Схема подключения счетчика механического

Учимся, как правильно подключить электросчетчик

Поскольку электросчетчики — это приборы, установка которых требует профессиональных навыков, их установку все же стоит доверить профессиональным мастерам. Чтобы обеспечить контроль потребления электроэнергии, электросчетчик должен быть установлен правильно.

Какой счетчик выбрать

Предлагаемые современными производителями счетчики электроэнергии принято различать по:

• типу подключения;
• измеряемым величинам;
• конструкции.

Счетчик однофазный

Однофазный электросчетчик прекрасно подойдет для обеспечения всех потребительских свойств. Данный вид устройства позволяет измерять ток. Сегодня производителями выпускаются два вида счетчиков:

• однофазные;
• электронные и механические (индукционные).

Но вполне понятно, что сегодня наиболее востребованным видом счетчика, благодаря стремительному развитию прогресса, являются счетчики индукционные.

Однофазный счетчик основные характеристики

Основным назначением бытовых электросчетчиков, конечно, является учет количества размера потребленной электроэнергии. Одним из положительных качеств однофазного электросчетчика является его назначение — вести дифференцированный вид учета потребленной электроэнергии. Что это? Это учет потребленной энергии с учетом различных коэффициентов, действующих в определенный промежуток времени. Так, коммерческим временем является период суток с 7-00 до 23-00, в это время применяется тариф в полном объеме. В ночное же время, с 23-00 до 7-00 действует коэффициент 0,7 от основной ставки тарифа. Для того чтобы применять дифференцированный тариф, который действует в коммерческое время, счетчик должен быть зарегистрирован в органах контроля потребления энергии. Поэтому, если в ваши планы входит экономия, все зависит от вас и вашего желания.

Как выбрать однофазный счетчик

Отправляясь в магазин за покупкой счетчика, стоит четко понимать какое устройство вам необходимо. Для этого, прежде чем купить аппарат, необходимо внимательно изучить технические условия электроснабжения в доме или квартире. В технических условиях, которые обязательно есть в каждом доме, указаны все параметры потребления электроэнергии и ее поставки. Только опираясь на данные, описание которых нашло отражение в технических условиях, можно отправляться в магазин и покупать счетчик. На какие характеристики и особенности устройства всегда стоит обращать особое внимание, когда вы будете делать свой выбор:

• маркировка, которую можно найти на внешней части устройства, маркировка расскажет о параметрах тока, возможной нагрузке, допустимом рабочем напряжении;
• пломба, устройство должно быть опломбировано, и иметь дату госповерки.

Как правильно подключить электросчетчик

Для всех однофазных счетчиков, которые, как правило, устанавливаются потребителями в квартирах, существует единая схема установки.

Схема прямого подключения счетчика, данный вид подключения подходит любому выбранному типу устройства. Однофазные счетчики имеют четыре клеммы, что является отличительной особенностью данного типа устройств. Клеммы предназначены для подключения электрических кабелей.

1. Первая клемма – вход, служит для подключения фазного провода.
2. Вторая клемма, к ней необходимо подключить электрический провод, который идет в помещение и является выходом.
3. Третья клемма — вход, к ней подключают нулевой провод.
4. Четвертая клемма – выход, к ней подключают провод нулевой.

Изучив схему подключения счетчика, становится ясно, что это процесс не такой уж и сложный, и, имея ее на руках, с подключением может справиться любой владелец дома и собственными силами. Чтобы схемы, позволяющие самостоятельно подключать электрический счетчик всегда была под рукой, производители устройств располагают ее на внутренней поверхности коробки.

Устанавливаем счетчик

Для крепления электрических проводов к клеммам счетчика, традиционно используется «винтовой» способ крепления.

От выходных клемм, на защитные устройства и распределители поступает электрический ток. Общая клемма для «ноля», на предохранители и защитные устройства (УЗО) подается «фаза». Более разумно устанавливать все используемые устройства в одном защитном щитке.

Электрический щиток

Применение в системе специальных электрических щитков обеспечивает надежное закрепление и самого счетчика и всех устройств. Как правило, оптимальной высотой, на которой необходимо устанавливать щитки, составляет до 1,7 метра. Его установка будет более функциональной, если щиток устанавливать на комфортной для пользователя высоте.

Почему необходимо электросчетчик опломбировать

После того как установка счетчика выполнена, необходимо в обязательном порядке выполнить его опломбировку, для чего приглашаются представители контролирующей организации. Опломбированный счетчик полностью исключает возможность переделки устройства и вмешательств в его конструкцию извне.

