Как работает электросчетчик: Электросчетчик – устройство и принцип работы

Электросчетчик – устройство и принцип работы

Без счетчиков электроэнергии не обходится работа ни одного электрифицированного объекта, будь то гараж, частный дом или промышленное предприятие. Сегодня на рынке представлены счетчики разных типов, моделей, модификаций. Это позволяет подобрать оптимальный вариант с учетом особенностей объекта и количества используемой электроэнергии. Что представляет собой электросчетчик, устройство и принцип работы данного прибора рассмотрим ниже.

Как ведется подсчет электроэнергии

Независимо от устройства и принципа работы, электросчетчик имеет одно назначения — подсчет количества электроэнергии, которая была израсходована за определенный промежуток времени. Расход измеряется в киловатт-часах. Один киловатт-час (кВт·ч) — это количество электроэнергии, которое расходуется потребителем за временной промежуток, равный часу. В цифровом выражении это представлено так:

1 кВт·ч = 1 киловатт × 1 час = 1000 Ватт × 3600 секунд = 3600000 Джоулей = 3,6 Мегаджоуля.

Можно рассмотреть на примере конкретного прибора. Если утюг мощностью 2 киловатта будет работать полчаса, расход составит:

2 кВт × 0,5 часа = 1 кВт·ч.

Классификация электрических счетчиков

По конструктивному устройству электросчетчики делятся на:

• механические — считаются устаревшими. Из-за больших габаритов и низкой точности показаний они практически не используются;
• электромеханические — в основном, используются на объектах бытового назначения, где учет электроэнергии ведется по единому тарифу;
• электронные — более совершенные модели с широким функционалом и высокой точностью показаний. Рекомендуются для установки на объектах, где предусмотрена разная тарификация учета расхода электрической энергии.

Устройство счетчика электроэнергии

Устройство электросчетчика с электронным измерительным механизмом предусматривает наличие таких элементов:

• специализированные микросхемы, выполняющие функцию замера количества электроэнергии и преобразования полученных данных в единицы измерения;
• вычислительный механизм;
• защитный корпус;
• импульсный или цифровой выход (в зависимости от модели) для возможности удаленного считывания показаний и интеграции прибора в единую систему автоматизированного учета расхода энергии.

В электромеханическом счетчике вычислительный механизм представлен электромагнитом, соединенным с барабаном, который представляет собой систему колесиков с цифрами. В электронном приборе в качестве счетного механизма используется микроконтроллер, подключенный к цифровому дисплею. Устройство электросчетчиков данного типа предусматривает наличие модуля энергонезависимой памяти, в котором регистрируется количество тока, использованное в разных режимах — например, в дневное и ночное время суток.

Принцип работы однотарифного электросчетчика

Принцип работы электросчетчика электромеханического типа достаточно простой. При включении электроприборов на вход счетчика поступают сигналы о напряжении и силе тока, которые фиксируются соответствующими датчиками и передаются на преобразователь. Он, в свою очередь, оцифровывает эти сигналы и преобразует их в импульсы определенной частоты. Импульсы передаются на электромагнит счетного механизма, далее, посредством зубчатой передачи, сигнал поступает на колесики барабана. В результате данные отображаются в виде конкретных цифр.

Вам также может понравиться

H00011857

Электросчетчик «Пульсар 1Т» ЖКИ RS485 с кнопкой

от 2335 ₽

Купить оптом

Н00012582

Электросчетчик «Пульсар 1» ЖКИ с кнопкой

от 1262 ₽

Купить оптом

Однотарифный однофазный счетчик электроэнергии «Пульсар 1» с механическим индикатором

от 835 ₽

Купить оптом

Как считываются показания электромеханического однотарифного счетчика

Электромагнитные модели торговой марки Пульсар производства компании «ТЕПЛОВОДОХРАН» оснащены счетным механизмом с шестиразрядным барабаном. Принцип работы электросчетчиков данного типа предусматривает вывод показаний на переднюю панель прибора. При считывании принимаются во внимание первые пять цифр (колесики черного цвета). Показания корректны только в том случае, если прибор подключен к исправной сети электропитания (должен гореть светодиодный индикатор), опломбирован, эксплуатируется с соблюдением сроков поверки и рекомендаций производителя.

Подготовка электромагнитного счетчика к использованию

Перед монтажом и использованием проведите тщательный осмотр прибора на наличие механических повреждений корпуса, проверьте целостность пломб. Напряжение, которое подводится к параллельной цепи электросчетчика, не должно превышать 265 Вольт. Сила электротока в последовательной сети электросчетчика не должна быть выше 60 или 100 Ампер в зависимости от модификации прибора .

Подключение прибора проводится только при обесточенной сети электропитания. После подключение и опломбирования включите электроприборы. При правильном подключении мигает светодиодный индикатор, показания расхода электроэнергии увеличиваются.

Как работает электронный многотарифный электросчетчик

Принцип работы электросчетчиков многотарифного типа аналогичен принципу работы электромагнитных приборов. Единственное отличие — преобразованный сигнал подается на микроконтроллер, который управляет цифровым дисплеем, запоминающим устройством и электронным реле. На дисплей выводится не только количество использованной электроэнергии, но и значения физических величин электросети: мощность, сила электротока, частота сети и другие.

Многотарифные счетчики торговой марки Пульсар способны вести учет электрической энергии по четырем тарифам в двенадцати сезонах. Они оснащены встроенной литиевой батареей, которая обеспечивает автономный ход часов в случае отключения подачи электропитания. Ресурс батареи рассчитан на 16 лет непрерывной работы.

Встроенный модуль памяти позволяет вести журнал событий, рассчитанный на 22 типа событий. В свою очередь, каждый тип может включать до 24 событий.

Как считываются показания электронного счетчика

Принцип работы электросчетчиков данного вида предусматривает вывод показаний на электронный дисплей. Сценарий вывода показаний задается пользователем. Появление на дисплее значка в виде треугольника с восклицательным знаком свидетельствует о наличии ошибок.

Вычислительный механизм может находиться в циклическом или нециклическом режиме работы. В первом случае переключение тарифных режимов осуществляется автоматически (период отображения программируется). Во втором переключение режимов осуществляется вручную посредством нажатия кнопки на крышке корпуса.

Для дистанционного считывания данных предусмотрен цифровой интерфейс RS485 с гальванической изоляцией от входных цепей.

Подготовка электронного счетчика к использованию

Перед установкой электросчетчика необходимо убедиться в его технической исправности, отсутствии повреждений. Следует также проверить заводские настройки прибора. Если они не соответствуют вашим требованиям, проводится перепрограммирование через интерфейс RS485 с использованием ПК и специального программного обеспечения.

После подключения прибора к сети электропитания на дисплее должна появиться информация о версии программного обеспечения и результате самодиагностики. При отсутствии ошибок на дисплее последовательно отображаются разрешенные режимы работы. Показания значений силы электротока и напряжения в сети соответствуют реальным.

На нашем сайте вы можете купить электросчетчик по привлекательным ценам!

Электронный счетчик электроэнергии: характеристики и определение показателей

Для контроля затрат электричества в квартирах многоэтажек используется электронный счетчик электроэнергии. Подключение цифрового прибора осуществляется через общий трансформатор. В процессе работы счетчик постоянно измеряет мощность заданного участка сети и выводит ее величину в удобочитаемом виде.

Содержание

1. Конструкция и принцип работы
2. Основные характеристики цифровых счетчиков
3. Отличия электронных счетчиков от индукционных
4. Надежность показаний и необходимость ремонта
5. Обозначение показателей цифрового счетчика
6. Критерии подбора
7. Список лучших аппаратов учета
8. Меркурий 201. 8
9. Нева М. Т.123
10. Энергомера CE102M S7 145-JV

Конструкция и принцип работы

Прибор состоит из трёх одинаковых узлов (справа), цепей питания и микроконтроллера

Измерительный аппарат совместим с однофазными и трехфазными цепями переменного тока. Его конструкция представлена:

Через оптический порт можно запрограммировать цифровой счетчик.

Принцип работы цифрового счетчика электроэнергии заключается в прямом замере напряжения и тока. Он оцифровывает информацию, передавая ее на индикатор и сохраняя в памяти. Импульсы входных электронных твердотелых элементов создают под воздействием тока напряжения. Количество импульсов зависит от активности энергии.

Основные характеристики цифровых счетчиков

На территории РФ приборы начали применять с момента приватизации энергетической отрасли и подорожания электричества. Электронные устройства обладают рядом положительных характеристик:

• точность показаний при быстрой перемене напряжения или его снижении;
• учет электроэнергии по нескольким тарифам;
• подсчет различных типов энергии с помощью одного аппарата;
• одновременно замеряется мощность, количество и качество энергоресурсов;
• хранение данных в памяти и наличие к ним пользовательского доступа;
• предотвращение несанкционированного доступа и хищения электричества;
• дистанционное снятие показаний и предварительный подсчет потерь;
• совместимость с автоматическими сервисами коммерческого учета электроэнергии.

Прибор не могут взломать злоумышленники и подключиться к нему для кражи электричества. Интервал проверки изделия составляет 16 лет.

Отличия электронных счетчиков от индукционных

Устройство индукционного счетчика электроэнергии

Индукционные модели работают по принципу создания электромагнитного поля в катушке и его взаимодействия с токопроводящим диском. Однофазный аппарат подключается к катушке-сети переменного тока параллельно. Магнитные потоки и вихревые токи взаимодействуют между собой только в диске. Индукционный счетчик будет функционировать нормально при фазовом сдвиге в 90 градусов. Энергозатраты зависят от интенсивности вращения диска, которая соответствует мощности потребления.

Принцип работы эл счетчика основывается на подсчетах мощности активного и реактивного типа. Это позволяет точно подсчитывать энергозатраты, если в помещении трехфазный тип подключения.

Индукционные модели считают расход по единому тарифу, цифровые приборы отслеживают параметры в зависимости от времени суток. Точность измерения нового счетчика – 1-й категории, традиционные выпускаются с классом точности 2,5.

По сравнению с индукционным цифровой счетчик на собственные нужды затрачивает минимум энергоресурсов. Традиционные устройства нельзя поставить снаружи, а электронные могут работать в условиях мороза, защищены от воздействия влаги и пыли.

Надежность показаний и необходимость ремонта

Качественный цифровой электросчетчик отличается высокой точностью. Проверить параметры без нарушения целостности корпуса и пломб можно так:

1. После прекращения подачи напряжения индикатор останавливается. Если учет продолжается – устройство неисправно.
2. Счетчик всегда жужжит при работе, о неполадках свидетельствует самоход.
3. Показания искажаются при отключении всех бытовых приборов. Обязательно проверяется наличие самохода.

Тестирования лучше производить ночью, в условиях минимальной нагрузки на электросеть. Если самохода нет, импульсы индикатора отсутствуют на протяжении 15 минут. Импульс, возникший, когда подключение не произведено, означает поломку.

Заниматься ремонтом цифрового счетчика должны только сотрудники компании энергосбережения. Пользователь обращается в инстанцию для получения разрешения на проверку и замену аппарата.

Обозначение показателей цифрового счетчика

На основании данных электронного счетчика определяется несколько показаний:

• Энергозатраты за конкретный временной период. Понадобится вычесть из конечных показаний начальные. При необходимости расчетные данные умножают на коэффициент трансформации;
• Подключение бытовой техники и освещения в определенный момент. Устанавливается по загоранию/выключению светового индикатора.
• Параметры мощности, величины проходящего тока, процессы перегрузки сети и счетчика.

Цифровые приборы можно запрограммировать на дневную и ночную тарификацию. Для этого достаточно выбрать время подсчета.

Критерии подбора

Один из критериев выбора электросчетчика — количество тарифов

Перед покупкой устройства стоит обращать внимание на ряд параметров:

• Допустимая величина тока. Цифровые модели рассчитаны на ток 5-60А, что подходит для квартир и частных домов.
• Дата проверки. На трехфазном счетчике должна находится пломба не старше 1 года.
• Количество пломб. Первое опломбирование делают государственные органы – отметку проставляют на кожухе. Вторая пломба на зажимной крышке – от предприятия энергоснабжения.
• Опционал. Чем больше функций, тем дороже счетчик. Но внутренний тарификатор создает график нагрузки, а в журнале событий отмечается повышение и понижение напряжения в каждой фазе.
• Обслуживание и гарантии. Качественные модели имеют большой гарантийный период. Сервисный центр бренда есть в городе покупателя.
• Интервал проверки. Оптимально – от 10 до 16 лет.
  
• Интеграция с АСКУЭ. Показания автоматически передаются провайдеру.
• Фазность. Информация указывается на табло. Однофазный аппарат имеет маркировку 220 или 230 В, трехфазный – 220/380 В или 230/400 В.
• Количество тарифов. Двухтарифная схема исключает переплаты за электричество в ночное время.
• Способ монтажа. Цифровой аппарат крепится на винтах (корпус S или Ш) или дин-рейках (корпус R или P).

Продавец обязан поставить печать на приборе и записать его стартовые показания.

Список лучших аппаратов учета

Потребители и профессиональные электрики рекомендуют несколько устройств.

Меркурий 201.8

Прочный бюджетный прибор с разрешением ЖК-экрана 7 разряда и классом точности 1. Рассчитан на сеть с напряжением 220-230 В и силой тока 5-80 А. Исправно работает в условиях жары и мороза при влажности до 90 %. Оснащен:

• модульным корпусом;
• измерительным токовым конвертером;
• винтовыми клеммами;
• светодиодной подсветкой зоны показаний.

Эксплуатационный срок модели – 30 лет, ревизионный – 16 лет.

Нева М. Т.123

Аппарат с рабочим напряжением 230 В и номинальным током 5 А. Гарантия изготовителя – 30 лет. Предназначен для измерения:

• частоты напряжения в сети;
• активной мощности электролинии;
• показателей токового напряжения и силы.

Модель имеет 1 класс точности, может устанавливаться в офисах, домах, торговых залах и квартирах.

Энергомера CE102M S7 145-JV

Класс точности модели – 1. Она не подвергается климатическим, электромагнитным и механическим повреждениям. Устройство рассчитано на силу тока 5-60 А, рабочее напряжение 220-230 В. Может работать без сбоев при температуре от -45 до +70 градусов и влажности 98 %. Дополнительные возможности:

• шпунт;
• память энергонезависимого типа;
• интерфейсы связи;
• пользовательское перепрограммирование;
• вывод данных за нужный период времени;
• снятие информации без напряжения.

В память счетчика нельзя внести корректировки.

Электронные счетчики – это современные учетные аппараты с широкими функциональными возможностями. Они гарантируют точность измерений, отличаются надежностью и стойкостью к внешним воздействиям.

Однофазный счетчик электроэнергии: подключение, принцип работы, выбор

Частные потребители и промышленные предприятия обязаны обеспечивать постоянный учет электрической энергии, использованной для питания электрооборудования. В зависимости от количества фазных проводников, подключаемых к прибору учета электрической энергии все модели подразделяются на однофазные и трехфазные. В данной статье мы рассмотрим однофазный счетчик электроэнергии, как один из видов расчетных электрических приборов.

Принцип работы

За счет постоянного совершенствования технологий совершенствуются и счетчики электроэнергии. Все однофазные модели представленные на современном рынке подразделяются на индукционные и электронные.

Рис. 1. Индукционный и электронный электросчетчик

Первый вариант является первопроходцем в системе учета электрической энергии, несмотря на их простоту и доступность, электронные электросчетчики постепенно вытесняют их за счет высокой точности и расширенной функциональности.

Индукционные счетчики электроэнергии

Индукционные счетчики электроэнергии обладают простой и понятной конструкцией, на примере которой относительно легко разобраться с устройством и принципом действия простейшего электросчетчика.

Рис. 2. Устройство индукционного счетчика электроэнергии

Конструктивно данная модель состоит из:

• Токовой обмотки – представляет собой катушку индуктивности, включаемую в цепь последовательно нагрузке. Предназначена для измерения величины тока, потребляемого нагрузкой, изготавливается из проволоки большого сечения из нескольких витков.
• Обмотки напряжения – также представлена катушкой индуктивности, но подключенной параллельно по отношению к токовой обмотке. Изготавливается из тонкой проволоки  и укладывается большим количеством витков, применяется для измерения величины напряжения.
• Алюминиевый диск – элемент счетчика электроэнергии, предназначенный для преобразования электромагнитного усилия в механическую работу. Устанавливается на ось для вращения по направлению усилий электромагнитного поля катушек индуктивности.
• Счетный механизм – преобразует количество оборотов алюминиевого диска в цифровое отображение результатов измерения мощности. Состоит из механического циферблата шестеренчатого типа.
• Постоянный магнит – применяется для сглаживания механических колебаний подвижного диска. Создает постоянный магнитный поток и обеспечивает плавность хода.

Принцип действия индукционного счетчика электроэнергии заключается в том, что при подключении в электрическую цепь на обмотку напряжения подается действующее номинальное напряжение. В случае подключения нагрузки к выводам электросчетчика через токовую катушку будет протекать определенная величина тока.  При взаимодействии двух электромагнитных полей в алюминиевом диске начнут наводиться вихревые токи, что создаст его собственное электромагнитное поле. Механическое усилие от диска через систему шестеренок передастся счетному механизму.

Величина ЭДС, наводимая обмоткой тока и напряжения вступает во взаимодействие с собственным полем подвижного элемента, которое генерируется за счет вихревых токов. Мера данного взаимодействия и определяет скорость вращения алюминиевого диска. Чем больше сила тока, протекающего через токовую катушку, тем больше результат геометрического произведения напряжения и тока.

Рис. 3. Геометрическое вычисление мощности счетчиком электроэнергии

Результирующее значение мощности  будет быстрее вращать диск, что приведет к ускорению начисления показаний счетчика электроэнергии.

Электронные счетчики электроэнергии

С развитием и совершенствованием технических средств произошла модернизация классических индукционных электросчетчиков. Изначально выпускались гибридные электронно-механические модели, но со временем электроника все более и более вытесняла подвижные части. Конструктивно современная электронная модель счетчика электроэнергии состоит из:

Рис. 4. Устройство электронного счетчика электроэнергии

• Датчика тока – измеряет величину электрического тока, протекающего через счетчик электроэнергии;
• Датчика напряжения – предназначен для измерения разности потенциалов, приложенной к зажимам счетчика;
• Электронного преобразователя – осуществляет подсчет мощности, пропускаемой через счетчик электроэнергии;
• Микроконтроллера – передает показания на дисплей и в блок памяти, может извлекать данные, обрабатывать их и передавать по каналам связи;
• Дисплея – предназначен для вывода данных опроса со счетчика электроэнергии, может переключать информацию в многотарифных моделях;
• Блока ОЗУ и ПЗУ – оперативная и долговременная память, предназначенная для хранения и обработки информации.

Принцип действия электронного счетчика электроэнергии основан на измерении силы тока и величины напряжения приложенного к подключенной нагрузке. Фиксация показаний осуществляется за счет датчиков и передается на электронный преобразователь, который рассчитывает величину мощности и преобразует единицу измеряемой величины в счетный импульс. Сигнал с преобразователя передается на микроконтроллер, который, в зависимости от установленной программы срабатывания, выдает на дисплей необходимые параметры электрической цепи. Помимо трансляции текущих показаний на дисплей, микроконтроллер записывает информацию в блок памяти, и извлекать ее в случае необходимости.

Плюсы и минусы

Однофазные электросчетчики применяются для учета электроэнергии, однако каждый вид прибора учета обладает своими преимуществами и недостатками. Поэтому по порядку рассмотрим плюсы и минусы для каждого из них.

Индукционные счетчики электроэнергии обладают такими плюсами:

• Простая конструкция и меньшая себестоимость;
• Доступная система работы, позволяющая даже неискушенному в электрике потребителю определить расход электроэнергии;
• Такие счетчики электроэнергии куда более устойчивы к скачкам напряжения и низкому качеству электрической энергии в отечественных цепях;
• Более длительный срок эксплуатации.

К существенным недостаткам индукционных моделей следует отнести их большие габариты и уязвимость перед простейшими способами хищения электроэнергии. Со временем начинают проявляться сбои в работе, часто потребители сталкиваются с явлением самохода.

Электронные счетчики электроэнергии однофазного типа характеризуются такими преимуществами:

• Меньшие габариты, в сравнении с индукционными моделями;
• Отсутствуют вращающиеся части, что увеличивает износостойкость и позволяет реже производить поверку счетчика электроэнергии;
• Могут реализовывать многотарифный учет потребляемой электроэнергии, в некоторых моделях присутствует функция дистанционного автоматического опрашивания;
• Позволяет фиксировать как активную, так и реактивную составляющую, определят максимум и минимум загрузки за сутки, неделю, месяц;
• Обладают более высоким классом точности.

К недостаткам электронных моделей следует отнести высокую стоимость, их довольно трудно  отремонтировать из-за сложной схемы и необходимости последующей настройки в лабораторных условиях. Также они крайне восприимчивы к качеству электроэнергии протекающей через них.

Нюансы установки и схема подключения

Установка и последующее подключение однофазного счетчика электроэнергии не представляют особых трудностей, поэтому данную процедуру по силам выполнить самостоятельно. Но, в то же время, важно соблюдать основные правила и требования для обеспечения вашей безопасности и функциональности системы.

Важно заметить, что подключение однофазного счетчика электроэнергии должно производиться в строгом соответствии со схемой подключения. Правильность выполненной операции проверяется контролером при приеме точки учета электроэнергии:

Рис. 5. Схема подключения однофазного счетчика электроэнергии

Как видите на рисунке, зажимы 1 и 3 предназначены для подключения фазного проводника, а зажимы 4 и 6 для подсоединения нейтрального проводника. Такой принцип оговаривается инструкцией завода изготовителя, поэтому перед началом подключения однофазного электросчетчика необходимо ознакомиться с его техническими параметрами. Чтобы фазный и нейтральный проводник подключались строго к предназначенным для этого зажимам.

Также при подключении важно соблюдать следующие нюансы:

• Любая замена или установка нового счетчика электрической энергии должна согласовываться с энергоснабжающей компанией, иначе вас могут отключить с последующим наложением штрафа.
• Высота размещения счетчика электрической энергии должна составлять от 0,8 до 1,7м над уровнем пола в соответствии с п.1.5.29 ПУЭ. Желательно подбирать расположение таким образом, чтобы показания находились в зоне видимости.

Рис. 6. Высота расположения счетчика электроэнергии

• Оголенные провода внутри зажима должны исключать возможность соприкосновения жил с разным потенциалом в соответствии с п.5.4 ГОСТ 31818.11-2012.
• Согласно п.1.5.33 ПУЭ провод или кабель, подключаемый к счетчику электроэнергии должен исключать пайки и другие соединения, допускающие возможность подключения.
• В соответствии с п.5.9 ГОСТ 31818. 11-2012 степень защиты от проникновения влаги и пыли для установки однофазного электросчетчика внутри помещения должна составлять не менее IP51 и не ниже IP54 для наружного расположения.

Получить еще более детальную информацию о подключении электросчетчиков вы можете в нашей статье: https://www.asutpp.ru/podklyuchenie-elektroschetchika.html

Критерии выбора

Выбор конкретной модели производится на основании индивидуальных особенностей подключения каждого потребителя. Основными критериями при выборе однофазного счетчика электроэнергии являются:

• Номинальная мощность (нагрузка) – определяет допустимую нагрузку, которую вы можете подключить. Желательно выбирать модель с 20 – 30% запасом.

Рис. 7. Номинальные параметры электросчетчика

• Место установки – в зависимости от расположения выбирается модель для наружного или внутреннего монтажа.
• Количество тарифов – для экономии денежных средств в ночное время суток можно установить двухтарифный электросчетчик. Если вы не используете мощные электроприборы, данная функция вам не понадобится.
• Температурный режим – определяет допустимый диапазон температур, в котором может работать однофазный счетчик электрической энергии.
• Способ крепления – на DIN-рейку, в кожухе на дюбель.

Рис. 8. Способ крепления электросчетчика

Список использованной литературы

• «Современные цифровые счетчики учета электроэнергии. Справочник. Схемотехника, аспекты применения» 2006
• Труб И. И. «Обслуживание индукционных счетчиков и цепей учета в электроустановках» 1983
• И.А. Данилов «Общая электротехника»  1985

Типы электрических счетчиков и принцип их работы

Когда вы подумаете, как трудно должно быть измерить то, что вы не можете видеть, не можете попробовать на вкус, не можете схватить, не можете обонять и не можете слышать, вы поймете, насколько это было большим достижением для инженеры, такие как Оливер Шалленбергер из Westinghouse, изобрели электросчетчик, измеряющий ватт-часы.

Существует больше типов счетчиков, детекторов и измерительных устройств, чем можно было бы перечислить здесь, но мы перечислим некоторые из наиболее выдающихся, которые действительно изменили наш мир.

Счетчик ватт-часов

Это один из самых важных счетчиков, когда-либо изобретенных. Он измеряет количество переменного тока, используемого в установленный период времени. Благодаря точному способу измерения мощности, разработанному в 1888 году, электрическая сеть стала более экономичной, и в 1890-х годах электротехническая промышленность процветала. Что касается бизнеса, необходимо было измерять использование, чтобы справедливо взимать плату с клиентов. В традиционном счетчике ватт-часов использовался диск, который вращается за счет электромагнитных полей, создаваемых током, протекающим по специально размещенным катушкам. Счетчик измерял количество оборотов. Чем больше энергии используется, тем быстрее вращается диск.

Базовый индукционный счетчик ватт-часов, хотя и немного более сложный, может быть похож на небольшой электродвигатель, работающий со скоростью, пропорциональной количеству электроэнергии, проходящей через него. На самом деле он имеет два набора катушек, один для взаимодействия потенциального потока, а другой для взаимодействия текущего потока с измерительным диском или ротором. Двигатель вращает диск внутри счетчика, который приводит в движение серию шестерен, которые перемещают циферблаты на регистре. Эти циферблаты — это то, на что считыватели счетчиков смотрят каждый месяц, чтобы определить количество электроэнергии, потребленной в этом месяце.

Вольтметр

Измеряет напряжение (электрический потенциал) в цепи. Вольтметры измеряют разницу напряжений между двумя точками, например, между двумя точками в цепи. Типичный вольтметр имеет две клеммы, соединенные с проводами или «выводами». Поместите кончик одного электрода в одну из проверяемых точек, а кончик другого — в другую, и глюкометр покажет разницу.

Осциллограф

Этот измеритель чрезвычайно полезен, поскольку он может отображать форму сигнала (напряжения или тока) в цепи, с которой вы работаете. Вы можете взять повторяющийся сигнал и отобразить его в виде статической линии на экране, это может позволить человеку увидеть шаблон, который ранее был ненаблюдаем из-за его прохождения на высокой скорости.

Твердотельные счетчики

С конца 1970-х годов электронные технологии пытались воспроизвести принцип индукционного измерения без электромагнитных компонентов, то есть без диска, шестерен и циферблатов. Они состоят из четырех основных компонентов: датчиков, умножителей, числового преобразователя и регистров.

Датчики обеспечивают средства подачи пропорционального напряжения и пропорционального тока в измерительную цепь (сегодня это микрокомпонент). Умножители — это процессор, в котором значения напряжения и тока умножаются для получения значения мощности, а числовой преобразователь — это место, где эти числа переводятся в удобочитаемую форму, которую могут обрабатывать регистры. Регистры на последнем этапе принимают переведенные числа и отображают их или передают в единицах, пригодных для измерения.

Это упрощенный вид современного электронного счетчика, у нас отсутствует множество других компонентов, таких как мультиплексоры, аналого-цифровые преобразователи, микропроцессоры, внутренние часы, суперконденсаторы, дисплеи, коммуникационные платы, платы ввода и вывода.

В современных электронных измерительных технологиях используется дискретизация цифровых сигналов аналоговых значений напряжения и тока и преобразование их в серию цифровых значений или серию выборок. Чем больше выборок за определенный период времени, тем точнее показания. Эта технология позволила счетчикам предоставлять пользователю более ценные данные, чем когда-либо прежде; в то время как электромагнитный счетчик обеспечивает реальную энергию (кВтч), счетчики сегодня обеспечивают напряжение, ток, коэффициент мощности, реальную мощность и энергию, полную мощность и энергию, реактивную мощность и энергию, гармонические искажения и, в некоторых случаях, захват волн и событий.

Интеллектуальные счетчики энергии

Это передовая технология измерения, включающая размещение интеллектуальных счетчиков для считывания, обработки и возврата ценных данных поставщикам и клиентам. Он измеряет потребление энергии в режиме реального времени, что позволяет участвовать в программах Demand Response, чтобы сделать сеть более стабильной. Накопление точек данных из нескольких точек и нескольких клиентов также дает возможность уточнять алгоритмы прогнозирования будущего потребления электроэнергии, что делает однонаправленную сеть более интеллектуальной. Системы интеллектуального учета используют передовые технологии системы измерения инфраструктуры для повышения производительности.

Еще одним преимуществом электронной технологии является уменьшение размера и стоимости, что открывает двери для субсчетчиков, предоставляя аналогичные преимущества для здания, владельцев и менеджеров по энергетике.

 

Вскрытие: домашний электросчетчик

Вы помните исчисление, верно? До того, как механизированные вычисления выполнялись компьютерами, для автоматизации вычислений использовались сложные (а иногда и просто умные) машины. Один из примеров, который всегда впечатлял и очаровывал меня, — это интегратор колеса и диска, простая машина, способная решать математические уравнения, над которыми вы трудились в старшей школе, не вспотев. Хотя эта концепция наиболее впечатляюще использовалась в дифференциальном анализаторе Ванневара Буша, аналоговый компьютер, построенный в 1931, велика вероятность, что вы видели его в более приземленном приложении в вашем доме: в измерителе мощности. Нажмите на фотогалерею, чтобы увидеть, что внутри и как это работает, и следуйте инструкциям, чтобы узнать больше об электрогике.

Механический тип электрического счетчика использует концепцию интегратора колеса и диска [1] для расчета количества энергии, используемой домом или предприятием. Вспомните из ваших основных концепций электричества закон Ома, который говорит нам, что P = VI; то есть мгновенная мощность (P), проходящая через элемент цепи (например, вся электрическая нагрузка дома) в любой данный момент, равна потенциалу напряжения (V) на этом элементе, умноженному на ток (I), проходящий через этот элемент [2]. Теперь, если бы мы каким-то образом представили это количество мощности, а затем взяли сумму каждого мгновенного значения мощности за период времени, у нас было бы количество энергии, используемой в течение этого периода времени. Это известно как энергия, а потребление энергии измеряется измерителем мощности.

Вот как это делает электросчетчик:

1. Ток проходит через счетчик на пути к цепям внутри дома (и снова на обратном пути). Когда ток течет через счетчик, он течет по двум большим медным проводникам, намотанным на магнит. Поскольку мы имеем дело с электричеством переменного тока (переменный ток), ток, протекающий по этим проводникам, изменяется и, следовательно, с помощью этого магнита создает изменяющееся магнитное поле, пропорциональное величине протекающего тока.

2. Также измеряется напряжение на счетчике (и, следовательно, на всей электрической схеме дома). Другая катушка — по сути, половина трансформатора — создает другое изменяющееся магнитное поле, которое представляет собой напряжение.

3. К магнитным полям применяется принцип, называемый суперпозицией, который, говоря простым языком, означает, что если два объекта создают магнитное поле в одной и той же области, результирующее магнитное поле в этой области будет суммой [3] те поля. Как указано выше, у нас есть поле, которое было создано пропорционально протекающему току, и у нас есть другое поле, которое было создано пропорционально напряжению. Поскольку эти магнитные поля существуют в одном и том же пространстве, суперпозиция говорит нам, что результирующее магнитное поле является суммой обоих этих полей. Это магнитное поле перекрывает часть алюминиевого колеса, которое является узнаваемым горизонтальным вращающимся колесом измерителя мощности.

4. Явление, известное как вихревой ток, которое выходит за рамки этого поста, заставляет это колесо двигаться в присутствии изменяющегося магнитного поля, даже если само токопроводящее колесо не является магнитным. Все задействованные компоненты имеют такие размеры, что величина магнитного поля, создаваемого суммой магнитных полей тока и напряжения, приводит к скорости вращения колеса, пропорциональной произведению тока и напряжения. Другими словами, большое колесо вращается со скоростью, пропорциональной количеству энергии, потребляемой в любой момент.

5. Вращение этого колеса и вала, который его поддерживает, приводит в движение систему зубчатых колес. Шестерни и прикрепленные к ним индикаторные колеса функционируют как аккумулятор; общее количество потребляемой мощности записывается, поскольку потребляемая мгновенная мощность постоянно добавляется к рабочему счету. Система передач измеряется в 10 раз, что создает многоразрядный дисплей почти так же, как работает одометр в автомобиле. В случае этого счетчика пять значащих цифр хранятся и представляются этими счетчиками с редуктором.

Таким образом, мгновенное потребление энергии постоянно преобразуется в механическое движение и накапливается, фиксируя количество использованной энергии.

[1] Колесо-дисковый механизм, используемый в измерителе мощности, называется интегратором. Если вы не знакомы с основными понятиями исчисления, прежде чем продолжить, найдите время, чтобы просмотреть статью в Википедии об интегралах. В исчислении конечный интеграл подобен сумме площадей под непрерывной кривой или пределу суммы значений f (x) всех точек на кривой, когда интервал между точками приближается к 0. Поскольку скорость вращающееся колесо представляет значение f (x), а счетчик с редуктором подсчитывает эти обороты, измеритель мощности вычисляет площадь под кривой или конечный интеграл. Эта концепция была первоначально разработана Дж. Х. Германом, уточнена Джеймсом Максвеллом и снова уточнена Джеймсом Томсоном (старшим братом Уильяма Томсона, также известного как лорд Кельвин). После добавления важного нововведения в виде множителя крутящего момента, позволяющего объединить несколько ступеней этих колесно-дисковых интеграторов, Ванневар Буш впечатляюще и практически применил эту концепцию в своем дифференциальном анализаторе.

[2] Ток измеряется и о нем говорят как о проходящем через предметы. Напряжение измеряется как разница между двумя точками. Итак, у нас есть ток через точку и напряжение в точке (относительно другой точки). Соответственно, о токе и напряжении мы говорим по-разному.

[3] Фактически сумма векторов, поскольку магнитные поля имеют направления, а также величины.

Как работают умные счетчики и могут ли они сэкономить вам деньги?

• Интеллектуальные счетчики измеряют потребление электроэнергии в цифровом виде и отправляют эти данные непосредственно поставщику услуг.
• Данные могут помочь вам найти способы сэкономить энергию и деньги, а также оценить новую солнечную систему — если они представлены в удобном формате.

Приезд техника к вам домой для снятия показаний счетчика электроэнергии может скоро уйти в прошлое.

Традиционные циферблатные, циклометрические и цифровые счетчики постепенно заменяются «умными счетчиками», которые отправляют информацию о вашем потреблении энергии непосредственно вашему продавцу энергии, устраняя необходимость в ручных показаниях и позволяя счетам за электроэнергию отражать ваши точные, а не предполагаемое использование.

Узнайте, что может и чего не может интеллектуальный счетчик, и как его можно использовать в своих интересах, если вы получаете доступ к данным в удобном для использования формате.

На этой странице:

Что такое интеллектуальный счетчик?

Интеллектуальный счетчик — это цифровой счетчик электроэнергии, который регистрирует потребление энергии домом с интервалом не менее 30 минут. Счетчик отправляет эти данные поставщику услуг счетчика, как правило, ежедневно. Жители также могут получить доступ к этой информации, но она не отображается на самом счетчике, поэтому доступ к ней требует небольших усилий. (См. раздел Как я могу считать данные со своего интеллектуального счетчика?)

В противоположность этому счетчики электроэнергии старого типа измеряют только пассивное накопление и могут отображать только количество электроэнергии, использованной между трехмесячными ручными показаниями.

Цифровые интервальные счетчики также могут регистрировать потребление электроэнергии с 30-минутными интервалами, но, в отличие от интеллектуальных счетчиков, они не могут передавать эти данные поставщику. Интервальные счетчики позволяют оценивать время использования, но их все равно нужно считывать или загружать информацию.

Доступны ли интеллектуальные счетчики по всей Австралии?

Во всех домах в штате Виктория теперь есть интеллектуальные счетчики, а Управление по регулированию энергетики Австралии (AER) теперь требует, чтобы все новые и замененные счетчики в Новом Южном Уэльсе, ACT, Qld, Vic, SA и Tas были интеллектуальными счетчиками.

