Виды и типы счётчиков электрической энергии. Как выбрать счетчик электроэнергии самостоятельно.

Электросчетчик представляет собой прибор для учета расхода электрической энергии постоянного или переменного тока. Учет электроэнергии должен вестись в каждом доме, однако многие потребители сталкиваются с проблемой выбора при покупке нового счетчика. Существуют три типа приборов для учета электроэнергии: механические, электронные и гибридные. В этой статье рассмотрим два наиболее часто применяемых вида электросчетчиков (механические и электронные), а также и их технические особенности.

Индукционные (механические) приборы

Индукционные счетчики электроэнергии известны каждому, кто когда-либо видел этот прибор. Их характерная внешняя особенность - наличие прозрачной панели с вращающимся колесиком. Скорость вращения колеса указывает на интенсивность расхода электрической энергии. Показатели расхода отображаются в цифровом виде на специальных барабанах.

Индукционный электросчетчик состоит из пары катушек (указаны на рисунке ниже под номерами 1 и 4). Первая из них - катушка напряжения - выполняет ограничивающую роль по отношению к переменному току: она преграждает помехи, образует магнитный поток, соответствующий напряжению. Вторая катушка - тока - создает переменный поток, который будет соизмерим с током.

Магнитные потоки, образуемые в результате работы катушек, проходят через алюминиевый диск (номер 5 на рисунке выше). Потоки, созданные токовой катушкой, проходят через диск неоднократно, благодаря своей U-образной конфигурации. В результате работы катушек возникают электромеханические силы, за счет которых и вращается диск.

Дисковая ось вступает во взаимодействие со счетной частью устройства, представляющей собой червячную передачу, с помощью которой на барабаны с цифрами поступают определенные сигналы. Мощность сигнала находится в прямой зависимости от скорости вращения диска, так как крутящий момент соответствует мощности сети.

Как только мощность передаваемого электромагнитного сигнала уменьшается, начинает работать постоянный магнит напряжения (указан на рисунке №2 под номером 3). За счет контактов с вихревыми потоками магнит делает колебания частоты вращения диска более равномерными. В результате возникает электромеханическая сила, обратная вращению диска, скорость оборотов которого начинает снижаться.

Достоинства и недостатки механических электросчетчиков

К достоинствам индукционных приборов можно отнести следующие качества:

• надежность и простоту конструкции;
• длительный срок эксплуатации;
• независимость от скачков в электросети;
• невысокую стоимость.

Недостатки механики:

• малый класс точности - 2,0-2,5;
• беззащитность перед хищениями электроэнергии;
• повышенная энергоемкость;
• погрешности особенно заметны при невысоких нагрузках;
• необходимость использовать несколько устройств в случае учета расхода нескольких видов электрической энергии;
• учет осуществляется только в одном направлении;
• крупногабаритность оборудования.

Индукционные приборы относятся к наиболее примитивным по своему техническому устройству. В прежние годы механика была практически безальтернативным способом учета электроэнергии. Простоту механических устройств можно рассматривать как достоинство, но, с другой стороны, такое оборудование неспособно снимать показания в автоматическом режиме. Кроме того, механика грешит неточностями. На сегодняшний день наметилась четкая тенденция: индукционные электросчетчики постепенно вытесняются более современными - электронными - приборами.

Электронные счетчики

Приборы с электронной начинкой дороже механических, однако более высокая цена в данном случае оправдана. Такие устройства относятся к более высокому классу точности и способны работать с несколькими тарифами.

Принцип работы этого вида электросчетчиков основан на преобразовании входного сигнала аналогового типа в цифровой код. Данный код в дальнейшем расшифровывается микроконтроллером. Микроконтроллер - наиболее важная часть счетчика. Здесь осуществляется анализ сигнала и расчет расхода электрической энергии. После расшифровки информация поступает на дисплей.

Счетчик включает корпус, трансформатор, тарификационный модуль и преобразователь сигнала. Также составными частями устройства являются следующие компоненты:

• жидкокристаллический дисплей (вместо него может использоваться цифровой барабан);
• источник вторичного питания для преобразования переменного тока;
• микроконтроллер;
• преобразователь для перевода аналогового сигнала в цифровой код;
• супервизор для создания сигнала остановки при перебоях электропитания, а также для выведения аварийного сигнала в случае уменьшения напряжения на входе;
• модуль памяти для хранения информации;
• телеметрический выход для приема импульсного сигнала;
• таймер;
• оптический порт для считывания данных прибора.

