Ak-montazh.ru

Интернет-энциклопедия по ремонту
5 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Устройство и принцип работы цифрового электросчетчика

Однофазный счетчик электроэнергии: подключение, принцип работы, критерии выбора

Частные потребители и промышленные предприятия обязаны обеспечивать постоянный учет электрической энергии, использованной для питания электрооборудования. В зависимости от количества фазных проводников, подключаемых к прибору учета электрической энергии все модели подразделяются на однофазные и трехфазные. В данной статье мы рассмотрим однофазный счетчик электроэнергии, как один из видов расчетных электрических приборов.

Принцип работы

За счет постоянного совершенствования технологий совершенствуются и счетчики электроэнергии. Все однофазные модели представленные на современном рынке подразделяются на индукционные и электронные.

Индукционный и электронный электросчетчик

Рис. 1. Индукционный и электронный электросчетчик

Первый вариант является первопроходцем в системе учета электрической энергии, несмотря на их простоту и доступность, электронные электросчетчики постепенно вытесняют их за счет высокой точности и расширенной функциональности.

Индукционные счетчики электроэнергии

Индукционные счетчики электроэнергии обладают простой и понятной конструкцией, на примере которой относительно легко разобраться с устройством и принципом действия простейшего электросчетчика.

Устройство индукционного счетчика электроэнергии

Рис. 2. Устройство индукционного счетчика электроэнергии

Конструктивно данная модель состоит из:

  • Токовой обмотки – представляет собой катушку индуктивности, включаемую в цепь последовательно нагрузке. Предназначена для измерения величины тока, потребляемого нагрузкой, изготавливается из проволоки большого сечения из нескольких витков.
  • Обмотки напряжения – также представлена катушкой индуктивности, но подключенной параллельно по отношению к токовой обмотке. Изготавливается из тонкой проволоки и укладывается большим количеством витков, применяется для измерения величины напряжения.
  • Алюминиевый диск – элемент счетчика электроэнергии, предназначенный для преобразования электромагнитного усилия в механическую работу. Устанавливается на ось для вращения по направлению усилий электромагнитного поля катушек индуктивности.
  • Счетный механизм – преобразует количество оборотов алюминиевого диска в цифровое отображение результатов измерения мощности. Состоит из механического циферблата шестеренчатого типа.
  • Постоянный магнит – применяется для сглаживания механических колебаний подвижного диска. Создает постоянный магнитный поток и обеспечивает плавность хода.

Принцип действия индукционного счетчика электроэнергии заключается в том, что при подключении в электрическую цепь на обмотку напряжения подается действующее номинальное напряжение. В случае подключения нагрузки к выводам электросчетчика через токовую катушку будет протекать определенная величина тока. При взаимодействии двух электромагнитных полей в алюминиевом диске начнут наводиться вихревые токи, что создаст его собственное электромагнитное поле. Механическое усилие от диска через систему шестеренок передастся счетному механизму.

Величина ЭДС, наводимая обмоткой тока и напряжения вступает во взаимодействие с собственным полем подвижного элемента, которое генерируется за счет вихревых токов. Мера данного взаимодействия и определяет скорость вращения алюминиевого диска. Чем больше сила тока, протекающего через токовую катушку, тем больше результат геометрического произведения напряжения и тока.

Геометрическое вычисление мощности счетчиком электроэнергии

Рис. 3. Геометрическое вычисление мощности счетчиком электроэнергии

Результирующее значение мощности будет быстрее вращать диск, что приведет к ускорению начисления показаний счетчика электроэнергии.

Электронные счетчики электроэнергии

С развитием и совершенствованием технических средств произошла модернизация классических индукционных электросчетчиков. Изначально выпускались гибридные электронно-механические модели, но со временем электроника все более и более вытесняла подвижные части. Конструктивно современная электронная модель счетчика электроэнергии состоит из:

  • Датчика тока – измеряет величину электрического тока, протекающего через счетчик электроэнергии;
  • Датчика напряжения – предназначен для измерения разности потенциалов, приложенной к зажимам счетчика;
  • Электронного преобразователя – осуществляет подсчет мощности, пропускаемой через счетчик электроэнергии;
  • Микроконтроллера – передает показания на дисплей и в блок памяти, может извлекать данные, обрабатывать их и передавать по каналам связи;
  • Дисплея – предназначен для вывода данных опроса со счетчика электроэнергии, может переключать информацию в многотарифных моделях;
  • Блока ОЗУ и ПЗУ – оперативная и долговременная память, предназначенная для хранения и обработки информации.

