Công tơ điện là gì? Kinh nghiệm lựa chọn công tơ điện tốt nhất

Công tơ điện thường được lắp đặt tại các điểm đầu mạng, như hộp công tơ hoặc tủ công tơ. Thiết bị dùng theo dõi lượng điện tiêu thụ từng đơn vị hoặc hộ gia đình. Thiết bị này hoạt động dựa trên nguyên tắc đo lường dòng điện và điện áp. Từ đó, tính toán lượng điện tiêu thụ trong một khoảng thời gian nhất định.

Tìm hiểu chung về công tơ điện 

Công tơ điện là một thiết bị đo lường được sử dụng để ghi nhận. Cũng như đo lượng điện năng tiêu thụ của một đơn vị hoặc một hộ gia đình. Nó được cài đặt để đo lường và ghi lại thông tin về lượng điện tiêu thụ trong một khoảng thời gian nhất định. Thường là kilowatt-giờ (kWh).

Thiết bị công tơ điện được ngành điện lực EVN – Việt Nam sử dụng như:  một cơ sở thanh toán tiền điện hàng tháng cho các hộ gia đình, tòa nhà, công ty hoặc các doanh nghiệp lớn.

Thiết bị  truyền thống thường sử dụng một bánh đồng hồ cơ hoặc điện tử để hiển thị lượng điện đã tiêu thụ. Tuy nhiên, công nghệ ngày càng phát triển đã mang lại đồng hồ điện thông minh (smart meter). Đây là thiết bị thông minh có khả năng tự động thu thập. Và truyền dữ liệu về tiêu thụ điện về đơn vị cung cấp điện. Giúp tiết kiệm thời gian và công sức cho việc đọc số đồng hồ. Từ đó, tạo điều kiện cho quản lý thông minh tiết kiệm năng lượng.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của công tơ điện

Cấu tạo của đồng hồ điện

• Cuộn dây điện áp: Thành phần này được lắp đặt song song với phụ tải và có số lượng vòng dây nhiều hơn so với các loại công tơ khác. Phần tiết diện của cuộn dây điện áp thường nhỏ hơn. Nó đảm bảo sự hiệu quả, chính xác trong việc đo điện áp.
• Cuộn dây dòng điện: Thành phần này được lắp nối tiếp với cuộn dây điện áp và có số vòng dây ít hơn. Tuy nhiên, tiết diện của cuộn dây dòng điện lại lớn hơn. Để đảm bảo khả năng chịu được dòng điện lớn thông qua công tơ.
• Đĩa nhôm: Đĩa nhôm được lắp phía trên trục và tì vào trụ để quay tự do giữa hai cuộn dây điện áp. Đĩa nhôm chịu tác động từ lực cắt của dòng điện và quay theo tỷ lệ với lượng điện tiêu thụ.
• Nam châm vĩnh cửu: Nam châm vĩnh cửu có vai trò tạo ra momen cản khi bộ phận đĩa nhôm quay trong từ trường của nó. Điều này giúp ổn định và duy trì độ chính xác của đồng hồ điện.
• Hộp số cơ khí: Hộp số cơ khí được sử dụng để hiển thị số vòng quay của đĩa nhôm khi nó được gắn với trục đĩa nhôm. Thông qua hộp số cơ khí, ta có thể đọc được thông tin về lượng điện tiêu thụ trên đồng hồ điện.

Nguyên lý hoạt động của công tơ điện

Khi dòng điện phụ tải chạy qua, đồng hồ điện bắt đầu thực hiện nhiệm vụ của mình. Các cuộn dây áp và dòng được lắp đặt trong đồng hồ điện tạo ra từ trường khi dòng điện đi qua chúng.

Điện áp cung cấp cho phụ tải tạo ra từ trường trên các lõi thép và dòng điện trên cuộn dây áp. Cặp từ trường này xuất hiện với một góc lệch pha 90 độ và tác động lên đĩa nhôm, tạo ra dòng điện xoáy.

Từ trường và dòng điện xoáy tương tác với nhau, tạo ra lực điện từ làm quay đĩa nhôm. Khi dòng điện và điện áp càng lớn, từ trường càng mạnh, tạo ra lực điện từ cao hơn.

Tốc độ quay của đĩa nhôm phụ thuộc vào lực điện từ và tốc độ chuyển động của nó được truyền qua hệ thống bánh răng. Quay của đĩa nhôm làm di chuyển các chữ số, hiển thị lượng điện năng tiêu thụ. Vì vậy, số vòng quay và tốc độ quay của đĩa nhôm phụ thuộc vào lượng điện năng tiêu thụ của phụ tải.

>>> Xem thêm bài viết: Công tắc áp suất

Công dụng của công tơ điện trong đời sống

Đồng hồ điện là một dụng cụ được sử dụng để đo lượng điện đã tiêu thụ của phụ tải điện. Trong đó phụ tải có thể là các thiết bị điện như: máy bơm, điều hòa, tủ lạnh, máy giặt và nhiều thiết bị khác.

Các công ty điện lực sử dụng chỉ số trên đồng hồ. Từ đó, tính toán lượng điện năng tiêu thụ hàng tháng. Đặc biệt, các chủ trọ thường sử dụng đồng hồ điện để kiểm soát lượng điện của từng phòng. Giúp tính toán chi phí chính xác hơn và quản lý tiêu thụ điện hiệu quả.

Ngoài ra, trong lĩnh vực công nghiệp, thiết bị này còn có chức năng truyền thông. Cũng như gửi dữ liệu lên trung tâm điều khiển. Điều này giúp quản lí và đo lượng điện của một hệ thống máy sản xuất, dây chuyền hoặc cả phân xưởng sản xuất. Công tơ điện trong công nghiệp được sử dụng để theo dõi và điều chỉnh sự tiêu thụ điện của các thiết bị và hệ thống. Đảm bảo hiệu suất hoạt động và tối ưu hóa năng suất sản xuất.

Phân loại công tơ điện phổ biến

Đồng hồ điện 1 pha

Đồng hồ điện 1 pha là thiết bị đo lường năng lượng tiêu thụ được sử dụng phổ biến trong hầu hết các hộ gia đình hiện nay. Loại đồng hồ này được thiết kế để phù hợp với các hệ thống lưới điện. Nó có công suất thấp và có thể được chia thành hai dòng cơ bản như sau:

• Đồng hồ điện 1 pha cơ: Đây là loại công tơ được cung cấp bởi các công ty điện lực Việt Nam và được sử dụng rộng rãi trong các hộ gia đình. Sản phẩm có giá thành hợp lý, cấu trúc đơn giản. Nên dễ dàng lắp đặt và có độ bền cao. Tuy nhiên, loại 1 pha cơ có độ chính xác chưa cao vì nguyên lý và cơ cấu cơ khí.

• Đồng hồ 1 pha điện tử: Đây là loại đồng hồ hiện đại và có khả năng đo lường chính xác hơn so với đồng hồ điện cơ. Nó hiển thị trị số điện năng tiêu thụ trên màn hình LCD/LED. Ngoài ra, thiết bị còn có khả năng đo số điện tiêu thụ tức thì. Và số điện tiêu thụ tối đa và cung cấp thông tin về mức điện áp trong giờ cao điểm, thấp điểm. Tuy nhiên, giá thành của sản phẩm này tương đối cao. Và quá trình lắp đặt, sửa chữa cũng phức tạp hơn so với công tơ cơ.

Công tơ điện 3 pha

• Công tơ điện 3 pha: Công tơ điện 3 pha được sử dụng phổ biến trong các mạng lưới điện 3 pha. Đặc biệt, là trong các nhà máy sản xuất và khu công nghiệp nơi có các thiết bị điện có công suất lớn. Loại 3 pha được nhà sản xuất chia thành nhiều loại. Từ đó, đáp ứng đa dạng nhu cầu của người dùng.
• Đồng hồ điện 3 pha trực tiếp: Đây là loại công tơ được sử dụng phổ biến ngày nay, cho phép đọc các trị số điện tương tự như công tơ 1 pha trong các hộ gia đình.
• Đồng hồ điện 3 pha gián tiếp: Loại đồng hồ này có cách đấu dây và lắp đặt khác biệt so với các loại khác. Và thường được sử dụng cho các tải có công suất lớn.

Công tơ điện 2 chiều

Đồng hồ điện 2 chiều thường được sử dụng để đo lường nguồn điện trong các dự án năng lượng mặt trời. Thiết bị này tích hợp hai bộ nhớ để cung cấp khả năng đo đếm chính xác hơn. Cụ thể chức năng của mỗi bộ nhớ như sau:

• Bộ nhớ 1: được sử dụng để lưu trữ các chỉ số điện năng tiêu thụ do công ty điện lực Việt Nam cung cấp. Điều này giúp theo dõi và ghi nhận lượng điện sử dụng từ nguồn cung cấp chính của mạng lưới điện.
• Bộ nhớ 2: thực hiện nhiệm vụ lưu trữ các chỉ số điện năng từ hệ thống lưới điện năng lượng mặt trời đã được lắp đặt trước đó. Điều này cho phép ghi nhận và theo dõi lượng điện được sản xuất. Bởi hệ thống năng lượng mặt trời và đo lường sự tương tác giữa nguồn điện mặt trời và mạng lưới điện truyền thống.

Việc tích hợp hai bộ nhớ này giúp đồng hồ điện 2 chiều cung cấp thông tin chi tiết và đáng tin cậy về lượng điện tiêu thụ. Cũng như sản xuất từ cả nguồn cung cấp điện lưới và nguồn năng lượng mặt trời.

Ứng dụng thực tế của đồng hồ điện

Công tơ điện có nhiều ứng dụng quan trọng trong lĩnh vực điện năng và công nghiệp. Dưới đây là một số ứng dụng chính của công tơ điện:

Đo lường tiêu thụ điện gia đình: 

Công tơ điện được sử dụng để đo lượng điện đã tiêu thụ của các hộ gia đình. Nó cung cấp dữ liệu để tính toán chi phí sử dụng điện. Điều này giúp người dùng kiểm soát và quản lý việc sử dụng điện trong gia đình. Đồng thời, giúp các công ty điện lực quản lý và tính toán tiền điện chính xác.

Quản lý tiêu thụ điện trong công nghiệp: 

Công tơ điện được sử dụng trong các ngành công nghiệp. Từ đó, theo dõi và đo lường lượng điện tiêu thụ của các máy móc, thiết bị và hệ thống sản xuất. Điều này giúp công ty quản lý và kiểm soát tiêu thụ điện trong quá trình sản xuất. Tối ưu hóa năng suất và đảm bảo hiệu suất hoạt động của các thiết bị.

Quản lý tiêu thụ điện trong tòa nhà và toà nhà chung cư:

Công tơ điện được sử dụng để đo lượng điện tiêu thụ của từng căn hộ. Hoặc đơn vị trong các tòa nhà và toà nhà chung cư. Điều này giúp quản lý việc phân bổ và tính toán chi phí điện cho từng đơn vị. Tạo ra sự công bằng và khuyến khích sử dụng điện tiết kiệm.

Đo lường tiêu thụ điện trong hệ thống năng lượng tái tạo

 Công tơ điện được sử dụng để đo lượng điện sản xuất và tiêu thụ trong các hệ thống năng lượng tái tạo như: pin mặt trời, gió, thủy điện và các nguồn năng lượng xanh khác. Điều này giúp theo dõi hiệu suất và đánh giá công suất của các nguồn năng lượng tái tạo.

Tích hợp công tơ thông minh và quản lý thông tin điện tử:

Công tơ điện thông minh có khả năng kết nối mạng. Cũng như gửi dữ liệu tiêu thụ điện đến các trung tâm quản lý. 

Ý nghĩa các thông số trên mặt đồng hồ điện 1 pha

• 220V: Đây là điện áp định mức của công tơ điện, thường là 220V trong hệ thống điện 1 pha. Điện áp này là giá trị tiêu chuẩn mà công tơ điện được thiết kế để hoạt động.
• 10(40)A: Đây là dòng điện định mức của công tơ điện, thường là 10A. Số trong ngoặc kép (40)A chỉ ra giá trị tối đa mà công tơ điện có thể chịu đựng trong thời gian ngắn. Nếu sử dụng vượt qua mức 40A, công tơ điện không đảm bảo độ chính xác và có thể bị hỏng.
• 450 vòng/kWh: Đây là thông số cho biết số vòng quay của đĩa công tơ điện để đếm 1 kWh (kilowatt-giờ) tiêu thụ. Mỗi lần đĩa quay 450 vòng, sẽ được tính là tiêu thụ 1 kWh.
• Cấp 2: Đây là cấp độ chính xác của một công tơ điện và chỉ sai số 2%. Điều này có nghĩa là công tơ điện có độ chính xác cao. Và chỉ sai số tối đa là 2% so với lượng điện thực tế tiêu thụ.
• 50Hz: Đây là tần số lưới điện, thường là 50Hz trong hệ thống điện 1 pha. Tần số này chỉ ra số chu kỳ dao động của dòng điện trong mỗi giây. Điện lực cung cấp điện với tần số ổn định này để đảm bảo hoạt động chính xác của các thiết bị điện.

>>> Bài viết tham khảo: Công tắc áp suất máy nén khí 

Kinh nghiệm lựa chọn công tơ điện tốt cho gia đình

Để lựa chọn được loại công tơ điện tốt nhất cho gia đình. Bạn cần phải nắm vững các thông số kỹ thuật của thiết bị này. Cụ thể như sau:

• Điện áp: Đây là giá trị bắt buộc phải tuân thủ đúng quy định để đảm bảo độ chính xác và an toàn trong quá trình sử dụng. Tại Việt Nam, giá trị điện áp định mức luôn là 220V.
• Dòng điện: Đây là thông số kỹ thuật quan trọng mà người dùng cần lưu ý khi mua công tơ điện. Dòng điện định mức đảm bảo độ chính xác của công tơ. Và thường được chỉ định dưới dạng dải giá trị như 5(20)A, 10(40)A, 20(80)A. Nếu không đáp ứng được quy định này, công tơ có thể bị hỏng hoặc không đo đạc chính xác.
• Tần số: Đây là thông số định mức của công tơ điện, thường nằm trong khoảng 50Hz. Người dùng cần nắm rõ chỉ số này để lựa chọn thiết bị phù hợp với tần số lưới điện của khu vực sử dụng.
• Số vòng quay đĩa nhôm (Rev/kWh): Thông số này biểu thị số vòng quay của đĩa nhôm để đạt 1 kWh tiêu thụ điện. Quy định thông thường cho các loại công tơ là 225 rev/kWh, 450 rev/kWh, 900 rev/kWh.
• Cấp chính xác (Cl): Công tơ điện được phân loại theo cấp chính xác, thông thường là Cl1 và Cl2. Người dùng không nên bỏ qua thông số này khi lựa chọn công tơ điện. Vì nó ảnh hưởng đến độ chính xác của đo lường.

Kết luận

Bên cạnh đó, người dùng nên lựa chọn sản phẩm công tơ điện chất lượng, có độ bền cao và khả năng chống chịu tốt. Để tiết kiệm chi phí và sử dụng lâu dài. Ngoài ra, nên tìm hiểu và mua công tơ điện từ các hãng sản xuất uy tín, đi kèm với chế độ bảo hành tốt. Từ đó, đảm bảo sự tin cậy và hỗ trợ sau khi mua hàng.

Mong rằng, với những chia sẻ ở trên có thể giúp bạn đọc hiểu rõ hơn về cấu tạo, nguyên lý hoạt động. Cũng như kinh nghiệm lựa chọn công tơ điện phù hợp với nhu cầu sử dụng của mình.