Собственное потребление электронного электросчетчика

Как экономить электроэнергию в школе и детском саду

Экономия электроэнергии в школе и детском саду  осуществляется при выполнении следующих рекомендаций:

• применение лам освещения долговечной и энергоэффективной службы (их стоимость быстро окупается);
• составление оптимального графика обучения при минимальном использовании искусственного освещения;
• окраска помещений, учебных классов в светлые тона, так как они увеличивают степень естественного освещения;
• правильная установка холодильников (наличие зазора между теплообменником, стеной для нормальной циркуляции воздуха и исключение слишком частого включения);
• регулярное отключение оборудования, которое не используется (компьютеры, аудиоаппаратура, принтеры, другие устройства);
• настройка компьютерного обеспечения для правильной работы всех приборов;
• проведение учебных мероприятий по основам экономного потребления электроэнергии;
• эксплуатация современной аудио, видеотехники, бытовых приборов;
• установка систем наблюдения за расходом электроэнергии.

Типы контроллеров и варианты передачи показаний на сервер

Контроллер передает показания на сервер по проводам (проводные технологии), по воздуху (беспроводные технологии) или гибридным способом.

Не умаляя значимости проводных и гибридных способов передачи данных, признаем, что они – прошлое. В промышленности, крупных офисах провода еще уместны, но в жилых домах нет. Мы уважаем их, как нафталиновое прошлое, как дисковый телефон и ламповый телевизор, но в быту отдаем предпочтение более простым и недорогим способам.

GPRS-контроллеры

В GPRS-контроллер, как в мобильный телефон, устанавливается sim-карта. Контроллер проводом подключается к счетчикам, а на сервер передает показания по общедоступной сотовой связи. По такому принципу работают большинство охранных и пожарных сигнализаций.

Механизм понятен, проверен временем, но не избавлен от недостатков.

1. У вас появляется еще одна sim-карта. Она не потребует больших расходов, но остаток денег на ней нужно контролировать.
2. Не во всех районах, и даже квартирах одинаково хорош уровень сотовой связи (МТС, Билайн, Мегафон … , есть “бермудские треугольники”, где “не ловит” ни один оператор).
3. Лучше всего GPRS-контроллеры работают от электрической розетки, которую редко кто предусматривает рядом со счетчиками. Модели на батарейках есть, но сама технология энергозатратна и производители вынуждены идти на компромисс между сроком службы, дорогими элементами питания и частотой сеансов связи между контроллером и сервером.

Представители группы GPRS-технолоний – контроллеры компании TELEOFIS.

LPWAN-контроллеры

По сути, LPWAN – та же сотовая сеть, но только для датчиков и умных счетчиков.

Основная идея – сделать передачу данных менее энергозатратной по сравнению с GPRS. Для этого поставщики LPWAN-решений разворачивают в районе автоматизируемого дома или квартала специальную вышку для связи домашних контроллеров с сервером.

Вышка принимает и передает небольшие объемы данных, на невысокой скорости достаточной для умных устройств. Она бережет энергоресурсы контроллеров и обеспечивает стабильно высокий уровень сигнала. К сожалению, у каждой медали есть обратная сторона↓.

1. Установка вышки – масштабная инженерная операция, хоть и в распределенном виде, но ложится финансовым бременем на владельцев домов и квартир.
2. Вышки надо поддерживать и обслуживать, поэтому все LPWAN-технологии подразумевают абонентскую плату.
3. Владелец счетчиков не может установить LPWAN-контроллер только в свою квартиру или частный дом. Решение всегда коллективное – или участвует весь многоквартирный дом (район, квартал), или все остаются с листочками и карандашами.

Представители LPWAN – технологии: СТРИЖ, LORA, SIGFOX …

Wi-Fi-контроллеры

Wi-Fi-контроллеры, как и любые другие, проводом подключаются к счетчикам воды, газа, тепла и электричества, а на связь с Интернет выходят через Wi-Fi. Так обычный счетчик становится Wi-Fi-счетчиком.

Технология совмещает в себе достоинства двух предыдущих.

1. Благодаря низкому энергопотреблению, Wi-Fi-контроллеры прекрасно работают на батарейках. При ежедневном выходе на связь на одном комплекте стандартных, продающихся в любом супермаркете, батареек АА прибор проработает более трех лет. Электрическую розетку в сантехнический шкаф можно не ставить, а батарейки менять самостоятельно.
2. Wi-Fi-контроллер – это персональный бытовой прибор. Его установку не нужно согласовывать с соседями, управляющей компанией или инженерной службой. Вы покупаете его в магазине, подключаете и наслаждаетесь показаниями воды, газа, электричества и тепла в мобильном телефоне или на компьютере.

Конечно возникает разумное понимание, что для установки Wi-Fi-контроллеров в квартире/доме нужен Wi-Fi. Но, говоря на чистоту, он нужен и без контроллеров.

Wi-Fi – самый интенсивно развивающийся в мире стандарт связи. Он открывает доступ в Интернет не только смартфонам, компьютерам, планшетам и телевизорам, в продаже уже есть Wi-Fi-кофемашины, мультиварки, дверные замки. В конце концов если Wi-Fi точки уже есть на Эвересте, Фудзияме и Северном полюсе, как их может не быть у вас дома.

В настоящий момент единственный серийно выпускаемый представитель группы Wi-Fi-контроллеров – контроллер Saures.

Однотарифный или многотарифный счетчик

Еще до относительно недавнего времени все счетчики  бытового применения были однотарифными, но на сегодняшний день все изменилось и вы можете выбирать тот тариф, который вам больше подходит. На данный момент существуют однотарифные, двухтарифные и многотарифные электросчетчики.

Однотарифные счетчики ведут учет по одноставочному (однозонному) тарифу круглосуточно.

Двухтарифные электросчетчики ведут учет электроэнергии по двум тарифным зонам – дневной (с 7:00 до 23:00) и ночной (с 23:00 до 7:00). Интервалы тарифных зон суток установлены приказом ФСТ России от 26.11.2013 № 1473-э и определены в астрономических часах по местному времени. Так как ночной тариф на порядок дешевле, чем дневной, появляется возможность сократить свои расходы на оплату электроэнергии, но при этом нужно учесть, что дневной тариф при двухтарифной системе будет несколько больше, чем при однотарифной.

Многотарифные счетчики ведут учет по трем зонам: пиковой зоне – с 07.00 до 10.00 и с 17.00 до 21.00, полупиковой – с 10.00 до 17.00 и с 21.00 до 23.00 и ночной – с 23.00 до 07.00. Наибольшая стоимость электроэнергии в пиковой зоне, наименьшая- в ночной.

Так как тарифы в различных регионах Российской Федерации значительно отличаются друг от друга, сложно говорить о безусловной выгоде того или иного тарифа.

Для примера приведу тарифы на электроэнергию по Санкт-Петербургу:

Категории потребителей	Размер тарифа руб./кВт*ч вкл. НДС
Одноставочный тариф	Тариф, дифференцированный по двум зонам суток
дневная (пиковая и полупиковая) зона	ночная зона
1. Население, проживающее в городских населенных пунктах в домах, оборудованных в установленном порядке газовыми плитами	4,12	4,29	2,47
2. Население, проживающее в городских населенных пунктах в домах, оборудованных в установленном порядке стационарными электроплитами и (или) электроотопительными установками	2,88	3,00	1,73
3. Потребители, приравненные к населению	4,12	4,29	2,47

Категории потребителей	Тариф, дифференцированный по трем зонам суток
дневная зона	ночная зона
пиковая зона	полупиковая зона
1. Население, проживающее в городских населенных пунктах в домах, оборудованных в установленном порядке стационарными газовыми плитами (тарифы указаны с учетом НДС)	4,32	4,12	2,47
2. Население, проживающее в городских населенных пунктах в домах, оборудованных в установленном порядке стационарными электроплитами и (или) электроотопительными установками (тарифы указаны с учетом НДС)	3,02	2,88	1,73
3. Потребители, приравненные к населению (тарифы указаны с учетом НДС)	4,32	4,12	2,47

Принцип действия и устройство счётчиков электрической энергии

С помощью электросчетчиков осуществляется учет израсходованной электрической энергии. Электросчетчики бывают индукционные и электронные. Измерительный механизм индукционного однофазного счетчика электрической энергии (электроизмерительный прибор индукционной системы) состоит из двух электромагнитов, расположенных под углом 90° друг к другу, в магнитном поле которых находится легкий алюминиевый диск. Схема устройства счетчика электрической энергии показана на рисунке 1.

Для включения счетчика в цепь его токовую обмотку соединяют с электроприемниками последовательно, а обмотку напряжения – параллельно. При прохождении по обмоткам индукционного счетчика переменного тока в сердечниках обмоток возникают переменные магнитные потоки, которые, пронизывая алюминиевый диск, индуцируют в нем вихревые токи.

Взаимодействие вихревых токов с магнитными потоками электромагнитов создает усилие, под действием которого диск вращается. Последний связан со счетным механизмом, учитывающим частоту вращения диска, т.е. расход электрической энергии.

Рис. 1. Схема устройства счетчика электрической энергии: 1 – обмотка тока, 2 – обмотка напряжения, 3 – червячный механизм, 4 – счетный механизм, 5 – алюминиевый диск, б – магнит для притормаживания диска.

Рис. 2. Устройство индукционного электросчетчика

Для учета потребленной электроэнергии в сетях переменного трехфазного тока применяются трехфазные индукционные электросчетчики , принцип действия которых аналогичен однофазным.

В настоящее время все более широкое применение получили электронные (цифровые) электросчетчики . Электронные счетчики обладают рядом преимуществ по сравнению с индукционными счетчиками:

– малые габаритные размеры,

– отсутствие вращающихся частей,

– возможность учета электроэнергии по нескольким тарифам,

– измерение суточных максимумов нагрузки,

– учет как активной, так и реактивной мощности,

– возможность дистанционного учета электроэнергии.

Рис. 3. Схема устройства электронного счетчика электроэнергии

В настоящее время учёт электроэнергии, в основном, производится по одному тарифу (то есть стоимость электроэнергии одинакова независимо от времени потребления). Однако, начинает вводится многотарифные системы оплаты, при которых стоимость электрической энергии различна по часам суток или по дням недели.

Указанный подход обеспечит более равномерное потребление электроэнергии потребителями и снижение максимальной нагрузки энергосистемы. Поэтому уже выпускаются электронные счётчики со встроенными часами, которые питаются от аккумуляторной батареи, что обеспечивает учёт электроэнергии по разным интервалам времени, задаваемым программно.

Как правило, электронные счётчики имеют жидкокристаллический индикатор, на котором отображаются потребляемая электроэнергия по каждому из тарифов, текущая потребляемая мощность, текущее время и дата и другие измеряемые прибором параметры.

Умные счетчики под увеличительным стеклом: разоблачим мифы и поговорим о фактах

Миф 1: Умные счетчики представляют угрозу для нашего здоровья

Хотя интеллектуальные счетчики имеют очень низкую выходную мощность и редко излучают радиоволны, есть люди, которые считают, что они опасны для нашего здоровья, вызывая головокружение, головные боли, проблемы с балансом и даже рак.

Это правда, что интеллектуальные счетчики используют радиочастотные волны для передачи информации о потреблении энергии. Однако уровень излучения составляет лишь крошечную долю от уровня радиоволн, который на самом деле в миллион раз ниже, чем уровни, признанные безопасными по международным стандартам, и намного ниже, чем у мобильных устройств, микроволновых печей и маршрутизаторов Wi-Fi. В заключение можно с уверенностью сказать, что умные счетчики не оказывают негативного влияния на здоровье.

Миф 2: Умные счетчики нарушают конфиденциальность клиентов

Вторая по величине проблема — нарушение конфиденциальности. Поскольку интеллектуальные счетчики могут предоставлять информацию о потреблении энергии в режиме реального времени, их теоретически можно использовать для анализа поведения жителей. Подробная информация о привычках потребления энергии может указывать на то, сколько человек живет в доме, когда они уезжают или остаются дома, какие типы приборов они используют и как часто.

Это правда, что датчики энергии собирают данные. Тем не менее, контроль над ними остается за потребителем. Пользователь может решить, как часто интеллектуальный счетчик отправляет данные поставщику энергии с установленным минимальным ежемесячным лимитом и могут ли данные использоваться в маркетинговых целях или передаваться третьим лицам.

Миф 3: Умные счетчики вызывают пожары и взрывы

Каждый умный счетчик должен пройти строгие испытания, благодаря которым их использование безопасно и эффективно и, конечно, не представляет угрозы сам по себе.

Интеллектуальные счетчики также помогают установщику выявлять проблемы безопасности в электрической системе, которые в противном случае было бы трудно диагностировать. В 2017 году установщики датчиков энергии сообщили о более чем 270 000 существующих проблем безопасности, также потенциально опасных для жизни, таких как неисправная проводка или бойлеры.

Возможно вам понравится Как выбрать хороший холодильник по качеству, цене и надёжности: 10 советов для чайников

Миф 4: Умные счетчики открыты для хакерских атак

Система интеллектуальных счетчиков — это безопасная система. В отличие от других бытовых приборов, большинство интеллектуальных счетчиков не используют Интернет для передачи показаний счетчиков. Данные передаются по независимой защищенной сети, созданной специально для этой системы. Если они уже используют Интернет для передачи данных, в этом процессе задействованы передовые асимметричные криптографические решения. Таким образом, данные о клиентах доступны только поставщику энергии или владельцу дома. В любом случае угроза, исходящая от потенциальной хакерской атаки, устранена.

Также обратите внимание, что данные, хранящиеся в интеллектуальном счетчике, относятся только к потреблению газа и электроэнергии и информации о тарифах. Никакие личные данные в системе не хранятся

Миф 5: Умные счетчики увеличивают счета за электроэнергию

Интеллектуальные датчики устанавливаются владельцами сетей, а стоимость внедрения включается в счет за электроэнергию так же, как установка, мониторинг и обслуживание традиционных счетчиков. Хотя первоначальные инвестиции в модернизацию инфраструктуры должны быть сделаны, анализ затрат и результатов показывает, что датчики энергии обеспечат экономию, намного превышающую первоначальную стоимость.

Сеть аналоговых счетчиков устарела и дороги в обслуживании. Переход на интеллектуальные счетчики означает большую эффективность в долгосрочной перспективе, что приведет к созданию новых динамических тарифов и индивидуальных планов, адаптированных к потреблению энергии отдельными клиентами.

Принцип работы

Умные счетчики для определения расхода воды представляют собой комплект оборудования, состоящий из нескольких устройств:

Водомер. Для систем умного учета воды можно использовать счетчики холодной и горячей воды любого типа, главное чтобы с них можно было снимать показания дистанционно. Это могут быть как водомеры с импульсным выходом, так и электронные, которые передают показания на внешний дисплей, как по проводам, так и по беспроводной сети. Для горячего водоснабжения можно установить счетчики с датчиком температуры, которые будут учитывать температуру воды и считать ее отдельно по разным тарифам.

При покупке комплекта умного счетчика для установки в системах водоснабжения нужно учитывать, что они поставляются без узлов присоединения

Это не важно, если водомер устанавливается вместо старого обычного, но если это первая установка, то присоединительные узлы нужно приобретать отдельно

Контроллер. Это устройство для снятия показаний с умного счетчика, их обработки и передачи через wi-fi в интернет. Для того чтобы контролировать расход и оплату за воду нужно создать личный кабинет на соответствующем портале. Там можно не только проверять расход воды, но и настроить передачу показаний водосчетчика на определенный день месяца. Если знать примерное водопотребление в месяц, то можно настроить регулярный платеж определенной суммы. Всю информацию можно выводить на экран смартфона или компьютера, а также управлять работой контроллера с помощью этих устройств.

За работой электроклапана можно наблюдать на экране смартфона. При открытии или закрытии контроллер подаст соответствующий сигнал и укажет на причину – затопление или утечку.

• Датчик затопления. Это устройство может поставляться в комплекте умного счетчика или просто подключается к контроллеру, если оно уже есть в наличии. При затоплении датчик подает сигнал на контроллер, а тот закрывает клапан.
• Выносной дисплей. Для снятия показаний дистанционно, а не с самого водомера, можно приобрести выносной дисплей. Это очень удобно, поскольку можно не спускаться в колодец, или открывать шкаф с водосчетчиками, а всю информацию можно увидеть на экране выносного дисплея.

Методы экономии электроэнергии в квартире

Легальные способы экономии электроэнергии в квартире более подробно рассмотрены ниже:

замена старых лампочек на светодиодное освещение нового поколения, так как такие конструкции потребляют более меньшее количество энергии;
необходимо исключить постоянную работу телевизора, другой техники, когда ими никто не пользуется, так как электроэнергия потребляется, но не приносит пользу;
замена больших люстр на небольшие светильники и точечные бра;
своевременное выключение света перед уходом из дома;
использование переносок, удлинителей способствует увеличению расхода электроэнергии, поэтому их необходимо применять только в случае острой необходимости;
бытовые приборы в режиме ожидания потребляют небольшое количество электроэнергии, поэтому этот факт также важно учитывать при попытке найти хороший способ сэкономить;
загрузка стиральной машины в соответствии с рекомендациями, приведенными в инструкции, так как ее перегрузка вызывает большой расход электроэнергии;
приобретение специальных тепло отображающих экранов для техники, которые экономят расход энергии и сохраняют оптимальную температуру в помещении, что важно в зимнее время года;
утепление окон, лоджии, балкона в квартире;
утепление полов (если в квартире есть возможность осуществить данную затею);
правильное расположение и применение электроприборов на кухне (холодильник нельзя ставить рядом с электроплитой, в качестве подогрева лучше всего применять микроволновую печь, а вместо электрочайника использовать термопот с функциями термоса).

Одним из эффективных способов экономии являются многотарифные счетчики, которые считают электроэнергию по сниженному тарифу (к примеру, стирку или же мойку посуды в машинах можно отложить на вечернее время и так сократить расход электроэнергии).

Еще один способ экономии установка диммера (регулятора мощности в светодиодных лампах) или же установка датчиков движения отключающих автоматически свет, когда в помещении никого нет.

Современным методом является использование умных розеток («смарт), которые вставляются в обычный разъем и потребляют значительно меньше энергии. Инновационная разработка «умный дом» позволяет управлять всеми электроприборами дистанционно. Такая услуга стоит недешево, но быстро окупается.

Нелегальные способы, которые экономят электричество:

• установка магнитов на электросчетчик (сматывание показаний в обратную сторону при исключении прибора из общей сети электроснабжения);
• установка новой электрической разводки, так как были замечены потери мощности при алюминиевой проводке;
• работа приборов в обход счетчика, что не способствует отображению реальных показаний прибора.

Вышеуказанные способы являются незаконными, поэтому их использование карается административной ответственностью (проведение проверок специалистами, составление акта, протокола и назначение штрафов).

Поэтому такие методы не помогут сэкономить, а наоборот увеличат расходы семейного бюджета в несколько раз. Лучше всего использовать легальные способы и  не попасть в разряд мошенников обманывающих государство.

Виды

Суть работы любого счетчика заключается в измерении активной энергии и расчете потребления. В то же время имеются несколько вариантов конструкции счетчика. Данные приборы делятся:

• В соответствии с принципом подключения — оборудование напрямую подключено или подключено в трансформаторную цепь.
• В зависимости от измеряемых значений — однофазные и трехфазные.

• По типу конструкции — механические, электронные и гибридные.
• По числу тарифов — одно- или многотарифные.

Трехфазный прибор в сети Электронные устройства имеют ряд преимуществ: они более точны и позволяют использовать несколько цен на электроэнергию, при этом показания пересчитываются по этим ценам независимо от владельца.

Важно! Существуют также гибридные счетчики с цифровым интерфейсом и механическим вычислительным устройством, но используются они редко. Технические параметры

Технические параметры

Общие требования:

• Уровень точности не менее 0,5S.
• Соответствие требованиям ГОСТ Р (52320-2005, 52323-2005, 52425-2005).
• Сертификат об утверждении типа.

Функциональные требования:

• Измерение и расчет активной и реактивной мощности (общая мощность для непрерывной работы), мощность в одном или двух направлениях (30-минутные приращения мощности).
• Сохранять результаты измерений (на время не менее 35 дней) и информацию о состоянии измерительного прибора.
• Наличие энергонезависимых часов, обеспечивающих точный показ даты и времени (с использованием внешней синхронизации с ежедневной точностью не менее ± 5,0 секунд в составе SOEV).
• Поддержание автоматической коррекции времени.
• Автоматическая самодиагностика через обобщенные сигналы в журнале событий.
• Предотвращение несанкционированный доступ к информации и программному обеспечению.
• Прибор должен обеспечивать работу в диапазоне температур, определяемых условиями эксплуатации. (-40 .. + 550С).
• Среднее время наработки на отказ составляет не менее 35 000 часов.
• Интервал тестирования — не менее 8 лет.

Принцип работы и схема подключения

Принцип работы счетчика основан на непосредственном измерении напряжения и тока: вся информация о потребляемой мощности подается в индикатор и сохраняется в памяти устройства.

Как устроен электронный счетчик электроэнергии

Электронный электросчетчик имеет следующие преимущества:

• Позволяет более точно считывать информацию, тем самым предотвращая большую погрешности измерения электроэнергии.
• Его размер намного меньше механического.
• Он может автоматически переключаться между тарифами без необходимости присутствия хозяина. Это существенно экономит средства.
• Электронная модель проверяется каждые 4-16 лет. Это необходимо для проверки правильности исчисления. Проверка выполняется в рамках правил для обеспечения согласованности измерений.

Помимо преимуществ имеются и некоторые недостатки. К ним относятся более высокие затраты на приобретение самого приборов и их ненадежность: несмотря на гарантию производителя, электронные модели приходится заменять чаще, чем механические модели. Последние работают в течение десятилетий, потому что их устройство очень простое, и ломаться, по сути, нечему.

Напряжение тока внутри счетчика преобразуется в электрические импульсы. Их количество варьируется в зависимости от входной энергии. То есть чем больше потребляемая мощность, тем больше импульсов получает и считает устройство.

Электронный счетчик вместе со счетным устройством имеет дисплей, который показывает изменения в потреблении тока, максимальных и минимальных значениях и других данных, требуемых владельцем.

Стандартная схема счетчика на три фазы

Для понимания принципов работы 3-х фазного счетчика в сети с номинальной мощностью от 15 кВт стоит разобраться в его конструкции. Стандартный аппарат состоит из таких частей:

• разборный корпус;
• две обмотки – напряжения и токовой;
• алюминиевый диск;
• магнитный стопор диска;
• червячная передача;
• счетное устройство.

Аналоговые модели

Трехфазный электросчетчик трансформаторного включения

Электрическая энергия проходит через токовую катушку, создавая электромагнитное поле. Далее образуется вихревой ток, который обеспечивает вращение алюминиевого диска. Сила кручения передается через червячную передачу за счетный механизм, фиксирующий расход электричества.

Предлагаем ознакомиться В расцветающем дереве

Чем выше нагрузка на катушку, тем быстрее отсчитываются киловатты.

Электронные модели

Прибор состоит из трёх одинаковых узлов (справа), цепей питания и микроконтроллера

Измерительный аппарат совместим с однофазными и трехфазными цепями переменного тока. Его конструкция представлена:

• корпусом из термостойкого пластика или металла с клеммной колодкой;
• дисплеем – ЖК-индикатором, где отображаются данные и время, или механическим;
• источником запитки электронной схемы;
• токовым трансформатором – выполняет функции измерителя;
• микроконтроллером, преобразующим сигнал на входе в электрические величины;
• телеметрическим выходом для интеграции с АСКУЭ;
• часами – позволяют отслеживать реальное время и даты; Внешний вид электронного электросчетчика
• супервизором – отслеживает колебания напряжения на входе и подает команду сброса микроконтроллеру, когда напряжение выключается либо включается;
• системой управления;
• оптическим портом, позволяющим снимать показания устройства.

Принцип работы цифрового счетчика электроэнергии заключается в прямом замере напряжения и тока. Он оцифровывает информацию, передавая ее на индикатор и сохраняя в памяти. Импульсы входных электронных твердотелых элементов создают под воздействием тока напряжения. Количество импульсов зависит от активности энергии.