Принцип работы электронного счетчика электроэнергии

Подключение трехфазного счетчика прямого включения

13 Июл 2018г | Раздел: Электрика

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.ru. Для учета потребляемой электрической энергии в трехфазных четырехпроводных цепях переменного тока применяют трехфазные электрические счетчики, разделяющиеся по типу подключения на счетчики непосредственного включения, полукосвенного и косвенного включения.

Счетчики полукосвенного и косвенного включения предназначены для работы в мощных электрических сетях и применяются для учета энергии на крупных строительных объектах, промышленных предприятиях, заводах и т.п.

Счетчик измеряет потребляемую энергию с помощью разделительных трансформаторов тока, которые устанавливают на каждую фазу. Трансформаторы преобразуют входной сигнал тока до определенной величины, который затем поступает в измерительную часть счетчика.

Отсюда и происходит название способа включения, потому что в процессе измерения ток сначала проходит через трансформаторы и понижается до рабочего диапазона счетчика, и только потом попадает в его измерительную часть. Поэтому за счет применения трансформаторов счетчики косвенного и полукосвенного включения могут работать с нагрузкой в несколько раз превышающей их рабочий ток.

Счетчики непосредственного включения применяются для учета потребляемой энергии в электрической сети маломощного потребителя. Измерение электроэнергии осуществляется внутренней схемой самого счетчика, которая подключается непосредственно к трехфазной четырехпроводной сети переменного тока. И хотя такое включение ограничено максимальным током, который способен пропустить счетчик и ограничено величиной 100 Ампер, однако этого тока вполне достаточно для домашней электрической сети.

На примере трехфазного счетчика непосредственного включения «Энергомера» я расскажу Вам, как его включить в трехфазную сеть. В принципе, схема подключения дается в руководстве по эксплуатации и дополнительно изображена на корпусе счетчика, поэтому проблем с подключением возникнуть не должно. Однако эти схемы имеют один минус – на них не показано включение коммутационной аппаратуры.

Сейчас мы этот минус устраним. Итак. Для подключения нам понадобится счетчик, два автоматических выключателя и нулевая шинка. Автомат, который будет стоять на вводе (перед счетчиком), желательно установить четырехполюсный, чтобы при необходимости или возникновении аварийной ситуации можно было полностью отключить себя от линии.

Чтобы добраться до клеммной колодки необходимо открутить винт и снять нижнюю крышку. На рисунке винт обозначен кружком.

Сначала подключим вводной автомат. С выходных клемм автомата фазы А, В, С (белый провод) подключают на входные клеммы счетчика 1-3-5, а ноль N (синий провод) на клемму 7.

В процессе монтажа провод от изоляции очищают следующим образом: конец провода, подключаемый к выходной клемме автоматического выключателя, очищают от изоляции на длину 8 – 10 мм, а конец, подключаемый к клемме счетчика, очищают на длину 27 – 30 мм.

При подключении провода к счетчику откручивают оба винта контактного зажима. Провод вставляют до упора и первым закручивают верхний винт. Легким подергиванием провода убеждаются, что он плотно зажат и если зажат, то затягивают нижний винт.

Совет. Если счетчик предполагается использовать в частном доме или квартире, то монтаж внутренних соединений выполняется медным проводом сечением 4мм². Использовать провод сечением свыше 4мм² нет смысла, так как для домашнего потребителя Россеть более 15 кВт не дает и по техническим условиям вводной автомат разрешает устанавливать на нагрузку не более 25 Ампер. А рабочий ток медной жилы сечением 4мм² составляет приблизительно 32 Ампера, чего вполне достаточно.

Продолжаем. С выходных клемм счетчика 2-4-6 провода фаз А, В, С подключаются на входные клеммы автоматического выключателя, с выхода которого трехфазное напряжение поступает в домашнюю электрическую сеть. С клеммы 8 нулевой провод N подключается к нулевой шинке.

А вот как выглядит полная монтажная схема включения трехфазного счетчика.

Теперь если подать напряжение на счетчик, то на его лицевой панели должен зажечься световой индикатор «Сеть». А при подключении нагрузки световой индикатор «600 imp/kW•h» (или «400 imp/kW•h» — в зависимости от исполнения) должен мигать.

Также рекомендую посмотреть ролик о включении трехфазного счетчика прямого включения в трехфазную электрическую сеть.

Как часто выполнять проверку?

