Структурний опис і принцип дії електронних лічильників електроенергії

У найпростішому випадку електролічильник може бути створений на базі найпростішого мікроконтролера. Від простого електронного лічильника потрібно лише одне - вимірювання імпульсів, виведення інформації на дисплей і захист при аварійних збої.

Виходить, фактично, ЩО ЕЛЕКТРОННИЙ ЕЛЕКТРОЛІЧИЛЬНИК є цифровий аналог індукційних (механічних) лічильників електроенергії.

Блок-схема простого електронного лічильника електроенергії представлена на рис.1.

Рис.1. Блок-схема простого однофазного електронного лічильника електроенергії

Сигнали надходять через відповідні трансформаторні датчики на входи мікросхеми - перетворювача. З виходу знімається частотний сигнал, що надходить на вхід мікроконтролера. Мікроконтролер складає прийшли кількість імпульсів, перетворюючи його для отримання кількості енергії у Вт·год
По мірі накопичення кожної одиниці, значення накопиченої енергії виводиться на монітор і записується в FLASH-пам'ять. Якщо відбувається збій, зникнення напруги мережі, інформація про накопиченої енергії зберігається в пам'яті. Після відновлення напруги ця інформація зчитується мікроконтролером і виводиться на індикатор, рахунок продовжується з цієї величини. Цей алгоритм вимагає менше 1 Кб пам'яті мікроконтроллера. В якості дисплея може використовуватися найпростіший 6-...8-розрядний 7-сегментний РК, керований контролером.
У разі реалізації багатотарифного лічильника пристрій має забезпечувати обмін інформацією з зовнішнім світом по послідовному інтерфейсу. Інтерфейс може використовуватися для завдання тарифів, включення і установки таймера часу, отримання інформації про накопичених значеннях електроенергії і так далі. Блок-схема багатотарифного електронного електролічильника, реалізованого на мікроконтролері фірми Motorola, представлена на рис.2.

Рис.2. Блок-схема багатотарифного електронного однофазного лічильника електроенергії

Алгоритм роботи багатотарифного лічильника наступний. Пам'ять енергонезалежного ОЗП розбита на 13 банків, в кожному зберігається інформація про накопиченої електроенергії за чотирма тарифами: загалом, пільговому, піковому, штрафному. У першому банку облік виробляються з моменту початку експлуатації електролічильника, наступні 12 банків відповідають накопичень за 11 попередніх та поточному місяці. Облік за поточний місяць записуються у відповідний банк, таким чином, є можливість дізнатися, скільки було накопичено енергії за 11 останніх місяців. Перед початком роботи лічильника на заводі-виробнику обнуляють вміст банків пам'яті, і накопичення починається з нульових значень. Зміна тарифів здійснюється за тимчасовими умовами: для кожного дня тижня своє тарифне розклад, тобто часи початку основного та пільгового тарифів — для пікового тарифу. Шістнадцять довільних днів у році можуть бути визначені як святкові, у ці дні працює тарифне розклад як для неділі.
В електролічильнику може бути встановлений режим обмеження за кількістю витраченої енергії за місяць і по потужності. В тих режимах лічильник фіксує кількість електроенергії, витраченої вище ліміту. При перевищенні встановленого ліміту електроенергії виробляється або перехід на накопичення по штрафному тарифом, або відключення користувача від енергомережі. Штрафний тариф може бути встановлений примусово (по інтерфейсу зв'язку) у випадку, наприклад, заборгованості.
При включенні лічильника в мережу (наприклад, після чергового зникнення напруги в мережі) фіксуються час і дата моменту для можливості контролю. Також передбачена запис дати несанкціонованого зняття кришки лічильника.
Через особливий роз'єм до лічильника можна підключити рідер для зчитування інформації з індивідуальної електронної картки про обсяг енергії, сплаченої споживачем. При вичерпанні ліміту лічильник може відключити споживача від електромережі.
Електролічильник трифазний електронний багатотарифний, напр.Енергоміра СЕ303, має вбудований цифровий інтерфейс, вбудований тарифікатор.
Забезпечує облік активної та реактивної електроенергії в один або багатотарифному режимах сумарно по всіх фазах або може здійснювати облік активної енергії по кожній фазі окремо. На рідинно - кристалічному дисплеї відображаються:
-значення активної та реактивної електричної енергії;
-вимірювання миттєвих значень активної, реактивної і повної потужності по кожній фазі і по сумі фаз;
-вимірювання по кожній фазі — струму, напруги, частоти, cos , кутів між фазними напругами.
Такий електролічильник підтримує передачу даних вимірювань по силовій мережі, по інтерфейсах — CAN, RS-485. Може передаватися вся доступна інформація. Є можливість програмувати лічильник в режим підсумовування фаз «по модулю» для запобігання розкрадання електроенергії при порушенні фазування підключення, є можливість коригувати внутрішні годинник електролічильника.
Такий двозонний або трьохзонний багатотарифний електролічильник 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. Кстати, ниже приведены тарифные коэффициенты при многотарифном учете электроэнергии в Одесской области Украины:

                                                         Тарифные коэффициенты, 
                                              дифференцированные по периодам суток