Stromzähler

Elektrizitätszähler

Elektronische Stromzähler und moderne Messgeräte: Die intelligenten Stromzähler für die Energierevolution: Intelligente Zähler, Smart Home, Smart Grid, Stromzähler, Strompreis, Recht, EU. Bei energieeffizienten Gebäuden werden Stromzähler nicht nur zur Erfassung des Verbrauchs an elektrischer Energie benötigt. Informieren Sie sich hier über Ihren Stromzähler.

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Das Display enthält den Umwandlungsfaktor für die Leistung. Da diese Geräte bei normalen Applikationen wie im Haushalt und in Abrechnungszeiträumen über ein Jahr sehr große Messwerte liefern würden, wird der gemessene Wert für Stromzähler in der Regel in der grösseren Einheiteneinheit in Kilowattstunden (kWh) angezeigt.

Darüber hinaus gibt es auch Stromzähler, die bei Gleichstrom-Anwendungen den aktuellen Stromverbrauch über die Zeit addieren, d.h. die Aufladung aufzeichnen. Besitzt der eingespeiste Stromwert eine Phasendrehung oder Verfälschung gegenüber der Versorgungsspannung, muss zwischen Wirk- und Scheinleistung unterschieden werden. Bei den Zählern, die in privaten Haushalten in Deutschland zur Abrechnung des Verbrauchs verwendet werden, werden die momentanen Werte des Stromes und der angelegten wechselnden Netzspannung (entweder für eine oder drei Phasen) erfasst.

Daraus bestimmen sie die verbrauchte Wirkarbeit, die aus dem Netz entnommen wurde, indem sie diese mit Vorzeichen multiplizieren (wie bei der Wirkleistungsmessung) und über die Zeit integrieren. Zusätzlich zu den haushaltsüblichen Stromzählern für 10(60) Ampere sind auch Stromzähler für 100 Ampere für die kommerzielle Verwendung (einschließlich Baustelle, Festveranstaltungen) üblich. Die direkt messenden Stromzähler sind für die Bemessungsspannung 230 Volt (entspricht 400 Volt zwischen den Außenleitern) konzipiert.

Nach der Nennstromfestigkeit wird in der Klammer die maximale oder Grenzstromfestigkeit in A angezeigt, die das Messgerät dauerhaft ohne Beschädigung aushält. Die Kalibrierfehlergrenzen müssen auch bis zu diesem Wert einhalten werden. Sie vervielfachen die Messwerte von Strom- und Spannungstransformatoren. Auf der sekundären Seite dieser Umrichter liegt in der Regel ein Bemessungsstrom von 5 A oder 100 V Bemessungsspannung vor, für den der Stromzähler ebenfalls vorgesehen ist.

Abhängig von den Anforderungen werden nur Stromtransformatoren verwendet, während die Spannungswege unmittelbar an das Stromnetz angeschlossen werden. Neben der Wirkarbeit können Messgeräte für grössere Systeme auch die momentane Wirkarbeit darstellen oder auch Blindarbeit in Kilowattstunden aufzeichnen. Einige Meter Speicher für Lastgänge, vor allem die Menge und die Zeit einer Spitzenlast. Bei anderen Zählern gibt es Pulsausgänge zur weiteren Verarbeitung der aktuellen Leistungs- oder Leistungsmessung, deren Häufigkeit im Verhältnis zur Energie steht.

Die neue Gerätegeneration umfasst intelligente Messgeräte. In den sogenannten Off-Peak-Phasen (meist am Nachmittag und in der Nacht) dienen die Tarifwechsel z. B. der Versorgung von elektrischen Wärmespeichern in bedarfsarmen Zeiträumen. Dabei wird das System komplett auf die elektronischen Messgeräte mit Erfassung der momentanen Werte des Lastprofils umgeschaltet. In vielen Fällen werden diese Geräte an eine Datennetzleitung, z.B. an das Fernsprechnetz, angebunden, um ohne Verzögerung laden zu können.

Bekannt sind auch Messgeräte mit Datenübertragung über rückkanalfähige Rundsteuerungstechnik oder über Mobilkommunikation. Diese ist zu jedem Zeitpunkt prozentual zum Erzeugnis aus Strömung und elektrischer Leistung und damit zeitlich gemittelt zur Wirkenergie. Sie können den Stromverbrauch in zwei oder mehr Tarife aufteilen, s. Kapitel Tarifwechsel. Die Strommessung erfolgt entweder über Stromwandler, Strommesssysteme mit Rogowski-Spulen, Shuntwiderstände oder Hallsensoren.

Die Ergebnisse werden einer alphanummerischen Darstellung (in der Regel LCD ) wiedergegeben. Die Auslesung intelligenter oder elektronischer Geräte kann über eine Datenschnittstelle per Fernablesung durch das EVU oder durch Geräte im Bereich der Gebäudeautomatisierung erfolgen. Die Tarife können bei Elektrozählern ohne Beeinträchtigung des Zählers geändert werden. Für die Fernausschaltung können elektrische Messgeräte integriert werden.

So kann der Energielieferant den Stromkunden aus der Ferne vom Netz nehmen, z.B. als letztes Mittel, wenn der Kunde seine Rechnungen nicht beglichen hat. Allerdings werden in Deutschland nur Messgeräte ohne diese Option verwendet, da dadurch zum einen ein potenzielles Sicherheits-Risiko (böswillige, möglicherweise massive Abschaltungen durch Angreifer) und zum anderen nicht auszuschließen ist, dass beim Wiedereinschalten niemand durch die wiederhergestellte Netzspannung Schaden nimmt.

Dies ist von der in Deutschland vorgesehenen Weiterleitung eines Steuersignals über den Stromzähler an ein Endgerät des Anschlussteilnehmers zu unterscheiden, z.B. zur Ansteuerung der Spannungsversorgung. Der Stromanschluss kann jedoch unter keinen Umständen vollständig abgeschaltet werden. Nach der Novellierung des EnWG und der neuen MessZV müssen in Deutschland seit dem ersten Quartal 2010 für Neu- und Umbauten die intelligenten Stromzähler eingesetzt werden.

Bei Zählern in herkömmlicher Ausführung mit einer mechanischen Anzeige des Verbrauchs ist es möglich, diese mit einem Ablesegerät auszustatten. Die OCR (Texterkennung) wandelt das aufgenommene Bildmaterial in ein elektronisches um. Sie werden in Deutschland und der Schweiz in kommunalen Wäschereien von Mehrfamilienhäusern und gelegentlich von Energieversorgern für schlecht bezahlte Verbraucher verwendet.

Für Großverbraucher (ab ca. 10.000 kWh/a) wird der Energieverbrauch nicht nur anhand der eingesetzten Leistung (in kWh) und der Blindenergie (in kvarh) berechnet, sondern auch oder nur anhand der in jeder Registrierungsperiode verbrauchten Leistung. In der Regel werden diese Messgeräte per Fernauslesung aus der vergangenen Messperiode abgelesen. Die Leistungsaufnahme der einzelnen Verbraucher kann mit steckbaren Energiekosten-Messgeräten auch über einen langen Zeitabschnitt hinweg erfasst werden.

Das ist nützlich für Geräte wie Kühlschränke, die nicht die gleiche Menge an Strom verbrauchen. In der Regel können Sie den Strompreis pro Kilowattstunde angeben und dann die anfallenden Gerätekosten sehen. Historisch bedingt werden zum Beispiel Strassenbahnen mit Stromrichtern und Gleichrichtern aus dem Wechselstromnetz versorg.

Eine Komponente, die als richtiger Stromzähler (im Sinn des Ausgleichs der elektrischen Ladung) beschrieben werden kann, ist das Quecksilber-Coulometer; es wird manchmal als Stundenzähler verwendet. Beim Durchströmen der Kolonne wird das Merkur zum anderen Ende transportiert, so dass sich der Elektrolytbereich durch die Kolonne hindurchbewegt. Als Strom-Zeit-Produkt gilt der Abstand, den der Elektrolyt auf dem mit einer Skala ausgestatteten Glasrohr zurücklegt.

Die Quecksilbersäule stürzte beim Durchgang in ein Glasröhrchen. Dazu musste der Messwert in verhältnismäßig kurzer Zeit ausgelesen und das Messgerät dann geneigt werden, um einen neuen Messlauf zu erlauben. Auf den Etiketten sind viele ältere Theken mit der Kennzeichnung Unter-Stia versehen. Das heißt, dass diese Geräte als Nebenzähler in einem grösseren elektrischen System (z.B. Mehrfamilienhaus) funktionieren.

Aus diesem Grund waren sie eine echte echte Ersatz für Motorzähler zur Messung kleiner Strommengen. Die aktuellen Klasse nach MID (siehe unten) entspricht in etwa den bisher in Deutschland gebräuchlichen Klasse 2, 1 und 0,5 (die Anzahl entspricht der prozentualen Fehlerschwelle)[7].

In Haushalten werden in der Regel Geräte der Güteklasse A oder 2 verwendet (oft mit der Inschrift "Cl. In der EU-Richtlinie 2014/32/EU[8] ist die exakte Festlegung der Klassifizierung festgeschrieben und in die Eichordnung[9] übernommen worden; für Elektrizitätszähler ergibt sich folgendes Beispiel: Deutlich höhere Abweichungen sind bei extremen Einsatztemperaturen und bei sehr geringer Belastung erlaubt, z.B. werden die angegebenen Fehlergrenzwerte bei einem Betriebstemperaturbereich von -25 °C etwa verdoppelt....

Aus diesem Grund rät der Verband der Energieabnehmer, den Stromzähler erst nach einer Messabweichung von 15 Prozent zwischen dem Stromzähler und eventuell vorhandener eigener Messeinrichtung durch den Betreiber zu überprüfen[10]. Für hohe elektrische Arbeiten werden auch Messgeräte der Genauigkeitsklasse 1, 0,5 und 0,2 (meist in Kombination mit Aufnehmern) eingesetzt.

Toroidale Bandkerne aus Speziallegierungen erlauben hochgenaue elektrische Energiemessgeräte in DC-toleranter Ausprägung. In Deutschland ist derzeit jeder für die Verbrauchsabrechnung verwendete Stromzähler mit einem Eichstrich nach dem Kalibriergesetz versehen. Die im Geschäftsverkehr eingesetzten Stromzähler sind in Deutschland eichpflichtig. Die Kalibrierfrist (8 Jahre für Elektronikzähler, 12 Jahre für Wandlerzähler mit Induktionsmechanismus (mit Rotorscheibe) oder 16 Jahre für Mechanikzähler mit Induktionsmechanismus) muss nach deren Ende ausgewechselt oder die Kalibriergültigkeit erhöht werden.

In Deutschland ist die PTB in Braunschweig die für die Kalibrierung zuständige Landesbehörde. Mit den MID-Vorschriften werden zur Zeit viele geltende länderspezifische Vorschriften für kalibrierte Messgeräte abgelöst (z.B. in Deutschland, Österreich, der Schweiz und den nordischen Ländern). Diese sind größtenteils mit der PTB Zulassung in Deutschland gleich, manchmal etwas schwieriger. Bei älteren Genehmigungen (z.B. PTB) besteht eine Übergangszeit bis zum 31.10.2016, so dass alle am 30.10.2006 auf dem Markt befindliche Geräte mit PTB-Zulassung noch bis zum 30.10.2016 vermarktet werden können.

Übrigens wird die jeweilige Untersuchung in Deutschland ausschliesslich von der PTB vorgenommen, kann aber in jedem beliebigen Mitgliedsstaat angemeldet werden und muss dann in jedem Mitgliedsstaat zugelassen werden. Für Elektrizitätszähler gelten die MID nur formell für aktive Stromzähler. Dies führt zu einem Problem bei Zählern, die sowohl Wirk- als auch Blindleistungen messen:

Bevorzugt wird die Installation von elektronischen Zählern mit Zahlungssystemen auf Chipkarte. Die Anlagen werden in Deutschland in der Regel innen auf einer so genannten Zählerplatine oder standardmäßig in einem Schaltschrank montiert (siehe Verteiler). Bei den Zählerschränken gab es die so genannten TAB (Technische Anschlussbedingungen) des entsprechenden Stromnetzbetreibers. Für Neubauten ist seit einiger Zeit ein Hausanschlusszimmer vorgesehen, bei Altbauten liegen die Messgeräte oft in den Appartements oder auf den Podesten vor den Wohnungseingangstüren.

Bei Mehrfamilienhäusern sahen die Netzbetreiber in den meisten Fällen vor, dass nur die Zählersicherungen in den Schaltschrank eingebaut werden dürfen. Schmelzsicherungen für die einzelnen Kreise mussten daher ausschliesslich in separate Unterverteiler ( "Unterverteiler") eingebaut werden (meist in den entsprechenden Wohneinheiten). Elektrotechnische und elektrotechnische Prozesse, Installationen und Komplettsysteme, fünfte revidierte und erweiterte Ausgabe.

Von der PTB: Kalibrierprüfung von E-Zählern nach § 7h der Eichverordnung ("MID-Zähler"). Abrufdatum: 05.05.2018. Nikolaus Huhn: Kalibrierung und Fehlergrenze von E-Zählern.

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