Buderus-trade.ru

Теплотехника Будерус
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Индукционные и электронные счетчики — что лучше

Индукционные и электронные счетчики — что лучше?

На сегодняшний день в России продолжают функционировать порядка 50 миллионов индукционных счетчиков. Везде и всегда ли надо устанавливать электронные счетчики взамен индукционных? Однако, правильно ли столь тотальное увлечение электронными приборами. Оправданы ли расходы по замене счетчиков в сельском хозяйстве, при работе с фиксированными нагрузками? Достаточно ли качество электронных счетчиков для того, чтобы служить надёжно и долго?

СССР славился невысокими ценами на энергоресурсы. Причины этого — природное богатство страны, а коммунальные услуги являлись практически социальной сферой, при невысоком уровне жизни. Экономия энергоресурсов не имела смысла и соответственно в этом плане не была развита и отрасль их учёта. Безмерное потребление воды, перерасход электричества слабо отражались на кармане населения и предприятий.

Приборы учёта производились соответствующего уровня. Класс точности — 2,5. Заводы-производители не торопились с переходом на более совершенные модели, хотя индукционные счетчики с классом точности 2,0 были разработаны еще в 60-70-х годах, а в 1968 году было принято первое постановление о двухтарифном учете. В 70-е годы в Европе создаются первые электронные счетчики. Предпосылкой для развития данного вида счетчиков было не только развитие электроники, но и необходимость реализации более сложных функций, чем простой накопительный учёт электроэнергии в связи с ростом стоимости энергоносителей.

Внедрение многотарифного учёта, технологий АСКУЭ (Автоматизированные системы коммерческого учета электроэнергии), призванных прийти на смену элементарному списыванию показаний вручную, переход на более высокий класс точности приборов — вот основные преимущества электронных счетчиков. А с интеграцией в схему электронных счетчиков микропроцессора, набор реализуемых функций расширился. Таким образом, изначально развитие электронных счетчиков на Западе основывалось на расширении функциональных возможностей прежних индукционных счетчиков.

В России эти процессы начали активно развиваться лишь в 90-х годах. Они стимулировались подорожанием электроэнергии, появлением зависимости цены на электроэнергию от временных зон (суточных, недельных, сезонных), реструктуризацией и приватизацией электроэнергетики с появлением массы собственников, для которых учет стал основным средством снижения издержек и повышения доходности электроэнергетического бизнеса.

Первый электронный счетчик был запущен в серийное производство в начале 90-х годов. 1 января 1996 года вступил в силу новый ГОСТ 6570-96 "Об энергосбережении". Он предписывал запрещение поверки счетчиков класса 2,5 и оснащение ЖКХ современными счетчиками класса 2,0 с высокой перегрузочной способностью (30А и более). Причем изначально вторая часть этой формулировки оставалась ключевой, так как на рынок хлынул поток мощной импортной бытовой техники, которая требовала максимальный ток нагрузки не менее 30 А.

Старый парк счетчиков был рассчитан на значительно меньшие нагрузки, индукционные счетчики класса 2,5 составляли более 90% всего парка приборов учёта. Рубить с плеча не стали — было решено запретить выпуск и сертификацию счетчиков электрической энергии класса точности 2,5 с 1 июля 1997 года. Приказ РАО "ЕЭС России" от 07.08.2000 г. так же предписывает оснащение ЖКХ современными счетчиками класса 2,0 с высокой перегрузочной способностью (более 30 А). Устаревшие модели могут служить лишь до истечения своего межповерочного интервала и, следовательно, подлежат замене.

В сложившихся условиях заводы-производители принялись обновлять линейку своей продукции, осваивая производство электронных счетчиков и модернизируя индукционные до класса точности 2,0. Ресурс повышения класса точности индукционных счетчиков (выше 2,0) был практически исчерпан и возможен лишь с использованием высокоточного оборудования и прецизионной регулировки, что делает его стоимость неоправданно высокой.

На первых порах отечественные разработчики электронных счетчиков использовали микросхемы малой степени интеграции или микросхемы собственной разработки, что и определяло невысокий уровень надежности электронных счетчиков и их достаточно высокую цену. Ситуация изменилась с появлением серийно производимых микросхем для счетчиков электроэнергии компании Analog Devices (а теперь уже и других фирм). Кажущаяся простота технологического процесса привлекла на этот рынок большое количество компаний. Они сумели создать спрос на электронную продукцию, постоянно понижая в конкурентной борьбе стоимость и тем самым, делая электронные счетчики все привлекательней для потребителя. Изготовители электронных счетчиков провели массированную рекламную кампанию новой продукции. Тем временем и плановая замена счетчиков продолжала набирать обороты. И в некоторых регионах (например, в Самарской, Читинской, Астраханской областях) вводятся запреты на установку индукционных счетчиков (даже новых класса точности 2,0). В Астраханской области для отмены этого решения вынуждена была вмешаться прокуратура.

Даже сегодня рынок электронных счетчиков экономически доступен для выхода на рынок. Дешевая комплектация из азиатского региона (далеко не всегда достойного качества, а порой компоненты, которые в принципе не должны использоваться в счетчиках) позволила совершить еще один виток снижения цен на электронные счетчики.

Пока себестоимость электронных счетчиков не сравнялась с индукционными, но постоянно стремится к этому и, к сожалению, все больше в ущерб качеству. Ресурс уменьшения цены далеко не исчерпан. Уменьшение массогабаритных параметров уже сдерживается необходимостью сохранения старых присоединительных размеров. Создается обманчивое впечатление в неизбежности ухода индукционных счетчиков.

Читайте так же:
Бесплатный счетчик статистики для сайта

Недостатки и преимущества
Безусловно, преимущества электронных счетчиков, перечисленные ниже, неоспоримы:
1. высокий класс точности (0,2S, 0,5S);
2. сохранение высокого класса точности в условиях низких и быстропеременных нагрузок;
3. многотарифность — возможность работы по различным тарифам;
4. возможность учета разных видов энергии одним прибором;
5. возможность измерений показателей количества и качества энергии и мощности;
6. возможность длительного хранения данных учета и доступа к ним;
7. возможность фиксации несанкционированного доступа и случаев хищения электроэнергии;
8. возможность дистанционного съема показателей по различным цифровым интерфейсам;
9. возможность расчета потерь;
10. возможность создания современных АСКУЭ;
11. возможность учета одним прибором разных видов энергии в двух направлениях.

Есть декларируемые преимущества, но не бесспорные:
1. Защищенность от традиционных методов хищения электроэнергии. Появляются все новые и новые методы, которые применяются только к электронным счетчикам (воздействие постоянным или переменным магнитным полем на отчетное устройство или катушку Роговского, электрошокер и т. д.);
2. Большой срок межповерочного интервала (МПИ), до 16 лет.

Но это плод лишь ускоренных испытаний, а то и просто теоретических расчётов. Ни один электронный счетчик российского производства в реальных условиях не отработал столько. На Западе с введением в схему автоматической подстройки опорного напряжения и компонентов со стабильными характеристиками удалось добиться для электронных счетчиков МПИ = 12 годам. Причём, это реальные годы. При более внимательном рассмотрении комплектации, используемой в большинстве отечественных электронных счетчиках, выясняется, что либо используется комплектация, стабильность параметров которой производитель не нормирует, либо низкостоимостная комплектация, не гарантирующая сохранение класса точности в течение 6 лет.

Есть и недостатки:
1. практически беззащитны от коммутационных и грозовых перепадов напряжения;
2. более высокая цена;
3. отсутствие сервисных центров.

Но везде ли эти преимущества так важны? И так ли критичны эти недостатки.
1. Высокий класс точности, безусловно, нужен в точках учета, где проходят огромные количества энергии. И стоимость этих счетчиков (Кл.0,2; 0,5) на порядок выше. А в бытовом секторе класса 2,0 вполне достаточно!
2. Сохранение высокого класса точности в условиях быстропеременных нагрузок конечно важно, но где такие нагрузки? Многоквартирный дом? Квартира? Лифтовое хозяйство? Гараж? Дача? Промышленное предприятие? Скорее только последнее.
3. Многотарифность — безусловное преимущество электронного счетчика, энергетики в бытовом секторе практически игнорируют. Плановая замена счетчиков в 99% случаев проводиться на однотарифные. Счетчик, если хочет сэкономить, покупает хозяин квартиры. И хорошо если он окупиться через год или два и при этом не откажет. В промышленности — конечно, объем потребления электроэнергии велик и многотарифность реально позволяет как-то выравнивать нагрузку. Но там другой класс счетчиков.
4. Возможность учета двух видов энергии в бытовом секторе на сегодня вообще не актуальна.

Нет смысла перебирать все преимущества электронных счетчиков и их недостатки, понятно, что преимущество электронных счетчиков — это недостатки индукционных счетчиков:
1. низкий класс точности (2,0);
2. рост погрешности при снижении нагрузки;
3. нарушение метрологических характеристик при быстропеременной нагрузке;
4. нарушение метрологических характеристик при несинусоидальном токе;
5. слабая защита от традиционных методов хищения электроэнергии;
6. ограниченные возможности дистанционного съема данных;
7. повышенное собственное потребление по цепям тока и напряжения;
8. необходимость использования в точке учета нескольких счетчиков по видам энергии.

Они актуальны при больших нагрузках, в ответственных точках учета в местах, где необходимо контролировать мощность, качество электроэнергии и т. д. и где более высокая стоимость счетчика, безусловно оправдана и есть возможность дистанционно контролировать его работоспособность.

А вот отказ счетчика. Электронный счетчик, как правило, отказывает не на входном контроле, а в процессе эксплуатации, в отличие от индукционного. А это уже потери другого уровня, которые порой намного превышают стоимость счетчика.

УЧИТЬСЯ НА ЧУЖИХ ОШИБКАХ
В начале девяностых годов зарубежных производителей измерительной продукции захлестнула примерно такая же эйфория, которую сейчас переживает Россия. Так, например, в Англии доля электронных счетчиков электроэнергии достигла 95%, однако на сегодняшний день эта цифра уменьшилась до 65%. Из "высокооплачиваемой" Европы заводы по производству индукционных счетчиков перенесены в развивающиеся страны и производят миллионы счетчиков, находящих свою нишу и выполняющих свою функцию. Энергосистемы России ("Красноярскэнерго", "Тат-энерго", "Брянскэнерго") стабильно закупают индукционные счетчики, так же как и электронные, отдавая предпочтение их надежности и учитывая плохое качество сетей, особенно в сельской местности. Ведь ресурс индукционного счетчика — десятки лет и даже через 50 лет некоторые образцы укладываются в заданный класс точности.

Противостояние индукционных и электронных счетчиков — это скорее противостояние между заводами-производителями. Они предназначены для разных секторов рынка. Рано отправлять в архив индукционные счетчики. Как и не стоит недооценивать электронные. Прежде всего, надо решить, есть ли возможность и необходимость воспользоваться всеми преимуществами счетчиков и не обращать внимание на их недостатки? Выбор счетчика — это результат взвешенного решения, анализа каждой отдельной ситуации.

Читайте так же:
Final fantasy 8 счетчик боя

Индукционные и электронные электросчетчики: преимущества и недостатки

индукционные и электронные электросчетчики

индукционные и электронные электросчетчики

Бурное внедрение электронных технологий в последние два десятилетия обусловило массовый выпуск и внедрение новых статических приборов учета электрической энергии. Они пришли на смену старым индукционным счетчикам.

Владельцы квартир обсуждают оба типа конструкции с точки зрения потребителя, высказывают противоречивые мнения, сравнивая удобство пользования и точность измерения.

Принцип работы устройств электросчетчиков

В алгоритм каждой схемы заложено измерение за рабочий отрезок времени составляющих потребляемой электрической мощности тока и напряжения с последующим преобразованием алгоритмами вычислений в наглядную информацию. Для этого встроены трансформаторы тока и напряжения.

алгоритм работы электросчетчика

алгоритм работы электросчетчика

У индукционных конструкций вторичные величины векторов создают электромагнитное поле, энергия которого раскручивает (пропорционально мощности потребления) алюминиевый диск, управляющий работой механического счетчика.

На электронных моделях применяется оцифровка вторичных величин за очень короткие промежутки времени с передачей результатов логической схеме и вычислительному устройству, работающих на микропроцессорном оборудовании. Результаты вычислений выводятся на дисплей, могут передаваться средствами удаленного доступа.