Принцип действия электронного счетчика электроэнергии основан на измерении силы тока и величины напряжения приложенного к подключенной нагрузке. Фиксация показаний осуществляется за счет датчиков и передается на электронный преобразователь, который рассчитывает величину мощности и преобразует единицу измеряемой величины в счетный импульс. Сигнал с преобразователя передается на микроконтроллер, который, в зависимости от установленной программы срабатывания, выдает на дисплей необходимые параметры электрической цепи. Помимо трансляции текущих показаний на дисплей, микроконтроллер записывает информацию в блок памяти, и извлекать ее в случае необходимости.

Плюсы и минусы

Однофазные электросчетчики применяются для учета электроэнергии, однако каждый вид прибора учета обладает своими преимуществами и недостатками. Поэтому по порядку рассмотрим плюсы и минусы для каждого из них.

Индукционные счетчики электроэнергии обладают такими плюсами:

  • Простая конструкция и меньшая себестоимость;
  • Доступная система работы, позволяющая даже неискушенному в электрике потребителю определить расход электроэнергии;
  • Такие счетчики электроэнергии куда более устойчивы к скачкам напряжения и низкому качеству электрической энергии в отечественных цепях;
  • Более длительный срок эксплуатации.

К существенным недостаткам индукционных моделей следует отнести их большие габариты и уязвимость перед простейшими способами хищения электроэнергии. Со временем начинают проявляться сбои в работе, часто потребители сталкиваются с явлением самохода.

Читайте так же:
Особенности использования и схема подключения двухполюсного автомата

Электронные счетчики электроэнергии однофазного типа характеризуются такими преимуществами:

  • Меньшие габариты, в сравнении с индукционными моделями;
  • Отсутствуют вращающиеся части, что увеличивает износостойкость и позволяет реже производить поверку счетчика электроэнергии;
  • Могут реализовывать многотарифный учет потребляемой электроэнергии, в некоторых моделях присутствует функция дистанционного автоматического опрашивания;
  • Позволяет фиксировать как активную, так и реактивную составляющую, определят максимум и минимум загрузки за сутки, неделю, месяц;
  • Обладают более высоким классом точности.

К недостаткам электронных моделей следует отнести высокую стоимость, их довольно трудно отремонтировать из-за сложной схемы и необходимости последующей настройки в лабораторных условиях. Также они крайне восприимчивы к качеству электроэнергии протекающей через них.

Нюансы установки и схема подключения

Установка и последующее подключение однофазного счетчика электроэнергии не представляют особых трудностей, поэтому данную процедуру по силам выполнить самостоятельно. Но, в то же время, важно соблюдать основные правила и требования для обеспечения вашей безопасности и функциональности системы.

Важно заметить, что подключение однофазного счетчика электроэнергии должно производиться в строгом соответствии со схемой подключения. Правильность выполненной операции проверяется контролером при приеме точки учета электроэнергии:

Схема подключения однофазного счетчика электроэнергии

Рис. 5. Схема подключения однофазного счетчика электроэнергии

Как видите на рисунке, зажимы 1 и 3 предназначены для подключения фазного проводника, а зажимы 4 и 6 для подсоединения нейтрального проводника. Такой принцип оговаривается инструкцией завода изготовителя, поэтому перед началом подключения однофазного электросчетчика необходимо ознакомиться с его техническими параметрами. Чтобы фазный и нейтральный проводник подключались строго к предназначенным для этого зажимам.