Как подключить трехфазный счетчик

Сегодня можно выбирать наиболее походящий способ подключения устройства из тех нескольких вариантов, которые позволяют выполнить подключение трехфазного электрического устройства для учета потребленной энергии:

• способ — напрямую, в локальную сеть;
• с применением измерительных трансформаторов тока;
• из трех проводов через трансформатор в сеть;
• при помощи двух трансформаторов тока и напряжения в трехпроводную сеть;
• через трансформаторы в четырехпроводную сеть.

Инструментарий и расходные материалы для установки счетчика

Для выполнения работ по установке счетчика без проволочек и задержек понадобится следующий инструментарий и расходные материалы:

• плоскогубцы;
• щипцы;
• клещи, снимающие изоляционный материал с провода.

Необходимо позаботься о том, чтобы при выполнении работы был организован доступ к проводу вводному, иметь возможность безболезненно отключать его при выполнении работы.

Трехфазный счетчик имеет восемь клемм, которые по своему назначению абсолютно идентичны клеммам счетчика однофазного, отличие в том, что в данном виде устройства учитывается количество фаз. Наиболее широко сегодня для установки в квартирах используются счетчики трехфазные.

Схема подключения трехфазного счетчика

Прежде чем приступить к выполнению прямого способа подключения, необходимо установить включатель-автомат вводный, который будет отвечать за перепады и скачки напряжения в сети. Далее устанавливаем однофазные приборы. Обязательно надо следить за тем, чтобы кабели были промаркированы.

Теперь, разделяем проводники «нуля» и проводники «фазы». Щипцы, которые мы приготовили заранее, используем для обрезки проводов и проводим зачистку подготовленного провода, освобождая его от изоляции.

После того как провода зачищены, контакты необходимо подключить к нулевой шине, а проводники фазы прикрепляем к квартирным каналам, если счетчик устанавливаем в коридоре общего пользования.

Провода присоединили, теперь очень важно выполнить их изоляцию для обеспечения безопасности, для чего используем специальные наконечники, выполненные из пластмассы.

Следующим шагом выполняем:

• заземление всех контактов;
• подключаем входные автоматы;
• подключаем УЗО.

Очень важно выполнить с особой внимательностью не только установку самого электрощита, но и выполнить изоляцию сечения всех проводов, которые расположены в испытательной коробке.

Важно помнить, что прежде чем приступить к установке счетчика или к его замене, необходимо согласовать процесс с представителями контролирующих органов и получить все разрешительные документы на проведение работы.

Видео — как правильно подключить электросчетчик

Правила самостоятельного подключения электрического счетчика и схемы

Использование электроэнергии возможно только при условии правильного учета. С этой целью нужно грамотно подключить счетчик. Для этого не обязательно вызывать мастера, у которого есть требуемая квалификация. Достаточно иметь схему подключения электросчетчика и простейшие знания.

Законно ли самостоятельное подключение

Незаконным является только забор электричества без учета и оплаты. Поэтому правильно установить счетчик самому и сдать его в эксплуатацию электроснабжающей организации возможно. Это займет больше времени, но сэкономит деньги на вызов специалиста и оплату его услуг.

Прибор устанавливается согласно правилам установки электрооборудования (ПУЭ) и заявленным характеристикам. Прием, опломбирование и постановка на учет производятся органами, отвечающими за использование электроэнергии. После этого электросчетчиком можно пользоваться.

Существующие конструкции электросчетчиков

Есть несколько вариантов исполнения этого прибора:

• однофазные либо трехфазные;
• механические (индукционные) или электронные;
• однотарифные или многотарифные;
• прямого или вторичного включения.

Употребление выражения “двухфазный счетчик” неверно. В обиходе этим термином называют однофазные приборы с возможностью тарификации. Они выпускаются разными производителями (“Энергомера”, “Меркурий”, “Нева” и проч. – подробнее), отличаются количеством выводов, вариантами использования, возможностями учета и др.

При выборе нужно учитывать следующее:

1. Однофазные приборы используются там, где напряжение сети составляет 220 В. Например, при монтаже счетчика в квартире или офисе.
2. Если есть станки, мощное электрооборудование, предполагается подключение 380 В. Применяются трехфазные счетчики электроэнергии.
3. И в той, и в другой категории многотарифные устройства употребляются тогда, когда цена электроэнергии отличается в зависимости от времени суток или других обстоятельств.
4. Механические (индукционные) приборы, в отличие от электронных, не могут использоваться в неотапливаемых помещениях. Это нужно учитывать при установке счетчика в гараже и в подобных ему сооружениях. Однако они надежны, долговечны и сравнительно недороги.
5. Вторичное включение применяется там, где проходят большие токи – в трансформаторных подстанциях или во входном щитке подъезда.

