Индукционный счетчик это кратко

Обновлено: 05.07.2024

В качестве расчетных приборов учета активной энергии используются однофазные и (или) трехфазные счетчики двух типов: индукционные и статические счетчики ватт-часов (электронные).

В настоящее время достаточно большое число установленных расчетных счетчиков активной и реактивной энергии - индукционные. Манипулируя расчетными параметрами таких счетчиков, схемами их подключения к сетям и различными способами подсчета потребляемой электроэнергии, можно осуществлять хищения электроэнергии в различных (и даже регулируемых) объемах.

Индукционным называется счетчик, в котором магнитное поле неподвижных токопроводящих катушек влияет на подвижный элемент из проводящего материала. Подвижный элемент представляет собой диск, по которому протекают токи, индуцированные магнитным полем катушек.

Принцип действия индукционного счетчика электрической энергии основан на принципе действия двухобмоточного асинхронного ЭД. Ротором является алюминиевый диск, который свободно вращается в двух магнитных зазорах катушек тока и напряжения. В одной катушке намагничивающая сила создается током нагрузки потребителя, во второй катушке намагничивающая сила пропорциональна величине напряжения питающей сети. Катушки напряжения и тока смещены в пространстве на 90 о и создают вращающееся магнитное поле, которое приводит во вращение алюминиевый диск. Движение диска передается на счетное устройство через передающую шестерню. Количество оборотов диска пропорционально количеству электрической энергии, протекающей в нагрузке.

Параллельная цепь индукционного счетчика электрической энергии состоит из П-образного сердечника и Т-образной перемычки, на которую одета катушка напряжения. Соединение катушки напряжения с сетью происходит через шунтовую перемычку.

Последовательная цепь (токовая катушка) состоит из П-образного сердечника и катушки. Соединена непосредственно с током нагрузки.

Наиболее точные показания счетчика наблюдаются в диапазоне 20-80% I_ном. Номинальный ток не превышает, как правило, 5А.

Трехфазные счетчики отличаются количеством токовых обмоток и обмоток напряжения.

Бытовой однофазный счетчик U=220В, I_ном=5А при нагрузках до 25Вт обладает зоной нечувствительности.

В однофазных сетях реактивная электрическая энергия не измеряется.

После изготовления счетчики проходят двойной метрологический контроль: органами технического контроля предприятия-изготовителя и органами технического контроля Госстандарта. После проверки счетчик опломбируется:

- на нижний винт ставится пломба технического контроля предприятия-изготовителя;

- на верхний винт устанавливается пломба органа Госстандарта.

В трехпроводных сетях с изолированной нейтралью трансформатора применяются трехпроводные двухэлементные счетчики типов САЗ(непосредственного включения или трансформаторные трехпроводные) и САЗУ (трансформаторные универсальные трехпроводные).

В четырехпроводных сетях с глухозаземленной нейтралью трансформатора применяются четырехпроводные трехэлементные счетчики типов СА4 (непосредственного включения или трансформаторные четырехпроводные) и СА4У (трансформаторные универсальные четырехпроводные). В последние годы наблюдается тенденция перехода с индукционных счетчиков на статические счетчики ватт-часов (электронные).

В соответствии с ГОСТ индукционные счетчики должны давать показания расхода энергии в киловатт-часах (киловар-часах) непосредственно или при умножении показания счетного механизма на 10 n где п - целое число.

Счетчики электрической энергии характеризуются тремя основными расчетными параметрами: постоянной счетчика С, коэффициентом счетчика К ипередаточным числом счетчика А.

Постоянной счетчика С называется количество единиц электроэнергии (число ватт-секунд, ватт-часов или киловатт-часов), приходящихся на один оборот диска прибора. Постоянной статического (электронного) счетчика называется значение, выражающее соотношение между энергией, учитываемой счетчиком, и числом импульсов на испытательном стенде. Постоянная электронного счетчика выражается либо в импульсах на киловатт-час (имп/кВт-ч), либо в ватт-часах на импульс (Вт·ч/имп).

