Цель лекции:Изучить классификацию и технические характеристики приборов учета, требования нормативных документов к метрологическим характеристикам приборов учета электрической энергии.

Рассматриваемые вопросы

· Классификация приборов учета

· Требования ПУЭ к классам точности приборов коммерческого и технического учета.

· Требования ГОСТ к основным и дополнительным погрешностям приборов учета.

Электрическая энергия учитывается с помощью измерительных устройств, называемых электрическими счетчиками.

Счетчик (электрический) – интегрирующий прибор, измеряющий электрическую энергию

Классификация счетчиков

Счетчики классифицируют:

Однофазные счетчики применяются для учета электроэнергии у потребителей, питание которых осуществляется однофазным током. В основном, это коммунально- бытовые потребители электроэнергии.

Трехфазные счетчики применяются для учета электроэнергии трехфазного тока. Используют их, преимущественно, промышленные потребители.

Счетчики активной «полезно» использованной энергии. Счетчики реактивной «потерянной» энергии.

Счетчики непосредственного включения – счетчик, измерительные элементы которого включаются непосредственно в сеть (без измерительных трансформаторов). Счетчик непосредственного включения используется в сетях до 1000B на токи до 100A.

Трансформаторные счетчики – подключают к сети через измерительные трансформаторы тока и напряжения. Область применения - сети выше 1000B, а такжев сетях до 1000В, если ток более 100А.

Индукционный счетчик – счетчик, в котором магнитное поле неподвижных токопроводящих катушек влияет на подвижный элемент из проводящего материала, обычно это алюминиевый диск. Расход электрической энергии учитывается путем подсчета числа оборотов, соответствующее единице измеряемой энергии. Например, 1 кВт-ч равен 450 оборотам диска. Диск связан со счетным механизмом, который в цифровом виде показывает количество потребленной электроэнергии.

У индукционного счетчика есть порог чувствительности и самоход счетчика.

Электронный счетчик– прибор, который преобразует входные сигналы с датчиков тока и напряжения в импульсы, число которых пропорционально измеряемой электрической энергии. Соотношение между энергией, учитываемой счетчиком, и числом импульсов на выходе выражается либо в импульсах на кВт ч (имп/кВтч), либо в Вт ч на импульс (Вт ч/имп). Поэтому электронный счетчик также называют импульсным.

Отличает импульсный счетчик от индукционного высокая точность измерения, наличие дисплея и энергонезависимого запоминающего устройства.

Специальные счетчики

К специальным счетчикам относятся счетчики, снабженные дополнительными устройствами.

Существуют счетчики, учитывающие электрическую энергию по одному тарифу и многотарифные счетчики. Многотарифные счетчики - применяются для учета электроэнергии, цена (тариф) на которую изменяется в зависимости от времени суток.

Счетчики с предварительной оплатой - применяются для учета электроэнергии бытовых потребителей, живущих в отдаленных и труднодоступных населенных пунктах.

Счетчики с указателем максимальной нагрузки - применяются для расчетов с потребителями по двухставочному тарифу, когда оплата производится отдельно за израсходованную электроэнергию, отдельно за максимальную нагрузку.

Телеизмерительные счетчики - служат для учета электроэнергии и дистанционной передачи показаний.

Образцовые счетчики - для поверки счетчиков общего назначения.

Электрические счетчики выпускаются многими заводами различных типов. Тип счетчика – конкретная конструкция счетчика, изготавливаемого конкретным изготовителем.

Тип счетчика имеет: а) одинаковые метрологические характеристики; б) единое конструктивное исполнение; в) одно и тоже отношение максимального тока к номинальному. Тип счетчика может иметь несколько значений номинального тока и номинального напряжения

Все типы счетчиков должны соответствовать определенным техническим требованиям, изложенным в ГОСТ - ах и других нормативных документах.

Технические требования к счетчикам могут быть общими для всех видов и типов и отдельными в зависимости от вида, типа и других особенностей счетчика.

Ниже мы остановимся на основных технических требованиях к электрическим счетчикам.

Счетчики характеризуются классом точности.

Класс точности электрического счетчика – число, равное пределу допускаемой погрешности, выраженной в процентах, для всех расчетных значений, заданных техническими требованиями при коэффициенте мощности равном единице при испытании счетчика в нормальных условиях заданных стандартами.

Погрешность счетчика - величина, полученная как частное от деления разности между энергией учтенной счетчиком и истинным значением энергии, на истинное значение энергии

По точности учета электроэнергии счетчики активной энергии изготавливаются следующих классов точности: 0,2; 0,5; 1,0; 2,0.

В нормативной литературе приводятся пределы допускаемой систематической относительной погрешности в зависимости от значения тока в процентах от номинального, коэффициента мощности, класса точности счетчика.

Так, для индукционного счетчика класса точности 2,0 и коэффициенте мощности 1,0 пределы допускаемой систематической погрешности при токе 5% номинального ±2,5%; при токе от 10% до 20% номинального ±0; при токе от 20% до максимального ±2,0.

Характеристиками счетчика являются номинальный ток, максимальный ток, номинальное напряжение.

Номинальный ток счетчика – значение тока, являющееся исходным при установлении метрологических требований стандартов

Максимальный ток счетчика – максимальное значение тока, указанное на щитке счетчика, при котором счетчик еще удовлетворяет требованиям стандарта

Номинальное напряжение счетчика – напряжение, на которое он рассчитан для включения в электрическую сеть.

Например, для индукционных счетчиков номинальные токи могут быть от 0,2 до 100А; максимальные токи от 125 до 1000% от номинального; номинальное напряжение от 57,7 до 660В.

Счетчики трансформаторного включения имеют номинальные токи от 1 до 10А, номинальное напряжение линейное 100В, фазное 57,7В. Номинальное напряжение счетчиков трансформаторного включения определяется номинальным напряжением вторичной обмотки трансформаторов напряжения, которое, как правило, равно 100В

Индукционные счетчики также характеризуются порогом чувствительности, самоходом, номинальным числом оборотов, емкостью счетного механизма

Порог чувствительности – наименьшее нормируемое значение тока, при котором имеет место непрерывное вращение диска индукционного счетчика при номинальных значениях напряжения и частоты и коэффициента мощности равного единицы.

Например, для однофазных счетчиков класса точности 2,0 порог чувствительности равен 0,5% номинального тока.

Самоход счетчика – движение диска индукционного счетчика под действием напряжения, поданного на зажимы параллельной цепи, и при отсутствии тока в последовательной цепи.

При напряжении от 80 до 100% от номинального при отсутствии тока в последовательной цепи диск счетчика не должен совершать более одного оборота.

Номинальное число оборотов счетчика– число оборотов подвижной части индукционного счетчика в минуту при номинальном напряжении и номинальном токе и коэффициенте мощности равном единице

Емкость учета счетного механизма – время, в течение которого счетный механизм способен считать измеренную энергию при максимальном токе, номинальном напряжении и коэффициенте мощности равном единице без повторного прохождения через нулевое значение.

Допустимое изменение частоты для счетчика, при которой он сохраняет класс точности, составляет ±5% от номинальной.

На работу счетчика оказывают воздействие различные факторы, которые принято называть влияющими величинами.

Влияющие величина на счетчик - любая величина, обычно внешняя, по отношению к счетчику, которая может оказать влияние на его рабочие характеристики. Влияющие величины: электромагнитные помехи, несинусоидальность тока, частота тока, температура окружающей среды, рабочее положение счетчика, другие причины.

Нормативными документами, кроме указанных параметров, устанавливаются также другие требования к счетчикам: по температуре окружающей среды; по относительной влажности; по габаритам, установочным размерам, массе; по установке; по потребляемой мощности; по средней наработке до отказа; сроку службы до первого капитального ремонта; другие.

Маркировка счетчика должна содержать следующие основные данные:

· название или фирменный знак завода изготовителя;

· обозначение типа счетчика;

· число фаз и число проводов цепи, для которой счетчик предназначен (например: однофазная двухпроводная, трехфазная трехпроводная, трехфазная четырехпроводная);

· номинальное напряжение (например: двухэлементный счетчик для работы в трехфазной трехпроводной цепи – 3х120В; трехэлементный счетчик для работы в трехфазной четырехпроводной сети – 3х230/400);

· номинальный и максимальный токи. Для счетчиков непосредственного включения, например, 10-40А или 10(40)А. Для трансформаторных счетчиков номинальный вторичный ток трансформатора, к которому счетчик подключается (например, 5А)

· постоянная счетчика. Для электронного счетчика – Х, кВтч / имп. или Х имп/кВтч. Для индукционного счетчика – 1кВтч= А оборотов диска или один оборот=А кВтч.;

· класс точности;

· другие данные.

Подробные требования к электрическим счетчикам приводятся в ГОСТ-ах и других нормативных документах.

Постоянная электронного счетчика – значение, выражающее соотношение между энергией, учитываемой счетчиком, и числом импульсов на выходе. Постоянная счетчика выражается либо в импульсах на кВтч (имп/кВтч), либо в Втч на импульс (Втч/имп).

Учет активной и реактивной электроэнергии трехфазного тока должен производиться с помощью трехфазных счетчиков.

Класс точности счетчиков коммерческого учета активной и реактивной электроэнергии для различных объектов учета приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Класс точности счетчиков коммерческого учета

*Значение, указанное в скобках – рекомендуемое при строительстве и модернизации оборудования.

Расчетные счетчики подлежат поверке.

Поверка средств измерений – совокупность операций, выполняемых органами метрологической службы (другими уполномоченными органами, организациями) в целях определения и подтверждения соответствия средств измерений установленным техническим требованиям

Поверенные расчетные счетчики должны иметь на креплении кожухов пломбы Госстандарта России, также пломбу энергоснабжающей организации на крышке колодки зажимов расчетного счетчика.

Все открытые контакты элементов измерительного комплекса, клеммы, переходные колодки и т.п. должны пломбироваться энергоснабжающей организацией специальными знаками.

Нарушение пломб на расчетном счетчике или специальных знаков в цепях измерительного комплекса нарушает законную силу учета электроэнергии.

Ответственность за сохранение учета, целостность пломб и знаков и за соответствие цепей учета электроэнергии установленным требованиям несет персонал энергообъекта.

Периодичность и объем поверки расчетных счетчиков определяется нормативными документами Госстандарта России. Положительные результаты поверки счетчика удостоверяются поверительным клеймом или свидетельством о поверке.

Персонал энергоснабжающей организации может проводить калибровку счетчиков на энергообъекте.

Калибровка средств измерений – совокупность операций, выполняемых в целях определения и подтверждения метрологических характеристик и(или) пригодности к применению средств измерений, не подлежащих государственному метрологическому контролю.

Калибровка не заменяет поверку, предусмотренную нормативно-техническими документами. Она должна проводиться аттестованным представителем энергоснабжающей организации в присутствии лица, ответственного за учет электроэнергии на объекте. Результаты калибровки оформляются актом. Если при калибровке установлено, что погрешность счетчика превышает допустимую, то счетчик подлежит замене.

Сертификат о калибровке – документ, удостоверяющий факт и результаты калибровки средств измерений, который выдается организацией, осуществляющей калибровку.

Счетчики технического учета должны находиться на балансе предприятия потребителя электроэнергии. Счетчики технического учета обслуживаются персоналом предприятия, на котором они установлены. Они также подлежат калибровке.

На энергобъектах должен вестись журнал первичной записи показаний электрических счетчиков. Запись показаний счетчиков может осуществляться ежесуточно или ежемесячно, а также по мере необходимости в журнале указываются показания счетчиков, время и дата записи, фамилия и подпись лица, снимающего показания.

Вопросы для самоконтроля

1.Что называется комплексом коммерческого учета ?

2. Как строится нагрузочная характеристика трансформатора тока ?

3. Какие условия работы счетчика электрической энергии называются нормальными ?

4. Чему равна допустимая погрешность комплекса коммерческого учета активной электроэнергии в сетях 0,4 кВ ?

Лекция 4