Электросчетчики являются “модульными” приборами, поскольку, как и другая коммутационная аппаратура, устанавливаются на специальной шине – дин-рейке. Это делается для удобства монтажа электрооборудования в щитке. Кроме электросчетчика, на ней располагаются автоматические выключатели.

Особенности некоторых приборов учета

Расположение выводов для подключения нагрузки может быть разным. В однофазном счетчике 4 пары выводов. Первая пара – это вход и выход питающего провода, а вторая – нулевого. Однако в отдельных моделях (особенно это касается старого счетчика) выходные клеммы расположены иначе. Узнать, где находится пара фазных выводов, можно после снятия крышки, закрывающей клеммы. На ее внутренней стороне изображена схема расположения мест подключения.

При подключении счетчика в частном доме или на даче нужно помнить о возможности доступа к нему контролирующих органов для проверки. Если прибор учета электроэнергии устанавливается на улице, лучше выбрать электронный счетчик с электромеханической индикацией показаний, так как жидкокристаллическое табло замерзает при низких температурах. Подробнее о выборе счетчика можете узнать из нашей статьи – ТОП 30 лучших счетчиков.

Что нужно знать о контактах модульного электрооборудования

Для прочного соединения проводов каждая клемма имеет по 2 винта, прижимающих жилы кабеля к контактной пластине. При сдаче устройства в эксплуатацию доступ к выводам будет закрыт и опломбирован контролирующими организациями, поэтому важно обеспечить качественное подключение кабелей.

Как самостоятельно подключить счетчик

Установка электросчетчика своими руками не требует высокой квалификации. Это можно сделать самому. Нужно только сдать его после монтажа электроснабжающей организации или уполномоченному лицу для опломбирования и ввода в эксплуатацию. Рассмотрим, как правильно подключить электросчетчик.

Подготовка к подключению

Для подключения электрического счетчика следует внимательно прочитать его инструкцию, так как он может не соответствовать окружающим условиям или правилам ПУЭ. Чтобы впоследствии сдать устройство контролирующим органам, при монтаже нужно учитывать требования нормативных документов. Лучше ознакомиться с ними заранее.

Счетчик электрической энергии устанавливается непосредственно в щит или в специальный бокс. Для удобства монтажа в них есть планка для крепления – дин-рейка. В случае необходимости следует приобрести бокс для электросчетчика.

Необходимые инструменты для работы

Сначала следует собрать все, что может потребоваться для работы:

• перфоратор (чтобы навешивать щит);
• кусачки;
• рулетку;
• уровень;
• линейку;
• нож;
• отвертки – простую и индикаторную (для проверки наличия напряжения);
• мультиметр;
• приспособление для снятия оплетки (желательно);
• паяльник (при необходимости).

Надо убедиться в том, что напряжение сети отключено. После этого можно приступать к монтажу.

Схема подключения однофазного счетчика

Схемы подключения прибора могут быть разными, но есть общие правила установки:

1. Перед электросчетчиком должен быть двухполюсный (а в случае сети на 380 В -четырехполюсный) автоматический выключатель для отключения электроэнергии на время ремонта электросчетчика или его замены.
2. После него в цепь должны быть включены еще несколько автоматов – для отключения в случае перегрузок или коротких замыканий. В качестве нагрузки одного из них служат розетки, второго – система освещения. По желанию могут быть установлены еще несколько выключателей отдельно для каждого вида бытовой техники (стиральной машины, холодильника, джакузи и др.), чтобы обеспечить отдельную защиту при использовании этих устройств.
3. В большинстве случаев включается еще коммутационная аппаратура для защиты человека от поражения электрическим током (УЗО). Ее не стоит ставить только в случае старой, ветхой проводки, так как система будет срабатывать постоянно. В этом случае лучше поставить УЗО на каждую розетку, к которой подключается оборудование.

Стандартная схема подключения однофазного счетчика будет выглядеть следующим образом (см. фото ниже).

Схема для трехфазного счетчика

Подключение трехфазного счетчика производится по той же схеме, только к первым 6 контактам подключаются вход и выход каждой из фаз. Остальные 2 контакта предназначены для нулевого провода. Таким образом, схема подключения такого прибора выглядит так (см. фото).

