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
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.
Это важно: самостоятельно выполнять установку без разрешения запрещено.
Однофазные
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:
-
- Закрепить прибор в подготовленном месте.
- К клемме № 1 подключается фазный провод.
- К клемме № 2 подсоединяют фазный провод от сети помещения.
Обратите внимание: обычно фазный провод имеет красный цвет. Проверить это можно с помощью индикаторной отвертки, если лампочка (индикатор) загорелась, значит это фаза.
- К клеммам № 3 и 4 подключается нулевой провод от домашней и внешней сети.
- 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
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:
- Подключить провода одинакового цвета из общей сети к клеммам № 1,3,5,7.
- Подсоединить провода одинакового цвета из квартирной сети к клеммам № 2,4,6,8.
- 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:
- 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.
- Расход за месяц – разница между показаниями текущего и предыдущего месяца.
- Общая сумма к оплате рассчитывается так: расход за месяц нужно умножить на стоимость 1 кВт по тарифу.
Стоит учесть: тарифный план на электроэнергию зависит от места проживания (страна, город или поселок).
Индукционные электросчетчики являются только однотарифными, так как не обладают системой дистанционного автоматического снятия показаний.
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:
Индукционные и электронные счетчики – что лучше?
На сегодняшний день в России продолжают функционировать порядка 50 млн индукционных счетчиков. Везде и всегда ли надо устанавливать электронные счетчики взамен индукционных? Однако правильно ли столь тотальное увлечение электронными приборами. Оправданы ли расходы по замене счетчиков в сельском хозяйстве, при работе с фиксированными нагрузками? Достаточно ли качество электронных счетчиков для того, чтобы служить надежно и долго?
СССР славился невысокими ценами на энергоресурсы. Причина этого – природное богатство страны, когда коммунальные услуги являлись практически социальной сферой при невысоком уровне жизни. Экономия энергоресурсов не имела смысла, и соответственно в этом плане не была развита и отрасль их учета. Безмерное потребление воды, перерасход электричества слабо отражались на бюджете населения и предприятий. Приборы учета производились соответствующего уровня. Класс точности составлял 2,5. Заводы-производители не торопились с переходом на более совершенные модели, хотя индукционные счетчики с классом точности 2,0 были разработаны еще в 1960–1970-х годах, а в 1968 году было принято первое постановление о двухтарифном учете.
В 1970-е годы в Европе создаются первые электронные счетчики. Предпосылкой для развития данного вида счетчиков было не только развитие электроники, но и необходимость реализации более сложных функций, чем простой накопительный учет электроэнергии в связи с ростом стоимости энергоносителей. Внедрение многотарифного учета, технологий АСКУЭ, призванных прийти на смену эле-ментарному списыванию показаний вручную, переход на более высокий класс точности приборов – основные преимущества электронных счетчиков. А с интеграцией в схеме электронных счетчиков микропроцессора набор реализуемых функций расширился. Таким образом, изначально развитие электронных счетчиков на Западе основывалось на расширении функциональных возможностей прежних индукционных счетчиков.
В России эти процессы начали активно развиваться лишь в 1990-х годах. Они стимулировались подорожанием электроэнергии, появлением зависимости цены на электроэнергию от временных зон (суточных, недельных, сезонных), реструктуризацией и приватизаций электроэнергетики с появлением массы собственников, для которых учет стал основным средством снижения издержек и повышения доходности электроэнергетического бизнеса.
Первый электронный счетчик был запущен в серийное производство в начале 1990-х годов. 3 апреля 1996 года вступил в силу Федеральный закон «Об энергосбережении». Он предписывал запрещение поверки счетчиков класса 2,5 и оснащение ЖКХ современными счетчиками класса 2,0 с высокой перегрузочной способностью (30 А и более). Причем изначально вторая часть в этой формулировке оставалась ключевой, так как на рынок стали поставлять множество мощной импортной бытовой техники, которая требовала максимальный ток нагрузки не менее 30 А. Старый парк счетчиков был рассчитан на значительно меньшие нагрузки, индукционные счетчики класса 2,5 составляли более 90 % всего парка приборов учета. Было решено запретить выпуск и сертификацию счетчиков электрической энергии класса точности 2,5 с 1 июля 1997 года. Приказ РАО «ЕЭС России» от 07.08.2000 года так же предписывает оснащение ЖКХ современными счетчиками класса 2,0 с высокой перегрузочной способностью (более 30 А). Устаревшие модели могут служить лишь до истечения своего МПИ и, следовательно, после подлежат замене.
В сложившихся условиях заводы-производители принялись обновлять линейку своей продукции, осваивая производство электронных счетчиков и модернизируя индукционные до класса 2,0. Ресурс повышения класса точности индукционных счетчиков (выше 2,0) был практически исчерпан и возможен лишь с использованием высокоточного оборудования и прецизионной регулировки, что делает его стоимость неоправданно высокой.
Сначала отечественные разработчики электронных счетчиков использовали микросхемы малой степени интеграции или микросхемы собственной разработки, что и определяло невысокий уровень надежности электронных счетчиков и их достаточно высокую цену. Ситуация изменилась с появлением серийно производимых микросхем для счетчиков электроэнергии компании Analog Devices (а теперь уже и других фирм). Кажущаяся простота технологического процесса привлекла на этот рынок большое количество компаний. Они сумели создать спрос на электронную продукцию, постоянно понижая в конкурентной борьбе стоимость, тем самым делая электронные счетчики все привлекательней для потребителя. Изготовители электронных счетчиков провели масштабную рекламную кампанию новой продукции. Тем временем и плановая замена счетчиков продолжала набирать обороты. И в некоторых регионах (например, в Самарской, Читинской, Астраханской областях) вводятся запреты на установку индукционных счетчиков (даже новых класса точности 2,0). В Астраханской области для отмены этого решения вынуждена была вмешаться прокуратура.
Даже с сегодняшним ассортиментом электронных счетчиков экономически целесообразно выходить на рынок. Дешевая комплектация из азиатского региона (далеко не всегда достойного качества) позволила еще больше снизить цены на электронные счетчики. Пока себестоимость электронных счетчиков не сравнялась с индукционными, но вскоре это может произойти, и, к сожалению, все больше в ущерб качеству. Ресурс понижения цены далеко не исчерпан. Уменьшение массогабаритных параметров сдерживается необходимостью сохранения старых присоединительных размеров.
Создается обманчивое впечатление о неизбежном прекращении выпуска индукционных счетчиков.
Недостатки и преимущества
К преимуществам электронных счетчиков относится:
— высокий класс точности (0,2S; 0,5S);
— сохранение высокого класса точности в условиях низких и быстропеременных нагрузок;
— доступность учета разных видов энергии одним прибором;
— возможность измерений показателей количества и качества энергии и мощности;
— способность длительного хранения данных учета и доступа к ним;
— фиксация несанкционированного доступа и случаев хищения электроэнергии;
— дистанционный съем показателей по различным цифровым интерфейсам;
— создание современных АСКУЭ;
— учет одним прибором разных видов энергии в двух направлениях.
Есть декларируемые преимущества, но не бесспорные:
1. Защищенность от традиционных методов хищения электроэнергии. Появляется все больше новых методов, которые применяются только к электронным счетчикам (воздействие постоянным или переменным магнитным полем на отчетное устройство или катушку Роговского, электрошокер и т. д.).
2. Большой срок МПИ (до 16 лет). Но это результат лишь ускоренных испытаний, а то и просто теоретических расчетов. Ни один электронный счетчик российского производства в реальных условиях не отработал столько. На Западе с введением в схему автоматической подстройки опорного напряжения и компонентов со стабильными характеристиками удалось добиться для электронных счетчиков МПИ = 12 годам. Причем это реальные показатели. При более внимательном рассмотрении комплектации, используемой в большинстве отечественных электронных счетчиках, выясняется, что используется либо комплектация, стабильность параметров которой производитель не нормирует, либо низкостоимостная комплектация, не гарантирующая сохранение класса точности в течение 6 лет.
Есть и недостатки:
— практически беззащитны от коммутационных и грозовых перепадов напряжения;
— более высокая цена;
— отсутствие сервисных центров.
Но везде ли эти преимущества так важны? И так ли критичны эти недостатки. Высокий класс точности, безусловно, нужен в точках учета, где проходят огромные количества энергии. И стоимость этих счетчиков (0,2; 0,5) на порядок выше. А в бытовом секторе класса 2,0 вполне достаточно!
Сохранение высокого класса точности в условиях быстропеременных нагрузок, конечно, важно, но где возникают такие нагрузки? В многоквартирном доме, в квартире, лифтовом хозяйстве, гараже, на даче, на промышленном предприятии? Справедливо скорее только последнее.
Многотарифность – безусловное преимущество электронного счетчика энергетики в бытовом секторе практически игнорируют. Плановая замена счетчиков в 99 % случаев проводиться на однотарифные. Чтобы сэкономить, счетчик покупает хозяин квартиры. И хорошо если он окупится через год или два и при этом не сломается. В промышленности, конечно, объем потребления электроэнергии велик и многотарифность реально позволяет как-то выравнивать нагрузку. Но там другой класс счетчиков.
