Индукционные счетчики электроэнергии: преимущества и недостатки, нюансы монтажа и использования

Индукционные счетчики электроэнергии: преимущества и недостатки, нюансы монтажа и использования

Электросчетчик – прибор, необходимый для учета электроэнергии в быту и на производстве.

В зависимости от принципа работы он подразделяется на индукционный и электронный. В этой статье поговорим об индукционном счетчике.

Принцип работы

Устройство индукционного счетчика. (Для увеличения нажмите)

У индукционного счетчика имеется две катушки: тока и напряжения. Токовая катушка подключается последовательно, а катушка напряжения – параллельно.

Эти две катушки образуют электромагнитный поток. У токовой катушки он пропорционален силе тока, у катушки напряжения – сетевому напряжению.

Электромагнитное поле вращает алюминиевый диск, который с помощью зубчатой и червячной передачи соединяется со счетным механизмом и приводит его в действие. При работе счетчика наблюдается такая закономерность: «чем выше потребляемая мощность, тем быстрее вращается диск по оси».

Установка

Для начала нужно определиться с местом крепления прибора и приобрести необходимые инструменты.

В магазинах продают как полные комплекты для установки счетчика, так и отдельные детали. Выбор материалов зависит от модели прибора и от особенностей подключения.

Расположение счетчика обязательно вертикальное. Местом крепления может быть деревянный (металлический) лист или специальный защищенный короб. Прибор обязательно должен находиться в зоне свободного визуального контроля.

Перед установкой следует изучить общую схему электропроводки. Это позволит правильно определить тип и количество автоматических выключателей, а также мощность групп потребителей.

Однофазные

Схема подключения однофазного счетчика. (Для увеличения нажмите)

Однофазные счетчики работают без подключения различных трансформаторов. Потребители электроэнергии питаются от одной фазы.

Такие счетчики устанавливают в жилых домах и небольших помещениях.

На аппарате имеются 4 клеммы. Они соединяются с общей электросетью и подают электроэнергию в дом.

Для установки счетчика необходимо:

    1. Закрепить прибор в подготовленном месте.
    2. К клемме № 1 подключается фазный провод.
    3. К клемме № 2 подсоединяют фазный провод от сети помещения.
  1. К клеммам № 3 и 4 подключается нулевой провод от домашней и внешней сети.
  2. При установке обязательно выполнять все строго по схеме.

Возможно, Вас заинтересует статья об однофазных электросчетчиках Меркурий.

Статью о том, как правильно снимать показания счетчиков электроэнергии, читайте здесь.

Трехфазные

Схема подключения трехфазного счетчика. (Для увеличения нажмите)

Трехфазные счетчики считаются наиболее безопасными, так как потребители электроэнергии разделены на группы. Они предназначены для больших жилых и производственных помещений.

Такие счетчики измеряют активную и реактивную энергии, а также направление потоков. На приборе расположено 8 клемм.

Чтобы установить счетчик нужно:

  1. Подключить провода одинакового цвета из общей сети к клеммам № 1,3,5,7.
  2. Подсоединить провода одинакового цвета из квартирной сети к клеммам № 2,4,6,8.
  3. Соблюдать схему установки, которая учитывает подключение входных проводов с помощью четырехполюсного вводного автомата. Кроме этого на схеме изображена установка однополюсных автоматов для каждой группы потребителей.

Тарифная система учета и снятие показаний

Для того, чтобы снять показания, необходимо посчитать:

  1. Общий расход электроэнергии – все числа до запятой, показанные на счетном механизме прибора. Последняя цифра, выделенная красной рамкой, показывает десятые доли киловатта, поэтому ее не учитывают.
  2. Расход за месяц – разница между показаниями текущего и предыдущего месяца.
  3. Общая сумма к оплате рассчитывается так: расход за месяц нужно умножить на стоимость 1 кВт по тарифу.

Это значит, что прибор не учитывает расход потребленной энергии в зависимости от времени суток. Поэтому оплата за электроэнергию у индукционных счетчиков будет значительно выше, чем у электронных.

Возможно, Вам будет также интересна статья, разъясняющая Постановление 442 о замене электросчетчиков.

Статью о том, как опломбировать счетчик электроэнергии, читайте здесь.

Плюсы и минусы

Достоинства:

  • надежные;
  • не зависят от перепадов электроэнергии;
  • дешевые;
  • большой срок эксплуатации;
  • можно легко остановить или отмотать счетчик при необходимости.

Недостатки:

  • класс точности низкий (2,0 или 2,5);
  • высокая погрешность, особенно при маленьких нагрузках;
  • однотарифные;
  • нет защиты от хищения электроэнергии.

На сегодняшний день производители индукционных счетчиков стараются улучшить свою продукцию за счет увеличения класса точности и срока службы.

Однако из-за специфической конструкции прибора сделать это практически невозможно. Поэтому на смену индукционным счетчикам пришли электронные, которые имеют ряд преимуществ.

Смотрите видео, в котором подробно разъясняются устройство и принцип работы индукционного счетчика электроэнергии:

Счетчики электроэнергии. Часть 1. Индукционные и электронные

В современном мире без этих приборов уже не обойтись. Ведь у каждого в доме есть электропроводка, следовательно, и электросчетчик должен быть. Но вот проблема. Как только приходит время заменить или установить счетчик, мы идем в магазин и на нас обрушивается шквал разнообразия выбора. Мы начинаем теряться и в итоге выбираем не то, что нам нужно. Чтобы такого не происходило, давайте разберемся, какие бывают счетчики, и какой подходит именно вам. На сегодня существует два основных типа счетчиков: индукционные (механические) и электронные.

  • Индукционные (механические) электросчетчики
    • Достоинства и недостатки индукционных счетчиков
      • Достоинства
      • Недостатки
  • Электронные электросчетчики
    • Достоинства и недостатки электронных электросчетчиков
      • Достоинства
      • Недостатки
  • Маркировка на электросчетчиках

Индукционные (механические) электросчетчики


Рис.1. Индукционный однофазный электросчетчик

Счетчики с вращающимся диском знакомы практически каждому. Это те, за прозрачной панелью которых есть вращающееся колесико. Наверняка многие не раз наблюдали за скоростью его вращения — чем выше скорость, тем больше расход энергии. А показания счетчика обозначаются цифрами на специальных барабанах.

Принцип работы таких счетчиков заключается в следующем. В электрическом счетчике имеется 2 катушки (рис. 2 — 1 и 4 указатели) — катушка напряжения (служит ограничителем переменного тока, преградой для помех и пр., создает магнитный поток, соразмерный напряжению) и токовая катушка (создает переменный магнитный поток, соразмерный току).

Читайте также:  Тип счетчика электроэнергии


Рис.2. Принцип работы индукционного электросчетчика

Магнитные потоки, создаваемые катушками, проникают сквозь алюминиевый диск (рис.2, указатель 5). При этом потоки, которые создает токовая катушка, пронизывают диск несколько раз за счет своей U-образной формы. Как следствие, появляются электромеханические силы, которые и вращают диск.

Далее ось диска взаимодействует со счетным механизмом в виде червячной (зубчато-винтовой) передачи (Рис. 3), которая передает необходимые сигналы и информацию на цифровые барабаны. Чем выше крутящий момент диска, тем выше мощность подаваемого сигнала (крутящий момент равнозначен мощности сети), а значит и расход электроэнергии больше.


Рис.3. Червячная передача

Когда мощность подаваемого электромагнитного сигнала снижается, в действие приходит постоянный магнит торможения (Рис.2, указатель 3). Он и выравнивает колебания частоты вращения диска за счет взаимодействия с вихревыми потоками. Магнит создает электромеханическую силу, обратную кручению диска. Это заставляет диск снизить скорость или вообще остановиться.

Эта группа счетчиков наиболее дешевая и простая. Широко использовались индукционные электросчетчики в советское время (и по нынешнее время у большинства в квартирах установлены именно такие приборы). Но постепенно на смену им приходят электронные счетчики за счет ряда недостатков индукционных приборов. Например, индукционный электросчетчик не может снять показания автоматически, а также в показаниях зачастую присутствует погрешность.

Достоинства и недостатки индукционных счетчиков

Достоинства

  1. Надежны в использовании
  2. Многoлетний срок эксплуатации счетчика
  3. Независимость от перепадов электрoэнергии
  4. Дешевле электронных

Недостатки

  1. Класс точнoсти достаточно низок — 2,0; 2,5
  2. Практически oтсутствует защищенность от хищения электрической энергии
  3. Высокое собственное потребление тока
  4. При малых нагрузках вырастает погрешность (чем меньше класс точности, тем больше погрешность)
  5. При учете нескольких типов электроэнергии (активной и реактивной) возникает необходимость использования нескольких приборов учета энергии
  6. Энергоучет ведется в одном направлении
  7. Крупные габариты приборов

Электронные электросчетчики


Рис.4. Электронный электросчетчик

Эти приборы несколько дороже индукционных, но на сегодняшний день это наиболее выгодные и приоритетные в использовании счетчики. Они имеют более высокий класс точности и позволяют учитывать многотарифность.

Электронные электросчетчики работают за счет преобразования входного аналогового сигнала с датчика тока в цифровой код, равнозначный потребляемой мощности. Этот код отправляется расшифровываться на специальный микроконтроллер. После чего на дисплей (или цифровой барабан) выводится количество расходуемой электроэнергии.

Самая главная составляющая этих счетчиков — это микроконтроллер. Именно он производит анализ сигнала и рассчитывает количество расходуемой электроэнергии. А также передает информацию на выводящие, электромеханические устройства и дисплей.


Рис.5. Принцип работы электронного электросчетчика

Сам прибор состоит из корпуса, трансформатора тока, преобразователя сигнала и тарификационного модуля. Если же разбирать более подробно, в состав счетчика входят еще и:

  • ЖК-дисплей (или цифровой барабан)
  • источник вторичного питания (преобразует переменное напряжение)
  • микроконтроллер (просчитывает входные импульсы, рассчитывает расходуемую электроэнергию, обменивается данными с другими узлами и схемами счетчика)
  • преобразователь (преобразует аналоговый сигнал в цифровой с последующим преобразованием его в импульсный сигнал, равнозначный потребляемой энергии)
  • супервизор (формирует сигнал сброса при перебоях с питанием, выводит аварийный сигнал при снижении входного напряжения)
  • память (хранит данные об электроэнергии)
  • телеметрический выход (принимает импульсный сигнал об энергопотреблении)
  • часы реального времени (отсчитывают текущее время и дату)
  • оптический порт (считывает показания счетчика, а также программирует его)

Достоинства и недостатки электронных электросчетчиков

Достоинства

  1. Класс тoчности — от 1,0 — высокий
  2. Многотарифность (от 2)
  3. Достаточно одного счетчика при учете нескольких типов электрической энергии
  4. Энергоучет ведется в 2 направлениях
  5. Ведут измерение качества и объема мощности
  6. Хранят данные учета электроэнергии
  7. Данные легко доступны
  8. В случае хищения электроэнергии осуществляется фиксация несанкционированного доступа
  9. Возмoжность дистанциoнно снимать пoказатели
  10. Возможно применение при автоматизированном техническом учёте и контроле учета электроэнергии (АСТУЭ и АСКУЭ)
  11. Длительный срок метрологического интервала (МПИ)
  12. Малые по размеру

Недостатки

  1. Очень чувствительны к перепадам напряжения
  2. Дороже индукционных
  3. Достаточно сложно отремонтировать

Маркировка на электросчетчиках

Помимо видов счетчиков существует еще несколько нюансов, которые следует знать. На любом электросчетчике имеется определенная маркировка, условно обозначающаяся буквами и цифрами.


Рис.6. Обозначения на электросчетчике

Обозначение Пояснение
С Тип устройства (счетчик)
А, Р Вид учитываемой энергии (активная энергия/реактивная энергия)
О Однофазный счетчик
3, 4 Число фазовых проводов в сети (четырёхпроводная/трёхпроводная)
У Универсальность
И Тип измерительной системы (индукционный счетчик). Далее может стоять трёхзначное число, которое означает конструктивное исполнение счетчика (конструкция счетчика может быть индукционной или электронной).
Т Тип счетчика в тропическом исполнении
П, М Тип исполнения (прямоточный — если нет подключения к трансформатору/модернизированный). Далее могут быть такие сокращения, как «380/220 17А, 2001», что означает рабочие напряжения в проводах, максимальный поток тока и год изготовления. Также в конце надписи может стоять заводской номер.