Также при подключении важно соблюдать следующие нюансы:

  • Любая замена или установка нового счетчика электрической энергии должна согласовываться с энергоснабжающей компанией, иначе вас могут отключить с последующим наложением штрафа.
  • Высота размещения счетчика электрической энергии должна составлять от 0,8 до 1,7м над уровнем пола в соответствии с п.1.5.29 ПУЭ. Желательно подбирать расположение таким образом, чтобы показания находились в зоне видимости.
  • Оголенные провода внутри зажима должны исключать возможность соприкосновения жил с разным потенциалом в соответствии с п.5.4 ГОСТ 31818.11-2012.
  • Согласно п.1.5.33 ПУЭ провод или кабель, подключаемый к счетчику электроэнергии должен исключать пайки и другие соединения, допускающие возможность подключения.
  • В соответствии с п.5.9 ГОСТ 31818.11-2012 степень защиты от проникновения влаги и пыли для установки однофазного электросчетчика внутри помещения должна составлять не менее IP51 и не ниже IP54 для наружного расположения.

Получить еще более детальную информацию о подключении электросчетчиков вы можете в нашей статье: https://www.asutpp.ru/podklyuchenie-elektroschetchika.html

Критерии выбора

Выбор конкретной модели производится на основании индивидуальных особенностей подключения каждого потребителя. Основными критериями при выборе однофазного счетчика электроэнергии являются:

Электронный цифровой счётчик для учёта электроэнергии

Электронный цифровой счётчик

Измерить количество энергии на участке электрической сети за какой-то промежуток времени — вот основная задача электрического счётчика. Существует немало приборов учёта — с оборотными дисками и современные электронные счётчики электроэнергии. Домашнему мастеру о таких приборах нужно знать только одно; без него нельзя. Вмешиваться в работу или устанавливать его самостоятельно запрещено.

Устройство и принцип работы

Для учёта электрической энергии постоянного тока выпускают приборы постоянной величины, которые применяют только на предприятиях, эксплуатирующих мощное оборудование. Они выпускаются небольшими партиями и в бытовых целях не применяются.

Синусоидальной гармонической формы приборы переменного тока выпускают для учёта энергии с однофазной и трёхфазной системой напряжения.

К основным элементам, которые находятся внутри корпуса аппарата, относится:

Устройство и принцип работы

  • клеммная колодка;
  • панель жидкокристаллического дисплея (ЖКИ);
  • органы передачи информации и управления работой;
  • измерительные трансформаторы;
  • печатная плата с твердосплавными элементами;
  • защитный кожух.

Внутренний алгоритм работы однофазных и трёхфазных приборов одинаковый. Через трансформаторные датчики поступают сигналы на входы микросхемы — преобразователя. С выхода микросхемы частотный сигнал поступает на вход микроконтроллера. Он складывает все пришедшие импульсы для получения количества энергии в киловатт-час.

Накопленная энергия записывается во флеш-память и выводится на монитор. Если напряжение в сети исчезает, то в памяти сохраняется информация о накопленной энергии. Она считывается микроконтроллером, а затем выводится на индикатор после восстановления напряжения. Счёт прибор продолжает с этой величины.

Для такого алгоритма нужно менее одного килобайта памяти микроконтроллера. Дисплей может быть 6−8-разрядный 7-сегментный ЖКИ и управляется контроллером.

Характеристика электронного счетчика

Первые электронные приборы учёта были созданы в 70-х годах в Европе. Предпосылкой их создания стало развитие электроники и реализация более сложных задач, чем учёт энергии.

Появление таких устройств в 90-х годах в России стимулировалось подорожанием энергии, приватизацией и реструктуризацией электроэнергетики, появлением различных собственников. В таких условиях заводы-производители начали осваивать производство электронных счётчиков.

Читайте так же:
Реле контроля напряжения: принцип работы, схема, нюансы подключения

Преимущества электронных моделей неоспоримы:

Счётчики электроэнергии.

  • в условиях быстропеременных и низких нагрузок сохраняется высокий класс точности;
  • возможность работать по различным тарифам;
  • разные виды энергии можно учитывать одним прибором, в том числе в двух направлениях;
  • возможно измерение показателей мощности, качества и количества энергии;
  • допустимо длительное хранение данных учёта и доступа к ним;
  • можно фиксировать несанкционированный доступ и случаи хищения электрической энергии;
  • возможность дистанционно снимать показатели с использованием различных интерфейсов;
  • можно рассчитывать потери;
  • вероятность создания современных АСКУЭ (автоматизированная система коммерческого учёта электрической энергии).