Возможность учета двух видов энергии в бытовом секторе на сегодня вообще не актуальна. Нет смысла перебирать все преимущества электронных счетчиков и их недостатки, понятно, что преимущество электронных счетчиков – это недостатки индукционных счетчиков:
— низкий класс точности (2,0);
— рост погрешности при снижении нагрузки;
— нарушение метрологических характеристик при быстропеременной нагрузке и при несинусоидальном токе;
— слабая защита от традиционных методов хищения электроэнергии;
— ограниченные возможности дистанционного съема данных;
— повышенное собственное потребление по цепям тока и напряжения;
— необходимость использования в точке учета нескольких счетчиков по видам энергии.
Они актуальны при больших нагрузках, в ответственных точках учета в местах, где необходимо контролировать мощность, качество электроэнергии и т. д. и где более высокая стоимость счетчика, безусловно оправдана и есть возможность дистанционно контролировать его работоспособность.
Электронный счетчик, как правило, отказывает не на входном контроле, а в процессе эксплуатации, в отличие от индукционного. А это уже потери другого уровня, которые порой намного превышают стоимость счетчика.
Учиться на чужих ошибках
В начале 1990-х годов зарубежных производителей измерительной продукции захлестнула примерно такая же эйфория, которую сейчас переживает Россия. Так, например, в Англии доля электронных счетчиков электроэнергии достигла 95 %, однако, на сегодняшний день эта цифра уменьшилась до 65 %.
Из Европы заводы по производству индукционных счетчиков перенесены в развивающиеся страны и производят миллионы счетчиков, находящих нишу и выполняющих свою функцию.
Энергосистемы России (Красноярскэнерго, Татэнерго, Брянскэнерго) стабильно закупают индукционные счетчики так же, как и электронные, отдавая предпочтение их надежности и учитывая плохое качество сетей, особенно в сельской местности. Ведь ресурс индукционного счетчика – десятки лет и даже через 50 лет некоторые образцы будут соответствовать заданному классу точности.
Проблема выбора индукционного или электронного счетчика несколько надумана. Они предназначены для разных секторов рынка.
Рано отказываться от применения индукционных счетчиков. Как и не стоит недооценивать электронные. Прежде всего, надо решить, есть ли возможность и необходимость воспользоваться всеми преимуществами счетчиков и не обращать внимание на их недостатки?
Выбор счетчика – это результат взвешенного решения, анализа отдельной ситуации.
Please wait.
Поделиться статьей в социальных сетях:
Все иллюстрации приобретены на фотобанке Depositphotos или предоставлены авторами публикаций.
Подпишитесь на наши статьи и вы будете узнавать свежие новости и получать новые статьи одним из первых!
Статья опубликована в журнале “Энергосбережение” за №5’2005
распечатать статью —>
Обсудить на форуме
Предыдущая статья
Следующая статья
Почему нужно заменить индукционный счетчик на электронный
Долгие годы жители нашей страны были довольны работой индукционных счетчиков электроэнергии. Такой прибор был установлен в каждой в квартире, им были оснащены большинство дач и различные государственные учреждения. Однако технологии развиваются, нагрузки на электросети увеличиваются с каждым годом, а в квартирах появляются все более мощные электроприборы. Совокупность этих и других факторов заставляет задуматься о замене индукционного счетчика на электронный. Далее мы расскажем, почему индукционные счетчики устарели, а также осветим основные преимущества электронных приборов учета.
Об индукционных счетчиках
Большой тяжелый и неповоротливый прибор, внутри которого что-то крутится, знаком каждому с детства. Индукционный счетчик долгие годы был неотъемлемой частью каждой советской квартиры и ее неизменным «украшением».
С широким распространением электронных приборов учета многие жители страны сменили устаревшие модели счетчиков на более современные. Однако некоторые по-прежнему не хотят покупать однофазный электросчетчик или электронные приборы на три фазы, мотивируя это тем, что индукционный счетчик надежнее и не зависит от скачков напряжения в сети. В общем-то, на этом его преимущества заканчиваются, а вот список недостатков таких приборов весьма обширен:
- Невысокий класс точности. Несколько десятков лет назад требования, предъявляемые к домашним приборам учета, значительно отличались от сегодняшних. Большинству индукционных счетчиков свойственен слишком низкий класс точности.
- Отсутствие защиты от незаконного подключения. Новые счетчики оснащены более современными мерами защиты, которые не позволят злоумышленникам «воровать» вашу энергию.
- Невозможность учета разных видов энергии. Если вам необходимо, чтобы счетчик одновременно считал как активную, так и реактивную энергию, то стоит помнить, что индукционные приборы на это не способны.
- Большой размер. Старые счетчики массивны и занимают много места, что критично, учитывая размеры некоторых квартир.
Преимущества электронных счетчиков
Новые приборы учета имеют множество преимуществ. Например, вы можете купить двухтарифный электрический счетчик, позволяющий значительно сократить суммы счетов. Большой выбор таких моделей можно найти здесь. Установка электронного прибора учета позволит вам:
- Платить только за то, что вы потребили. Благодаря высокому классу точности современных счетчиков, вы можете не опасаться, что придется платить за ту энергию, которую не потребляли.
- Подобрать модель под свой образ жизни. Если вы много работаете по ночам и основной расход энергии приходится именно на это время, то вы можете купить многотарифный счетчик и сэкономить.
- Не бояться потери данных. Все данные о потребленной энергии достаточно долго хранятся в памяти прибора.
- Забыть о постоянных поверках. Электронные счетчики имеют длительный срок межповерочного интервала.
- Не приносить в жертву дизайн помещения. Современные электронные модели обладают небольшими размерами и легко вписываются в интерьер.
- Учитывать несколько видов энергии одним прибором. Не нужно устанавливать разные счетчики для различных видов энергии. Достаточно купить один современный прибор.
Меняйте старые индукционные счетчики на более современные модели и экономьте собственные средства.
Счетчики электроэнергии — принцип действия
Счетчик электрической энергии применяется для подсчета использованного количества электроэнергии в быту, на предприятиях, а также для измерения выработанной энергии.
Киловатт-час (кВт·ч) – это единица измерения внесистемная и характеризует выполненную работу. Один киловатт-час равен количеству энергии, которая используется потребителем за один час времени. Можно расписать в следующем виде:
Для лучшего понимания работы электрического счетчика приведем пример:
Если электрочайник мощностью 2кВт будет работать 10 минут, то счетчик электрической энергии намотает:
По конструкции счетчики электрической энергии разделяют:
Диск обычно изготовляется из алюминия или латуни, количество его оборотов пропорционально показанию электрического счетчика. Вращения диска передаются на счетный механизм.
Угол сдвига между потоком напряжения и тока должен быть равен 90 электрических градусов, в противном случае индукционный электрический счетчик будет производить неправильные измерения, с большой погрешностью. Для регулировки угла в счетчиках применяют специальные шунты.
Принцип работы такого счетчика аналогичен принципу работы асинхронного двигателя, соответственно, он может вращаться как в одну сторону, так и в другую, необходимо только сменить направление тока в одной из его обмоток.
Электрические счетчики — это единственные индукционные измерительные приборы, которые поступили в массовое производство и эксплуатацию.
2) Электронный счетчик – состоит из электроники, в нем ток и напряжение действуют на твердотельные элементы, последними создаются импульсы, которые счетное устройство воспринимает. Количество этих импульсов прямо пропорционально количеству энергии, которая проходит через прибор за единицу времени.
3) Гибридный (смешанный) используется редко, основан на работе двух вышеупомянутых приборов. В основном это индукционный электрический счетчик с электронным дисплеем. Наличие электромеханической связи оставляет в нем ряд недостатков.
Индукционные счетчики, которые у большинства из нас установлены дома, измеряют активную мощность.
Недостатки индукционных счетчиков:
- большая ошибка измерений, в основном в пределах 2%;
- требуются частые поверки прибора;
- отсутствие дистанционного снятия показаний;
- слабая защита от хищения электрической энергии;
- отсутствие возможности многотарифности.
Из-за наличия столь весомых недостатков индукционные счетчики вытесняются электронными, которые имеют следующие преимущества:
- наличие многотарифности (фиксация показаний счетчика в разных временных отрезках; так, например, ночью цена на электроэнергию значительно меньше);
- высокий класс точности;
- возможность измерения как активной, так и реактивной мощности;
- наличие дистанционного снятия показаний;
- улучшенная защита от краж энергии.
Каждый электронный счетчик ведет подсчет электроэнергии по своему алгоритму, резкие скачки тока, перепады напряжений — все это может повлиять на качество снятия показаний.
На предприятиях уже давно введен многотарифный подсчет электроэнергии. Ведь в зависимости от времени суток цена на электричество очень сильно меняется, то есть используя многотарифные электрические счетчики, — предприятия экономят. Учет энергии в квартирах и домах также может вестись по 2-3 тарифам, электронные многотарифные счетчики становятся все более популярными.
Предприятия также оплачивают реактивную энергию, и в целях экономии, стараются производить ее компенсацию. Компенсаторы реактивной энергии часто применяются и имеют большое разнообразие.
Рисунок 1 – Принцип работы электронного электрического счетчика