Как установить распределительный щит

Щит для электросчетчика монтируется в пластиковом или металлическом боксе. Он должен располагаться на высоте 1,6-1,7 м от пола. В нем находятся все электротехнические устройства для подключения по изображенной схеме. Распределительный щит выполняет прием и распределение электроэнергии по нагрузочным устройствам (розеткам, осветительным приборам, бытовой технике и т.п.), защищает устройства и человека.

Для удобства монтажа он имеет рейку, на которой легко закрепить все необходимые устройства и гребенки заземления и нулевого провода.

Этапы установки осветительного щита:

1. Приготовить все необходимые инструменты и приспособления.
2. Разметить место установки с учетом места ввода силового кабеля и требуемых норм.
3. Перфоратором просверлить отверстия для крепления щитка и зафиксировать его саморезами.
4. После обесточивания вводного провода зачистить от изоляции его концы.
5. Зеленая расцветка оплетки принадлежит заземлению, а синяя – нулю. Питающая (фазная) жила может иметь разный окрас (в зависимости от производителя). Расцветка фазы может быть яркой (красной, оранжевой, коричневой, бирюзовой, розовой) или черной, белой. Проверить отсутствие напряжения поможет мультиметр.
6. Установить на дин-рейку автоматические выключатели и счетчик, указанные на схеме подключения. На них есть крепления, позволяющие просто защелкнуть их.
7. Подсоединить питающий кабель, как указано ниже.

Схема подключения вводного автомата

Верхняя пара контактов существует для входа фазной и нулевой жил провода, подающего напряжение в помещение. Надо ослабить винты, прижимающие контакты выключателя, и закрепить жилы, как указано на корпусе автомата (слева фазную, а справа нулевую). Выходное подключение на клеммах снизу должно быть таким же. Если кабель имеет третий проводник – заземляющий, то к автомату его подсоединять не нужно. Для этого на дин-рейке устанавливается проходной контакт, через который он идет к гребенке заземления.

Нюансы подключения и техника безопасности

Нельзя заменять двухполюсный автоматический выключатель двумя однополюсными. Если после счетчика электроэнергии установлены несколько линий нагрузки, у которых есть защита, установка общего устройства защиты не требуется.

Провода закрепляются так, чтобы изоляция не попадала под прижимную пластину. Также оголенная часть не должна выступать из-под нее. Если в щите нет дин-рейки, ее можно приобрести и установить самому.

При самостоятельном подключении электротехнических устройств нужно соблюдать следующие правила техники безопасности:

1. Подключение счетчика и автоматов, а также всей электрики производится при отключенном напряжении.
2. Входной питающий кабель подключается последним. Сначала к щитку подсоединяют устройства нагрузки.
3. Подключение приборов происходит согласно схеме, с учетом расцветки жил.
4. Диаметр провода между автоматами ввода и нагрузки должен быть больше, чем у кабелей ввода и разводки по помещению.
5. Для того чтобы обеспечить хороший контакт, следует плотно прикрутить прижимную планку.
6. Медные и алюминиевые кабели несовместимы между собой, т.к. имеют разные параметры. Их нельзя соединять их между собой.
7. Кроме электросчетчика, подключение УЗО является необходимым условием для защиты человека.

Далее подается электрический ток. При правильном подключении все приборы должны заработать.

Частые ошибки

При монтаже электрики нужно быть предельно внимательным. Просчет может привести к тому, что устройство сгорит или перегреется. Какая-то часть оборудования может не включаться и т.п.

Чаще всего это происходит по следующим причинам:

• некачественные комплектующие (розетки, выключатели и т.п.);
• неправильное подсоединение;
• неверный расчет сечения кабеля и мощности автоматов;
• плохой контакт и использование скрутки для подключения проводов;
• отсутствие запаса по мощности.

Чтобы избежать подобных недочетов, следует соблюдать в точности схему установки счетчика, учитывая цвет жил. Лучше покупать комплектующие проверенных производителей.

Для правильного определения сечения кабеля нужно подсчитать мощность всех подключаемых устройств нагрузки, умножить ее на 0,8 (поскольку не все приборы будут работать одновременно) и воспользоваться таблицей характеристик кабеля:

Поскольку количество подключаемых устройств со временем может меняться, необходимо делать запас по мощности.

После правильного подключения счетчика (с соблюдением всех норм и правил ПУЭ) нужно вызвать представителей энергоснабжающей организации для сдачи его в эксплуатацию и опломбировки. Только после приемки щитка можно пользоваться электричеством.

