Меню

Схема индукционной установки счетчика

Счетчики электроэнергии. Часть 1. Индукционные и электронные

Принцип работы

Устройство индукционного счетчика. (Для увеличения нажмите) У индукционного счетчика имеется две катушки: тока и напряжения. Токовая катушка подключается последовательно, а катушка напряжения – параллельно.

Эти две катушки образуют электромагнитный поток. У токовой катушки он пропорционален силе тока, у катушки напряжения – сетевому напряжению.

Электромагнитное поле вращает алюминиевый диск, который с помощью зубчатой и червячной передачи соединяется со счетным механизмом и приводит его в действие. При работе счетчика наблюдается такая закономерность: «чем выше потребляемая мощность, тем быстрее вращается диск по оси».

Как работает индукционный счётчик

Все что нужно знать о неоновых лампах

Суть работы индукционных счетчиков электроэнергии, основан на таком принципе, когда на движущуюся деталь в одно время воздействует крутящийся и затормаживающий момент. Данный момент имеет пропорцию величине учёта, момент торможения имеет пропорцию скорости раскрутки движущейся части. Состоит индукционный однофазный счетчик электроэнергии из нескольких элементов:

  • Катушки напряжения, что расположили на магнитопроводе;
  • Диск вращения из алюминия;
  • Передаточный механизм устройства учёта;
  • Катушки тока на магнитопроводе;
  • Постоянный магнит.

Сделана катушка из провода с большим сечением, что может выдерживать большую нагрузку. Витки на катушки имеются в небольших количествах, обычно 13-30 витков на катушке. Распределены они в равномерном положении на двух стержнях магнитопровода, что имеет U форму и сделан из электротехнической стали. Сердцевина работает для создания определённой концентрации магнитного потока, который пересекает счётный диск и вращает его.


Подсоединяется обмотка напряжения на фазу напряжения сети и всегда имеет работоспособное состояние, наравне с потребителем, из-за этого она имеет название параллельной цепи. Катушка напряжения требуется для производства магнитного потока, который будет пропорционален сетевому напряжению. Она имеет определённые конструктивные отличия от катушки тока тем, что имеет больше витков, около 8000 – 12 000 и небольшим сечением проводника 0.1 – 0.15 мм2. В большом количестве витки создают более высокое индуктивное сопротивление, чем имеет активное сопротивление обмотки, что является довольно важным для соблюдения правила сдвига на 90° и даёт возможность уменьшит потребление электроэнергии, на однофазном счётчике.

Магнитный поток катушки тока и катушки напряжения, что проходят по диску, образуют в нём трансформационные токи, за счёт чего создаётся вращающийся момент. Чтобы создать противодействующий момент, что будет пропорционален скорости движения диска, используются постоянные тормозные магниты, чей магнитный поток пересекает крутящийся диск из электропроводящего материала.

Образующиеся в диске токи резания, всегда соблюдают скорость вращения пропорционально диска. То есть когда счётчик работает, он соблюдает определённую закономерность,чем большая мощность потребления, тем более быстро будет происходить вращение диска по его оси. Момент противодействия, что образуется при взаимодействии магнитного потока с дисковым током, всегда будет пропорционален скорости вращения. Когда диск проходит волну, что создаёт тормозной магнит, на нём наводится ЭДС резания, что идёт от середины диска. Потоковая сила тормозного магнита при взаимодействии с током диска имеет прямую пропорциональность ЭДС резания и имеет направление против движения диска. Замедляющий процесс зависит от дальности магнита от центра диска, определяется как произведение плеча на значение силы. То есть регулировка быстроты кручения происходит путём перемещения магнита, что позволяет настроить его в зависимости от передаточного числа.

Для более точной настройки на счётчиках используют специальные устройства для регулировки. Данные приборы – это короткозамкнутые медные, алюминиевые витки, или обмотка из витков провода из меди, что замкнут на настраиваемое сопротивление.

Установка

Для начала нужно определиться с местом крепления прибора и приобрести необходимые инструменты.

В магазинах продают как полные комплекты для установки счетчика, так и отдельные детали. Выбор материалов зависит от модели прибора и от особенностей подключения.

Расположение счетчика обязательно вертикальное.

Местом крепления может быть деревянный (металлический) лист или специальный защищенный короб. Прибор обязательно должен находиться в зоне свободного визуального контроля.

Перед установкой следует изучить общую схему электропроводки. Это позволит правильно определить тип и количество автоматических выключателей, а также мощность групп потребителей.

Однофазные

Схема подключения однофазного счетчика. (Для увеличения нажмите) Однофазные счетчики работают без подключения различных трансформаторов. Потребители электроэнергии питаются от одной фазы.

Такие счетчики устанавливают в жилых домах и небольших помещениях.

На аппарате имеются 4 клеммы. Они соединяются с общей электросетью и подают электроэнергию в дом.

Для установки счетчика необходимо:

  1. Закрепить прибор в подготовленном месте.
  2. К клемме № 1 подключается фазный провод.
  3. К клемме № 2 подсоединяют фазный провод от сети помещения.

обычно фазный провод имеет красный цвет. Проверить это можно с помощью индикаторной отвертки, если лампочка (индикатор) загорелась, значит это фаза.

  • К клеммам № 3 и 4 подключается нулевой провод от домашней и внешней сети.
  • При установке обязательно выполнять все строго по схеме.
  • Трехфазные

    Схема подключения трехфазного счетчика. (Для увеличения нажмите) Трехфазные счетчики считаются наиболее безопасными, так как потребители электроэнергии разделены на группы. Они предназначены для больших жилых и производственных помещений.

    Такие счетчики измеряют активную и реактивную энергии, а также направление потоков. На приборе расположено 8 клемм.

    Чтобы установить счетчик нужно:

    1. Подключить провода одинакового цвета из общей сети к клеммам № 1,3,5,7.
    2. Подсоединить провода одинакового цвета из квартирной сети к клеммам № 2,4,6,8.
    3. Соблюдать схему установки, которая учитывает подключение входных проводов с помощью четырехполюсного вводного автомата. Кроме этого на схеме изображена установка однополюсных автоматов для каждой группы потребителей.

