Меню

Схема устройства счетчик электроэнергии однофазный

Особенности однофазного электросчетчика

Время на чтение:

Электрические счетчики, как правило, устанавливаются во всех квартирах и загородных домах. Их функция — измерение расхода электроэнергии переменного тока. А электрические бытовые приборы, потребляющие свет, используются в любом жилье. Однофазный электросчетчик обязателен к установке, что требуют местные предприятия по энергосбыту. Не ставят эти устройства разве что те, кто добывает энергию самостоятельно, «солнечную» или «ветровую». Бывает несколько моделей счетчиков, которые отличаются конструкцией и способом подключения. В статье пойдет речь о том, как его выбрать и как установить своими руками.

Преимущества и недостатки

Отличия между выпускаемыми приборами: способ подключения, тип измеряемых величин, конструкция. Одни модели подключаются напрямую к питанию и работают от трансформатора. Другие — подсоединяются к сети, работая от сети в 220 В.

Прибор учета «Энергомера CE101»

Однофазный счетчик учета электроэнергии и его конструкция:

  • индукционный. Расход энергии измеряет алюминиевый диск, крутящийся в магнитном поле. Потребляемая мощность отражается на скорости его вращения;
  • электронный. Мощность электроэнергии измеряется импульсами.

В последнее время популярны электронные однофазные счетчики, характерные следующими достоинствами:

  • высокая точность (0,5—2 единицы);
  • многотарифность;
  • контролируется качество потребляемой энергии;
  • возможность измерения реактивной мощности и контроль расхода по двум направлениям;
  • защищен от воровства электроэнергии;
  • есть цифровой интерфейс, на котором отображаются показатели;
  • долго служит (около 30 лет).

Однофазный счетчик имеет и ряд минусов, на которые лучше сразу обратить внимание. У таких моделей низкая стойкость к грозовым импульсным разрядам. При их воздействии устройство способно надолго выйти из строя. Еще один минус — не все пользователи им доверяют, как проверенным временем индукционным электросчетчикам.

Привычный индукционный прибор

Как работает

Индукционные модели, знакомые еще с детства, имеют вид черной коробочки с вращающимися цифрами. В их конструкции — электротоковая бабина и электронапряженная катушка. Первая катушка имеет напряжение, равное токовой силе, а вторая — напряжению сети. Магнитноэлектрическое поле «активирует» минидиск из алюминия. Сам диск запускается от зубчатой передачи. Вкратце — магнитное поле от катушек воздействует на «проводную» сердцевину. Чем больше потребляемая мощность, тем быстрее вращается ось. Однофазный электромеханический индукционный счетчик прост в работе, доступен и ему не страшны перепады напряжения.

Обратите внимание! С электромеханического индукционного счетчика можно «воровать» электроэнергию, сам по себе он менее точен, нежели электрический и не способен контролировать несколько видов электроэнергии.

Усовершенствованный аналог — электронный прибор. Его устройство: ток и напряжение воздействуют на электронные составляющие, что приводит к образованию импульсов, которые и «считываются» как затраченная энергия. Вкратце — напряжение и аналоговые входные сигналы тока преобразуются в счетный импульс.

Дополнительная информация! Электронные модели учета не терпят перепадов напряжения.

Критерии выбора

Есть несколько параметров, учитывая которые подбирают подходящее устройство:

  • число тарифов. Популярны многотарифные модели, учитывающие потребление света в зависимости от времени суток и загруженности электросетей. В двухтарифных устройствах разделение только на день и ночь. У однотарифного счетчика фиксированная оплата за кВт/ч. Подходящая модель подбирается с учетом образа жизни. Если, например, часто приходится пользоваться бытовыми электроприборами ночью, то, чтобы не переплачивать за свет, лучше взять многотарифный счетчик;
  • класс точности. Этот параметр — погрешность показаний, на основе которых оценивают расход электроэнергии. При большой погрешности слабые токи не фиксируются устройством (аналогия с капающей из крана водой), что не любят службы, поставляющие энергоноситель. Поэтому к современным моделям выдвигают требование, чтобы их класс точности был на уровне 2.0. Брать модель с большим показателем нет смысла, так как расход электроэнергии только повыситься;
Читайте также:  Какая льгота по счетчикам пенсионерам

Сложности выбора

  • токовая нагрузка. Чтобы разобраться с этим критерием, необходимо замерить значение тока на вводе в квартиру (при помощи токовых клещей. Другой способ — определить токовую нагрузку по сечению жил проводников. Есть еще один вариант — подсчитывается суммарная мощность бытовых приборов в доме с запасом (возможно, в будущем подключатся другие потребители). Если получилась цифра в 10 кВт, то хватит счетчика на 60 Ампер. Если больше, то понадобится устройство на 80 или 100 А.

Обратите внимание! Чтобы подключить электросчетчик на 100 А, необходимо получить специальное разрешение от компании-поставщика энергии.

Схема установки

Проектируя современную электросеть, в первую очередь ее делают безопасной. По этой причине перед счетчиком ставится коммутатор в виде рубильника или автомата защиты.

С автоматом

Хороший вариант — двухполюсный автомат, защищающий проводку и бытовую технику от перегрузок. Если напряжение превысит допустимые нормы, автомат автоматически отключит питание. Сперва на автомат выводятся провода (идущие от столба), а от него они идут на счетчик. От автомата до электросчетчика не должно быть расстояния больше 10 метров.

С автоматом и противопожарным УЗО

Автомат защитит технику от перегрузки, но не будет реагировать на пробой изоляции или прикосновения человека к работающему проводу. За это отвечает устройство защитного отключения (УЗО). Чтобы защитить всю проводку, ставят общее УЗО.

Место установки — после счетчика. Выставляемый ток утечки — не меньше 100 мА. Устройство не зря называют противопожарным, так как оно обесточивает сеть при сильных токах утечки, что может привести к искрению и пожару. На УЗО заводят ноль и фазу. С выхода УЗО фаза подается на автомат, нейтраль — на шину. Ноль подается уже с этой шины.

Подключение проводов

Это дело занимает не более двух минут. Проводка практически всегда подключается одинаково, независимо от типа электросчетчика. Схема подключается обычно указана в паспорте устройстве или на обратной стороне корпуса. Пример — на рисунке.

Фазу заводят на первую клемму. Обычно она подписывается как «линия», «Л» или «L» (крайняя слева). Вторая клемма подписывается как «вых Л» или «нагрузка». От нее провод идет к УЗО или сразу к потребителям.

Ноль (нейтраль) ставится на третьей клемме. С четвертой ноль подается на тот же УЗО или шину нейтрали.

  • клеммы — винтовой зажим. С провода убирают изоляцию на 10 мм;
  • на колодке счетчика ослабляют (ноне выкручивают) винты;
  • под контактную пластину заводят свежезачищенный кабель, а винт закручивают до упора;
  • после того, как винт закручен, проверяют надежность установки проводника (слегка дергают провод).

Аналогичны действия на всех клеммах.

Подключение проводов

Однофазный счетчик — простое, но действенное устройство, «считывающее» расходуемую электроэнергию. После установки электросчетчик должен опломбировать работник организации, поставляющей энергию.

Источник



Устройство электросчетчика

Без электрического счетчика не обходится в наши дни ни один объект, относящийся к типовым потребителям электроэнергии (независимо от их формы собственности). Знание устройства электросчетчика и принципа работы этого механизма позволит его хозяину лучше разобраться во всех тонкостях учёта, а также понять порядок начисления и снятия показаний. Владение этой информацией будет полезно и при выборе нового прибора, устанавливаемого в городской квартире или частном доме (рисунок далее по тексту).

Понимание того, как устроены электросчетчики, способствует выработке иного отношения к расходованию доставляемого энергоносителя, дорожающего год от года и требующего вложения дополнительных средств.

Виды счетчиков

Правила выбора и виды учетных приборов, допустимых к установке в частном жилье и на производстве, строго регламентируются действующими нормативными актами, включая ПУЭ.

Читайте также:  Сроки поверки счетчиков федеральный закон

Перед тем, как установить счетчик электроэнергии в квартире или цехе, каждый хозяин оформляет договор на его подключение к электросетям, в котором обязательно указывается выбранная модель.

Дополнительная информация. Знание типа и марки конкретного образца счётного устройства (электросчётчика) необходимо для того, чтобы своевременно провести его поверку, периодичность которой устанавливается для каждой модели индивидуально.

Производителями приборов этого класса освоен выпуск огромного количества различных моделей и типов промышленных и бытовых счетчиков энергии. Разобраться со всем многообразием учетных устройств можно лишь в том случае, если попытаться классифицировать их по тем или иным признакам, а именно:

  • Заявленный принцип работы электросчетчика данной модели;
  • Количество учитываемых фаз (фазность электрического прибора);
  • Указываемый в паспорте класс точности;
  • Способ снятия показаний (вариант подключения);
  • Тарификация учета;
  • Электрические параметры (ток и мощность прибора).

Согласно первому из этих признаков все учетные приборы делятся на индукционные счетчики (ИС) и электронные аппараты, а по второму – на однофазные и трёхфазные изделия. Кроме того, в соответствии со способом интегрирования в измеряемую цепь, они подразделяются на приборы прямого включения и устройства, подсоединяемые через специальные токовые трансформаторы – ТТ (смотрите фото ниже).

Точность различных образцов электросчётчиков может варьироваться от 0,2 до 2,5, а по наличию особых режимов снятия показаний они делятся на одно- 2-х и 3-х тарифные приборы. Электрические (токовые и мощностные) характеристики этих устройств выбираются, исходя из условий их эксплуатации.

Устройство и принцип работы ИС

Перед знакомством с устройством счетчика, в первую очередь, обратим внимание на то, что оно зависит как от принципа его действия, так и от функциональных возможностей. Так, устаревшие индукционные образцы в основном используются в однофазных питающих цепях и не могут обеспечить высокую точность измерений и режим с несколькими тарифами.

Для того чтобы понять принцип работы индукционного прибора, следует ознакомиться со всеми деталями его устройства. Классические представители этого класса состоят из следующих основных частей:

  • Корпуса, состоящего из двух половинок;
  • Двух обмоток с магнитными сердечниками, одна из которых является токовой, а другая – рассчитана на измерение напряжения;
  • Противовеса полюсов и алюминиевого диска, насаженного на ось с червячным редуктором;
  • Счетного механизма и тормозного магнита.

Простыми словами, работу индукционного счетчика можно представить следующим образом.

Основой измерительной частью прибора являются два электромагнита, изготовленные в виде соленоидов, расположенных под углом 90 градусов. На обмотку одного из них поступает токовая составляющая измеряемой электрической мощности, а на другую катушку подается соответствующее ей напряжение (смотрите фото ниже).

Важно! В соответствии с электрической схемой учетного узла, его токовая обмотка включается в измерительную цепь последовательно, а катушка напряжения – параллельно.

Такой способ их подключения обеспечивает наведение в зазоре между электромагнитными сердечниками суммарной ЭДС, пропорциональной произведению тока и напряжения, то есть мощности.

В это общее для обоих сердечников поле помещается закреплённый на оси алюминиевый диск, передающий вращающий момент через червячный редуктор на простейший счётный механизм. Под воздействием суммарной ЭДС, создаваемой поданным на схему напряжением (оно всегда постоянно) и изменяющимся, в зависимости от нагрузки током, легкий диск начинает вращаться.

Заметьте! Скорость его вращения пропорциональна величине формируемого в зазоре общего э/м поля, а, следовательно – и потребляемой квартирной сетью мощности.

Ответ на вопрос, как работает электромеханический индукционный счетчик, оказывается совсем простым: чем быстрее крутится его диск с меткой в средней части, тем больше расходуется энергии в данной потребительской сети.

Читайте также:  Где устанавливаются счетчики газа

Принцип действия 3-х фазного прибора этого же типа ничем существенно не отличается от уже описанного ранее. Разница будет лишь в конструкции счетных узлов и э/м катушек, число которых увеличивается вдвое (по количеству дисков). Внешний вид трехфазного счетчика приведён на рисунке ниже.

По мере совершенствования производственных технологий на смену уже устаревшим устройствам индукционного типа приходят современные электронные приборы, обеспечивающие более высокое качество учёта электроэнергии.

Электронные приборы учета

Рассмотрение этих достаточно сложных и сравнительно дорогих устройств начнем с изучения принципа работы электронного счетчика, для понимания которого необходимо ознакомиться со всеми его функциональными узлами. Их взаимодействие и порядок формирования итоговых показаний лучше всего иллюстрирует приводимая ниже блок-схема.

Из неё следует, что в состав электронного устройства входят следующие модули:

  • Входные трансформаторы напряжения и тока;
  • Преобразователь аналоговых уровней;
  • Микроконтроллер и ОЗУ;
  • Дисплей, индицирующий показания счетчика, учитывающего электрическую энергию (точнее её расход).

При появлении на входе преобразователя аналоговых входных сигналов U и I на выходе они трансформируются в цифровой код, который поступает затем в микроконтроллер. После дополнительной обработки и подсчёта импульсы выдаются на дисплей, на котором и индицируется точное показание потребленной электроэнергии.

Необходимо отметить! Микроконтроллер работает по заранее введённой программе, учитывающей время суток и длительность интервалов учета электроэнергии по заданному тарифу. В зависимости от текущего времени, осуществляется её подсчёт и вывод на дисплей соответствующего показания.

Так реализуется принцип работы однофазного счетчика по заданному тарифу.

Обратите внимание! Для трехфазных электронных приборов учета схема подсчета расходуемой энергии аналогична (он осуществляется по несколько изменённой программе).

В этом случае по итогам оценки каждой из фаз в интеграторе осуществляется суммирование соответствующих сигналов, а на индикатор поступает результирующий код. Помимо перечисленных составных частей, в корпусе электронного прибора имеются специальные клеммные колодки, к которым подводятся и от которых отводятся учитываемые счетчиком токи.

Особенности подключения

Устройство электросчетчика, с точки зрения его подключения к питающей линии, также должно учитываться при выборе прибора, подходящего для конкретных условий эксплуатации. В этом случае основное внимание уделяется следующим моментам:

  • При сетевом напряжении 220 Вольт в электрических цепях используются уже описанные ранее однофазные индукционные приборы или электронные счётные устройства;
  • В силовые цепи, рассчитанные на 380 Вольт, должны включаться трехфазные приборы учёта, позволяющие измерять не только активную, но и реактивную составляющую электрической мощности;

Дополнительная информация. Они также позволяют определять мгновенное направление потоков энергии.

  • Чисто внешнее их отличие от однофазных изделий состоит в больших габаритах и наличии на клеммнике 8-ми контактов вместо четырёх;
  • Что касается внутреннего устройства такого прибора, то для вывода показаний на лицевую панель также используется один механический счётчик, но импульсы на него поступают с двух дисков;
  • Суммирование каждой из учитываемых фаз происходит за счёт особой схемы подключения токовых катушек и обмоток напряжения;
  • В электронных трехфазных приборах подсчёт общей расходуемой мощности осуществляется программным путём.

По результатам обзора конструктивных особенностей и принципов работы счетчика можно с уверенностью сказать, что электронные приборы превосходят свои индукционные аналоги практически по всем показателям. Они не только с большей точностью учитывают объёмы потребляемой электроэнергии, но и обеспечивают удобную форму их представления (фото ниже).

Помимо этого, в этих современных изделиях предусматривается очень удобная для эксплуатационных условий возможность дистанционного снятия показаний и многотарифного учёта расходуемого энергоносителя.

Видео

Источник