Счетчики электроэнергии устройство принцип действия

4 Устройство и принцип работы

4.1 Счетчик представляет собой аналого-цифровое устройство с предварительным преобразованием мощности в аналоговый сигнал с последующим преобразованием аналогового сигнала в частоту следования импульсов, суммирование которых дает количество потребляемой энергии.

4.2 Общий вид счетчика ЦЭ6827 приведен в приложении А.

4.3 Конструктивно счетчик выполнен в пластмассовом корпусе.

В корпусе размещены: измерительный трансформатор тока и выполненные на печатной плате преобразователь и модуль тарификации.

Зажимы для подсоединения счетчика к сети и телеметрические выходы закрываются пластмассовой крышкой.

Панель с надписями установлена на печатной плате.

4.4 Принцип работы счетчика поясняется структурной схемой, приведенной на рисунке 4.1.

4.5 Структурно счетчик состоит из следующих узлов:

— драйвер ЖКИ (ДЖКИ);

— источник вторичного питания (ИВП);

— оптический порт (ОП);

— телеметрический выход (ТМ);

— часы реального времени (ЧРВ).

4.5.1 Пр представляет собой аналого-цифровое устройство с предварительным преобразованием мощности в аналоговый сигнал по методу ШИМ-АИМ с последующим преобразованием аналогового сигнала в импульсный сигнал fН, пропорциональный потребленной электроэнергии.

4.5.2 ИВП преобразует переменное входное напряжение в постоянное напряжение необходимое для питания всех узлов счетчика.

4.5.3 МК производит подсчет входных импульсов, расчет потребляемой энергии, управление и обмен информацией с другими узлами и схемами счетчика.

4.5.4 СВ формирует сигнал сброса при включении и отключении питания, а также выдает сигнал аварии питания при снижении входного напряжения.

4.5.5 П хранит данные о потребленной электроэнергии и другие параметры.

Срок сохранения информации в памяти не менее 10 лет, при отсутствии напряжения в параллельных цепях счетчика Примечание. В случае отказа ЖКИ, информация сохраняется в течение указанного срока. Съем данной информации возможно произвести через интерфейс счетчика, подав напряжение в параллельные цепи счетчика.

Съем информации должен производиться в присутствии представителей энергопоставляющей и энергопотребляющей организаций.

4.5.6 ЧРВ предназначены для отсчета текущего времени и даты.

4.5.7 ДЖКИ принимает информацию от МК и выдает управляющие сигналы на ЖКИ.

4.5.8 ЖКИ представляет собой восьмиразрядный индикатор и предназначен для индикации режимов работы, информации о потребленной электроэнергии и временных параметров.

4.5.9 ОП предназначен для считывания показаний и программирования счетчика.

4.5.10 На МК поступают сигналы от кнопок К0, К1 и сигналы от Пр, пропорциональные потреблению электроэнергии. МК сохраняет информацию в П и выдает импульсный сигнал об энергопотреблении на телеметрический выход.

4.5.11 ТМ предназначен для подключения к АСКУЭ.

Принцип действия и устройство счётчиков электрической энергии

С помощью электросчетчиков осуществляется учет израсходованной электрической энергии. Электросчетчики бывают индукционные и электронные.Измерительный механизм индукционного однофазного счетчика электрической энергии (электроизмерительный прибор индукционной системы) состоит из двух электромагнитов, расположенных под углом 90° друг к другу, в магнитном поле которых находится легкий алюминиевый диск.

Схема устройства счетчика электрической энергии показана на рисунке 1.

Для включения счетчика в цепь его токовую обмотку соединяют с электроприемниками последовательно, а обмотку напряжения — параллельно. При прохождении по обмоткам индукционного счетчика переменного тока в сердечниках обмоток возникают переменные магнитные потоки, которые, пронизывая алюминиевый диск, индуцируют в нем вихревые токи.Взаимодействие вихревых токов с магнитными потоками электромагнитов создает усилие, под действием которого диск вращается. Последний связан со счетным механизмом, учитывающим частоту вращения диска, т.е. расход электрической энергии.

Рис. 1. Схема устройства счетчика электрической энергии: 1 — обмотка тока, 2 — обмотка напряжения, 3 — червячный механизм, 4 — счетный механизм, 5 — алюминиевый диск, 6- магнит для притормаживания диска.

