Счетчик электроэнергии с дистанционным снятием показаний: принцип работы, устройство, плюсы и минусы

Интеллектуальные счетчики на свет: разновидности контроллеров и механизм передачи данных

Передача данных контроллером происходит с помощью проводных и беспроводных технологий, а также комбинированным методом. Наиболее современный, простой и недорогой способ передачи данных – беспроводной контроллер. Процесс осуществляется с использованием одной из следующих технологий:

GPRS – подключение выполняется через обычную сим-карту, которую необходимо постоянно пополнять, как и мобильную. В данном случае информация на сервер передается посредством общедоступной сотовой сети

Выбрав данную технологию, очень важно учитывать качество связи того или иного оператора сети, ведь даже сейчас есть такие места, где ни одна мобильная сеть недоступна.
LPWAN – технология очень похожая с GPRS, но менее энергозатратная. Для передачи данных с помощью этой технологии поставщики в районе ставят свою специальную вышку, которая предназначена для связи контроллеров с сервером, что не очень удобно и довольно дорого

Кроме того, обычно такая технология применяется для целого дома, а значит, выбора у потребителя не будет.
Wi-Fi – данная технология объединяет в себе достоинства двух предыдущих. Благодаря низкому энергопотреблению контроллеры спокойно могут работать от батареек. Технология дешева, удобна и надежна.

Принцип дистанционного сбора показаний со счетчика электричества

Выбор умного счетчика – это в первую очередь выбор способа работы контроллера. В том случае, если планируется застройка квартала многоэтажками, автоматизация сельскохозяйственного или промышленного предприятия, то лучше подойдет LPWAN-технология. GPRS-контроллеры рекомендуются для домов, находящихся вдали от современных технологий. Людям, которые большую часть жизни проводят в сети, лучше выбрать контроллеры Wi-Fi.

Достоинства и недостатки подобного типа электросчетчиков

Таблица основных преимуществ и недостатков использования электросчётчиков с дистанционным снятием показаний

Достоинства	Недостатки
Информация о потреблённой электроэнергии фиксируется прибором учёта ежедневно и передаётся на сервер энергосбытовой организации. Именно поэтому не возникают споры по поводу некорректной или несвоевременной передачи данных.	Энегосбытовая компания может самостоятельно дистанционно отключать счётчик в случае неуплаты или несвоевременной уплаты долга за электроэнергию. В этом случае потребитель не сможет снова подключить подачу электроэнергии пока не будет погашена задолженность.
Электросчётчик с дистанционным снятием показаний чётко отслеживает переход с одного тарифа на другой и точно передаёт данные перехода. Они в свою очередь сразу же фиксируются в программе энергосбытовой организации. Поэтому переплат при смене тарифа не будет.	Счётчик электроэнергии с дистанционным снятием показаний имеет высокую стоимость, по сравнению с простейшими приборами старых серий. Так как современный прибор выполняет большее количество функций. Поэтому при его покупке нужно быть готовым к большим расходам.
Данный электросчётчик позволяет на регулярной основе отслеживать показания, дач, квартир и домов, сдаваемых в аренду. Для этого обычно синхронизируют счётчик с приложением на компьютере или смартфоне.	В случае поломки ремонтные работы будут стоить недёшево. Это связанно со сложной конструкцией прибора учёта и новыми технологиями, заложенными в его основу.
Безопасность и сохранность жилья повышается при использовании электросчётчика с дистанционной передачей показаний. Так как прибор способен на расстоянии через телефон обесточить всю жилплощадь. Также устройство способно в холодное время отопить дом, но только если установлен электрический или газовый котёл со сложной системой автоматики.	Сильные перепады напряжения негативно влияют на такие электросчетчики. Поэтому в домах с такой проблемой их устанавливать не рекомендуется.
Установив счётчик в квартиру или на предприятие, ответственному за оплату электроэнергии не нужно постоянно снимать и передавать показания. Также можно настроить автоматическую оплату электроэнергии и не стоять в очередях в кассы. В этом случае программа просто снимет деньги со счёта потребителя.	Работа напрямую зависит от функционального состояния линий связи. Поэтому если они неисправны, то передача показаний и все последующие процедуры производиться не будут.

