Технология работы с электросчетчиком

4

Содержание

Введение

Глава 1. Общие сведения

1.1 Назначение электросчетчика

1.2 Устройство однофазного электросчетчика

1.3 Принцип действия однофазного электросчетчика

1.4 Трехфазный электросчетчик

1.5 Подключение электросчетчиков

1.6 Обслуживание и ремонт электросчетчиков

2. Техника безопасности при ремонте электросчетчиков

Заключение

Список литературы

Введение

В связи с переходом к рыночной экономике, возникла необходимость повысить эффективность управления энергопотреблением, поскольку это отвечает экономическим интересам поставщиков и потребителей электроэнергии. Одним из направлений решения данной задачи является точный контроль и учет электроэнергии. Именно это направление должно обеспечить значительную часть общего энергосбережения, потенциал которого составляет более 1/3 всего нынешнего объема энергопотребления.

Новые экономические отношения в сфере управления энергопотреблением проявляются в формировании единого рынка электроэнергии. Исходя из выше сказанного, рынок электроэнергии должен представлять собой многокомпонентный механизм согласования экономических интересов поставщиков и потребителей электроэнергии.

Одним из самых важных компонентов рынка электроэнергии является его инструментальное обеспечение, которое представляет собой совокупность систем, приборов, устройств, каналов связи, алгоритмов и т. п. для контроля и управления параметрами энергопотребления. Базой формирования и развития инструментального обеспечения являются автоматизированные системы контроля и учета потребления электроэнергии.

Глава 1. Общие сведения

1.1 Назначение электросчетчика

- Учет электроэнергии раздельно по тарифам: текущие показания, показания за текущий месяц, показания за прошедший месяц (кВт/ч).

- Отображение информации на ЖКИ.

- Переключение режимов отображения с кнопки или автоматически через интервал времени.

- Автоматический переход на "летнее" и "зимнее" время.

- Отсчет и возможность вывода на ЖКИ значения текущего времени (день недели, число, месяц, год, часы, минуты, секунды).

- Вывод на ПЭВМ информации по учету электроэнергии.

- Защиту от несанкционированного изменения введенной и накопленной информации.

- Запись времени и даты изменения параметров.

Счетчик ведет учет и отображение следующих параметров:

- текущие показания счетчика по 4 тарифам;

- потребленная электроэнергия за текущий месяц по 4 тарифам;

- потребленная электроэнергия за прошедший месяц по 4 тарифам;

- текущая дата;

- текущее время.

Отображение информации производится на едином ЖКИ. Сохранение введенной информации и данных учета электроэнергии при отсутствии питания не менее 40 лет. Счетчик позволяет считывать по интерфейсу обмена следующую информацию: заводской номер счетчика;

- текущие показания счетчика по 4 тарифам;

- потребленную электроэнергию за текущий месяц по 4 тарифам;

- потребленную электроэнергию за прошедший месяц по 4 тарифам;

- текущие дату и время;

- тарифное расписание раздельно для рабочих, выходных и праздничных дней;

- календарь праздничных (нестандартных) дней;

- дату, время перехода на летний режим работы;

- дату, время перехода на зимний режим работы;

- пароли доступа;

- дату последних корректировок параметров;

- режимы отображения информации на ЖКИ;

- состояние счетчика с перечнем ошибок в работе, если они имеются.

Счетчик позволяет записывать по интерфейсу обмена следующую информацию:

- локальный адрес;

- текущую дату и время;

- тарифное расписание раздельно для рабочих, выходных и праздничных дней;

- календарь праздничных (нестандартных) дней;

- дату, время перехода на летний режим работы;

- дату, время перехода на зимний режим работы;

- пароли доступа;

- режимы отображения информации на ЖКИ. Вся считываемая и записываемая информация в счетчике защищена паролями доступа, кроме того, запись параметров в счетчик возможна только при установленной заглушке разрешения записи. Гарантия 2,5 года со дня ввода в эксплуатацию.

1.2 Устройство однофазного электросчетчика

Основные части индукционного электросчётчика это: токовая катушка 1, катушка напряжения 2, алюминиевый диск 3, счётный механизм с червячной и зубчатой передачей 4 и постоянный магнит 5.