Достоинства и недостатки электронных счетчиков

К достоинствам электронных систем можно отнести следующие характеристики:

1. Высокий класс точности - не менее единицы.
2. Возможность работы с несколькими тарифами.
3. Один прибор может работать с несколькими разновидностями электроэнергии.
4. Учет осуществляется по двум направлениям.
5. Учитываются как показатели мощности, так и качества.
6. Собранные данные хранятся.
7. Фиксируются попытки несанкционированного отбора электроэнергии.
8. Показатели можно проверять дистанционно.
9. Оборудование может работать в системе автоматизированного учета и контроля учета электрической энергии.
10. Продолжительный метрологический интервал.
11. Компактность.

Недостатки:

• высокая чувствительность к перепадам напряжения;
• высокая стоимость;
• ремонтные работы отличаются повышенной сложностью.

Маркировка на счетчиках

Кроме информации о видах электросчетчиков, существует еще ряд нюансов, о которых нужно иметь представление. Прежде всего, речь идет о буквенно-цифровой маркировке, нанесенной на оборудование.

Рисунок №4. Обозначения на счетчике

В таблице ниже приведено толкование обозначений, которые могут указываться на приборе.

Еще один важный показатель - класс точности - свидетельствует о точности учета электрической энергии. В квартирах чаще всего ставятся электросчетчики класса 2,0 или выше. На практике показатель 2,0 означает возможность отклонения в 2 % от показателя собственной мощности. Другими словами, 2 % - это показатель возможной погрешности при учете потребленной электроэнергии. Чем ниже число, тем менее значительна погрешность. Как правило, для бытовых задач вполне нормально иметь погрешность 2 %, а более точные приборы используются потребителями, использующими электричество в больших масштабах.

Так, в электрическом счётчике индукционной системы подвижная часть вращается во время потребления электроэнергии, расход которой определяется по показаниям счётного механизма. Диск вращается за счёт вихревых токов, наводимых в нём магнитным полем катушки счётчика. Магнитное поле вихревых токов взаимодействует с магнитным полем катушки счётчика. В электрическом счетчике электронного типа переменный ток и напряжение воздействуют на твердотельные (электронные) элементы для создания на выходе импульсов, число которых пропорционально измеряемой активной энергии.

Классификация счетчиков электроэнергии

По типу подключения:
- счетчики прямого включения в силовую цепь;
- счётчики трансформаторного включения, подключаемые к силовой цепи через специальные измерительные трансформаторы.
По измеряемым величинам:
- однофазные (измерение переменного тока 220В, 50Гц);
- трехфазные (380В, 50Гц). Современные электронные трехфазные счетчики поддерживают однофазный учет.
По конструкции:
1. Индукционные (электромеханические электросчетчики) - электросчетчики, в которых 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. Количество потребленной электроэнергии, в этом случае, прямо пропорционально числу оборотов диска;

2. Электронные (статический электросчетчик) - электросчетчики, в которых переменный ток и напряжение воздействуют на твердотельные (электронные) элементы для создания на выходе импульсов, число которых пропорционально измеряемой активной энергии. Другими словами, измерения активной энергии такими электросчетчиками основаны на преобразовании аналоговых входных сигналов тока и напряжения в счетный импульс. Измерительный элемент электронного электросчетчика служит для создания на выходе импульсов, число которых пропорционально измеряемой активной энергии. Счетный механизм представляет собой электромеханическое (имеет преимущество в областях с холодным климатом, при условии установки прибора на улице) или электронное устройство, содержащее как запоминающее устройство, так и дисплей;

3. Гибридные счётчики электроэнергии - редко используемый промежуточный вариант с цифровым интерфейсом, измерительной частью индукционного или электронного типа, механическим вычислительным устройством.

Индукционные и электронные приборы учета электроэнергии

В последнее время индукционные (механические) счётчики электроэнергии становятся менее популярны и постепенно вытесняются с рынка электронными счетчиками вследствие их недостатков:

- отсутствие возможности автоматического дистанционного снятия показаний,
- однотарифность,
- большие погрешности учёта,
- плохая защита от хищения электроэнергии,
- низкая функциональность,
- неудобства в установке и эксплуатации по сравнению с современными электронными приборами.

Основным достоинством электронных электросчетчиков является возможность учета электроэнергии по дифференцированным тарифам (одно-, двух- и более тарифный). Другими словами, счетчики данного типа способны запоминать и показывать количество использованной электроэнергии в зависимости от запрограммированных периодов времени. Многотарифный учет достигается за счет набора счетных механизмов, каждый из которых работает в установленные интервалы времени, соответствующие различным тарифам. Электронные электросчетчики значительно более долговечны, имеют больший межповерочный период (4-16 лет).

Индукционные приборы при конструировании не были рассчитаны на наличие в квартирах большого количества мощных бытовых приборов и зачастую не выдерживали нагрузки, в то время как электронные счетчики гораздо более устойчивы широкому диапазону нагрузок в сети. Кроме того, помимо очевидных технических преимуществ, улучшенного дизайна, рост популярности электронных счетчиков был обусловлен и постепенным снижением их стоимости на рынке.

Требования к приборам учета электроэнергии

К основным требованиям, предъявляемым к приборам учёта электрической энергии, можно отнести класс точности, «тарифность» и межповерочный интервал.

Класс точности. Один из основных технических параметров электросчетчика. Он показывает погрешности измерений прибора. До середины 90-х годов все устанавливаемые в жилых домах электросчетчики имели класс точности 2,5 (т.е. максимально допустимый уровень погрешности этих приборов составлял 2,5%). В 1996 году был введен новый стандарт точности приборов учета, используемых в бытовом секторе - 2,0. Именно это стало толчком к повсеместной замене индукционных счетчиков на более точные, с классом точности 2,0.

«Тарифность» . Важным техническим параметром электросчетчика. Ещё совсем недавно все электросчетчики, применяемые в быту, были однотарифными, т.е. осуществляли учет электрической энергии по одному тарифу. Функциональные возможности современных счетчиков позволяют вести учет электроэнергии по зонам суток и даже по временам года, позволяя значительно экономить электроэнергию и разгрузить электросети в пиковые часы, за счёт так называемой «стирки ночью».
Двухтарифный счетчик электричества способен вести раздельный учет в различное время суток. В настоящее время, одним из способов экономить на счетах за электричество является двухтарифная система учета электроэнергии.
Двухтарифные счетчики дают возможность платить за энергию меньше: в установленное время они автоматически переключаются на ночной тариф, который существенно ниже дневного. Ночной тариф дает возможность существенно сократить расходы на оплату электроэнергии. К самым «продвинутым» моделям электросчётчиков можно применить любую тарифную политику. Например, если энергетики решат сделать скидки по выходным, то воспользоваться ими смогут лишь владельцы электросчетчиков, способных поддерживать несколько тарифов.

Двухтарифная система учета электроэнергии выгодна, как потребителям, так и всей энергосистеме в равной степени. Дело в том, что нагрузка на электростанции в течение суток меняется. Пиковые нагрузки на электросети приходятся на утренние (7:00-10:00) и вечерние (19:00-23:00) часы. Ночью подавляющее число людей спит, и нагрузки на электростанции сокращаются в разы. Такая неравномерность графика нагрузки энергосистемы негативно сказывается на техническом состоянии оборудования. Кроме того, в периоды максимумов компания вынуждена задействовать все свои мощности, вследствие чего, на ремонт оборудования приходится выделять значительные средства. Такие нагрузки можно снизить при помощи выравнивания суточного объема электропотребления, используя некоторые энергоемкие бытовые приборы (например, посудомоечная и стиральная машина) в ночное время. К тому же это позволит потребителям сэкономить за счет более выгодных тарифов.

По внешнему виду, способу монтажа и подключения двухтарифные счетчики не отличаются от обычных однотарифных. Разница состоит в том, что в установленные часы табло счетчика изменяет свои показания. Стоимость таких счетчиков выше однотарифных, однако, в достаточно короткое время окупается за счет сокращения расходов на электроэнергию.

Межповерочный интервал. С течением времени детали электросчётчика изнашиваются, и класс точности электросчетчика неизбежно меняется. Наступает момент, когда электросчетчик необходимо повторно проверить на точность его показаний. Период с момента первичной проверки (обычно с даты изготовления) до следующей проверки называется межповерочным интервалом (МПИ). Исчисляется МПИ в годах и указывается в паспорте электросчетчика. Обычно электронные счетчики значительно уступают в длительности МПИ по сравнению с индукционными счетчиками, потому что комплектация, используемая в большинстве отечественных электронных счетчиков, состоит из деталей, стабильность параметров которых производитель не нормирует.

Деньги счет любят, это знают все. Да и времена такие наступили, когда без экономии никуда. В нашей повседневной жизни мы часто сталкиваемся с приборами, которые помогают нам в этом вопросе. И один из них – это счетчик. Наверное, сегодня нет такого человека, который не знает, что такое счетчик электроэнергии. Это прибор, основное назначение которого – замерять расходуемую электрическую энергию. Но стоит сказать, что виды счетчиков бывают разные и связаны с их конструкцией. Давайте разбираться.

Виды счетчиков электроэнергии

Все счетчики можно разделить на несколько больших групп в зависимости от того или иного параметра. Мы приведем наиболее часто встречающиеся классификации.

1. Если рассматривать приборы учета с точки зрения типа их подключения, то все счетчики можно поделить на те, которые напрямую включаются в сеть и те, для подключения которых вам потребуется использование дополнительного измерительного трансформатора (этот вид так и называется – счетчик трансформаторного включения).

2.Второй популярный принцип классификации – это разделение в зависимости от измеряемых величин. По ней все счетчики можно поделить на (замеряют ток в 220 В или 50 герц) и (они применяются для сетей, где ток достигает 380 В, но могут быть применены и в однофазных сетях).

3.И наконец, еще одна популярная классификация приборов для измерения электроэнергии – это деление по их конструкции. Здесь счетчики подразделяются на индукционные, электронные и гибридные. О каждом из них мы сейчас поговорим чуть подробней.

Выбираем счетчик

Надо сказать, что все большую популярность сегодня приобретают электронные счетчики, в то время как индукционные сдают свои позиции. Это связано с вполне объективными причинами. Надо сказать, что индукционные счетчики насчитывают достаточно много минусов, о которых нельзя не упомянуть. Так, например, с них невозможно дистанционно и в автоматическом режиме, при этом их показания отличаются достаточно высокой погрешностью. Также стоит упомянуть о том, что индукционные счетчики являются однотарифными, с чем связана их невысокая функциональность. Они плохо защищены от хищений электрической энергии и в ходе эксплуатации отличается меньшим удобством, чем электронные.

Думаю, после этого перечня вы стали с интересом посматривать в сторону электронных счетчиков, но справедливости ради, давайте назовем достоинства более современных приборов учета.

Электронные счетчики позволяют вести учет потребляемой электроэнергии по нескольким разным тарифам, двум и более. Это означает, что они запоминают число потребленной электроэнергии по заранее запрограммированным временным периодам. Как это реализовано? В современном электронном счетчике есть несколько счетных механизмов, за каждым закреплен определенный интервал времени, когда он должен работать, таким образом записывая показания по своему тарифу.

Отметим и такой плюс электронных счетчиков, как их способность работать долгое время, от четырех до шестнадцати лет.

Как вы понимаете, специфика того или иного прибора учёта электроэнергии напрямую связана с условиями эксплуатации, для которых он был в свое время создан. Так, индукционные счетчики создавались достаточно давно, именно поэтому они не рассчитаны на современные нагрузки напряжения и не предназначены для использования при таком большом количестве бытовой техники. При создании же электронных приборов учета вся эта специфика уже была учтена, именно поэтому они лучше справляются с современными нагрузками.

Некоторые люди отказываются от электронных счетчиков в силу их дороговизны, но стоит сказать, что в связи с все более широким их распространением, цена на них несколько снижается и они становятся доступней рядовому покупателю.

Стоит знать, что на сегодняшний день существует определенный набор требований, который ваш прибор учета должен соответствовать. Скажем о них пару слов.

• Прежде всего, это класс точности. Этот показатель позволяет оценить погрешность измерений счетчика. Сейчас минимальные требования по классу точности для счетчиков домов и квартир – это значение 2.0, в то время как еще 20 лет назад в ходу были счетчики с классом точности 2.5. Это цифровое значение показывает, на сколько процентов может быть допущена неточность прибором при измерении (2 или 2,5% соответственно).
• Второй важный показатель – это тарифность. Тут все достаточно просто. Для современной жизни старый однотарифный счетчик будет неудобен, ведь сейчас мы чаще всего считаем расход на электроэнергию, как минимум, по двум тарифам – дневному и ночному. Некоторые счетчики имеют еще дополнительные возможности, например, тариф зависит еще и от времени года. Так что для дома стоит выбирать двух- и более тарифный счетчик.
• И наконец, последнее, на что стоит обратить внимание при выборе счетчика – это его межповерочный интервал. Он показывает, через какой период времени счетчик надо будет проверить на предмет точности показаний, ведь электросчетчики, как и любые другие приборы, изнашиваются со временем.