Коэффициентом счетчика К называется число, на которое нужно умножить показания счетчика для получения фактического расхода электроэнергии (кВт·ч).

Передаточным числам счетчика А называется число оборотов диска, соответствующее 1 кВт-ч. Передаточное число, как правило, указывается на табличке счетчика, например: 1 кВт-ч = 1500 оборотов диска.

Постоянная С индукционного счетчика и его передаточное число А взаимосвязаны:

Счетчики для однофазных сетей, или однофазные счетчики применяются в основном на вводах в индивидуальные дома или в квартиры в многоквартирных домах. Схема счетчика показана на рис. 1.

Рис.1. Схема включения однофазного счетчика.

Измерительная система счетчика содержит токовую обмотку 1 и обмотку напряжения 2. По токовой обмотке проходит потребляемый ток, а обмотка напряжения подключается на напряжение между проводами сети. На счетчике имеются зажимы для присоединения проводов, идущих от сети питания, и проводов в сеть потребителя. Обычно фазный провод присоединяется к зажиму 1, тогда нулевой должен присоединяться только к зажиму 3 (или 4), а не 2, потому что в последнем случае токовая обмотка окажется под напряжением, на которое она не рассчитана, и выйдет из строя. Тогда получается назначение зажимов: вход — 1 и 3, выход — 2 и 4. На счетчике под стеклом на панели имеется прорезь для цифр счетного механизма и надписи о данных счетчика, например, счетчик однофазный СО-И446, 220 В, 5. 17 А, год изготовления, заводской номер.

Трехфазный индукционный электросчетчик можно рассматривать как два или три однофазных прибора, смонтированных в одном корпусе. Счетчики такого типа, как правило, однотарифные, изготовлены как стационарные с непосредственным включением или через измерительные трансформаторы тока и напряжения.

Трехфазные счетчики применяются в электроустановках, где используется трехфазный ток, а также на вводе установок, где используется однофазный ток, но подводятся три фазы, например, в жилых домах и учреждениях. На рис.2 показана схема счетчика, предназначенного для включения с трансформаторами тока в четырехпроводную сеть. Как видно из схемы, токовые обмотки счетчика присоединяются ко вторичным обмоткам трансформатора тока через зажимы 1 и 3, 4 и 6, 7 и 9. Зажимы 1, 4, 7 присоединяются к фазам и к первым выводам обмоток напряжения, вторые выводы которых соединены вместе и присоединяются к нулевому проводу.

Рис.2 Схема включения трехфазного счетчика.

Могут быть трехфазные счетчики для непосредственного включения, а также счетчики для включения с трансформаторами тока и напряжения. Счетчики непосредственного включения изготовляются на ток 5, 10, 20, 30, 50 А, а счетчики с трансформаторами тока, у которых первичный ток может быть различной величины в пределах от 10 до 10 000 А, вторичный ток — 5 А, изготовляются на ток 5 А.

Трехфазные счетчики, как и однофазные, имеют защиту от несанкционированного отбора электроэнергии. Смонтированы стопоры обратного хода, устанавливаются нестандартные винты, которые снимаются только специальным инструментом.

Трехфазные счетчики можно использовать как многотарифные или в автоматизированных системах учета.

Условия надежной работы счетчиков

Устройства, содержащие счетчики, должны устанавливаться в сухих помещениях, не содержащих агрессивных примесей в воздухе, с температурой в зимнее время не ниже 0 С. Счетчики не разрешается устанавливать в помещения, где температура часто может быть выше +40 С. В зимнее время разрешается подогрев счетчиков электрическими нагревателями, но так, чтобы температура у счетчиков была не выше +20 С.

Трехфазные счетчики отличаются количеством токовых обмоток и обмоток напряжения.

Бытовой однофазный счетчик U=220В, I_ном=5А при нагрузках до 25Вт обладает зоной нечувствительности.