Рекомендуем к просмотру:

• Различные схемы для обжима витой пары 4 и 8 жил
• Где используются принципиальные электрические схемы…

Схема электрическая счетчика

Электрический счетчик, точнее — счетчик расхода электрической энергии является специальным прибором, предназначенным для учета потребляемой нагрузкой электрической энергии. По своей технической идее он представляет из себя комбинацию измерителя потребляемой электрической энергии с отображающим показания счетным механизмом. Различают электрические счетчики для измерения энергии постоянного или переменного тока. Счетчики электроэнергии переменного тока бывают однофазными и трехфазными. По принципу действия электрические счетчики могут быть индукционными и электронными.

Краткая история создания электрического счетчика

В 1885 году итальянцем Галилео Феррарисом (1847-1897) было сделано интересное наблюдение вращения сплошного ротора в виде металлического диска или цилиндра под воздействием двух не совпадающих по фазе полей переменного тока. Это открытие послужило отправной идеей для создания индукционного двигателя и одновременно открыло возможность разработки индукционного счетчика.

Первый счетчик такого типа был создан в 1889 году венгром Отто Титуцем Блати, который работал на заводе «Ганц» (Ganz) в Будапеште, Венгрия. Им был запатентована идея электрического счётчика для переменных токов (патент, выданный в Германии, № 52.793, патент, полученный в США, № 423.210).

В таком устройстве Блати смог получить внутреннее смещение фаз практически на 90°, что позволило счетчику отображать ватт-часы достаточно точно. В электросчетчике этой модели уже применялся тормозной постоянный магнит, обеспечивавший широкий диапазон измерений количества потребляемой энергии, а также был использован регистр циклометрического типа.

Дальнейшие годы ознаменовались многими усовершенствованиями, проявившимися в уменьшении веса и размеров прибора, расширении диапазона допустимых нагрузок, компенсации изменения величины коэффициента нагрузки, значений напряжения и температуры. Было существенно снижено трение в опорах вращающегося ротора счетчика с помощью замены шарикоподшипниками подпятников, позже применили двойные камни и магнитные подшипники. Значительно увеличился срок стабильной эксплуатации счетчика за счет повышения технических характеристик тормозной электромагнитной системы и неприменения масла в опорах ротора и счетном механизме. Значительно позже для промышленных потребителей был создан трехфазный индукционный счетчик, в котором применили комбинацию из двух или трех систем измерения, установленных на одном, двух или даже трех отдельных дисках.

Схема для подключения счетчика индукционного типа

Схема электрическая принципиальная счетчика индукционного типа в общем случае предельно проста и представляет собой две обмотки (тока и напряжения) и клеммную колодку, на которую выведены их контакты. Условная схема, по которой подключается однофазный электрический счетчик, в стандартном электрощите многоквартирных домов имеет следующий вид:

Здесь фазу «А» обозначает линия желтого цвета, фазу «В» — зеленого, фазу «С» – красного, нулевой провод «N» – линии синего цвета, проводник для заземления «PЕ» — линия желто-зеленого цвета. Пакетный выключатель в настоящее время часто заменяют более современным двухполюсным автоматом с защитой от перегрузки. Следует отметить, что между схемой подключения счетчика индукционного типа и аналогичной схемой подключения электронного счетчика принципиальных различий нет.

Условная схема для подключения электрического счетчика в трехфазной четырехпроводной сети напряжением 380 вольт имеет вид:

Здесь цветовые обозначения аналогичны предыдущей схеме подключения счетчика для однофазной сети.

Важно соблюдать прямой порядок чередования фаз трехфазной сети на колодке контактов счетчика. Определить его можно с помощью фазоуказателя или прибора ВАФ. В прямом порядке чередование фаз напряжений производится так: АВС, ВСА, САВ (если идти по часовой стрелке). В обратном порядке чередование фаз напряжений производится так: АСВ, СВА, ВАС. При этом создается дополнительная погрешность и возникает самоход ротора индукционного счетчика для активной энергии. В электрическом счетчике реактивной энергии обратный порядок чередования фаз нагрузки и напряжений приводит к вращению ротора в обратном направлении.

Схема электрических соединений однофазного индукционного электрического счетчика

На схеме линии красного цвета обозначают фазный провод и токовую катушку, а синего цвет — нулевой провод и катушку напряжения.

