Учет электроэнергии

КОНСТРУКЦИЯ ЭЛЕКТРОСЧЁТЧИКА
Электронный счётчик
Индукционный счётчик

Преобразователь (как видно из названия узла) преобразует аналоговый сигнал в цифровой импульсный, пропорциональный потребляемой мощности.
Микроконтроллер – главная часть электросчётчика, анализирует этот сигнал, рассчитывая количество потребляемой электроэнергии и осуществляет передачу информации на устройства вывода, на электромеханическое устройство или на дисплей – если используется жидкокристаллическая матрица, где и показывается количество потребляемой электроэнергии.
Электронный электросчётчик – это устройство измерения электрической мощности с преобразованием её в аналоговый сигнал, который далее преобразуется в импульсный сигнал, пропорциональный потребляемой мощности.
Основные части индукционного электросчётчика это: токовая катушка 1, катушка напряжения 2, алюминиевый диск 3, счётный механизм с червячной и зубчатой передачей 4 и постоянный магнит 5.
Токовая катушка включена в сеть последовательно и создаёт переменный магнитный поток, пропорциональный току, а катушка напряжения – параллельно, создавая переменный магнитный поток, пропорциональный напряжению. Эти магнитные потоки пронизывают алюминиевый диск, причём, переменные магнитные потоки токовой обмотки – дважды, в связи с U-образной формой её магнитопровода, наводя в нём ЭДС.Таким образом, возникают электромеханические силы, создающие крутящий момент – вращение диска, ось которого связана со счётным механизмом червячной и зубчатой передачей, производя передачу движения оси диска на цифровые барабаны.Крутящий момент, создающий вращение диска пропорционален мощности сети; выше мощность – сильнее крутящий момент, диск крутится по оси быстрее.

КЛАССИФИКАЦИЯ СЧЁТЧИКОВ
Счетчики электроэнергии делятся на индукционные и электронные
Индукционные (электромеханические) счетчики –названы так за счет эффекта магнитной индукции, приводящей в движение магнитопровод и отчетное устройство счетчика, под действием протекающего тока. Особенности: слабая защита от хищений, повышенное собственное потребление, ограниченность доп. функций, низкий класс точности.
Электронные (цифровые) электросчетчики – устройства, с шунтом в качестве датчика тока ( в подавляющем большинстве) и микросхемой платы для анализа показаний и вывода на отчетное устройство. Особенности - высокий класс точности, возможен много тарифный учет и сохранение информации по потреблению.

По типу сети, к которой подключается счетчик
Однофазные электросчетчики используются в двухпроводных однофазных сетях.
Трехфазные электросчетчики используются в трехфазных сетях, возможно как трех проводное, так и четырех проводное подключения.

Способ подключения. Счетчики электроэнергии подключаются или напрямую к измеряемой сети, в этом случае подключение называют «прямым», или через измерительный трансформатор –«трансформаторное подключение»
По количеству измеряемых тарифов счетчики подразделяются на многотарифные и однотарифные. Многотарифная система учета – это подсчет количества потребленной энергии в различное время суток, дней недели, связи с различной стоимостью электроэнергии в течении дня. По умолчанию многотарифные электросчетчики запрограммированы под тариф «день-ночь» согласно смене тарифного расписания в Вашем регионе.

Тип тарификатора а у многотарифных электросчетчиков : с внутренним и внешним тарификатором
С внешним тарификатором – переключение происходит под действием внешнего сигнала от внешнего тарификатора (отдельно приобретаемое устройство) или сигнал передается через каналы связи если электросчетчик включен в систему АСКУЭ
Внутренний тарификатор – устройство, включенное в устройство электросчетчика. Из недостатков, при изменении тарифного расписания в регионе необходимость ручного перепрограммирования каждого счетчика.

По максимальному, базовому, стартовому измеряемому току
Стартовый ток –величина с которой начинается регистрации электроэнергии счетчиков
Максимальный ток- максимальная величина тока, при котором происходит корректная регистрация потребляемого тока.
Базовый ток - значение тока, который является исходным для установления требований к счетчику с непосредственным включением.
По классу точности – погрешность измерения относительно диапазона измерений. При классе точности 1 и максимальному току 60А, максимальная погрешность равна 0,6А. В настоящий момент большинство бытовых электросчетчиков имеют класс точности 1.0

По типам интерфейсов связи интерфейсы связи
Телеметрический (импульсный) – передача импульсов по двухпроводной линии связи пропорционально потребленной электроэнергии.
Оптопорт (ИК) порт –передача данных через инфракрасную связь.
RS 485 полудуплексный многоточечный последовательный интерфейс передачи данных. Передача данных осуществляется по одной паре проводников с помощью дифференциальных сигналов.
RS-232 – последовательный сетевой интерфейс стандарта RS-232 для обмена данными со счетчиками. Дальность передачи данных несколько десятков метров. По умолчанию встроен в большинство компьютеров. Необходима прокладка дополнительных линий.
ВОЛС – волоконно-оптическая линия связи для односторонней передачи данных измерения счетчика. Необходима прокладка дополнительных линий.

CAN – (англ. Controller Area Network - сеть контроллеров) - стандарт промышленной сети, ориентированный прежде всего на объединение в единую сеть различных исполнительных устройств и датчиков.
PLC-модем - Power Line Communications (PLC) – современная телекоммуникационная технология, использующая электросеть для высокоскоростного информационного обмена данными . В этой технологии, основанной на частотном разделении сигнала, высокоскоростной поток данных разбивается на несколько низко скоростных, каждый из которых передается на отдельной частоте с последующим их объединением в один сигнал. Таким образом, обычная электросеть используется одновременно для передачи электроэнергию и обмена данными, без снижения основных функций. Дальность передачи данных до одного километра
GSM - интерфейс сотовой связи. Позволяет дистанционно считывать информацию со счетчиков по линиям сотовых операторов. Нет необходимости прокладки дополнительных линий. в настоящий момент с GSM модемов в основном используют счетчики типа Меркурий 230 ART PQRSCGDN

СХЕМЫ ПОДКЛЮЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОСЧЁТЧИКОВ
Однофазные электросчётчики имеют четыре контакта в клеммной колодке. Схемы подключения однофазных электросчётчиков типовые, независимо от типа счётчика. На клемму 1 подаётся питание - фаза, клемма 2 – его выход на нагрузку; соответственно, приходящий ноль подаётся на клемму 3, его выход на нагрузку – клемма 4. Применение трансформаторов тока в них не предусмотрено.

СХЕМА ПОДКЛЮЧЕНИЯ ОДНОФАЗНОГО ЭЛЕКТРОСЧЁТЧИКА

СХЕМА ПОДКЛЮЧЕНИЯ ТРЁХФАЗНОГО ЭЛЕКТРОСЧЁТЧИКА ПРЯМОГО ВКЛЮЧЕНИЯ
Трёхфазные счётчики электроэнергии, в отличие от однофазных могут иметь разные схемы подключения, в зависимости от типа счётчика.
Существуют счётчики прямого включения (более 5 Ампер) - они подключаются к сети без трансформаторов тока и счётчики электроэнергии с токовым номиналом 5 Ампер - их можно подключать с трансформаторами тока и напрямую. Буква У в маркировке счётчика (напр. СА4У-И672М) означает, что он может быть подключен как через трансформаторы тока, так и без них (универсальный).

СХЕМА ПОДКЛЮЧЕНИЯ ТРЁХФАЗНОГО ЭЛЕКТРОСЧЁТЧИКА ЧЕРЕЗ ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА

СХЕМА НЕПОСРЕДСТВЕННОГО ВКЛЮЧЕНИЯ

СЧЁТЧИКИ ПОЛУКОСВЕННОГО ВКЛЮЧЕНИЯ
Такие счетчики подключаются к электросети не напрямую, как предыдущие, а через трансформаторы тока, что позволяет использовать такой учет электроэнергии в сети с большими мощностями. И если вы рассчитываетесь за электроэнергию по такому счетчику, то разность показаний нужно умножать на коэффициент трансформации тансформаторов тока для получения объема потребленной электроэнергии.
Здесь возможно несколько видов схем подключения.

ДЕСЯТИПРОВОДНАЯ СХЕМА
Цепи тока и напряжения между собой не связаны, что хорошо в плане электробезопасности и проверки правильности подключения.

СХЕМА ПОДКЛЮЧЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА В «ЗВЕЗДУ»

СХЕМА ПОДКЛЮЧЕНИЯ С СОВМЕЩЁННЫМИ ЦЕПЯМИ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ

СЧЁТЧИКИ КОСВЕННОГО ВКЛЮЧЕНИЯ
Такие счетчики предназначены для учета электроэнергии на высоковольтных присоединениях 6(10) кВ и выше. Они подключаются к питающей сети с использованием высоковольтных трансформаторов тока и трансформаторов напряжения. Если вы не энергетик крупного предприятия, навряд ли вы встречались с такой схемой включения учета электроэнергии, но схему все же приведу, для общего развития