Устройство и принцип действия счетчиков электроэнергии

Кто должен заменять приборы учета энергии и какая цена услуги

Очень часто возникают вопросы, относительно того, кто должен оплачивать услуги установки счетчика. По закону, если жилище приватизировано, то все расходы должен оплатить владелец квартиры. Но есть одна поправка, если счетчик установлен на лестничной клетке, то владелец не ответственен за состояние прибора. В таком случае все расходы берет на себя управляющая компания.

Обратите внимание! Жители государственных квартир должны платить за монтаж устройства только в том случае, если он перестал работать по их вине. Как понять, что пора заменить прибор учета электроэнергии:. Как понять, что пора заменить прибор учета электроэнергии:

Как понять, что пора заменить прибор учета электроэнергии:

• счетчик начал показывать большее или меньшее значение по сравнению с предыдущим месяцем;
• при отключении всех бытовых приборов, диск продолжает медленное вращение;
• появился шум при работе устройства;
• перестали выводиться показания на экран;
• расплавилась внешняя крышка прибора.

Снятие показаний

Любую замену, ремонт или проверку выполняет энергосбытовая компания. Вызываются мастера на определённую дату, которая оговаривается заранее. Для подачи заявления нужно приложить документы в следующем порядке:

• заявление на установку счетчика;
• копию технического паспорта устройства;
• паспорт владельца помещения;
• договор с энергоснабжающей организацией;
• документ собственника или о социальном найме.

После подачи заявления нужно оплатить госпошлину и услуги мастера. Чек об оплате прилагается в энергоснабжающую организацию.

Стоимость услуги зависит от модели счетчика. На декабрь 2019 года цены варьируются от 450 рублей за однофазный счетчик и до 2500 тысяч рублей за трехфазный. Существуют также умные счетчики, которые сами могут передавать показания в организацию. Но их в основном используют в загородных домах, и установка стоит достаточно дорого, от 3000 тысяч рублей.*

Если вовремя не заменить счетчик или он будет работать в неисправном состоянии, то на человека может быть наложен административный штраф. Заменять приборы самостоятельно запрещено. Это может повлечь за собой не только штрафы, но и возникновение короткого замыкания, а в следствии чего — пожар.

Сломанный прибор

В заключении необходимо отметить, что нельзя пренебрегать сроком годности счетчика. Неисправное изделие может некорректно считать потребляемую энергию, в результате человеку придется платить больше в несколько раз. На сегодняшний день электрики рекомендуют устанавливать электронные модели с высоким классом точности. Такие приборы подойдут для потребителей и в квартирах, и в домах.

*Цены актуальны на декабрь 2019 г.

Принцип работы однофазного счетчика электрической энергии

Счетчик представляет собой индукционную систему и является интегрирующим во времени электроизмерительным прибором. Принцип дейст­вия — взаимодействие магнитных полей токов, протека­ющих по двум обмоткам, с магнитным полем тока, индуктируемого в алюминиевом диске, находящемся между этими обмотками.

Рисунок. (а) Измерительный механизм индукционной системы.

1 – токовая катушка;

2 – катушка напряжения;

3 – алюминиевый диск;

4 – постоянный магнит;

Рисунок (б). Устройство электросчетчика.

1 – зажимы для подключения электроприемников;

2 – зажимы для подключения к сети;

3 – токовая обмотка;

4 – постоянный магнит;

5 – червячный винт;

6 – обмотка напряжения;

8 – алюминиевый диск;

Основными узлами эл.счетчика являются катушки напряжения и тока, алюминиевый диск 3, укрепленный на оси, опоры оси — подпятник и подшипник, постоянный магнит. С осью связан при помощи зубчатой передачи счетный механизм (рисунок ниже). Электромагнит 1 содержит Ш — образный магнитопровод, на среднем стержне которого расположена многовитковая обмотка из тонкого провода, включенная на напряжение сети U параллельно нагрузке Н. При номинальном напряжении 220 В обмотка катушки напряжения имеет обычно 8-12 тысяч витков провода диаметром 0,1 — 0,15 мм. Токовая катушка через которую протекает полный ток нагрузки имеет обычно количество ампер-витков в пределах 70 — 150, т.е. при номинальном токе 5 А обмотка содержит от 14 до 30 витков. Комплекс деталей, состоящий из последовательной (токовой) и параллельной (напряжения) обмоток с их магнитопроводами, называется вращающим элементом счетчика

1 – ось измерительного механизма;

2 – система зубчатых передач;

3 – обоймы счетного механизма

Ток, протекающий по обмотке напряжения создает общий переменный магнитный поток цепи напряжения, небольшая часть которого (рабочий поток) пресекает алюминиевый диск находящийся в зазоре между обоими электромагнитами. Большая часть магнитного потока цепи напряжения замыкается через шунты и боковые стержни магнитопровода (нерабочий поток), который разделяется на две части и необходим для создания требуемого угла сдвига фаз между магнитными потоками цепи напряжения и цепи нагрузки (токовой цепи). Магнитный поток цепи напряжения прямо пропорционален приложенному напряжению (напряжению сети).