В однофазных сетях реактивная электрическая энергия не измеряется.

- на нижний винт ставится пломба технического контроля предприятия-изготовителя;

- на верхний винт устанавливается пломба органа Госстандарта.

Постоянная С индукционного счетчика и его передаточное число А взаимосвязаны:

Рис.1. Схема включения однофазного счетчика.

Рис.2 Схема включения трехфазного счетчика.

Трехфазные счетчики можно использовать как многотарифные или в автоматизированных системах учета.

Условия надежной работы счетчиков

Индукционный счетчик электроэнергии с электромеханическим устройством подсчета расхода энергии до сих пор является надежным прибором, установленным в жилых помещениях. Пользователей привлекает его надежность, простота в обслуживании, долгий срок службы и низкая стоимость.

Конструкция индукционного счётчика

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 работает индукционный счётчик

Алюминиевый диск индукционного счетчика электрической энергии является подвижным токопроводящим элементом, на который воздействует электромагнитное поле, создаваемое в катушках счетчика. В результате их действия возникает магнитное поле, переменное по направлению и действующее на диск, в котором создаются вихревые токи, совпадающие по направлению с магнитными потоками.

Между вихревыми токами и магнитными потоками происходит взаимодействие, которое создает вращающий момент, меняющийся по величине и приводящий во вращение алюминиевый диск. Между вращающим моментом и суммарным магнитным потоком от двух катушек тока и напряжения создается зависимость, с учетом сдвига фазы на 90º и обратной связью. Для получения сдвига фазы магнитный поток электромагнита напряжения разложен на две части.

Под воздействием вращающего момента диск крутится с частотой в зависимости от величины поступающей энергии. Ось диска связана со счетным устройством цифрового барабана, на котором отражается действительное количество потребляемой энергии.

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.

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.

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:

По закону пользователь при замене необязательно должен устанавливать электронный счетчик. Если ему удобно, он может поставить любой индукционный счетчик электроэнергии, главное, чтобы точность измерений соответствовала требованиям закона: класс точности должен быть 2.0 и выше.

Оплату расходов по приобретению счетчика и его установке несет владелец, если только не производится плановая замена. В отдельных случаях права собственности на прибор требуют уточнения:

Когда счетчик установлен в квартире, домовладельцы обязаны следить за техническим состоянием прибора, снимать показания и производить замену при необходимости. Все расходы при этом несут жильцы квартиры.
Когда электросчетчик старого образца установлен в общем коридоре, и его используют несколько квартир, прибор является общей собственностью всех владельцев. Расходы по его замене будут нести все стороны. Если это предусмотрено договором с обслуживающей компанией, сама компания меняет счетчик за счет собранных средств.

Если нет веских причин менять счетчик электроэнергии, требования проверяющих органов по замене не законны. При этом прибор учета должен быть исправен, не просрочен.

Тарифная система учета

Самым существенным недостатком является невозможность использования нескольких тарифов для оплаты электроэнергии. Поэтому необходимость менять старый электросчетчик на новый зависит от того, как меняется расход энергии в течение суток. Если ночью значительный расход, есть смысл для перехода на более современный электронный прибор учета. Правда при этом следует учесть затраты на покупку и установку нового электронного счетчика.

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.

Счетчики электроэнергии являются наиболее популярным измерительным прибором из бытового спектра. Их используют в каждом доме как средство контроля расходуемого электричества. Другое дело, что техническое исполнение конструкции может быть разным. К традиционным и пока еще достаточно распространенным видам данного прибора относится электрический индукционный счетчик, который также предусматривает разные формы технико-конструкционной реализации.

Определение индукционных приборов учета

Как и все счетчики электроэнергии, индукционные модели предусматривают прохождение тока по своим проводникам с подключением чувствительных элементов замера. Они различаются пропускной мощностью, размерами, максимальной нагрузкой и т.д. Прежде всего, индукционный счетчик электроэнергии является механическим устройством, обеспеченным счетным механизмом. Опять же технически его "начинка" может иметь разное исполнение, но базовые принципы ориентируются на электромагнитный принцип работы, позволяющий фиксировать поведение вихревых токов над магнитным полем.