Итак, если Вам знакома одна из следующих ситуаций, необходимо не теряя времени проверить правильно ли мотает электрический счетчик в частном доме либо квартире:

1. Потребление электроэнергии резко увеличилось, хотя Вы пользуетесь бытовой техникой в таком же режиме, как и раньше. Помимо этого, новые электроприборы не были куплены и, соответственно, подключены к сети.
2. Противоположная ситуация – Вы реже стали пользоваться бытовой техникой, но расход электричества не снизился (к примеру, во время Вашего длительного отсутствия).
3. Потребление электроэнергии очень высокое, на порядок выше, чем может быть в действительности. К примеру, если у Вас в квартире нет ничего мощнее чайника, а расход электричества такой же, как у соседа, который ежедневно пользуется кондиционером либо масляным обогревателем.

Если Вам знакомы выше перечисленные ситуации, прочитайте советы ниже и немедленно переходите к проверке электросчетчика на самоход и погрешность учета. Чтобы проверить прибор, Вам понадобятся секундомер, калькулятор, мультиметр и 100-ваттная лампа накаливания.

Основные характеристики цифровых счетчиков

На территории РФ приборы начали применять с момента приватизации энергетической отрасли и подорожания электричества. Электронные устройства обладают рядом положительных характеристик:

• точность показаний при быстрой перемене напряжения или его снижении;
• учет электроэнергии по нескольким тарифам;
• подсчет различных типов энергии с помощью одного аппарата;
• одновременно замеряется мощность, количество и качество энергоресурсов;
• хранение данных в памяти и наличие к ним пользовательского доступа;
• предотвращение несанкционированного доступа и хищения электричества;
• дистанционное снятие показаний и предварительный подсчет потерь;
• совместимость с автоматическими сервисами коммерческого учета электроэнергии.

Инструкция по применению

Инструкция по эксплуатации и монтажу содержит следующие пункты:

• Прибор может устанавливать персонал, прошедший инструктаж по мерам безопасности и имеющий квалификационную группу по электробезопасности не ниже уровня III (электрическая установка до 1000 В).
• Перед установкой надо извлечь прибор из транспортной упаковки и провести внешний осмотр.
• Убедиться, что корпус и защитная крышка распределительной коробки не имеют значительных повреждений.
• Установить счетчик на рабочем месте, снять защитную крышку распределительной коробки и подключить к цепи напряжения

Важно! Подключение к сети проводить только с отключением питания

• Установить крышку распределительной коробки и закрепить ее двумя винтами.
• Включить питание и убедиться, что счетчик включен: индикатор показывает значение энергии, учитываемое в текущей зоне.
• Отметить в таблице дату установки и дату ввода в эксплуатацию.

Монтаж счетчика в щит

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.

Снимаем крышку, видим клеммы

Рассмотрим подробнее клеммы.

Клеммы электросчетчика

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:

Вынимаем внутренности электросчетчика Энергомера цэ6807п

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:

Клеммы и плата с контроллером. Ещё фото

Устройство индукционного счетчика

Индукционный счетчик состоит из двух основных электромагнитов, они расположены между собой под острым углом в 90 градусов напротив друг друга. В магнитном поле находиться алюминиевый диск, именно он и показывает нам расход энергии.

Чтобы включить счетчик в цепь, необходимо его токовую обмотку соединить со всеми электроприемниками последовательно. Обмотка напряжения подключается параллельно. Во время прохождения электрического тока по обмоткам индукционного счетчика в сердечниках возникают переменные магнитные потоки, оно пронизывают алюминиевый диск и индуцируют в нем так называемые вихревые токи. Будет интересно узнать, какой счетчик лучше поставить в доме.

Вихревые токи взаимодействуют с магнитными потоками и создают усилия, с помощью которого и начинает крутиться диск. Диск непосредственно связан со стандартным счетным механизмом. В зависимости от частоты вращения диска и происходит учет потребляемой электрической энергии.

Следующим образом выглядит схема устройства электрического счетчика.

Сделаем небольшую расшифровку:

1. Обмотки тока.
2. Обмотки напряжения.
3. Механизм червячный.
4. Механизм счетный.
5. Диск из алюминия.
6. Магнит, который притормаживает работу диска.

Схему выше мы с вами уже рассмотрели, теперь посмотрите, как выглядит электрический счетчик в разрезе (вживую).

Если потребляемая электроэнергия большая, тогда используются трехфазные индукционные счетчики, принцип их работы схожий с однофазным.
Смотрите видео, как устроен электрический счетчик.