Токовая катушка включена в сеть последовательно и создаёт переменный магнитный поток, пропорциональный току, а катушка напряжения - параллельно, создавая переменный магнитный поток, пропорциональный напряжению.

Эти магнитные потоки пронизывают алюминиевый диск, причём, переменные магнитные потоки токовой обмотки - дважды, в связи с U-образной формой её магнитопровода, наводя в нём ЭДС.

Таким образом, возникают электромеханические силы, создающие крутящий момент - вращение диска, ось которого связана со счётным механизмом червячной и зубчатой передачей, производя передачу движения оси диска на цифровые барабаны.

Крутящий момент, создающий вращение диска пропорционален мощности сети; выше мощность - сильнее крутящий момент, диск крутится по оси быстрее.

Для выравнивания и успокоения колебаний частоты вращения в устройство электросчётчика входит постоянный магнит, поток которого, взаимодействуя с вихревыми токами диска, создаёт электромеханическую силу с направлением, обратным движению диска, что и создаёт тормозной момент.

1.3 Принцип действия однофазного электросчетчика

Счетчик представляет собой измерительную ваттметровую систему и является интегрирующим (суммирующим) электроизмерительным прибором. Принцип действия индукционных приборов основан на взаимодействии переменных магнитных потоков с токами, индуктированными ими в подвижной части прибора (в диске). Электромеханические силы взаимодействия вызывают движение подвижной части.

Основными его узлами являются электромагниты 1 и 2, алюминиевый диск 3, укрепленный на оси 4, опоры оси - подпятник 5 и подшипник 6, постоянный магнит 7. С осью связан при помощи зубчатой передачи 8 счетный механизм (на рисунке не показан), 9 - противополюс электромагнита 1. Электромагнит 1 содержит Ш - образный магнитопровод, на среднем стержне которого расположена многовитковая обмотка из тонкого провода, включенная на напряжение сети U параллельно нагрузке Н. Эта обмотка в соответствии со схемой включения называется параллельной обмоткой или обмоткой напряжения. При номинальном напряжении 220 В параллельная обмотка имеет обычно 8-12 тысяч витков провода диаметром 0,1 - 0,15 мм. Электромагнит 2 расположен под магнитной системой цепи напряжения и содержит U - образный магнитопровод, с расположенной на нем обмоткой из толстого провода с малым количеством витков. Данная обмотка включена последовательно с нагрузкой и поэтому называется последовательной или токовой обмоткой. Через нее протекает полный ток нагрузки /. Обычно количество ампер-витков этой обмотки находится в пределах 70 - 150, т.е. при номинальном токе 5 А обмотка содержит от 14 до 30 витков. Комплекс деталей, состоящий из последовательной и параллельной обмоток с их магнитопроводами, называется вращающим элементом счетчика.

Ток протекающий по обмотке напряжения создает общий переменный магнитный поток цепи напряжения, небольшая часть которого (рабочий поток) пресекает алюминиевый диск находящийся в зазоре между обоими электромагнитами. Большая часть магнитного потока цепи напряжения замыкается через шунты и боковые стержни магнитопровода (нерабочий поток), который разделяется на две части и необходим для создания требуемого угла сдвига фаз между магнитными потоками цепи напряжения и цепи нагрузки (токовой цепи). Магнитный поток цепи напряжения прямо пропорционален приложенному напряжению (напряжению сети).

Ток нагрузки, протекающий через токовую обмотку, создает переменный магнитный поток, который также пересекает алюминиевый диск и замыкается по магнитному шунту верхнего магнитопровода и частично через боковые стержни. Незначительная часть (нерабочий поток) замыкается через противополюс на пересекая диск. Так как магнитопровод токовой обмотки имеет U-образную конструкцию, то его магнитный поток пересекает диск дважды.

Таким образом, всего через диск счетчика проходят три переменных магнитных потока. Согласно закону электромагнитной индукции, переменные магнитные потоки обоих обмоток при пересечении диска, наводят в нем ЭДС (каждый свою т.е. две), под действием которых в диске вокруг следов этих потоков протекают соответствующие вихревые токи (правило “буравчика” вспоминаем). В результате взаимодействия магнитного потка обмотки напряжения и вихревого тока от магнитного потока токовой обмотки и с другой стороны магнитного потока токовой обмотки и вихревого тока от обмотки напряжения, возникает электромеханические силы, которые создают вращающий момент, действующий на диск. Этот момент пропорционален произведению указанных магнитных потоков и синусу угла сдвига фаз между ними.

Активная мощность потребляемая нагрузкой определяется как произведение силы тока на приложенное напряжение и на косинус угла между ними. Так как магнитные потоки обоих обмоток пропорциональны напряжению и току, то можно добившись конструктивным путем равенства синуса угла между потоками и косинуса угла между вектором тока и напряжения осуществить пропорциональность вращающего момента счетчика с коэффициентом измеряемой активной мощности. Синус одного угла равен косинусу другого угла если между ними сдвиг 90 град., чего и достигают в конструкциях счетчиков (применение короткозамкнутых витков, дополнительных обмоток замкнутых на регулируемое сопротивление, перемещение винтового зажима и т.д.) Вращающий момент пропорциональный мощности сети приводит диск счетчика во вращение, частота вращения которого устанавливается, когда вращающий момент уравновешивается тормозным моментом. Для создания тормозного момента в счетчике имеется постоянный магнит, который своими полюсами охватывает диск. Силовые линии магнитного поля, пересекая диск, наводят в нем дополнительную ЭДС, пропорциональную частоте вращения диска. Эта ЭДС в свою очередь вызывает протекание в диске вихревого тока, взаимодействие которого с потоком постоянного магнита приводит к возникновению электромеханической силы, направленной против движения диска, т.е. приводит к созданию тормозного момента. Регулировку тормозного момента, а следовательно частоты вращения диска производят путем перемещения постоянного магнита в радиальном направлении. При приближении магнита к центру диска, частота вращения уменьшается.

Таким образом добившись постоянной частоты вращения диска счетчика получаем, что измеряемое счетчиком количество энергии получается из произведения числа оборотов диска счетчика и С- коэф. пропорциональности, постоянной счетчика.

1.4 Трехфазный электросчетчик

Трёхфазные электросчётчики предназначены для сложных токовых систем - трёхфазных, трёх- или четырёхпроводных, - которые используются для электрообеспечения частных домов, коттеджей и производственных помещений.

Большинство трёхфазных счётчиков представляют собой сложные измерительные приборы, которые дополнены микропроцессорными технологиями, дающими возможность хранить информацию о потреблении чаще всего в течение 11 месяцев, предусматривающие несколько тарифных зон, вплоть до 12 тарифов. Кроме того, трёхфазные электросчётчики не только учитывают и собирают данные о расходе электроэнергии, но и следят за изменением и колебаниями напряжения, сообщая об этом абонентам в виде звукового сигнала. Эти полезные свойства трёхфазных счётчиков делают их особенно полезными при создании АСКУЭ.

АСКУЭ - это автоматизированная система контроля и учета электроэнергии, которая в настоящее время используется в России повсеместно, особенно на предприятиях и производстве. С помощью АСКУЭ можно не только фиксировать расход потребляемого электричества, но и осуществлять контроль над энергопотреблением в различных цехах и комнатах.

Для работы в составе АСКУЭ вполне подходят многие индукционные трёхфазные электросчётчики, однако класс точности таких счётчиков составляет 2-2,5%, что делает их использование нерациональным. Извлечь всю выгоду из АСКУЭ, установка и организация которой - процесс сложный, трудоёмкий и довольно дорогостоящий, можно только при использовании современных электронных и микропроцессорных трёхфазных счётчиков. Поэтому всем предприятиям рекомендовано заменить индукционные трёхфазные электросчётчики на электронные или микропроцессорные.

Выгода от установки АСКУЭ может быть настолько высокой, что подобные автоматизированные системы стали использоваться и в бытовых условиях. В Москве АСКУЭ оборудуются все вновь строящиеся жилые дома ещё на начальных стадиях строительных работ. Жители домов, в которых установлена автоматизированная система контроля и учёта электроэнергии, могут существенно сэкономить, т.к. АСКУЭ позволяет вести дифференцированный учёт потребления электричества в зависимости от времени суток и показывать данные по расходу электричества в течение определённого промежутка времени.

Так как трёхфазные счетчики электроэнергии используются в основном в составе АСКУЭ, существует несколько вариантов их включения в электрическую сеть. Трёхфазные электросчётчики могут быть включены непосредственно в сеть без использования измерительных трансформаторов (счетчики прямого включения), либо с применением трансформаторов полностью (счетчики косвенного включения) или частично (счетчики полукосвенного включения). В последнем случае к трансформатору подсоединяется только токовые обмотки, тогда как обмотки напряжения соединяются непосредственно с электрической сетью. Трёхфазные счётчики прямого и полукосвенного включения предназначены для сетей до 1 кВ, электросчётчики косвенного включения - для сетей свыше 1 кВ.

Трехфазные электросчётчики косвенного включения подразделяются ещё на две группы в зависимости от того, заданы или не заданы коэффициенты трансформации. В первой группе счётчиков коэффициенты трансформации заданы изначально, поэтому их использование ограничено и узкоспециально. Универсальные трёхфазные счётчики косвенного включения могут иметь разные коэффициенты трансформации и используются практически в любых сетях и АСКУЭ.

Чтобы трёхфазный электросчётчик, работающий автономно или в составе АСКУЭ, был предельно точен и работал без сбоев, важно правильно и грамотно выбрать место, где он будет установлен. Температура в помещении, где будет расположен трёхфазный счётчик, должна быть не выше +40°С. Там должно быть сухо, в меру тепло и чисто. Воздух в месте расположения трёхфазного электросчётчика должен быть очищен от агрессивных примесей.

Если трёхфазный счётчик необходимо установить в помещении, которое не отапливается, счётчик следует утеплить. Сделать это можно при помощи специальных шкафов и колпаков, оснащённых обогревателями. Оптимальная температура для работы трёхфазного электросчётчика составляет 15-25°C. Впрочем, некоторые счётчики разработаны специально для низких температур, поэтому их утепление не требуется.

Устанавливая электросчётчик, следует также учесть надёжность и устойчивость конструкции, к которой он будет прикреплён. Это могут быть деревянные, пластмассовые или металлические щиты. При этом высота расположения трёхфазного электросчётчика не может быть меньше 0,4 метра. Не допускаются вибрации во время работы счётчиков электроэнергии, сдвиги и деформации конструкции. Более того, это должна быть вертикальная плоскость, чтобы трёхфазный электросчётчик не был наклонён в ту или иную сторону.

Использование трёхфазных электросчётчиков и АСКУЭ - отличный способ экономии как для жителей частных домов и квартир, так и для предприятий. Трёхфазные счётчики позволяют точно определить объём израсходованной электрической энергии, а также использовать льготные тарифы. В этом случае потребитель сможет перенести процессы с наибольшим потреблением энергии, например, на ночное время, когда действуют минимальные тарифы.

Выбор современного трёхфазного электросчётчика, его правильная установка существенно продлит срок службы прибора, избавив вас от необходимости тратить дополнительные средства на постоянную поверку точности показаний трёхфазного счётчика и более частую его замену, что особенно актуально на производстве.

1.5 Подключение электросчетчиков

Установка и подключение электро-счетчика не вызывает затруднений. Щиток со счетчиком надо установить на четырех роликах (по углам щитка) в комнате, в близи того места, откуда проходит электропроводка от общего квартирного счетчика. Присоединять электросчетчик нужно по приводимой ниже схеме.

Учет электроэнергии, потребляемой всеми приборами и лампами, имеющимися в квартире, производится электросчетчиками. По их показаниям и вычисляется оплата за пользование электроэнергией.

Если возникнут сомнения в правильности показаний счетчика, его можно легко проверить.

Для этого надо, прежде всего отключить от сети все имеющиеся в квартире лампы, приборы, радиоприемники и убедиться в том, что диск счетчика, который виден в смотровом окне, не вращается. Если диск продолжает вращаться, то это означает, что где-то остался не выключенный прибор.

Его надо выключить, иначе счетчик не проверишь.

Счетчики бывают различные. Одни из них учитывают расход электроэнергии в киловатт-часах (квт-ч), другие -- в гектоватт-часах (гвт-ч). На щитке каждого счетчика указано, сколько оборотов диска соответствует расходу одного киловатт-часа и гектоватт-часа электроэнергии.

Например, на щитке счетчика может быть написано: «1 гвт-ч=300 оборотам диска» или «I квт-ч = 5 000 оборотов диска».

Для проверки счетчика надо знать, какому количеству энергии соответствует один оборот диска. Эта величина обозначается Ссч. Очевидно, что если на счетчике указано. 1 квт-ч = 5 000 оборотов диска, то его Ссч =1 / 5000 кв-ч.

Если же на счетчике указано, что 1 гвт-ч=300 оборотам диска, то у этого счетчика Ссч = 1 / 300 гвт-ч.

При проверке такого счетчика величину Ссч надо выразить в киловатт-часах. Так как 1 квт-ч=10 гвт-ч,то Ссч= 1 : 3000 квт-ч. Выяснив все эти данные, можно приступить к проверке счетчика.

Лучше всего для проверки воспользоваться электрическими лампочками. Надо включить одну или две лампы общей мощностью 75--100 ватт (вт) и в течение 5 минут (5 : 0,6-- часа ) подсчитать число оборотов диска по краснойчерте.

Расход энергии лампами определяется по формуле

А1= 5 : 60 x Р

где А1--фактический расход электроэнергии в киловатт-часах; Р -- мощность включенных ламп в киловаттах (квт}.

Обычно мощность ламп указывается на их цоколях в ваттах, поэтому ее надо перевести в киловатты, исходя из того, что 1 квт =1000 вт.

Например,75 вт = 0,075 квт, 25 вт = 0,025 квт.

Расход энергии, показанный счетчиком, определяется так:

А2 = Ссч x N.

где А2,-- расход электроэнергии в киловатт-часах; Ссч-- расход электроэнергии в киловатт-часах за время одного оборота диска счетчика;

N -- число оборотов диска за 5 минут.

Если А1 = А2, то счетчик работает правильно. Однако у бытовых счетчиков допустима погрешность, не превышающая 4%. Если разница между вычисленными значениями А1 и А2

больше 4%, то показания счетчика можно считать неправильными.

Для учета расхода электроэнергии в каждой квартире устанавливается только один счетчик, находящийся под контролем Энергосбыта. Однако в тех случаях, когда в квартире проживает несколько жильцов и каждый из них пользуется различными бытовыми электроприборами, расчет за пользование электроэнергией вызывает иногда затруднения. Поэтому многие жильцы устанавливают в своих комнатах так называемые контрольные счетчики. Такие счетчики не контролируются организациями Энергосбыта, но служат для учета электроэнергии, расходуемой отдельными жильцами, и обеспечивают правильный расчет между ними. Контрольные счетчики продаются в торговой сети как отдельно, так и смонтированными на щитке вместе с пробочными предохранителями. Счетчики рассчитаны на определенное напряжение (127 или 220 в) и на определенную силу электрического тока (5 или 10 А). При наличии бытовых электроприборов следует приобретать счетчик на 10 А и на то напряжение, которое имеется в квартире.

1.6 Обслуживание и ремонт электросчетчиков

Первое, на что следует обратить внимание перед установкой электросчётчика - это срок давности госповерки электросчётчика. Посмотреть дату госповерки можно на пломбе кожуха счётчика (не путайте с пломбой энергоснабжающей организации на клеммной крышке).

Оттиск на пломбе госповерителя расшифровывается так: римские цифры означают квартал, а две арабские цифры на обратной стороне - год госповерки. Будьте внимательны при покупке счётчика, т. к, согласно ПУЭ, максимальный срок давности госповерки на момент установки не должен превышать 1 год для трёхфазного электросчётчика и 2 года - для однофазного, независимо был ли счётчик до этого в работе или нет.

Монтаж электросчётчиков следует производить на высоте 0,8 - 1,7 м от пола, принято ставить их на уровне глаз, что в общем-то понятно: удобно для снятия показаний, обслуживания, замены.

Электросчётчик должен стоять ровно, с максимальным уклоном в сторону не более 1°. Это важно скорее для индукционного (электромеханического) счётчика, на погрешности электронного электросчётчика угол наклона никак не скажется. Но, правила - есть правила, поэтому лучше не экспериментировать и установить электросчётчик ровно, с соблюдением всех норм.