Техническое устройство и принцип работы прибора

Основу прибора образуют два элемента – катушки для обслуживания напряжения и тока. Первая подключается параллельно, а вторая – последовательно. Вместе они создают условия для электромагнитных потоков, в среде которых в принципе становится возможной фиксация с замером необходимых параметров сети. Непосредственно измерительные операции производятся за счет алюминиевого диска. Посредством червячной или зубчатой передачи этот элемент сопрягается со счетным устройством, приводя его в действие. В процессе работы интенсивность вращения диска будет определяться потребляемой мощностью. Современное устройство индукционного счетчика также отличается присутствием электронных элементов, которые делают возможным автоматическую регистрацию показаний, дистанционное управление отдельными параметрами учета и уменьшение размеров панели с отображением информации по расходу. Но и в этом случае основные принципы электромагнитного замера индуцирующими катушками сохраняются.

Создание счетчика

Первые электромагнитные приборы учета появились еще в конце 19-го века, когда итальянскими инженерами была открыта взаимосвязь между разными фазами полей переменного тока и магнита. В изготовлении простейших конструкций использовался сплошной ротор наподобие цилиндра и того же диска. Его приводили в движение меняющиеся электрические характеристики. Следующим этапом стала разработка полноценного винтового механизма, но пока еще без элементов контроля напряжения. Собственно, на этом этапе и были заложены принципы работы и технического устройства современного индукционного счетчика с катушками самоиндукции и вращающимся металлическим телом. В дальнейшем конструкция пополнялась тормозными электромагнитами, которые позволили расширить диапазон измерений с циклометрическим регистром. Весь 20-й век шел процесс оптимизации корпуса, что привело не только к оптимизации размеров прибора, но и к повышению надежности элементов счетного механизма. Конструкции стали более устойчивыми к температурным, влажностным и физическим воздействиям. Также повышалась и точность показаний, что особенно проявляется в приборах последних поколений с новыми функциональными возможностями и подходами к управлению.

Классификации индукционного счетчика

В первую очередь следует различать одно- и трехфазные модели. Первые относятся к бытовым измерительным приборам, предназначенным для домашнего использования. Они питаются от одной фазы и предусматривают наличие 4 клемм. Подключать такой прибор можно к общей магистральной электросети. Что касается трехфазных индукционных счетчиков, то они отличаются более высоким уровнем надежности и разделяются на группы в зависимости от условий эксплуатации. Так, существуют модели для использования в домашних условиях, на производствах и в общественных местах. Причем в бытовой сфере их обычно применяют, если организуется мощная инфраструктура энергопотребления с подключением производительного оборудования наподобие сварочных аппаратов, компрессорных станций, насосных агрегатов и т.д.

Внутри общего семейства индукционных приборов учета выделяют и уже упомянутые механические и электронные типы моделей. Механика имеет свои преимущества, связанные с незначительной энергозависимостью и конструкционной надежностью. Электроника, в свою очередь, делает возможным дифференцированный учет потребляемой энергии, что удобно при использовании электроэнергии по нескольким тарифам в зависимости от потребителя.

Технические характеристики прибора

Напряжение является основной характеристикой приборов электрического учета. Стандартный диапазон варьируется от 220 до 240 В, что соответствует возможностям однофазных моделей. В случае с трехфазными счетчиками речь может идти о 380-400 В. Учитывается в выборе индукционного прибора и максимальная нагрузка по силе тока. Номинальный показатель должен превышать величину тока, которую допускает вводный автомат. К примеру, если используется трансформатор на 25-30 А, то желательно устанавливать индукционный счетчик не менее чем на 40 А. На бытовом уровне максимальные показатели по этой характеристике редко превышают 100 А.

Для частного дома вполне можно ограничиться покупкой модели на 40-60 А. Также будет нелишним обратить внимание на класс точности. В принципе, правилами не допускается эксплуатация устройств учета с коэффициентом более 2.0. Оптимальный вариант – приобретать приборы с классом точности 1.0. Это важно не только по причине получения более корректных данных по расходуемой энергии, но и для объективного контроля работы домашней или производственной электросети.

Эксплуатация счетчика

После выбора подходящей модели подбирается место для установки прибора. Желательно, чтобы оно было защищено от физических, тепловых и электромагнитных внешних воздействий. Монтаж обычно выполняется с помощью DIN-рейки и комплектного набора метизов. Вместе с рейкой поставляется колодка с клеммами, которая может быть отдельной или встроенной. В любом случае через нее производится интеграция устройства в местную электросеть. Подключение выполняется сотрудниками энергоснабжающей организации, которые также будут периодически проверять состояние прибора.

Нюансы работы индукционных приборов учета

В процессе эксплуатации измерительных аппаратов такого типа следует иметь в виду следующие особенности рабочего процесса:

Будущее технологий индукционного учета электроэнергии

Несмотря на моральное устаревание принципов электромагнитного учета, производители не отказываются от данного сегмента, наделяя приборы все новым функционалом. Перспективы развития индукционного счетчика в первую очередь связаны с цифровыми средствами обработки и отправки данных. Уже сегодня появляются модели с GSM-датчиками, которые полностью избавляют пользователя от аналоговой фиксации учетной информации. Расширяется и спектр базовых функций. Этот набор пополняется возможностями регистрации частоты, напряжения и внешних микроклиматических показателей.

Заключение

Индукционное измерительное оборудование сегодня широко применяется не только в бытовой и коммерческой сферах, но и в промышленности. Причем это касается и трехфазных, и однофазных индукционных счетчиков с электронной "начинкой". Такой выбор обусловливается высокими требованиями к надежности и безотказности эксплуатируемых энергосистем. Впрочем, сохраняются и проблемы использования индукционных приборов. Негативные факторы касаются относительно низкой степени точности, чувствительности к сетевым нагрузкам и слабой защиты от хищения электроэнергии.

Приборы учета электроэнергии — виды и типы, основные характеристики

Электрическая энергия передается на громадные расстояния между различными государствами, а распределяется и потребляется в самых неожиданных местах и объемах. Все эти процессы требуют автоматического учета проходящих мощностей и совершаемых ими работ. Состояние энергетической системы постоянно изменяется. Его необходимо анализировать и грамотно управлять основными техническими параметрами.

Измерение величин текущих мощностей возложено на ваттметры, единицей измерения которых является 1 ватт, а совершенной работы за определенный промежуток времени — на счетчики, учитывающие количество ватт в течение одного часа.

В зависимости от объема учитываемой энергии приборы работают на пределах кило-, мега-, гиго- или тера- единиц измерения. Это позволяет:

одним главным счетчиком, расположенным на подстанции, обеспечивающей питанием крупный современный город, оценивать терабайты киловатт-часов, израсходованные на потребление всех квартир и производственных предприятий административно промышленного и жилого центра;

большим количеством приборов, установленных внутри каждой квартиры или производства, учитывать их индивидуальное потребление.

Ваттметры и счетчики работают за счет постоянно поступающей на них информации о состоянии векторов тока и напряжения в силовой цепи, которую предоставляют соответствующие датчики — измерительные трансформаторы в цепях переменного тока или преобразователи — постоянного.

Принцип работы любого счетчика можно представить упрощенно поблочной схемой, состоящей из:

входных и выходных цепей;

Приборы учета электрической энергии подразделяются на две большие группы, работающие в сетях:

1. переменного напряжения промышленной частоты;

2. постоянного тока.

Первая категория этих приборов наиболее многочисленная. С нее и начнем краткий обзор разнообразных моделей.