Классификация

Отечественные и зарубежные производители выпускают огромный ассортимент электросчетчиков. Разобраться поможет классификация устройств по следующим признакам:

• принципу работы (индукционные и электронные);
• количеству фаз или классу напряжения (одно,- и трехфазные);
• способу подключения (напрямую и через измерительные трансформаторы);
• количеству тарифов (одно-, двух,- и трехтарифные);
• типу тарификатора (внешний и внутренний);
• классу точности (0,2s; 0,2; 0,5s; 0,5; 1,0; 2,0; 2,5);
• измеряемому току (базовый, стартовый и максимальный);
• типу интерфейсов (импульсный, ИК порт, RS 232, RS 485, волоконно-оптическую линию связи, CAN, PLC-модем и GSM).

Обеспечение надёжности и ремонт

Прибор должен обладать определённым значением точности. Проверить её можно в специальных электротехнических лабораториях, которые имеют право проводить проверку и пломбировку счётчиков. Можно оценить работу устройства и в домашних условиях:

1. При отключении нагрузки световой индикатор прибора должен остановиться. Если он продолжает свой счёт, то устройство неисправно и начался самоход. Лучше это делать ночью, когда сеть минимально нагружена, а все электробытовые приборы отключены.
2. Появление заметного жужжания устройства не считается признаком неисправности, если не обнаруживается при этом самоход.
3. Искажения показаний прибора, обнаруженные при получении счёта за потреблённую электрическую энергию. Например, показания счётчика за июнь составили 100 кВт. В июле вся семья на месяц выехала в отпуск, отключив электробытовые приборы, а по данным счёта, расход электрической энергии составил 60 кВт. Наличие самохода в таком случае нужно проверить обязательно.

При отсутствии самохода световой индикатор не должен показать в течение 15 минут более одного импульса. Итак, если обнаружены импульсы при отсутствии нагрузки, это говорит о неисправности внутри счётчика, его необходимо сдать в ремонт.

Чтобы сдать прибор в ремонт, необходимо вызвать представителя энергосберегающей компании, получить предписание на поверку устройства или его замену.

Надежность показаний и необходимость ремонта

Качественный цифровой электросчетчик отличается высокой точностью. Проверить параметры без нарушения целостности корпуса и пломб можно так:

1. После прекращения подачи напряжения индикатор останавливается. Если учет продолжается – устройство неисправно.
2. Счетчик всегда жужжит при работе, о неполадках свидетельствует самоход.
3. Показания искажаются при отключении всех бытовых приборов. Обязательно проверяется наличие самохода.

Предлагаем ознакомиться Устройство тэна стиральной машины

Тестирования лучше производить ночью, в условиях минимальной нагрузки на электросеть. Если самохода нет, импульсы индикатора отсутствуют на протяжении 15 минут. Импульс, возникший, когда подключение не произведено, означает поломку.

Какими бывают приборы учёта электроэнергии и срок их службы?

Электросчётчиками называют устройства, применяемые с целью контроля над расходованием электроэнергии жителями многоквартирных домов (МКД), квартир, либо работниками офисов. C этих умных приборов происходит формирование ежемесячных платёжных квитанций ЖКУ.

Счётчик – это компактный механический либо электронный прибор. Он может быть любой геометрической формы, должен устанавливаться в доме либо на «территории» лестничной площадки МКД. Монтировку и настройку обязаны производить профессионалы – электрики.

Первый год после установки счётчик служит чётко, без нареканий. Но, с течением времени, может прийти в негодность, некорректно отражая сведения о расходе электроэнергии. Поэтому, после установления, прибор должен быть взят под строгий контроль со стороны государственных органов надзора и представителей УК.

В теории, умелый потребитель может, разобравшись в «строении» счётчика, «препарировать» его, чтобы изменить настройки в свою пользу.

В реальности подобное встречается редко, так как относится к административному правонарушению. Во время установки счётчик снабжают специальной гарантией защиты – антивандальной пломбой.

Предлагаем совершить познавательную «экскурсию» в мир электросчётчиков, и узнать их разновидности «в лицо»:

№/№	Варианты приборов учёта	Характеристика
1.	Механические и индукционные	Работают, опираясь на принцип магнитной индукции: когда, при прохождении тока, сквозь прибор осуществляется активизация магнитного поля. Это поле приводит в движение шестерёнки на циферблате: чем больше тока пройдёт, тем быстрее они будут вращаться. Эти устройства имеют немало подвижных деталей, имеющих короткий срок службы, и часто ломающихся. Поэтому точность показаний может иметь погрешности. Срок службы  – от пятнадцати до тридцати лет. Период гарантии – от пяти до восьми лет.
2.	Электронные	Секрет их работы кроется в прямом измерении количества тока, проходящего сквозь счётчик. В них минимум подвижных деталей, в связи с этим они имеют большую точность показаний и уровень надёжности. Их не требуется часто проверять. Срок службы – от двадцати пяти до сорока лет. Период гарантии – от восьми до десяти лет.
3.	Гибридные	Это, по природе своей, приборы механического образца, к которым приделан электронный циферблат. В связи с этим, большинство опытных электриков не выделяют такой прибор в отдельную группу.
4.	Однотарифные Двухтарифные Многотарифные	A. Однотарифные – это счётчики, которые не учитывают период энергопотребления. B. Двухтарифные – это приборы, ведущие раздельный учёт потребляемой энергии в дневное и ночное время суток. C. Многотарифные – это счётчики, которые поддаются настройке таким образом, чтобы вести учёт расхода ресурсов в различные временные интервалы. Большинство этих приборов – электронные.

