, протекающих по обмоткам, приводит к созданию переменных магнитных потоков, пересекающих вращающийся диск. Их величина составляет пропорцию между потребляемым током и входным напряжением. В соответствии с в самом диске происходит возникновение вихревых токов, протекающих по направлению магнитных потоков.

Вихревые токи и магнитные потоки начинают взаимодействовать между собой в диске. В результате, появляется электромеханическая сила, которая и приводит к созданию вращающегося момента. Таким образом, возникает пропорция между полученным вращающимся моментом и произведением двух магнитных потоков, возникающих в обмотках тока и напряжения, умноженных на синус сдвига фазы между ними.

Нормальная работа индукционного электросчетчика возможна только при условии фазового сдвига, равного 90 градусам. Такой сдвиг можно получить, разложив магнитный поток обмотки напряжения на две части. Получается, что диск прибора вращается с частотой, пропорциональной активно потребляемой мощности. Поэтому непосредственный расход электроэнергии будет находиться в пропорции с количеством оборотов диска. Полученные данные о потреблении передаются на механическое счетное устройство, ось которого связана с осью подвижного диска с помощью зубчатой передачи. Такая конструкция обеспечивает синхронное вращение обоих элементов.

Дата выпуска электросчетчика

Данный параметр также учитывается при покупке прибора. Однофазный электросчетчик должен быть произведен не более 2-х лет до момента его установки, а трехфазный – не более 1 года, соответственно. Иначе энергосбытовая компания может не принять его к учету.

Кроме того, при покупке подходящей модели устройства обязательно нужно обратить внимание на целостность заводской пломбы, гарантирующей, что электросчетчик работает корректно. Дело в том, что любой прибор учета электроэнергии после сборки на производстве проходит обязательную государственную проверку точности измерений, после которой он опечатывается пломбой с указанием даты проверки. Если такой пломбы нет, то энергокомпания откажет в его регистрации.

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.

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.

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.