Счётчик электрической энергии (электрический счётчик) - прибор для измерения расхода электроэнергии переменного или постоянного тока (обычно в кВт·ч или А·ч).

Принцип работы

Для учёта активной и реактивной электроэнергии переменного тока служат индукционные одно- и трёхфазные приборы, для учёта расхода электроэнергии постоянного тока (электрический транспорт, электрифицированная железная дорога) - электродинамические счётчики. Число оборотов подвижной части прибора, пропорциональное количеству электроэнергии, регистрируется счётным механизмом.

В электрическом счётчике индукционной системы подвижная часть (алюминиевый диск) вращается во время потребления электроэнергии, расход которой определяется по показаниям счётного механизма. Диск вращается за счёт вихревых токов, наводимых в нём магнитным полем катушки счётчика, - магнитное поле вихревых токов взаимодействует с магнитным полем катушки счётчика.

В электрическом счетчике электронного типа переменный ток и напряжение воздействуют на твердотельные (электронные) элементы для создания на выходе импульсов, число которых пропорционально измеряемой активной энергии.

Виды и типы

Счетчики электроэнергии можно классифицировать по типу измеряемых величин, типу подключения и по типу конструкции.

По типу подключения все счетчики разделяют на приборы прямого включения в силовую цепь и приборы трансформаторного включения, подключаемые к силовой цепи через специальные измерительные трансформаторы.

По измеряемым величинам электросчетчики разделяют на однофазные (измерение переменного тока 220 В, 50 Гц) и трехфазные (380 В, 50 Гц). Все современные электронные трехфазные счетчики поддерживают однофазный учёт.

Также существуют трехфазные счетчики для измерения тока напряжением в 100 В, которые применяются только с трансформаторами тока в высоковольтных (напряжением выше 660 В) цепях.

По конструкции: индукционным (электромеханическим электросчетчиком) называется электросчетчик, 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. Количество оборотов диска в этом случае прямо пропорционально потребленной электроэнергии.

Индукционные (механические) счётчики электроэнергии постоянно вытесняются с рынка электронными счетчиками из-за отдельных недостатков: отсутствие дистанционного автоматического снятия показаний, однотарифность, погрешности учёта, плохая защита от краж электроэнергии, а также низкой функциональности, неудобства в установке и эксплуатации по сравнению с современными электронными приборами. Индукционные счетчики хорошо подходят для квартир с низким энергопотреблением.

Электронным (статическим электросчетчиком) называется электросчетчик, в котором переменный ток и напряжение воздействуют на твердотельные (электронные) элементы для создания на выходе импульсов, число которых пропорционально измеряемой активной энергии. То есть измерения активной энергии такими электросчетчиками основаны на преобразовании аналоговых входных сигналов тока и напряжения в счетный импульс. Измерительный элемент электронного электросчетчика служит для создания на выходе импульсов, число которых пропорционально измеряемой активной энергии. Счетный механизм представляет собой электромеханическое (имеет преимущество в областях с холодным климатом, при условии установки прибора на улице) или электронное устройство, содержащее как запоминающее устройство, так и дисплей. Электронные счетчики хорошо подходят для квартир с высоким энергопотреблением и для предприятий.

Основными достоинствами электронных электросчетчиков является возможность учёта электроэнергии по дифференцированным тарифам (одно-, двух- и более тарифный), то есть возможность запоминать и показывать количество использованной электроэнергии в зависимости от запрограммированных периодов времени, многотарифный учёт достигается за счет набора счетных механизмов, каждый из которых работает в установленные интервалы времени, соответствующие различным тарифам. Электронные электросчетчики имеют больший межповерочный период (4-16 лет).

Гибридные счётчики электроэнергии - редко используемый промежуточный вариант с цифровым интерфейсом, измерительной частью индукционного или электронного типа, механическим вычислительным устройством.