Ток нагрузки протекающий через токовую обмотку, создает переменный магнитный поток, который также пересекает алюминиевый диск и замыкается по магнитному шунту верхнего магнитопровода и частично через боковые стержни. Незначительная часть (нерабочий поток) замыкается через противополюс на пересекая диск. Так как магнитопровод токовой обмотки имеет U-образную конструкцию, то его магнитный поток пересекает диск дважды.

Токи протекающий по обмоткам напряжения и тока создают переменные магнитные потоки которые пересекают диск счетчика. Согласно закону электромагнитной индукции, переменные магнитные потоки обоих обмоток при пересечении диска, наводят в нем ЭДС, под действием которых в диске возникают соответствующие вихревые токи. В результате взаимодействия магнитного потока обмотки напряжения и вихревого тока от магнитного потока токовой обмотки и с другой стороны магнитного потока токовой обмотки и вихревого тока от обмотки напряжения, возникает электромеханические силы, которые создают вращающий момент, действующий на диск. Этот момент пропорционален произведению указанных магнитных потоков и синусу угла сдвига фаз между ними.

Постоянный магнит установленный в счетчике служит для создания тормозного момента в счетчике. Силовые линии магнитного поля этого магнита, пересекая диск, наводят в нем дополнительную ЭДС, пропорциональную частоте вращения диска. Эта ЭДС в свою очередь вызывает протекание в диске вихревого тока, взаимодействие которого с потоком постоянного магнита приводит к возникновению электромеханической силы, направленной против движения диска, т.е. приводит к созданию тормозного момента. Регулировку тормозного момента, а следовательно частоты вращения диска производят путем перемещения постоянного магнита в радиальном направлении. При приближении магнита к центру диска, частота вращения уменьшается.

Copyright 2006. All Rights reserved

Конструкция и принцип работы

Прибор состоит из трёх одинаковых узлов (справа), цепей питания и микроконтроллера Измерительный аппарат совместим с однофазными и трехфазными цепями переменного тока. Его конструкция представлена:

• корпусом из термостойкого пластика или металла с клеммной колодкой;
• дисплеем – ЖК-индикатором, где отображаются данные и время, или механическим;
• источником запитки электронной схемы;
• токовым трансформатором – выполняет функции измерителя;
• микроконтроллером, преобразующим сигнал на входе в электрические величины;
• телеметрическим выходом для интеграции с АСКУЭ;
• часами – позволяют отслеживать реальное время и даты;

  Внешний вид электронного электросчетчика

• супервизором – отслеживает колебания напряжения на входе и подает команду сброса микроконтроллеру, когда напряжение выключается либо включается;
• системой управления;
• оптическим портом, позволяющим снимать показания устройства.

Принцип работы цифрового счетчика электроэнергии заключается в прямом замере напряжения и тока. Он оцифровывает информацию, передавая ее на индикатор и сохраняя в памяти. Импульсы входных электронных твердотелых элементов создают под воздействием тока напряжения. Количество импульсов зависит от активности энергии.

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

Тарифная система учета и снятие показаний

Для учета потребленной электроэнергии используются электросчетчики. Объемы электрической энергии измеряются в киловатт – часах, (кВт*ч) которые насчитываются прибором учета в процессе потребления мощности.

Электрический счетчик учета электроэнергии имеется в каждом доме, но большинство людей не знают, как он работает и как устроен. В ниже приведенной статье будет дано объяснение принципа работы электросчетчика.

Из законов школьного курса физики известно, что электрическая мощность
(P) прямо пропорциональна напряжению (U) и силе тока (I) в цепи: P=U*I.

Данный принцип используетсяв ваттметрах, где электромагнитное взаимодействие двух катушек (напряжения и тока) создает момент силы, отклоняющей стрелку прибора пропорционально текущей электрической мощности. Если мощность остается неизменной в течение некоего периода, то умножив показания ваттметра на данное время (часы), можно получить количество потребленной электроэнергии (кВт*ч).

Ваттметр — прибор для измерения мощности

Принцип работы электронного счетчика электроэнергии

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

Для электронных 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 электронный 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 электронном варианте, позволяет изменять тарифы в соответствии с заранее установленным расписанием. Через специальный разъем можно подключиться к прибору и выяснить объем электроэнергии, оплаченной потребителем.

