Электрическая энергия, наравне с нефтью, газом и другими полезными ископаемыми, составляет стратегический ресурс государства. Она передается на огромные расстояния и не только внутри страны, распределяется и используется в разных целях и объемах. Энергосистема постоянно совершенствуется и развивается, поэтому в целях грамотного управления процессом интеллектуальные приборы учета электроэнергии предоставляют ценную и востребованную информацию.
Современные умные электронные счетчики электроэнергии позволяют оперировать более точными и детальными данными. Главное их преимущество, по сравнению с ранее используемыми моделями, в дистанционном снятии показаний с последующей передачей в тот или иной центр управления. Используемые технические коммуникационные сети, в том числе интернет и электросеть, способствуют получению информации в кратчайшие сроки и хранение ее в электронном виде.
Отсюда очевидно, что выбор электросчетчика в первую очередь опирается на используемую систему учета электроэнергии. В настоящее время существует множество разных типов, как электронных счетчиков электроэнергии, так и систем контроля и учета, но их объединяют по существу одинаковые принципы действия. Приборы учета электроэнергии «Меркурий» и одноименная автоматизированная система представляют согласованный единый комплекс от одного производителя, что определяет удобство эксплуатации.
Продукция компании НПК «Инкотекс» получила широкое распространение и интересна тем, что в своих разработках базируется на технологии PLC и GSM, то есть использование для снятия показаний электросчетчиков распределительной сети 220/380 В и принципов сотовой связи соответственно. Поэтому не будет большой ошибкой, если остановиться на рассмотрении приборов учета электроэнергии этого ряда, так как характеристики электронных счетчиков других производителей имеют несущественные отличия.
Принцип действия электронного счетчика
Все приборы учета электроэнергии определяют мгновенное значение проходящей через них мощности и суммируют ее за определенную единицу времени с последующим отображением значений на специальном устройстве. Как известно, мощность в электрической однофазной сети зависит от двух параметров: тока и напряжения.
В трехфазной электросети осуществляется дополнительно геометрическое суммирование мощности в каждой из трех ветвей. Принцип действия электронного счетчика электроэнергии, независимо от числа фаз, один и тот же.
В некоторых типах электронных электросчетчиков, наряду с активной мощностью, учитывается еще и составляющая реактивной мощности, которая характерна для емкостной и индуктивной нагрузки. Если на активном сопротивлении напряжение совпадает с вектором протекающего тока по направлению, то на емкостной нагрузке напряжение отстает от тока на 90 градусов, а на индуктивной нагрузке оно опережает на такую же величину. Эти моменты учитываются устройствами при учете реактивной мощности.
Конструктивно электронный счетчик включает такие основные части как:
- датчики тока и напряжения;
- преобразователь аналогового сигнала в частоту импульсов;
- устройство управления (микропроцессор);
- внутренняя память;
- устройство отображения (ЖКИ или другого типа);
- устройство согласования с коммуникационной сетью.
В электронном счетчике электроэнергии датчик тока представляет обычный шунт, а датчик напряжения не что иное, как делитель. С выхода датчиков амплитуда сигналов увеличивается усилителями и подается на алфавитно-цифровые преобразователи.
На управляющее устройство вместо аналогового сигнала поступают импульсы, число которых определяет потребляемую мощность. Они перемножаются, суммируются за заданный промежуток времени и с выхода микропроцессора снимается значение соответствующей мощности за один час (кВт*ч).
Полученная информация поступает в устройстве памяти, где накапливается и сохраняется в случае отключения питания, что обеспечивает непрерывный контроль потребляемой мощности. Одновременно данные в удобочитаемом виде поступают на устройство отображения, как правило, в виде жидкокристаллического индикатора (ЖКИ).
Если электросчетчик предназначен для работы в системе автоматизированного учета электроэнергии, то устройство согласования в виде модема позволяет дистанционно считывать показания и управлять режимами его работы.
Благодаря цифровой обработке сигналов в электронных счетчиках легко реализуется учет реактивной мощности, установка того или иного тарифа и ряд других функций. Программное обеспечение микропроцессора в состоянии выполнять многие функции в дистанционном режиме, исполняя команды, поступающие из пункта управления, что позволяет характеризовать электросчетчик как умный.
В качестве примера ниже представлена структурная схема и внешний вид трехфазного электронного счетчика электроэнергии Меркурий 230 AR.
Характеристики электронных счетчиков
Требования, предъявляемые к приборам учета электроэнергии, отражаются в характеристиках электронных счетчиков. Они оказывают существенное значение на выбор электросчетчика. Среди основных параметров следует выделить такие, как:
- подключение к электросети;
- система снятия показаний;
- класс точности;
- вариант включения в электрическую сеть;
- тарифность;
- вид учитываемой мощности;
- межповерочный промежуток.
По подключению к электросети электросчетчики электроэнергии различают на однофазные и трехфазные. В свою очередь трехфазные электронные счетчики бывают трех проводные или четырех проводные и отличаются числом клемм подключения. Во втором варианте четвертым проводом является нейтраль.
В простых электронных электросчетчиках показания снимаются визуально с устройства отображения. Для дистанционного снятия показаний необходим тот или иной модем для согласования с коммуникационной сетью, используемой пунктом управления. Некоторые виды модемов обычно включаются как составная часть электросчетчика, но могут использоваться и как отдельное устройство.
Так, например, отдельные модели приборов учета электроэнергии «Меркурий» могут комплектоваться модемами PLC и GSM. Первый вариант модема предназначен для дистанционного управления умным счетчиком по самой сети 220/380 В, а второй для этой цели использует сеть мобильной связи. В то же время, множество электросчетчиков электроэнергии оборудовано инфракрасным портом, который также может быть использован для дистанционного управления.
Относительная погрешность показаний электронного электросчетчика, то есть максимальная ее величина выражается в процентах и зависит от класса точности электронного счетчика. В соответствии с новым стандартом для электросчетчиков активной и реактивно энергии он не должен превышать 2,0.
Числовое значение о классе точности проставляется на электронном счетчике электроэнергии в окружности. Сейчас старые индукционные устройства, у которых класс точности хуже 2,0 заменяются повсеместно на электронные.
В электросеть приборы учета могут включаться напрямую или с помощью трансформаторов тока. Для электронных электросчетчиков «Меркурий» в зависимости от типа установлена величина номинального пропускаемого тока 5 и 10 А, а максимальное значение не должно превышать 60 и 100 А соответственно, которое указано на корпусе прибора.
В этих пределах его можно подключать напрямую, но, если протекающий ток превышает допустимую величину, то электронный счетчик используется обязательно совместно с трансформаторами тока.
В настоящее время вместо однотарифной системы учета электроэнергии внедряется многотарифная. Так, двух тарифный учет предусматривает с 7 до 23 часов, когда достигается пиковая нагрузка, повышенную оплату за электроэнергию.
За ночной льготный тариф принимается промежуток с 23 до 7 часов, когда плата за электроэнергию в 2 раза дешевле. Тогда в бытовом секторе получается экономия, если в это время подключать оборудование с повышенной потребляемой мощностью.
Однако, несмотря на равномерную работу всех электросетей и оборудования, такой подход энергоснабжающим организациям не выгоден, и они не спешат внедрять новое оборудование. С одной стороны, снижение потребление энергии сопряжено с потерей ими прибыли, но, с другой стороны, производители заинтересованы в многотарифных электросчетчиках, так как с такой функцией они дороже.
Среди населения популярны пока двухтарифные приборы учета электроэнергии, так как эта система «со скрипом», но начинает все-таки использоваться. О многотарифных системах, например, снижении оплаты за электроэнергию в выходные дни приходится пока только мечтать. По внешнему виду и характеристикам многотарифные электросчетчики не отличаются от одно тарифных, но превосходят в стоимости.
По виду учитываемой потребляемой мощности различают электронные счетчики с активной, реактивной и активно-реактивной электроэнергии. В бытовом секторе используется оборудование в основном с активной нагрузкой, поэтому возможности моделей второго и третьего варианта обычно не востребованы.
Каждый прибор учета электроэнергии через определенный промежуток времени подвергается обязательной поверке, так как снижается его класс точности. Эта характеристика находится под строгим контролем у энергоснабжающих компаний. Она указывается в паспорте на изделие и колеблется от 4 до 16 лет.
Так, например, для электронного электросчетчика Меркурий 200 межповерочный интервал исчисляется 15 годами. За этот период также снижается эффективность внутреннего источника питания, которому требуется замена.
Наиболее важные характеристики указываются в названии и маркировке электросчетчика. Так, например, приборы учета электроэнергии Меркурий маркируются в соответствии с символами, отображенными в таблице.
Выбор счетчика электроэнергии
Федеральный закон об умных счетчиках электроэнергии был принят Госдумой в декабре 2018 года, и с 1 июля 2020 года будет осуществляться переход на интеллектуальные системы учета (ИСУ). В ходе мероприятий планируется заменить устаревшие модели электросчетчиков на современные многофункциональные. На комплексы ИСУ возлагаются следующие функции:
- автоматизированный учет потребляемой электроэнергии;
- предоставление данных непосредственно в расчетные центры;
- ограничение пользования электричеством;
- исключение несанкционированного доступа и др.
В соответствии с законом интеллектуальные приборы учета электроэнергии будут устанавливаться за счет поставщика, поэтому для владельцев квартир в многоэтажном доме выбор счетчика электроэнергии не актуален. Однако он, скорее всего, будет злободневным для владельцев частных домовладений, которые непосредственно не замыкаются на поставщика электроэнергии, например, СНТ.
Тогда главным критерием выбора электросчетчика является подключение его к однофазной или трехфазной сети. По аналогии с городским сектором во многих СНТ и других образованиях учет электроэнергии осуществляется посредством автоматизированных систем, и эта тенденция будет усиливаться.
Тогда сразу же надо определиться с типом электронного электросчетчика, который по своим техническим характеристикам органически впишется в используемую систему контроля и учета электроэнергии.
Как уже отмечалось, сейчас электронные счетчики имеют класс точности не ниже 2,0, которого вполне достаточно для бытовых нужд. Электросчетчики с более высоким классом точности (1-0,5) естественно дороже. Для разрешенной потребляемой мощности до 15 кВт вполне подойдут электросчетчики, рассчитанные на ток 5 (50) А без использования дополнительных трансформаторов.
Функция многотарифности неплохое дополнение к возможностям электронного счетчика, но она актуальна, если используется в системе учета электроэнергии. Функции памяти, ведение журнала и другие, безусловно, удобны, но их наличие включается в стоимость прибора. С одной стороны, престижно иметь в устройстве множество функций, но, с другой стороны, обычно используется только малая часть из них, а чем оно сложнее устройство, тем менее надежно.
Надежность электронного счетчика в не меньшей степени зависит от производителя, так как с целью снижения себестоимости часто в продукции используются наиболее дешевые комплектующие, и умалчивается срок ее годности. В России, наряду с Инотекс (Меркурий), имеются еще такие крупные компании как Тайпит (Нева) и Энергомера.
Все три отечественные производителя имеют стаж от десятка лет, зарекомендовали себя с лучшей стороны, имеют множество положительных отзывов и рекомендуются специалистами.
Так, среди продукции Инотекс универсальным прибором учета электроэнергии в трехфазной сети считается электросчетчик Меркурий 230 ART-01 CN, а в однофазной электронный счетчик Меркурий 200.02. Оба устройства могут работать независимо или в составе автоматизированной системы, использующей цифровой интерфейс CAN при силе тока 5(60) А и имеют четырех тарифный режим, а все рабочие характеристики отображается на ЖКИ.
В первой модели проводится автоматическая диагностика. Вторая модель разработана специально для установки в квартирные электрические щитки старого типа, что позволяет снимать показания, не открывая шкаф, а нагрузка управляется с помощью УЗО. Оба типа электронных счетчиков имеют класс погрешности 1,0 и допускают работу при низких температурах воздуха.
В частности, приборы учета электроэнергии «Меркурий» должны соответствовать следующим общим основным требованиям:
- каждый электросчетчик комплектуется паспортом и подробной технической документацией;
- символы на приборе соответствуют серийному номеру, указанному в паспорте;
- обязательное присутствие на аппарате голограммы;
- наличие пломбы госпроверки, которая действует для трехфазного электросчетчика один год, а для однофазного 2 года.
После приобретения электронного счетчика важно также проконтролировать заполнение гарантийного талона, иначе устройство может быть признано не действительным. Нередко вследствие неправильной юстировки прибору присущи завышенные показания, поэтому без правильно оформленной гарантии при его замене или ремонте могут возникнуть серьезные проблемы.
Таким образом, приборы учета электроэнергии «Меркурий» в зависимости от типа могут работать в трехфазной и в однофазной электросети. Для них характерна как автономная работа, так и в составе автоматизированных систем учета. На смену приборам старого индукционного типа приходят электронные счетчики электроэнергии, которые обладают широкими возможностями.
Выбор электросчетчика определяется конкретными условиями его использования и зависит от желания и запросов владельца. Каждому устройству присущи определенные технические характеристики, которые позволяют наиболее грамотно подойти к практическому решению этой задачи.
P.S. Основным инструментом заработка в сети и не только является компьютер. Как придать ему надежность, сделав быстрым и бессмертным, а также ускорить его работу до 30 раз приводится в следующей рассылке: barabyn.ru/wp/computer.
