Облік електроенергії

На кожному підприємстві та на підстанціях електрокористувача за вимогами [2] передбачається розрахунковий та технічний облік активної та реактивної електроенергії.

Усі пристрої компенсації реактивної енергії оснащують приладами обліку. Обліковується споживана і генерована реактивна енергія. Така вимога зумовлена необхідністю складання балансу реактивної потужності, контролю режимів роботи компенсувальних пристроїв, взаєморозрахунків за реактивну енергію.

Для вимірювання кількості спожитої електроенергії використовують електричні лічильники. Лічильники - інтегрувальні прилади.

Найпоширенішими, особливо на малих підприємствах і в побуті, є лічильники індукційної системи.

Основною відмінністю лічильників від показувальних приладів є те, що кожному повороту рухомої частини лічильника відповідає певне значення вимірюваної величини.

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

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

Наявність двох магнітних потоків (струмової обмотки і обмотки напруги), що пронизують диск, забезпечує утворення обертового моменту, 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 – абревіатура з назви “ 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); передавальне число лічильника, наприклад 1 кВт·год = 1250 обертів диску. Стрілка біля щілини для диска показує правильний напрям його обертання.

Випускають однофазні і трифазні моделі лічильників.

Схеми увімкнення однофазних лічильників змінного струму показані на рис. 5.6: ліворуч - схема безпосереднього увімкнення; праворуч - схема з увімкненням 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 визначають як різницю 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).

Рис. 5.6. Вимірювання енергії однофазного змінного струму

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 і вторинної обмоток трансформатора струму.

На заміну електромеханічним лічильникам індукційного типу сьогодні приходять електронні (статичні) лічильники – компактні, надійні, високоточні (клас точності 0,2 та 0,5). Вони можуть виконувати й додаткові функції: вимірювати значення струму, потужності, видавати інформацію в електронну мережу тощо. Основними їх елементами є електронні мікросхеми (ІС) виробництва фірм Analog Devices, SAMES і інш. (рис. 5.7)

Рис. 5.7. Структурна схема електронного лічильника електроенергії

Важливими елементами лічильників є вимірювальні давачі напруги і струму та ряд інших компонентів. Найпростішими давачами напруги є точні резистивні давачі – подільники напруги, а давачами струму – вимірювальний шунт.

Лічильники можна використовувати як автономно, так і у складі автоматизованих систем контролю й обліку споживання електроенергії.

У житлових будинках лічильники розміщають разом з апаратами захисту (автоматичними вимикачами, запобіжниками). Їх встановлюють у квартирних щитках або у поверхових щитках. Для безпечної заміни лічильника перед ним повинен встановлюватися комутаційний апарат для зняття напруги з усіх фаз, приєднаних до лічильника. Після лічильника встановлюють апарати захисту кожної з ліній, що відходять від нього.