    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

    Снятие показаний

    Общие показатели расхода электрической энергии определяются на шкале значений всеми цифрами, расположенными до запятой. Последнее число, которое выделяется рамкой красного цвета, отображает десятые доли одного киловатта, и при выполнении расчётов не учитывается.

    Чтобы самостоятельно опередить расход электроэнергии за один месяц, необходимо вычислить разницу между цифровыми данными текущего месяца и показаниями прибора учёта в предыдущем месяце.

    Оплата счёта за израсходованное количество кВт осуществляется в соответствии с тарифами, которые устанавливаются в каждом регионе индивидуально.

    Безусловно, индукционные счетчики имеют большой ресурс эксплуатации и на их работоспособность не оказывают влияния как скачки напряжения в сети, так и качество передаваемого тока, но сэкономить на оплате электроэнергии за счёт многотарифной системы расчёта, увы, не получится.

    Принцип действия индуктивного электросчетчика

    Естественно, что при постоянно меняющихся нагрузках отслеживать показания ваттметра с секундомером было бы крайне непрактично. Поэтому придумали прибор (электросчетчик), где момент силы, возникающий от электромагнитного взаимодействия катушек напряжения и тока, используется для вращения привода счетного механизма. Теоретически можно считать, что напряжение в сети не меняется, значит, изменение силы электромагнитного взаимодействия катушек прямо пропорционально зависит от тока подключенной нагрузки.

    Индукционный счетчик — вид изнутри

    В качестве привода счетного механизма в счетчиках используется алюминиевый диск, где катушками напряжения и тока индуцируются вихревые токи, электромагнитное поле которых взаимодействует с магнитными полями данных катушек, создавая момент силы.

    Поэтому электромагнитные механические счетчики еще называют индукционными

    . В индукционном электросчетчике магнитопроводы катушек тока и напряжения размещены под углом 90º и образуют зазор, в котором размещен алюминиевый диск, что позволяет создавать в нем момент силы для его вращения.

    Устройство индукционного электросчетчика

    Из школьной физики известно, что сила, постоянно воздействующая на тело без помех, заставляет его ускоряться до бесконечности. Таким образом, в идеальном механизме счетчика (без трения) постоянная мощность раскрутила бы диск до бесконечных оборотов. Поэтому в устройстве электросчетчика имеется постоянный магнит для торможения алюминиевого диска привода счетного устройства.

    Поскольку алюминий является немагнитным металлом, сила торможения зависит только от скорости вращения диска. Правильная настройка баланса между ускоряющей диск силой и тормозным моментом позволяет установить зависимость вращения привода счетного механизма только от потребляемой мощности и устранить самоход и вращение в обратную сторону. По данному принципу работают индукционные однофазные и трехфазные счетчики электрической энергии, у которых на одном валу имеется два алюминиевых диска.

    Трехфазный индукционный электросчетчик

    Преимущества и недостатки индукционных электросчетчиков

    Описанное выше устройство счетного механизма используется в различных моделях счетчиков электроэнергии на протяжении многих десятилетий благодаря простоте и надежности

    конструкции. Катушка напряжения, имеющая много витков, намотанная тонким проводом, диаметром 0,06 – 0,12 мм имеет большую стойкость к длительным перенапряжениям – очень часто однофазные электросчетчики находились под напряжением почти 380В из-за обрыва ноля, но в последствии продолжали исправно работать.

    Токовая катушка имеет несколько витков с поперечным сечением, достаточным для того, чтобы выдерживать ток кратковременного короткого замыкания. Поскольку в индукционных электросчетчиках нет других электротехнических элементов и радиодеталей, они очень устойчивы к всплескам напряжения и электромагнитным влияниям разрядов молний. Простой и дешевый счетный механизм, состоящий из червячной передачи на валу алюминиевого диска и цифрового барабана, позволяет индукционным счетчикам исправно служить на протяжении десятилетий в сложных климатических условиях.

    Несложное устройство счетного механизма индукционного электросчетчика

    Из-за несовершенной конструкции, трения и старения механизмов индукционные электросчетчики имеют существенные недостатки:

    • низкий класс точности;
    • большая погрешность, увеличивающаяся при небольших токах нагрузки;
    • значительное собственное потребление электроэнергии;
    • отсутствие учета реактивной энергии у бытовых счетчиков;
    • учет электрической энергии происходит только в одном направлении;
    • отсутствует защита от взлома, вмешательства в работу и хищения электроэнергии.

    Пломба на устаревшем индукционном электросчетчике является единственной защитой от несанкционированного доступа внутрь корпуса

    Большинство описанных выше недостатков индукционных счетчиков на руку их владельцам, так как учет электроэнергии происходит с погрешностью, выгодной для получателя. Придумано множество способов обмана индукционного счетчика. Поэтому многие поставщики электрической энергии стараются заменить устаревшие убыточные для них электросчетчики на новые более точные гибридные или электронные счетчики электроэнергии у своих потребителей. В некоторых странах производится бесплатная замена устаревших индуктивных электросчетчиков в принудительном порядке.

    Читайте также:  Поверка счетчиков гбу жилищник ясенево

    Устаревшие и убыточные для поставщиков электроэнергии индукционные счетчики активно выводятся из эксплуатации

    Электронные и гибридные счетчики

    В электронных счетчиках электроэнергии потребляемая мощность рассчитывается по аналогичному принципу умножения силы тока и напряжения. Но, в отличие от индукционных счетчиков, где умножение происходило за счет составления электромагнитных потоков катушек тока и напряжения, в электронных электросчетчиках происходит преобразование в импульсы сигналов от датчиков. Данные импульсы суммируются в электронном счетном устройстве, или поступают на электромеханический привод цифрового барабана (гибридный счетчик).