Схема электрических соединений трехфазного счетчика индукционного типа при прямом включении в четырехпроводной сети напряжения 380 вольт:

Здесь: фазу «А» обозначает желтый цвет, фазу «В» — зеленый, фазу «С» — красный, нулевой провод «N» — синим цвет; L1, L2, L3 – обозначают токовые катушки; L4, L5, L6 — обозначают катушки напряжения; 2, 5, 8 – контакты напряжения; 1, 3, 4, 6, 7, 9, 10, 11 – контакты для подключения внешней электропроводки к трехфазному счетчику.

Принцип действия и устройство индукционного электросчетчика

Токовая обмотка, включенная последовательно с потребителем электроэнергии, имеет малое число витков, которые намотаны толстым проводом, соответствующим номинальному току данного счетчика. Это обеспечивает минимум ее сопротивления и внесения погрешности измерения тока.

Обмотка напряжения, включенная параллельно нагрузке, имеет большое количество витков (8000 — 12000), которые намотаны тонким проводом, что уменьшает потребляемый ток холостого хода счетчика. Когда к ней подключено переменное напряжение, а в токовой обмотке течет ток нагрузки, через алюминиевый диск, являющийся ротором, замыкаются электромагнитные поля, наводящие в нем так называемые вихревые токи. Эти токи взаимодействуют с электромагнитным полем и создают вращающий момент, приводящий в движение подвижный алюминиевый диск.

Постоянный магнит, создающий магнитный поток через диск счетчика, создает эффект тормозного (противодействующего) момента.

Неизменность скорости вращения диска достигается при балансе вращающего и тормозного усилий.

Количество оборотов ротора за час будет пропорциональным израсходованной энергии, что эквивалентно тому, что значение установившейся равномерной скорости вращения диска является пропорциональным потребляемой мощности, если вращающий момент, воздействующий на диск, адекватен мощности потребителя, к которому подключен счетчик.

Трение в кинематических парах механизма индукционного счетчика создает появление погрешностей в измерительных показаниях. Особенно значительно влияние трения на малых (до 5-10% от номинального значения) нагрузках для индукционного счетчика, когда величина отрицательной погрешности может составлять 12 — 15%. Для сокращения влияния сил трения в индукционном счетчике используют специальное устройство, которое называется компенсатор трения.

Существенный параметр счетчика электрической энергии переменного тока — порог чувствительности прибора, который подразумевает значение минимальной мощности, выраженной в процентах от номинального значения, при котором ротор счетчика начинает устойчиво вращаться. Другими словами, порог чувствительности – это минимальный расход электроэнергии, который счетчик в состоянии зафиксировать.

В соответствии с ГОСТом, значение порога чувствительности для индукционных счетчиков различных классов точности, должно составлять не больше 0,5 — 1,5%. Уровень чувствительности задается значением компенсирующего момента и момента торможения, который создается специальным противосамоходным устройством.

Принцип работы электронного счетчика

Индукционные счетчики расхода электрической энергии при всей их простоте и невысокой стоимости обладают рядом недостатков, в основе которых находится использование механических подвижных элементов, имеющих недостаточную стабильность параметров при долгосрочной эксплуатации прибора. Электронный счетчик электроэнергии лишен этих недостатков, имеет низкий порог чувствительности, более высокую точность измерения потребляемой энергии.

Правда, для построения электронного счётчика требуется применение узкоспециализированных интегральных микросхем (ИС), которые могут выполнять перемножение сигналов тока и напряжения, формировать полученную величину в виде, удобном для обработки микроконтроллером. Например, микросхемы, преобразующие активную мощность — в значение частоты следования импульсов. Общее число полученных импульсов, интегрируемых микроконтроллером, является прямо пропорциональным потребляемой электроэнергии.

Блок-схема электронного счетчика

Не менее важным для полноценной эксплуатации электронного счетчика является наличие всевозможных сервисных функций, таких как удаленный доступ к счётчику для дистанционного контроля показаний, определение дневного и ночного потребления энергии и многие другие. Применение цифрового дисплея позволяет пользователю программно задавать различные форматы вывода сведений, например, отображать на дисплее информацию о количестве потреблённой энергии за определенный интервал, задавать различные тарифы и тому подобное.

Для выполнения отдельных нестандартных функций, например, согласования уровней сигналов, потребуется применение дополнительных ИС. В настоящее время начат выпуск специализированных микросхем — преобразователей мощности в пропорциональную частоту — и специализированные микроконтроллерные устройства, имеющие подобный преобразователь на одном кристалле. Но, чаще всего, они слишком дорогостоящи для применения в коммунально-бытовых устройствах индукционных счётчиков. Поэтому многими мировыми производителями микроконтроллеров разрабатываются специализированные недорогие микросхемы, специально предназначенные для подобного применения.