Рис. 2. Устройство индукционного электросчетчика

Для учета потребленной электроэнергии в сетях переменного трехфазного тока применяются трехфазные индукционные электросчетчики, принцип действия которых аналогичен однофазным.

В настоящее время все более широкое применение получили электронные (цифровые) электросчетчики. Электронные счетчики обладают рядом преимуществ по сравнению с индукционными счетчиками:

— малые габаритные размеры,

— отсутствие вращающихся частей,

— возможность учета электроэнергии по нескольким тарифам,

— измерение суточных максимумов нагрузки,

— учет как активной, так и реактивной мощности,

— более высокий класс точности,

— возможность дистанционного учета электроэнергии.

Рис. 3. Схема устройства электронного счетчика электроэнергии

В настоящее время учёт электроэнергии, в основном, производится по одному тарифу (то есть стоимость электроэнергии одинакова независимо от времени потребления). Однако, начинает вводится многотарифные системы оплаты, при которых стоимость электрической энергии различна по часам суток или по дням недели.

Указанный подход обеспечит более равномерное потребление электроэнергии потребителями и снижение максимальной нагрузки энергосистемы. Поэтому уже выпускаются электронные счётчики со встроенными часами, которые питаются от аккумуляторной батареи, что обеспечивает учёт электроэнергии по разным интервалам времени, задаваемым программно.

Как правило, электронные счётчики имеют жидкокристаллический индикатор, на котором отображаются потребляемая электроэнергия по каждому из тарифов, текущая потребляемая мощность, текущее время и дата и другие измеряемые прибором параметры.

Устройство и принцип работы электрического счетчика

В этой статье мы вам расскажем устройство и принцип работы электрического счетчика, чтобы вам было проще воспринимать всю информацию, мы для вас подготовили основные схемы и изображения. С помощью них вы сможете узнать, из чего состоит электрический считчик, как он работает.

Устройство и принцип работы электрического счетчика

Цель электросчетчика – осуществлять учет расходованной электроэнергии в квартире, доме, на даче, в гараже и т.д. Электрические счетчики бывают двух видов:

• Индукционные.
• Электронное.

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.

Устройство электронного счетчика электричества

Сейчас цифровые счетчики получили широкое применение, люди начали отказываться от привычных, ведь только такие могут похвастаться следующими преимуществами:

1. Нет частей, которые вращаются.
2. Можно делать учет электроэнергии по разным тарифам.
3. Малые размеры
4. Высокий класс точности.
5. Можно вести дистанционный учет электроэнергии.
6. Изменяются суточные максимумы нагрузки.

Следующим образом выглядит схема электронного счетчика:

Как правило, такие счетчики всегда работают только по одному тарифу. Однако, есть и те, которые считают на несколько тарифов, в одной статье мы уже рассматривали: стоит устанавливать двухтарифные счетчики. С ними вопрос спорный, есть масс особенностей, которые стоит брать в учет.

Вот мы с вами и рассмотрели устройство и принцип работы электрического счетчика, как видите, все довольно просто. Подробней на электрических мы останавливаться не стали, ведь произвести их ремонт или просто разобрать смысла нет. Этим должны заниматься только профессионалы.

Как устроен счетчик электроэнергии и принцип его работы

1. Индукционный счетчик
2. Электрический счетчик
3. Особенности двухтарифного аппарата

Электросчетчик – обязательный элемент любой домашней электрической сети. Это устройство предназначено для учета потребляемой электрической энергии. Особенность аппарата в том, что он подключается к сети только лишь последовательно, и по этой причине учитывает весь ток, который проходит через его обмотки. Если это условие не соблюдается (сеть подключена в обход счетчика), хозяева аппарата нарушают закон и могут нести ответственность. Многим людям интересно, как устроен электросчетчик, и каким образом работает устройство.

Индукционный счетчик

Современные приборы для подсчета тока классифицируются по устройству и принципу работы на два вида – индукционные и электрические. Каждый из этих типов отличаются определенными особенностями, плюсами и недостатками, которые надо учитывать при выборе прибора для установки в домашнюю электросеть. Сначала следует разобраться, что собой представляет принцип работы счетчика электроэнергии индукционного типа.