    Гибридный электросчетчик с электронной платой и механическим цифровым барабаном

    Электронный счетчик электроэнергии имеет трансформаторы тока в силовой цепи и датчики напряжения. От данных датчиков сигналы поступают в преобразователь показателей силы тока и напряжения, где формируются импульсы с частотой, зависящей от учитываемой счетчиком мощности. Счетные импульсы поступают на микроконтроллер, формирующий поток цифровых данных, которые выводятся на дисплей, записываются в память, передаются через порты связи.

    Плата электронного счетчика с датчиками — встроенными трансформаторами тока (ТТ)

    Счетный импульс можно увидеть по миганию светодиода на табло электросчетчика. Рядом со светодиодом указывается число импульсов

    в киловатт*час для данного счетчика. Если имеется обозначение 1000 imp/kWt, то одна вспышка светодиода означает тысячную долю одного киловатт*час электроэнергии. Иногда пользователи считают вспышки за определенное время, если у них есть сомнения в правильности показаний своего счетчика.

    Преимущества электронного счетчика электроэнергии

    Благодаря электронному устройству счетчика он имеет намного больше возможностей и функций, которые невозможно реализовать при помощи механического индуктивного электросчетчика:

    Электронный счетчик в распределительном щите

    Большинство приведенных выше функций являются бесполезными для обычного пользователя, а для мошенников значительно затрудняют воровство электроэнергии. Но для поставщиков электроэнергии учет при помощи электронных электросчетчиков позволяет избежать значительных убытков и хищения электричества, а также вводить и использовать дистанционный прием данных.

    Недостатки электронного счетчика

    Поскольку электронные счетчики имеют меньшую погрешность, они ведут намного более точный учет

    электроэнергии, чем индукционные электросчетчики, считавшие киловатт*часы с выгодой для потребителя. Поэтому у пользователей, перешедших на электронные счетчики, есть жалобы и подозрения на умышленно неправильную работу их электросчетчиков, ведь раньше им доводилось платить меньше.

    С точки зрения потребителя электроэнергии высокая точность и малая погрешность является недостатком, хотя электронный счетчик показывает реальное количество электроэнергии

    Устройство электронного счетчика намного сложнее, чем индукционного, поэтому он является менее надежным

    , и имеется множество жалоб от пользователей, вынужденных менять за свой счет электросчетчики, которые перегорают по разным причинам. Большое количество полупроводниковых элементов в электронном счетчике делает его уязвимым от различного рода перенапряжений, ведь для питания схемы используется сетевое напряжение.

    Сложная электронная плата счетчика уязвима от всплесков напряжения

    Сложное устройство электронного счетчика и большое количество порой ненужных функций делает такой электросчетчик более дорогим, чем обычный индукционный. При этом, в случае поломки, электронные счетчики практически не ремонтируют, так как их необходимо отправлять на завод-изготовитель, где должен осуществляться трудоемкий процесс проверки каждого узла электросчетчика на предмет выявления неисправностей или отклонений. Скрупулезная проверка с последующей повторной сертификацией обходится очень дорого, поэтому электронные счетчики не подлежат ремонту.

    Учет расхода потребляемой электрической энергии на объектах любой формы собственности осуществляется с помощью электросчетчиков. Правильный выбор прибора отражается на экономии электроэнергии, что является первостепенной задачей в настоящее время. Ни один объект не будет включен к сетям энергопоставляющих компаний без установки электросчетчика. Правила его выбора, места установки и подключения регламентируются нормативно-технической документацией, среди которых ПУЭ занимает основное место. Каждый домовладелец оформляет договор на подключение к сетям, где модель счетчика должна быть обязательно указана. Это необходимо для того, чтобы осуществлять поверку счетчика, периодичность которой для каждой модели устанавливается предприятием-изготовителем.

    Счетчик для учета электроэнергии

    Особенности индукционных счетчиков

    Индукционный счетчик знаком огромному числу потребителей электроэнергии, ведь это то самое устройство, за окошком которого вращается диск и переключаются цифры учета показаний. Стоит отметить, что скорость вращения напрямую зависит от количества потребления энергии: чем больше этот показатель, тем быстрее он вращается.

    Современные счетчики отличаются от однотарифных индукционных приборов большей экономичностью.

    Новые устройства позволяют своим потребителям экономить за счет использования ночных тарифов, в свою очередь, оборудование старого образца, такой функции не имеет. Устаревшее устройство круглосуточно ведет один тариф, что очень невыгодно для потребителя.

    Сегодня устанавливать электромеханические счетчики неэффективно, тем более что на рынке появились более прогрессивные аппараты. К обширному списку недостатков индукционного прибора можно отнести низкую чувствительность к перепадам напряжения, большая погрешность показаний при воздействии внешних факторов, не качественную автоматизацию системы учета. По этим причинам производство индукционных счетчиков за последние несколько лет очень снизилось: если еще пять лет назад на пять электромеханических приборов приходился один электронный, то сегодня на один индукционный счетчик приходится два электронных прибора.

    Расширенный спектр функций и точность работы электронного счетчика стали причиной того, что устройство приобрело популярность не только у простого населения, но и стало использоваться энергосистемами страны. К примеру, ОАО «Мосэнерго» ведет плановую замену устаревшего оборудования современными приборами – везде, где используется электромеханический счетчик, будет установлен однотарифный электронный счетчик.

    У электронного прибора нет вращающегося диска, поскольку индикатор учета показаний у них либо жидкокристаллический, либо электромеханический. Кроме того, индукционный счетчик не способен обеспечить малую погрешность показаний и высокую точность работы. Единственным недостатком электронного аналога можно назвать его стоимость: чем больше тарифных сеток, тем она выше. Вероятно, именно по этой причине в миллионах российских квартир до сих пор установлено неэффективное индукционное оборудование. Однако стоит отметить, вложенные средства окупаются в течение трех месяцев.

    С каждым годом производители электромеханических счетчиков пытаются усовершенствовать оборудование – увеличить срок эксплуатации, повысить класс точности, сделать больше межпроверочный интервал и т.д. Однако ни один индукционный прибор невозможно модернизировать до такой степени, чтобы качество работы устройство было сопоставимо с работой электронного счетчика. Во многом эти сложности возникают из-за специфичной конструкции устройства.

    В настоящее время не стоит искать качественный индукционный прибор с длительным сроком эксплуатации – рано или поздно его все равно заменят более прогрессивным электронным счетчиком. Но если смысл провести замену устаревшего счетчика самостоятельно, не дожидаясь плановых работ энергетической компании. Существенно сэкономить поможет и установка многотарифного прибора.

    Рассчитывать сэкономить за счет плановой замены приборов учета энергопотребления не стоит: компания будет устанавливать тот счетчик, работа которого ей выгодна. Как правило, сотрудники используют оборудование старого образца с одним тарифом, поэтому все 24 часа устройство будет фиксировать потребление энергии по максимальному тарифу – дневному. В свою очередь, единожды установив двух- или трехтарифный счетчик, в плюс к точной и бесперебойной работе устройства можно получить колоссальную экономию.

    Стремительная потеря популярности индукционных счетчиков связана и с тем, что такое оборудование нельзя применить в комплексе автоматизированных систем учета энергопотребления. Примечательно, но изначально электронные счетчики предназначались для крупных промышленных организаций. Сегодня же именно ими оборудуются практически все новые дома.


    В комплексе автоматизированной системы учета используются не только многотарифные счетчики, но и дополнительные устройства, позволяющие дистанционно снимать показания с приборов и программировать их. К счетчикам такой вид системы контроля показаний предъявляет следующие требования: наличие цифрового интерфейса, встроенный тарификатор, высокий класс точности и возможность контролировать значения мощности. Естественно, что даже самая последняя модель электромеханического счетчика этим требованиям не соответствует.

    Проводить замену электросчетчика самостоятельно категорически запрещено. Неважно индукционный прибор или электронный – устанавливать оборудование и ставить пломбы имеет право лишь специалист. Отсутствие пломб может стать причиной того, что счета за потребленную электроэнергию будут начисляться не по показаниям устройства учета, а исходя из энергоемкости установленной в доме бытовой техники и прочего оборудования. Для проведения работ по установке однотарифного или многотарифного электронного счетчика, или индукционного устройства учета, необходимо подать заявление местному поставщику электроэнергии.

    В интернет-магазине «Stop-Elektro» вы всегда можете купить современные счетчики электроэнергии.

    Классификация

    течественные и зарубежные производители выпускают огромный ассортимент электросчетчиков.
    Разобраться поможет классификация устройств по следующим признакам:

    • принципу работы (индукционные и электронные);
    • количеству фаз или классу напряжения (одно,- и трехфазные);
    • способу подключения (напрямую и через измерительные трансформаторы);
    • количеству тарифов (одно-, двух,- и трехтарифные);
    • типу тарификатора (внешний и внутренний);
    • классу точности (0,2s; 0,2; 0,5s; 0,5; 1,0; 2,0; 2,5);
    • измеряемому току (базовый, стартовый и максимальный);
    • типу интерфейсов (импульсный, ИК порт, RS 232, RS 485, волоконно-оптическую линию связи, CAN, PLC-модем и GSM).

    Плюсы и минусы

    Механические приборы учёта относятся к категории надежных в эксплуатации электросчётчиков и выгодно отличаются продолжительным сроком службы.
    Немаловажным преимуществом является также устойчивость к перепадам напряжения в электрической сети.

    Стоимость индукционного прибора учёта на порядок ниже цены новомодных электронных счётчиков, поэтому такое устройство по-прежнему считается самым доступным для широкого круга отечественных потребителей.

    Тем не менее, класс точнoсти у таких приборов достаточно низкий, и варьируется в пределах 2.0-2.5 единиц, а также практически полностью отсутствует защита от хищений электроэнергии.

    Кроме всего прочего, к недостаткам можно отнести высокое энергопотребление самим прибором и значительный рост погрешности измерений в условиях малых нагрузок. Определенное неудобство в процессе эксплуатации создают и внушительные габариты самого механического электросчётчика.

    Важно помнить, что при необходимости выполнять одновременный учет реактивной и активной электрической энергии, потребуется устанавливать сразу несколько электросчётчиков индукционного типа.

    Устройство и принцип работы

    Конструкция счетчика зависит от принципа его работы и осуществляемых функций. Индукционный однофазный счетчик используется в однофазных переменных сетях и состоит из следующих частей:

    • корпуса составного;
    • двух обмоток: токовой и напряжения;
    • двух магнитопроводов: обмотки тока и обмотки напряжения;
    • противополюса;
    • диска алюминиевого;
    • механизма червячного типа;
    • механизма счетного;
    • магнита постоянного, служащего для торможения диска;
    • оси, на которой закреплены счетный механизм, червячная передача и алюминиевый диск.

    Схематическое устройство однофазного электросчетчика индукционного типа

    Принцип работы устройства заключается в следующем.

    2 электромагнита представляют измерительный механизм счетчика. Они расположены под углом 90° друг к другу. В магнитном поле этих электромагнитов находится диск, выполненный из алюминия. Счетчик включается в работу путем подсоединения с электроприемниками токовой обмотки последовательно, а с электроприемниками напряжения – параллельно. При прохождении переменного тока по обмоткам в сердечниках возникают магнитные потоки переменной величины. Они пронизывают диск, в результате чего индуцируют вихревые токи. При взаимодействии последних с магнитными потоками создается усилие, которое вращает диск. Он, в свою очередь, связан со счетным механизмом, который учитывает частоту вращения диска. Цифры, расположенные на счетном механизме фиксируют расход электрической энергии.

    Читайте также:  Счетчик для газа для агв

    При увеличении тока нагрузки возникает больший вращающий момент, что заставляет диск вращаться быстрее.

    Принцип работы трехфазных индукционных счетчиков аналогичен выше описанному счетчику, с той лишь разницей, что их используют в трехфазных сетях переменного тока.

    Вид спереди трехфазного индукционного электросчетчика со снятой крышкой

    Вид сбоку со снятой задней частью корпуса трехфазного индукционного счетчика

    С развитием электронных технологий появились счетчики учета расхода электроэнергии электронного типа. Принцип действия их довольно прост. Специальный преобразователь входные аналоговые сигналы с датчиков тока и напряжения преобразует в цифровой импульсный код. Он подается на микроконтроллер, который фиксирует количество потребляемой электроэнергии на дисплее изделия. Отсюда основными частями электронного счетчика являются:

    • кожух защитный;
    • трансформаторы измерительные тока и напряжения;
    • преобразователь;
    • микроконтроллера, являющиеся органом управления и передачи информации на дисплей;
    • колодка клеммная для подсоединения эл. проводов.

    Работа однофазных и трехфазных электронных счетчиков осуществляется по одним и тем же законам, с той лишь разницей, что в 3-хфазном осуществляется суммирование величин каждого из трех каналов.

    Структурная схема работы однофазного счетчика электронного типа

    Из схемы видно, что трансформатор тока включен в разрыв фазного провода, а трансформатор напряжения подключен к нулю и фазе. Сигналы величины тока и напряжения с помощью преобразователя преобразуются в мощность и частоту в цифровом виде, в дальнейшем микроконтроллер управляет оперативным запоминающим устройством (ОЗУ), электронным реле и дисплеем, на котором отражается цифровая информация, фиксирующая расход электроэнергии на подключенном к счетчику объекте. ОЗУ в некоторых моделях может играть роль передатчика информации, что дает возможность контролировать работу счетчика на расстоянии.

    Электронные счетчики для замеров расхода электроэнергии в трехфазных схемах, могут работать как в трех,- так и четырехпроводных цепях. Устройства хранят информацию с привязкой ко времени. Показания можно снимать за определенный период времени и фиксировать следующие показатели:

    • активное потребление;
    • реактивное потребление;
    • действующие значения напряжения и тока;
    • частоту в каждой фазе.

    Все это позволило создать многотарифные счетчики для подсчета потребления электроэнергии в разное время суток, по дням недели или сезонам.

    Теория. Активная и реактивная мощность

    Реактивная мощность потребляется электродвигателями, катушками индуктивности, трансформаторами, которые используются в бытовых электрических приборах, не расходуется на преобразование в механическую или тепловую энергию в их обмотках, а тратится на вихревые токи и перемагничивание в сердечниках.

    Если взять однофазный электродвигатель, то в его паспортных данных будут указаны: активная мощность, потребляемый ток, напряжение сети, коэффициент мощности или косинус фи (cosφ), коэффициент полезного действия и др., но ничего про реактивную мощность. Чтобы рассчитать потребление реактивной мощности, необходимо знать коэффициент мощности. Например, нам известна мощность однофазного электродвигателя величиной 980 Вт, номинальное напряжение 220 В и коэффициент мощности cosφ=0,85. Используя формулы из курса электротехники определим номинальный ток:

    Вычисляем реактивную мощность:

    Реактивный ток будет равен:

    Тогда полная будет равна:

    Кроме того, электронный электросчетчик не имеет в своем устройстве движущихся деталей, поэтому считать показания начинает при очень маленьком потребляемом токе нагрузки (при 0.25 мА), а также имеет меньшую погрешность измерений по сравнению с индукционным.

    Исходя из этого, рекомендуется отключать от электросети все электропотребители, находящиеся в режиме “ожидания”, т.к. это дополнительная переплата за электроэнергию.

    Индукционный счетчик «не реагирует» на индуктивную нагрузку малой мощности, а также когда эта нагрузка работает в режиме холостого хода, то есть низкая сторона силового трансформатора не нагружена.

    Кроме того, диск этого прибора учета начинает медленно вращаться в обратную сторону при подключении одного из концов катушки индуктивности. Такое возможно при использовании светильника марки ЛБ-2*40 с дросселем, когда через выключатель прерывается не фазный провод, а нулевой.

    Видео про счетчик

    Из чего состоит и как работает счетчик потребления электроэнергии, расскажет видео ниже.

    Разобравшись в устройстве электросчетчиков, с уверенностью можно сказать, что электронные аналоги намного лучше индукционных, они более точно отражают информацию, ее удобно считывать и просматривать, при необходимости дистанционно. Единственное преимущество индукционных счетчиков – это их цена, которая гораздо ниже, чем у электронных моделей.

    Приветствую Вас, посетители сайта сайт. Из этой статьи вы подробно узнаете об внутреннем устройстве однофазного индукционного счетчика электрической энергии.

    Электросчетчик- это стационарный прибор, предназначенный для ведения учета потребленной электроэнергии из сети, измеряемой в кВт∙ч.

    Классификация счетчиков:

    • по конструктивному исполнению измерительного механизма подразделяются на индукционные и ;
    • по роду измеряемого тока на постоянные и переменного;
    • по количеству подключаемых фаз – одно- и трехфазные;
    • по численности тарифов делятся на однотарифные и многотарифные;
    • по способу подключения к сети — косвенного(подключение через измерительные трансформаторы) и прямого включения.

    Однофазный индукционный счетчик электрической энергии

    Однофазный индукционный счетчик электрической энергии относится к области приборостроения и может быть использован в коммунально-бытовой и промышленной сфере для учета потребления электроэнергии. В конструкции данного счетчика используются следующие узлы: разгруженная нижняя опора с использованием постоянных магнитов, за счет чего минимизированы потери на трение и износ, и обеспечена идеальная соосность подвижной системы и опоры, и индукционная тормозная магнитная система, в которой постоянные магниты расположены с двух сторон зазора, через который проходит диск подвижной системы электросчетчика, за счет чего обеспечивается постоянный магнитный поток в зазоре. Технический результат заключается в обеспечении увеличенного срока службы и стабильности метрологических свойств изделия в течение всего этого периода.

    Предлагаемая полезная модель относится к области приборостроения, а именно к индукционным счетчикам электрической энергии. В конструкции данного счетчика используются следующие узлы обеспечивающие улучшение потребительских свойств прибора: разгруженная нижняя опора подвижной системы счетчика 1 и тормозная магнитная система 2. (Фиг.1 и Фиг.2)

    Известна разгруженная керновая опора, содержащая цилиндрический керн, и опорный элемент из искусственных и естественных минералов высокой твердости, керн и опорный эелемент выполнены в виде полого цилиндра, содержащие разгруженный элемент из постоянных магнитов редкоземельных металлов и завальцованными на концах цилиндров из магнитомягкого материала, способными вращаться (1). Недостатком подобных опор является высокая сложность и стоимость узла, связанная с необходимостью изготовить большое число деталей с высокой точностью, а также наличие силы трения, пусть даже и меньшей, чем в неразгруженной опоре.

    Известна тормозная система индукционного счетчика электрической энергии состоящей из двух явно выраженных полюсов и тела, замыкающего полюса, верхняя плоскость тела магнита, прилегающего к полюсам, выполнена под тупым углом к полюсам и на нем проделан паз (2). Недостатком данной конструкции является то, что необходимо строго выдерживать постоянство расстояния между плоскостью вращения диска и плоскостью постоянных магнитов.

    Техническим результатом является увеличенный срок службы и стабильность метрологических свойств полезной модели в течение всего этого срока.

    Для достижения технического результата в конструкции разгруженной нижней опоры подвижной системы, представленной на чертеже (Фиг.3), ось подвижной системы счетчика 1 установлена в конус втулки 2, которая при работе счетчика вращается совместно с осью. В расточку втулки запрессован постоянный магнит 3, в расточку корпуса 8 запрессован второй постоянный магнит 5 той же полярности, что и первый. В корпусе установлена струна 6, предохраняющая втулку от боковых смещений. На корпус одета пылезащитная крышка 4. Корпус закрепляется в расточке стойки 7 счетчика посредством винта 9. В связи с тем, что одноименные полюса магнитов отталкиваются, то между втулкой и корпусом существует постоянный воздушный зазор. Таким образом, полностью отсутствует сила трения между подвижной и неподвижной частью индукционного счетчика. От боковых смещений и возникающей несоосности между подвижно и неподвижной частями счетчика предохраняет струна, закрепленная в корпусе и проходящая через отверстие во втулке.

    Преимущество данной конструкции нижней опоры однофазного индукционного счетчика электрической энергии заключается в том, что за счет взаимодействия магнитных потоков постоянных магнитов вся подвижная система счетчика удерживается во взвешенном состоянии силой отталкивания магнитов, тем самым, исключая физический износ деталей опоры при работе счетчика. Кроме того, конструкция опоры обеспечивает соосность, близкую к идеальной, оси подвижной системы и оси опоры.

    Таким образом предлагаемая конструкция обеспечивает долговременную, в течении срока службы счетчика, стабильность его метрологических характеристик.

    Тормозная магнитная система, применяемая в однофазном индукционном счетчике электрической энергии, является четырехполюсной, двух поточной. Конструкция тормозной магнитной системы представлена на рисунке (Фиг.4). Два постоянных магнита 2 залиты в корпус 1 и два в основание 3 (на рисунке, на виде сверху расположение магнитов показано пунктирной линией). Корпус и основание стянуты винтом 8. Основание крепится к стойке 5 счетчика винтом 7. Рычаг 4 неподвижно соединен с основанием и служит для разворота тормозного магнита при грубой регулировке тормозного момента. Зубчатый сектор 6 неподвижно соединен со стойкой и выполняет функцию опоры при развороте тормозного магнита. Винт 9 ввернут в основание, стопорится пружиной 10 и служит для точной регулировки тормозного момента путем шунтирования магнитных потоков постоянных магнитов. Диск 11 счетчика располагается в зазоре между постоянными магнитами. При вращении диск проходит через зазор в тормозной магнитной системе, и в нем вследствие магнитной индукции возникает тормозной момент. Так как магниты расположены с обеих сторон зазора, то величина магнитного потока в зазоре является постоянной величиной. Таким образом, тормозной момент, возникающий в диске, не зависит от положения и величины биения диска в зазоре между магнитами при вращении. Преимущество конструкции тормозной магнитной системы состоит в том, что за счет расположения постоянных магнитов с двух сторон диска счетчика обеспечивается неизменный магнитный поток, пронизывающий диск, вне зависимости от положения диска в зазоре магнита, что способствует стабильности метрологических характеристик счетчика при регулировке и в эксплуатации.

    Представлены следующие фигуры:

    Фигура 1 — Однофазный индукционный счетчик электрической энергии, вид спереди (1-разгруженная нижняя опора подвижной системы счетчика; 2 — тормозная магнитная система).

    Фигура 2 — Однофазный индукционный счетчик электрической энергии, сечение А-А (1-разгруженная нижняя опора подвижной системы счетчика; 2 — тормозная магнитная система).

    Фигура 3 — Нижняя опора подвижной системы, общий вид (1 — ось подвижной системы счетчика; 2 — втулка; 3 — постоянный магнит; 4 — пылезащитная крышка; 5 — постоянный магнит; 6 — струна; 7 — стойка; 8 — корпус; 9 — винт).

    Фигура 4 — Тормозная магнитная система, общий вид (1 — корпус; 2 — постоянные магниты; 3 — основание; 4 — рычаг; 5 — стойка; 6 — зубчатый сектор; 7 — винт; 8 — винт; 9 — винт; 10 — винт; 11 — диск счетчика).

    1. Патент РФ на изобретение 2160902.

    2. Свидетельство РФ на полезную модель 11898

    Читайте также:  Обнуление счетчика xerox 3220

    1. Однофазный индукционный счетчик электрической энергии, содержащий разгруженную опору, выполненную при помощи постоянных магнитов в подвижной и неподвижной частях, оси намагничивания которых ориентированы вдоль оси вращения подвижной части, отличающийся тем, что магниты опоры выполнены в форме втулок, запрессованных в расточках подвижной и неподвижной части опоры, при этом сила отталкивания магнитов обеспечивает зазор между подвижной и неподвижной частями, в неподвижной части установлена струна, проходящая через отверстие во втулке и предохраняющая втулку от боковых перемещений.

    2. Однофазный индукционный счетчик электрической энергии, содержащий тормозную магнитную систему, состоящую из постоянных магнитов, в которых выраженные полюса примыкают к вращающемуся диску счетчика, отличающийся тем, что постоянные магниты тормозной системы расположены с разных сторон диска счетчика напротив друг друга.

    Источник

    Что нужно знать об индукционных счётчиках

    Для учета электроэнергии в бытовых и производственных целях используются электросчётчики. Приборы учёта электроэнергии имеют два вида:

    В статье будет рассмотрен такой прибор учёта, как индукционный счётчик электроэнергии.

    Конструкция индукционного счётчика

    В устройство индукционного прибора учёта заложены катушки, одна из которых тока, а другая – напряжения. Катушка тока имеет последовательное подключение, а катушка напряжения – параллельное. С помощью этих катушек образуется электромагнитное поле. Катушка тока имеет пропорциональный по силе тока электромагнитный поток, а катушка напряжения – пропорционально сетевого напряжения.

    Электромагнитный поток заставляет алюминиевый диск вращаться, что соединён с механизмом счёта зубчатой и червячной передачей, приводя в движение счётный механизм, которым обладает индукционный счётчик электроэнергии.

    Как работает индукционный счётчик

    Суть работы индукционных счетчиков электроэнергии, основан на таком принципе, когда на движущуюся деталь в одно время воздействует крутящийся и затормаживающий момент. Данный момент имеет пропорцию величине учёта, момент торможения имеет пропорцию скорости раскрутки движущейся части. Состоит индукционный однофазный счетчик электроэнергии из нескольких элементов:

    • Катушки напряжения, что расположили на магнитопроводе;
    • Диск вращения из алюминия;
    • Передаточный механизм устройства учёта;
    • Катушки тока на магнитопроводе;
    • Постоянный магнит.

    Сделана катушка из провода с большим сечением, что может выдерживать большую нагрузку. Витки на катушки имеются в небольших количествах, обычно 13-30 витков на катушке. Распределены они в равномерном положении на двух стержнях магнитопровода, что имеет U форму и сделан из электротехнической стали. Сердцевина работает для создания определённой концентрации магнитного потока, который пересекает счётный диск и вращает его.

    Подсоединяется обмотка напряжения на фазу напряжения сети и всегда имеет работоспособное состояние, наравне с потребителем, из-за этого она имеет название параллельной цепи. Катушка напряжения требуется для производства магнитного потока, который будет пропорционален сетевому напряжению. Она имеет определённые конструктивные отличия от катушки тока тем, что имеет больше витков, около 8000 – 12 000 и небольшим сечением проводника 0.1 – 0.15 мм2. В большом количестве витки создают более высокое индуктивное сопротивление, чем имеет активное сопротивление обмотки, что является довольно важным для соблюдения правила сдвига на 90° и даёт возможность уменьшит потребление электроэнергии, на однофазном счётчике.

    Магнитный поток катушки тока и катушки напряжения, что проходят по диску, образуют в нём трансформационные токи, за счёт чего создаётся вращающийся момент. Чтобы создать противодействующий момент, что будет пропорционален скорости движения диска, используются постоянные тормозные магниты, чей магнитный поток пересекает крутящийся диск из электропроводящего материала.

    Образующиеся в диске токи резания, всегда соблюдают скорость вращения пропорционально диска. То есть когда счётчик работает, он соблюдает определённую закономерность,чем большая мощность потребления, тем более быстро будет происходить вращение диска по его оси. Момент противодействия, что образуется при взаимодействии магнитного потока с дисковым током, всегда будет пропорционален скорости вращения. Когда диск проходит волну, что создаёт тормозной магнит, на нём наводится ЭДС резания, что идёт от середины диска. Потоковая сила тормозного магнита при взаимодействии с током диска имеет прямую пропорциональность ЭДС резания и имеет направление против движения диска. Замедляющий процесс зависит от дальности магнита от центра диска, определяется как произведение плеча на значение силы. То есть регулировка быстроты кручения происходит путём перемещения магнита, что позволяет настроить его в зависимости от передаточного числа.

    Для более точной настройки на счётчиках используют специальные устройства для регулировки. Данные приборы – это короткозамкнутые медные, алюминиевые витки, или обмотка из витков провода из меди, что замкнут на настраиваемое сопротивление.

    Плюсы и минусы индукционных счётчиков

    Приборы учёта электроэнергии бывают только однотарифными, потому как в них отсутствует система дистанционного снятия показаний в автоматическом режиме, то есть счётчик не может работать по дневному и ночному тарифу. Это существенный недостаток, которым обладает индукционный электросчетчик, так как оплата за ток будет намного больше, чем у электронных.

    Индукционные счётчики имеют ряд своих преимуществ и недостатков. Из преимуществ можно отметить:

    1. Обладают относительно низкой ценой.
    2. Высокий уровень надёжности.
    3. Не зависимы к перепадам электроэнергии.
    4. Имеют длительный срок эксплуатации.
    5. Подходит для таких манипуляций, как отмотка показаний и остановка счётчика.
    6. Продаётся в большинстве точек по продаже электротоваров.

    Однако на фоне этого имеются и негативные моменты, а в частности:

    1. Низкий класс точности.
    2. Большой процент погрешности на маленьких нагрузках.
    3. Можно использовать всего один тариф.

    Производители индукционных счётчиков работают над улучшением своей продукции, увеличивая класс точности и срок службы, но конструкция, которой обладают индукционные электросчетчики, не позволяет существенно улучшить эти показатели. Именно из-за этого пришли на смену электронные приборы учёта, которые более стабильны и обладают множеством положительных моментов.

    Источник

    

    Однофазный индукционный счетчик, принцип действия

    В быту одним из самых широко распространенных приборов учета является однофазный индукционный счетчик. Индукционная система основана на механическом взаимодействии между переменным магнитным потоком, созданным током в намагничивающей обмотке, и индуцированными токами, протекающими в проводящих элементах (алюминиевый диск), помещенных в поле этого потока.

    Принцип действия и конструкция. Принцип действия электромеханического счетчика заключается в том, что на подвижную часть действуют два основных момента: вращающий и тормозной. Вращающий момент пропорционален учитываемой величине, а тормозной — скорости вращения подвижной части.

    Основными элементами однофазного индукционного счетчика являются: катушка напряжения расположенная на магнитопроводе 1, катушка токовая на магнитопроводе 4, вращающийся алюминиевый диск 5, передаточный механизм счетного устройства 2, постоянный магнит 3.

    Токовая катушка включается в сеть последовательно, поэтому ее называют последовательной цепью. Катушка выполнена из провода достаточно большого сечения, способного выдержать ток нагрузки. Количество витков токовой катушки относительно невелико и находится в пределах от 14 до 30.

    Располагаются витки в равном количестве на обоих стержнях U-образного магнитопровода, выполненного из электротехнической стали. Сердечник служит для концентрации определенным образом той части магнитного потока, которая пересекает диск счетчика, и создает вращающий момент. Наличие сердечника также уменьшает магнитное сопротивление создаваемому обмоткой магнитному потоку.

    Обмотка напряжения подключается на фазное напряжение сети и постоянно находится в работе, параллельно с потребителем, поэтому ее называют параллельной цепью. Катушка напряжения служит для создания магнитного потока, пропорционального напряжению сети.

    Конструктивно она отличается от токовой, большим количеством витков, порядка 8-12 тыс., и малым сечением проводника 0,1-0,15 мм2. Большое количество витков создает значительное индуктивное сопротивление по сравнению с активным сопротивлением обмотки, что играет важную роль при реализации правила 90°-го сдвига и позволяет снизить собственное потребление энергии счетчиком, определяемой по формуле:

    где Рu тем меньше, чем больше угол φ между напряжением и током в параллельной обмотке. В идеальном случае активным сопротивлением можно пренебречь, тогда ток отстает по фазе от напряжения на 90° и cosφ → 0.

    Магнитные потоки катушек тока и напряжения, пересекающие диск (рабочие потоки), наводят в диске токи трансформации, которые создают вращающий момент, при взаимодействии с потоками их создающими определяемый по формуле:

    М_вр = сФ_а Ф_в sinψ;

    с — конструктивный коэффициент; Фа — поток создаваемый катушкой тока; Фв — поток создаваемый катушкой напряжения; ψ — угол сдвига фаз межу потоками создаваемыми катушкой тока и напряжения.

    Для создания противодействующего момента, пропорционально скорости вращения диска, применяются постоянные тормозные магниты, магнитный поток которых пересекает вращающийся диск из электропроводящего материала.

    Токи резания, возникающие в этом диске, пропорциональны скорости его вращения, и следовательно, противодействующий момент, образующийся в результате взаимодействия потока магнита с токами в диске, также пропорционален скорости вращения.

    При пересечении диском потока Фт, создаваемого тормозным магнитом, в нем наводится ЭДС резания, направленная от центра диска к внешней окружности. ЭДС резания определяется по формуле:

    с — некоторый постоянный коэффициент; n — скорость вращения диска.

    Сила взаимодействия потока тормозного магнита с токами в диске прямопропорциональна ЭДС резания и направлена на торможение диска. В зависимости от расстояния между тормозным магнитом и центром диска, зависит величина тормозного момента, определяемая как произведение плеча на значение силы:

    h — плечо силы Fт, зависит от расположения магнита; F = с1Фт2n; k — конструктивный коэффициент счетчика.

    Это значит, что изменяя расположение магнита можно отрегулировать скорость вращения диска, тем самым откалибровать вращение диска в соответствии с передаточным числом.

    Одним из важных условий правильной работы счетчика является правило 90°-го сдвига. Заключается оно в выражении:

    φ — угол сдвига фаз между током и напряжением сети; ψ — угол сдвига фаз межу потоками создаваемыми катушкой тока и напряжения. Иначе это условие можно записать так:

    При конструировании счетчика элементы его конструкции выбираются таким образом, чтобы соблюсти правило 90°-го сдвига. Однако вследствие разброса характеристик электротехнических материалов, из которых изготавливают детали, точного соблюдения условия 90°-го сдвига не выполняется.

    Поэтому для точной подгонки в счетчиках применяют устройства регулирования. Обычно такие устройства представляю собой короткозамкнутые витки из меди или алюминия или обмотку из нескольких витков медного провода, замкнутого на регулируемое сопротивление или медные пластинки на пути магнитного потока.

    В современной электроэнергетике вопрос учета электроэнергии является одним из самых важных, так как приборы учета позволяют не только производить точный взаиморасчет между поставщиком и потребителем электроэнергии, но и спланировать работу электростанций и энергосистемы в целом.

    Поэтому, устаревшие счетчики с индукционной системой, не удовлетворяющие условиям класса точности приборов коммерческого учета, подлежат замене на электронные. Конструкция приборов учета с индукционной системой имеет ряд конструктивных недостатков, влияющих на погрешность при учете.

    К таким недостаткам можно отнести погрешность от трения, от нелинейной зависимости тока от потока последовательной цепи, от изменения угла между током и рабочим потоком последовательной цепи, от самоторможения и смещения диска.

    Источник