Тип прибора учета электроэнергии

Счетчик электроэнергии – это измерительный прибор для учета расхода потребляемого электричества. В зависимости от модификации устройство может работать в сетях постоянного или переменного тока. Единицей исчисления потребления выступает кВт/ч или А/ч.

Классификация счетчиков

Счетчики принято делить по трем критериям:

• Типу измеряемой величины
• Способу подключения
• Конструкции

При выборе необходимо обращать внимание на все три критерия, подбирая оптимальный прибор под требуемые параметры электрической сети и уровня потребления энергии.

Разновидности по типу измеряемой величины

Классификация счетчиков по типу измеряемой величины является самой простой для понимания даже человеку, который далек от знаний о принципе работы электросетей. Все приборы разделяют на однофазные и трехфазные.

Однофазный счетчик электроэнергии предназначен для подключения к сетям переменного тока 220 В, 50 Гц. Трехфазные устройства работают с электросетями 380 В, 50 Гц. При этом они могут проводить измерения и при подключении в однофазной сети.

Однофазные приборы можно встретить в любой квартире или доме. Именно они рассчитаны для бытового пользования. Трехфазные устройства в большинстве случаев применяются на промышленных объектах, где проложена трехфазная электросеть, требуемая для работы мощного оборудования. В зависимости от модификации трехфазные счетчики могут иметь подключение на три или четыре провода.

Классификация по способу подключения

По способу подключения счетчики разделяются всего на две группы. Существуют приборы прямого включения и трансформаторного. Первые напрямую подсоединяются в сеть, а вторые нуждаются в подключении со специальным трансформатором, который включается в цепь перед самим счетчиком.

Разновидности по конструкции

Современные счетчики бывают в 3 вариантах конструкции:

• Индукционные
• Электронные
• Гибридные

Индукционный счетчик

Индукционный (механический) счетчик электроэнергии имеет внутри неподвижные токопроводящие катушки, создающее магнитное поле. Получаемое от них поле влияет на подвижный элемент, представляющий собой диск, работающий по принципу проводника для электрических токов.

При прохождении электроэнергии через диск, тот под влиянием магнитного поля катушек начинает оборачиваться, тем самым запуская механизм с таблом для подсчета. Чем интенсивнее проходящий ток, тем диск вращается быстрее.

Механизм подсчета устройства спроектирован таким образом, чтобы определенное количество оборотов соответствовало изменению одного показателя на циферблате.

Механические приборы теряют свою актуальность, поскольку их конструкция является далеко не совершенной против более современных электронных счетчиков.

К недостаткам индукционных измерителей можно отнести:

• Невозможности дистанционного снятия показаний
• Однотарифное измерение
• Низкая чувствительность
• Недостаточная защита от кражи электроэнергии

Зачастую индукционные счетчики неспособны правильно рассчитывать уровень потребляемой энергии. Довольно часто при наличии слабого потребления, к примеру, при горении индикатора в блоке зарядного устройства телефона или бытового прибора, находящегося в режиме ожидания, счетчик вообще не реагирует, хотя и происходит минимальное потребление энергии.

Кроме этого, отдельные модификации измерителей имеют совершенно противоположные проблемы. При включении мощного потребителя их диск оборачивается значительно быстрее реального уровня потребления энергии.

К преимуществам механических счетчиков можно отнести их действительно длительный срок эксплуатации и полную независимость от скачков электроэнергии. Они дешевые и довольно надежные. Но их класс точности соответствует уровню 2-2,5%, что является довольно низким в сравнении с электронными приборами.

Электронный счетчик электроэнергии

Электронный счетчик работает по иному принципу. В нем токи воздействуют на специальные электронные элементы, которые преображают их в импульсы. Количество импульсов пропорционально фактическому объему пропущенной энергии.

В качестве считывающего механизма может применяться электронное или электромеханическое устройство, которое выводит данные на ЖК-дисплей. Электронные счетные элементы подходят для приборов, которые устанавливаются внутри квартир и домов. Электромеханический механизм применяется на счетчиках, монтируемых на фасадах зданий.

Главное преимущество таких приборов в их высокой точности. Они корректно отображают то количество энергии, которое пропустили для потребителей. Кроме этого, их электронные составляющие позволяют вести учет энергии по нескольким тарифам.

То есть, они способны запоминать информацию о том, сколько энергии было употреблено в дневное время, а сколько в ночное. Это позволяет проводить оплату за потребляемое электричество по нескольким тарифам, если это предусмотрено договором с компанией поставщиком.

Данные приборы имеют продолжительный межповерочный период. В зависимости от производителя счетчик нуждается в сдаче на поверку раз в 4-16 лет.

Электронный счетчик имеет в своей конструкции энергонезависимые часы и счетные элементы, которые сохраняют данные в случае исчезновения напряжения в сети. Благодаря этому при включении после аварийного обесточивания вся информация об уровне использованной электроэнергии не будет обнуляться.

При этом такие приборы имеют собственное программное обеспечение, которое проводит автоматическую корректировку времени, что важно в случае подсчета в нескольких тарифах. Также такие устройства имеют защиту от несанкционированного доступа, которая фиксирует такие попытки в журнале событий.

Электронные счетчики имеют высокий класс точности, который составляет не менее 1%. Такие приборы позволяют провести дистанционную проверку показателей без необходимости доступа в дом. Благодаря этому контролеру не обязательно заходить в квартиру, что особенно удобно, если жильцы в рабочие дни не присутствуют дома.

Все же электронный счетчик электроэнергии имеет и недостаток, который выражается в высокой стоимости. Провести ремонт таких устройств значительно дороже, чем механических. Данные приборы весьма чувствительны к перепадам напряжения. В случае аварийной ситуации вполне вероятно перегорание прибора, что потребует его замены.

Гибридные счетчики

Сосуществует гибридный счетчик электроэнергии, который представляет собой прибор, сочетающий в себе элементы индукционного и электронного устройства. Проходимость потребляемой энергии считывается путем вращения диска, а показания выводятся на электронный циферблат. Такие счетчики, в отличие от чисто индукционных, способны проводить подсчет по тарифам.

Технические параметры электросчетчиков

Многие модели счетчиков, предназначенные для работы в одинаковых условиях, отличается между собой по точности и прочим характеристикам. Главным техническим параметром электросчетчика является точность.

До 1995 годов все приборы имели максимально допустимый уровень погрешности 2,5%. После 1996 года требования к производителям счетчиков ужесточили, после чего для частного сектора начали устанавливаться приборы с погрешностью 2%.

При этом счетчики старого образца являются не редкостью и эксплуатируются до сих пор с прохождением поверки. Все выпускаемые сейчас приборы учета имеют погрешность не более 2%. Обычно можно встретить счетчики с классом точности 0,5, 1 и 2%.

Кроме погрешности важным параметром является пропускная способность. Бытовые счетчики, рассчитанные на максимальный уровень потребления 5А и должны эксплуатироваться только в тех случаях, когда не применяются мощные электроприборы, потребляемые больше энергии.

Если счетчик электроэнергии перегрузить, то может произойти короткое замыкание. Специально для этого он оснащается электрическими автоматическими выключателями, которые рассоединяют цепь для предотвращения таких последствий.

Частым явлением стала установка более мощных автоматов, для предотвращения аварийного отключения с целью возможности питания более энергоемких потребителей. Такие приемы запрещены и противоречат технике безопасности.

В случае если необходимо интенсивное потребление энергии нужно обратиться в компании по электроснабжению с заявлением об установке более мощного счетчика рассчитанного на ток до 20А или более, если подается 380В.

Особенности пломбирования

Счетчик электроэнергии, как и любой другой прибор учета, оснащается пломбами, которые нельзя нарушать, поскольку за это предусмотрены штрафы. В однофазных счетчиках устанавливается две пломбы. Одна затягивается на креплении кожуха, для предотвращения его разбора, а вторая на зажимной крышке.

Кроме этого если прибор снимался для прохождения поверки, на нем могут быть установлены дополнительные пломбы, подтверждающие его пригодность и отсутствие постороннего вмешательства после проверки работоспособности.

Метрологические аспекты электроэнергетики

Электрическая энергия давно и прочно вошла в нашу жизнь. Сейчас отсутствие возможности воспользоваться электроэнергией рассматривается как чрезвычайная ситуация.

Обеспечение единства измерений для огромного парка измерительной техники — сложнейшая задача, решением которой занимаются десятки тысяч специалистов, работающих в различных отраслях народного хозяйства.

Если рассматривать электричество как продукт, который производится, перемещается, продается и потребляется, то он должен, по аналогии с другими продуктами, характеризоваться набором параметров, которые наиболее полно отражают его качество и позволяют достаточно надежно определять его количество.

В Казахстане эти параметры определены ГОСТ 13109-97 «Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения», в котором установлены следующие показатели качества электрической энергии, :

• установившееся отклонение напряжения;
• размах изменения напряжения;
• доза фликера;
• коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения;
• коэффициент п-й гармонической составляющей напряжения;
• коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности;
• коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности;
• отклонение частоты;
• длительность провала напряжения;
• импульсное напряжение;
• коэффициент временного перенапряжения.

В настоящее время парк средств измерений показателей качества электроэнергии только формируется, имеются трудности в получении доступа к необходимой измерительной технике.

Сегодня, когда производится и потребляется огромное количество электроэнергии, даже малая ошибка в точности измерения ее параметров, особенно количественных, влечет за собой значительные экономические потери.

Точность измерений определяется техническими возможностями используемых средств измерений. В настоящее время зарегистрировано большое количество разнообразных средств для измерения электрической энергии, особенно электросчетчиков, с одной стороны, это хорошо, так как имеется возможность выбора нужного прибора. С другой же стороны, возникает проблема с их обслуживанием и обеспечением надежности.

Другой острой проблемой, в прямом смысле «современной проблемой», является нормативное и метрологическое обеспечение автоматизированных систем коммерческого учета электроэнергии (АСКУЭ), которые в настоящее время очень активно внедряются. При этом единая система нормативного и метрологического обеспечения этой деятельности отсутствует.

Согласно Закону РК «Об обеспечении единства измерений» , средства измерений, предназначенные для серийного производства или ввоза на территорию Республики Казахстан партиями и на которые распространяется государственный метрологический надзор, подлежат испытаниям с последующим утверждением типа этих средств измерений.

Решение об утверждении типа средств удостоверяется сертификатом, срок действия которого устанавливается при его выдаче. Утвержденный тип средств измерений вносится в реестр государственной системы обеспечения единства измерений.

Производство, поверка и ремонт средств измерений могут осуществляться физическими и юридическими лицами после получения соответствующей лицензии, выдаваемой уполномоченным государственным органом по стандартизации, метрологии и сертификации.

Средства измерений, подлежащие государственному метрологическому надзору, подвергаются поверке при выпуске из производства или ремонта. Перечень и периодичность поверки средств измерений, а также порядок ее проведения определяет уполномоченный государственный орган по стандартизации, метрологии и сертификации. Положительные результаты поверки удостоверяются оттиском поверительного клейма и сертификатом о поверке .

Виды счетчиков электроэнергии

Классификация приборов учета электрической энергии осуществляется в зависимости от следующих параметров:

• тип подключения;
• измеряемая величина;
• особенности конструкции.

Рассмотрим каждый из пунктов отдельно. По типу подключения счетчики подразделяются на два основных вида:

• устройства с прямым включением в силовую цепь;
• счётчики, подключаемые к силовой цепи посредством измерительных трансформаторов (так называемое «трансформаторное включение»).

Первый тип приборов предназначен для бытового учета, в то время как трансформаторы необходимы для крупных зданий и предприятий, потребляющих ток большой силы (более 100 ампер).

В зависимости от измеряемой величины приборы учета электроэнергии подразделяются на следующие типы:

• однофазные (для тока 220В с частотой 50Гц);
• трехфазные (для тока 380В с частотой 50Гц).

Стоит отметить, что современные трехфазные счетчики, имеющие электронную конструкцию, способны производить и однофазный учет.

В зависимости от конструктивных особенностей выделяют три группы устройств для учета электрической энергии:

• Индукционные (электромеханические электросчетчики). Приборы, работа которых основана на действии электромагнитного поля. Неподвижные проводники в форме катушек, через которые проходит ток, создают магнитные импульсы. Они приводят в движение специальный механизм, который представляет собой подвижный вращающийся диск. Количество потребляемой электрической энергии в индукционных устройствах вычисляется по количеству оборотов этого диска.
• Электронные (статические электросчетчики). Принцип работы этих устройств выглядит следующим образом: твердотельный измерительный элемент преобразует входящие аналоговые сигналы переменного тока и напряжения в счетные импульсы, число которых и показывает значение измеряемой активной энергии. Счетный механизм имеет электромеханический или электронный тип конструкции и, помимо измерительного элемента, включает в себя устройство для хранения полученных значений и дисплей для вывода результатов.
• Гибридные устройства. Модели этой группы представляют собой промежуточный вариант. Они оборудованы цифровым интерфейсом, но измерения в них производятся с помощью электромеханического метода. В настоящее время данные устройства встречаются нечасто, так как уступают электронным электросчетчикам в цене и функциональности.

Каталог интернет-магазина «МосЭнергоСбыт» содержит широкий выбор одно- и трехфазных электронных счетчиков от таких производителей, как «Меркурий», «НЕВА», «Матрица» и других. С полным списком устройств вы можете ознакомиться на сайте компании.

Основные параметры электросчетчиков

К основным параметрам приборов учёта электрической энергии можно отнести:

• Класс точности. Техническая характеристика, показывающая максимально возможную погрешность при измерениях. До 1996 года включительно все измерительные приборы, которыми были оборудованы жилые помещения, имели класс точности 2,5 (другими словами, погрешность измерений составляла 2,5%). В интернет-магазине «МосЭнергоСбыт» вы можете найти электросчетчики, соответствующие современному стандарту в бытовом секторе (с отклонением не более чем 2%).
• Межповерочный интервал. В процессе непрерывной эксплуатации отдельные элементы прибора естественным образом изнашиваются и перестают корректно выполнять свои функции. В результате класс точности измерительного устройства неизбежно уменьшается. Поэтому приборы необходимо периодически проверять на точность показаний. Интервал времени с момента начальной поверки (в процессе производства) до следующей называется межповерочным интервалом (сокращенно МПИ). Исчисляется данная характеристика в годах и указывается в паспорте измерительного прибора.
• «Тарифность». Этот параметр определяет возможность электросчётчика производить измерения по различным тарифам (или режимам). Все приборы учета электроэнергии, основанные на индукционном методе расчета, работают только по одному тарифу. В отличие от них электронные счетчики способны работать по двум (так называемый режим «день/ночь») или более тарифам (например, снимать отдельные показания по временам года или дням недели).

Классификация и типы счетчиков электроэнергии

Счетчики электрической энергии можно классифицировать по следующим принципам:

По принципу действия:

• индукционные
• электронные (статические)

По классу точности счетчики:

• рабочие
• образцовые

Класс точности счетчика — это его наибольшая допустимая относительная погрешность, выраженная в процентах.

В соответствии с ГОСТ Р 52320-2005, ГОСТ Р 52321-2005, ГОСТ Р 52322-2005, ГОСТ Р 52323-2005, счетчики активной энергии должны изготавливаются классов точности 0,2S; 0,2; 0,5S; 0,5; 1,0; 2,0 счетчики реактивной энергии — классов точности 0,5; 1,0; 2,0 (ГОСТ Р 5242520-05).

По подключению в электрические сети:

• однофазные (1ф 2Пр однофазный двухпроводный)
• трехфазные – трехпроводные (3ф 3Пр трехфазный трехпроводной)
• трехфазные – четырехпроводные (3ф 4Пр трехфазный четырехпроводной)

По количеству измерительных элементов:

• одноэлементные (для однофазных сетей (1ф 2Пр)
• двухэлементные (для 3-х фазных сетей с равномерной нагр (3ф 3Пр)
• трехэлементные (для трехфазных сетей (3ф 4Пр)

По принципу включения в электрические цепи:

• прямого включения счетчика
• трансформаторного включения счетчика:

• подключения счетчика к трехфазной 4-проводной сети с помощью трех трансформаторов напряжения и трех трансформаторов тока
• подключения счетчика к трехфазной 3-проводной сети с помощью трех трансформаторов напряжения и двух трансформаторов тока
• подключения счетчика к трехфазной 3-проводной сети с помощью двух трансформаторов напряжения и двух трансформаторов тока

По конструкции:

• простые
• многофункциональные

По количеству тарифов:

• однотарифные
• многотарифные

По видам измеряемой энергии и мощности:

• активной электроэнергии (мощности)
• реактивной электроэнергии (мощности)
• активно-реактивной электроэнергии (мощности)

Активная мощность для 1-фазного счетчика, Вт: PА1ф2 = UфICosφ

Активная мощность для 3-фазного двухэлементного счетчика, включенного в 3-х проводную сеть, Вт: PА3ф3Пр = UАВIАCosφ1(UАВIА )+ UСВIСCosφ2(UСВIС)

Активная мощность для 3-фазного трехэлементного счетчика, включенного в 4-х проводную сеть, Вт: P3ф4Пр = UАIАCosφ1(UАIА) + UвIвCosφ2(UвIв) + UсIсCosφ3(UсIс)

Типы счетчиков

Электромеханический счетчик — счетчик, в котором токи, протекающие в неподвижных катушках, взаимодействуют с токами, индуцируемыми в подвижном элементе, что приводит его в движение, при котором число оборотов пропорционально измеряемой энергии.

Например:

Однофазный электросчетчик СО-505, класс точности 2,0. Однофазный электросчетчик СО-1, класс точности 2,5.
Трехфазный электросчетчик СА3У-И670, класс точности 2,0. Электросчетчик СР4У-И673, класс точности 2,0.

Статический счетчик— счетчик, в котором ток и напряжение воздействуют на твердотельные (электронные) элементы для создания на выходе импульсов, число которых пропорционально измеряемой энергии.

На пример, однофазный электросчетчик Меркурий 201 или Меркурий 200.02, класс точности – 2,0. Или терхфазный электросчетчик Меркурий 230А, класс точности 1,0. Трехфазный электросчетчик АЛЬФА А1R, класс точности 0,5S.

Многотарифный счетчик — счетчик электрической энергии, снабженный набором счетных механизмов, каждый из которых работает в установленные интервалы времени, соответствующие различным тарифам.

Эталонный счетчик — счетчик, предназначенный для передачи размера единицы электрической энергии, специально спроектированный и используемый для получения наивысшей точности и стабильности в контролируемых условиях.

Основные понятия, термины и определения

Счетный механизм (отсчетное устройство): Часть счетчика, которая позволяет определить измеренное значение величины.

Отсчетное устройство может быть механическим, электромеханическим или электронным устройством, содержащим как запоминающее устройство, так и дисплей, которые хранят или отображают информацию.

Измерительный элемент — часть счетчика, создающая выходные сигналы, пропорциональные измеряемой энергии.

Цепь тока: Внутренние соединения счетчика и часть измерительного элемента, по которым протекает ток цепи, к которой подключен счетчик.

Цепь напряжения: Внутренние соединения счетчика, часть измерительного элемента и, в случае статических счетчиков, часть источника питания, питаемые напряжением цепи, к которой подключен счетчик.

Электросчетчик непосредственного включения (или прямого включения): Как правило 3-х фазный электросчетчик, включаемый в 4-х проводную сеть, напряжением 380/220В, без использования измерительных трансформаторов тока и напряжения.

Трансформаторный счетчик — счетчик, предназначенный для включения через измерительные трансформаторы напряжения (ТН) и тока (ТТ) с заранее заданными коэффициентами трансформации.

Показания счетчика должны соответствовать значению энергии, прошедшей через первичную цепь измерительных трансформаторов.

Основные понятия учета электроэнергии

Коммерческий учет электроэнергии – учет электроэнергии для денежного расчета за нее

Технический учет электроэнергии – учет для контроля расхода электроэнергии внутри электростанций, подстанций, предприятий, для расчета и анализа потерь электроэнергии в электрических сетях, а также для учета расхода электроэнергии на производственные нужды.

• Счетчики, устанавливаемые для расчетного учета, называются расчетными счетчиками.
• Счетчики, устанавливаемые для технического учета, называются счетчиками технического учета.
• Счетчики, учитывающие активную электроэнергию, называются счетчиками активной энергии.
• Счетчики, учитывающие реактивную электроэнергию за учетный период, называются счетчиками реактивной энергии.

Средство измерений – техническое устройство, предназначенное для измерений.

Измерительный комплекс средств учета электроэнергии – совокупность устройств одного присоединения, предназначенных для измерения и учета электроэнергии: трансформаторы тока, трансформаторы напряжения, счетчики электрической энергии, линии связи.

Стартовый ток (чувствительность) — наименьшее значение тока, при котором начинается непрерывная регистрация показаний

Базовый ток — значение тока, являющееся исходным для установления требований к счетчику с непосредственным включением

Номинальный ток — значение тока, являющееся исходным для установления требований к счетчику, работающему от трансформатора

Максимальный ток — наибольшее значение тока, при котором счетчик удовлетворяет требованиям точности, установленным в стандарте ГОСТ Р 52320-2005.

Номинальное напряжение — значение напряжения, являющееся исходным при установлении требований к счетчику.

Технические требования к электросчетчикам

Общие требования:

• Класс точности не хуже 0,5S
• Соответствие требованиям ГОСТ Р (52320-2005, 52323-2005, 52425-2005)
• Наличие сертификата об утверждении типа

Функциональные требования:

• Измерение и учет активной и реактивной электроэнергии (непрерывный нарастающий итог), мощности в одном или двух направлениях (интервальные 30-и минутные приращения электроэнергии)
• Хранение результатов измерений (профили нагрузки — не менее 35 суток) и информации о состоянии средств измерений
• Наличие энергонезависимых часов, обеспечивающих ведение даты и времени (точность хода не хуже ±5,0 секунды в сутки с внешней синхронизацией, работающей в составе СОЕВ)
• Ведение автоматической коррекции времени
• Ведение автоматической самодиагностики с формированием обобщенного сигнала в «Журнале событий»
• Защиту от несанкционированного доступа к информации и программному обеспечению
• Предоставление доступа к измеренным значениям параметров и «Журналам событий» со стороны УСПД или ИВК ЦСОД

В «Журнале событий» должны фиксироваться время и дата наступления следующих событий:

• попытки несанкционированного доступа
• факты связи со счетчиком, приведших к каким-либо изменениям данных
• изменение текущих значений времени и даты при синхронизации времени
• отклонение тока и напряжения в измерительных цепях от заданных пределов
• отсутствие напряжения при наличии тока в измерительных цепях
• перерывы питания

Счетчик должен обеспечивать работоспособность в диапазоне температур, определенными условиями эксплуатации (-40. +550С). Средняя наработка на отказ не менее 35000 часов. Межповерочный интервал – не менее 8 лет