Счетчик электроэнергии как работает: Как работает счетчик электроэнергии — как самостоятельно проверить правильно ли работает двухтарифный счетчик электроэнергии
Как работает счетчик электроэнергии — как самостоятельно проверить правильно ли работает двухтарифный счетчик электроэнергии
Любой житель мегаполиса заинтересован в экономии электроэнергии – в наш век технического и информационного прогресса практически каждая квартира наполняется большим количеством домашней бытовой техники. Сделать это выгодно можно с помощью двухтарифного электронного счетчика, разработанного специально для экономии ваших средств.
Принцип работы двухтарифного электронного счетчика
Главным отличием двухтарифного электросчетчика от обычного однофазного является особенность его работы: днем и ночью стоимость 1 кВт электроэнергии будет отличаться. Ночью тариф будет несколько ниже, чем днем.
Сделано это с одной целью – снизить нагрузку на электроподстанции. Низкая цена на электроэнергию будет стимулировать некоторых потребителей пользоваться некоторыми электроприборами ночью, тем самым уменьшая нагрузку на сеть.
Несомненными преимуществами двухтарифного типа электросчетчиков, работающих по принципу «день-ночь» считаются:
- Возможность сэкономить на коммунальных платежах
- Снижение нагрузки на электростанцию
- Снижение вредного влияния на окружающую среду – неравномерное потребление топлива на электростанциях в разное время суток. Днем и вечером загрязнение происходит крайне интенсивно
Наряду с преимуществами у двухтарифного электросчетчика существуют и некоторые недостатки:
- Не везде разница в тарифах ощутима и выгодна
- После подключения двухтарифного счетчика учета электричества следует правильно эксплуатировать бытовые приборы, иначе ни о какой экономии не будет идти и речи
Способы проверки правильности работы двухфазного электронного счетчика
Плату за электроэнергию потребители производят по показаниям электросчетчиков.
Проверка электросчетчика – это выявление возможной разницы между реальными показаниями и показаниями, которые списываются с табло прибора.
Каким образом можно проверить, правильно ли работает двухфазный электронный счетчик:
1 способ – самый важный – проверка правильности подсоединения счетчика
2 способ – самоход
Самоход – это способ поиска неисправности в работе прибора, когда лампочка светового указателя двухтарифного электронного счетчика начинает непрерывно сигналить при недоступности нагрузки на энергосеть и наличию в ней напряжения.
Проверить самоход правильно достаточно просто. Оставьте подключенным вводную и отсоедините питание всех отходящих от щитка коммутаты.
Теперь необходимо внимательно проследить за работой электросчетчика – если самохода нет, то лампочка светового указателя электронного счетчика моргнет не более одного раза – счетчик работает правильно.
3 способ – энергопотребляющий прибор и секундомер
Отключаем от сети все электроприборы и включаем все выходящие из щитка автоматы. Для точности определения показаний счетчика используем обычную лампу накаливания с мощностью 100 Вт. Возьмем три лампы общей мощностью в 300 Вт. Энергосберегающие лампы использовать крайне нежелательно, т.к. они способствуют появлению сбоев в показаниях счетчика.
Подготовьте секундомер и при включенных лампах (300 Вт) засеките время интервала десяти сигналов лампочки светового указателя электронного двухфазного счетчика.
4 способ – число передачи
Число передачи – это то количество световых миганий, которые наблюдаются на протяжении одного часа при нагрузке в 1 кВт.
Измерение показаний электронного счетчика производится в соответствии со следующими единицами измерения — .
Посмотреть показания счетчика можно на его лицевом табло.
Это одни из наиболее простых и популярных способов проверки правильности работы счетчика системы «день-ночь». Существуют и иные методы – с использованием расчетных формул для выявления процента погрешности работы счетчика.
Что делать, если электросчетчик, работающий по принципу «день-ночь», неисправен
В случае выявления большой погрешности, которая отразится на разнице в оплате по тарифу, двухтарифный электронный счетчик необходимо заменить.
В случае если вы не уверены в своих расчетах, можно вызвать специалиста теплосети, который выполнит перерасчет и выдаст предписание, если счетчик не пройдет процедуру проверки.
Выгодно ли подключать двухтарифный электронный счетчик
Сегодня большинство домашних приборов и систем работают круглосуточно (холодильник, система отопления полов, крыши и т.
п.). Поэтому установка электросчетчиков, работающих по принципу «день-ночь», в таком случае станет выгодным решением, которое поможет вам сэкономить ваши средства.
Обзор и устройство современных счётчиков электроэнергии / Хабр
За последнее время на смену индукционным счётчикам электроэнергии пришли электронные. В данных счётчиках счётный механизм приводится во вращение не с помощью катушек напряжения и тока, а с помощью специализированной электроники. Кроме того, средством счёта и отображения показаний может являться микроконтроллер и цифровой дисплей соответственно. Всё это позволило сократить габаритные размеры приборов, а также, снизить их стоимость.
В состав практически любого электронного счётчика входит одна или несколько специализированных вычислительных микросхем, выполняющие основные функции по преобразованию и измерению. На вход такой микросхемы поступает информация о напряжении и силе тока с соответствующих датчиков в аналоговом виде.
Внутри микросхемы данная информация оцифровывается и преобразуется определённым образом. В результате, на выходе микросхемы формируются импульсные сигналы, частота которых пропорциональна текущей потребляемой мощности нагрузки, подключенной к счётчику. Импульсы поступают на счётный механизм, который представляет собой электромагнит, согласованный с зубчатыми передачами на колёсики с цифрами. В случае с более дорогостоящими счётчиками с цифровым дисплеем применяется дополнительный микроконтроллер. Он подключается к вышесказанной микросхеме и к цифровому дисплею по определённому интерфейсу, ведёт накопление результата измерения электроэнергии в энергонезависимую память, а также, обеспечивает дополнительный функционал прибора.
Рассмотрим несколько подобных микросхем и моделей счётчиков, которые мне попадались под руку.
Ниже на рисунке в разобранном виде изображён один из наиболее дешёвых и популярных однофазных счётчиков «НЕВА 103». Как видно из рисунка, устройство счётчика довольно простое.
В данной модели счётчика применяется микросхема ADE7754.
Рассмотрим её структуру.
На пины 5 и 6 поступает аналоговый сигнал с токового шунта, который расположен на первой и второй клеммах счётчика (на фотографии в этом месте видно повреждение). На пины 8 и 7 поступает аналоговый сигнал, пропорциональный напряжению в сети. Через пины 16 и 15 есть возможность устанавливать усиление внутреннего операционного усилителя, отвечающий за ток. Оба сигнала с помощью узлов АЦП преобразуются в цифровой вид и, проходя определённую коррекцию и фильтрацию, поступают на умножитель. Умножитель перемножает эти два сигнала, в результате чего, согласно законам физики, на его выходе получается информация о текущей потребляемой мощности. Данный сигнал поступает на специализированный преобразователь, который формирует готовые импульсы на счётное устройство (пины 23 и 24) и на контрольный светодиод и счётный выход (пин 22). Через пины 12, 13 и 14 конфигурируются частотные множители и режимы вышеперечисленных импульсов.
Стандартная схема обвески практически представляет собой схему рассматриваемого счётчика.
Общий минусовой провод соединён с нулём 220В. Фаза поступает на пин 8 через делитель на резисторах, служащий для снижения уровня измеряемого напряжения. Сигнал с шунта поступает на соответствующие входы микросхемы также через резисторы. В данной схеме, предназначенной для теста, конфигурационные пины 12-14 подключены к логической единице. В зависимости от модели счётчика, они могут иметь разную конфигурацию. В данном кратком обзоре эта информация не столь важна. Светодиодный индикатор подключен к соответствующему пину последовательно вместе с оптической развязкой, на другой стороне которой подключается клеммник для снятия счётной информации (К7 и К8).
Из этого же семейства микросхем существуют похожие аналоги для трёхфазных измерений. Вероятнее всего, они встраиваются в дешёвые трёхфазные счётчики. В качестве примера на рисунке ниже представлена структура одной из таких микросхем, а именно ADE7752.
Вместо двух узлов АЦП, здесь применено их 6: по 2 на каждую фазу.
Минусовые входы ОУ напряжения объединены вместе и выводятся на пин 13 (ноль). Каждая из трёх фаз подключается к своему плюсовому входу ОУ (пины 14, 15, 16). Сигналы с токовых шунтов по каждой фазе подключаются по аналогии с предыдущим примером. По каждой из трёх фаз с помощью трёх умножителей выделяется сигнал, характеризующий текущую мощность. Эти сигналы, кроме фильтров, проходят через дополнительные узлы, которые активируются через пин 17 и служат для включения операции математического модуля. Затем эти три сигнала суммируются, получая, таким образом, суммарную потребляемую мощность по всем фазам. В зависимости от двоичной конфигурации пина 17, сумматор суммирует либо абсолютные значения трёх сигналов, либо их модули. Это необходимо для тех или иных тонкостей измерения электроэнергии, подробности которых здесь не рассматриваются. Данный сигнал поступает на преобразователь, аналогичный предыдущему примеру с однофазным измерителем. Его интерфейс также практически аналогичен.
Стоит отметить, что вышеописанные микросхемы служат для измерения активной энергии.
Более дорогие счётчики способны измерять как активную, так и реактивную энергию. Рассмотрим, например, микросхему ADE7754. Как видно из рисунка ниже, её структура намного сложнее структуры микросхем из предыдущих примеров.
Микросхема измеряет активную и реактивную трёхфазную электроэнергию, имеет SPI интерфейс для подключения микроконтроллера и выход CF (пин 1) для внешней регистрации активной электроэнергии. Вся остальная информация с микросхемы считывается микроконтроллером через интерфейс. Через него же осуществляется конфигурация микросхемы, в частности, установка многочисленных констант, отражённых на структурной схеме. Как следствие, данная микросхема, в отличие от предыдущих двух примеров, не является автономной, и для построения счётчика на базе этой микросхемы требуется микроконтроллер. Можно зрительно в структурной схеме пронаблюдать узлы, отвечающие по отдельности за измерение активной и реактивной энергии. Здесь всё гораздо сложнее, чем в предыдущих двух примерах.
В качестве примера рассмотрим ещё один интересный прибор: трёхфазный счётчик «Энергомера ЦЭ6803В Р32». Как видно из фотографии ниже, данный счётчик ещё не эксплуатировался. Он мне достался в неопломбированном виде с небольшими механическими повреждениями снаружи. При всём при этом он находился полностью в рабочем состоянии.
Как можно заметить, глядя на основную плату, прибор состоит из трёх одинаковых узлов (справа), цепей питания и микроконтроллера. С нижней стороны основной платы расположены три одинаковых модуля на отдельных платах по одному на каждый узел. Данные модули представляют собой микросхемы AD71056 с минимальной необходимой обвеской. Эта микросхема является однофазным измерителем электроэнергии.
Модули запаяны вертикально на основную плату. Витыми проводами к данным модулям подключаются токовые шунты.
За пару часов удалось срисовать электрическую схему прибора. Рассмотрим её более детально.
Справа на общей схеме изображена схема однофазного модуля, о котором говорилось выше.
Микросхема D1 этого модуля AD71056 по назначению похожа на микросхему ADE7755, которая рассматривалась ранее. На четвёртый контакт модуля поступает питание 5В, на третий – сигнал напряжения. Со второго контакта снимается информация в виде импульсов о потребляемой мощности через выход CF микросхемы D1. Сигнал с токовых шунтов поступает через контакты X1 и X2. Конфигурационные входы микросхемы SCF, S1 и S0 в данном случае расположены на пинах 8-10 и сконфигурированы в «0,1,1».
Каждый из трёх таких модулей обслуживает соответственно каждую фазу. Сигнал для измерения напряжения поступает на модуль через цепочку из четырёх резисторов и берётся с нулевой клеммы («N»). При этом стоит обратить внимание, что общим проводом для каждого модуля является соответствующая ему фаза. А вот, общий провод всей схемы соединён с нулевой клеммой. Данное хитрое решение по обеспечению питанием каждого узла схемы расписано ниже.
Каждая из трёх фаз поступает на стабилитроны VD4, VD5 и VD6 соответственно, затем на балластовые RC цепи R1C1, R2C2 и R3C3, затем – на стабилитроны VD1, VD2 и VD3, которые соединены своими анодами с нулём.
С первых трёх стабилитронов снимается напряжение питания для каждого модуля U3, U2 и U1 соответственно, выпрямляется диодами VD10, VD11 и VD12. Микросхемы-регуляторы D1-D3 служат для получения напряжения питания 5В. Со стабилитронов VD1-VD3 снимается напряжение питания общей схемы, выпрямляется диодами VD7-VD9, собирается в одну точку и поступает на регулятор D4, откуда снимается 5В.
Общую схему составляет микроконтроллер (МК) D5 PIC16F720. Очевидно, он служит для сбора и обработки информации о текущей потребляемой мощности, поступающей с каждого модуля в виде импульсов. Эти сигналы поступают с модулей U3, U2 и U1 на пины МК RA2, RA4 и RA5 через оптические развязки V1, V2 и V3 соответственно. В результате на пинах RC1 и RC2 МК формирует импульсы для механического счётного устройства M1. Оно аналогично устройству, рассматриваемому ранее, и также имеет соотношение 200:1. Сопротивление катушки высокое и составляет порядка 500 Ом, что позволяет подключать её непосредственно к МК без дополнительных транзисторных цепей.
На пине RC0 МК формирует импульсы для светодиодного индикатора HL2 и для внешнего импульсного выхода на разъёме XT1. Последний реализуется через оптическую развязку V4 и транзистор VT1. В данной модели счётчика соотношение составляет 400 импульсов на 1 кВт*ч. На практике при испытании данного счётчика (после небольшого ремонта) было замечено, что электромагнитная катушка счётного механизма срабатывает синхронно со вспышкой светодиода HL2, но через раз (в два раза реже). Это подтверждает соответствие соотношений 400:1 для индикатора и 200:1 для счётного механизма, о чём говорилось ранее.
Слева на плате расположено место для 10-пинового разъёма XS1, который служит для перепрошивки, а также, для UART интерфейса МК.
Таким образом, трёхфазный счётчик «Энергомера ЦЭ6803В Р32» состоит из трёх однофазных измерительных микросхем и микроконтроллера, обрабатывающий информацию с них.
В заключение стоит отметить, что существует ряд моделей счётчиков куда более сложней по своей функциональности.
К примеру, счётчики с удалённым контролем показаний по электролинии, или даже через модуль мобильной связи. В данной статье я рассмотрел только простейшие модели и основные принципы построения их электрических схем. Заранее приношу извинения за возможно неправильную терминологию в тексте, ибо я старался излагать простым языком.
Как считывать показания счетчиков электроэнергии и природного газа в жилых домах
Энергосбережение
Изображение
Вы можете считывать данные со своих счетчиков, чтобы контролировать потребление электроэнергии или газа. В течение отопительного сезона потребление энергии следует сравнивать с количеством градусо-дней отопления за тот же период времени; в сезон охлаждения сравните потребление энергии с количеством градусо-дней охлаждения.
Градусо-дни отопления и охлаждения являются простой мерой влияния погоды на ваши потребности в энергии: при использовании средней температуры за каждый день каждый градус Фаренгейта ниже 65°F считается одним градусо-днем отопления, а каждый градус Фаренгейта выше 65 °F считается за один градусо-день охлаждения.
Ваше использование отопления и охлаждения должно быть пропорционально количеству градусо-дней отопления и охлаждения за рассматриваемый период времени. Можно сравнить с аналогичным периодом прошлого года.
Вы также можете связаться с местными коммунальными службами для получения дополнительной информации о показаниях счетчика. Если ежемесячная информация достаточно хороша, ваши счета за коммунальные услуги могут содержать всю необходимую информацию. Просто убедитесь, что счета основаны на фактических, а не расчетных показаниях счетчиков, и помните, когда были сняты показания счетчика, потому что период времени между показаниями может варьироваться. Свяжитесь с местной коммунальной службой, если вы не уверены в этом.
Электрические счетчики
Электромеханический электросчетчик на стене дома. | Фото предоставлено © iStockphoto/epantha
Основной единицей измерения электроэнергии является ватт. Одна тысяча ватт называется киловаттом.
Если вы используете тысячу ватт энергии в час, вы используете киловатт-час (кВтч). Ваша электроэнергетическая компания выставляет вам счета за кВтч.
Стандартный электросчетчик представляет собой устройство, похожее на часы, приводимое в действие электричеством, проходящим через него. Когда дом получает ток от линий электропередач, набор маленьких шестерен внутри счетчика движется. Количество оборотов записывается циферблатами, которые вы можете видеть на лицевой стороне счетчика. Скорость вращения зависит от количества потребляемого тока — чем больше энергии потребляется в любой момент, тем быстрее будут вращаться шестерни.
При считывании показаний электросчетчика прочтите и запишите цифры, как показано на циферблатах от справа налево . Когда указатель находится прямо на цифре, посмотрите на циферблат справа. Если он преодолел ноль, используйте следующее большее число. Если он не преодолел ноль, используйте меньшее число. Запишите показанные числа, сначала записав значение шкалы справа от себя, а остальные по мере приближения к ним.
Если стрелка циферблата находится между двумя цифрами, используйте меньшую из двух цифр.
Счетчики природного газа
Счетчик природного газа на дом. | Фото любезно предоставлено ©iStockphoto/fstockfoto
Природный газ обычно измеряется в кубических футах, а счета выставляются в тысячах кубических футов (MCF) или сотнях кубических футов (CCF). Вам также может быть выставлен счет по терме, что примерно равно CCF или 100 кубическим футам. Для измерения количества электроэнергии или газа, которое вы используете, коммунальное предприятие устанавливает счетчик между входящими линиями электроэнергии или газа и точкой распределения в доме.
Газовый счетчик приводится в действие силой движущегося газа в трубе, а также быстрее вращается по мере увеличения расхода. Каждый раз, когда циферблат с более низким значением делает один полный оборот, указатель на циферблате с более высоким значением перемещается вперед на одну цифру.
При снятии показаний газового счетчика прочитайте и запишите цифры, как показано на циферблатах слева направо (напротив электрического счетчика).
Важно отметить, что на обоих типах счетчиков стрелки соседних циферблатов поворачиваются в противоположных направлениях друг к другу.
Цифровые счетчики
Обратите внимание, что в некоторых новых счетчиках электроэнергии и газа вместо циферблатов используются цифровые дисплеи. Разница между показаниями одного месяца и следующего представляет собой количество единиц энергии, использованных за этот расчетный период.
- Узнать больше
Как читать бытовые электрические и газовые счетчики
Домашние системы охлаждения Узнать больше
Домашние системы отопления Узнать больше
Программируемые термостаты Узнать больше
Электросчетчики Узнать больше
Как электрический счетчик считывает потребление энергии
К
Тимоти Тиле
Тимоти Тиле
Тимоти Тиле имеет степень младшего специалиста в области электроники и является местным электриком № 176 IBEW с более чем 30-летним опытом работы в жилых, коммерческих и промышленных электросетях.
Узнайте больше о The Spruce’s Редакционный процесс
Обновлено 30.11.21
Рассмотрено
Ларри Кэмпбелл
Рассмотрено Ларри Кэмпбелл
Ларри Кэмпбелл — подрядчик-электрик с 36-летним опытом работы в области электропроводки в жилых и коммерческих помещениях. Он работал техником-электронщиком, а затем инженером в IBM Corp., является членом Наблюдательного совета Spruce Home Improvement Review Board.
Узнайте больше о The Spruce’s Наблюдательный совет
Факт проверен
Джиллиан Дара
Факт проверен Джиллиан Дара
Джиллиан — независимый журналист с 10-летним опытом работы в жанре лайфстайл. Она пишет и проверяет факты для TripSavvy, а также проверяет факты для The Spruce.
Узнайте больше о The Spruce’s Редакционный процесс
Коммунальная компания взимает с вас плату за потребляемую вами электроэнергию на основе ежемесячных показаний электросчетчика, который измеряет ток, проходящий через служебный вход в ваш электрощит.
Счетчик может быть либо механическим аналоговым счетчиком, который ежемесячно считывается сотрудником коммунальной службы, который посещает ваш дом, либо более новым цифровым счетчиком, который может отправлять информацию через Интернет или радиосигналы.
Потребление электроэнергии измеряется в киловатт-часах
Какой бы формы счетчик у вас ни был, он измеряет количество потребляемой электроэнергии в ваттах или, точнее, в киловатт-часах. Ватт — это произведение напряжения и силы тока (или тока) в электрической цепи: 1 вольт x 1 ампер = 1 ватт. Но эта формула представляет собой просто меру электрического потенциала. Для измерения фактического использования энергии необходимо добавить элемент времени. Таким образом, потребление электроэнергии представляет собой измерение ватт, используемых в течение определенного периода времени. Ваш электросчетчик регистрирует потребление электроэнергии в киловатт-часах. Проще говоря, 1 киловатт-час = 1000 ватт-часов.
Например, если вы включаете 100-ваттную лампочку на 10 часов, потребление энергии рассчитывается как 100 ватт x 10 = 1000 ватт (или 1 киловатт-час).
Как работает механический аналоговый счетчик электроэнергии
Традиционный аналоговый счетчик представляет собой механическое устройство, расположенное рядом с служебным входом, где инженерные провода входят в здание — либо из воздушных проводов, которые входят в флюгер и спускаются по кабелепроводу к счетчику, либо из подземных служебных проводов. Счетчик обычно заключен в стеклянный корпус и имеет внутри металлический диск, который вращается, когда цепи внутри здания потребляют ток от служебных проводов. Если вы понаблюдаете за диском, вы увидите, что он движется медленнее в периоды низкого потребления электроэнергии, например ночью, и быстрее в часы пиковой нагрузки.
В механических счетчиках используются катушки с двумя проводниками, которые создают магнитные поля. На одну катушку действует ток, протекающий по проводнику; на другую катушку влияет напряжение, проходящее через проводник.
Вместе магнитные поля, создаваемые катушками, вращают тонкий алюминиевый диск с контролируемой скоростью. (Алюминий не магнитен, но в этом случае движется по принципу, известному как вихревой ток ). Диск вращает ряд шестерен, которые двигают пять циферблатов, записывающих электричество в киловатт-часах. Этот механизм называется индикатор .
Ваше потребление электроэнергии считывается вручную сотрудником коммунальной службы, который посещает дом, чтобы прочитать цифры на циферблатах. Механический электросчетчик не может быть считан дистанционно. Потребление электроэнергии в вашем здании рассчитывается путем вычитания показателей прошлого месяца из показаний этого месяца.
Сообразительный потребитель может научиться читать эти циферблаты, чтобы оценивать собственное потребление электроэнергии и проверять правильность начислений за коммунальные услуги.
Как снимать показания механического электросчетчика
Для регистрации потребления электроэнергии у вас должны быть начальная и конечная точки.
Если вы хотите узнать, сколько электроэнергии вы используете в течение месяца, снимите первоначальные показания в первый день месяца, а затем снимите показания в конце последнего дня месяца. Разница между двумя показаниями покажет вам, сколько киловатт-часов вы использовали в этом месяце.
Чтобы снять показания, начните с числа на крайнем левом циферблате внутри счетчика и читайте вправо. Запишите каждое число по порядку слева направо. Допустим, ваше начальное показание (в начале месяца) показывает 01050. Второе показание (в конце месяца) показывает 02050. Вычтите меньшее значение из большего: 02050 — 01050 = 1000. Это означает, что вы использовали 1000. киловатт-часов в течение месяца.
Следует помнить одну важную вещь: если циферблат находится между цифрами, показание должно быть записано как меньшее число. Например, если циферблат находится между 1 и 2, показание будет записываться как 1 до тех пор, пока оно не пройдет 2 на циферблате. Также обратите внимание, что когда вы смотрите на пять циферблатов, цифры на первом, третьем и пятом циферблатах идут по часовой стрелке, а на втором и четвертом — против часовой стрелки.
Это нормально и не является поводом для беспокойства.
Принцип работы цифрового электросчетчика
Цифровые электросчетчики бывают нескольких типов. Более старый тип содержит аналогичную механическую систему, которая измеряет электрический поток от служебных проводов в здание, но также имеет аналого-цифровой преобразователь (АЦП), который преобразует измерение в цифровой сигнал.
Новый тип цифрового электросчетчика имеет датчики переменного тока (переменного тока), которые определяют напряжение и силу тока во входящих проводах. Этот тип цифрового измерителя лучше улавливает всю мощность в цепи, что делает его немного более точным, чем механические типы или типы АЦП.
Вместо циферблатов цифровой счетчик имеет электронный дисплей, который вы или обслуживающий персонал можете прочитать вручную на лицевой стороне счетчика, или сигнал может быть отправлен в коммунальную компанию через высокочастотный сигнал, который передается обратно в коммунальное предприятие.