Электросчетчик для квартиры или частного дома

Устройство счётчика электроэнергии с удалённой передачей данных

Приборы учёта с дистанционной передачей информации представляют собой устройство, преобразующее аналоговый сигнал в импульсы, при подсчёте которых и вычисляется объём потребляемой электроэнергии. Отличия электронных электросчётчиков от индукционных состоят не только в отсутствии подвижных механических элементов. Основным отличием является расширенный функционал прибора, а именно:

• увеличенный временной интервал входного напряжения;
• удобная организация системы многотарифного учёта потреблённого электричества;
• возможность просмотра данных на предыдущие учётные периоды;
• измерение потребляемой мощности;
• возможность подключения к системам автоматического дистанционного сбора и пересылки информации поставщику.

Устройство счётчика с удалённой передачей данных

В плане конструкции современный электронный счётчик представляет собой корпус, в котором расположен измерительный трансформатор тока, клеммная колодка и печатная плата, оснащённая электронными элементами схемы.

Строение прибора учёта электроэнергии, дистанционно передающего данные

Современные модели электросчётчиков электронного типа включают в себя такие обязательные элементы, как:

• жидкокристаллический дисплей;
• таймер, отображающий фактическое время;
• трансформатор тока;
• выход для подключения телеметрии;
• элементы контроля и управления;
• источник питания для работы электронной схемы электросчётчика;
• супервизор;
• оптический порт, устанавливаемый опционно.

Жидкокристаллический дисплей представляет собой многоразрядный буквенно-цифровой индикатор для отображения рабочих режимов прибора учёта электронного типа. Кроме того, ЖК-дисплей показывает данные о потреблённой электроэнергии, фактическое время и дату.

Автоматизированную систему простому пользователю самостоятельно не создать

Независимый источник питания в счётчике предназначен для обеспечения работы электронной схемы. К нему также подключён супервизор, который создаёт сигнал сброса для микроконтроллера, возникающий при включении или отключении электропитания. Кроме того, супервизор позволяет мониторить изменения входного напряжения.

Часы, отображающие фактическую дату и время. В некоторых моделях счётчиков эту функцию выполняет микроконтроллер. Для снижения нагрузки на данную деталь, как правило, устанавливают отдельную микросхему, которая снижает расход мощности микроконтроллера, перенаправляя высвобождённую энергию на решение более важных задач.

Современные электронные электросчётчики представлены в большом ассортименте

Телеметрический выход счётчика − это разъём, предназначенный для подключения прибора к персональному компьютеру, ноутбуку или системе удалённой передачи данных. Оптический порт установлен для снятия информации непосредственно с прибора учёта электроэнергии.

Микроконтроллер

Микроконтроллер является наиболее важным элементом электросчётчика с дистанционным снятием показаний. На нём лежит выполнение основной части функций:

• преобразование входного сигнала от трансформатора тока в цифровую информацию;
• обработка данных;
• вывод полученной информации на ЖК-дисплей;
• приём команд от элементов управления;
• управление интерфейсами.

Количество и разнообразие функций непосредственно зависит от установленного ПО. В настоящее время приборы учёта совершенствуются, пополняясь новыми дополнительными функциями. К таким функциям следует отнести возможность мониторить состояние электросети и передавать полученную информацию на диспетчерский пульт поставщика электроэнергии.

Простой набор из счётчика и УЗО отходит в прошлое

Часто производители оснащают приборы учёта функцией регулировки уровня мощности электросети. В случае превышения потребляемой мощности, счётчик автоматически прерывает доступ к электропитанию. Это стало возможным благодаря внедрению в цепь контактора, который контролирует подачу напряжения в бытовую электросеть. Также прибор может отключить подачу электроэнергии, в случае превышения установленного лимита, или если закончилась предоплата за поставляемое электричество.

Принцип работы индукционного счетчика

Еще совсем недавно индукционные счетчики были неотъемлемой частью электрических сетей в квартирах. Счетное устройство в этих приборах представлено вращающимся алюминиевым диском и цифровыми барабанами, отображающими показатели расхода электроэнергии в реальном времени.

Принцип действия подобных устройств достаточно простой. Электромагнитное поле, возникающее в катушках счетчика, взаимодействует с диском, выполняющим функцию подвижного токопроводящего элемента. В однофазном индукционном счетчике выполняется параллельное подключение одной из катушек к обмотке напряжения, которая служит сетью переменного тока. Другая катушка подключается последовательно на участке между обмоткой тока или нагрузкой и генератором электроэнергии. Действие токов, протекающих по обмоткам, приводит к созданию переменных магнитных потоков, пересекающих вращающийся диск. Их величина составляет пропорцию между потребляемым током и входным напряжением. В соответствии с законом электромагнитной индукции в самом диске происходит возникновение вихревых токов, протекающих по направлению магнитных потоков.

Вихревые токи и магнитные потоки начинают взаимодействовать между собой в диске. В результате, появляется электромеханическая сила, которая и приводит к созданию вращающегося момента. Таким образом, возникает пропорция между полученным вращающимся моментом и произведением двух магнитных потоков, возникающих в обмотках тока и напряжения, умноженных на синус сдвига фазы между ними.

Нормальная работа индукционного электросчетчика возможна только при условии фазового сдвига, равного 90 градусам. Такой сдвиг можно получить, разложив магнитный поток обмотки напряжения на две части. Получается, что диск прибора вращается с частотой, пропорциональной активно потребляемой мощности. Поэтому непосредственный расход электроэнергии будет находиться в пропорции с количеством оборотов диска. Полученные данные о потреблении передаются на механическое счетное устройство, ось которого связана с осью подвижного диска с помощью зубчатой передачи. Такая конструкция обеспечивает синхронное вращение обоих элементов.

Устройство электронного электросчетчика

Электронный электросчётчик – это устройство измерения электрической мощности с преобразованием её в аналоговый сигнал, который далее преобразуется в импульсный сигнал, пропорциональный потребляемой мощности.

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.

Описание, конечно очень общее, но как видно, устройство электронного электросчетчика – чистая электроника, чего не скажешь об устройстве индукционных счётчиков. Несмотря на то что, благодаря своим техническим характеристикам в настоящее всё большее распространение получает применение электронных счётчиков, старые индукционные счётчики были и остаются самыми распространёнными, их устройство стоит рассмотреть подробно.

Устройство индукционного (электро-механического) электросчетчика.

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.

Для выравнивания и успокоения колебаний частоты вращения в устройство электросчётчика входит постоянный магнит, поток которого, взаимодействуя с вихревыми токами диска, создаёт электромеханическую силу с направлением, обратным движению диска, что и создаёт тормозной момент.

Особенности двухтарифного аппарата

Очевидно, что в ночное время потребление тока заметно меньше, чем днем. По этой причине во многих странах, в том числе и России, тарифы на ночное потребление заметно ниже, чем на дневное потребление. Чтобы получить возможность экономить на электричестве, некоторые пользователи устанавливают в дом двухтарифные счетчики. Многих интересует, как работает двухтарифный счетчик электроэнергии. Разберемся!

На самом деле принцип работы таких аппаратов ничем не отличается от обычных устройств. Главное и единственное отличие – такие приборы учитывают дневное и ночное потребление тока. Так, большинство моделей снабжаются встроенной памятью, в которой фиксируется точное количество тока, потребляемое за определенное время суток. Именно по этим показаниям за день и ночь начисляется оплата за пользование электрической энергией. При правильном пользовании электричеством можно хорошо экономить.

Виды счетчиков

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

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).

Подключение через ТТ

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 счетчика электроэнергии

Устройство электросчетчика с электронным измерительным механизмом предусматривает наличие таких элементов:

• специализированные микросхемы, выполняющие функцию замера количества электроэнергии и преобразования полученных данных в единицы измерения;
• вычислительный механизм;
• защитный корпус;
• импульсный или цифровой выход (в зависимости от модели) для возможности удаленного считывания показаний и интеграции прибора в единую систему автоматизированного учета расхода энергии.

В электромеханическом счетчике вычислительный механизм представлен электромагнитом, соединенным с барабаном, который представляет собой систему колесиков с цифрами. В электронном приборе в качестве счетного механизма используется микроконтроллер, подключенный к цифровому дисплею. Устройство электросчетчиков данного типа предусматривает наличие модуля энергонезависимой памяти, в котором регистрируется количество тока, использованное в разных режимах — например, в дневное и ночное время суток.

Лучшие однофазные счетчики электроэнергии

Однотарифный ОУ

Нева 103 1SO – сертифицированная модель с 7-разрядным отсчетным устройством механического типа. Характеризуется: напряжением 220/230 В, силой тока 5/60 А, рабочим температурным диапазоном от ‒40 до +60 °С, классом точности 1,0, 16-летним интервалом между поверками. В наличии стопор обратного хода, шунт, светодиодный индикатор, винтовые клеммы. Монтаж пластикового серого корпуса прибора выполняется с использованием DIN-рейки. Благодаря прочным удобным защелкам установка осуществляется просто и быстро.

• неразборный корпус, крепкая монтажная защелка;
• скромные габариты, малый вес, читабельного размера цифры;
• надежность конструкции, точность показаний, удобство монтажа, качество соединения проводов;
• низкая цена, реальный срок службы – около 30 лет.

мигания со щелчками не совпадают, что вводит пользователей в заблуждение.

Аппарат ценится как потребителями, так и профессионалами. У него отличное соотношение стоимости, качества и эффективности. Единственное, иногда пользователей сбивают с толку режимы индикации и щелчков.

Однотарифный ЖКИ

Меркурий 201.8 – современная модель с 7-разрядным жидкокристаллическим экраном. Отличается характеристиками с повышенными эксплуатационными возможностями: при измерении активной энергии класс точности составляет 1,0; напряжение колеблется в пределах 220÷230 В; сила тока от номинального до максимального – 5÷80 А; рабочая температура находится в диапазоне от ‒45 до +75 °С; максимальная влажность – 90%. К особенностям принадлежат: модульный корпус, винтовые клеммы, измерительный преобразователь тока. На «посадочное место» устанавливается с помощью практичной DIN-рейки. Для удобства считывания показателей предусмотрена светодиодная подсветка.

• наличие шунта и защелки-фиксатора;
• минимальный вес, компактность, простота монтажа;
• запас прочности, высокий класс точности, демократичная стоимость;
• срок: эксплуатации – 30 лет, между ревизиями – 16 лет.

проблемы с телеметрией.

Прибор сравнительно новый, поэтому популярность его только растет. В сущности, модель представляет собой усовершенствованную версию нескольких предшественников.

Многотарифный ЖКИ экономный

Энергомера CE102M S7 145-JV – универсальная модель с повышенной устойчивостью к воздействиям механического, климатического и электромагнитного типа. Основные характеристики: напряжение и сила тока – 230/220 В и 5/60 А; температура функционирования – от ‒45 до +70 °С; граничная влажность – 98%; максимальное число тарифов – 4; классификация точности – 1. Среди опций и возможностей: интерфейс связи, энергонезависимая память, отображение показаний при обесточенной сети, наличие шунта, индикация информации за сутки и месяц. Управление осуществляется кнопками, 7-разрядный ж/к монитор подсвечивается светодиодами, поверка производится через 16 лет.

• многофункциональный жидкокристаллический экран;
• возможность снятия информации без наличия напряжения;
• защита памяти от попытки внесения изменений;
• компактность, существенная экономия, удобство пользования, простота перепрограммирования, приятный дизайн;
• высокая долговечность, составляющая 16 лет.

Аппарат полностью оправдывает ожидания – в первую очередь для домов со значительным количеством электроточек.

Многотарифный ЖКИ самоокупаемый

Меркурий 200.02 – коммерческая модель, предназначенная для гибкого учета электрической энергии. В характеристики входят: базовое напряжение 220(230) В, сила тока 5(60) А, температурный коридор от ‒40 до +55 °С, цифровой манипулятор CAN. Кроме того: нагрузка управляется посредством УЗО; датчик тока константу учитывает через шунт; класс погрешности составляет 1,0; крепление проводится с помощью DIN панели. Счетчик может работать как вместе с АСКУЭ, так и независимо. Учет ведется максимум по 4-м тарифам – на экране отображаются все рабочие параметры. С помощью электроники и базы данных доступна полная информация, касающаяся потребленной энергии в течение последних 11 месяцев.

• доступная информация о переключении расценок;
• индивидуальное расписание с учетом сезонных переходов «зима / лето»;
• регулировка нагрузки и контроль потребляемого электричества;
• экономичность, быстрая самоокупаемость, простота эксплуатации;
• энергонезависимая память, стильный дизайн;
• срок в годах: гарантии – 3, межповерочного периода 16, службы – 30.

• дисплей без подсветки;
• высокая стоимость.

По мнению пользователей, прибор очень выгоден в плане экономии. Безусловно, если правильно распределить посуточно значительную нагрузку на сеть.

Особенности подключения

Замена электросчетчика в квартире

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;

• 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).

Электронный счетчик

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

Подключение счетчика: правила и основные требования

Точно все требования прописаны в ПУЭ, а основные правила такие:

• Устанавливаться должен с защитой от воздействия погодных условий. Традиционно монтируются в специальные боксы (короба) из негорючего пластика. Для установки на улице короба должны быть герметичными и должны обеспечивать возможность контроля показаний (иметь стекло напротив табло).
• Закрепляется на высоте 0,8-1,7 м.
• Подключение счетчика производится медными проводами, сечением соответствующим максимальной токовой нагрузке (есть в техусловии). Минимальное сечение для подключения квартирного электросчетчика 2,5 мм² (для однофазной сети это ток 25 А, что сегодня очень мало).
• Проводники используются изолированные, без скруток и ответвлений.
• При однофазной сети дата госповерки счетчика — не старше 2 лет, при трехфазной — одного года.

Место установки счетчика в многоквартирных домах регламентируется проектом. Счетчик может устанавливаться на лестничной площадке или в квартире — в щитке. Если ставится в квартире, то обычно недалеко от двери.

Комплектация входного щитка

В частном доме тоже несколько вариантов. Если столб стоит во дворе, можно счетчик разместить на столбе, но лучше — в помещении. Если по требованиям энегроснабжающей организации он должен находится на улице, ставят его на лицевой стороне дома в герметичном боксе. Автоматы, идущие к группам потребителей (различным устройствам) монтируются в другом боксе в помещении. Также одно из требований при монтаже электропроводки в частном доме: провода должны просматриваться визуально.

Установка счетчика на столбе

Чтобы была возможность проводить работы на электросчетчике, перед ним устанавливают входной рубильник или автомат. Он тоже пломбируется, причем возможности поставить пломбу на самом устройстве, как на счетчике, нет. Необходимо предусмотреть возможность отдельной пломбировки этого устройства — купить небольшой бокс и смонтировать его внутри квартирного щитка или поставить отдельно на лестничной площадке. При подключении счетчика в частном доме варианты те же: в одном боксе со счетчиком на улице (пломбируется весь бокс), в отдельном боксе рядом.

Виды трехфазных приборов учета электроэнергии

Среди трехфазных счетчиков электроэнергии выделяют несколько вариантов. Они разделяются по типу функционирования, области применения, конструкции.

По типу функционирования

По способу работы бывают:

• однотарифный трехфазный счетчик;
• трехфазный двухтарифный прибор учета.

Однотарифный электросчетчик подходит для домов, квартир, промышленных производств. В нем не предусмотрено возможности менять тарифный план по установленному времени.

Трехфазный многотарифный счетчик устанавливается в тех домах, где напряжение нужно распределить на несколько фаз. Электроэнергия в ночное время поставляется по сниженному тарифу. Его подключают на предприятиях или в частных домах с электрическим отоплением. Можно подключить и в обычной квартире. Это будет выгодно, если вы готовы использовать мощные электроприборы (стиралка, посудомойка…) по ночам.

Читайте подробности о выгоде многотарифных электросчетчиков.

Трехфазный многотарифный прибор иногда комплектуется пультом дистанционного управления. Он позволяет быстро переключать режим работы, если прибор автоматически этого не сделает.

По конструкции

Многотарифный счетный контроллер может быть механическим или электронным. Механический счетчик еще называют индукционным. Он работает по принципу преобразования электрической электроэнергии в механическую. Происходит смена положения стрелки оборудования. Если в доме отключить все источники потребления положение стрелки трехфазного механического устройства вернется на ноль. Индукционнный электросчетчик применяется все реже.

Электронный контроллер оснащен цифровым монитором, на котором отображены показания. Может отличаться от механического только по внешнему виду. Качество исполнения остается аналогичным.

По типу подключения

Бывает учетное оборудование прямого и непрямого включения. Счетчики прямого включения предназначены для контроля потребляемой электроэнергии у маломощных потребителей. Измерения проводит внутренняя схема. Она подключается к трехфазной сети переменного тока с четырьмя проводниками.

При подключении трехфазного счетчика электроэнергии непрямого присоединения обязательно наличие в цепи трансформатора. Подходит для монтажа мощных электрических схем. Для соединения может использоваться несколько методик:

• звезда;
• десятью проводниками;
• соединение цепей напряжения с токовыми;
• испытательные клеммы.

При использовании многотарифного счетчика косвенного включения образуют два контура: первичный и вторичный. Один изготовлен из проводника толстого сечения. Он проходит через транформатор и играет роль сердечника. На его торцы подключают токовые провода. Вторичная обмотка подает питание на преобразователь. Она изготовлена в виде витков из проводника с небольшим сечением. Получается готовый трансформатор. Он монтируется для каждой фазы. Габаритную конструкцию помещают в щит.

Определение показателей прибора

По данным электрического счётчика можно установить ряд необходимых 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.

Преимущества и недостатки системы автоматической передачи данных

При использовании прибора старого образца необходимо самостоятельно снимать показания, производить расчеты расходов и передавать данные поставщику. Кроме возможных ошибок, существует возможность, что потребитель не сможет вовремя выполнить необходимые действия. Установка нового оборудования исключает подобные трудности.

Дополнительно система решает и другие проблемы:

1. Быстро разрешает спорный момент из-за ежедневной фиксации показаний.
2. При смене тарифа сразу переводит на него.
3. Позволяет удаленно контролировать ситуацию с помощью смартфона или ПК с доступом к интернету. Возможно дистанционное выключение подачи электроэнергии при аварийной ситуации.
4. Экономит время.

Недостатком для потребителя является:

1. Возможность отключения электроэнергии поставщиком при задолженности.
2. Высокая стоимость самого прибора и его вынужденного ремонта.
3. Зависимость от связи (интернет, радиомодуль).

Плюсы и минусы механических моделей

К положительным сторонам, которые имеет данное устройство, можно отнести:

надежность в эксплуатации;
долговечность;
отсутствие подверженности к скачкам напряжения;
более дешевые, нежели электронные.

А вот что касается недостатков, то их несколько больше, чем положительных сторон:

• низкий класс точности;
• близкая к нулю защита от воровства электричества;
• повышенное потребление тока самим счетчиком;
• при уменьшении нагрузки – пропорционально увеличивается и погрешность в расчете;
• большой размер счетчика.

Возможно, Вас заинтересует статья о том, как опломбировать счетчик электроэнергии.

Статью о правилах замены старого электросчетчика на новый читайте здесь.