Внутреннее устройство данного прибора можно наблюдать выше. Он состоит из следующих элементов:

1. Последовательная обмотка (тока).
2. Параллельная обмотка (напряжения).
3. Механизм подсчета значений с червячной передачей.
4. Магнит для обеспечения плавного хода.
5. Алюминиевый диск для визуализации работы.

Как можно видеть, устройство включает две катушки – токовую и напряжения. Магниты в них располагаются под прямым углом друг к другу относительно окружающего пространства. Между этими электромагнитами есть небольшого размера зазор, в пространстве которого располагается тонкий диск из алюминия. Ось этого диска соединяется со счетным механизмом при помощи червячной передачи. Как видите, устройство весьма простое.

Каков принцип работы электросчетчика? Главными элементами выступают катушки – токовая включает в себя малое количество витков толстого провода, а обмотка напряжения наоборот, образована большим количеством витков тонкого провода. Когда на катушку напряжения подается ток с переменным напряжением, а на вторую обмотку подается нагрузка, между этими элементами возникают магнитные вихри, которые вызывают вращение алюминиевого диска.

За определенное время диск оборачивается конкретное количество раз, причем скорость вращения напрямую зависит от токов, которые в свою очередь зависят от интенсивности потребления. На таком простом принципе и строится работа этого счетчика.

Электрический счетчик

Устройство электрического счетчика электроэнергии для многих пользователей остается загадкой, так как мало кто решается на вскрытие прибора. Принципиальную схему такого устройства вы можете увидеть на картинке.

Принцип работы электронного счетчика электроэнергии предельно прост и понятен. В приборе есть особые датчики, которые подключаются к электросети. Данные с этих датчиков поступают на преобразователь, задачей которого является трансформация аналогового сигнала в цифровой код. Полученный код направляется на микроконтроллер, где впоследствии подвергается расшифровке. В ходе расшифровки прибор подсчитывает количество потребляемого тока, выдавая рассчитанное значение на цифровой дисплей.

Особенности двухтарифного аппарата

Очевидно, что в ночное время потребление тока заметно меньше, чем днем. По этой причине во многих странах, в том числе и России, тарифы на ночное потребление заметно ниже, чем на дневное потребление. Чтобы получить возможность экономить на электричестве, некоторые пользователи устанавливают в дом двухтарифные счетчики. Многих интересует, как работает двухтарифный счетчик электроэнергии. Разберемся!

На самом деле принцип работы таких аппаратов ничем не отличается от обычных устройств. Главное и единственное отличие – такие приборы учитывают дневное и ночное потребление тока. Так, большинство моделей снабжаются встроенной памятью, в которой фиксируется точное количество тока, потребляемое за определенное время суток. Именно по этим показаниям за день и ночь начисляется оплата за пользование электрической энергией. При правильном пользовании электричеством можно хорошо экономить.

Принцип работы и функции прибора учета электроэнергии

Передача и транспортировка электроэнергии — одно из обязательных условий нормального функционирования всех бытовых и промышленных объектов. Это один из важнейших ресурсов, потребление которого в любых сферах деятельности осуществляется в огромных объёмах. Для отображения и анализа текущей мощности потока и работы за определённую единицу времени используется прибор учета электроэнергии.

• Принцип работы счетчика
• Виды приборов
• Основные параметры
• Система допуска к паролям

Принцип работы счетчика

Электрический счётчик позволяет учесть и замерять изменения показателей расходования энергии постоянного и переменного тока. Показания обычно фиксируются в А/ч или кВт/ч. Принцип работы основан на технических особенностях и комплектации.

В конструкции индукционного типа предусмотрен алюминиевый диск — подвижный элемент прибора. Учитывая потребление электрической энергии, он совершает вращения под действием вихревых токов, образующихся в магнитном поле катушки. Число совершенных оборотов отображает объем потреблённого энергоресурса.

В электронных устройствах принцип подсчета основан на воздействии напряжения и переменного тока на электронные (твердотелые) элементы. В результате на выходе создаются импульсы, по числу которых измеряется потребление энергии. Такие приборы удобнее использовать на объектах с большим энергопотреблением.

Виды приборов

Производители предлагают на выбор несколько типов оборудования, которое позволяет вести точный анализ расходования энергоресурса и оплачивать его в соответствии с зафиксированными объёмами. Классификация приборов учёта электроэнергии основана на нескольких параметрах:

• тип конструкции;
• способ подключения;
• тип измеряемых параметров.

