Электронный счетчик электрической энергии. Как меряет энергию электрический счетчик.

Со стремительным развитием электронно-вычислительной техники на смену счетчикам пришли электронные(цифровые). Принцип работы любого электрического счетчика основывается на том, чтобы объединить мгновенные значения силы тока и напряжения, потребляемые из сети, за определенную единицу времени для последующего отображения на счетном устройстве в виде готовых киловатт-часов. Электронный счетчик состоит из основных узлов:

Следовательно, некоторые технические требования, включенные в более раннюю версию проекта стандарта для утверждения счетчиков предоплаты, не будут применяться. Принципы, изложенные в этом документе, будут использоваться для руководства оценкой для утверждения предоплаченных счетчиков. Следует отметить, что если поставщики требуют, чтобы счетчики имели определенную информацию, необходимую для их записей, им придется иметь дело с этим требованием со своим поставщиком измерителей.

Что касается требований проверки и повторной проверки для телеметрии, в ответ на вышеупомянутую консультацию было предложено, чтобы телеметрические устройства, которые являются воспроизводить записи энергии, представленные счетчиком хоста. В результате, способы использования телеметрических устройств с счетчиками предварительной оплаты будут рассмотрены в соответствующее время. Предоплата фиксированного количества энергии, которая вводится в систему управления предоплатой; предоплата фиксированного количества энергии; Денежный кредит, который вводится в систему контроля счетчика предоплаты. Следующие инструкции применяются к каждому из вышеуказанных случаев, как это предписано.

  • датчики тока и напряжения;
  • преобразователь мощности в частоту импульсов (КР1095ПП1);
  • центральный микроконтроллер(устройство управления -МС68НС05КJ1);
  • постоянно-запоминающее устройство (ПЗУ);
  • контроллер жидкокристаллического дисплея (ЖКИ-К182СВГ2);

Электрические сигналы от датчиков тока и напряжения поступают к преобразователю мощность-частота, который выполняет операцию перемножения, получая потребленную мощность. Полученное значение мощности преобразователь передает в виде импульса на вход центрального микроконтроллера, который, в свою очередь, суммирует импульсы за определенное время, получая кВт∙ч. Центральный микропроцессор передает данные микропроцессору ЖКИ, которые, в итоге, отобразятся на дисплее.

В случае предварительного подсчета необходимо записать как минимум следующую информацию. Количество энергии, потребляемой для каждой скорости, фиксированную ставку, ставку в зависимости от периода использования или применяемой сезонной ставки. Фиксированная ставка, ставка в соответствии с периодом использования или применяемой сезонной ставкой, общие сборы, применяемые к потребляемой энергии для каждой ставки. Документ, озаглавленный «Предварительный стандарт для оплаты предоплаченных счетчиков».

Точность измерителя предварительной оплаты должна быть проверена в соответствии с его предполагаемым режимом работы. Цель этого пересмотра заключается в том, чтобы удалить проект стандарта для утверждения типа из раздела 3 настоящего бюллетеня. Этот раздел теперь относится к отдельному документу, озаглавленному «Предварительный стандарт для утверждения предоплаченных счетчиков».

Для сохранения показаний счетчика в случае потери электропитания используется запоминающее устройство EEPROM. Если счетчик вдруг обесточился, то после его включения микроконтроллер сначала извлекает из ПЗУ последнее сохраненное значение и отображает на дисплее. После чего продолжает подсчитывать импульсы от преобразователя, обмениваясь данными с EEPROM, и увеличивает показания счетчика.

Постоянно растущие потребности в электроэнергии, проблемы окружающей среды и все более отчетливые недостатки в основных способах ее производства создают серьезные проблемы в глобальном масштабе. Поэтому не случайно одной из важнейших задач современной энергетики является более эффективное производство, передача и распределение электроэнергии потребителям, а также безопасная и безупречная работа энергетических систем. Хотя последние находятся на ранней стадии, конкретные интегральные схемы уже разработаны и проданы.

Все это требует измерения параметров сети с помощью датчиков, передачи данных по проводам или беспроводной связи в соответствующий центр и, при необходимости, отправки их потребителям данных, например, по цене электричества. Уже разработаны принципы, позволяющие пользователям управлять своей бытовой техникой через Интернет.

Внося изменения в программу микроконтроллера ЖКИ можно задавать разные режимы отображения информации на дисплее такие, как дату, время, потребленная нагрузка по тарифам и другое.



Наличие у электронного счетчика внешнего интерфейсного канала на примере RS-485 позволяет объединять счетчики в группы и передавать все данные в электроснабжающую компанию, что дает возможность отключения электричества у потребителей в случае неуплаты.

Интегрированная схема управления параметрами энергетических сетей. Для удовлетворения этих требований динамический диапазон должен. Идея о структуре системы управления приведена на рис. 4 без блока питания постоянного тока, для простоты показано только подключение одной из фаз. Низкочастотные фильтры с полосой частот в несколько кГц помещаются для устранения потенциальных помех от сети.

Это можно сделать не только в начале системы, но и через регулярные промежутки времени, которая поддерживает высокую точность. Драйвер обеспечивает обмен данными с внешними устройствами. Структура электронных измерителей мощности Массовое использование электронных счетчиков стало обязательным в последнее десятилетие, о чем свидетельствует тот факт, что только одна из ведущих компаний выпустила для них более 200 миллионов специализированных ИС. На рис. 1 - сводная структура однофазного электросчетчика, при этом пунктирная линия снабжена дополнительными блоками, а потребители соединены между клеммами 1 и структурой трехфазных электрометров, но они контролируют напряжения и токи трех фаз.

В качестве датчика тока служит измерительный трансформатор (трансформатор тока) или шунтирующая пластинка; датчик напряжения- тр-р напряжения.

Трехфазный электронный счетчик имеет такую же конструкцию и обладает функциями отображения на дисплее активной, реактивной и полной потребленной электроэнергии и др.

Счетчик электроэнергии Энергомера, внешний вид

Кроме того, такой датчик можно также разместить в нейтральном проводнике трехфазных счетчиков мощности стартера. Входы ЭМС могут быть асимметричными или дифференциальными. Это важно для потребителей со своими альтернативными источниками энергии, которые в определенное время могут подавать электроэнергию в сетку. Они позитивны для индуктивного характера потребителей и отрицательны для емкостного характера. В дополнение к этим значениям современные измерители также могут измерять квадратную волну напряжения и тока потребителей и контролировать качество их электричества.

В этой статье я расскажу и покажу на фото, как устроен электрический счетчик. Для примера разберём (вскроем) счетчик Энергомера ЦЭ 6807 П производства Ставропольского концерна «Энергомера». Как выглядит счетчик — на фото слева.

Счетчик Энергомера ЦЭ6807П — один из самых простых по конструкции, тем легче будет рассмотреть его устройство.

Последнее обеспечивается измерением частоты сети, регистрацией токов выше разрешений для счетчика, прыжками и понижением напряжения и временем их возникновения. Чтобы избежать ошибочного считывания энергопотребления в отсутствие потребителя, предусматривается автоматическое прекращение измерения, когда одна из энергий в течение определенного времени становится меньше определенного значения.

Наличие хотя бы некоторых из этих дополнительных опций определяет термин «многофункциональное измерение». Первые условно можно назвать параллельными электронами, так как соединение представляет собой параллельную шину, которая передает двоичные числа для значений энергии. Экран, как правило, является жидкокристаллическим индикатором. В м последовательного соединения с помощью проводника передает импульсы, каждый из которых соответствует определенному количеству энергии и ее подачи с дисплеем увеличивают низкие порядка отображаемого числа с числом в себя, как правило, формируются электромеханическим счетчиком или одним привода от шагового двигателя, но могут Также используйте жидкокристаллический дисплей.

Кстати, по электрическим счетчикам на блоге СамЭлектрик.ру опубликовано несколько статей:
— ,
— ,
— ,
— .

А если Вам вообще интересно , подписывайтесь на получение новых статей и вступайте в группу в ВК !

Объемы памяти зависят от модели измерителя. В некоторых странах он используется для предоплаченного потребления - он загружает требуемое количество и после его истощения счетчик электроэнергии автоматически отключает питание потребителей. Существуют также модели для оптического инфракрасного соединения. Есть также счетчики с одним напряжением питания. Кроме того, счетчик может сообщить об ущербе потребителям, а также информацию об обслуживании для улучшения соединений. Значительная часть ИС имеет возможность цифровой калибровки после установки в счетчике, чтобы частично компенсировать производственные допуски и повысить точность измерения соответственно.

Как меряет энергию электрический счетчик

Как всегда, сначала — немного теории, так сказать вступительное слово.

Прежде всего — счетчик отличается от всех остальных домашних электрических устройств тем, что он включен ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО со всеми приборами. То есть, схема электросчетчика устроена так, что через него проходит весь ток, который он учитывает. Ну а если ток проходит не весь, то это очень не нравится контролирующим органам энергонадзора.

Напряжения постоянного тока, потребляемые каждой частью, имеют одинаковые индексы. Значительная часть ИС обеспечивает измерения в соответствии с различными стандартами, что отмечается в каталогах и является преимуществом. Интегральные схемы, приведенные в строках 1-4, параллельны, и те, что указаны в строках 1 и 5-7, способны обнаруживать кражу. Следующий ИС имеет те же встроенные блоки, что и передний, но не инфракрасный интерфейс и имеет встроенный генератор. Внешний вид электрометра с этим микроконтроллером показан на рис.

Также возможно использовать три ИС для однофазных электрометров. Чаще всего используются специализированные трехканальные ИС, каждый из которых измеряет величину одной из фаз. В зависимости от модели номера выхода соответствуют величинам в каждой из фаз или общей потребляемой энергии или энергиям в трех. Как правило, каждая ИС позволяет измерять в нескольких возможных конфигурациях трехфазных сетей, перечисленных в каталоге. В таблице. 2 являются основными параметрами специализированных ИС, один в строке 1 для сетей звездного типа и измеряет активную и реактивную энергию каждой фазы вместе с током нулевого проводника, который получается на жидкокристаллическом дисплее.

Как это бывает — в статье Кража электроэнергии, или и обсуждении к ней.

Ток проходит в счетчике через специальный калиброванный шунт с определённым сопротивлением (сотые доли Ома). По закону Ома, на проводнике, через который проходит ток, образуется напряжение, прямо пропорциональное току и сопротивлению:

U = I·R

При использовании внешней батареи результаты измерений могут быть сохранены при отсутствии сетевого напряжения. Аналогично, это строка 2, в которой четыре режима работы с разным потреблением постоянного тока и измерение различных параметров в них. Потребление является наибольшим при измерении всех трех энергий и отдельно активной и реактивной энергии основной гармоники. Цепь также может работать с электромеханическими счетчиками. Остальные ИС в таблице предназначены только для работы с электромеханическими счетчиками и шаговыми двигателями.

Этим напряжением однозначно определяется ток. Напряжение измеряется, и значит ток тоже становится известен, косвенным образом.

Мощность, потребляемая приборами в квартире, равна току, умноженному на напряжение:

P = I·U

Но как узнать, сколько мощности «съели» электроприборы? Для этого мощность умножают на время, получают электрическую энергию:

Приложения также возможны в однофазных электрометрах. Он может измерять активную и реактивную энергию, эффективное и мгновенное значение напряжения и тока каждой фазы и подключать ступенчатый электродвигатель на выходе. Давайте посмотрим на исторические связи счетчиков электроэнергии для измерения сетей постоянного и переменного тока. Подключение электрических счетчиков, мониторинг подписки и чтение электрических работ являются частыми и ответственными действиями электрика. Даже если счетчик или измеритель не поврежден, необходимо знать отдельные типы счетчиков, их свойства, их использование и правильное соединение.

E = I·U·t

За единицу измерения электрической энергии, которая показывает, сколько киловатт прошло через счетчик в течение часа приняли киловатт в час, сокращённо — кВт·час

Строго говоря, энергию правильней измерять в Джоулях, как нас этому учили в школе, но исторически прижилась единица измерения кВт·час . Писать нужно именно с точкой, как например полная электрическая мощность измеряется в В·А .

Катушка напряжения представляет собой роторный якорь, к которому ток подается коммутатором. Основное магнитное поле образовано двумя токовыми катушками. Вспомогательная катушка, соединенная последовательно с анкером, компенсирует трение щеток и подшипников.

Измеритель мощности постоянного тока. Счетчик ампер-часов для постоянного тока. Ампер-часовые счетчики Ампер-часовые счетчики используются для измерения количества протекающего тока в течение определенного периода времени. Измерительная система не имеет катушки напряжения. Он имеет только постоянный магнит и якорь с алюминиевого диска, в котором хранится несколько катушек. Анкерные катушки соединены с шунтом, и число оборотов анкера изменяется в зависимости от величины тока.

Часто неправильно пишут — квт/час , квт — час , или даже просто квт . Такая путаница могла бы не произойти, если бы для единицы электрической энергии придумали бы какую-нибудь единицу. Например, Электроджоуль . Или назвали бы именем какого-нибудь другого ученого.

А реализуется учёт и индикация этих «Электроджоулей» путем нехитрых электрических преобразований и устройств. Рассмотрим их ниже.

Они имеют фиксированные электромагниты с обмоткой, подключенной к цепи переменного напряжения, и ротором ротора, выполненным из проводящего материала, который хранится в зазоре двух разных магнитных цепей. Электромагниты создают скользящее поле в воздушном зазоре, которое заставляет якорь вращаться. Вращающаяся часть не имеет токовых кормов, вращательное движение не ограничено и может быть достигнут значительный крутящий момент. Крутящий момент устройства прямо пропорционален измеренной мощности.

Электромагнитная индукция может производить только переменное магнитное поле, и поэтому только электрический ток может быть измерен электрическим счетчиком индукторной системы. Индукционное устройство с дисковым ротором. Поэтому необходимо знать несколько основных положений нового стандарта.

Как устроен электросчетчик

Устройство однофазного электрического счетчика прямого включения Энергомера сейчас будет хорошо видно на фотографиях. Напоминаю, его внешний вид — на первом фото статьи.

Счетчик мне достался исправный, мне его подарили, поскольку там, где он стоял, сменился собственник помещения, и нового владельца обязали поменять счетчик.

На счетчике обычно стоят 2 пломбы, одна защищает от несанкционированного доступа клеммы счетчика, вторая — электронную схему счетчика. Этих пломб на моём счетчике уже нет.

Рассмотрим подробнее клеммы.


Клеммы зажимные, хорошо держат зачищенный провод на всём его протяжении.

Теперь самое интересное — вскрываем корпус счетчика:

Счетчик Энергомера цэ6807п. Снятая передняя панель

Счетчик энергомера. Снятая крышка, фото 2

Достаём потроха внутренности, и видим, что схема электросчётчика состоит их трёх основных частей:


Это 1) шаговый двигатель, на оси которого закреплены циферки, 2) плата с контроллером и 3) входные клеммы. Как видно, всё китайское (надеюсь, кроме клемм), поэтому и цена такому счетчику 650-750 руб.

Кстати, не видел, но в Меркурии производство компонентов — российское. Кто подтвердит?

Клеммы и плата с контроллером. Всё перевёрнуто, поэтому фазные клеммы счетчика — справа, нулевые — слева, не так как мы привыкли видеть.

Белый и зеленый проводочки — это выход измерительного шунта. Того самого шунта, на котором «оседает» напряжение, пропорциональное току через фазные клеммы. Это напряжение поступает на входы платы КТ1 и КТ2 и подается на обработку контроллеру.

Также с фазной клеммы берется питание для контроллера, это желтый проводок. Питание — бестрансформаторное, через конденсатор, выпрямитель и стабилизатор 5VDC.

Нулевая клемма используется для того, чтобы брать второй полюс для питания счетчика. А ещё для того, чтобы обеспечить соединение, и чтобы ограничить злоумышленные схемы включения счетчика.

С выхода платы контроллера через точки М1.1 и М1.2 поступают импульсы на шаговый двигатель. Тот самый, который тормозят с помощью магнита. Частота импульсов пропорциональна току, и дополнительно индицируется светодиодом.

Про шаговый двигатель рассказано у меня в блоге в статье про .

Этот светодиод используют для проверки и поверки счетчика. Подсчитывают количество импульсов за (например) 5 минут, и смотрят на правильность показаний на передней панели.

В контроллере зашита программа, которая вырабатывает импульсы для работы шагового двигателя.

Кстати, программу можно изменить, умельцы это делают. Тем самым можно уменьшить показания счетчика на 30 — 50%.

Вот фото печатной платы счетчика немного крупнее:


Из каких деталей собрана схема счетчика

Как видно на фото, схема электрического счетчика Энергомера очень простая, основа схемы — микроконтроллер, который всем управляет.

На фото плохо видны детали, поэтому переписал некоторые номиналы.

Шаговый двигатель (регистратор):


Шаговый регистратор счетчика. Купить такой можно через китайский сайт meter-counters.com. Именно этот регистратор намагничивают и останавливают счетчик.

  • Стабилизатор на 5 Вольт 7805,
  • PIC-контроллер MPC 3905A ,
  • Опторазвязка для выхода на телеметрию (дистанционное снятие показаний) PC817C ,
  • Кварц на 3,579545 МГц.

Инструкция к счетчику Энергомера

Ниже приведена инструкция на счетчик Энергомера ЦЭ6807 , который рассмотрен в статье. Там приведены все параметры, схема подключения, а также устройство и принцип работы счетчика по версии производителя.



Была ещё такая бумажечка, чтобы правильно писали показания:


По правилам, цифра, обозначающая доли киловатт часа, должна быть обязательно выделена графически. Что и выполняется, смотрите фото счетчика в корпусе.