Какой вид имеет схема электрическая принципиальная счетчика по простейшему цифровому варианту на наиболее недорогом (менее доллара) 8-разрядном микроконтроллере компании Motorola? В рассматриваемом решении осуществлены все минимально обязательные функции устройства. Оно основано на применении недорогой ИС, преобразующей мощность в частоту импульсов типа КР1095ПП1 и 8-разрядного микроконтроллерного устройства MC68HC05KJ1. При такой архитектуре счетчика микроконтроллеру необходимо суммировать получаемое число импульсов, отображать информацию на дисплее и осуществлять защиту устройства в различных нештатных режимах. Описываемый счётчик в действительности является цифровым функциональным аналогом имеющихся механических счётчиков, приспособленным для дальнейшего усовершенствования.

Схема электрическая принципиальная простейшего цифрового счетчика электроэнергии

Сигналы, эквивалентные значениям напряжения и тока в сети, получаются от датчиков и подаются на вход преобразователя. Микросхема осуществляет перемножение входных сигналов, формируя мгновенное значение потребляемой мощности. Это значение поступает на микроконтроллер, преобразуется в ватт-часы. По мере накопления данных изменяются показания счётчика на ЖКИ. Наличие частых сбоев напряжения электропитания устройства приводит к необходимости применения EEPROM для обеспечения сохранности показаний счётчика. Поскольку сбои напряжения питания являются наиболее распространенной нештатной ситуацией, подобная защита требуется в любом электронном счётчике.

Схема электрическая принципиальная счетчика (цифровой вычислитель) приведена ниже. Через разъём X1 присоединяется напряжение сети 220 В и электропотребитель. Датчики напряжения и тока формируют сигналы, поступающие на микросхему КР1095ПП1 преобразователя, имеющего оптронную развязку частотного выхода. Ядром счётчика является микроконтроллер MC68HC05KJ1 производства компании Motorola, производимый в 16-выводном корпусе (корпус DIP или SOIC) и оснащенный 1,2 Кбайтом ПЗУ и 64 байтом ОЗУ. Для сохранения накопленного количества потребленной энергии во время сбоев по питанию применяется EEPROM с малым объёмом памяти 24С00 (16 байт) от компании Microchip. Дисплеем служит 7-сегментный 8-разрядный ЖКИ, который управляется любым недорогостоящим микроконтроллером, обменивающимся с центральным микроконтроллером данными по протоколам SPI или I2C и подключенный через разъём Х2.

Заложенный алгоритм работы счетчика потребовал менее 1 Кбайт памяти и меньше половины из всех портов ввода/вывода на микроконтроллере MC68HC05KJ1. Его технических возможностей достаточно для того, чтобы дополнить счетчик некоторыми сервисными функциями, например, возможностью объединения счётчиков в локальную сеть через интерфейс RS-485. Эта возможность позволяет получать данные о потребленной энергии в сервисный центр и дистанционно отключать электричество, если потребителем не внесена оплата. Сетью, содержащей такие счётчики можно оснастить жилой многоквартирный дом. Все показания счетчиков по сети будут дистанционно поступать в диспетчерский пункт.

Практический интерес представляет применение семейства 8-разрядных микроконтроллеров с кристаллом, содержащим встроенную FLASH-память. Это позволяет его программировать прямо на собранной плате. Это также обеспечивает защищённость от взлома программного кода и удобство обновления ПО без выполнения монтажных работ.

Цифровой вычислитель для электронного счетчика электроэнергии

Более интересным представляется вариант электронного счётчика электроэнергии без применения внешней EEPROM и дорогостоящего внешнего энергонезависимого ОЗУ. В этом случае можно при возникновении аварийной ситуации фиксировать показания и другую служебную информацию во внутренней FLASH-памяти микроконтроллера. Это дополнительно обеспечивает требуемую конфиденциальность данных, что нельзя обеспечить, если применяется внешний кристалл, не защищённый от несанкционированного доступа посторонних лиц. Такой электронный счётчик электроэнергии с любым уровнем сложности и функциональности можно создать с применением микроконтроллера компании Motorola из семейства HC08 с FLASH-памятью, встроенной в основной кристалл.