Что из себя представляют электросчетчики и какие они бывают?

Счетчик электрической энергии – это электроизмерительный прибор учёта, необходимый для исчисления и фиксации потребляемой в домашних условиях или на промышленных предприятиях электроэнергии. Грамотно подобрать электросчетчик – не такая уж и простая задача, как может показаться на первый взгляд. Большинство продавцов, пользуясь тем, что подавляющая масса клиентов не имеют достаточно глубоких знаний в этой сфере и имеют достаточно поверхностное понимание того, что им нужно, стараются продать наиболее выгодное для себя оборудование. То есть, придя в магазин за квалифицированным советом по приобретению устройства учёта потребляемого электрического тока, вполне возможно, что вы уйдёте не с лучшим подходящим вам вариантом, а с залежалым товаром со склада, или наоборот, с моделью очень дорогой, обладающей функционалом, который вам совершенно не понадобится. Чтобы не допустить такой ситуации, мы обсудим нюансы выбора такого устройства, как электросчетчик.

Современный рынок переполнен всевозможными вариациями счетчиков, чтобы вы не затерялись в этом многообразии, разберём их основные виды. Итак, в первую очередь, электросчетчики различаются по принципу своей работы и бывают двух типов:

1. Индукционный электросчетчик. В принцип работы индукционного электросчетчика заложено электромагнитное поле, создаваемое двумя установленными в счетчик катушками – катушкой тока и катушкой напряжения. Магнитное поле катушек заставляет вращаться диск, который собственно и приводит в движение механизм, производящий счет потребляемой электроэнергии. Чем выше потребляемый электрический ток и напряжение в электросети, тем быстрее вращается диск и растут показания счетчика. Преимущество индукционных счетчиков – их цена, интервал между очередными поверками, надежность и очень долгий срок службы. К недочетам работы индукционного счетчика можно отнести не самую высокую точность расчёта потребления электроэнергии. Коэффициент точности таких счетчиков не превышает класса 2.

1. Электронный счетчик. Принцип работы электронного электросчетчика строится на базе полупроводниковой техники и электросхем. Электронный счетчик напрямую измеряет электрический ток и напряжение, передавая полученные данные в цифровом виде на индикатор в память счетчика.

   Также есть возможность перехода к более высокому коэффициенту точности – более высокий класс точности может быть достигнут путём замены и использования специализированных микросхем. Удобная считываемость информации за счет использования цифрового индикатора, коррекция показаний счетчика, препятствующая воровству электроэнергии – тоже немаловажные плюсы применения электронных счетчиков. Из минусов – более высокая стоимость при более низкой надежности, чем у индукционных аналогов.

Устройство счётчика электроэнергии с автоматической передачей данных

Типичные компоненты измерительного прибора

На снимке отмечен экономный дисплей на жидких кристаллах (1). Для упрощения считывания показаний в тёмное время суток его дополняют встроенной подсветкой. Рядом находятся контрольные сигнализаторы питания, поломок электросчётчика. Здесь для внесения данных установлена цифровая панель (2). Чтобы предотвратить несанкционированные действия, крепления корпуса пломбируют в нескольких местах (3). В нижней части обозначены клеммы (4), через которые электросчётчик включают в цепь сети питания.

Также применяют блоки управления с меньшим количеством кнопок для перемещения по меню в нескольких направлениях и подтверждения выбранной операции

Технология измерений

Электросчётчики, передающие показания, выпускают в модификациях для двух- и трёхфазных сетей переменного тока. Общие принципы измерения в том и другом варианте одинаковые. Однако в многофазной технике применяют специальные блоки для суммирования показаний нескольких каналов.

Электрические компоненты, определяющие потребляемую мощность

Чтобы измерение было корректным, надо учитывать активную и реактивную составляющую.

Соотношения токов и напряжений

Если взять для примера однофазную цепь, можно отметить неизменность тока на всех участках. Однако напряжение изменяется не только от величины и типа сопротивления. На активном (1) – вектора совпадают, на реактивных (2 и 3) – отклоняются. На рисунке видно опережение/отставание по углу дли индуктивной/ёмкостной нагрузки, соответственно.

Как работает электросчётчик с дистанционным снятием показаний

Принципиальная схема электронного измерителя

Для оперативного получения данных используют простые решения:

• делители напряжения,
• шунтовые датчики тока.

В том и другом варианте на выходе появляется сигнал с небольшой амплитудой, поэтому применяют соответствующие усилители. После преобразования в цифровую форму выполняется перемножение. Фильтром устраняют помехи, после чего сигнал выводят на устройства индикации, обрабатывают для хранения и передачи.

Схема однофазного электросчётчика, передающего показания

В современных приборах применяют трансформаторы, которые увеличивают сигналы без применения усилителей. После преобразования в цифровую форму они поступают в микроконтроллер для последующей обработки. Её выполняют в соответствии с алгоритмом, заданным определённым программным обеспечением электросчётчика. Исходная информация накапливается во встроенном запоминающем устройстве, передаётся блоками удалённым потребителям с применением беспроводных технологий.

Через микроконтроллер управляющими сигналами активизируют электронное реле. Им подают напряжение/отключают сеть питания. При необходимости данные можно вывести на дисплей электросчётчика. Они сохраняются в памяти с «привязкой» по времени, что упрощает контроль и анализ. Указанный на принципиальной схеме универсальный оптический порт – это телеметрический выход счётчика. Его используют для подключения передающих и других периферийных устройств. Через него вносят изменения настроек, обновляют базовое программное обеспечение.

Защитные функции

Типовой электросчётчик, передающий показания, опломбирован дважды. Первый уровень защиты устанавливает производитель. Он предотвращает вскрытие корпуса и доступ к функциональным блокам. При нарушении – владелец теряет официальные гарантии.

Второй уровень предотвращает включение дополнительных устройств в цепь питания. Эти пломбы устанавливают сотрудники Энергонадзора/снабжающего предприятия. В некоторых моделях устанавливают встроенные датчики, которые фиксируют вскрытие пломб. Соответствующие действия записываются автоматически с отметкой времени во встроенной памяти. Они передаются по беспроводной сети с применением протокола, заданного настройками.

Современные электросчётчики, передающие показания,оснащают специальной системой парольного доступа с распределением по уровням:

• Самый низкий, 4-й, позволяет выполнять калибровку и некоторые другие настройки через оптический порт.
• Вторым и третьим пользуются работники надзорных организаций.
• Первый предоставляют монтажникам.
• Нулевой открывает доступ ко всем функциям электросчётчика с возможностью любых изменений в базе данных.

Оформление и ввод в эксплуатацию

После визуальной проверки работоспособности электросчётчика можно перейти к его оформлению, для этого необходимо:

1. Составить ещё одно заявление в компанию, осуществляющую поставку электроэнергии с просьбой опломбировать и впоследствии принять в эксплуатацию счётчик.
2. Уполномоченный инспектор в назначенный день должен составить акт приёмки, в котором указан тип прибора, а также его заводской номер. При этом если подключение выполнялось самостоятельно в его обязанности также входит проверка правильности подключения.
3. Зафиксировать показания и установить пломбу на крышку электросчётчика.

Таким образом, всё-таки лучше чтобы замену прибора выполняли сами специалисты компании поставщика, которые не только принесут и установят свой электросчётчик, но и оформят замену и выполнят опломбировку.

Напоследок рекомендуем просмотреть полезно видео по теме статьи:

Теперь вы знаете, как осуществляется замена электросчетчика в квартире и частном доме. Как вы видите, поменять электрический счетчик в принципе не сложно, однако без представителей энергосбыта сделать это невозможно.

Будет полезно прочитать:

• Как заменить вводной кабель в квартиру
• Как провести 380 Вольт в частный дом
• Что делать, если не работает электросчетчик
• Замена пробок на автоматические выключатели

Производители и лучшие модели

Сегодня в продаже можно найти различные модели приборов с дистанционным управлением, которые изготовлены отечественными и иностранными производителями. Выбирая такие счетчики от европейских или японских брендов, необходимо помнить, что конкретное устройство должно быть оптимизировано для его использования в российских электросетях. В противном случае потребуется менять программное обеспечение, что отрицательно сказывается на функциональности техники.

Популярностью на рынке пользуются счетчики от российских производителей компаний «Энергомера», «Инотекс» и «Тайпит». Такие недорогие электронные приборы отличаются качеством собранных данных, они функциональны, имеют расширенные возможности, их подключение не представляет какой-либо сложности. Стоимость электросчетчиков от российских производителей находится на приемлемом уровне, что делает их доступными для каждого покупателя.

Из популярных моделей выделяют:

1. «Тайпит Нева 101 1SO». Это однотарифная сертифицированная модель, которая имеет механическое считывающее устройство первого класса точности. Благодаря расширенному диапазону температур такой счетчик может устанавливаться на открытом воздухе. Его цена — около 700 рублей.
2. «Энергомера CE102M». Многотарифный универсальный электросчетчик, имеющий четыре тарифа и работающий с первым классом точности. В зависимости от конкретного исполнения стоимость этой модели составляет 1400−2100 рублей.
3. «Инотекс Меркурий 200.02». Многотарифная коммерческая модель, имеющая первый класс точности выполняемых измерений. Электросчетчик обладает расширенным функционалом, при этом его цена составляет 1600−1800 рублей.
4. «Энергомера CE300». Однотарифный счетчик, в котором присутствует детализированный четкий жидкокристаллический дисплей, предназначен для использования в промышленных трехфазных сетях. Стоимость этой модели на сегодняшний день — 4000 рублей.
5. «Инотекс Меркурий 231 АТ». Эта модель разработана специально для использования с трехфазным напряжением и поддерживает работу с различными тарифами на электроэнергию. Устройство имеет 1 класс точности. Цена — 3000 рублей.

Плюсы и минусы для потребителя

В ближайшие годы в наших домах и квартирах планируется установка умных счётчиков. Что даст интеллектуальный учёт расхода в каждом доме и отдельной квартире?

Цена электричества с каждым годом стремительно растёт. А наша страна лидирует по величине сетевых потерь электроэнергии.

Предполагается, что внедрение системы умного учёта позволит сэкономить до 30% электрических ресурсов. Кроме того, генерирующие и сетевые организации увидят направления могучих электрических потоков. Что даст возможность более экономично распоряжаться своим потенциалом. Но это вопросы глобальной экономики, хотя они напрямую воздействуют на кошельки потребителей.

Рассмотрим преимущества интеллектуального учёта для пользователей и экономики:

• Удобство. Отпадает нужда в регулярной передаче данных и связанного с этим дискомфорта. Ведь подчас добраться до электросчётчика и дозвониться до электроснабжающей организации – целая проблема.
• Для поставщиков электроэнергии — предотвращение возможности хищения электроэнергии.
• Возможность воспользоваться льготными тарифами.
• Мониторинг со стороны управляющей компании или энергосбыта. Что позволит: навести порядок, выявить и оперативно отключить неплательщиков, видеть работу схемы электроснабжения не выходя на место.
• Отпадает необходимость в штате контролёров собирающих и перерабатывающих«данные». Теперь всем этим будут заниматься умные системы учёта.
• Стимуляция потребителей к экономии электрической энергии. Видя, как растут цифры будущего счёта, каждый поневоле задумается: куда же она расходуется. И начнёт принимать меры.
• Получение объективной информации из памяти прибора, в случае каких-либо недоразумений.

Разумеется, переход на умные счётчики будет происходить поэтапно, с анализом достигнутых результатов. Но уже сейчас очевидно, что он принесёт ряд существенных проблем:

• Данный класс оборудования имеет высокую цену, которая будет закладываться в тариф, оплачиваемый потребителями.
• Как и остальная электроника, счётчик обеспечивает надёжную работу при условии стабильности напряжения. В противном случае он быстро выйдет из строя. Значит, появляется потребность в установке устройств защиты и стабилизации, а это дополнительные расходы.
• Необходимость периодического визуального контроля.
• Возможность хищения аппаратуры потребует принятия дополнительных мер против несанкционированного доступа к самому прибору.
• С передачей данных через интернет потребуется сеть повышенной пропускной способности.
• Потребность в персонале, обслуживающем модемы и серверы, число которых возрастёт.
• Рост нагрузки на IT-специалистов, вызванной опасностью хакерских атак.
• Повышенный срок окупаемости инноваций.

Не стоит сбрасывать со счетов и такой фактор, как возможность утечки конфиденциальной информации.

В Германии дело дошло до того, что злоумышленники смогли узнать любимый телевизионный канал своей «жертвы», анализируя передаваемые показания умного счётчика.

Нидерландские учёные встревожены. Проведённые исследования, организованные из-за жалоб пользователей, преподнесли неприятный сюрприз:

• Умные счётчики с «поясом Роговского» завышают показания на 582 %!
• Аппараты, использующие «эффект Холла», занижают на 32%.

Надеемся, что российские производители учтут как положительный, так и отрицательный опыт зарубежных коллег и не допустят казусов.

Вопросы и ответы

В связи с обязательной установкой умных счетчиков электроэнергии, у потребителей возникает множество вопросов относительно законодательных нюансов выбора и эксплуатации. Чтобы избежать проблем и трудностей в дальнейшем, следует заранее выяснить все, что требуется знать о данных приборах.

В чем заключается цель и задачи установки умных счетчиков?

В некоторых регионах страны потери электрической энергии достигают 40%. Из-за этого представители энергетической сферы недополучают огромные денежные суммы. Вследствие этого все потери закладываются в тариф и, таким образом, вынуждены ежемесячно покрываться за счет плательщиков. Использование интеллектуальных приборов гарантирует точный учет и начисление оплаты исключительно за реально потребленные ресурсы.

Существует ли разница между интеллектуальными счетчиками для многоквартирных и частных домов?

В домах, располагающихся в частном секторе, следует применять специально разработанные учетные приборы с расщепленной архитектурой, известные как сплит-счетчики. Измерительный блок конструкции данного типа может быть установлен в распределительном щитке или на столбе. А в распоряжении хозяев дома находится индикаторное устройство. С его помощью они получают возможность самостоятельно следить за показаниями пробора учета.

Какие отечественные компании занимаются производством умных счетчиков?

В России существует большое количество производителей интеллектуальных приборов учета электроэнергии:

• АО «Концерн Энергомера», (http://www.energomera.ru/);
• ООО «Современные радио технологии» («СРТ»), (https://srt-lpwan.ru/);
• АО «Радио и микроэлектроника», (https://www.ao-rim.ru/);
• АО «ННПО им. М.В. Фрунзе», (https://www.nzif.ru/);
• ПАО «НПО «Алмаз», (https://lemz.ru/);
• ООО «ТехноЭнерго», (https://te-nn.ru/);
• Ставропольский радиозавод «Сигнал», (http://www.signalrp.ru/);
• ООО «Эльстер Метроника», (https://www.izmerenie.ru/);
• ООО «Петербургский завод измерительных приборов», (https://spbzip.ru/) ;
• ОАО «Каскад», (http://oaokaskad.ru/) ;
• ООО «Энергоучет», (http://energouchet.spb.ru/);
• АО «ИскраУралТЕЛ», (https://www.iskrauraltel.ru/);
• АО «Сибирские приборы и системы», (http://www.sibpribor.ru/).

Продукция всех перечисленных производителей в полной мере соответствует требованиям, которые предъявляет ПАО «Россеть».

Каким образом умный счетчик повлияет на уменьшение счетов за электроэнергию?

Одна из функций данного прибора — разделение суток на несколько частей. Для каждой из них устанавливается индивидуальный тариф. Следовательно, потребители смогут следить, в какое время электроэнергия предоставляется дешевле, чтобы использовать бытовые приборы именно в этот период.

Какую ответственность несет потребитель при установке данного устройства?

Следить за целостностью интеллектуального прибора учета потребитель обязан только в том случае, если он находится внутри собственного помещения или в пределах земельного участка. В других ситуациях ответственность за приобретение, установку и последующее содержание счетчика на потребителя не распространяется. С 2021 года все работы, связанные с монтажом, заменой, настройкой и проверкой устройств, должны производиться исключительно компаниями-поставщиками электроэнергии.

Какова стоимость умного счетчика?

Если ли преимущества у счетчика с пультом перед обычным умным счетчиком?

Единственным преимуществом является дистанционный пульт, который в целях экономии энергии отключает оборудование. В остальном конструкционные особенности обоих приборов одинаковы.

Интеллектуальные счетчики являются обязательными к установке с 2021 года. Эти устройства обеспечивают дистанционную передачу данных с максимальной точностью, а также позволяют экономить энергоресурсы.

Устройство и принцип работы

Конструкция счетчика зависит от принципа его работы и осуществляемых функций. Индукционный однофазный счетчик используется в однофазных переменных сетях и состоит из следующих частей:

• корпуса составного;
• двух обмоток: токовой и напряжения;
• двух магнитопроводов: обмотки тока и обмотки напряжения;
• противополюса;
• диска алюминиевого;
• механизма червячного типа;
• механизма счетного;
• магнита постоянного, служащего для торможения диска;
• оси, на которой закреплены счетный механизм, червячная передача и алюминиевый диск.

Схематическое устройство однофазного электросчетчика индукционного типа

Принцип работы устройства заключается в следующем. 2 электромагнита представляют измерительный механизм счетчика. Они расположены под углом 90° друг к другу. В магнитном поле этих электромагнитов находится диск, выполненный из алюминия. Счетчик включается в работу путем подсоединения с электроприемниками токовой обмотки последовательно, а с электроприемниками напряжения – параллельно. При прохождении переменного тока по обмоткам в сердечниках возникают магнитные потоки переменной величины. Они пронизывают диск, в результате чего индуцируют вихревые токи. При взаимодействии последних с магнитными потоками создается усилие, которое вращает диск. Он, в свою очередь, связан со счетным механизмом, который учитывает частоту вращения диска. Цифры, расположенные на счетном механизме фиксируют расход электрической энергии.

При увеличении тока нагрузки возникает больший вращающий момент, что заставляет диск вращаться быстрее.

Принцип работы трехфазных индукционных счетчиков аналогичен выше описанному счетчику, с той лишь разницей, что их используют в трехфазных сетях переменного тока.

Вид спереди трехфазного индукционного электросчетчика со снятой крышкой

Вид сбоку со снятой задней частью корпуса трехфазного индукционного счетчика

С развитием электронных технологий появились счетчики учета расхода электроэнергии электронного типа. Принцип действия их довольно прост. Специальный преобразователь входные аналоговые сигналы с датчиков тока и напряжения преобразует в цифровой импульсный код. Он подается на микроконтроллер, который фиксирует количество потребляемой электроэнергии на дисплее изделия. Отсюда основными частями электронного счетчика являются:

• кожух защитный;
• трансформаторы измерительные тока и напряжения;
• преобразователь;
• микроконтроллера, являющиеся органом управления и передачи информации на дисплей;
• колодка клеммная для подсоединения эл. проводов.

Работа однофазных и трехфазных электронных счетчиков осуществляется по одним и тем же законам, с той лишь разницей, что в 3-хфазном осуществляется суммирование величин каждого из трех каналов.

Структурная схема работы однофазного счетчика электронного типа

Из схемы видно, что трансформатор тока включен в разрыв фазного провода, а трансформатор напряжения подключен к нулю и фазе. Сигналы величины тока и напряжения с помощью преобразователя преобразуются в мощность и частоту в цифровом виде, в дальнейшем микроконтроллер управляет оперативным запоминающим устройством (ОЗУ), электронным реле и дисплеем, на котором отражается цифровая информация, фиксирующая расход электроэнергии на подключенном к счетчику объекте. ОЗУ в некоторых моделях может играть роль передатчика информации, что дает возможность контролировать работу счетчика на расстоянии.

Электронные счетчики для замеров расхода электроэнергии в трехфазных схемах, могут работать как в трех,- так и четырехпроводных цепях. Устройства хранят информацию с привязкой ко времени. Показания можно снимать за определенный период времени и фиксировать следующие показатели:

• активное потребление;
• реактивное потребление;
• действующие значения напряжения и тока;
• частоту в каждой фазе.

Все это позволило создать многотарифные счетчики для подсчета потребления электроэнергии в разное время суток, по дням недели или сезонам.