Правилами не оговорены какие-то конкретные, разрешённые конструкции, исполнения и размеры электрощитов, однако, сказано следующее: Конструкции и размеры шкафов, ниш, щитков и т. п. должны обеспечивать удобный доступ к зажимам счетчиков и трансформаторов тока. Кроме того, должна быть обеспечена возможность удобной замены счетчика и установки его с уклоном не более 1°. Конструкция его крепления должна обеспечивать возможность установки и съема счетчика с лицевой стороны.

Допускается крепление счетчиков на деревянных, пластмассовых или металлических щитках. Для безопасной установки и замены счетчиков в сетях напряжением до 380 В должна предусматриваться возможность отключения счетчика установленными до него на расстоянии не более 10 м коммутационным аппаратом или предохранителями. Снятие напряжения должно предусматриваться со всех фаз, присоединяемых к счетчику.

Однако, иногда, энергоснабжающие организации видят автомат, установленный до счётчика как способ хищения электроэнергии, поэтому, лучше заранее поместить его в специальный бокс, имеющий снаружи петельки для пломбирования. Это, наверняка избавит вас от ненужных вопросов представителей энергоснабжающей организации.

2. Техника безопасности при ремонте электросчетчиков

Прежде чем приступить к обслуживанию, ремонту или монтажу электроустройств, необходимо познакомиться с элементарными приемами безопасности. Несоблюдение их может стать причиной пожара в доме, привести к травмам и даже гибели человека. Смертельным считается ток 100 мА и более.

Степень поражения током зависит и от других факторов: влажности кожи, площади соприкосновения с проводником, частоты тока, напряжения источника тока и т. д.

Поражение током может произойти при обслуживании электроприборов без изучения прилагаемых к ним инструкций по безопасности. Например, ряд приборов должен быть заземлен, что специально отворено инструкцией.

Опасно пользоваться бытовыми электроустройствами, если нарушена их изоляции или изоляция провода, а также при ремонте и монтаже электросети, при эксплуатации электрических приборов во влажных помещениях (ванной) и помещениях с мокрым полом. Находясь в ванной или под душем, не следует касаться руками светильников, проводки, переключателей, выключателей.

При починке мелких неисправностей электрических устройств (включая светильники), нарушении изоляции, ремонте и монтаже электросети следует неукоснительно соблюдать главное правило безопасности -- непременное отключение приборов от электрической сети. При ремонте и монтаже самой электросети, внутренней проводки (до электросчетчика) необходимо вывинчивать предохранители. Все работы, начиная с подсоединения внутренней проводки к электросчетчику и на его выходе и подключении к внешней линии электросети, должен проводить представитель монтажной, наладочной или эксплуатирующей воздушные или кабетьные электролинии организации.

Заключение

Внедрение автоматизированных систем контроля и учета в энергосистемах позволяет:

- повысить точность, оперативность и достоверность учета расхода электроэнергии и мощности;

- выполнять оперативный контроль за режимами электропотребления, в том числе контроль договорных величин электроэнергии и мощности;

- оперативно предъявлять санкции предприятиям за превышение договорных и разрешенных величин мощности.

Внедрение АСКУЭ на промышленных предприятиях дает возможность энергосистеме:

- вести в автоматизированном режиме жесткий контроль за потреблением энергии и мощности предприятиями-абонентами;

- организовать отключения нарушителей режимов;

- осуществлять расчеты за потребленную энергию и мощность;

- выставлять штрафные санкции предприятиям в случае превышения ими договорных величин.

Это дает не только экономический эффект, но и повышает ответственность потребителей за использование энергии, побуждает их проводить энергосберегающие мероприятия с целью сокращения энергопотребления.

Список литературы

1. Атабеков В.Б. Ремонт электрооборудования промышленных предприятий. - М., 2002

2. Живов М.С. Монтаж осветительных электроустановок - М., 2005

3. Соколов Б.А. Монтаж электротехнических установок - М., 2003

4. Клюев С.А. Осветительные сети производственных помещений - М., 2005

5. Ктиторов А.Ф. Производственное обучение электромонтажников по освещению, осветительным и силовым сетям - М., 2006

6. Мукосеев Ю.Л. Правила устройства электроустановок - М., 2003