Счётчик электрической энергии

История создания счётчиков связана с изобретениями электротехнических устройств XIX века. Самые разные исследователи независимо и беспрестанно изучали электромагнетизм, внося собственную лепту в создание и последующее развитие счётчиков электроэнергии. Вот лишь некоторые этапы продолжительного пути развития. Всплеск теоретических открытий в области явлений, устанавливающих связь между магнитными и электрическими свойствами вещества, уже в 1-й половине XIX века.

Во второй половине XIX века к авторам теоретических трудов присоединились практики. В течение непродолжительного периода времени были изобретены гидротурбина, счётчик, трансформатор тока, электродвигатель, динамо-машина, электрическая лампа. Как считали первооткрыватели, само время дарило просветление, позволяя почти в одно и то же время свершаться схожим открытиям в противоположных концах света. В этом был, к примеру, уверен создатель индукционного электрического счётчика Отто Титус Блати, венгр по происхождению, который также являлся соизобретателем трансформатора. Аньош Йедлик и Вернер фон Сименс, каждый в своё время, придумали динамо-машину. Что, в свою очередь, позволило превратить электричество в коммерческий продукт массового спроса. Развитие систем освещения потребовало применения устройств измерения и стандартизации учёта электроэнергии.

Развитие систем передачи электроэнергии по пути создания систем высокого напряжения тормозилось главным недостатком цепей постоянного тока — невозможностью преобразования одного уровня напряжения в другой. И давний спор сторонников распределительных сетей постоянного и переменного тока окончательно решился в пользу последних; этому также способствовало изобретение трансформатора (1885 год). Попытки решить задачу учёта электрической энергии переменного тока привели к целому ряду открытий. Созданию индукционных счётчиков электроэнергии предшествовало обнаружение эффекта вращающегося магнитного поля (Никола Тесла —1883 год, Галилео Феррарис — 1885 год, Оливер Шелленбергер — 1888 год). Первый счётчик электроэнергии для переменного тока разработан Оливером Б. Шелленбергером в 1888 году. Уже в 1889 году запатентован «Электрический счётчик для переменных токов» венгра Отто Титуц Блати (для компании «Ganz»). А в 1894 году Шелленбергер по заказу компании Westinghouse создал индукционный счётчик ватт-часов. Счётчик ватт-часов активной энергии переменного тока типа «А» появился в 1899 году, создатель Людвиг Гутман. Был дан старт непрерывным усовершенствованиям индукционных счётчиков электроэнергии. Счётчики, берущие начало от счётчика Блати и индукционных счётчиков Феррариса, вследствие великолепной надёжности и малой себестоимости, до сих пор массово изготовляются, именно с их помощью производят большую часть измерений электроэнергии.

Виды счетчиков

Электрический счетчик - электроизмерительный прибор, предназначен для учета потребленной электрической энергии (переменного или постоянного тока) и измеряется в кВт/ч или А/ч. Счетчики электроэнергии применяются там, где осуществляется легальное потребление электроэнергии и появляется возможность экономить бюджет, следя за потреблением электроэнергии в заданный период времени. 

В данный момент производятся однофазные и трехфазные счетчики, индукционные или электронные, однотарифные, двухтарифные, трехтарифные или они же многотарифные. Электрический счетчик включается в сеть через трансформаторы тока (непрямого включения) и без них (прямого включения). Для включения в сеть напряжением до 380 В применяются счетчики на ток от 5 до 20 А. На лицевой стороне счетчика указывается число оборотов диска, соответствующее 1 кВт/ч электроэнергии. Например,1 кВт?ч - 1250 оборотов диска.

В настоящее время используются главным образом два типа электросчетчиков - индукционные и электронные по функциональности счетчики многотарифные (двухтарифные и трехтарифные). При этом первые занимают доминирующее положение, поскольку они устанавливались вплоть до середины 90-х годов.

Возникает вопрос, какой счетчик электроэнергии лучше - счетчик индукционный или счетчик электронный? Чтобы ответить на него, надо понимать, какие задачи будут возложены на приобретаемый электросчетчик, кроме простого списывания показаний один раз в месяц. Нужны ли будут потребителю электроэнергии многочисленные функции, заложенные в большинстве электронных счетчиков?

Давайте рассмотрим каждый тип счетчиков электроэнергии и их принцип работы для определения Ваших потребностей:
Принцип работы индукционного счетчики электроэнергии заключается во взаимодействии магнитных сил катушек индуктивности тока и напряжения с магнитными силами алюминиевого диска, в результате взаимодействия число оборотов диска прямо пропорционально отражает расход электроэнергии специальным счетным механизмом. Многие потребители не спешат переходить на более современные электронные счетчики, хотя индукционные счетчики являются физически устаревшими и не поддерживают многотарифный учет электроэнергии и возможность дистанционной передачи показаний. 
В отличие от индукционных счетчиков, электронные счетчики электроэнергии построены на основе микросхем, не содержат вращающихся частей и производят преобразование сигналов, поступающих с измерительных элементов, в пропорциональные величины мощности и энергии. Электронные счетчики электроэнергии отличаются более высокой точностью и надежностью по сравнению с индукционными электросчетчиками.

Так же важно знать основные технические параметры счетчиков электроэнергии:

Класс точности - основной технический параметр электросчетчика. Он указывает на уровень погрешности измерений прибора. До середины 90-х годов все устанавливаемые в жилых домах счетчики имели класс точности 2.5 (максимально допустимый уровень погрешности составлял 2,5%). В 1996 году был введен новый стандарт точности приборов учета, используемых в бытовом секторе - 2.0. Именно это стало толчком к повсеместной замене индукционных счетчиков электроэнергии на более точные счетчики электроэнергии, с классом точности 2.0. Также важным техническим параметром счетчиков электроэнергии является тарифность. До недавнего времени всеэлектросчетчики, применяемые в быту, были однотарифными. Функциональные возможности современных электронных двухтарифных и трехтарифных счетчиков позволяют вести учет электроэнергии по зонам суток и даже по временам года.

В настоящее время имеется большой выбор счетчиков электроэнергии. Каждый из них имеет свои особые характеристики, разный набор функциональных возможностей. 

Конечно, не всем нужны такие опции, некоторые хотят простой, надежный и точный прибор по минимальной цене. Из широкого ассортимента счетчиков электроэнергии можно выбрать именно тот, который больше всего подходит.

Принцип работы

Для учёта активной и реактивной электроэнергии переменного тока служат индукционные одно- и трёхфазные приборы, для учёта расхода электроэнергии постоянного тока (электрический транспорт, электрифицированная железная дорога) — электродинамические счётчики. Число оборотов подвижной части прибора, пропорциональное количеству электроэнергии, регистрируется счётным механизмом.

В электрическом счётчике индукционной системы подвижная часть (алюминиевый диск) вращается во время потребления электроэнергии, расход которой определяется по показаниям счётного механизма. Диск вращается за счёт вихревых токов, наводимых в нём магнитным полем катушки счётчика, — магнитное поле вихревых токов взаимодействует с магнитным полем катушки счётчика.

В электрическом счетчике электронного типа переменный ток и напряжение воздействуют на твердотельные (электронные) элементы для создания на выходе импульсов, число которых пропорционально измеряемой активной энергии.

Виды и типы

Счетчики электроэнергии можно классифицировать по типу измеряемых величин, типу подключения и по типу конструкции.

Импульсный электросчётчик с электромеханическим счётным механизмом работающим от шагового электромагнитного привода.

По типу подключения все счетчики разделяют на приборы прямого включения в силовую цепь и приборы трансформаторного включения, подключаемые к силовой цепи через специальные измерительные трансформаторы.

По измеряемым величинам электросчетчики разделяют на однофазные (измерение переменного тока 220 В, 50 Гц) и трехфазные (380 В, 50 Гц). Все современные электронные трехфазные счетчики поддерживают однофазный учёт.

Также существуют трехфазные счетчики для измерения тока напряжением в 100 В, которые применяются только странсформаторами тока в высоковольтных (напряжением выше 660 В) цепях.

По конструкции: индукционным (электромеханическим электросчетчиком) называется электросчетчик, в котором магнитное поле неподвижных токопроводящих катушек влияет на подвижный элемент из проводящего материала. Подвижный элемент представляет собой диск, по которому протекают токи, индуцированные магнитным полем катушек. Количество оборотов диска в этом случае прямо пропорционально потребленной электроэнергии.

Индукционные (механические) счётчики электроэнергии постоянно вытесняются с рынка электронными счетчиками из-за отдельных недостатков: отсутствие дистанционного автоматического снятия показаний, однотарифность, погрешности учёта, плохая защита от краж электроэнергии, а также низкой функциональности, неудобства в установке и эксплуатации по сравнению с современными электронными приборами. Индукционные счетчики хорошо подходят для квартир с низким энергопотреблением.

Электронным (статическим электросчетчиком) называется электросчетчик, в котором переменный ток и напряжение воздействуют на твердотельные (электронные) элементы для создания на выходе импульсов, число которых пропорционально измеряемой активной энергии. То есть измерения активной энергии такими электросчетчиками основаны на преобразовании аналоговых входных сигналов тока и напряжения в счетный импульс. Измерительный элемент электронного электросчетчика служит для создания на выходе импульсов, число которых пропорционально измеряемойактивной энергии. Счетный механизм представляет собой электромеханическое (имеет преимущество в областях с холодным климатом, при условии установки прибора на улице) или электронное устройство, содержащее как запоминающее устройство, так и дисплей. Электронные счетчики хорошо подходят для квартир с высоким энергопотреблением и для предприятий.

Основными достоинствами электронных электросчетчиков является возможность учёта электроэнергии по дифференцированным тарифам (одно-, двух- и более тарифный), то есть возможность запоминать и показывать количество использованной электроэнергии в зависимости от запрограммированных периодов времени,многотарифный учёт достигается за счет набора счетных механизмов, каждый из которых работает в установленные интервалы времени, соответствующие различным тарифам. Электронные электросчетчики имеют больший межповерочный период (4-16 лет).

Гибридные счётчики электроэнергии — редко используемый промежуточный вариант с цифровым интерфейсом, измерительной частью индукционного или электронного типа, механическим вычислительным устройством.

Какие пломбы должны быть на счетчике? 

На внешней части однофазного счетчика должны быть два вида пломб. На креплении кожуха прибора размещается пломба с клеймом Государственного комитета Украины по вопросам технического регулирования и потребительской политики (Госпотребстандарта), а на зажимной (клеммной) крышке счетчика - печать энергоснабжающей компании.

Если прибор учета прошел периодические поверки, он может быть опломбирован 1-2 пломбами поверки Госпотребстандарта. В приобретенных электросчетчиках нового типа, кроме пломбы поверки, на кожухе счетчика может содержаться пломба ОТК производителя. Кроме того, в случае установки электросчетчика в квартире, должен быть опломбирован вводной автоматический выключатель.