Приборы для учета электрической энергии

Устройство и принцип работы индукционного электросчетчика

1 - токовая катушка (обмотка)

2 - катушка (обмотка) напряжения

3 - счетный механизм в виде червячной передачи

4 - постоянный магнит для создания торможения (плавности) хода диска

5 - алюминиевый диск

Фi - магнитный поток, который создается током нагрузки

Фu - магнитный поток, который создается током в катушке напряжения

Электросчетчик состоит из 2 катушек (обмоток): катушка напряжения и токовая катушка, электромагниты которых расположены под углом 90° относительно друг друга в пространстве. В зазоре между этими электромагнитами находится алюминиевый диск, который с нижней и верхней стороны крепится на подпятниках. На оси диска установлен червяк, который через зубчатые колеса передает вращение счетному механизму.

Токовая катушка включается в цепь последовательно и состоит из небольшого количества витков. Наматывается такая катушка толстым проводом, соответственно прямому номинальному току электросчетчика.

Катушка напряжения включается в цепь параллельно и состоит из большого количества витков. Наматывается тонким проводом, примерно с диаметром 0,06 - 0,12.

При подаче переменного напряжения на катушку напряжения, и при протекании через токовую катушку тока нагрузки, в зазоре наводятся переменные магнитные потоки Фi и Фu, которые наводят на алюминиевом диске вихривые токи. При взаимодействии этих потоков и вихревых токов в диске, возникает вращающий момент - диск начинает вращаться. Количество оборотов алюминиевого диска за определ1нное время - это и есть количество потребляемой энергии.

При увеличении нагрузки (например, мы включили в сеть дополнительную нагрузку) в токовой катушке будет возникать больший вращающий момент и диск будет вращаться быстрее.

2.2.Принцип работы электронного электросчётчика

Для учёта электроэнергии в трёх фазных сетях переменного тока используют трёхфазные индукционные электросчётчики, принцип работы которых аналогичен однофазным.

Основным достоинством электронных электросчетчиков является возможность учета электроэнергии по дифференцированным тарифам (одно-, двух- и более тарифный). Другими словами, счетчики данного типа способны запоминать и показывать количество использованной электроэнергии в зависимости от запрограммированных периодов времени. Многотарифный учет достигается за счет набора счетных механизмов, каждый из которых работает в установленные интервалы времени, соответствующие различным тарифам. Электронные электросчетчики значительно более долговечны, имеют больший меж поверочный период (4-16 лет).

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.

Также можно ознакомиться с данными, которые указаны в паспортах на электросчётчики на примере паспорта трёхфазного электрического счётчика индукционного типа

2. Требования, предъявляемые к электросчётчикам

К основным требованиям, предъявляемым к приборам учёта электрической энергии, можно отнести класс точности, «тарифность» и межповерочный интервал.

Класс точности. Один из основных технических параметров электросчетчика. Он показывает погрешности измерений прибора. До середины 90-х годов все устанавливаемые в жилых домах электросчетчики имели класс точности 2,5 (т.е. максимально допустимый уровень погрешности этих приборов составлял 2,5%). В 1996 году был введен новый стандарт точности приборов учета, используемых в бытовом секторе - 2,0. Именно это стало толчком к повсеместной замене индукционных счетчиков на более точные, с классом точности 2,0.

«Тарифность». Важным техническим параметром электросчетчика. Ещё совсем недавно все электросчетчики, применяемые в быту, были однотарифными, т.е. осуществляли учет электрической энергии по одному тарифу. Функциональные возможности современных счетчиков позволяют вести учет электроэнергии по зонам суток и даже по временам года, позволяя значительно экономить электроэнергию и разгрузить электросети в пиковые часы, за счёт так называемой «стирки ночью».

Двухтарифный счетчик электричества способен вести раздельный учет в различное время суток. В настоящее время, одним из способов экономить на счетах за электричество является двухтарифная система учета электроэнергии.

Двухтарифные счетчики дают возможность платить за энергию меньше: в установленное время они автоматически переключаются на ночной тариф, который существенно ниже дневного. Ночной тариф дает возможность существенно сократить расходы на оплату электроэнергии. К самым «продвинутым» моделям электросчётчиков можно применить любую тарифную политику. Например, если энергетики решат сделать скидки по выходным, то воспользоваться ими смогут лишь владельцы электросчетчиков, способных поддерживать несколько тарифов. 

Двухтарифная система учета электроэнергии выгодна, как потребителям, так и всей энергосистеме в равной степени. Дело в том, что нагрузка на электростанции в течение суток меняется. Пиковые нагрузки на электросети приходятся на утренние (7:00-10:00) и вечерние (19:00-23:00) часы. Ночью подавляющее число людей спит, и нагрузки на электростанции сокращаются в разы. Такая неравномерность графика нагрузки энергосистемы негативно сказывается на техническом состоянии оборудования. Кроме того, в периоды максимумов компания вынуждена задействовать все свои мощности, вследствие чего, на ремонт оборудования приходится выделять значительные средства. Такие нагрузки можно снизить при помощи выравнивания суточного объема электропотребления, используя некоторые энергоемкие бытовые приборы (например, посудомоечная и стиральная машина) в ночное время. К тому же это позволит потребителям сэкономить за счет более выгодных тарифов.

По внешнему виду, способу монтажа и подключения двухтарифные счетчики не отличаются от обычных однотарифных. Разница состоит в том, что в установленные часы табло счетчика изменяет свои показания. Стоимость таких счетчиков выше однотарифных, однако, в достаточно короткое время окупается за счет сокращения расходов на электроэнергию.

Межповерочный интервал. С течением времени детали электросчётчика изнашиваются, и класс точности электросчетчика неизбежно меняется. Наступает момент, когда электросчетчик необходимо повторно проверить на точность его показаний. Период с момента первичной проверки (обычно с даты изготовления) до следующей проверки называется межповерочным интервалом (МПИ). Исчисляется МПИ в годах и указывается в паспорте электросчетчика. Обычно электронные счетчики значительно уступают в длительности МПИ по сравнению с индукционными счетчиками, потому что комплектация, используемая в большинстве отечественных электронных счетчиков, состоит из деталей, стабильность параметров которых производитель не нормирует.

Размещено на Allbest.ru