Приборы учета электрической энергии и системы учета электроэнергии
Электрическая энергия учитывается с помощью измерительных устройств, называемых электрическими счетчиками Счетчик (электрический ) – интегрирующий прибор, измеряющий электрическую энергию
Классификация и технические характеристики счетчиков
Существуют электрические счетчики, измеряющие активную энергию и мощность, и счетчики, измеряющие реактивну ю энергию и мощность.
Счетчик индукционный – счетчик, в котором магнитное поле неподвижных токопроводящих катушек влияет на подвижный элемент из проводящего материала, обычно на диск, по которому текут токи индуцированные магнитным потоком катушки.
Электронный счетчик – счетчик, в котором ток и напряжение воздействуют на твердотельные (электронные) элементы для создания на выходе импульсов, число которых пропорционально измеряемой электрической энергии.
ОДНОФАЗНЫЕ ТРЕХФАЗНЫЕ По типу сети
Однофазные счетчики применяются для учета электроэнергии у потребителей, питание которых осуществляется однофазным током (в основном, бытовых).
Для учета электроэнергии трехфазного тока применяются трехфазные счетчики.
Трехфазные счетчики можно классифицировать следующим образом. ПО РОДУ ИЗМЕРЯЕМОЙ ЭНЕРГИИ АКТИВНОЙ ЭНЕРГИИ РЕАКТИВНОЙ ЭНЕРГИИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ Трехпроводные счетчики, работающие в сети без нулевого провода Четырехпроводные счетчики, работающие в сети с нулевым проводом
Счетчики косвенного включения, включаются в сеть через трансформаторы тока и трансформаторы напряжения. Область применения — сети выше 1 кВ. По подключению к электрической сети Счетчики непосредственного включения Счетчики косвенного включения Счетчики полукосвенного включения Счетчики непосредственного включения (прямого включения), включаются в сеть без измерительных трансформаторов. Такие счетчики выпускаются для сетей 0,4/0,23 кВ на токи до 100 А. Счетчики полукосвенного включения, своими токовыми обмотками включаются через трансформаторы тока. Обмотки напряжения включаются непосредственно в сеть. Область применения — сети до 1 кВ.
Счетчики косвенного включения изготовляются двух типов. Трансформаторные счетчики — предназначены для включения через измерительные трансформаторы, имеющие определенные наперед заданные коэффициенты трансформации. Эти счетчики имеют десятичный пересчетный коэффициент (10 n ). Трансформаторные универсальные счетчики — предназначены для включения через измерительные трансформаторы, имеющие любые коэффициенты трансформации. Для универсальных счетчиков пересчетный коэффициент определяется по коэффициентам трансформации установленных измерительных трансформаторов.
Тип счетчика – конкретная конструкция счетчика, изготавливаемого конкретным изготовителем. Тип счетчика имеет: а ) одинаковые метрологические характеристики ; б ) единое конструктивное исполнение; в ) одно и тоже отношение максимального тока к номинальному. Тип счетчика может иметь несколько значений номинального тока и номинального напряжения
Все типы счетчиков должны соответствовать определенным техническим требованиям, изложенным в ГОСТ - ах и других нормативных документах. Технические требования к счетчикам могут быть общими для всех видов и типов и отдельными в зависимости от вида, типа и других особенностей счетчика.
– число, равное пределу допускаемой погрешности, выраженной в процентах, для всех расчетных значений, заданных техническими требованиями при коэффициенте мощности равном единице при испытании счетчика в нормальных условиях заданных стандартами.
Погрешность счетчика - величина, полученная как частное от деления разности между энергией учтенной счетчиком и истинным значением энергии, на истинное значение энергии
По точности учета электроэнергии счетчики активной энергии изготавливаются следующих классов точности: 0,2; 0,5; 1,0; 2,0. В нормативной литературе приводятся пределы допускаемой систематической относительной погрешности в зависимости от значения тока в процентах от номинального, коэффициента мощности, класса точности счетчика.
Класс точности устанавливается для условий работы, называемых нормальными. К ним относятся: прямое чередование фаз; равномерность и симметричность нагрузок по фазам; синусоидальность тока и напряжения (коэффициент линейных искажений не более 5%) ; номинальная частота (50 Гц±0,5%); номинальное напряжение (±1%); номинальная нагрузка; cos φ = l (для счетчиков активной энергии) и sin φ = l (для счетчиков реактивной энергии); температура окружающего воздуха 20°± 3°С (для счетчиков внутренней установки); отсутствие внешних магнитных полей (индукция не более 0,5 мТл ); вертикальное положение счетчика.
Номинальный ток счетчика – значение тока, являющееся исходным при установлении метрологических требований стандартов Максимальный ток счетчика – максимальное значение тока, указанное на щитке счетчика, при котором счетчик еще удовлетворяет требованиям стандарта
Номинальное напряжение счетчика – напряжение, на которое он рассчитан для включения в электрическую сеть. Например, для индукционных счетчиков номинальные токи могут быть от 0,2 до 100А; максимальные токи от 125 до 1000% от номинального; номинальное напряжение от 57,7 до 660В
Счетчики трансформаторного включения имеют номинальные токи от 1 до 10 А, номинальное напряжение линейное 100В, фазное 57,7В. Номинальное напряжение счетчиков трансформаторного включения определяется номинальным напряжением вторичной обмотки трансформаторов напряжения, которое, как правило, равно 100В
Порог чувствительности – наименьшее нормируемое значение тока, при котором имеет место непрерывное вращение диска индукционного счетчика при номинальных значениях напряжения и частоты и коэффициента мощности равного единицы. Например, для однофазных счетчиков класса точности 2,0 порог чувствительности равен 0,5% номинального тока.
Самоход счетчика – движение диска индукционного счетчика под действием напряжения, поданного на зажимы параллельной цепи, и при отсутствии тока в последовательной цепи. При напряжении от 80 до 100% от номинального при отсутствии тока в последовательной цепи диск счетчика не должен совершать более одного оборота.
Номинальное число оборотов счетчика – число оборотов подвижной части индукционного счетчика в минуту при номинальном напряжении и номинальном токе и коэффициенте мощности равном единице
Емкость учета счетного механизма – время, в течение которого счетный механизм способен считать измеренную энергию при максимальном токе, номинальном напряжении и коэффициенте мощности равном единице без повторного прохождения через нулевое значение.
Допустимое изменение частоты для счетчика, при которой он сохраняет класс точности, составляет 5% от номинальной.
- любая величина, обычно внешняя, по отношению к счетчику, которая может оказать влияние на его рабочие характеристики. Влияющие величины: электромагнитные помехи, несинусоидальность тока, частота тока, температура окружающей среды, рабочее положение счетчика, другие причины.
по температуре окружающей среды; по относительной влажности; по габаритам, установочным размерам, массе; по установке; по потребляемой мощности; по средней наработке до отказа; сроку службы до первого КР; другие.
название или фирменный знак завода изготовителя; обозначение типа счетчика; число фаз и число проводов цепи, для которой счетчик предназначен (например: однофазная двухпроводная, трехфазная трехпроводная, трехфазная четырехпроводная);
номинальное напряжение (например: двухэлементный счетчик для работы в трехфазной трехпроводной цепи – 3х120В; трехэлементный счетчик для работы в трехфазной четырехпроводной сети – 3х230/400);
номинальный и максимальный токи. Для счетчиков непосредственного включения, например, 10 - 40А или 10(40)А. Для трансформаторных счетчиков номинальный вторичный ток трансформатора, к которому счетчик подключается (например, 5А)
Счетчики допускают длительную перегрузку по току без нарушения правильности учета: трансформаторные и трансформаторные универсальные—120%; счетчики прямого включения — 200% и более (в зависимости от типа).
постоянная счетчика. Для электронного счетчика – Х, кВтч / имп. или Х имп / кВтч. Для индукционного счетчика – 1кВтч = А оборотов диска или один оборот =А кВтч. ; Постоянная электронного счетчика – значение, выражающее соотношение между энергией, учитываемой счетчиком, и числом импульсов на выходе. Постоянная счетчика выражается либо в импульсах на кВтч ( имп / кВтч ), либо в Втч на импульс ( Втч / имп ). класс точности; другие данные.
В зависимости от назначения счетчику присваивается условное обозначение. В обозначениях счетчиков буквы и цифры означают: С —счетчик; О — однофазный; А - активной энергии; Р — реактивной энергии; У — универсальный (по ГОСТ 6570-96 обозначение У - со вторичным или смешанным счетным механизмом (универсальный); 3 или 4 для трех- или четырехпроводной сети. Пример обозначения: СА4У — трехфазный трансформаторный универсальный четырехпроводный счетчик активной энергии. Если на табличке счетчика поставлена буква М, это значит, что счетчик предназначен для работы и при отрицательных температурах (-15° — +25°С).
Счетчики активной и реактивной энергии, снабженные дополнительными устройствами, относятся к счетчикам специального назначения. Перечислим некоторые из них. Двухтарифные счетчики — применяются для учета электроэнергии, тариф на которую изменяется в зависимости от времени суток. Счетчики с предварительной оплатой — применяются для учета электроэнергии бытовых потребителей, живущих в отдаленных и труднодоступных населенных пунктах. Счетчики с указателем максимальной нагрузки — применяются для расчетов с потребителями по двухставочному тарифу (за израсходованную электроэнергию и максимальную нагрузку). Телеизмерительные счетчики — служат для учета электроэнергии и дистанционной передачи показаний К счетчикам специального назначения относятся и образцовые счетчики, предназначенные для поверки счетчиков общего назначения.
Номинальное напряжение счетчиков прямого и полукосвенного включения должно соответствовать номинальному напряжению сети, а счетчиков косвенного включения — вторичному номинальному напряжению трансформаторов напряжения. Точно так же номинальный ток счетчика косвенного или полукосвенного включения должен соответствовать вторичному номинальному току трансформатора тока (5 или 1 А). Счетчики допускают длительную перегрузку по току без нарушения правильности учета: трансформаторные и трансформаторные универсальные—120%; счетчики прямого включения — 200% и более (в зависимости от типа).
Передаточное число счетчика — это число оборотов его диска, соответствующее единице измеряемой энергий. Например, 1 кВт·ч равен 450 оборотам диска. Передаточное число указывается на табличке счетчика. Постоянная счетчика — это значение энергии, которое он измеряет за 1 оборот диска. Если передаточное число N имеет размерность «оборот на киловатт-час», то его постоянная С, Вт·с/обор определится по выражению
Чувствительность счетчика — определяется наименьшим значением тока (в процентах к номинальному) при номинальном напряжении и cos φ= l ( sin φ= l ), который вызывает вращение диска без остановки. При этом допускается одновременное перемещение не более двух роликов счетного механизма. Порог чувствительности не должен превышать: 0,4% —для счетчиков класса точности 0,5; 0,5%—для счетчиков классов точности 1,0; 1,5; 2 и 1,0% —для счетчиков класса точности 2,5 и 3,0.\ Емкость счетного механизма — определяется числом часов работы счетчика при номинальных напряжениях и токе, по истечении которых счетчик дает первоначальные показания. Согласно ГОСТ 6570-75 емкость должна быть не менее 1500 ч. Собственное потребление мощности (активной и полной) обмотками счетчиков — ограничено стандартом. Так, для трансформаторных и трансформаторных универсальных счетчиков потребляемая мощность в каждой токовой цепи при номинальном токе не должна превышать 2,5 В·А для всех классов точности, кроме 0,5. Мощность, потребляемая одной обмоткой напряжения счетчиков до 250В: для классов точности 0,5; 1; 1,5 — активная 3 Вт, полная 12 В·А, для классов точности 2,0; 2,5; 3,0—соответственно 2 Вт и 8 В·А.