Северная территория и Западная Австралия не входят в мандат AER, но развертывание все еще происходит в обеих областях. Корпорация по энергетике и водоснабжению Северной территории приняла новую политику замены для развертывания интеллектуальных счетчиков. Находясь в Вашингтоне, государственная компания Western Power (которая охватывает юго-запад Западной Австралии, от Калбарри на севере до Олбани на юге и Калгурли на востоке) также в настоящее время устанавливает интеллектуальные счетчики в качестве стандарта для новых зданий и счетчиков. замены.

Домашний дисплей, подключенный к вашему интеллектуальному счетчику, позволяет вам следить за своим использованием.

Какие преимущества?

Интеллектуальный счетчик:

• раскрывает более подробные данные о потреблении энергии и экспорте солнечной фотоэлектрической энергии (по сравнению со старыми аккумулирующими счетчиками), которые могут помочь вам найти способы повышения энергоэффективности
• позволяет удаленно подключаться или отключаться, избегая задержек при перемещении или замене розничных продавцов электроэнергии
• позволяет лучше контролировать качество электроснабжения, включая отключения
• может позволить третьим сторонам помочь клиентам проанализировать данные, чтобы найти более дешевые планы на электроэнергию
• предоставляет данные, которые могут помочь потребителям найти лучшие варианты оплаты и ценообразования, такие как гибкое ценообразование или ценообразование с учетом времени использования
• раскрывает данные об использовании, чтобы помочь при проектировании подходящих солнечных и аккумуляторных систем
• может позволить клиентам торговать своей энергией в будущем.

Как я могу прочитать показания моего интеллектуального счетчика?

В то время как умные счетчики генерируют более подробные данные о поставке и экспорте электроэнергии, сам счетчик не отображает эту информацию для домохозяйства.

Вместо этого потребители могут получить доступ к этой информации только через третью сторону — своего розничного продавца или дистрибьютора электроэнергии — или инвестируя средства в домашний дисплей.

Самый простой и дешевый способ считывания показаний вашего интеллектуального счетчика — через приложение продавца электроэнергии. Powershop, Origin Energy, AGL, Energy Australia и Simply Energy имеют приложения, которые позволяют вам отслеживать потребление энергии с помощью данных интеллектуального счетчика, в то время как большинство других розничных продавцов отображают эту информацию в вашей онлайн-учетной записи.

Самый простой и дешевый способ считывания показаний вашего интеллектуального счетчика — через приложение поставщика электроэнергии.

Кроме того, вы можете купить домашний дисплей, чтобы следить за своим использованием.

Эти устройства показывают в режиме реального времени, сколько электроэнергии вы используете и во сколько вам это обходится.

В штате Виктория в рамках программы поощрения энергосбережения предусмотрены поощрения для поддержки установки домашних дисплеев.

Как получить умный счетчик?

Политики и доступность интеллектуальных счетчиков различаются в зависимости от штатов и розничных продавцов энергии, но с декабря 2017 года они используются по умолчанию для любых новых установок или замен счетчиков (за исключением штатов NT и WA, где действуют собственные правила).

Это означает, что интеллектуальный счетчик будет установлен, когда:

• вы заключаете новый договор на электроэнергию с розничным продавцом, и интеллектуальный счетчик является его частью
• ваш счетчик неисправен и требует замены
• ваш дом новый и имеет новую точку подключения
• вы запрашиваете у продавца (хотя возможны задержки)
• в вашем районе установлен интеллектуальный счетчик.

Могу ли я получить интеллектуальный счетчик, если я арендую?

Если вы хотите запросить модернизацию интеллектуального счетчика, вам необходимо сначала получить письменное согласие от вашего арендодателя.

«Если арендодатель отказывает в согласии, арендаторы могут связаться со своей местной службой консультирования арендаторов, чтобы обсудить свои варианты», — говорит Джемайма Моубрей из Союза арендаторов Нового Южного Уэльса.

Если ваш продавец электроэнергии заменяет ваш интеллектуальный счетчик в рамках активной программы замены, вам не нужно запрашивать разрешение у арендодателя.

Что делать, если я не хочу?

Если ваш продавец предлагает вам интеллектуальный счетчик в рамках развертывания в вашем районе, но ваш существующий счетчик все еще работает должным образом, вы можете отказаться от его приобретения (за исключением случаев, когда вы живете в Виктории).

Если вы не отказались от своего права на отказ при заключении нового договора на электроэнергию, ваш продавец должен направить вам два письменных уведомления о вашей возможности отказаться. Ваш продавец должен проинформировать вас о том, как вы можете отказаться и до какой даты до развертывания.

Но если ваш существующий счетчик неисправен или срок его службы истек, вы должны заменить его интеллектуальным счетчиком.

Как интеллектуальный счетчик может сэкономить мне деньги?

Существует закономерность в том, как мы потребляем энергию. Время высокого потребления энергии в будние дни приходится на часы бодрствования, пик между 14:00 и 20:00.

Если большое количество потребителей электроэнергии переключают свое потребление энергии на непиковое время (ночью), потребность в дорогостоящих обновлениях снижается, поскольку текущая сетевая инфраструктура может использоваться более эффективно.

Помимо обычных или фиксированных тарифов, розничные продавцы предлагают гибкие тарифные планы или тарифы на время использования для клиентов с интервальными и интеллектуальными счетчиками, чтобы стимулировать клиентов использовать более дешевую энергию в непиковое время.

Совет: Если вы пользуетесь гибким тарифом, проверьте, когда он переключается с пикового на непиковый режим по вечерам. Запускайте посудомоечную машину и любые другие бытовые приборы, когда они перестают работать.

Типичный гибкий тарифный план действует в течение трех периодов времени: в часы пик, вне пиковой нагрузки и в межсезонье. Тарифные планы сильно различаются как по цене, так и по времени в зависимости от поставщика энергии и штата, в котором вы живете.

Пример периодов времени в гибком плане в Новом Южном Уэльсе:

• Пик с 14:00 до 20:00 в будние дни (не в праздничные дни).
• Плечо 7:00–14:00, 20:00–22:00 по будням; с 7:00 до 22:00 в выходные и праздничные дни.
• В нерабочее время с 22:00 до 7:00 каждый день.

Пример гибкой структуры ценообразования в будние дни.

Пиковые цены выше, чем фиксированная ставка, а внепиковая ставка должна быть ниже. Плечевой период может быть чуть ниже фиксированной ставки.

Гибкая ценовая политика подойдет не всем. Это будет наиболее выгодно для домов, которые потребляют много энергии в более дешевые непиковые периоды.

Совет: При обновлении ваших приборов ищите емкость с задержкой по времени. Затем вы можете настроить их на включение, когда начинают действовать непиковые цены, даже если вы спите. Или, если у вас есть солнечный, когда светит солнце.

Наиболее подходящими бытовыми приборами для перехода на непиковое время являются те, которые потребляют энергию и не нуждаются в использовании по требованию в течение дня. К ним относятся:

• стиральные машины
• осушители
• посудомоечные машины
• водонагреватели
• насосы для бассейнов.

Может ли это помочь мне найти более дешевое электричество?

В зависимости от того, как они представлены, данные могут быть полезны для отображения моделей потребления и среднего дневного использования. Однако сам по себе он имеет ограниченные возможности, чтобы помочь вам выбрать лучшее предложение электроэнергии на рынке для вас.

Отчет AEMC за 2020 год показал, что, хотя 42% потребителей на Национальном рынке электроэнергии (который включает все штаты, кроме NT и WA) имеют интеллектуальные счетчики, только 20,8% в конце использовали фиксированный или гибкий тариф розничного продавца. марта 2020 года.

Экономист по энергетике

Брюс Маунтин объясняет, насколько сложно выбрать правильное розничное предложение: «Это не просто случай, когда вы можете анализировать данные интеллектуальных счетчиков и распределять историю потребления по определенному периоду времени за какой-то надежный период, например, за год. Он также знает ставки всех конкурирующих гибких или временных тарифов, предлагаемых на рынке. Это чрезвычайно сложный и требующий больших объемов данных расчет».

Сами по себе данные интеллектуальных счетчиков имеют ограниченную емкость, чтобы помочь вам выбрать лучшее предложение электроэнергии на рынке для вас

В штате Виктория данные интеллектуальных счетчиков могут быть загружены в правительственную службу Victorian Energy Compare, которая объединит их с информацией о вашем домашнем хозяйстве и текущими предложениями на рынке электроэнергии, чтобы предложить оптимальный план розничной продажи электроэнергии.

Для других штатов (за исключением NT и WA) федеральный правительственный сайт сравнения Energy Made Easy также позволяет вводить данные интеллектуальных счетчиков для расчета ориентировочных затрат на планы электроэнергии на время использования.

Mountain советует клиентам не менять структуру тарифов, скажем, с фиксированной на гибкую, если вы не можете быть уверены, что получаете более выгодную сделку.

Гибкий тариф не означает автоматически лучшую сделку, и в некоторых случаях с клиентов будет взиматься дополнительная плата. на гибком тарифном плане, если они не могут воспользоваться непиковыми или плечевыми тарифами.

Сколько будет стоить умный счетчик?

Поскольку интеллектуальные счетчики в настоящее время являются стандартными установками для большей части страны, многие поставщики энергии, похоже, устанавливают их бесплатно для потребителя. В этих случаях затраты, вероятно, включаются в ежедневную плату за поставку для всех клиентов, так же как стоимость другого оборудования, такого как столбы, провода и другая электрическая инфраструктура.

Единственным исключением являются сложности с установкой и необходимость дополнительных работ на месте — большинство компаний взимают дополнительную плату за дополнительные работы. Например, Powershop взимает сбор в размере не более 100 долларов США.

Затраты, вероятно, включаются в ежедневную плату за поставку для всех клиентов, так же как стоимость другого оборудования, такого как столбы, провода и другая электрическая инфраструктура

Другие розничные продавцы могут взимать плату, если покупатель запросил замену (вместо, скажем, простой замены сломанного счетчика). Например, Origin Energy может взимать административную плату за работу счетчика в размере 60,50 долларов США. Некоторые розничные продавцы также могут взимать плату за установку интеллектуальных счетчиков в NT и WA.

Совет: Обязательно узнайте у продавца о любых авансовых и текущих расходах на новый счетчик, а также о том, где это будет указано в вашем счете. Продавец обязан раскрывать любые связанные с этим расходы до установки счетчика.

Может ли интеллектуальный счетчик помочь мне выбрать солнечную или аккумуляторную систему правильного размера?

По словам Дина Ломбард, старшего энергетического аналитика Renew, данные

Smart Meter показывают модели использования энергии в домашних хозяйствах, что полезно при оценке новой солнечной фотоэлектрической системы для вашего дома.

Но если вы хотите расширить систему или добавить батареи, сама по себе она не покажет полной картины производства и потребления, а только чистый импорт и экспорт, измеренный счетчиком.

Ломбард говорит: «Когда Renew проводит анализ, у нас есть собственные модели солнечной генерации, которые мы используем в сочетании с данными об использовании интеллектуальных счетчиков».

«Если есть существующая солнечная фотоэлектрическая система, и они рассматривают возможность модернизации, мы используем нашу модель солнечной генерации в сочетании с данными их счетчиков, чтобы получить хорошее приближение их использования и их генерации. Некоторые инверторы записывают данные об общей выработке, чтобы тоже помогает».

Почти ни один из этих счетчиков не покажет вам, сколько солнечной фотоэлектрической электроэнергии вы произвели или потребили в валовом выражении

Найджел Моррис, Solar Analytics

Найджел Моррис из Solar Analytics говорит: «Доступ к пригодным для использования данным — большая проблема для клиентов с интеллектуальными счетчиками.

«Сейчас в тридцати процентах домов есть солнечные батареи, а в некоторых — но не во всех — есть умные счетчики. Но почти ни один из этих счетчиков не покажет вам, сколько солнечной фотоэлектрической электроэнергии вы произвели или потребили в валовом выражении».

Солнечное затмение?

Это означает, что владельцы солнечных батарей не могут видеть, сколько солнечной энергии, потребляемой в помещении, сэкономило им, или потенциал батареи в системе, или даже каково их реальное потребление энергии.