Подготовка электромагнитного счетчика к использованию

Перед монтажом и использованием проведите тщательный осмотр прибора на наличие механических повреждений корпуса, проверьте целостность пломб. Напряжение, которое подводится к параллельной цепи электросчетчика, не должно превышать 265 Вольт. Сила электротока в последовательной сети электросчетчика не должна быть выше 60 или 100 Ампер в зависимости от модификации прибора .

Подключение прибора проводится только при обесточенной сети электропитания. После подключение и опломбирования включите электроприборы. При правильном подключении мигает светодиодный индикатор, показания расхода электроэнергии увеличиваются.

Подключение прибора учета электроэнергии

Рассмотрев функциональные принципы работы электронного счетчика, пора перейти к практической части. Речь пойдет о том, как производится правильная установка одно- и трехфазного прибора учета.

Схема монтажа в существующую энергосеть, непосредственно указана на корпусе устройства или его документации. Она различна для сетей 220 В и 380 В (соответственно — одной или трех фаз). В общем виде электросчетчик, вне зависимости от его вида (электронный или индукционный), — в том случае, если он предназначен для работы на одной фазе — подключается по следующей схеме:

Монтаж трехфазного счетчика электроэнергии, выполняется немного иначе:

Последовательность контактов разных моделей может отличаться.

Кроме того, есть частные случаи, когда электросчетчик соединяется с линией не напрямую, а через трансформаторы тока:

После установки прибора учета, (если конечно она не производится в интересах личной информативности) нужно обратиться к обслуживающему персоналу поставляющей электроэнергию организации. Последний выполнит проверку правильности соединения, снимет начальные показания прибора и зафиксирует его заводские данные. После проводится обязательное пломбирование устройства учета, с целью предотвращения последующего внесения изменений в схему подключения.

Разновидности счетчиков электроэнергии: выбираем правильно

Установка счетчиков электроэнергии в Санкт-Петербурге и области начинается с подбора подходящего типа оборудования с учетом всех условий монтажа и дальнейшей эксплуатации.

Рассмотрим основные виды приборов учета электричества.

По принципу действия

По принципу работы счетчика выделяют два основных типа:

Механические (индукционные) электросчетчики

В этом случае ток, протекая через неподвижные катушки, вступает в взаимодействие с током, который индуцируется в подвижном элементе прибора. Таким образом подвижная часть конструкции вращается пропорционально количеству израсходованной энергии.

Электронные статические электросчетчики

Статические счетчики функционируют несколько иначе. В них нет движущейся части, ток воздействует на электронные элементы, создавая специальные импульсы. С их помощью производится регистрация данных и фиксируется количество израсходованной электроэнергии.

Устройство индукционного счетчика

По подключению в электрические сети

В зависимости от подключения к электросети также можно выделить два типа устройств. И поскольку установка электросчетчика должна быть проведена в соответствии с нормами, ознакомимся с их отличиями:

1. Однофазные счетчики – самый распространенный вариант при монтаже непосредственно в квартире. В большинстве случаев для обслуживания квартир используют именно однофазную сеть.
2. Трехфазный электросчетчик требуется в том случае, если приборы работают от трехфазной сети. Чаще всего такая ситуация встречается в муниципальных частных домах, где имеются котлы отопления, водонагреватели или мощные электродвигатели.

Трехфазный счетчик Нева 303 1S0

По количеству тарифов

Помогает ли вам экономить многотарифный счетчик?

ДаНет

• Однотарифные устройства самые простые. Подсчет энергии они всегда производят по одному тарифу, а потому являются наименее экономными, но при этом самыми дешевыми.
• Двухтарифные счетчики способны высчитывать оплату в зависимости от времени суток (в дневное и ночное время тариф отличается). Ночной тариф в Санкт-Петербурге действует с 23:00 до 7:00.
• Установка счетчиков с 3 тарифами позволяет обеспечить максимальную экономию. В этом случае прибор считает затраты электроэнергии по трем периодам: пик – с 7:00 до 10:00 утра и с 17:00 до 21:00, ночное время – с 23:00 до 7:00, полупик – с 10:00 до 17:00 и с 21:00 до 23:00. Такие счетчики самые дорогие.