К декларируемым преимуществам можно отнести защищенность приборов от традиционных методов хищения электрической энергии и до 16 лет срок межповерочного интервала.

Сегодня электронные приборы дороже индукционных счётчиков электроэнергии.

Обеспечение надёжности и ремонт

Прибор должен обладать определённым значением точности. Проверить её можно в специальных электротехнических лабораториях, которые имеют право проводить проверку и пломбировку счётчиков. Можно оценить работу устройства и в домашних условиях:

Обеспечение надёжности

  1. При отключении нагрузки световой индикатор прибора должен остановиться. Если он продолжает свой счёт, то устройство неисправно и начался самоход. Лучше это делать ночью, когда сеть минимально нагружена, а все электробытовые приборы отключены.
  2. Появление заметного жужжания устройства не считается признаком неисправности, если не обнаруживается при этом самоход.
  3. Искажения показаний прибора, обнаруженные при получении счёта за потреблённую электрическую энергию. Например, показания счётчика за июнь составили 100 кВт. В июле вся семья на месяц выехала в отпуск, отключив электробытовые приборы, а по данным счёта, расход электрической энергии составил 60 кВт. Наличие самохода в таком случае нужно проверить обязательно.

При отсутствии самохода световой индикатор не должен показать в течение 15 минут более одного импульса. Итак, если обнаружены импульсы при отсутствии нагрузки, это говорит о неисправности внутри счётчика, его необходимо сдать в ремонт.

Чтобы сдать прибор в ремонт, необходимо вызвать представителя энергосберегающей компании, получить предписание на поверку устройства или его замену.

Определение показателей прибора

По данным электрического счётчика можно установить ряд необходимых показателей:

Определение показателей

  1. Расход энергии за определённый промежуток времени. Для этого от конечных показаний счётчика вычитают начальные показания. В зависимости от типа прибора эти расчётные данные могут умножаться на коэффициент трансформации трансформаторного тока.
  2. Факт включения на данный момент каких-либо электрических приборов или ламп в сеть квартиры. Если световой индикатор не считает, значит, всё выключено.
  3. Мощность включённых приборов.
  4. Проходящую через счётчик величину тока.
  5. Перегрузку в сети или на самом счётчике.

Достоинством электронных счётчиков является также то, что они производятся как под один тариф, так и под несколько.

Выбор оптимального варианта

Российские компании выпускают устройства, аналогичные зарубежным предприятиям. Их стоимость значительно ниже, а качество не уступает европейским лидерам. Все электросчётчики должны соответствовать ГОСТу Р 52320−2005, что подтверждаться паспортом прибора.

Риск получать неверные результаты о потреблённой энергии возникает при покупке моделей малоизвестных производителей. Если они выйдут из строя, может возникнуть проблема, связанная с их ремонтом. В то время как известные компании имеют сервисные центры.

Выбирать устройство для квартир нужно классом точности до 2.0 и не менее 50 А должна быть сила тока. От 10 до 16 лет — оптимальный межповерочный интервал для прибора.

В технической документации на прибор ставиться печать, которая подтверждает пройденную на предприятии проверку на точность и работоспособность, указывается дата этой проверки. При продаже устройства продавец записывает начальные показания прибора. На электросчётчик ставится государственная пломба, на которой фиксируется год и квартал прохождения теста .

Перед покупкой электронного счётчика в энергосберегающей компании нужно уточнить, какие модели разрешены к использованию. Некоторые компании требуют приобретать приборы учёта, которые могут быть подключены к системе АСКУЭ. В этом случае показания устройства поступают поставщику энергии в автоматическом режиме.

Лучшие аппараты учета

Срок эксплуатации прибора и экономия средств зависят от правильного выбора электронного счётчика. По отзывам покупателей, сомнения не вызывают такие производители измерительной электротехники:

Лучшие аппараты

  1. Инкотекс. Это российская компания, которая входит в мощный холдинг и на протяжении 15 лет выпускает модели под маркой «Меркурий». По продажам эта компания занимает первое место в России.
  2. Тайпит. Фирма находится в Санкт-Петербурге, основана в 1999 году и производит электросчётчики модели «Нева» и прочие измерительные устройства.
  3. Энергомера. Это молодая фирма, которая зарегистрирована в 2010 году и является крупнейшим производителем счётчиков электрической энергии на российском рынке.