По способу подключения все приборы делятся на счетчики прямого подсоединения к силовой цепи и счетчики трансформаторного подключения (функционируют посредством специальных трансформаторных измерителей).

По типу измеряемых параметров оборудование делится на однофазные (предназначены для замера переменного тока при значениях 50 Гц и 220 В) и трехфазные (значения 50 Гц и 380 В). В современных используемых трехфазных моделях предусмотрена функция учета и однофазного тока.

Классификация устройств по типу конструкции позволяет обособить:

• индукционные счетчики (электромеханические) — постепенно уходят с рынка и заменяются более новыми моделями из-за ряда недостатков (однотарифный учет, существенные погрешности в показаниях, незащищенность от краж, неудобства в эксплуатации);
• электронные счетчики — преобразуют аналоговые сигналы входного напряжения и тока в импульсы, подсчитываемые как расход электроэнергии.

Электронные приборы учета практически полностью вытеснили индукционные счетчики. Они позволяют вести одно-, двух- и трехтарифный учет (дифференцированный подсчет), то есть отображать количество потребленной электроэнергии в отдельный, запрограммированный временной промежуток. Такие конструкции надежно защищены от взлома и кражи, в них отсутствует погрешность. Одним из существенных преимуществ использования электронных счетчиков является возможность дистанционного учета показаний.

Встречается еще один тип оборудования — гибридные приборы. Они используются относительно редко, оснащены механическим счетным элементом, индукционной или электронной измерительной частью, а показания отображаются с помощью цифрового интерфейса.

Основные параметры

Выбор приборов учёта электрической энергии основан на технических характеристиках. Установка счетчиков на конкретный объект определяется объёмами потребления энергии и возможностью использовать различные тарифы. Главными параметрами устройств являются:

• тарифность — возможность настроить и запрограммировать оборудование на работу в одном из режимов, например, отдельно фиксировать показания в дневное и в ночное время суток, в разное время года или по дням недели; от этого варьируется и стоимость потребленной энергии;
• класс точности — характеристика, которая отображает возможную допустимую погрешность при замерах; в приборах старого образца этот показатель составлял почти 2,5%, в новых моделях класс точности составляет 1−2%, что соответствует требованиям энергоучета на бытовых объектах;
• интервал поверок — оборудование, которое эксплуатируется в течение продолжительного времени, изнашивается, а отдельные элементы выходят из строя, что отражается на работоспособности прибора и корректном выполнении его функций; периодически проводится поверка — процесс измерения точности показаний (периодичность указывается в техническом паспорте).

В быту и на промышленных объектах ведётся строгий учет потребления энергоресурсов, а ответственными за контроль показаний, обслуживание сетей и счётчиков, прием платежей назначаются соответствующие службы.

Система допуска к паролям

В современных приборах предусмотрена функция, позволяющая ограничить права потребителей в допуске к оборудованию и его настройкам. Возможности пользователей определяются уровнем пароля.

Нулевой уровень устанавливается для возможности просмотра и снятия показаний непосредственно на счетчике или дистанционно, а также для синхронизации по времени и корректирования данных. Такое право предоставляется тем, кто имеет допуск на работу и обслуживание прибора, установленного у потребителя.

Первый уровень допуска позволяет осуществлять наладочные работы на месте монтажа прибора и вносить в оперативную память изменения настроек, параметров работы. Все вносимые изменения не должны влиять на критерии коммерческой эксплуатации.

Вторым уровнем допуска предусмотрена возможность сбора информации с учётного прибора сотрудникам энергонадзорных органов после того, как он установлен и подготовлен к вводу в эксплуатацию.

Третий уровень допуска предусмотрен для лиц, имеющих право демонтировать крышку клеммника при работе с оптическим портом или зажимами. Четвёртым уровнем обладают лица, имеющие право осуществлять снятие пломб, устанавливать или менять аппаратные ключи, модернизировать параметры конфигурации устройства и калибровать поправочные коэффициенты.

Счетчики электроэнергии — необходимое оборудование в бытовых и промышленных условиях, позволяющее наладить правильную и стабильную работу сетей, своевременно определять неполадки и осуществлять контроль над объёмами потребления энергоресурса.