Licznik energii elektrycznej

Licznik energii elektrycznej – całkujący przyrząd pomiarowy przeznaczony do pomiaru ilości przepływającej energii elektrycznej. Jego wskazanie jest podstawą do rozliczania się między dostawcą a odbiorcą energii. Jednostką miary energii elektrycznej czynnej w układzie SI jest dżul (watosekunda), natomiast powszechnie używaną jednostką miary tej energii jest kilowatogodzina (kWh) lub megawatogodzina (MWh). W układach zasilania większej mocy dostawca i odbiorca rozliczają się również w zakresie energii biernej. Jednostką miary tej energii jest warogodzina.

Licznik prądu stałego

Wnętrze licznika

Współczesny licznik energii

Za pierwszy dokładny licznik energii elektrycznej uważa się miernik opatentowany w 1883 roku a skonstruowany przez berlińskiego naukowca Hermana Arona (urodzonego w sztetlu w Kępnie). Urządzenie to, zwane Pendelzähler, działało na zasadzie wahadła.

Działanie

Licznik indukcyjny

Licznik indukcyjny jest maszyną indukcyjną w której aluminiowa tarcza porusza się pod wpływem wirowego pola magnetycznego wytworzonego przez dwie cewki. W jednej cewce płynie prąd proporcjonalny do natężenia prądu pobieranego przez odbiorcę, w drugiej do napięcia. Cewki są tak umieszczone, że powstający moment napędowy jest proporcjonalny do iloczynu chwilowej wartości prądu i napięcia (a więc licznik „mierzy” moc czynną), a ten z kolei jest równoważony poprzez moment hamujący, który powstaje w wyniku obrotu tarczy między biegunami magnesu trwałego i jest proporcjonalny do szybkości ruchu tarczy.

Uszkodzenie magnesu trwałego w liczniku (między innymi przez działanie na licznik zewnętrznymi polami magnetycznymi) prowadzi do znacznego osłabienia momentu hamującego, co objawi się zawyżonym naliczaniem energii.

Licznik elektroniczny (półprzewodnikowy)

W liczniku elektronicznym wykorzystywane są specjalizowane układy scalone, które pod wpływem przepływającego prądu i przyłożonego napięcia generują impulsy w ilości proporcjonalnej do pobieranej energii elektrycznej. Następnie liczba impulsów jest przeliczana na energię wskazywaną przez licznik.

Liczniki energii biernej

Liczniki energii elektrycznej biernej mają odmienną konstrukcję, jak na przykład waromierz.

Nazewnictwo pomiarów energii

Liczniki energii mierzą fizyczne zmienne w czasie. Na ich podstawie najczęściej zlicza się energię czynną oraz bierną. Energia bierna może mieć charakter indukcyjny lub pojemnościowy. W systemach informatycznych przyjęło się nazewnictwo wielkości fizycznych wraz z kierunkiem przepływu (poborem lub oddaniem) energii: C – energia czynna, B – energia bierna, P – pobór, O – oddanie.
W plikach wymiany danych, przykładowo w formatach PTPiREE i XML, stosuje się kombinację tych symboli: CP – pobór energii czynnej, CO – oddanie energii czynnej, BP – pobór energii biernej, BO – oddanie energii biernej.

W nowszych licznikach i systemach są stosowane oznaczenia:

• A+ [active power+ (QI+QIV)] – pobór mocy czynnej
• A- [active power- (QII+QIII)] – oddanie mocy czynnej
• R+ [reactive power+ (QI+QII)] – pobór mocy biernej
• R- [reactive power- (QIII+QIV)] – oddanie mocy biernej

Jeżeli licznik zlicza energię na linii wymiany pomiędzy dwoma operatorami OSD, nawet w przypadku przepływu energii tylko w jedną stronę, to mierzy energię czynną (pobór CP) oraz najczęściej bierną (pobór BP). Jest to mylące, ponieważ to, co dla jednego OSD jest poborem energii czynnej, dla innego jest oddaniem. Z energią bierną sprawa jest nieco bardziej skomplikowana, ponieważ nie można jednoznacznie określić w jaki sposób powinna ona wchodzić do bilansu mocy biernej przedsiębiorstwa pobierającego taką energię.

Licznik czterokwadrantowy mierzy cztery rodzaje energii biernej:

• energię bierną indukcyjną i pojemnościową dla przypadku poboru energii czynnej
• energię bierną indukcyjną i pojemnością w przypadku oddawania energii czynnej.

Inna nazwa to energia bierna w czterech ćwiartkach. U odbiorców, czyli przy poborze energii czynnej, energia bierna jest rejestrowana w I ćwiartce (indukcyjna) lub IV ćwiartce (pojemnościowa). U wytwórców, oddających energię czynną, energia bierna jest rejestrowana w II ćwiartce (pojemnościowa) lub III ćwiartce (indukcyjna).

Liczniki czterokwadrantowe zazwyczaj są trójfazowe i pracują w układzie pośrednim, czyli przy wykorzystaniu przekładników prądowych i napięciowych.

Zobacz też

• zdalny odczyt liczników
• zaawansowana infrastruktura pomiarowa