Приборы учета электроэнергии переменного тока

Этот класс счетчиков по конструктивному исполнению разделяют на три типа:

1. индукционные, работающие с конца девятнадцатого века;

2. электронные устройства, появившиеся не так давно;

3. гибридные изделия, сочетающие в своей конструкции цифровые технологии с индукционной или электрической измерительной частью и механическим счетным устройством.

Индукционные приборы учета

Принцип работы такого счетчика основан на взаимодействии магнитных полей. создаваемых электромагнитами катушки тока, врезанной в цепь нагрузки, и катушки напряжения, подключенной параллельно к схеме питающего напряжения.

Они создают суммарный магнитный поток, пропорциональный значению проходящей через счетчик мощности. В поле его действия расположен тонкий алюминиевый диск, установленный в подшипнике вращения. Он реагирует на величину и направление создаваемого силового поля и вращается вокруг собственной оси.

Скорость и направление движения этого диска соответствуют значению приложенной мощности. К нему подключена кинематическая схема, состоящая из системы шестеренчатых передач и колесиков с цифровыми индикаторами, которые указывают количество совершенных оборотов, выполняя роль простого счетного механизма.

Однофазный индукционный счетчик, особенности устройства

Конструкция самого обычного индукционного счетчика, созданного для однофазной сети питания переменного тока, показана в разобранном виде на картинке, состоящей из двух совмещенных фотографий.

Все основные технологические узлы обозначены указателями, а электрическая схема внутренних соединений, входных и выходных цепей приведена на следующей картинке.

Винт напряжения, установленный под крышкой, при работе счетчика всегда должен быть закручен. Им пользуются только работники электротехнических лабораторий при выполнении специальных технологических операций — поверок прибора.

Про устройство, принцип действия и особенности эксплуатации электрических счетчиков ранее было рассказано здесь:

Электрические индукционные счетчики подобного типа успешно дорабатывают свой ресурс в жилых домах и квартирах людей. Их подключают в электрощитках по типовой схеме через однополюсные автоматические выключатели и пакетный переключатель.

Особенности конструкции трехфазного индукционного счетчика

Устройство этого измерительного прибора полностью соответствует однофазным моделям за исключением того, что в формировании суммарного магнитного потока, воздействующего на вращение алюминиевого диска, участвуют магнитные поля, создаваемые катушками токов и напряжений всех трех фаз схемы питания силовой цепи.

Благодаря этому количество деталей внутри корпуса увеличено, а располагаются они плотнее. Алюминиевый диск к тому же сдвоен. Схема подключения катушек тока и напряжения выполняется по предыдущему варианту подключения, но с учетом обеспечения суммирования магнитных потоков от каждой отдельной.

Этот же эффект можно достичь, если вместо одного трехфазного счетчика в каждую фазу системы включить однофазные приборы. Однако в этом случае потребуется заниматься сложением их результатов вручную. В трехфазном же индукционном счетчике эта операция автоматически выполняется одним счетным механизмом.

Трехфазные индукционные счетчики могут выполняться двух видов для подключения:

1. сразу к силовым цепям, мощность которых необходимо учитывать;

2. через промежуточные измерительные трансформаторы напряжения и тока.

Приборы первого типа используются в силовых схемах 0,4 кВ с нагрузками, которые не могут причинить своей небольшой величиной вреда прибору учета. Они работают в гаражах, небольших мастерских, частных домах и называются счетчиками прямого подключения.

Схема коммутаций электрических цепей подобного прибора в электрощитке показана на очередной картинке.

Все остальные индукционные приборы учета работают непосредственно через измерительные трансформаторы тока или напряжения по-отдельности, в зависимости от конкретных условий системы электроснабжения, либо с совместным их использованием.

Внешний вид табло старого индукционного счетчика подобного типа (САЗУ-ИТ) показан на фотографии.

Он работает во вторичных цепях с измерительными трансформаторами тока номинальной величины 5 ампер и трансформаторами напряжения— 100 вольт между фазами.

Приведенный пример с обозначением трехфазных индукционных счетчиков свидетельствует о том, что их конструкция не может учитывать величину полной мощности, затраченной на совершение работы. Для определения ее значения необходимо снимать показания с приборов учета активной и реактивной энергии и производить математические вычисления по подготовленным таблицам или формулам.

Этот процесс требует участия большого количества людей, не исключает частых ошибок, трудоемок. От его проведения избавляют новые технологии и приборы учета, работающие на полупроводниковых элементах.

Старые счетчики индукционного типа уже практически перестали выпускаться в промышленном масштабе. Они просто дорабатывают свой ресурс в составе работающего электротехнического оборудования. На вновь монтируемых и вводимых в работу комплексах их уже не используют, а ставят новые, современные модели.

Электронные приборы учета

Для замены счетчиков индукционного типа сейчас выпускают много электронных приборов, предназначенных для работы в бытовой сети или в составе измерительных комплексов сложного промышленного оборудования, потребляющего громадные мощности.

Они в своей работе постоянно анализируют состояние активной и реактивной составляющих полной мощности на основе векторных диаграмм токов и напряжений. По ним производится вычисление полной мощности, и все величины заносятся в память прибора. Из нее можно просмотреть эти данные в нужный момент времени.

Два типа распространенных систем электронных учетов

По типу измерения составных входных величин счетчики электронного типа выпускают:

со встроенными измерительными трансформаторами тока и напряжения;

с измерительными датчиками.

Устройства со встроенными измерительными трансформаторами

Принципиальная структурная схема электронного однофазного счетчика представлена на картинке.

Микроконтроллер обрабатывает сигналы, поступающие от трансформаторов тока и напряжения через преобразователь и выдает соответствующие команды на:

дисплей с отображением информации;

электронное реле, осуществляющее коммутации внутренней схемы;

оперативно-запоминающее устройство ОЗУ, которое имеет информационную связь с оптическим портом для передачи технических параметров по каналам связи.

Устройства со встроенными датчиками

Это другая конструкция электронного счетчика. Ее схема работает на основе датчиков:

тока, состоящего из обыкновенного шунта, сквозь который протекает вся нагрузка силовой схемы;

напряжения, работающего по принципу простого делителя.

Приходящие от этих датчиков сигналы токов и напряжения очень малы. Поэтому их усиливают специальным устройством на основе высокоточной электронной схемы и подают на блоки амплитудно-цифрового преобразования. После них сигналы перемножаются, фильтруются и выводятся на соответствующие устройства для интегрирования, индикации, преобразований и дальнейшей передачи различным пользователям.

Работающие по этому принципу счетчики обладают чуть меньшим классом точности, но вполне отвечают техническим нормативам и требованиям.

Принцип использования датчиков тока и напряжения вместо измерительных трансформаторов позволяет по этому типу создавать приборы учета для цепей не только переменного, но и постоянного тока, что значительно расширяет их эксплуатационные возможности.

На этой основе стали появляться конструкции счетчиков, которыми можно пользоваться в обоих видах систем электроснабжения постоянного и переменного тока.

Тарифность современных приборов учета

Среди электронных приборов учета есть модели, обладающие разными возможностями тарифной системы. Наибольшими способностями обладают счетчики, позволяющие гибко перепрограммировать счетное устройство под меняющиеся тарифы электросетей с учетом времени года, праздников, различных скидок в выходные дни.

Эксплуатация электросчетчиков по тарифной системе выгодна потребителям — экономятся деньги на оплату электроэнергии и снабжающим организациям — снижается пиковая нагрузка.

Смотрите также по этой теме:

Особенности конструкции промышленных приборов учета высоковольтных цепей

В качестве примера подобного устройства рассмотрим белорусский счетчик марки Гран-Электро СС-301.

