Индукционный счетчик электроэнергии

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.

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).

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

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.

Конструктив и принцип работы электросчетчиков

По конструктиву и принципу работы электросчетчики подразделяются на индукционные и электронные.

Индукционный счетчик

Это электромеханический тип устройства. Он появился очень давно и в настоящее время считается устаревшим. Внутри такого счетчика есть металлический диск, связанный со счетным механизмом, и две магнитные катушки. Создаваемое катушками магнитное поле вращает диск, и по количеству его оборотов выполняется учет использованных киловатт электроэнергии.

Индукционные модели электросчетчиков довольно просты в использовании, имеют низкую стоимость и длительной срок службы. Но у приборов есть и существенные минусы, а именно:

• они могут иметь низкую точность измерения (может не учитываться нагрузка с низким потреблением электроэнергии);
• отсутствует возможность многотарифного подсчета кВт*ч.

Электронный счетчик

Индукционные счетчики сейчас повсеместно заменяются электронными моделями, которые появились на электротехническом рынке сравнительно недавно. В электронных типах механизм подсчета электроэнергии выполняется не механикой, а с помощью микроконтроллера. В их составе нет механических частей, но присутствуют микросхемы, датчики напряжения и тока. На корпусе установлен цифровой дисплей.

Данные устройства считаются более точными в измерении потребления электроэнергии. Кроме того, плюсами электронных счетчиков являются возможность многотарифного учета, их компактный размер и дополнительный функционал: электронный счетчик может иметь память для хранения показателей по расходу, а также встроенные каналы обратной связи (GSM, IP и др.), что позволит их использовать в системе автоматического учёта потребления, которую собираются внедрять в недалеком бедующем.

Однако данные модели более дорогие по сравнению с индукционными и считаются менее надежными, например, в них могут сбиваться дата и время, важные параметры при тарифах с несколькими зонами подсчета.

Какие виды электросчетчиков бывают

В быту используются три вида счетчиков:

1. Механические или индукционные, несмотря на простоту и дешевизну, они отличаются большими погрешностями, невозможностью тарификации и другими недостатками.
2. Электронные счетчики обладают явными преимуществами в виде высокой точности, удобного интерфейса и многих других полезных функций.
3. Третий вид приборов учета относится к гибридным устройствам, в которых имеется механическая и электронная часть. Они используются достаточно редко, поэтому более подробно следует рассмотреть два первых типа электросчетчиков.

Все счетчики должны быть сертифицированы, то есть внесены в Государственный реестр средств измерений РФ. Без этого энергосбытовая организация не сможет обеспечить поверку прибора, которая по закону проводится каждые 8-16 лет. По современному стандарту класс точности счётчика должен быть не ниже 2%.

Индукционные измерители с вращающимся диском все помнят с самого детства. К их плюсам относятся небольшая стоимость, долговечность и сравнительно неплохая точность. В прежние времена, когда цены на энергоносители дотировались государством, они устраивали практически всех. Но времена изменились: теперь, когда мы платим 100% стоимости электричества, стали необходимы счетчики с хорошим уровнем точности.

Электронный счетчи к по точности измерений значительно превосходит своего индукционного «собрата»: 0,5–1,0% против 2%. Но главное, что свою точность он сохраняет в условиях меняющихся нагрузок, когда показания индукционного счетчика очень сильно отклоняются. Если вы не хотите переплачивать за электроэнергию, правильно будет установить именно такой счетчик.

Кроме того, современные здания принято оснащать автоматизированной системой учета электричества, которая подразумевает применения электронных измерителей. И даже в старых зданиях при плановых заменах управляющие компании, отвечая на вопрос, какой счётчик электроэнергии лучше поставить, рекомендуют электронные счетчики.

Краткое резюме, какой тип счетчика лучше

Обращаем ваше внимание, что Постановление Правительства РФ №442 от 04.05.2012 “О функционировании розничных рынков электрической энергии, полном и (или) частичном ограничении режима потребления электрической энергии” разрешает гражданам использовать счетчики классом точности 2,0. То есть для бытовых целей индукционный электросчетчик вполне допустим.

Учет мощного потребления электроэнергии на предприятии осуществляется высокоточными электронными счетчиками.

Таблица поможет определиться, какой тип счетчика подойдет потребителю электроэнергии в зависимости от потребностей.