Что касается класса точности электросчетчика, то по этим параметрам определяется точность показаний расходуемой электроэнергии. В квартирах, как правило, установлены счетчики класса 2,0, но могут быть и выше. Что это означает? А то, что ваш электросчетчик может учесть на 2% больше или меньше электроэнергии от своей собственной мощности. Или проще говоря — погрешность счетчика. Чем меньше цифра, тем меньше погрешность. В целом, в бытовых условиях достаточно электросчетчика класса 2,0. Более высокие классы точности необходимы скорее на предприятиях, где нужна большая мощность энергии.

Итак, на сегодняшний день мы можем себя не ограничивать в выборе электросчетчиков. Каждый из них имеет свои определенные особенности и функции. В этой статье мы разобрали основные особенности этих приборов и принципы их работы, что поможет вам сориентироваться в многообразии выбора.

Что нужно знать об индукционных счётчиках

Для учета электроэнергии в бытовых и производственных целях используются электросчётчики. Приборы учёта электроэнергии имеют два вида:

  1. Индукционные.
  2. Электронные.

В статье будет рассмотрен такой прибор учёта, как индукционный счётчик электроэнергии.

Конструкция индукционного счётчика

В устройство индукционного прибора учёта заложены катушки, одна из которых тока, а другая – напряжения. Катушка тока имеет последовательное подключение, а катушка напряжения – параллельное. С помощью этих катушек образуется электромагнитное поле. Катушка тока имеет пропорциональный по силе тока электромагнитный поток, а катушка напряжения – пропорционально сетевого напряжения.

Электромагнитный поток заставляет алюминиевый диск вращаться, что соединён с механизмом счёта зубчатой и червячной передачей, приводя в движение счётный механизм, которым обладает индукционный счётчик электроэнергии.

Как работает индукционный счётчик

Суть работы индукционных счетчиков электроэнергии, основан на таком принципе, когда на движущуюся деталь в одно время воздействует крутящийся и затормаживающий момент. Данный момент имеет пропорцию величине учёта, момент торможения имеет пропорцию скорости раскрутки движущейся части. Состоит индукционный однофазный счетчик электроэнергии из нескольких элементов:

  • Катушки напряжения, что расположили на магнитопроводе;
  • Диск вращения из алюминия;
  • Передаточный механизм устройства учёта;
  • Катушки тока на магнитопроводе;
  • Постоянный магнит.

Сделана катушка из провода с большим сечением, что может выдерживать большую нагрузку. Витки на катушки имеются в небольших количествах, обычно 13-30 витков на катушке. Распределены они в равномерном положении на двух стержнях магнитопровода, что имеет U форму и сделан из электротехнической стали. Сердцевина работает для создания определённой концентрации магнитного потока, который пересекает счётный диск и вращает его.

Подсоединяется обмотка напряжения на фазу напряжения сети и всегда имеет работоспособное состояние, наравне с потребителем, из-за этого она имеет название параллельной цепи. Катушка напряжения требуется для производства магнитного потока, который будет пропорционален сетевому напряжению. Она имеет определённые конструктивные отличия от катушки тока тем, что имеет больше витков, около 8000 – 12 000 и небольшим сечением проводника 0.1 – 0.15 мм2. В большом количестве витки создают более высокое индуктивное сопротивление, чем имеет активное сопротивление обмотки, что является довольно важным для соблюдения правила сдвига на 90° и даёт возможность уменьшит потребление электроэнергии, на однофазном счётчике.

Магнитный поток катушки тока и катушки напряжения, что проходят по диску, образуют в нём трансформационные токи, за счёт чего создаётся вращающийся момент. Чтобы создать противодействующий момент, что будет пропорционален скорости движения диска, используются постоянные тормозные магниты, чей магнитный поток пересекает крутящийся диск из электропроводящего материала.

Образующиеся в диске токи резания, всегда соблюдают скорость вращения пропорционально диска. То есть когда счётчик работает, он соблюдает определённую закономерность,чем большая мощность потребления, тем более быстро будет происходить вращение диска по его оси. Момент противодействия, что образуется при взаимодействии магнитного потока с дисковым током, всегда будет пропорционален скорости вращения. Когда диск проходит волну, что создаёт тормозной магнит, на нём наводится ЭДС резания, что идёт от середины диска. Потоковая сила тормозного магнита при взаимодействии с током диска имеет прямую пропорциональность ЭДС резания и имеет направление против движения диска. Замедляющий процесс зависит от дальности магнита от центра диска, определяется как произведение плеча на значение силы. То есть регулировка быстроты кручения происходит путём перемещения магнита, что позволяет настроить его в зависимости от передаточного числа.

Для более точной настройки на счётчиках используют специальные устройства для регулировки. Данные приборы – это короткозамкнутые медные, алюминиевые витки, или обмотка из витков провода из меди, что замкнут на настраиваемое сопротивление.

Плюсы и минусы индукционных счётчиков

Приборы учёта электроэнергии бывают только однотарифными, потому как в них отсутствует система дистанционного снятия показаний в автоматическом режиме, то есть счётчик не может работать по дневному и ночному тарифу. Это существенный недостаток, которым обладает индукционный электросчетчик, так как оплата за ток будет намного больше, чем у электронных.

Индукционные счётчики имеют ряд своих преимуществ и недостатков. Из преимуществ можно отметить:

  1. Обладают относительно низкой ценой.
  2. Высокий уровень надёжности.
  3. Не зависимы к перепадам электроэнергии.
  4. Имеют длительный срок эксплуатации.
  5. Подходит для таких манипуляций, как отмотка показаний и остановка счётчика.
  6. Продаётся в большинстве точек по продаже электротоваров.

Однако на фоне этого имеются и негативные моменты, а в частности:

  1. Низкий класс точности.
  2. Большой процент погрешности на маленьких нагрузках.
  3. Можно использовать всего один тариф.

Производители индукционных счётчиков работают над улучшением своей продукции, увеличивая класс точности и срок службы, но конструкция, которой обладают индукционные электросчетчики, не позволяет существенно улучшить эти показатели. Именно из-за этого пришли на смену электронные приборы учёта, которые более стабильны и обладают множеством положительных моментов.

Нужно ли менять старый индукционный электросчетчик на новый

Индукционный счетчик электроэнергии с электромеханическим устройством подсчета расхода энергии до сих пор является надежным прибором, установленным в жилых помещениях. Пользователей привлекает его надежность, простота в обслуживании, долгий срок службы и низкая стоимость.

Конструкция индукционного счётчика

Основными составными элементами индукционного электросчетчика являются электромагниты напряжения и электрического тока. При их взаимодействии вместе с входящими в них магнитопроводами появляется электромагнитное поле. Через передаточное устройство поле воздействует на алюминиевый диск вращения.

Электромагнит тока при работе испытывает большие нагрузки, поэтому его обмотка изготовлена из проволоки большого сечения. Число витков не превышает тридцати. Проволока равномерно намотана на двух магнитах, которые с помощью зажимов подключены последовательно к сети.

Катушка напряжения параллельно подсоединена к сети и создает электромагнитное поле, прямо пропорциональное действующему напряжению. Обмотка катушки выполнена из тонкой проволоки сечением 0,1…0,15 мм². Число витков может достигать 12000, что позволяет создать индуктивное сопротивление больше, чем активное. Такое устройство позволяет уменьшить расход электроэнергии при работе счетчика.

Все компоненты механического однофазного электросчетчика размещены в пластмассовом корпусе. Данные по расходу электричества за текущий период выводятся на цифровой барабан. Интенсивность расхода энергии можно определить по величине скорости вращения диска.

Как работает индукционный счётчик

Алюминиевый диск индукционного счетчика электрической энергии является подвижным токопроводящим элементом, на который воздействует электромагнитное поле, создаваемое в катушках счетчика. В результате их действия возникает магнитное поле, переменное по направлению и действующее на диск, в котором создаются вихревые токи, совпадающие по направлению с магнитными потоками.

Между вихревыми токами и магнитными потоками происходит взаимодействие, которое создает вращающий момент, меняющийся по величине и приводящий во вращение алюминиевый диск. Между вращающим моментом и суммарным магнитным потоком от двух катушек тока и напряжения создается зависимость, с учетом сдвига фазы на 90º и обратной связью. Для получения сдвига фазы магнитный поток электромагнита напряжения разложен на две части.

Под воздействием вращающего момента диск крутится с частотой в зависимости от величины поступающей энергии. Ось диска связана со счетным устройством цифрового барабана, на котором отражается действительное количество потребляемой энергии.

Плюсы и минусы приборов

Дисковый электросчетчик старого образца имеет несколько преимуществ перед новыми электронными моделями счетчиков, которые активно внедряются в жилые дома:

  • имеют высокую степень надежности;
  • простая схема исполнения и принцип действия;
  • стоимость электросчетчика старого образца ниже, чем электронного;
  • безразличны к возможным перепадам напряжения электрической сети;
  • обладают длительным сроком эксплуатации.

В то же время электромеханические счетчики имеют и ряд недостатков, к которым относятся:

  • Низкий класс точности учета электрической энергии, особенно при малых нагрузках.
  • Для оплаты электроэнергии используется только один тариф, в то время как большинство электрических компаний предоставляет разную стоимость электроэнергии в дневное и ночное время.
  • Возможность остановить вращение диска, и даже отмотать показатели назад, чем могут воспользоваться недобросовестные пользователи. Остановка диска возможна и в случае поломки.

Все недостатки, присущие индукционным изделиям, известны заводам изготовителям. Они постоянно работают над модернизацией и улучшением качества своей продукции, повышая класс точности и срок службы. Однако особенности конструкции не позволяют в полной мере воплотить все эти полезные необходимые условия в устройстве. Поэтому на смену индукционным приборам приходят более совершенные, электронные.

Нужно ли менять счетчики на новые

Если у вас установлен старый индукционный счетчик, не спешите его поменять на новый. Вполне возможно, что он прослужит еще долгое время, до окончания срока службы, указанного в паспорте, а это почти 20 лет. Однако в некоторых случаях могут заставить произвести замену и вы обязаны будете приобрести новый счетчик.

Электросчетчики подлежат замене в таких случаях:

  • Проводятся работы по плановому обновлению электрической сети с заменой всех счетчиков.
  • Счетчик неисправен.
  • Закончился срок эксплуатации прибора согласно данным техпаспорта.

По закону пользователь при замене необязательно должен устанавливать электронный счетчик. Если ему удобно, он может поставить любой индукционный счетчик электроэнергии, главное, чтобы точность измерений соответствовала требованиям закона: класс точности должен быть 2.0 и выше.

Оплату расходов по приобретению счетчика и его установке несет владелец, если только не производится плановая замена. В отдельных случаях права собственности на прибор требуют уточнения:

  • Когда счетчик установлен в квартире, домовладельцы обязаны следить за техническим состоянием прибора, снимать показания и производить замену при необходимости. Все расходы при этом несут жильцы квартиры.
  • Когда электросчетчик старого образца установлен в общем коридоре, и его используют несколько квартир, прибор является общей собственностью всех владельцев. Расходы по его замене будут нести все стороны. Если это предусмотрено договором с обслуживающей компанией, сама компания меняет счетчик за счет собранных средств.

Если нет веских причин менять счетчик электроэнергии, требования проверяющих органов по замене не законны. При этом прибор учета должен быть исправен, не просрочен.

Тарифная система учета

Самым существенным недостатком является невозможность использования нескольких тарифов для оплаты электроэнергии. Поэтому необходимость менять старый электросчетчик на новый зависит от того, как меняется расход энергии в течение суток. Если ночью значительный расход, есть смысл для перехода на более современный электронный прибор учета. Правда при этом следует учесть затраты на покупку и установку нового электронного счетчика.

Снятие показаний

Электромеханические счетчики снабжены цифровым барабаном, на котором отображается расход электроэнергии в киловаттах. Эти данные можно сдать в расчетную службу или самостоятельно производить расчеты.

В зависимости от модели на барабанном табло появляется 5 или 7 цифр, причем последняя отделена от остальных запятой и выделена цветом. При учете не надо считать десятые и сотые доли киловатт – только целые числа. Полученный расход киловатт за месяц умножают на стоимость 1 киловатта и получают сумму, которую надо заплатить за электричество.