У каждого из нас в квартире, доме, гараже присутствует прибор учета электроэнергии, проще говоря электросчетчик. Он подсчитывает количество потребленной активной электроэнергии за определенное количество времени. Ранее применялись индукционные электросчетчики, построенные на основе индукционного механизма, но при современном развитии технических средств их активно начали вытеснять электронные электросчетчики. Давайте более подробно рассмотрим каждый из них.
Индукционные электросчетчики
Как говорилось выше, индукционный электросчетчик работает на основе индукционного механизма, схема которого приведена ниже:
Итак, состоит он из двух неподвижных катушек (обмоток) 1 и 2 которые в пространстве смещаются друг относительно друга на угол равный 900 . Соответственно и магнитные потоки, протекающие через обмотки, при подключении их к сети будут сдвинуты друг относительно друга. В результате чего возникнет бегущее магнитное поле, которое порождает вращающий момент, который начнет вращать алюминиевый диск 4 расположенный в магнитном поле катушки. Во избежание инерционного вращения диска, после снятия с катушек напряжений, или слишком быстрого вращения при минимальной нагрузке, на диск также будет воздействовать постоянный магнит 3, который будет обеспечивать тормозной момент. Среднее значение вращающего момента будет равно:
Как и в обычном ваттметре в электросчетчике есть две обмотки, тока и напряжения. Обмотка тока выполнена толстым проводом, соответствующим номинальному току и включается в цепь последовательно.
Обмотка напряжения выполнена тонким проводом (0,06 – 0,12 мм) с большим количеством витков и подключается к цепи параллельно.
Все эти обмотки уже расположены внутри прибора и не требует особой схемы включения. В нем есть только два провода ввода (для однофазных фаза — ноль) и вывода. Счетчики имеют класс точности 1,0; 2,0; 2,5. Они могут выпускаться на различные токи напряжением 127В, 220В. Также трехфазные могут быть 127В, 220В, 380В, а также на токи до 2000 А и 35 кВ но подключаемые через измерительные трансформаторы.
Принцип работы индукционного трехфазного аналогичен однофазному, но так как при использовании трехфазных систем возможны различные схемы включения (треугольник, звезда), необходимо предварительно изучить возможности выбранного устройства.
Электронные электросчетчики
В отличии от индукционных приборов электронные не используют вращающихся механических частей. В них все реализуется с помощью микропроцессорной техники, схема ниже:
ТТ – трансформатор тока
С помощью датчиков тока ДТ и датчиков напряжения ДН снимаются значения тока и напряжения сети. После датчиков сигналы поступают на аналогово-цифровой преобразователь, где сигнал с аналогового превращается в цифровой и поступает на микроконтроллер. Микроконтроллер в свою очередь производит вычисления и отправляет данные на дисплей или через интерфейс на другое устройство. С помощью таких электросчетчиков можно централизовано вести учет электроэнергии различных линий.
Главным достоинством электронных электросчетчиков над индукционными является:
- отсутствие вращающихся частей, что снижает вероятность поломки;
- возможность вести учет электроэнергии по различным тарифам с автоматическим переключением по времени суток (многотарифные счетчики);
- меньшая погрешность измерения, особенно при малых нагрузках;
- возможность передачи данных на расстояние через интерфейсы, что не требует постоянного присутствия для снятия данных;
- удобность применения;
Недостатки:
- большая стоимость;
- большая вероятность выхода из строя при больших скачках напряжения и тока сети;
- более дорогостоящий и трудный ремонт;
- выше чувствительность к климатическим условиям (например перепад температур);
- труднее диагностировать неисправности;
Как подключается счетчики к сети однофазной или трехфазной вы можете посмотреть на видео ниже:
Однофазный:
Трехфазный:
