Облік електроенергії

Засоби обліку - засоби вимірювальної техніки, у тому числі лічильники, трансформатори струму та напруги, кола обліку, що використовуються для визначення обсягу споживання електричної енергії та електричної потужності;

Для вимірювання кількості спожитої електроенергії використовують індукційні чи електронні лічильники. Лічильники – це інтегрувальні прилади. Їх установлюють для розрахункового (комерційного) обліку електроенергії. Вони повинні мати клас точності не нижче 2.0, а якщо приєднуються через трансформатори струму, то трансформатори повинні мати клас точності 0,5. Узагалі лічильники активної енергії мають класи точності 0,5; 1,0; 2,0 і 2,5. Найпоширенішими, особливо на малих підприємствах і в побуті, є лічильники індукційної системи.

Для реєстрації електричної енергії кожен лічильник має лічильний механізм, який є лічильником обертів і з’єднаний з рухомою частиною зубчастою передачею.

Індукційний лічильник має послідовну (струмову) обвитку, паралельну обвитку (напруги), рухомий алюмінієвий диск і гальмівний постійний магніт.

Два змінні магнітні потоки (утворені струмами у струмовій обвитці й обвитці напруги), що пронизують диск, утворюють обертовий момент, який в лічильниках активної потужності пропорційний активній потужності кола.

На щитку у вікні лічильника подані такі дані: позначення лічильника, наприклад, СО-2 чи С0-5 (де буквами СО російською абревіатурою називають счетчик однофазний); одиниці вимірювання електроенергії, наприклад кВт·год; номінальну напругу, наприклад 220 В; номінальний струм, наприклад 5 А; максимальне значення струму, за якого похибка обліку не виходить за межі класу точності (значення струмів подають однією стрічкою, наприклад 5 – 15, де 5 А – номінальний струм, 15 А – максимальний струм); клас точності приладу – цифри у кільці (наприклад – 2,5); передатне число лічильника, наприклад 1 кВт·год = 1250 обертів диску. Стрілка біля щілини для диска показує правильний напрям його обертання.

Випускають однофазні й трифазні типи лічильників.

Рис. 3.2. Вимірювання енергії однофазного змінного струму

Схеми вмикання однофазних лічильників змінного струму показані на рис. 3.2: ліворуч - схема безпосереднього вмикання; праворуч - схема з вмиканням струмової котушки через трансформатор струму. Індексом Г позначені проводи від джерела живлення (генератора), індексом Н позначені проводи до електроприймача (навантаження).

Кількість спожитої електричної енергії за певний проміжок часу визначається різницею між кінцевим і початковим показами лічильника; у випадку схеми безпосереднього увімкнення лічильника:

,

де N_k –кінцеві покази лічильника (на момент завершення спостережень); N_п – початкові покази лічильника (на момент початку спостережень).

Якщо лічильник увімкнено через трансформатор струму, то отриману різницю показів необхідно помножити на коефіцієнт трансформації трансформатора струму (коефіцієнт перерахунку):

,

де – коефіцієнт трансформації трансформатора струму;

I_1ном, I_2ном – номінальні струми відповідно первинної та вторинної обвиток трансформатора струму.

На заміну електромеханічним лічильникам індукційного типу тепер приходять електронні (статичні) лічильники – компактні, надійні, високоточні (клас точності 0,2 і 0,5). Вони можуть виконувати й додаткові функції: вимірювати значення струму, потужності, видавати інформацію в електронну мережу тощо. Основними їхніми елементами є електронні мікросхеми (ІС) виробництва фірм Analog Devices, SAMES тощо.

Рис. 3.3. Електронні лічильники електричної енергії типу “Каскад-1.10/2.0-П” ВО “Київприлад” (а) і СОЕ-5020 АК“Росток”(б)

Таблиця 3.2

Технічні характеристики індукційних і електронних лічильників

Індукційні лічильники мають низку недоліків: невисокий клас точності (найвище 0,5); велике власне споживання електроенергії (споживана активна потужність 1,5 Вт); залежність показань від частоти струму; залежність показів від температури, вологості і тиску; вплив зовнішніх електромагнітних полів тощо. Цих вад не мають електронні лічильники. Крім того вони мають високу чутливість, обліковують електроенергію у двох напрямах, можуть передавати інформацію на відстань. Параметри електронних та індукційних лічильників подані у табл. 3.2.