Сергей Шмаков - Профессиональные советы домашнему электрику

Примечание.

Получается, фактически, цифровой аналог индукционных (механический) счетчиков, рассмотренных выше.

Блок-схема простого электронного счетчика электроэнергии представлена на рис. 10.5.

Рис. 10.5. Блок-схема простого электронного однофазного счетчика электроэнергии

Сигналы поступают через соответствующие трансформаторные датчики на входы микросхемы-преобразователя. С ее выхода снимается частотный сигнал, поступающий на вход микроконтроллера. Микроконтроллер складывает количество пришедших импульсов, преобразовывая его для получения количества энергии в Вт∙ч.

По мере накопления каждой единицы, значение накопленной энергии выводится на монитор и записывается во FLASH-память. Если происходит сбой, исчезновение напряжения сети, информация о накопленной энергии сохраняется в памяти.

После восстановления напряжения эта информация считывается микроконтроллером и выводится на индикатор, счет продолжается с этой величины. Этот алгоритм потребовал менее 1 Кб памяти микроконтроллера. В качестве дисплея может использоваться простейший 6-…8-разрядный 7-сегментный ЖКИ, управляемый контроллером.

В случае реализации многотарифного электросчетчика , устройство должно обеспечивать обмен информацией с внешним миром по последовательному интерфейсу. Интерфейс может использоваться для задания тарифов, включения и установки таймера времени, получения информации о накопленных значениях электроэнергии и так далее. Блок-схема многотарифного электронного электросчетчика, реализованного на микроконтроллере фирмы Motorola, представлена на рис. 10.6.

Рис 10.6. Блок-схема многотарифного электронного однофазного электросчетчика

Рассмотрим алгоритм работы многотарифного электросчетчика. Память энергонезависимого ОЗУ разбита на 13 банков, в каждом хранится информация о накопленной электроэнергии по четырем тарифам: общем, льготном, пиковом, штрафном.

В первом банке учет производятся с момента начала эксплуатации электросчетчика, следующие 12 банков соответствуют накоплениям за 11 предыдущих и за текущий месяцы. Учет за текущий месяц записываются в соответствующий банк, таким образом, имеется возможность узнать, сколько было накоплено энергии за любой из 11 последних месяцев. Перед началом работы счетчика на заводе-изготовителе обнуляют содержимое банков памяти, и накопление начинается с нулевых значений.

Смена тарифов осуществляется по временным условиям: для каждого дня недели свое тарифное расписание, то есть времена начала основного и льготного тарифов — для пикового тарифа. Шестнадцать произвольных дней в году могут быть определены как праздничные, в эти дни работает тарифное расписание как для воскресенья.

В электросчетчике может быть установлен режим ограничения по количеству израсходованной за месяц энергии и по мощности. В тех режимах счетчик фиксирует количество электроэнергии, израсходованной выше лимита. При превышении установленного лимита электроэнергии производится или переход на накопление по штрафному тарифу, или отключение пользователя от энергосети. Штрафной тариф может быть установлен принудительно (по интерфейсу связи) в случае, например, задолженности.

При включении счетчика в сеть (например, после очередного пропадания напряжения в сети) фиксируется время и дата момента для возможности контроля. Также предусмотрена запись даты несанкционированного снятия крышки счетчика.

Через особый разъем к счетчику можно подключить ридер для считывания информации с индивидуальной электронной карточки об объеме энергии, оплаченном потребителем. При исчерпании лимита счетчик может отключить потребителя от электросети.

Электросчетчик трехфазный электронный многотарифный имеет встроенный цифровой интерфейс, встроенный тарификатор.

Обеспечивает счетчик учет активной и реактивной электроэнергии в одно или многотарифном режимах суммарно по всем фазам или может осуществлять учет активной энергии по каждой фазе отдельно.

На жидко-кристаллическом дисплее индицируются:

♦ значения активной и реактивной электрической энергии;

♦ измерение мгновенных значений активной, реактивной и полной мощности по каждой фазе и по сумме фаз;

♦ измерение по каждой фазе — тока, напряжения, частоты, cos φ , углов между фазными напряжениями.

Такой электросчетчик поддерживает передачу данных измерений по силовой сети, по интерфейсам — CAN, RS-485. Может передаваться вся доступная информация. Имеется возможность программировать счетчик в режим суммирования фаз «по модулю» для предотвращения хищения электроэнергии при нарушении фазировки подключения, имеется возможность корректировать внутренние часы электросчетчика.

Такой счетчик предназначен для эксплуатации в электроустановках административных, жилых и общественных зданий, производственных помещений, коттеджей, дач, магазинов, гаражных кооперативов и т. п. при снабжении потребителей электроэнергии от трехфазной электросети.

По способу установки счетчики можно разделить на классические, крепящиеся с помощью трех винтов, и счетчики, предназначенные для крепления на DIN-рейку (рис. 10.7). Такое крепление сейчас получает большее признание из-за удобства монтажа счетчиков и меньших габаритов.

Рис. 10.7. Варианты крепления электросчетчиков:

а— крепление на три шурупа; б— крепление на DIN-рейку

Место для размещения электросчетчика следует выбирать с особой тщательностью, ведь условия окружающей среды могут повлиять на точность показаний. В самом общем виде требования к месту для размещения электросчетчика таковы: помещение должно быть отапливаемое, но температура не выше 40 °C, сухое, без агрессивных примесей в воздухе. Электросчетчик может быть установлен и в неотапливаемом помещении. Допускается размещение в шкафах наружной установки. Но в этом случае придется побеспокоиться об утеплении счетчика.

Крепление электросчетчика должно быть выполнено таким образом, чтобы его возможно было демонтировать с лицевой стороны панели (помним принцип максимального удобства для проведения различных работ).

В некоторых случаях необходима установка трансформаторов тока: если сила тока, проходящего через счетчик, выше максимально допустимого значения для данного прибора. Если производится установка трансформаторов тока, то показания счетчика должны умножаться на коэффициент трансформации (к примеру, установка трансформатора тока 100/5 А означает, что коэффициент трансформации равен 20 и показания счетчика нужно будет умножать на 20).