Он обладает большим количеством полезных для пользователей функций. Как и обыкновенные бытовые приборы учета пломбируется и проходит периодическую поверку показаний.

Внутри корпуса отсутствуют подвижные механические элементы. Вся работа основана на использовании электронных плат и микропроцессорных технологий. Обработкой входных сигналов тока занимаются измерительные трансформаторы.

У этих устройств особое внимание уделяется надежности работы и защите безопасности информации. С целью ее сохранения вводится:

1. двухуровневая система пломбирования внутренних плат;

2. пятиуровневая схема организация допуска к паролям.

Система пломбирования осуществляется в два приема:

1. доступ внутрь корпуса этого счетчика ограничивается сразу на заводе после завершения его технических испытаний и окончания государственной поверки с оформлением протокола;

2. доступ к подключению проводов на клеммы блокируется представителями энергонадзора или энергоснабжающей компании.

Причем, в алгоритме работы устройства существует технологическая операция, фиксирующая в электронной памяти прибора все события, связанные со снятием и установкой крышки клеммника с точной привязкой по дате и времени.

Схема организация допуска к паролям

Система позволяет разграничить права пользователей прибора, отделить их по возможностям допуска к настройкам счетчика за счет создания уровней:

нулевого, обеспечивающего снятие ограничений на просмотр данных местно либо удаленно, синхронизацию времени, корректировку показаний. Право предоставляется допущенным к работе с прибором пользователям;

первого, позволяющего выполнять наладку оборудования на месте установки и записывать в оперативную память настройки рабочих параметров, не влияющие на характеристики коммерческого использования;

второго, разрешающего допуск к информации прибора представителям энергонадзора после его наладки и подготовки к вводу в эксплуатацию;

третьего, дающего право снимать и устанавливать крышку с клеммника для доступа к зажимам или оптическому порту;

четвертого, предусматривающего возможность доступа к платам прибора для установки или замены аппаратных ключей, снятия всех пломб, выполнения работ с оптическим портом, модернизации конфигурации, калибровке поправочных коэффициентов.

Способы подключения промышленных счетчиков на предприятиях энергетики

Для работы приборов учета создаются разветвленные вторичные схемы измерительных цепей за счет использования высокоточных трансформаторов тока и напряжения.

Небольшой фрагмент такой схемы для токовых цепей счетчика Гран-Электро СС-301 показан на картинке. Он взят с рабочей документации.

Для этого же прибора учета фрагмент подключения цепей напряжения показан ниже.

Объединение приборов учета в единую систему АСКУЭ

Система автоматизированного контроля и учета электрической энергии стала активно развиваться благодаря возможностям электронных счетчиков и разработкам способов дистанционной передачи информации. Для подключения приборов учета индукционной системы разработаны специальные датчики.

Основной задачей системы АСКУЭ является быстрый сбор информации в едином центре управления. При этом на него поступают потоки данных со всех потребителей действующих подстанций. Они содержат сведения по вопросам потребленной и отпущенной мощности с возможностью анализов способов ее выработки и распределения, расчета стоимости и учета экономических показателей.

Для решения организационных вопросов системы АСКУЭ обеспечивается:

установка высокоточных приборов учета в местах учета электроэнергии;

организация системы связи по проводным и радиоканалам;

осуществление схемы обработки получаемой информации.

Приборы учета электроэнергии постоянного тока

Модели счетчиков этого класса фиксируют энергию в разных технологических режимах, но чаще всего они применяются на оборудовании электроподвижного состава городского транспорта и на железных дорогах.

Они созданы на основе электродинамической системы.

Основной принцип работы подобных счетчиков состоит во взаимодействии сил магнитных потоков, образованных двумя катушками:

1. первая закреплена стационарно;

2. вторая имеет возможность вращения под действием сил магнитного потока, величина которого пропорционально зависит от значения тока, протекающего по цепи.

Параметры вращения катушки передаются на счетный механизм и учитываются расходом электрической энергии.

Читайте также: