Счётчик электрической энергии

История

История создания счётчиков связана с изобретениями электротехнических устройств XIX века. Самые разные исследователи независимо и беспрестанно изучали электромагнетизм, внося собственную лепту в создание и последующее развитие счётчиков электроэнергии. Вот лишь некоторые этапы продолжительного пути развития. Всплеск теоретических открытий в области явлений, устанавливающих связь между магнитными и электрическими свойствами вещества, уже в 1-й половине XIX века.

Во второй половине XIX века к авторам теоретических трудов присоединились практики. В течение непродолжительного периода времени были изобретены гидротурбина, счётчик, трансформатор тока, электродвигатель, динамо-машина, электрическая лампа. Как считали первооткрыватели, само время дарило просветление, позволяя почти в одно и то же время свершаться схожим открытиям в противоположных концах света. В этом был, к примеру, уверен создатель индукционного электрического счётчика Отто Титус Блати, венгр по происхождению, который также являлся соизобретателем трансформатора. Аньош Йедлик и Вернер фон Сименс, каждый в своё время, придумали динамо-машину. Что, в свою очередь, позволило превратить электричество в коммерческий продукт массового спроса. Развитие систем освещения потребовало применения устройств измерения и стандартизации учёта электроэнергии.

Развитие систем передачи электроэнергии по пути создания систем высокого напряжения тормозилось главным недостатком цепей постоянного тока — невозможностью преобразования одного уровня напряжения в другой. И давний спор сторонников распределительных сетей постоянного и переменного тока окончательно решился в пользу последних; этому также способствовало изобретение трансформатора (1885 год). Попытки решить задачу учёта электрической энергии переменного тока привели к целому ряду открытий. Созданию индукционных счётчиков электроэнергии предшествовало обнаружение эффекта вращающегося магнитного поля (Никола Тесла — 1883 год, Галилео Феррарис [1]  — 1885 год, Оливер Шелленбергер — 1888 год). Первый счётчик электроэнергии для переменного тока разработан Оливером Б. Шелленбергером в 1888 году. Уже в 1889 году запатентован «Электрический счётчик для переменных токов» венгра Отто Титуц Блати (для компании «Ganz»). А в 1894 году Шелленбергер по заказу компании Westinghouse создал индукционный счётчик ватт-часов. Счётчик ватт-часов активной энергии переменного тока типа «А» появился в 1899 году, создатель Людвиг Гутман. Был дан старт непрерывным усовершенствованиям индукционных счётчиков электроэнергии. Счётчики, берущие начало от счётчика Блати и индукционных счётчиков Феррариса, вследствие великолепной надёжности и малой себестоимости, до сих пор массово изготовляются, именно с их помощью производят большую часть измерений электроэнергии.

Виды электросчетчиков

Современный многотарифный счётчик

Устройство классического электросчётчика

Счётчики электроэнергии с АСКУЭ (особенностью таких счётчиков является подключение дополнительного кабеля для передачи данных на частоте 30-70 кГц и пронумерованые пломбы)

Принцип действия электрических счетчиков

С конструктивной точки зрения счетчик электричества схож с асинхронным двигателем, в котором значение вращающего момента прямо пропорционально количеству электрической энергии, зарегистрированной счетным механизмом (зависит от мощности потребителей). Создание вращающегося поля счетчика осуществляется при помощи двух магнитных потоков, первый из которых пропорционален напряжению потребителей, а второй — току.

Конструкция счетчика состоит из двух обмоток. Первая присоединена непосредственно к электросети, вторая предназначена для пропускания тока потребителя. Поскольку вращение диска осуществляется относительно поля постоянных магнитов, в нем индуцируется ток, который зависит от скорости вращения. Данный ток всегда направлен в противоположную сторону (на торможение диска), благодаря чему он схож с механической нагрузкой асинхронных двигателей.

Но такая «нагрузка» не способна остановить диск, поскольку уменьшение количества оборотов будет способствовать уменьшению тормозящего усилия. В результате обеспечивается равновесие вращающего момента (пропорционально мощности потребителей) и тормозящего момента (пропорционально скорости, с которой вращается диск). Из этого следует, что скорость вращения прямо пропорциональна силе тока I и напряжению U, а также обратно пропорциональна косинусу фазового сдвига — это и представляет собой активную мощность.

Внутренний диск связан со счетными механизмами посредством механической передачи. При этом повышение переменного тока и напряжения влияет на свойства твердотельных (электронных) элементов, вследствие чего на выходе создаются импульсы, количество которых прямо пропорционально значению активной энергии.

Электронные счетчики

Это современные приборы, созданные на базе электронных компонентов. Основной принцип работы остался тем же, только вместо катушек подключаются датчики, преобразующие значения тока и напряжения в цифровой сигнал. Процессор счетчика обрабатывает его и суммирует за дискретные промежутки времени. Для этого в состав каждого электронного счетчика входят часы, питающиеся от встроенной батарейки. Они самостоятельно генерируют данные о дате и текущем времени, первоначальные значения которых устанавливаются на заводе. При помощи программного обеспечения значения времени можно корректировать при помощи ноутбука, подключенного к счетчику специальным кабелем. Программы и кабели для каждой модели прибора различны.

Электронный счетчик

Электронные счетчики выпускаются однотарифными или многотарифными. Первые стоят дешевле, но раздельный учет электроэнергии во времена суток, соответствующие разным тарифным зонам, позволяет экономить электроэнергию.

Помимо данных о потребленной электроэнергии, даты и времени эти приборы выводят на дисплей текущие значения потребляемого тока, мощности и напряжения в сети. Кроме этого, в счетчики встраиваются реле, формирующие команды на отключение нагрузки или на сигнал при превышении заданного значения измеряемого параметра. Есть и другие функции, но они актуальны для счетчиков промышленного применения и в быту не используются.

Зато очень полезная функция полупроводниковых счетчиков – дистанционная передача данных в офис сбытовой компании. При этом отпадает необходимость снимать показания вручную и куда-то их передавать. Программа обработки в офисе сама формирует квитанции об оплате. Исключается человеческий фактор, причина многочисленных ошибок.

Для реализации этой функции счетчики объединяются в автоматизированные системы учета (АИИСКУЭ). Данные передаются через модемы, персональные для каждого прибора или работающие с группой приборов, объединенными информационными кабелями. Модем может устанавливаться отдельно, но может входить в состав некоторых моделей счетчиков, в этом случае имеется слот под установку SIM-карты.

GSM-модем для передачи данных от электросчетчика

Работа узлов учета в составе такой системы позволяет своевременно выявлять хищения электроэнергии или неисправности счетчиков. Сумма показаний отдельных приборов в многоквартирном доме должна с определенной точностью соответствовать показаниям счетчика на вводе в дом. Если условие перестает выполняться, вычисляется абонент, данные по которому внезапно изменились. Если он не выявлен, в дом направляются инспекторы с целевой проверкой.

Купить счетчик электроэнергии: как выбрать нужный?

Сейчас в магазинах продают большое количество различных моделей электрических счетчиков. По принципу работы счетчики разделяются на индукционные и электронные. Сегодня сказать какой счетчик лучше достаточно сложно. У каждой модели найдутся свои плюсы и минусы. Продающиеся в электротехнических магазинах счетчики соответствуют всем требованиям ГОСТ. Но всё-таки при выборе стоит обратить внимание на кое-какие вещи.

Купить счетчик электроэнергии: трехфазный или однофазный?

При покупке вы должны знать, какой электрический счетчик вам нужен. Проще всего узнать об этом вы можете из технических условий на электроснабжение вашей квартиры или дома. В них непосредственно указаны параметры электросчетчика, по которым вам его и следует приобрести. Если технические условия на электроснабжение у вас отсутствуют, то для начала вы должны знать, на какое напряжение будет использоваться ваш электросчетчик — 380 либо 220 вольт. Узнать это можно на табло прежнего счетчика. Если на табло указана только цифра 220, значит вам нужен однофазный электросчетчик. Если стоит 220/380, значит трехфазный. При желании заменить однофазный счетчик на трёхфазный, вам необходимо оформить технические условия в местной энергоснабжающей организации.

Купить счетчик электроэнергии: на какую температуру рассчитывать?

Если вы собираетесь установить электросчетчик в помещении, где температура воздуха может опускаться ниже нуля градусов, то при покупке следует прочитать в паспорте электросчетчика условия его эксплуатации. Лучше приобрести электросчетчик с температурой эксплуатации до -40 градусов или даже более. Таким условиям обычно соответствуют электронные счетчики.

Покупка счетчика электроэнергии: где смотреть пломбу и какие они бывают?

Согласно требованиям правил устройств электроустановок: « на вновь устанавливаемых однофазных счетчиках должны быть пломбы государственной поверки с давностью не более 2 лет, а на трехфазных счетчиках — с давностью не более 12 месяцев».

Это прежде всего говорит о том, что на приобретаемом вами электросчетчике уже должны стоять две пломбы ( на электронном счетчике может устанавливаться одна пломба). Наличие этих пломб вы и должны проверить. Ставятся они чаще на винтах, крепящих кожух электросчетчика, и бывают двух видов: наружные или внутренние. Наружные пломбы выполняются из свинца, реже из пластика, зажаты на проволоке, продетой через винт либо проушину.

Внутренние пломбы представляют собой залитую в винтовое углубление мастику черного или красного цвета, иногда покрытую серебрянкой.

Все пломбы должны иметь четкий оттиск и не иметь механических повреждений, на что следует обратить особое внимание при покупке. Дубликат оттиска госповерителя в виде печати обычно проставляется на последних страницах паспорта электросчетчика.

На оттиске пломб указан год поверки электросчетчика, а вернее две последние цифры года и атрибуты госповерителя в мелком масштабе между цифрами. На пломбах наружного исполнения, ко всему этому, с обратной стороны добавляется квартал года поверки, напечатанный римскими цифрами. Поэтому, посмотрев год поверки счетчика на пломбах, вам нужно убедиться, что он не просрочен, то есть прошло не более двух лет для однофазного счетчика и не более 12 месяцев для трехфазного.

Также часто бывает, что на счетчике установлены две пломбы, но одна имеет оттиск госповерителя, а другая оттиск ОТК завода-изготовителя, что считается вполне допустимым. А вот если обе пломбы имеют оттиск ОТК, либо вообще не понятно какой, то такой электросчетчик покупать не следует, так как прежде чем его установить, вам придется сносить его в центр стандартизации и метрологии для поверки и соответственно заплатить дополнительные деньги. То же самое вам придется сделать, если вы купите счетчик с просроченными пломбами госповерителя. Это все, что касается пломб.

Купить счетчик электроэнергии: уточните межповерочный интервал ( МПИ)

Следует обратить внимание на межповерочный интервал ( МПИ) электрического счетчика, указанный в его паспорте. То есть нужно узнать, через сколько лет вам придётся снимать счетчик и нести его на очередную госповерку. Как правило, срок поверки однофазного индукционного счетчика составляет 16 лет, а электронного от 8 до 16 лет. Меньший срок госповерки говорит о соответствующем качестве прибора. Сроки поверки 3-х фазных счетчиков обычно меньше чем у однофазных, это 6-8 лет. Хотя последние электронные модели 3-х фазных счетчиков уже имеют срок межповерочного интервала 16 лет. Отсчет времени производится от года поверки указанного на пломбах электросчетчика.

Купить счетчик электроэнергии: не забудьте утонить класс точности счетчика

Рекомендуется посмотреть класс точности электрического счетчика. Указывается он на табло прибора. Цифровое обозначение класса точности заключается в кружок. Это число показывает максимально возможную погрешность прибора, выраженную в процентах от наибольшего значения величины, измеряемой в данном диапазоне работы электрического счетчика.

До 1996 года однофазные электрические счетчики выпускались с классом точности до 2,5. Но после выхода ГОСТа 6570-96 счетчики стали выпускать с более высоким классом точности — 2,0.

Сегодня счетчики с классом точности 2,5 на очередную госповерку уже не принимают, даже если у них не истек срок эксплуатации. ( Срок эксплуатации счетчика составляет не менее 32 лет.) В ближайшее время планируется перевести расчетные электросчетчики еще на более высокий класс точности — 1,0. Это говорит о том, что если вы приобрели счетчик с классом точности 2,0, то на очередную госповерку через 16 лет его возможно не возьмут. Хотя и 16 лет все-таки не малый срок.

Купить счетчик электроэнергии: внимание на способ крепления!

Обратите внимание на способ крепления электросчетчика. Счетчики изготавливают с возможностью крепления либо на 3-х винтах ( для обычных электрощитов), либо на динрейке. С возможностью крепления на динрейке выпускают только электронные счетчики. Если выбираете последний способ крепления, то необходимо еще купить отдельно динрейку или специальный бокс под электросчетчик. Хотя, динрейка может идти в комплектации со счетчиком.

Покупая счетчик, выберите тот, где клеммы закрыты крышкой

Также рекомендуется покупать электросчетчики с зажимной крышкой закрывающей клеммный ряд ещё и под счетчиком, во избежание лишних вопросов со стороны энергосбыта.

Проверьте винты в клеммном ряду

Проверьте, чтобы в клеммном ряду не было отсутствующих винтов, бывает и такое.

А также наличие пломбировочных винтов ( винт с отверстием) для крепления зажимной крышки.

Купить электросчетчик – если индукционный, проверьте, вращается ли диск?

При покупке индукционного счетчика ( электросчетчик с вращающимся диском) слегка повертите его в руках, диск должен задвигаться. Если движений диска не наблюдается, возможно счетчик стряхнули при транспортировке и он неисправен.

Покупка электросчетчика – вопрос о силе тока

Обращать внимание на величину тока однофазных счетчиков при отсутствии у вас технических условий практически не имеет смысла, поскольку все современные электросчетчики выпускаются достаточно мощными.

Теперь, придя в магазин, вам достаточно сказать, что вам нужен однофазный либо трёхфазный электросчетчик, об остальном вы знаете.

Пломбы, поверка, уровень шума

При покупке прибора надо обязательно проверить, есть ли на нем пломбы. Также необходимо обратить внимание на дату государственной поверки счетчика — не более 2 лет для однофазных и 1 года для трехфазных приборов. После установки счетчика в доме на даче его также надо будет поверять. Межповерочный интервал устанавливается для каждой модели и вида счетчика заводом-изготовителем и прописывается в техпаспорте прибора. Обычно это от 4 до 16 лет в зависимости от модели.

Не лишним будет поинтересоваться уровнем шума счетчика во время его работы.