Счетчик многотарифный Меркурий 200

«Умные» электросчетчики

Установка новых электросчетчиков в Санкт-Петербурге по государственной программе предполагает монтаж именно таких «умных» приборов учета. Цель этого нововведения – внедрение более современных и высокотехнологичных устройств в эксплуатацию.

К преимуществам данных моделей можно отнести:

• меньшая погрешность подсчета расхода электричества по сравнению с предыдущими моделями;
• возможность снимать показания по электроэнергии удаленно;
• способность выдерживать большие нагрузки, которые актуальны для квартир и частных домов с большим количеством современных электроприборов.

Стоимость электросчетчика

Имеется в виду нормальный законопослушный прибор, а не со встроенными особенностями типа пультов ДУ. Тут все будет зависеть от количества фаз, типа счетчика и его функционала. Самый простой однотарифный электронно-механический однофазный счетчик стоит относительно немного – в районе 700-800 р. Но практически любая дополнительная функция повышает стоимость весьма существенно. Второй тариф, к примеру, запросто может эту сумму удвоить.

Из всего вышесказанного несложно сделать вывод – к выбору электросчетчика нужно подходить максимально ответственно. Любая невостребованная вами функция – немалая копеечка, выброшенная на ветер. А как говорится, если нет разницы, зачем платить больше?

Устройство индукционного счетчика

Индукционный счетчик состоит из двух основных электромагнитов, они расположены между собой под острым углом в 90 градусов напротив друг друга. В магнитном поле находиться алюминиевый диск, именно он и показывает нам расход энергии.

Чтобы включить счетчик в цепь, необходимо его токовую обмотку соединить со всеми электроприемниками последовательно. Обмотка напряжения подключается параллельно. Во время прохождения электрического тока по обмоткам индукционного счетчика в сердечниках возникают переменные магнитные потоки, оно пронизывают алюминиевый диск и индуцируют в нем так называемые вихревые токи. Будет интересно узнать, какой счетчик лучше поставить в доме.

Вихревые токи взаимодействуют с магнитными потоками и создают усилия, с помощью которого и начинает крутиться диск. Диск непосредственно связан со стандартным счетным механизмом. В зависимости от частоты вращения диска и происходит учет потребляемой электрической энергии.

Следующим образом выглядит схема устройства электрического счетчика.

Сделаем небольшую расшифровку:

1. Обмотки тока.
2. Обмотки напряжения.
3. Механизм червячный.
4. Механизм счетный.
5. Диск из алюминия.
6. Магнит, который притормаживает работу диска.

Схему выше мы с вами уже рассмотрели, теперь посмотрите, как выглядит электрический счетчик в разрезе (вживую).

Если потребляемая электроэнергия большая, тогда используются трехфазные индукционные счетчики, принцип их работы схожий с однофазным. Смотрите видео, как устроен электрический счетчик.

Список лучших аппаратов учета

Потребители и профессиональные электрики рекомендуют несколько устройств.

Меркурий 201.8

Прочный бюджетный прибор с разрешением ЖК-экрана 7 разряда и классом точности 1. Рассчитан на сеть с напряжением 220-230 В и силой тока 5-80 А. Исправно работает в условиях жары и мороза при влажности до 90 %. Оснащен:

• модульным корпусом;
• измерительным токовым конвертером;
• винтовыми клеммами;
• светодиодной подсветкой зоны показаний.

Эксплуатационный срок модели – 30 лет, ревизионный – 16 лет.

Нева М. Т.123

Аппарат с рабочим напряжением 230 В и номинальным током 5 А. Гарантия изготовителя – 30 лет. Предназначен для измерения:

• частоты напряжения в сети;
• активной мощности электролинии;
• показателей токового напряжения и силы.

Модель имеет 1 класс точности, может устанавливаться в офисах, домах, торговых залах и квартирах.

Энергомера CE102M S7 145-JV

Класс точности модели – 1. Она не подвергается климатическим, электромагнитным и механическим повреждениям. Устройство рассчитано на силу тока 5-60 А, рабочее напряжение 220-230 В. Может работать без сбоев при температуре от -45 до +70 градусов и влажности 98 %. Дополнительные возможности:

• шпунт;
• память энергонезависимого типа;
• интерфейсы связи;
• пользовательское перепрограммирование;
• вывод данных за нужный период времени;
• снятие информации без напряжения.

В память счетчика нельзя внести корректировки.