Приборы учета потребления электрической энергии по праву могут считать себя главным обитателем электрических щитков и вводно распределительных устройств. Учтенная счетчиком электроэнергия, точнее количественные ее показатели регулирует финансовые взаимоотношения между поставщиками и потребителями электроэнергии. Чтобы ответить на вопрос, каким образом отражается изменение напряжения на показаниях счетчиков, попробуем познакомиться с этим прибором поближе.
Фактически приборы учета электрической энергии подсчитывают число потребляемой энергии, физически выраженной в произведении тока на напряжение. В используемом ранее электрическом счетчике индукционного типа, которые и сегодня можно кое-где встретить, применяли две электромагнитных катушки:
- токовую катушку, включенную последовательно в контролируемую цепь;
- катушку напряжения, подключенную параллельно входным клеммам.
Под взаимодействием магнитных полей этих катушек и собственных вихревых токов начинает вращаться алюминиевый диск, расположенный между ними. Чем выше потребляемая мощность, тем быстрее вращается диск, передавая вращательный момент на механический счетчик через червячный механизм. Таким образом, индукционный электросчетчик ведет подсчет потребляемой электроэнергии, а по показаниям электросчетчика можно отслеживать количество потребления электроэнергии.
Современные электросети оснащены электронными или цифровыми электросчетчиками. В основе электронных счетчиков лежит микропроцессорная схема, позволяющая сначала преобразовывать аналоговые сигналы сети в импульсы, а затем подсчитывать их при помощи цифрового либо электромеханического табло.
В отличие от индукционных счетчиков, электронные отличаются большей точностью (имеют меньшую погрешность измерения). А вот будет ли отражаться для владельцев однофазных электросчетчиков изменения питающего напряжения на цифрах счетов, давайте разбираться.
Как влияют изменения напряжения на показания приборов учета
Согласно требованиям нормативных документов изменения питающего напряжения должны лежать в пределах 10%. Например, при 220 вольтах эта вилка составляет 198 … 242В, однако в реальной сети этот диапазон может оказаться шире. Так, вблизи трансформаторной подстанции при малой загруженности сети напряжение может оказаться выше установленной планки. А в сельской местности с большой протяженностью воздушных ЛЭП, особенно в холодное время года сетевое напряжение может опускаться значительно ниже отметки 220 В. Иногда оно достигает 180 вольт и даже ниже.
Рассмотрим, каким образом повлияет на показания счетчика превышение напряжения в сети. Если принимать во внимание активную нагрузку, то, безусловно, превышение напряжение повлечет за собой перерасход электроэнергии. Формула мощности (P) для активных нагрузок связывает напряжение (U) с током нагрузки (I) следующим выражением:
P = U·I,
С учетом закона Ома для участка цепи и сопротивления нагрузки (R) оно примет вид:
P = U²/ R.
Сопротивление электрических приборов остается неизменным, при этом мощность будет возрастать пропорционально квадрату изменения напряжения. Тем не менее, если принимать во внимание что время работы в частности водонагревателей за счет роста мощности сокращается, суммарное значение потребления электричества больших превышений не дает.
Не существенно, но все же сказывается на работе бытовых приборов с активной нагрузкой снижение номинальных напряжений. Активная мощность падает, однако требуется больше времени, скажем для подогрева одного и того же количества воды. В результате цифра в счете на уплату электроэнергии возрастает.
Более опасно снижение напряжения при реактивной нагрузке, которую представляют собой электродвигатели компрессоров холодильников, стиральных и посудомоечных машин, сплит-систем и прочей бытовой техники. Рост величины нагрузки при этом не только грозит дорогостоящей технике выходом из строя, но и ведет к повышенному потреблению электрической мощности, что непременно фиксируется однофазными счетчиками.
Выполнение повышенных требований к качеству электроэнергии оборачиваются для потребителя экономией средств. Дополнительной мерой, влияющей на снижение показаний счетчика, могут служить стабилизаторы напряжения, позволяющие удерживать напряжение на установленном уровне.