Срок службы электросчетчика, когда нужно менять

Класс точности электросчетчика

Как снимать показания электросчетчика

Установка электросчетчика в квартире

Как самостоятельно проверить электросчетчик

Если у Вас много счетчиков

Использование WEB-интерфейса удобно, если у пользователя немного объектов, а требования к обработке показаний невелики.

Если у вас много счётчиков (от 15 до нескольких сотен), то мы рекомендуем прибрести и установить на Вашем компьютере сервисное ПО «Счётчики.on-line». Мы имеем версии данного ПО и для модуля МСИ-6E, и для Телепорт-М230.

Рис. 4. Окно программной оболочки «Счётчики.on-line» для МСИ-6Е

Рис. 5. Окно программной оболочки «Счётчики.on-line» для Телепорт-М230

ПО «Счётчики.on-line» содержит все необходимые инструменты для групповой обработки данных и позволяет разбивать накопленные показания по месяцам (для Телепорт-М230), по часам, суткам и месяцам (для МСИ-6Е), формировать отчёты по периодам и т.п. Ещё раз подчеркнём, что описываемое ПО никак не участвует в процессе накопления данных и поэтому эксплуатируется по мере надобности, то есть нет необходимости, чтобы ПО было постоянно запущено. С точки зрения операционной системы компьютера, данное программное обеспечение представляет собой простейший EXE-файл, запускаемый щелчком соответствующего ярлыка на «Рабочем Столе». В общем, всё просто и удобно.

Плюсы и минусы

Достоинства:

• надежные;
• не зависят от перепадов электроэнергии;
• дешевые;
• большой срок эксплуатации;
• можно легко остановить или отмотать счетчик при необходимости.

Недостатки:

• класс точности низкий (2,0 или 2,5);
• высокая погрешность, особенно при маленьких нагрузках;
• однотарифные;
• нет защиты от хищения электроэнергии.

На сегодняшний день производители индукционных счетчиков стараются улучшить свою продукцию за счет увеличения класса точности и срока службы.

Однако из-за специфической конструкции прибора сделать это практически невозможно. Поэтому на смену индукционным счетчикам пришли электронные, которые имеют ряд преимуществ.

Смотрите видео, в котором подробно разъясняются устройство и принцип работы индукционного счетчика электроэнергии:

{SOURCE}

Устройство и принцип работы электросчетчика

Устройство индукционного счетчика

Чтобы в режиме реального времени и непрерывно производить учет активного энергопотребления переменного тока, требуется устанавливать однофазные или трехфазные индукционные приборы учета. Если же важен учет постоянного тока, который широко распространен на железной дороге и всех видах электротранспорта, монтируют электродинамические приборы учета.

Индукционные электрические счетчики оснащены диском, изготовленным из алюминия, при потреблении ресурса этот подвижный элемент вращается из-за вихревых потоков, созданных индукционными катушками. В данном случае встречаются две разные силы – магнитное поле индукционных катушек и магнитное поле вихревых токов. Образованные в результате токи протекают в цепи параллельной нагрузки. Каждая катушка оснащена сердечником, который намагничивается переменным током. Воздействие непрерывного переменного тока приводит к тому, что полюса электромагнитов постоянно изменяются. Это приводит к прохождению между ними магнитного поля. Именно оно тянет за собой алюминиевый диск, образуя вращение.

Скорость вращения диска прямо пропорциональна величине токов, находящихся в обеих катушках. При производстве электросчетчиков применяются простые соединительные приемы из механики, благодаря чему вращающийся диск связан с цифровыми показаниями на панели.

Последние годы люди все чаще отдают предпочтение электронным двухтарифным конструкциям. Непрерывно увеличивающийся спрос объясним следующим перечнем достоинств:

• Приборы более точно считывают информацию, что позволяет сократить расходы на оплату коммунальных услуг.
• В сравнении с механическими электросчетчиками они имеют компактные размеры и более привлекательный внешний вид.
• Автоматически переключаются на дневной и ночной тарифы, участие человека не требуется. Еще на этапе производства прибор программируют на два временных интервала – с 07:00 до 23:00 и с 23:00 до 07:00.
• Усовершенствованные модели нуждаются в проверке один раз в течение 5-16 лет. Требуется такая проверка для правильности учета и начисления средств. Проверкой должна заниматься энергопоставляющая компания.

Первая проверка работоспособности устройства проводится еще в заводских условиях, дата обязательно должна быть указана в сопроводительной документации.

Установка

Трехфазные приборы заметно отличаются от однофазных электрических счётчиков, и способны функционировать в условиях значительной мощности электросети.

Однофазный прибор может эксплуатироваться при номинальной мощности не выше 10 кВт.

Трехфазные приборы учёта пригодны для использования в условиях номинальной мощности в 15 кВт и более.

Такие приборы учёта относятся к категории многофункциональных, поэтому применяются не только в бытовой сети, но и при выполнении контроля трехфазных двигателей.

Однофазные

Самым простым вариантом является однофазное подключение, выполняемое посредством кабелей и нагрузки. Провода «заземление», «фаза» и «ноль» должны подключаться на вход электросчётчика и выход из прибора учёта. Перед электросчётчиком требуется установить устройство автоматического выключения, что сделает эксплуатацию максимально безопасной и удобной.

Конструкцией стандартного электросчетчика предусмотрено наличие шины, представленной обычной медной планкой. Фиксация планки осуществляется диэлектрическими зажимами. По всей длине проделаны отверстия, позволяющие легко подводить и надежно крепить все электрические кабели.

Схема подключения однофазного счетчика

Стандартная пошаговая схема самостоятельного подключения однофазного индукционного счётчика электроэнергии:

• установка и фиксация прибора учёта в щиток;
• установка выключателей на DIN-рейке и фиксация при помощи подпружиненной защелки;
• установка шин заземляющего и защитного типа на DIN-рейке или изоляторах щитка;
• подключение нагрузки на выключатели и последующее соединение автомата со счетчиком;
• подключение электросчётчика;
• подключение «фазы» на нижние зажимы выключателя, соединение нулевой шины с кабелем «ноль» и проводов заземления с заземляющей шиной;
• установка перемычек на зажимы;
• подключение электрического счетчика на нагрузку;
• отключение подачи электричества, соединение провода «ноль» с третьей клеммой прибора учёта и подключение кабеля «фаза» на первую клемму.

На заключительном этапе проверяется работоспособность установленного оборудования на минимальной и максимальной нагрузке.

Обязательно нужно обратиться в организацию энергосбыта для того, чтобы установленный самостоятельно прибор учёта электрической энергии был проверен, а затем опломбирован специалистами.

Трехфазные

Трехфазный прибор учёта расходуемой электроэнергии принято относить к категории более безопасных счётчиков, что обусловлено разделением потребителей на отдельные группы. Такой тип электросчетчика способен измерять не только активную, но и реактивную энергию с учётом потокового направления.

Схема подключения трехфазного счетчика через трансформаторы тока

Стандартная трёхфазная модель имеет восемь клемм, поэтому подключение осуществляется в следующем порядке:

• подключение общесетевых кабелей с одинаковой цветовой маркировкой на первую, третью, пятую и седьмую клеммы;
• подключение квартирных кабелей с одинаковой цветовой маркировкой на вторую, четвертую, шестую и восьмую клеммы.

В процессе самостоятельной установки в обязательном порядке должна соблюдаться схема, учитывающая подключение входных кабелей посредством четырёхполюсника от вводного автомата.

После выполнения установки, прибор учёта обязательно должен пломбироваться и ставиться на учет специалистами энергоснабжающей компании, которые фиксируют стартовые показания счетчика и выдают разрешение на эксплуатацию.

Как 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. К тому же 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.

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.

Особенности электросчётчика с дистанционным снятием показаний

Это новый подход к контролю потребления электроэнергии, который связан с невмешательством человека. Прибор укомплектован специальной программой считывания, которая расположена удалённо. Это удобно для всех: для потребителей, которые теперь не задумываются над тем, когда сдавать отчёты, куда их нести для контроля. Потому что снятие и передача показаний  расхода электричества передаются в автоматическом режиме.

Для энергосбытовой организации это также большой плюс. Нет необходимости ходить по домам и квартирам с целью контроля, а правильно ли потребители передали данные, сходятся ли они с показаниями, которые снимают контролёры. Но самое главное для организаций, поставляющих электрический ток, − это возможность планировать расходы по электроэнергии, а значит, можно наладить работу сетей так, чтобы их эффективность стала выше. А это и для потребителей хорошо, и для энергоснабжающих организаций. При этом эффективно будет работать вся система: от выработки электричества до потребления.

Возможность отслеживать работу счётчика через смартфон

Необходимо отметить, что счётчики электроэнергии с передачей данных от обычных отличаются тем, что они являются многотарифными. При этом сам прибор каждые 15 секунд на своём табло показывает, сколько на данный момент после снятия последних данных было израсходовано электричества по ночному тарифу, дневному и общий показатель потребления. Это удобно в плане возникших спорных вопросов, хотя, как показывает практика, таких обычно после установки приборов этого типа не возникает.