Индукционные счетчики какие они

Электросчетчики: история контроля

Сразу после начала производства был установлен государственный контроль их состояния и введена обязательная регулярная поверка счетчиков расхода электрической энергии. В России этим занималась Главная палата мер и весов, которую в то время возглавлял Д.И. Менделеев. С 1900 года палата открыла прием к поверке различных электроизмерительных приборов, в том числе и счетчиков, а с 1902 года каждый счетчик стал получать свой порядковый номер и после проверки пломбировался.

Самым первым электросчетчиком в истории стал счетчик часов работы лампы Самюэля Гардинера, запатентованный в 1872 году. Он измерял время, в течение которого электроэнергия подавалась в точку нагрузки, при этом все лампы, подключенные к этому счетчику, контролировались одним выключателем. С появлением электрической лампочки Эдисона стало практиковаться разветвление цепей освещения, и такой счетчик вышел из употребления.

Счетчики следующего поколения были основаны, главным образом, на электродинамических и электромагнитных свойствах тока. В короткий срок были созданы счетчики различных конструкций.

Электролитические счетчики

В 1881 году был запатентован электрический счетчик Томаса Эдисона. Существовали и другие электролитические счетчики, такие как водородный счётчик немецкой компании "Сименс-Шуккерт" и ртутный счётчик Йенского стекольного завода "Шотт унд Геноссен". Такие счетчики использовались до конца 19-го века, т.к. могли измерять только ампер-часы и не годились при колебаниях напряжения.

Маятниковые счетчики

В 1884 году в Германии Германн Арон сконструировал маятниковый счетчик. Маятниковый счетчик позволял измерять ампер-часы или ватт-часы, но его можно было использовать исключительно для сетей постоянного тока. Такие счетчики были дорогостоящими, потому что они содержали два часовых механизма, и их постепенно вытеснили моторные счётчики.

Моторные счетчики

Другой альтернативой для создания электросчетчика было использование мотора. В 1889 году американский инженер Элиху Томсон разработал свой "Самопишущий ваттметр" для компании "General Electric". Это был двигатель с якорем без металлического сердечника, который запускался от электрического напряжения, проходящего через катушку и резистор с помощью коллектора. Статор приводился в движение током, и поэтому вращающий момент был пропорционален произведению силы тока и напряжения. Такой счетчик использовался преимущественно для постоянного тока. Большим недостатком моторных электросчетчиков являлся коллектор.

Индукционные счетчики

В 1889 году венгр Отто Титус Блати запатентовал свой "Электрический счётчик для переменных токов".

С таким устройством Блати удалось достичь внутреннего смещения фаз почти на 90°, поэтому счетчик отображал ватт-часы более или менее корректно. Первые счетчики крепились на деревянной основе, делая 240 оборотов в минуту, и весили 23 кг. К 1914 году вес снизился до 2,6 кг.

В 1894 году Оливер Блэкбурн Шелленбергер разработал счетчик ватт-часов индукционного типа для компании "Westinghouse". В нем катушки тока и напряжения располагались на противоположных сторонах диска, и два постоянных магнита замедляли движение этого диска. Этот счетчик тоже был большим и тяжелым, весом в 41 фунт. У него был барабанный счетный механизм.

В 1899 году Людвиг Гутманн, работая на фирму "Sangamo", разработал счётчик ватт-часов активной энергии переменного тока типа "A". Ротор состоял из цилиндра со спиральной прорезью, расположенного в полях катушек напряжения и тока. Диск, прикрепленный ко дну цилиндра, использовался для торможения с помощью постоянного магнита. Регулировка коэффициента мощности не была предусмотрена.

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.

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.

Электросчетчик однофазный индукционный однотарифный

Однофазный электросчетчик должен быть устойчив к электромагнитному воздействию. Принцип его работы состоит в следующем – катушки индуктивности тока и напряжения намотаны на полюса магнитного сердечника, между полюсами расположен алюминиевый диск, вращающийся на оси в подшипниках, число оборотов диска регистрирует в киловатт-часах механический счетчик оборотов.

Однофазный электросчетчик в основном предназначен для измерения и однотарифного учета активной электрической энергии в однофазных двухпроводных цепях переменного тока. Такие электросчетчики выбираются по классу точности, по климатическим условиям, по объединению приборов учета в АСКУЭ, по телеметрическому выходу или по определенному типу интерфейса. Однофазные двухтарифные счетчики с внешним тарификатором подразумевают обязательное применение такого тарификатора, как на отдельно взятый прибор учета.

Применяется в электроустановках административных, жилых и общественных зданий, производственных помещений, коттеджей, дач, торговых киосков, магазинов, гаражных кооперативов и т.п. при снабжении потребителей электроэнергии от однофазной электросети.

Имеет высокую надежность и долговечность, изготавливается из материалов, не поддерживающих горение, срок службы не менее 30 лет, выпускаются как в классическом корпусе черного цвета, так и в корпусе из прозрачного материала.

Счетчики электроэнергии. Какой лучше для квартиры

Как минимум, в квартиру требуется купить индукционный счетчик класса 2,0 или ниже. Самыми экономичными являются электронные счетчики двух- или трехтарифного типа. Хоть они стоят и дорого, но окупятся такие приборы не больше чем через 3 года. Многотарифные электросчетчики уменьшают расходы на оплату электричества на 20-30%, так как в разное время суток тарифы будут меняться, что позволит расходовать электричество в тот период, когда электроэнергия насчитывается по самым низким ценам.

Не стоит экономить на покупке счетчиков, обращаясь в неспециализированные магазины. Лучше приобрести прибор того производителя, который имеет сервисный центр в вашем регионе. Выбрав качественный счетчик, он прослужит вам не меньше 15 лет и позволит сэкономить огромное количество денег на оплате счетов за потребление электроэнергии.