Все аппараты этих производителей ценятся как потребителями, так и профессионалами.

Меркурий

Модель Меркурий 201.8 — современный прибор учёта с 7-разрядным ЖКИ. Класс его точности при измерении активной энергии составляет 1.0, напряжение колеблется в диапазоне от 220 В до 230 В, а сила тока от 5 А до 80 А. Эти устройства могут работать при температуре от -45 ºС до +75 ºС, при максимальной влажности до 90%.

Читайте так же:
Нормы и требования к прокладке электропроводки в жилых помещениях

Модульный корпус, измерительный преобразователь тока и винтовые клеммы — всё это особенности аппарата. Дополнительным элементом аппарата является светодиодная подсветка, которая очень удобная для считывания показателей.

Срок эксплуатации этих моделей 30 лет, а между ревизиями 16 лет. Эти приборы просты в монтаже, компактны и имеют минимальный вес. У них высокий класс точности, хороший запас прочности и бюджетная стоимость.

Удобный и красивый цифровой прибор Нева М. Т. 123 пользуется спросом не только в домах и квартирах, но и в торговых залах, офисах и на предприятиях.

Этим устройством можно измерять:

  • частоту сетевого напряжения;
  • активную мощность;
  • напряжение и силу тока.

Все модели отличаются многофункциональностью, точностью измерения электрической энергии, надёжностью, качеством материалов, из которого они изготавливаются, и выгодной ценой.

Рабочее напряжение — 230 В, номинальный ток — 5 А, а гарантийный срок — 30 лет.

Энергомера

Энергомера CE102M S7 145-JV — это модель с классом точности 1.0, устойчива к воздействиям климатического, электромагнитного и механического типа.

  • сила тока — 5 (60) А;
  • напряжение — 220 (230) В;
  • температура функционирования — -45 ºС (+70 ºС);
  • влажность — 98%.

Дополнительными возможностями прибора учёта являются: энергонезависимая память, наличие шунта, интерфейс связи, индикация информации за определённый промежуток времени. Аппарат компактный, удобен в пользовании, его легко перепрограммировать. С устройства можно снять информацию без наличия напряжения, его память защищена от попыток внесения изменений. Этот счётчик широко используется в помещениях с большим количеством электрических точек.

Современные приборы учета — электронные счетчики электроэнергии: особенности устройства и эксплуатации

Никто не спорит с тем, что электричество – это благо, но за него надо платить.

Счетчики электроэнергии, установленные во многих домах, призваны помочь стабилизировать оплату и, по возможности, минимизировать ее.

Виды приборов

Принцип работы любого счетчика заключается в измерении активной энергии и подсчете потраченного.

При этом различают несколько вариантов счетчиков.

Они делятся:

  • по принципу подключения – на приборы прямого и трансформаторного включения;
  • по измеряемым величинам – на однофазные и трехфазные;
  • по конструкции – на механические, электронные и гибридные;
  • по количеству тарифов – на одно- и многотарифные.

В основном, для учета электричества используют электронные устройства, которые обладают рядом преимуществ: они более точные и позволяют использовать несколько тарифов, на которые они переводятся самостоятельно, без участия владельцев.

Как работает

Электрический учет устроен на прямом измерении напряжения и тока: вся информация о потреблении электричества подается на индикатор и сохраняется в памяти устройства.

При этом, устройство обладает рядом преимуществ:

  1. Оно позволяет точнее считывать информацию, что препятствует краже электроэнергии.
  2. Обладает меньшими размерами по сравнению с механическими.
  3. Может автоматически переключаться по разным тарифам, не требуя присутствия человека, что позволяет экономить деньги.
  4. Электронные модели проверяют раз в 4-16 лет. Это необходимо для проверки правильности начислений. Проверкой занимается Сфера государственного регулирования обеспечения единства измерений.

Подсчет электричества производится за счет преобразования сигналов тока и напряжения, «входящих» в прибор, в импульс, который он и подсчитывает.

Число последних при этом изменяется в соответствии с поступающей энергией. То есть, чем больше электричества будет израсходовано, тем больше импульса получит устройство и посчитает.