Осуществление перехода на цифровые дистанционные автоматические средства учёта и контроля расхода электроэнергии является вопросом времени. Технические и потребительские достоинства таких систем являются очевидными. Стоимость их будет неизменно уменьшаться. И даже в случае применения простейшего микроконтроллера такой электронный счётчик электроэнергии обладает очевидными преимуществами: высокая надёжность вследствие полного отсутствия подвижных деталей; миниатюрность; возможность выпуска счетчика в корпусе с учётом особенностей интерьера в современных жилых домах; увеличение интервала поверок в несколько раз; высокая ремонтопригодность и предельная простота в обслуживании и эксплуатации. Даже небольшие дополнительные аппаратные и программные затраты в простейшем цифровом счётчике могут дополнить его рядом сервисных функций, принципиально отсутствующих у всех механических электросчетчиков, например, применение многотарифного начисления оплаты за потребляемую энергию, возможность реализации автоматизированного учёта и управления потреблением электроэнергии.

Схема подключения счетчика » однофазного счётчика электроэнергии.

Данная схема подключения электросчётчика (однофазного и трёхфазного) называется прямой. Она является наиболее простой и довольно распространенной в своём использовании на практике в быту. Как Вы должны знать, по нормам для одной квартиры выделяется до 3 кВ. электроэнергии (для квартир с электроплитой — 7 кВ.). При такой мощности ток будет лежать в пределах 13.5 А. На счётчиках имеется надпись о его характеристиках, среди которых указан номинальный и максимальный ток (к примеру, обычно пишется так: 5 — 15 А. или 10 — 40 А.). Поскольку ток счётчика лежит в нормальных приделах потребляемого тока, то и подключают их прямым способом (без дополнительных трансформаторов тока).

Несмотря на огромное разнообразие выпускаемых электросчётчиков, расположение клемм подключения у них у всех одинаковое. К тому же, возможно Вы замечали, что на самой крышке закрытия клемм (с внутренней стороны) имеется нарисованная схема подключения (на всякий случай если забыли как подключать электросчётчик).

Основной задачей электросчётчика естественно является учёт потреблённой электроэнергии. В первую очередь этот учёт нужен тем организациям, которые обеспечивают подачу этой самой электроэнергии. Следовательно, те счётчики, которые установлены для учёта и последующей оплаты электроэнергии обязательно должны соответствовать определённым нормам и правилам. То есть установка, проверка, контроль ведётся строго под наблюдением этих организаций. После одобрения правильности и соответствия всем нормам, на электросчётчике производится пломбировка. Она исключает возможность самопроизвольной доделке или переделки как самого подключения, так и изменения общей работы устройства учёта.

Те электросчётчики, что устанавливаются самими хозяевами для своих нужд и определённых целей (к примеру, в одной квартире живут несколько семей и есть необходимость учитывать потреблённую электроэнергию каждой из них) не подвергаются контролю организаций. Они расцениваются как обычные электротехнические устройства, которые установлены и работают на стороне самого потребителя.

Теперь что касается некоторых моментов самой схемы подключения электросчётчика. В многоэтажных жилых домах через кабель (провод) соответствующего сечения идёт подсоединение фазы (фаз) к входным клеммам электросчётчика. Иногда между основной магистралью и счётчиком устанавливается рубильник или автомат. Он позволяет производить замену устаревших либо не исправных электросчётчиков без напряжения на вводе.

С выходных клемм электросчётчика электропитание ввода подаётся на защитные и распределительные устройства. Фаза идёт на УЗО, автоматы, предохранители, а ноль обычно садится на общий клеммник. В зависимости от конкретного случая, рубильник, электросчётчик, автоматы, клеммники, предохранители и прочее может находиться в одном щитке. С него и производится подключение конкретных помещений и имеющегося оборудования. В случае частного дома вводные провода подсоединяются на ближайший столб общей электромагистрали. Далее они заводятся в дом (наиболее подходящее место для монтажа электросчетчика), а после всё как и в случае с обычной квартирой.

Что касается внутреннего устройства счётчика: для начала следует сказать, что конструктивно их можно разделить на электромеханические и электронные. Конструкция электромеханического счётчика состоит главным образом из катушки тока и напряжения. Внутри имеется алюминиевый диск, который в следствии прохождении тока (по катушкам) приводится во вращение. Далее при помощи механических частей, показания совершённых оборотов (а, следовательно, потраченной электроэнергии) выводится на табло лицевой стороны счётчика. У электронного — весь учёт производится на принципе работы электронных схем и вычислительных операций, результат которого показывается на имеющимся экране. Подробнее об этом мы поговорим ещё в соответствующих статьях.

Видео по этой теме: