Схемы, принцип работы, виды электросчетчиков

Что такое электрический счетчик?

Электрический счетчик представляет собой прибор по учёту расхода электроэнергии пользователем, измеряемой в кВт*ч.

Электрический счетчик считается зоной ответственности энергокомпании, которая поставляет электроэнергию квартиру или частный дом, но на практике установка или замена таких приборов полностью ложиться на плечи её потребителей.

Модели электросчетчиков могут различаться по своей конструкции и принципу работы, предназначаться для однофазной или трехфазной сети, для одного или нескольких тарифов, а также рассчитаны на разную мощность тока и класс точности измерения потребляемой электроэнергии.

Установка высокоточного и качественного устройства позволяет добиться существенной экономии средств при оплате за электроэнергию. Поэтому чтобы выбрать оптимальный электросчетчик, важно разораться в основных технических характеристиках представленных на рынке моделей.

Виды электросчетчиков

Существует несколько видов приборов данного типа, они отличаются по принципу своей работы и по исполнению. Можно разделить все существующие электросчетчики на две большие группы, это:

• индукционные модели;
• электронные счетчики;

Работают разные типы приборов на своих характерных принципах, но нужно отметить, что тип прибора никак не влияет точность электросчетчика, ведь перед продажей все приборы учета энергии калибруются и проверяются в соответствующих организациях, которые имеют право осуществлять такую деятельность. Компании эти независимые, поэтому подвоха в этом вопросе быть не может. Хотя погрешности есть, но они в рамках допустимых норм, но об этом чуть ниже.

Конструкция счётчиков

Основная классификация электрических счётчиков подразделяет приборы:

1. на электромеханические (индукционные);
2. электронные;
3. гибридные.

Приборы учёта потребляемого электричества

Электромеханические однофазные устройства учёта электроэнергии постепенно выводятся из эксплуатации, но в постройках старого типа они встречаются довольно часто. У индукционных приборов есть преимущества перед современными электронными и гибридными образцами. Основной плюс — более доступная стоимость и простота конструкции. Бытовые стандартные электрические счётчики индукционного типа используются в однофазных переменных сетях. В конструкцию входят:

• корпус
• пары обмоток и магнитопроводов (тока и напряжения)
• диск вращающийся
• червячный и счётный механизмы
• постоянный магнит для торможения диска
• ось.

В магнитном поле двух электромагнитов находится алюминиевый диск. Счётчик работает через подсоединение с приёмниками токовой обмотки последовательно, а с приемниками напряжения — параллельно. При прохождении переменного тока по обмоткам в сердечниках создаются магнитные потоки, пронизывающие диск. Одновременно образуются вихревые токи, которые при взаимодействии с магнитными потоками заставляют диск вращаться. Частота вращения диска учитывается счётным механизмом, а цифры, что находятся на нём, фиксируют расход электроэнергии. С увеличением нагрузки вращающий момент становится больше, и диск начинает двигаться быстрее.

Принцип работы трёхфазного индукционного счётчика аналогичен, но такие приборы задействуют в трёхфазных сетях переменного тока.

Электронные счётчики получили распространение в промышленности и быту благодаря мощному развитию новейших технологий. В таком устройстве аналоговые сигналы с датчиков тока и напряжения преобразуются в цифровой импульс. Он перенаправляется на микроконтроллер. Последний фиксирует объём потребления энергии и выводит его значение на дисплей аппарата. Электронный счётчик состоит:

• из кожуха;
• трансформаторов тока и напряжения;
• преобразователя;
• микроконтроллера;
• клеммной колодки.

Работа однофазных и трёхфазных бытовых электрических счётчиков с электронным механизмом схожа, только в трёхфазных производится суммирование величин по каждой фазе. Здесь трансформатор тока подключается в разрыв фазы, а трансформатор напряжения — к фазе и нулю. Микроконтроллер управляет ОЗУ (оперативным запоминающим устройством), а также реле и информационным дисплеем. Через ОЗУ можно контролировать работу счётчика дистанционно. Электронные аппараты хранят рабочую информацию с привязкой ко времени. Показания снимаются с определённой периодичностью, в процессе выясняется:

• активное и реактивное потребление;
• значения напряжения и тока;
• пофазная частота.

Это даёт возможность подсчитывать расход электроэнергии по разным тарифам — в зависимости от времени суток, дней недели или сезона.

Однофазный многотарифный счётчик НЕВА МТ 114 AS E4PC 5(60) А

Однофазный однотарифный счётчик НЕВА 102 1S0 230V 5(40) A

Однофазный однотарифный счётчик НЕВА 103 1S0 230V 5(80) A

Трёхфазный многофункциональный счётчик НЕВА СТ411 541 BPIO22

Гибридные электросчётчики по учёту активной и реактивной энергии обладают электромеханической частью вычислительного устройства и информационным дисплеем цифрового типа.

Принцип работы электронного электросчетчика

Схема подключения однофазного электросчетчика

Данная схема предназначена для подключения любого однофазного счетчика электрической энергии.

Однофазные счетчики чаще всего подключают по схеме прямого включения в сеть и только в очень редких случаях через трансформаторы тока.

В клеммной колодке однофазного счетчика электроэнергии расположены 4 контакта:

• 1 клемма — ввод фазы
• 2 клемма — выход фазы на нагрузку (в квартиру)
• 3 клемма — ввод нуля
• 4 клемма — выход нуля на нагрузку (в квартиру)
• винт напряжения — для отключения катушки напряжения в индукционных счетчиках при проведении государственной поверки.

Красным цветом обозначены токовая катушка (обмотка) и фазный провод, синим цветом — катушка (обмотка) напряжения и нулевой провод.

В данной схеме перед счетчиком электроэнергии установлен вводной автоматический выключатель.

Эту схему можно использовать для электроснабжения своей квартиры, дачи или коттеджа.

Схема подключения трехфазного электросчетчика

Как выбрать счётчик

Для обычной городской квартиры достаточно прибора с классом точности 2,0. Нерентабельно приобретать дорогие электрические счётчики с классом 1 или даже 0,5 — по сравнению с промышленными условиями в домах отсутствует быстропеременная нагрузка.

Нередко потребителей привлекает многотарифность прибора. Однако не везде это условие доступно. Плановая замена устройств осуществляется с упором на подключение их в однотарифном режиме.

Полезная опция — автоматизированный учёт энергии, но обычным гражданам она едва ли пригодится.

Рекомендуется выбирать приборы с большим гарантийным сроком, а также изделия тех компаний, у которых есть сервисный центр в вашем населённом пункте. При покупке следует обязательно проверить целостность пломб и наличие печати в паспорте устройства.

Максимальная токовая нагрузка

Приборы учета электроэнергии разделяются на классы по силе тока. Чтобы выбрать подходящий, стоит учесть реальные потребности в электроэнергии. Однофазные счетчики обычно имеют диапазон токовой нагрузки от 5 до 80 ампер. Трехфазные могут справляться с нагрузкой до 100 ампер.

Справка! Обычно для квартиры подходят счетчики с диапазоном 5-50 ампер. Если у вас остаются сомнения в токовой нагрузке – проконсультируйтесь со специалистом.

Класс точности электросчетчика

Каждая модель электросчетчика имеет класс точности учета электроэнергии, который обозначает возможный процент отклонения подсчитанных кВт*ч от истинного количества потребляемой энергии.

У каждого электроприбора есть какая-либо погрешность по показаниям. В этом случае класс точности и есть такая максимальная погрешность. Чем выше показатель погрешности, тем более неточно прибор посчитает потребление электроэнергии слабой нагрузкой.

В настоящий момент в магазинах можно встретить модели с классом точности 0,5, 1 и 2. Изделия с классом точности 2,5 и менее уже не продаются. Если же они установлены, то обслуживающая энергокомпания потребует их заменить на модели с более высоким классом точности.

Крепление счетчика в щитке на DIN-рейке

В электрическом щитке все современные установочные электрические изделия, такие как счетчик, автоматы, УЗО и другие, крепятся легко съемным способом на DIN-рейке, которую электрики еще называют монтажной рейкой.

DIN-рейка имеет ширину 35 мм и согласно ГОСТ Р МЭК 60715-2003 «Аппаратура распределения и управления низковольтная. Установка и крепление на рейках электрических аппаратов в низковольтных комплектных устройствах распределения и управления» обозначается Т35. Ранее DIN-рейки изготавливались из алюминиевого сплава, как на фотографии. Современные – из листовой стали методом штамповки.

Некоторые модели счетчиков комплектуются своими DIN-рейками. Например, электросчётчик «Меркурий 200», который установлен в моей квартире, в комплекте имел нестандартную DIN-рейку, хотя посадочное место для крепления имело стандартный размер, 35 мм, что позволяет крепить его и на стандартной DIN-рейке.

Установленный в щитке счетчик опломбирован и снять его можно, только после снятия пломбы и крышки. Под ней находятся два прямоугольных отверстия (на фотографии указаны стрелками). Для снятия счетчика нужно в эти отверстия одновременно вставить лезвия двух плоских отверток, подвижные защелки выйдут из зацепления DIN-рейки, и отвести нижний край счетчика от стенки щитка.

Возможность использования нескольких тарифов

Электронное оборудование способно работать в многотарифном режиме. Это означает, что расход электричества считается в определенные пользователем промежутки времени. Что необходимо, если в регионе введены разные тарифные расценки для ночного и дневного времени. Некоторые модели способны «охватить» до восьми тарифов, однако востребованными остаются двухтарифные системы.Все многотарифные устройства дороже своих однотарифных аналогов. Поэтому, прежде чем его купить, надо определить, будет ли это выгодно. Сделать это просто. Необходимо посчитать средний расход энергии за месяц и сумму, которую надо будет уплатить по одному тарифу. Затем разбить расход на дневной и ночной, подсчитать предполагаемую плату. Если разница составит примерно половину от обычной оплаты, есть смысл менять оборудование.

Количество фаз

Различают две разновидности оборудования.

• Однофазные. Рассчитаны на работу с сетью 220 В. Именно такие линии проложены в квартирах, на них рассчитаны вся бытовая электротехника. Однофазные аппараты рекомендованы для установки в многоквартирных зданиях. Трехфазное устройство теоретически может эксплуатироваться на такой линии. Но на практике энергосбытовые компании отказываются их регистрировать.
• Трехфазные. Рассчитаны на эксплуатацию на линии 380 В. От таких сетей работают водонагреватели, отопительные котлы, электрические двигатели. Трехфазный регистратор устанавливается в домах, где есть электроприборы, работающие на 380 В.

Габаритные размеры счетчика

Почти все современные счетчики имеют малые габариты и легкий вес. В среднем они имеют размер около 14х20 см. Этот критерий при выборе счетчика следует рассматривать в последнюю очередь. Да, внешний вид играет не последнюю роль, но все-таки куда важнее функциональность и точность прибора.

Дата выпуска электросчетчика

Данный параметр также учитывается при покупке прибора. Однофазный электросчетчик должен быть произведен не более 2-х лет до момента его установки, а трехфазный – не более 1 года, соответственно. Иначе энергосбытовая компания может не принять его к учету.

Кроме того, при покупке подходящей модели устройства обязательно нужно обратить внимание на целостность заводской пломбы, гарантирующей, что электросчетчик работает корректно. Дело в том, что любой прибор учета электроэнергии после сборки на производстве проходит обязательную государственную проверку точности измерений, после которой он опечатывается пломбой с указанием даты проверки. Если такой пломбы нет, то энергокомпания откажет в его регистрации.

Какой фирмы выбрать

Из-за того, что электросчетчики устанавливают на десятилетия, следует покупать прибор у надежных производителей. В будущем это позволит избежать проблем с заменой оборудования, документацией и точностью измерений.

В России есть три надежных производителя приборов учета электроэнергии:

1. Тайпит (Нева);
2. Инотекс (Меркурий);
3. Энергомера.

Все три – крупные компании со стажем работы от 10 лет, специалисты рекомендуют выбирать приборы именно этих фирм.

ТОП популярных моделей

Рассмотрим наиболее популярные модели приборов учета электроэнергии. Все они имеют необходимые сертификаты и лицензии.

Однофазные однотарифные

Нева 103 1SO. Напряжение 220-230 вольт, сила тока 5/60 ампер. Работает при температурах от -40 до +60 °С. Первый класс точности. Межпроверочный интервал 16 лет. Устанавливается такой прибор легко, так как монтаж осуществляется с помощью DIN-рейки. Модель имеет небольшие размеры, но при этом показания счетчика легко считываются – цифры хорошо видны. Срок службы такого аппарата до 30 лет.

Меркурий 201.8. Это электронный счетчик с жидкокристаллическим экраном. Имеет первый класс точности, напряжение 220-230 В., сила тока от 5 до 80 ампер. Диапазон допустимых температур от -45 до +75 °С. Работает при высокой влажности 90%. Есть подсветка экрана. Монтаж прибора производится на DIN-рейку. Межпроверочный интервал — 16 лет, а срок службы – 30 лет.

Однофазные многотарифные

Энергомера CE102M S7 145-JV. Аппарат имеет высокую устойчивость к механическим и электромагнитным воздействиям. Класс точности 1, напряжение 230-220 вольт, сила тока 5-60 ампер. Можно подключить до четырех тарифов. Показания видны даже при обесточивании. Между регулярными поверками 16 лет.

Меркурий 200.02. Класс точности 1,0, может вести учет четырех тарифов. Напряжение 220-230 В, сила тока 5-60 А. Работает при температурах от -40 до +55 °С. Можно регулировать нагрузку и контролировать потребляемое электричество. Производитель дает 3 года гарантии на эту модель, а срок службы оценивает в 30 лет. Проверки необходимо осуществлять раз в 16 лет.

Трехфазные счетчики

Энергомера СЕ300 R31 043-J. Класс точности 1. Можно подсоединять через трансформатор. Напряжение у этой модели 230-400 вольт, сила тока 5-60 ампер. Работает при температуре -40 – +60 °С. Может вести учет в двух направлениях, прост в эксплуатации. Межпроверочный интервал 16 лет.

Меркурий 231 АМ-01. Этот счетчик есть как и в однотарифном, так и в многотарифном варианте. Имеет первый класс погрешности, напряжение 230-400 вольт, сила тока 5-60 ампер. Межпроверочный интервал 10 лет. Гарантия от производителя 26 месяцев. Коридор температур для работы прибора: от -40 до +55 °С. Крепить такой аппарат нужно с помощью рейки.

Электрический счетчик следует выбирать исходя из места установки. Перед покупкой лучше все рассчитать, потому что правильно подобранный аппарат может помочь существенно сэкономить на электроэнергии. А неправильно подобранный, в свою очередь, может оказаться бессмысленной тратой денег.

Нюансы установки и схема подключения

Установка и последующее подключение однофазного счетчика электроэнергии не представляют особых трудностей, поэтому данную процедуру по силам выполнить самостоятельно. Но, в то же время, важно соблюдать основные правила и требования для обеспечения вашей безопасности и функциональности системы.

Важно заметить, что подключение однофазного счетчика электроэнергии должно производиться в строгом соответствии со схемой подключения. Правильность выполненной операции проверяется контролером при приеме точки учета электроэнергии:

Рис. 5. Схема подключения однофазного счетчика электроэнергии

Как видите на рисунке, зажимы 1 и 3 предназначены для подключения фазного проводника, а зажимы 4 и 6 для подсоединения нейтрального проводника. Такой принцип оговаривается инструкцией завода изготовителя, поэтому перед началом подключения однофазного электросчетчика необходимо ознакомиться с его техническими параметрами. Чтобы фазный и нейтральный проводник подключались строго к предназначенным для этого зажимам.

Также при подключении важно соблюдать следующие нюансы:

• Любая замена или установка нового счетчика электрической энергии должна согласовываться с энергоснабжающей компанией, иначе вас могут отключить с последующим наложением штрафа.
• Высота размещения счетчика электрической энергии должна составлять от 0,8 до 1,7м над уровнем пола в соответствии с п.1.5.29 ПУЭ. Желательно подбирать расположение таким образом, чтобы показания находились в зоне видимости.

Рис. 6. Высота расположения счетчика электроэнергии

• Оголенные провода внутри зажима должны исключать возможность соприкосновения жил с разным потенциалом в соответствии с п.5.4 ГОСТ 31818.11-2012.
• Согласно п.1.5.33 ПУЭ провод или кабель, подключаемый к счетчику электроэнергии должен исключать пайки и другие соединения, допускающие возможность подключения.
• В соответствии с п.5.9 ГОСТ 31818.11-2012 степень защиты от проникновения влаги и пыли для установки однофазного электросчетчика внутри помещения должна составлять не менее IP51 и не ниже IP54 для наружного расположения.

Условия использования и методы крепления

Современные приборы учета фиксируются на специальную DIN-рейку или на болты.

С учетом условий работы оборудование делится на всепогодное, предназначенное для работы на улице, и используемое только в отапливаемых и сухих помещениях. Стоимость последних моделей ниже.

Порядок пломбировки счетчика

Согласно требованиям ПУЭ, счетчик, для исключения хищения электроэнергии, должен быть опломбирован. Поэтому, перед заменой старого или отказавшего счетчика, необходимо пригласить представителя поставщика электроэнергии для составления Акта о снятии пломб. В случае аварийной ситуации, например, прекратилась подача электроэнергии в квартиру или дом по вине отказа счетчика, следует обратиться в аварийную службу. Их электрики имеют право срывать пломбы с оформлением акта.

Сразу после самостоятельной установки счетчика в щиток по причине ремонта, поверки или замены, повторно приглашается уполномоченное лицо поставщика электроэнергии для пломбировки счетчика. Нужно будет предъявить Акт о снятии пломбы из аварийной службы и Паспорт на электросчетчик. На фотографии видна пломба желтого цвета.

При установке электросчетчика следует соблюдать следующие правила. Подающие электроэнергию из подъезда в квартиру провода не должны иметь соединений. Электросчетчик должен быть установлен на высоте от 0,4 до 1,7 м и подлежит пломбировке вне зависимости от того в квартире он стоит или подъезде дома.

Автоматический выключатель, включенный в электропроводку перед электросчетчиком, пломбируется только в случае, если он установлен в квартире. Конструкция автоматического выключателя, установленного перед счетчиком в квартире должна предусматривать возможность его пломбировки.

Когда надо менять электросчетчик

Кто должен нести финансовые расходы по замене электросчётчика зависит от местного законодательства в конкретном регионе и от договора пользователя с компанией, предоставляющей услуги по ЖКХ (УК, ЖЭКами, энергосбыт, облэнерго).

Жильцы всегда оплачивают стоимость прибора, мастера перечисленных учреждений устанавливают его также платно. С июля 2020 года ситуацию планируют изменить и сделать такие услуги бесплатными, а также возложить больше обязанностей на энергетиков по содержанию и замене устройств учета.

Типичные случаи, когда потребуются новые электросчетчики:

• срок эксплуатации подошел к концу;
• поломка. Обычно аппараты учета электроэнергии не ремонтируются. При неполадке следует проверить, какую гарантию установил производитель, как правило, сроки на такие приборы значительные и у пользователя есть шанс не понести дополнительных затрат;
• обслуживающая компания может потребовать замену, если превышен установленный ею (стандартно 2 года) или изготовителем (обычно 16 лет) промежуток между обязательными проверками. Указанные виды промежутков надо отличать — энергокомпания вправе устанавливать свои правила проверок;
• замена изделия на модель с соответствующими функциями при переходе на дифференциальную (раздельную), автоматическую систему учета;
• замена планового характера.

Замену счетчика электроэнергии вправе осуществлять электрики с допуском не хуже 3 группы. Энергосбыт пломбирует и регистрирует подобранный аппарат, поэтому почти всегда монтажом занимаются мастера обслуживающей компании.

Преимущества и недостатки электронных приборов учета электроэнергии

Преимущества электронного прибора учета электроэнергии составляют целый список:

• Небольшие размеры устройства.
• Возможность многотарифного учета показаний.
• Простой переход на более высокий класс точности.
• Наличие интерфейса, который позволяет встроить счетчик в автоматизированную систему контроля расхода электроэнергии.
• Простое снятие показаний со счетчика.

Только электронные счетчики учета электроэнергии позволяют выбрать подходящую систему тарифов:

• однотарифные – считают потребляемую энергию по единой стоимости за киловатт независимо от времени суток;
• многотарифные – считают электроэнергию по разной стоимости за киловатт в разные временные промежутки. С такими счетчиками ночью пользоваться мощными приборами выгоднее.

Недостатков у таких устройств подсчитывания расхода энергии всего два – более высокая цена и низкий уровень надежности. Объясняется это так – чем проще механизм, чем меньше в нем сложных микросхем, тем проще его эксплуатация и ремонт.