Вместе с подсчитывающим устройством электронный счетчик имеет дисплей, на котором отражаются изменения в потреблении тока, максимальное и минимальное значения, текущий тариф и другие необходимые хозяевам данные.

Возможно, Вас заинтересует статья о двухтарифных счетчиках электроэнергии.

Статью о том, как снять показания с трехтарифного электросчетчика, читайте здесь.

Однофазные и трехфазные модели

Главным принципом деления электронных счетчиков являются сами измеряемые величины и технические характеристики.

Они бывают:

  1. Однофазными: их используют в квартирах, отдельных домах, небольших офисах и других площадках, питающихся от сети в 3-7 кВт с напряжением 220 В. Такие приборы рассчитаны на токи в 13-32 А (1 кВт = 4,5А, соответственно, 3 кВт – это 13,5 А). При выборе прибора необходимо учесть, что на нем должны быть обозначены номинальное и максимальное значения тока, обычно это соответствует 5-40 А.
  2. Трехфазными: их обычно применяют в промышленных и бытовых зданиях с большой «проходимостью» тока, а также в частных коттеджах, где ввод происходит только по трехфазной системе. Самым простым способом выбрать подходящее устройство станет обращение в соответствующие службы: они смогут помочь в выборе, назвав основные характеристики или модели.

Стоит обратить внимание, что трехфазный счетчик должен иметь внутренний тарификатор. Он осуществляет формирование графика нагрузки и отслеживает переход тарифов, отмечает перенапряжения и отсутствие тока, его работу, спад или увеличение напряжения. Это помогает в снятии показаний счетчика.

Читайте так же:
Розетки с таймером: виды, принцип работы, какую лучше выбрать и почему

При выборе электронного электросчетчика лучше остановиться на моделях в большим гарантийным сроком и указанным сроком службы, а также проследить, чтобы в городе была мастерская компании.

Это поможет сократить расходы в случаи поломки или установки нового.

Электронный вариант счетчика на сегодняшний день пользуется большим спросом в квартирах и домах. Благодаря расширенным возможностям он предотвращает хищения энергии и может помочь сберечь деньги владельцу жилплощади.

Возможно, Вам будет также интересна статья о счетчиках электроэнергии Нева.

Статью о двухтарифных электросчетчиках Меркурий читайте здесь.

Выбирая модель, не стоит скупиться: дешевый вариант, сделанный из непрочных материалов, прослужит намного меньше, чем более дорогой.

Смотрите видео, в котором на примере конкретной марки рассмотрены особенности электронных счетчиков электроэнергии:

Электронные счетчики

Электронные счетчики, это приборы, представляющие собой преобразователь аналогового сигнала в частоту следования импульсов, подсчёт которых дает количество потребляемой энергии. Главным преимуществом электронных счётчиков по сравнению с индукционными, является отсутствие вращающихся элементов. Кроме того, они обеспечивают более широкий интервал входных напряжений, позволяют легко организовать много-тарифные системы учёта. Имеют режим ретроспективы – т.е. позволяют посмотреть количество потреблённой энергии за определённый период, как правило, помесячно; измеряют потребляемую мощность, легко вписываются в конфигурацию систем АСКУЭ и обладают ещё многими дополнительными сервисными функциями.

Электронные счетчики

Электронные счетчики

Разнообразие этих функций заключается в программном обеспечении микроконтроллера, который является непременным атрибутом современного электронного счётчика электроэнергии.

Схема и принцип работы однофазного электронного счетчика

В ней измерительный трансформатор тока включен в разрыв фазного провода потребителя, а трансформатор напряжения подключен к фазе и нулю.

Электронные счетчики

Схема электронного счетчика

Сигналы с обоих трансформаторов не нуждаются в усилении и направляются по своим каналам на блок АЦП, осуществляющий преобразование их в цифровой код мощности и частоты. Дальнейшие преобразования выполняет микроконтроллер, осуществляющий управление: дисплеем; электронным реле; ОЗУ — оперативным запоминающим устройством. Через ОЗУ выходной сигнал может передаваться дальше в канал информации, например, с помощью оптического порта.

Принцип работы счетчиков заключается в измерении активной энергии и подсчете потраченной. При этом различают несколько вариантов счетчиков.

  • по принципу подключения – на приборы прямого и трансформаторного включения
  • по измеряемым величинам – на однофазные и трехфазные
  • по конструкции – на механические, электронные и гибридные
  • по количеству тарифов – на одно и много-тарифные

В основном, для учета электричества используют электронные устройства, которые обладают рядом преимуществ: они более точные и позволяют использовать несколько тарифов, на которые они переводятся самостоятельно, без участия владельцев.

Конструктивно электросчётчик состоит из корпуса с клеммной колодкой, измерительного трансформатора тока и печатной платы, на которой установлены все электронные компоненты.

Основными компонентами современного электронного счётчика являются:

  • трансформатор тока
  • дисплей ЖКИ
  • источник питания электронной схемы
  • микроконтроллер
  • часы реального времени
  • телеметрический выход
  • супервизор
  • органы управления
  • оптический порт (опционально)
ЖКИ дисплей

Представляет собой много-разрядный буквенно-цифровой индикатор и предназначен для индикации режимов работы, информации о потребленной электроэнергии, отображении даты и текущего времени.

Источник питания

Служит для получения напряжения питания микроконтроллера и других элементов электронной схемы. Непосредственно с источником связан супервизор.

Микроконтроллер

Является сердцем электронного электросчётчика. Это может быть как микросхема компании Microchip (PIC-контроллер), так и производителей ATMEL или NEC.

Часы реального времени

Предназначены для отсчета текущего времени и даты. В некоторых электросчётчиках данные функции возлагаются на микроконтроллер, однако для уменьшения его загрузки, как правило, используют отдельную микросхему, например, DS1307N. Использование отдельной микросхемы позволяет высвободить мощности микроконтроллера и направить их на выполнение более ответственных задач.

Телеметрический выход

Служит для подключения к системе АСКУЭ или непосредственно к компьютеру (как правило, через преобразователь интерфейса RS485/RS232).

Супервизор

Формирует сигнал сброса для микроконтроллера при включении и отключении питания, а также следит за изменениями входного напряжения.

Оптический порт

Он есть не во всех электросчётчиках, позволяет снимать информацию непосредственно с электросчётчика и в некоторых случаях служит для их программирования (параметризации).

В электронном счетчике выполнение практически всех функций возложено на микроконтроллер. Он является преобразователем АЦП (преобразует входной сигнал с трансформатора тока в цифровой вид, производит его математическую обработку и выдаёт результат на цифровой дисплей.) Микроконтроллер также принимает команды от органов управления и управляет интерфейсными выходами.

Возможности, которыми обладает микроконтроллер, зависят от его программного обеспечения (ПО). Без ПО, это просто пластмассово-кремниевый кубик. Поэтому разнообразие сервисных функций и выполняемых задач зависит от того, какое техническое задание было поставлено перед программистом.

Электронные счетчики и перспективы развития

В настоящее время развитие электронных счётчиков идёт в основном в плане добавление «наворотов», различные производители добавляют всё новые функции, например, некоторые устройства могут вести контроль состояния питающей сети с передачей этой информации в диспетчерские центры и т.д.

Читайте так же:
Селективное УЗО: устройство, назначение, сфера применения + схема и нюансы подключения

Довольно часто в электросчётчик вводят функцию ограничения мощности. В этом случае, при превышении потребляемой мощности, электросчётчик отключает потребителя от сети. Для управления подачей напряжения, внутрь электросчётчика устанавливают контактор на соответствующий ток. Так же отключение возможно, если потребитель превысил отведённый ему лимит электроэнергии или же закончилась предоплата за электроэнергию. Кстати, некоторые электросчётчики позволяют пополнить денежный баланс прямо через встроенные в них считыватели пластиковых карт. К электросчётчикам данной группы относятся СТК-1-10 и СТК-3-10.

Электронные счетчики и АСКУЭ

Попытки создания АСКУЭ (автоматизированной системы контроля учёта электроэнергии) связаны с появлением в относительно доступных микропроцессорных устройств, однако дороговизна последних делала системы учета доступными только крупным промышленным предприятиям. Разработку АСКУЭ вели целые НИИ.