Рекомендуем ознакомиться со следующими похожими статьями по электрическим счетчикам:

Отличия конструкций электросчетчиков

Точность старых приборов учета при правильном подключении в схему зависит от:

  • погрешностей установки по вертикали;
  • надежности закрепления;
  • отсутствия вибраций и механических воздействий на корпус;
  • поддержания в чистоте механической системы, состояния вращающихся деталей;
  • отсутствия дополнительных магнитных и электрических полей.

Электронные конструкции не имеют движущихся и вращающихся деталей. Они менее восприимчивы к механическим нагрузкам.

Отличия конструкций электросчетчиков

Отличия конструкций электросчетчиков

Электросчетчики с защитой от хищения электроэнергии

воровство электроэнергии

воровство электроэнергии

Этот больной вопрос очень остро стоит в нашей стране. Электричество, как и все остальное, воруют.
Старые приборы позволяют злоумышленникам:

  • применять мощные магниты для уменьшения величины электромагнитного поля, вращающего индукционный механизм;
  • нарушать герметичность корпуса с целью торможения алюминиевого диска всевозможными способами;
  • отклонять положение корпуса от первоначальной установки;
  • сдвигать фазу тока подключением к схеме фазосдвигающих трансформаторов с отводом значительной доли нагрузки на контур заземления (часто на трубопроводы отопления или водоснабжения, что травмоопасно);
  • изменять схему подключения по различным вариантам;
  • подключать преобразователи-генераторы, вырабатывающие импульсы тока, встречно направленные основной нагрузке для изменения показаний;
  • использовать некоторые другие методы.

В новых счетчиках конструкторы учли ошибки старых разработок:

  • 1. Вращающихся и двигающихся деталей нет. Прибор можно ориентировать как угодно. В любом положении он будет надежно работать, а нарушать герметичность корпуса не имеет смысла;
  • 2. Для противодействия полей сильных неодимовых магнитов во многие модели введена защита. Ее срабатывание устранит только специалист. А факт причинения вреда прибору придется объяснять и компенсировать владельцу квартиры через суд;
  • 3. В алгоритм схемы включена постоянная проверка токов утечки. Она работает по принципу УЗО: сравнивает вектора токов, входящих по фазному проводу и выходящих по нулевому. При дисбалансе величин электроснабжение квартиры автоматически отключается. Такая защитная функция повышает безопасность электроснабжения, но предоставляет очередной барьер для воров.
  • 4. Класс точности электронных приборов намного выше, чем у индукционных.

Предприятия энергонадзора широко внедряют электронные ограничители мощности, которые успешно решают фискальные задачи. Появляются конструкции, позволяющие использовать их функции в качестве приборов учета.
Ими удобно отслеживать по цепям удаленного доступа состояние электрической сети и записывать текущие показатели мощности потребления каждого абонента. Все данные сохраняются в памяти компьютеров.

Злоумышленникам сложно будет доказывать в суде свою невиновность в ответ на предъявленные органами энергонадзора записи показаний мощности, которые первоначально были большими, а потом резко снизились. Придется платить штраф за очень большой величины.
Электромонтеры энергонадзора за каждый обнаруженный факт воровства электричества получают огромную премию. Договориться с ними о скрытии выявленных нарушений не получится. У них в арсенале есть самые новые приборы, позволяющие выявлять хищения.

Если лет десять назад найти несанкционированное подключение мог только довольно опытный специалист на основе своих знаний, то теперь прибор обнаружения скрытой проводки надежно работает в каждой бригаде. Используют его при малейшем подозрении на воровство.

современные электросчетчики

современные электросчетчики

Для обычного потребителя снимать показания с электронного счетчика удобнее. А знание того, что воровать безнаказанно электроэнергию довольно проблематично останавливает многих злоумышленников от недостойных поступков. Страх разоблачения сберегает им нервы, а часто и здоровье.

Современные индукционные счетчики

Производство для энергетики Арсений ЕФРЕМОВ 4355

Начнем с главного – класса точности. Ведь объективно это единственный показатель, в котором электронные аналоги имеют безоговорочное преимущество. 2.0‑2.5 против 1.0 у электроники (с возможностью прецизионной настройки вплоть до десятых долей процента погрешности). Однако на мировом рынке индукционные электросчетчики с классом точности 1.0 уже заняли свою нишу! Например, в благополучной и технически развитой Германии имеют место обратные процессы перехода с электроники на индукционные приборы. Немецкий концерн RWE в ногу со временем в начале века перешел на электронные приборы учета. Однако в 2004 году вновь вернулся к индукционным счетчикам с магнитным подвесом. Они полностью удовлетворяли компанию по всем параметрам. Вдохновленные подобными примерами, ведущие производители стараются привести индукционные счетчики в класс точности 1.0, и непонятно, почему российские предприятия пока не освоили современные индукционные образцы.

Читайте так же:
Hp laserjet 1536 счетчик

Каков секрет настройки индукционных счетчиков в класс электронных? Это не сложные и многократные дорогостоящие операции по получению нужной погрешности – все значительно проще. Не секрет, что одна из основных составляющих погрешности индукционного прибора – это сила трения опоры оси вращения диска, неизбежно возникающая при контакте оси с точкой опоры. Минимизировать силу трения и повысить точность счетчика можно использованием специальных материалов, уменьшением поверхности соприкосновения деталей, либо магнитным подвесом. Организовать при помощи магнитов систему взаимодействия оси и опоры таким образом, чтобы исключить соприкосновение деталей, а значит, исключить и силу трения из подсчета погрешности. Именно такой способ (вкупе с рядом других новаций, о них ниже) позволяет настроить индукционный счетчик в класс точности 1.0.

Рассмотрим магнитный подвес подробнее. Сам вращающийся диск сделан как одно целое с осью, имеющей червячную передачу, не требующую никакой смазки, и покрыт специальным защитным слоем. Использование современных материалов (таких, как феррит стронция) и защитного покрытия (например, полиамиды) исключает коррозию и другие неприятные явления и делает счетчик настолько долговечным, что некоторые образцы бесперебойно работают несколько десятилетий. Но уникальность технологии в самой системе подвеса. Верхняя опора оси – вставка из твердосплавного материала. Здесь трение невелико, так как не отягощено силой реакции опоры. А вот нижняя опора использует эффект магнитного отталкивания одноименных полюсов постоянного магнита. Таким образом, ось диска вращается без трения, обеспечивая стабильную и надежную работу на протяжении всего времени работы счетчиками. Кажется, что всё достаточно просто. Но на самом деле это не так. К примеру, под воздействием температуры расстояние между двумя полюсами магнита может измениться, соответственно увеличится и погрешность. Для борьбы с этим явлением используется температурное компенсирующее устройство, способное строго сохранять заданное изначально расстояние. Эта технология позволяет добиваться от индукционных счетчиков класса точности 1.0.

Сравнявшись с электронным счетчиком по классу точности, индукционный прибор имеет другой недостаток – ограниченные возможности по построению систем АИИС КУЭ, за которыми многие видят завтрашний день энергетики. Однако и здесь индукционные приборы имеют свои козыри. Козырь первый – широкая распространенность. Миллионы индукционных счетчиков работают во всем мире. И дело не ограничивается странами СНГ, точно такие же программы, как и у нас (по замене устаревших приборов) действуют, к примеру, в Италии.
В зарубежных странах, помимо плановой замены отслуживших свой век электросчетчиков, также преследуется цель введения автоматизированного учета АИИС КУЭ. И именно поэтому делается акцент на электронные приборы, которые намного технологичнее вписываются в такие схемы. Хорошо, если бы в России мы шли в ногу со временем и ставили перед собой аналогичные задачи. Увы, наша страна не может похвастаться даже простым наличием поквартирного учета электроэнергии. Даже в столичных городах есть тысячи домохозяйств, которые вообще не используют счетчики электроэнергии. Прекрасно, что мы заботимся об автоматизации учета, но как можно автоматизировать то, чего нет? Да и сами по себе системы АИИС КУЭ скорее предназначены для промышленного сектора. Во всей России не отыщется и 100 жилых домов, оснащенных АИИС КУЭ! Тогда к чему устанавливать в квартиры электронные приборы, самые значимые функции которых даже не пригодятся потребителю? А ведь он за них платит из собственного кармана.

Но даже АИИС КУЭ вполне возможно создать на базе индукционных приборов. Подобный опыт имеет одна из бывших союзных республик – Киргизия. Обладая огромным парком индукционных счетчиков, киргизские энергетики сталкивались с массовыми хищениями электроэнергии, с невозможностью контроля точек потребления и фиксации показаний счетчика, с желанием перейти на двухтарифный учет. Установить электронные счетчики – решение в свете последних веяний напрашивается само собой. Однако заменить такое количество счетчиков – это большая нагрузка на бюджет. Выход подсказали в Национальной академии наук Кыргызстана. Ученые разработали автоматизированную систему учета электроэнергии, основывающуюся на индукционных приборах учета! Достигается это посредством установки на счетчик дополнительного адаптера, который фиксирует вращение диска. При этом получился многотарифный прибор – несложный адаптер в состоянии различать дневной и ночной тарифы. Адаптер имеет беспроводной интерфейс, по которому контроллеры могут получать информацию без непосредственного доступа к самому счетчику. Плюс обмануть такую систему стало намного сложнее. Но самое интересное, что монтаж такой схемы АИИС КУЭ обошелся в 5‑6 раз дешевле (по словам энергетиков), чем закупка и монтаж электронных счетчиков. В ближайшее время в качестве эксперимента система начнет функционировать в одном из домов столицы. Получается, что и системы АИИС КУЭ можно монтировать с участием индукционных приборов без больших финансовых вливаний. А как повысится надежность и отказоустойчивость, если провести такой эксперимент не на устаревшем оборудовании, а на индукционных счетчиках, о которых мы сегодня рассказываем?

Читайте так же:
Счетчик чернил epson r290

Низкая цена, долговечность, ремонтопригодность, долгосрочная стабильность метрологических параметров, широкий диапазон перегрузочной способности (до 1000%), а теперь еще и высокий класс точности, а также использование в построении АИИС КУЭ – вот признаки современного индукционного счетчика. Привычным стал для всех стопорный механизм и механизм, позволяющий учитывать обратный поток энергии как прямой. Все эти технологии живут и процветают за рубежом. В Аргентине, Иране, Китае строятся новые заводы по производству индукционных счетчиков. И это в то время, когда в России производители электронных приборов учета старательно лоббируют свои интересы, сравнивая свои последние разработки с индукционными электросчетчиками разработки 70‑х годов, пренебрегая международным опытом. Однако, хоть и доля рынка индукционных счетчиков уменьшается, сам рынок индукции в количественном отношении остается стабильным. Количество продаваемых индукционных электросчетчиков не увеличивается, но и не уменьшается. Можно с уверенностью полагать, что и российские производители приборов учета в ближайшее время освоят действительно современные образцы электромеханических счетчиков. А затем уже сами энергосистемы и потребители поймут, что похороны индукционных приборов учета оказались преждевременными.

История электросчетчика

Изобретение трасформаторов
Во времена, когда только началось распределение электрической энергии, было еще неясно, какие системы окажутся эффективней: системы постоянного или переменного тока. Однако вскоре выявился один важный недостаток систем постоянного тока – напряжение нельзя было изменить, а, следовательно, было невозможно создавать более крупные системы.

В 1884 году француз Люсьен Голар (1850-1888) и англичанин Джон Диксон Гиббс изобрели «вторичный генератор», предшественник современного трансформатора. На практике трансформатор разработали и получили патент для компании «Ганц» (Ganz) в 1885 году трое венгерских инженеров – Карой Циперновский, Отто Титуц Блати и Микса Дери. В том же году Вестингхаус купил патент Голара и Гибсона, а Вильям Стэнли (1858-1916) усовершенствовал дизайн. Джордж Вестингхаус (1846-1914) также приобрел патенты Николя Теслы на использование переменного тока. Благодаря этому появилась возможность применения электрических систем переменного тока. Начиная с 20-го столетия, они постепенно сменили системы постоянного тока.

Для учета электроэнергии потребовалось решить новую задачу — измерение электроэнергии переменного тока.

Мотор Феррариса, 1985 г.

Индукционные счетчики
В 1885 году итальянец Галилео Феррарис (1847-1897) сделал важное открытие, что два не совпадающих по фазе поля переменного тока могут заставить вращаться сплошной ротор, такой как диск или цилиндр. В 1888 году независимо от него американец хорватского происхождения Николя Тесла (1857-1943) тоже обнаружил вращающееся электрическое поле.

Шелленбергер также, случайно, открыл эффект вращающихся полей в 1888 году и разработал счётчик количества электричества для переменного тока. Противодействующий момент создавался винтовым механизмом. В таком счетчике отсутствовал элемент напряжения, чтобы учесть коэффициент мощности, поэтому он не подходил для работы с электродвигателями.

Эти открытия послужили основой для создания индукционных двигателей и открыли путь индукционным счетчикам.

Индукционный счетчик Блати, 1889 г.

В 1889 году венгр Отто Титуц Блати (1860-1939), работая на завод «Ганц» (Ganz) в г. Будапешт, Венгрия, запатентовал свой «Электрический счётчик для переменных токов» (патент Германии № 52.793, патент США № 423.210).

Как описывается в патенте, «Этот счетчик, по существу, состоит из металлического вращающегося тела, такого как диск или цилиндр, на который действуют два магнитных поля, сдвинутые по фазе друг относительно друга. Это смещение фаз является результатом того, что одно поле создается главным током, в то время как другое поле образуется за счет катушки с большой самоиндукцией, шунтирующей те точки цепи, между которыми измеряется потребляемая энергия. Однако магнитные поля не пересекаются в теле вращения, как в хорошо известном механизме Феррариса, а проходят сквозь разные его части, независимо друг от друга».

С таким устройством Блати удалось достичь внутреннего смещения фаз почти ровно на 90°, поэтому счетчик отображал ватт-чаты более или менее корректно. В счетчике использовался тормозной электромагнит для обеспечения широкого диапазона измерений, а также был предусмотрен циклометрический регистр. В том же году компания «Ganz» приступила к производству. Первые счетчики крепились на деревянной основе, делая 240 оборотов в минуту, и весили 23 кг. К 1914 году вес снизился до 2,6 кг.

Интеграционный ваттметр Шелленбергера, 1894 г.

В 1894 году Оливер Блэкбурн Шелленбергер (1860-1898) разработал счетчик ватт-часов индукционного типа для компании «Вестингхаус» (Westinghouse). В нем катушки тока и напряжения располагались на противоположных сторонах диска, и два постоянных магнита замедляли движение этого диска. Этот счетчик тоже был большим и тяжелым, весом в 41 фунт. У него был барабанный счетный механизм.

В 1899 году Людвиг Гутманн, работая на фирму «Сангамо» (Sangamo), разработал счётчик ватт-часов активной энергии переменного тока типа «A». Ротор состоял из цилиндра со спиральной прорезью, расположенного в полях катушек напряжения и тока. Диск, прикрепленный ко дну цилиндра, использовался для торможения с помощью постоянного магнита. Регулировка коэффициента мощности не была предусмотрена.

Читайте так же:
Установка бесплатных счетчиков для ветеранов вов

Счетчик Блати в 1914 г.

Дальнейшие усовершенствования
В последующие годы было достигнуто много усовершенствований: уменьшение веса и габаритов, расширение диапазона нагрузки, компенсация изменения коэффициента нагрузки, напряжения и температуры, устранение трения путем замены подпятников шарикоподшипниками, а затем двойными камнями и магнитными подшипниками, а также продление срока стабильной работы за счет улучшения качественных характеристик тормозных электромагнитов и удаления масла из опоры и счетного механизма. К очередному столетию, были разработаны трехфазные индукционные счетчики, использующие две или три системы измерения, установленные на одном, двух или трех дисках.

Новые функциональные возможности
Индукционные счётчики, известные также как счетчики Феррариса, и счетчики, основанные на принципах счетчика Блати, все еще производятся в больших количествах и выполняют основную работу по учету энергии, благодаря их низкой стоимости и отличным показателям надёжности.

По мере распространения электричества, быстро появилась концепция многотарифного электросчетчика с локальным или дистанционным управлением, счетчика максимальной нагрузки, счётчика предварительно оплаченной электроэнергии и «Максиграфа», — и все уже к началу того века.

Заключительное тестирование счетчиков на фирме "Сангам"

Первая система контроля пульсаций была запатентована в 1899 году французом Сезаром Рене Лубери, и ее совершенствовали во многих компаниях: «Компани де Комптёр» (Compagnie des Compteurs) (позднее «Шлюмберже» (Schlumberger)), «Сименс» (Siemens), «АЕГ» (AEG), «Ландис и Гир» (Landis&Gyr), «Цельвегер» (Zellweger) и «Саутер» (Sauter) и «Браун Бовери» (Brown Boveri), — и это перечень только некоторых из них.

В 1934 году компания «Ландис и Гир» (Landis&Gyr) разработала счетчик «Тривектор», измеряющий активную и реактивную энергию и потребляемую мощность.

Электронные счётчики и дистанционное считывание показаний
Выдающийся период первоначальной разработки счетчиков подошел к концу. Как сказал Блати, продолжая свою метафору: «Теперь ты бродишь сутками напролет, не натыкаясь даже на куст».

Электронные технологии не находили применения в учете энергии до тех пор, пока в 1970-х годах не появились первые аналоговые и цифровые интегральные микросхемы. Это можно легко понять, если задуматься об ограниченном расходе энергии в замкнутом корпусе электросчетчика и ожидаемой надёжности.

Новая технология дала новый толчок к развитию электрических счетчиков. Сначала были разработаны точные стационарные счетчики, главным образом использующие принцип время-импульсного умножения. Также применялись ячейки Холла, в основном для коммерческих и квартирных электросчетчиков. В 1980-х годах были разработаны гибридные счетчики, состоящие из индукционных счетчиков и электронных тарифных единиц. Эта технология использовалась относительно недолго.

Дистанционные измерения
Идея считывания показаний счетчиков на расстоянии появилась в 1960-х годах. Первоначально использовалась дистанционная импульсная передача, но постепенно вместо нее стали использовать различные протоколы и средства передачи данных.

В настоящее время счетчики с развитыми функциональными возможностями основываются на новейших электронных технологиях, с применением цифровой обработки сигналов, причем большинство функций предусмотрены встроенным программным обеспечением.

Стандарты и точность измерения
Необходимость в тесном сотрудничестве между производителями и энергетическими компаниями осознана относительно рано. Первый стандарт измерений, Код C12 Американского Национального Института Стандартов (ANSI) для измерения электроэнергии, был разработан еще в 1910 году. В его предисловии сказано: «При том, что этот Код, естественно, основывается на научно-технических принципах, мы всегда осознавали большую важность коммерческой стороны измерений «.

Первый известный стандарт измерения Международной Электротехнической Комиссии (МЭК), Издание 43, датируется 1931 годом.

Высокий стандарт точности – это отличительная характеристика, которую установила и продолжает сохранять измерительная индустрия. Уже в 1914 году в проспектах описываются счетчики с точностью 1.5% при диапазоне измерений от 10% и менее до 100% максимального тока. Стандарт МЭК 43:1931 устанавливает класс точности 2.0. Такой уровень точности до сих пор считается удовлетворительным для большинства счетчиков, находящихся сегодня в коммунально-бытовом применении, даже для стационарных счетчиков.

Взгляд в будущее
Установка на коммерческие аспекты учета энергии и использование последних технологических достижений – вот ключ к продолжительному успеху в области измерений.

Благодарность за представленные материалы

Здесь невозможно перечислить все источники, из которых взят материал для данной статьи. Кое-что было почерпнуто на сайтах: http://www.wikipedia.com/, http://www.watthourmeters.com/ и http://www.ruhrgasindustries.com/ — Ежегодный отчет 2003 года. Автор хотел бы поблагодарить всех коллег из измерительной индустрии, которые предоставили ценные материалы.

Джиёзо Кмети

Об авторе: Джиезо Кмети с 1993 года является Руководителем Технического Комитета 13 Международной Электротехнической Комиссии (МЭК), а с 2000 года Президентом Ассоциации Пользователей системы управления цифровыми линиями передачи данных (DLMS). Он работает в измерительной индустрии с 1976 года, и в настоящее время является сотрудником компании «ГНАРУС Инжиниринг Лтд.» (GNARUS Engineering Ltd.), расположенной в Венгрии, которая предоставляет услуги в области измерений, стандартизации и управления энергопотреблением.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector