Счетчик мощности для сети

Сравнение показаний электронных и индукционных счетчиков

Старый индуктивный счетчик с алюминиевым диском

Представляю на суд читателей очередную статью Конкурса статей. Автор статьи – Евгений Русинов.

Статья Евгения – это исследование на тему того, как отличаются показания старых индукционных счетчиков от новых электронных. Проведено сравнение, и не в пользу электронных. Но не будем забегать вперед, слово автору.

После установки многими знакомыми, и мною в том числе, электронных двухтарифных и однотарифных электросчетчиков взамен индукционных по требованию электроснабжающих организаций, к концу месяца ситуация менялась не в пользу потребителя. В квитанциях по уплате за электроэнергию указывались завышенные киловатт-часы, по сравнению с показаниями старого счетчика при аналогичном использовании бытовых электроприборов. Возникает вопрос, почему замена индукционного счетчика на электронный приводит к таким результатам?

В данной статье рассмотрим случаи, при которых происходит расхождение в показаниях индукционного счетчика марки СОЭ-505 и электронного серии СОЭ-55 50Ш-Т-112, с классами точности 2 для первого и 1 для второго. Оба счетчика одного производителя – МЗЭП, Московский завод электроприборов. Фото старого индукционного счетчика – в начале статьи, новый электронный счетчик выглядит так:

Новый электронный счетчик с ЖК-экраном

Согласно паспортным данным, одному обороту алюминиевого диска соответствует 1,67 Вт потребленной электроэнергии, в то время как один импульс светодиодной лампы электронного счетчика сигнализирует об одном израсходованном ватте за единицу времени.

Рекомендую ознакомиться со статьями на СамЭлектрике по устройству и установке электронных счетчиков.

Экспериментальные данные по проверке погрешности индукционных и электронных электросчетчиков

С учетом длины подключаемого кабеля и переходного сопротивления в местах его присоединения оба счетчика насчитали по 34 Вт. Согласно паспортным данным обогревателя потребляемая из сети мощность составляет 2 кВт в час. Из курса электротехники известно, что мощность активной нагрузки в цепях переменного тока равна произведению силы тока на напряжение. Поскольку ИК-2,0 за 60 минут теоретически потребляет 2 кВт, то поделив 2000 Вт на 60 минут получим, что за одну минуту его потребление электричества составит 33,33 Вт.

В технических характеристиках обоих счетчиков указано, что они учитывают только активную нагрузку. Но в паспортных данных электросчетчика СОЭ-55 50Ш-Т-112 есть пункт, указывающий на то, что он ведет учет полной мощности потребляемых цепями напряжения и тока, 8 В*А и 0,04 В*А соответственно, то есть учитывают и внутреннюю реактивную мощность!

Затем для проверки использовал активно-индуктивную нагрузку в качестве светильника ЛБ-2*40, считая ее только в качестве активной. В итоге получилось следующее: индукционный счетчик за 1,15 мин. “насчитал” 1,67 Вт, а электронный 2 Вт за такое же время, где разница составила 0,33 Вт.

Связано это с тем, что электронный счетчик помимо активной мощности учитывает еще и реактивную мощность, которая создает дополнительную нагрузку на электрические сети, однако индуктивными счетчиками не учитывается.

Теория. Активная и реактивная мощность

Реактивная мощность потребляется электродвигателями, катушками индуктивности, трансформаторами, которые используются в бытовых электрических приборах, не расходуется на преобразование в механическую или тепловую энергию в их обмотках, а тратится на вихревые токи и перемагничивание в сердечниках.

Если взять однофазный электродвигатель, то в его паспортных данных будут указаны: активная мощность, потребляемый ток, напряжение сети, коэффициент мощности или косинус фи (cosφ), коэффициент полезного действия и др., но ничего про реактивную мощность. Чтобы рассчитать потребление реактивной мощности, необходимо знать коэффициент мощности. Например, нам известна мощность однофазного электродвигателя величиной 980 Вт, номинальное напряжение 220 В и коэффициент мощности cosφ=0,85. Используя формулы из курса электротехники определим номинальный ток:

Вычисляем реактивную мощность:

Реактивный ток будет равен:

Тогда полная будет равна:

Кроме того, электронный электросчетчик не имеет в своем устройстве движущихся деталей, поэтому считать показания начинает при очень маленьком потребляемом токе нагрузки (при 0.25 мА), а также имеет меньшую погрешность измерений по сравнению с индукционным.

Исходя из этого, рекомендуется отключать от электросети все электропотребители, находящиеся в режиме “ожидания”, т.к. это дополнительная переплата за электроэнергию.

Индукционный счетчик «не реагирует» на индуктивную нагрузку малой мощности, а также когда эта нагрузка работает в режиме холостого хода, то есть низкая сторона силового трансформатора не нагружена.

Кроме того, диск этого прибора учета начинает медленно вращаться в обратную сторону при подключении одного из концов катушки индуктивности. Такое возможно при использовании светильника марки ЛБ-2*40 с дросселем, когда через выключатель прерывается не фазный провод, а нулевой.

Место установки влияет на погрешность счетчика!

Еще одним фактором, влияющим на измерение потребляемой мощности является место установки прибора учета. Электронные электросчетчики (однофазные или трехфазные, однотарифные или двухтарифные) выносят сейчас на фасады домов или непосредственно на опоры линий электропередач, то есть на границы балансовой принадлежности, по требованию электроснабжающей организации. Нам объясняют, что это нужно для удобства списывания показаний контролерами и исключения воровства электричества.

Однако, замалчивается тот факт, что при низких или высоких температурах обладают положительной погрешностью, иначе говоря, наматывают лишние киловатты. Индукционные счетчики предназначены для установки внутри помещений, но допускаются их устанавливать вне помещений с дополнительным подогревом.

Исследования, проведенные к.т.н. Гурцевичем, ведущим научным сотрудником РУП «БелТЭИ» г. Минск, о погрешностях электронных электросчетчиков различных марок с классами точности 1 и 2 приведены в Таблице 1.

Таблица 1. Пределы допускаемой дополнительной погрешности для счетчиков классов 1 и 2

Сокращения в таблице:

1. НВ/ТВ соответственно непосредственное и трансформаторное включение счетчика;
2. СТК – средний температурный коэффициент, % / 1 °С;
3. при изменении U вне указанных пределов погрешность может увеличиться в 3 раза.
4. КМ- коэффициент мощности.

Ток нагрузки Iн в диапазоне от 0,1 Iб (Iб – базовый ток, т.е. значение тока, являющееся исходным для установления требований к счетчику с непосредственным включением) до Iмакс (Iмакс – наибольшее значение тока, при котором счетчик удовлетворяет установленным требованиям точности) или от 0,05 Iном (Iном – значение тока, являющееся исходным для установления требований к счетчику, работающему от трансформатора) до Iмакс – установленном диапазоне измерений – при коэффициенте мощности, равном 1 (в том числе в случае многофазных счетчиков – при симметричных нагрузках), при испытании счетчика в нормальных условиях (с учетом допускаемых отклонений от номинальных значений), установленных в стандартах, определяющих частные требования.

Таблица 2. Нормальные условия (НУ) проверки счетчика на точность

При проверке электронного электросчетчика на точность в нормальных условиях (таблица 2), допускаются погрешности, возникающие в счетчике под влиянием величин в первом столбце.

При изменении воздействующих величин (таблица 1), когда ток протекает через электросчетчик в обозначенных пределах с указанным коэффициентом мощности, то в счетчике возникают дополнительные погрешности, которые, суммируясь, добавляются к основным, тем самым искажая показания прибора учета как в положительную, так и отрицательную сторону.

Как рассчитать потребляемую мощность

Для выбора сечения питающих кабелей и проводов при прокладке электрических сетей потребителей нужно знать, приборы какой мощности будут в них включены. Как рассчитать потребляемую мощность того или иного электрического прибора, можно узнать, разобравшись в самом понятии мощности. Для этого хватит информации из школьной программы и элементарных понятий о токе, напряжении, сопротивлении. К тому же эти знания нужны при приобретении бытовых электроприборов.

Полная мощность и ее составляющие

Электрическая мощность – это величина, отвечающая за скорость изменения или передачи электроэнергии. Полная мощность обозначается буквой S и находится как произведение действующих значений тока и напряжения. Её единица измерения – вольт-ампер (В·А; V·A).

Полная мощность может складываться из двух составляющих: активной (P) и реактивной (Q).

Активная мощность измеряется в ваттах (Вт; W), реактивная – в варах (Вар).

Это зависит от того, какой тип нагрузки включён в цепь потребления электроэнергии.

Активная нагрузка

Такой тип нагрузки представляет собой элемент, оказывающий сопротивление электрическому току. В результате чего ток выполняет работу по нагреву нагрузки, и электричество превращается в тепло. Если к батарейке последовательно подключить резистор на любое сопротивление, то ток, проходящий по замкнутой цепи, будет нагревать его до тех пор, пока батарейка не разрядится.

Внимание! В качестве активной нагрузки в сетях переменного тока можно привести пример теплового электронагревателя (ТЭНа). Тепловыделение на нём – результат работы электричества.

К подобным потребителям также относятся спирали лампочек, электроплиты, духовки, утюг, кипятильник.

Емкостная нагрузка

В качестве такой нагрузки выступают аппараты, которые могут аккумулировать энергию в электрополях и создавать движение (колебание) мощности от источника к нагрузке и обратно. Ёмкостной нагрузкой служат конденсаторы, кабельные линии (ёмкость между жилами), последовательно и параллельно соединённые в контур конденсаторы и катушки индуктивности. Усилители звуковой мощности, синхронные электрические двигатели в перевозбуждённом режиме тоже нагружают линии ёмкостной составляющей.

Индуктивная нагрузка

Когда потребителем электричества является определённое оборудование, включающее в свой состав:

• трансформаторы;
• трёхфазные асинхронные двигатели, насосы.

На табличках, прикреплённых к оборудованию, можно увидеть такую характеристику, как cos ϕ. Это коэффициент сдвига фаз между током и напряжением в сети переменного тока, в которую будет включено оборудование. Его ещё называют коэффициентом мощности, чем ближе cos ϕ к единице, тем лучше.

Важно! Когда в устройстве содержатся индуктивные или ёмкостные компоненты: трансформаторы, дроссели, обмотки, конденсаторы, синусоидальный ток отстаёт по фазе от напряжения на некоторый угол. В идеале ёмкость обеспечивает сдвиг фазы на -900, а индуктивность – на + 900.

Ёмкостная и индуктивная составляющие в сумме образуют реактивную мощность. Тогда формула полной мощности имеет вид:

где:

• S – полная мощность (ВА);
• P – активная часть (Вт);
• Q – реактивная часть (Вар).

Если отобразить это графически, тогда можно увидеть, что векторное сложение P и Q будет полной величиной S – гипотенузой треугольника мощности.

Негативное воздействие реактивной нагрузки

Реактивная нагрузка не выполняет никакой полезной работы. Колебания реактивной составляющей от источника к потребителю только вызывают паразитные потери. Кроме того, промышленные предприятия обязаны платить за отпущенную им реактивную энергию. Это вызвано тем, что в большинстве своём приёмники энергии – электродвигатели и трансформаторы. Количество потреблённого электричества (кВт⋅ч) не всё идёт на полезную работу, а оплачивать нужно и её реактивную составляющую.

Решить эту проблему помогут конденсаторные компенсационные установки. Ведь если включить параллельно индуктивной нагрузке ёмкостную, то можно свести действие паразитных токов к минимуму. На подстанциях, питающих потребителей, устанавливаются такие установки.

Параметры для вычислений

Расчеты потребляемой мощности невозможно произвести, не зная следующих параметров:

• силы тока, потребляемого нагрузкой – I (А);
• напряжения питания, выдаваемого источником – U (В).

Если речь идёт не только об активной мощности, то нужно знать величину cos ϕ. Ее указывают на табличке, прикреплённой к прибору. В некоторых случаях необходимо знать и сопротивление нагрузки.

Формула для вычислений

Все данные, необходимые для подставления в формулу при вычислениях, можно либо измерить, либо взять из характеристик используемых приборов.

К сведению. Если в паспортных данных указана величина cos ϕ, значит, получаемое устройством электричество будет иметь реактивную составляющую. Это тоже нужно учитывать при вычислениях.

Формула для вычисления имеет вид:

где:

• I – ток в амперах;
• U – напряжение в вольтах;
• cos ϕ – сдвиг фаз.

В случае активной нагрузки сдвиг фаз в формулу не подставляется, и она имеет вид:

Особенности вычисления

Чтобы вычислить мощность, не обладая полными данными о потребляемом токе и напряжении, можно воспользоваться средними характеристиками. Обратившись к справочникам, можно узнать, что осветительное оборудование может потреблять ток до 15 А. Максимальный ток мощных приборов доходит до 50-60 А. Коэффициент мощности, если он не указан или не известен, можно брать 0,7 – это среднее значение.

Однофазное напряжение в бытовой сети – 220 В. Его линейное значение в трёхфазных сетях равно 380 В.

Математические действия

Основная формула позволяет вычислять неизвестную величину, когда известны две других. К примеру, если известен потребляемый прибором ток I = 2 А и напряжение сети U = 220 В, то потребляемая мощность равна Р = 2*220 = 440 Вт.

К примеру, известно, что утюг потребляет 2 кВт, а напряжение в розетке – 220 В, то можно найти силу тока, на которую рассчитано сечение жил питающего шнура.

I = P/U = 2000/220 = 9,1 А.

В случае дольных величин при использовании для вычислений калькулятора полученные значения округляют до десятых единиц искомой величины.

Правила расчета потребляемой мощности

В быту, когда возникает необходимость самостоятельно определить мощность потребления электроэнергии, выполняют следующее:

• определяют напряжение, необходимое для питания прибора;
• узнают из паспортных данных номинальную силу тока.

Как узнать мощность электроприбора, если вообще не известен ни один параметр? Бытовые электроприборы рассчитаны на напряжение 220 В.

Чтобы определить мощность, допустимо измерить потребляемый ток. Это можно сделать с помощью прибора амперметра. Его включают в цепь последовательно, предварительно выставив самый большой предел измерений – не меньше сотни ампер. Токоизмерительные клещи помогут без особого труда измерить ток, для чего один из проводников обхватывается датчиком клещей, и показания отображаются на дисплее. Зная напряжение, умножают его на измеренный ток, получают величину потребляемой мощности.

Расчет мощности лампочек

Подбор мощности ламп накаливания зависит от желаемой величины освещённости жилого помещения. Одна лампочка мощностью 100 Вт, работая в тёмное время суток не менее 12 часов, потребляет мощность 1,2 кВт. За месяц это составит 36 кВт, за год – не менее 432 кВт. Если лампочек в квартире 10 шт., то суммарное годовое потребление составит 4320 кВт. При цене за 1 кВт электроэнергии – 5 рублей, сумма получается приличная – 21000 рублей. Поэтому замена ламп накаливания на энергосберегающие источники света: светодиодные лампы, светодиодные ленты и им подобные, позволяет экономить средства. Кроме того, снижение мощности таких лампочек не снижает величины светового потока. Пониженное напряжение питания светодиодных лент также понижает величину потребляемой мощности.

Измерение мощности приборами

Для измерения Р можно воспользоваться специальными приборами. Для этого подойдёт мультиметр, к которому можно подключить токоизмерительные клещи. Как измерить мощность мультиметром? Тестер включается на режим измерения переменного напряжения, клещи должны обхватывать только один проводник, подводимый к нагрузке.

Разделение проводников в кабеле не всегда удобно. К тому же после измерений нужно рассчитывать мощность по формуле.

Измеритель мощности

Для измерения можно использовать специальный прибор – ваттметр. Прибор включается в розетку, в его выходное гнездо включают нагрузку, мощность которой нужно измерять. Результаты проводимого измерения выводятся на дисплей уже в киловаттах.

Измерение мощности с помощью электросчетчика

Используя квартирный счётчик электроэнергии, можно также проверить потребляемую мощность отдельного прибора. Для этого необходимо:

• выключить все потребители энергии, оставив в режиме потребления лишь тестируемый прибор;
• отметить показания на текущий момент и зафиксировать их значения через час;
• произвести вычитания последних значений из предыдущих показаний;
• результат будет измеренной величиной.

Основной недостаток такого блока действий – отключение других необходимых бытовых приборов.

Информация. При использовании этого метода, пользуясь моментом, можно посмотреть, нет ли скрытой утечки тока, и исправность счётчика. При отключении всех приборов электросчётчик должен остановиться.

Потребляемая энергия

Расчёт потребляемой энергии для дома или квартиры не представляет особой сложности. Для этого требуется выполнить следующий алгоритм действий:

• составить таблицу всех электроприборов, используемых в доме, включая и лампы освещения;
• в отдельные графы вынести: мощность прибора, часы работы в сутки;
• для каждого потребителя энергии посчитать (путём умножения мощности на время работы) среднесуточное потребление;
• просуммировать все полученные величины мощности.

Такой расчёт даст реальную картину потребления электроэнергии. Пользуясь этими данными, можно контролировать расход и корректировать потребляемую суточную мощность каждого прибора.

Не важно, каким способом рассчитывается или измеряется потребляемая мощность. Главная задача процесса – грамотно подобрать сечение проводников для устройства проводки, подвода питающих кабелей и обеспечить срабатывание автоматической защиты. Кабель, подводящий напряжение в помещение, должен выдерживать одновременное включение всех потребителей, расположенных в нём длительное время. Его выбор напрямую зависит от точности определения мощности потребителей.

Видео

Счетчик мощности для сети

—GSM/GPRS: передача данных посредством GSM-сети. Применяется для передачи данных об энергопотреблении как от УСПД в Энергосбыт, так и от счетчиков в УСПД.
ТИПЫ ОБОРУДОВАНИЯ: В системах применяются как внешние GSM/GPRS-модемы (Cinterion MC52i, Conel ER75i (Siemens), УСД-01 (02), Коммуникатор GSM/GPRS, GSM-GPRS коммуникатор «Гран-GPRS» и др.) так и встроенные в счетчики электроэнергии и УСПД («Гран-Электро СС-301», «MTX 3Rxx.xx.xxx-GO4», «Альфа A1140, A1700, A1800», «Энергомера CE301, CE303», УСПД «СЭМ-3», «164-01Б», «Роутер MTX RT 6L1E5/G-3», «Роутер RTR LV/GSM» и др.).
ДОСТОИНСТВА: Уже сформированная инфраструктура сотовой сети с достаточно большим покрытием территории, большой выбор оборудования.
НЕДОСТАТКИ: Взимаемая оператором сотовой связи плата за услугу передачи данных (за исключением закрытых абонентских групп и некоторых тарифных планов), зависимость от работоспособности оборудования оператора сотовой связи, уровень GSM-сигнала в спец-помещениях (ТП, РП, Подвальные помещения и др.) зачастую низок, что требует дополнительных монтажных мероприятий по установке внешних антенн.

—PLC: передача данных посредством силовой сети 0.4кВ, канал связи S-SFSK (PLC), полоса частот 20-148кГц (чаще 70-90кГц). Применяется для передачи данных об энергопотреблении от счетчиков в УСПД. Чаще всего используется в системах АСКУЭ административных зданий и жилищно-коммунальном секторе.
ТИПЫ ОБОРУДОВАНИЯ: В системах применяются как внешние PLC-модемы («Электронный модем CCDI-0005», «Коммуникатор ШМ-16» и др.) так и встроенные в счетчики электроэнергии и УСПД («Энергомера СЕ-102, СЕ-301», «Teletec MTX1, MTX3, NP-06», «Матрица NP515, NP71, NP545, NP73», «Роутер MTX RT 6L1E5/G-3», «Роутер RTR LV/GSM», «Роутер RTR512» и др.)
ДОСТОИНСТВА: Передача данных от счетчиков к УСПД осуществляется непосредственно по существующей силовой сети 0,4 кВ, что сокращает трудозатраты и стоимость внедрения системы, т.к. отпадает необходимость прокладывать всевозможные информационные кабели.
НЕДОСТАТКИ: Как повезет. На передачу данных в сети может повлиять любое устройство с реактивной составляющей в нагрузке — люминесцентные лампы, импульсные блоки питания (начиная от блоков питания мобильных телефонов, заканчивая бытовой техникой), двигатели и др. При этом если система налажена и работает, то никто не даст 100% гарантии, что со временем (заселение жильцов дома, добавление оборудования в офисном здании и др.) передача данных в системе будет осуществляться как положено. Остается надежда на «ночные часы», когда бóльшая часть оборудования выключается, что позволяет системе собрать недостающие данные. Таким образом данную технологию следует применять лишь в системах, в которых своевременность поступления данных (оперативная информация) не критична. Также, стоит отметить, что данной технологией недовольны радиолюбители, т.к. PLC-оборудование дает помехи по коротковолновым радиовещательным и радиолюбительским диапазонам. Дальность передачи не более 500м (обычно — меньше и зависит от состояния сети), скорость передачи (до 1000бод) .

—RADIO 433, 866 МГц: передача данных посредством радио-канала на безлицензионной частоте 433МГц или 866МГц. Применяется для передачи данных об энергопотреблении от счетчиков в УСПД. Применяется в случаях, когда прокладка информационного кабеля либо технически невозможна, либо экономически нецелесообразна. Преимуществами данного вида связи являются: отсутствие каких-либо платежей за передачу данных, не требуется получение разрешений. Дальность связи может достигать нескольких километров.
ТИПЫ ОБОРУДОВАНИЯ: В системах применяются как внешние Radio-модемы («Коммуникатор ШМР-16U», «Радио-модем М-433», «Спектр 433» и др.) так и встроенные в счетчики электроэнергии и УСПД («Гран-Электро СС-101, СС-301», «Энергомера СЕ-301», «Альфа А1800» и др.).
ДОСТОИНСТВА: Передача данных от счетчиков к УСПД осуществляется по радио-каналу, что сокращает трудозатраты и стоимость внедрения системы, т.к. отпадает необходимость прокладывать информационные кабели.
НЕДОСТАТКИ: В системах со встроенными в счетчики радио-модемами есть необходимость в прокладке нескольких кабелей, соединяющих УСПД и радио-ретрансляторы. Радио-ретрансляторы устанавливаются в ключевых точках и к ним необходимо прокладывать информационный кабель. Данные точки расположены, как правило, на одной отметке с УСПД (подвал, первый этаж) и кабель прокладывается по существующим лоткам.

—ETHERNET, INTERNET: передача данных посредством технологии TCP-IP (вычислительные сети). Применяется для передачи данных об энергопотреблении как от УСПД в Энергосбыт, так и от счетчиков в УСПД. Применяется в системах, где требуется передача больших объемов информации, а также когда требуется организовать автоматизированное рабочее место, которое глобально удалено от УСПД или сервера сбора данных.
ТИПЫ ОБОРУДОВАНИЯ: Коммутаторы ETHERNET, различные xDSL-модемы и др.
ДОСТОИНСТВА: Передача больших объемов информации на большой скорости. Зачастую, инфраструктура Ehternet (в т.ч. с доступом в сеть Internet) уже существует на объекте автоматизации.
НЕДОСТАТКИ: Необходимость прокладки кабелей. Для подключения к промышленному оборудованию с последовательными интерфейсами необходимо устанавливать преобразователи интерфейсов. При построении сложнораспределенных систем необходимы специалисты с соответствующей квалификацией.

—RS-485, RS-232, M-BUS: передача данных посредством проводных последовательных интерфейсов. Применяется для передачи данных об энергопотреблении как от счетчиков в УСПД, так и от УСПД в АРМ-Энергетика.
ТИПЫ ОБОРУДОВАНИЯ: Счетчики электроэнергии, УСПД, модемы, преобразователи и др.
ДОСТОИНСТВА: Надежная передача данных между устройствами низкого, среднего и верхнего уровня. Параллельное объединение большого количества устройств с использованием малого количества проводов.
НЕДОСТАТКИ: Необходимость прокладки кабелей.

Измеритель потребления электроэнергии в розетку: преимущества и характеристики

По установленному в квартире электросчетчику энергии сложно определить, какое ее количество потребляется отдельным прибором, подключенным к домашней сети. Знать эту величину пользователям необходимо для того, чтобы навести порядок в системе учета потребителей, эксплуатируемых постоянно. Решить проблему поможет портативный электронный прибор, включаемый прямо в розетку и называемый ваттметром.

1. Общая информация
2. Принцип работы ваттметра
3. Внешний вид и характеристики ваттметров
4. Плюсы и минусы измерителей потребления энергии
5. Способы применения счетчика электроэнергии и особенности эксплуатации
6. «Умная» розетка
7. Современные интеллектуальные ваттметры

Общая информация

Розетка-измеритель мощности Энергомер

Ваттметр или счетчик электроэнергии переходник в розетку представляет собой компактное независимое устройство, предназначенное для измерения мощности, потребляемой конкретной нагрузкой. Помимо этого на табло современных измерителей потребления электроэнергии в розетке отображаются следующие параметры:

• величина действующего напряжения в сети;
• расчетное время работы данного потребителя;
• ориентировочная стоимость расходуемой энергии за определенный промежуток времени.

Счетчик потребления электроэнергии бытовой подключается параллельно нагрузке и поэтому забирает на себя ее часть из электросети.

Величина отбираемой измерительным прибором мощности настолько мала, что не учитывается при подсчете общего расхода энергии.

• приборы учета тока и напряжения;
• аналогово-цифровой преобразователь (АЦП);
• микроконтроллер;
• наборное поле и индикатор, необходимые для ввода-вывода данных.

Все эти составляющие при совместной работе обеспечивают требуемую функциональность прибора для измерения потребленной электрической энергии.

Принцип работы ваттметра

Все произведенные прибором операции выводятся на дисплей

Работа устройства основывается на электронном алгоритме подсчета электроэнергии в ваттах, производимом путем умножения показаний измерителей тока и напряжения. Каждое из них регистрируется отдельным модулем, входящим в состав прибора, а затем полученные величины обрабатываются в АЦП и перемножаются в соответствующем виде.

Представление информации в цифровой форме упрощает все вычислительные операции и позволяет выводить итоги на экран дисплея.

Микроконтроллер, встроенный в портативный счетчик, управляет работой всех частей электронной схемы и обеспечивает выполнение следующих операций:

• измерение величины, расходуемой в единицу времени мощности (в киловаттах);
• вычисление и вывод на индикатор показателя действующего напряжения в сети (в Вольтах);
• индикацию тока в линии нагрузки (в Амперах);
• учет времени непрерывной работы потребителя.

В некоторых «продвинутых» моделях ваттметров предусмотрена приблизительная оценка стоимости электрической энергии, потребленной за определенный временной промежуток. Ее значение также выводится на экран встроенного дисплея.

Внешний вид и характеристики ваттметров

Кнопка P предназначена для установки режимов работы прибора

Внешне прибор для измерения расхода электричества напоминает компактный переходник в розетку, на лицевой панели которого имеется поле с наборными кнопками и электронный дисплей. Для приведения его в рабочее состояние достаточно воткнуть прибор в розетку и выставить текущее время. По завершении этих операций ваттметр переходит в режим автоматического учета потребления электрической энергии.

Технические характеристики электронного прибора можно представить в следующем виде:

• Напряжение питания – 190-270 Вольт.
• Максимальная мощность в нагрузке 3,6 кВт.
• Потребляемый ток – до 16-ти Ампер.
• Дискретность показаний по мощности – 0,1 Ватта.
• Точность измерения (погрешность снятия показаний) – 1 %.
• Максимальная величина учитываемой прибором энергии – до 10000 кВт/час.

Потребление электроэнергии на собственные нужды не превышает 0,5 Ватта, а температурный диапазон, в котором прибор работает удовлетворительно – от плюс 5 до 40 градусов по Цельсию.

Плюсы и минусы измерителей потребления энергии

Измеритель энергии прост в обращении

К достоинствам электронных устройств типа «розетки счетчики электроэнергии» можно отнести:

• доступность для любого пользователя;
• возможность оценить каждый имеющийся в доме бытовой прибор по его энергоемкости;
• простота обращения.

Кроме того, по выводимым на индикатор показаниям пользователь получает полное представление о параметрах действующей электросети.

На основе считанных с электронного табло данных удается оценить затраты на электричество за фиксированный промежуток времени.

• наличие ограничения по максимальной нагрузке (не более 3,6 кВт);
• невозможность применения адаптера в неотапливаемых помещениях.

Большинство образцов электроприборов, подключаемых к домашней сети, укладываются в максимальный показатель по мощности.

Способы применения счетчика электроэнергии и особенности эксплуатации

Мини-устройства отразят работу каждой розетки в отдельности

Согласно инструкции по применению компактного электросчетчика, обращение с ним сводится к следующим простейшим операциям:

1. Измеритель вставляется в розетку.
2. К сети через него подключается тестируемый прибор.
3. После сброса начальных настроек на экране появится учитываемая счетчиком информация.

В процессе эксплуатации цифрового прибора необходимо внимательно следить за исправностью розетки, от качества соединений которой зависит работоспособность счетчика электроэнергии.

После пропадания электричества в сети изделие придется переустанавливать вновь, поскольку счет показаний прервется. В некоторых моделях эти значения сохраняются во внутренней памяти устройства. При желании их можно будет вызвать на индикатор набором на кнопочном поле соответствующей комбинации (смотрите инструкцию).

«Умная» розетка

Электронная розетка с таймером

Первые образцы так называемых «умных» или смарт розеток появились у хозяев личных загородных хозяйств, вынужденных контролировать состояние задействованного в доме оборудования. Современные умные измерители, основной функцией которых является учет расхода электричества, позволяют:

• Программировать время включения и выключения бытовых приборов.
• Автоматически запускать важные процессы еще до возвращения хозяина с работы, экономя на расходе электроэнергии.
• Отключать оставленные по недосмотру включенными приборы, а также защищать дом от проникновения посторонних лиц.

Эти устройства используются в тех областях, где востребована защита от забывчивости и принятие необходимых мер в отсутствие хозяина. Для этого в них предусмотрена опция, позволяющая управлять домашним оборудованием через смартфон с установленным на нем специальным приложением.

Еще один вариант удаленного управления предполагает отправку коротких СМС сообщений на определенный номер. После посылки соответствующей команды автоматически включаются музыкальный центр или подобная ему техника, создающая впечатление присутствия в доме хозяина. Современные модели бытовых ваттметров представляют собой дальнейшее развитие принципа умной розетки, поскольку обладают всеми ее признаками.

Современные интеллектуальные ваттметры

Розетка с встроенным ваттметром

В состав современных интеллектуальных ваттметров, устанавливаемых в розетку, входит электронный модуль, обеспечивающий надежную связь с владельцем дома посредством Интернета. Управление осуществляется на расстоянии через мобильный смартфон или другой девайс. За счет этого функционал умных ваттметров существенно расширился. С их помощью удается дистанционно отключать работающее в доме оборудование при возникновении нештатных или аварийных ситуаций.

Такие приборы широко применяются в исследовательских лабораториях, занимающихся усовершенствованием принципов энергосбережения.

В качестве примера интеллектуальной розетки-ваттметра к рассмотрению предлагается модель TP-Link HS110, пользующаяся большой популярностью у потребителя. Ее работа характеризуется следующим образом:

• управление и снятие показаний по потребленной мощности возможно на расстоянии;
• предусмотрена дистанционная коммутация домашних потребителей электроэнергии;
• удаленный мониторинг энергопотребления позволяет пользователю выбрать оптимальный режим работы отопления, а также поможет выставить нужный уровень потребляемой мощности.

Несмотря на все достоинства умных измерителей энергии, включаемых в розетку, у них имеются и определенные недостатки: высокая стоимость интеллектуальных изделий и зависимость их функциональности от надежности действующего канала связи.