Решение задачи предполагало:

  • оснащение индукционных счетчиков электрической энергии датчиками оборотов
  • создание устройств, способных вести подсчет поступающих импульсов и передавать полученный результат в ЭВМ
  • накопление в ЭВМ результатов подсчета и формирование отчетных документов

Первые системы учета были крайне дорогими, ненадежными и малоинформативными комплексами, но они позволили сформировать базу для создания АСКУЭ следующих поколений.

Переломным этапом в развитии АСКУЭ стало появление персональных компьютеров и создание электронных электросчётчиков. Ещё больший импульс развитию систем автоматизированного учёта придало повсеместное внедрение сотовой связи, что позволило создать беспроводные системы, так как вопрос организации каналов связи являлся одним из основных в данном направлении.

Основное назначение системы АСКУЭ — в разумных интервалах времени собрать в центрах управления все данные о потоках электроэнергии на всех уровнях напряжения и обработать полученные данные таким образом, чтобы обеспечить составление отчётов за потребленную или отпущенную электроэнергию (мощность), проанализировать и построить прогнозы по потреблению, выполнить анализ стоимостных показателей и произвести расчёты за электрическую энергию.

Для организации системы АСКУЭ необходимо:

  1. В точках учёта энергии установить высокоточные средства учёта — электронные счётчики
  2. Цифровые сигналы передать в так называемые «сумматоры», снабженные памятью.
  3. Создать систему связи (как правило, последнее время для этого используют GSM – связь), обеспечивающую дальнейшую передачу информации в местные и на верхние уровни.
  4. Организовать и оснастить центры обработки информации современными компьютерами и программным обеспечением.

Электронные счетчики

Пример простейшей схемы организации АСКУЭ показан на рисунке. В ней можно выделить несколько отдельных основных уровней:

1. Уровень первый – это уровень сбора информации

Элементами этого уровня являются электросчётчики и различные устройства, измеряющие параметры системы. В качестве таких устройств могут применяться различные датчики как имеющие выход для подключения интерфейса RS-485, так и датчики, подключенные к системе через специальные аналого-цифровые преобразователи. Необходимо обратить внимание на то, что возможно использовать не только электронные электросчётчики, но и обычные индукционные, оборудованные преобразователями количества оборотов диска в электрические импульсы.

В системах АСКУЭ для соединения датчиков с контролерами применяют интерфейс RS-485. Входное сопротивление приемника информационного сигнала по линии интерфейса RS-485 обычно составляет 12 кОм. Так как мощность передатчика ограничена, это создает ограничение и на количество приемников, подключенных к линии. Согласно спецификации интерфейса RS-485 с учетом согласующих резисторов приёмник может вести до 32 датчиков.

2. Уровень второй – это связующий уровень

На этом уровне находятся различные контролеры необходимые для транспортировки сигнала. В схеме АСКУЭ представленной на рисунке, элементом второго уровня является преобразователь, преобразующий электронный сигнал с линии интерфейса RS-485 на линию интерфейса RS-232, это необходимо для считывания данных компьютером либо управляющим контролером.

В случае если требуется соединение более 32 датчиков, тогда в схеме на этом уровне появляется устройства, называемые концентраторы. На рисунке показана схема построения системы АСКУЭ для количества датчиков от 1 до 247 шт.

Электронные счетчики

3.Третий уровень – это уровень сбора, анализа и хранения данных

Элементом этого уровня является компьютер, контролер или сервер. Основным требование к оборудованию этого уровня является наличие специализированного программного обеспечения для настройки элементов системы.

В настоящее время практически все электронные электросчётчики оборудованы интерфейсом для включения в систему АСКУЭ. Даже те, которые не имеют этой функции, могут оснащаться оптическим портом для локального снятия показаний непосредственно на месте установки электросчётчика путём считывания информации в персональный компьютер. Поэтому, сегодня электросчётчик является сложным электронным устройством.

При проектировании современных систем АСКУЭ применяют только электронные счётчики. Они имеют неоспоримые преимущества перед индукционными именно в «информационном» плане и обладают практически неограниченными сервисными возможностями.

Смотрите видео, в котором на примере конкретной марки рассмотрены электронные счетчики.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию