Poprawnie dobrane i zainstalowane liczniki energii elektrycznej mogą pomóc uniknąć awarii, przestojów, a także przyczynić się do realnego obniżenia rachunków za energię elektryczną. Jak to możliwe?
Większość osób nadal postrzega licznik energii wyłącznie jako urządzenie do odczytu zużycia „prądu”. I choć nie jest to błędne, to takie podejście sprawia, że użytkownicy rezygnują z dostępu do cennych informacji, których prosta analiza może prowadzić do optymalizacji zużycia energii i wykrywania nieprawidłowości. W praktyce wiele poważnych awarii jest poprzedzonych anomaliami w „zużyciu prądu” np. zbyt wysokim lub zbyt niskim poborem mocy, nietypowymi wskazaniami czy skokami napięcia lub prądu. Ich wczesne wykrycie pozwala zidentyfikować i usunąć przyczynę problemu, zanim dojdzie do kosztownej usterki.
Dla większości elektryków licznik nadal pełni jedynie funkcję rejestratora zużycia lub produkcji energii. Nie dostrzegają, że nowoczesne liczniki energii to nie tylko technologia, ale też okazja do zwiększenia własnych przychodów. Wystarczy, że instalator w przystępny sposób potrafi pokazać inwestorowi, jak dzięki licznikom można uniknąć awarii, zoptymalizować zużycie energii i obniżyć rachunki.
Zacznijmy więc od początku. Ostatnie lata to dynamiczny rozwój elektroniki, w tym także liczników energii elektrycznej. Dzisiejszy licznik to zaawansowany miernik, który umożliwia pomiar i rejestrację wielu parametrów: napięcia, prądu, mocy czynnej i biernej, zużycia energii, a nawet temperatury. Niektóre modele oferują funkcje takie jak rejestracja mocy maksymalnej czy możliwość kasowania pomocniczego liczydła wskazań (nie ma tu literówki – mówimy o liczydle, ale to wyjaśnię w dalszej części).
Liczników nie należy wrzucać do jednego worka, warto podzielić je na dwie główne grupy:
- liczniki podstawowe, umożliwiające lokalny odczyt parametrów,
- liczniki z komunikacją, pozwalające na zdalny dostęp do danych.
W tym artykule skoncentruję się na zagadnieniach uniwersalnych, wspólnych dla wszystkich liczników różnych producentów, oraz na licznikach podstawowych. Temat liczników z komunikacją omówię w kolejnym materiale.
Spis treści:
- Czy w liczniku potrzebne jest liczydło?
- Bezpośredni, półpośredni czy pośredni licznik energii elektrycznej wybrać?
- Jakie są rodzaje przekładników stosowanych w licznikach energii?
- Różnice między przekładnikami prądowymi i napięciowymi – zasady eksploatacji i rozpoznawania
- Jak działa przekładnik prądowy?
- Dlaczego nie wolno rozłączać przekładnika prądowego pod napięciem?
- Jak prawidłowo postępować z przekładnikiem prądowym?
- Jak działa przekładnik napięciowy?
- Czy można rozłączać przekładnik napięciowy pod napięciem?
- Jak w praktyce rozpoznać przekładnik prądowy od napięciowego?
- Jak dobrać przekrój kabla do przekładnika prądowego?
- Czy dobór przekroju kabli pomiarowych dotyczy również przekładników napięciowych?
- Dobór kabli do przekładników – podsumowanie
- Licznik, licznikowi nie równy
- Gdzie można spotkać licznik bez MID?
- Jakie mogą być skutki użycia liczników bez MID w relacji z najemcami?
- Dlaczego licznik zgodny z MID nie nadaje się do rozliczeń finansowych?
- Symbole i oznaczenia na liczniku energii – jak je czytać i co oznaczają?
- Jak wybrać licznik prądu w instalacjach AC nn?
- Jak długo można legalnie używać liczników energii elektrycznej?
- Dlaczego po wymianie licznika wzrosły rachunki za prąd?
- Co to są harmoniczne?
- Czy harmoniczne dotyczą domku jednorodzinnego lub mieszkania w bloku?
- Kto pokrywa koszt prądu zużywanego przez licznik?
- Co dalej?
Aby z pomocą licznika móc osiągnąć wyżej opisane korzyści licznik musi być prawidłowo dobrany i poprawnie zainstalowany w związku z tym na początku muszę omówić trochę „nudnych” podstaw, które najczęściej są przyczyną błędnego wyboru aparatu pomiarowego (licznika).
Czy w liczniku potrzebne jest liczydło?
Zwracaj uwagę na nazewnictwo! Niektóre określenia, pomimo, że potocznie są zamiennie używane mają swoje ściśle określone definicje które powodują, że realnie aparaty te pełnią całkiem inne funkcje. W kontekście liczników, czy wiesz, jaka jest różnica pomiędzy: miernikiem, wskaźnikiem, licznikiem i liczydłem? Nie będę w tym artykule robił wykładu z metrologii, ale znajomość kilku podstawowych pojęć będzie nam niezbędna.
- Miernik jest to urządzenie służące do dokładnego pomiaru wartości fizycznej wielkości (np. napięcia, prądu, rezystancji). Miernik prezentuje wynik w jednostkach miary, często z określoną klasą dokładności. Przykładem mierników są: multimetr, amperomierz, woltomierz, watomierz. Cechują je: wysoka dokładność, możliwość kalibracji, wynik wyrażony liczbowo (analogowo lub cyfrowo), zgodność z normami metrologicznymi (np. PN-EN 60051, PN-EN 61557).
- Wskaźnik to urządzenie lub element sygnalizacyjny, który informuje o stanie lub przekroczeniu wartości, ale nie podaje dokładnej wartości liczbowej (nawet jeśli ją wyświetla może być ona obarczona sporym błędem). Przykładami wskaźników są: wskaźnik napięcia (np. próbnik), dioda LED sygnalizująca obecność napięcia, wskaźnik fazy. Cechują je: brak dokładnego pomiaru, prosty mechanizm działania. Często stosowany do szybkiej diagnostyki pełną funkcje informacyjną lub ostrzegawczą.
- Licznik jest to urządzenie pomiarowe, które sumuje i rejestruje ilość wystąpień danego zjawiska fizycznego w czasie, np. zużycie energii, liczba impulsów, obroty. Przykładem są: liczniki energii elektrycznej, liczniki impulsów, licznik motogodzin. Cechują je: rejestracja wartości skumulowanej. Licznik może pracować jako pojedynczy niezależny aparat lub być częścią większego systemu pomiarowego. Nowoczesne liczniki są często wyposażone w interfejs komunikacyjny (np. RS-485, M-Bus, Modbus).
- Liczydło (w kontekście liczników energii), to część mechaniczna lub elektroniczna licznika, która wyświetla zliczoną wartość (np. zużycie energii w kWh). Przykładem mogą być: mechaniczne bębny w starszych licznikach, wyświetlacz LCD w nowoczesnych licznikach. Należy zapamiętać, że liczydło nie mierzy samodzielnie, ono tylko prezentuje wynik. W licznikach energii liczydło często nazywane jest „modułem wskazań”.
Skoro podstawowe definicje mamy omówione, to zastanówmy się jakie rodzaje pomiarów wykorzystywane są w licznikach prądu?
Bezpośredni, półpośredni czy pośredni licznik energii elektrycznej wybrać?
Zacznę od przypomnienia co to jest pomiar?
- Pomiar jest to doświadczalne porównanie określonej wielkości mierzalnej ze wzorcem tej wielkości przyjętym umownie za jednostkę miary, którego wynikiem jest przyporządkowanie wartości liczbowej mówiącej, ile razy wielkość mierzona jest większa lub mniejsza od wzorca. Pomiary wielkości elektrycznych napięcia, natężenia prądu, mocy, pracy prądu, itd. wykonuje się urządzeniami, w których wykorzystuje się zjawiska towarzyszące przepływowi prądu elektrycznego, takie jak cieplne, chemiczne i magnetyczne
Rozmawiając o licznikach energii elektrycznej rozróżniamy trzy rodzaje pomiarów:
- Pomiar bezpośredni jest to pomiar, w którym mierzone wielkości (prąd i napięcie) są doprowadzane bezpośrednio do zacisków licznika lub miernika, bez użycia przekładników. Oznacza to, że urządzenie pomiarowe pracuje w tym samym zakresie napięć i prądów, co mierzony obwód. W przypadku liczników prądu pomiar bezpośredni jest najczęściej wykorzystywany w instalacjach nn (230/400 V) w których wartość prądu nie przekracza dopuszczalnego zakresu licznika (np. 40 A, 63 A, 100 A). Przykładem może być licznik energii elektrycznej zamontowany w mieszkaniu lub domu jednorodzinnym, przez który przepływa cały prąd zasilający obiekt. Zaletą tego rozwiązania jest prosta instalacja, niski koszt (brak przekładników). Wadą jest ograniczony zakres prądowy (zwykle do 100 A) i brak separacji galwanicznej ponieważ licznik pracuje bezpośrednio na napięciu sieciowym.
- Pomiar półpośredni jest to odmiana pomiaru, w której jedna z wielkości (zwykle prąd) jest mierzona pośrednio (przez przekładnik), a druga (napięcie) bezpośrednio z obwodu. Pomiar półpośredni ma zastosowanie w instalacjach nn, gdzie prądy są zbyt duże dla bezpośredniego pomiaru, ale napięcie mieści się w zakresie możliwości aparatu pomiarowego. Przykładem może być licznik energii elektrycznej podłączony przez przekładnik prądowy (np. 100/5 A), ale napięcia są pobierane bezpośrednio. Pomiar półpośredni jest kompromisem między kosztem a bezpieczeństwem więc często jest stosowany w rozdzielnicach głównych budynków wielorodzinnych i przemysłowych.
- Pomiar pośredni to pomiar, w którym wartość wielkości elektrycznej mierzona jest za pośrednictwem przekładników pomiarowych (prądowych i napięciowych). Licznik energii podłączony jest do obwodu głównego poprzez przekładniki, więc mierzy wartości które są odwzorowanie w skali. Pomiary tego typu są najczęściej stosowane w instalacjach średniego i wysokiego napięcia, czyli w układach, gdzie prądy lub napięcia przekraczają zakresy pomiarowe liczników.
Skoro wspomniałem o przekładnikach, zastanówmy się:
Jakie są rodzaje przekładników stosowanych w licznikach energii?
Wśród elektryków powszechnie znane (przynajmniej z nazwy) są przekładniki, ale po pytaniach jakie często pojawiają się w sieci uważam, że warto szerzej omówić to zagadnienie:
- Przekładnik napięciowy jest to transformator pomiarowy (PT – Potential Transformer), który zmniejsza napięcie proporcjonalnie do wartości rzeczywistej np. z poziomu roboczego 15 kV do poziomu bezpiecznego 100 V. Zapewnia separację galwaniczną i stosowany jest w pomiarach napięcia w sieciach średniego i wysokiego napięcia. Przekładniki napięciowe wykonane są w dokładności klasy od 0,2 do 1 i wymagają odpowiedniego doboru klasy obciążenia wtórnego.
- Przekładnik prądowy jest to transformator pomiarowy (CT – Current Transformer), który zmniejsza prąd proporcjonalnie do wartości rzeczywistej np. z poziomu roboczego 500 A do standardowego poziomu pomiarowego 1 lub 5 A. Występuje w klasie dokładności: 0,2S; 0,5; 1; 3; (dla pomiarów) oraz 5P; 10P; (dla zabezpieczeń). Wymaga zamknięcia obwodu wtórnego (nigdy nie wolno go rozłączać pod napięciem!). Występuje w dwóch wykonaniach: rdzeniowy (zamknięty) lub dzielony (otwierany).
| Przekładnik prądowy TOM-100 dzielony (z otwieranym rdzeniem) | Przekładnik prądowy TI-100 zamknięty |
 |
 |
Ponieważ wielu elektryków w praktyce nie zetknęło się z przekładnikami, dlatego warto uporządkować podstawowe informacje, które mają kluczowe znaczenie dla bezpiecznej obsługi.
Różnice między przekładnikami prądowymi i napięciowymi – zasady eksploatacji i rozpoznawania
Jakie są podstawowe różnice pomiędzy przekładnikiem prądowym a napięciowym? Aby odpowiedzieć na to pytanie muszę krótko wytłumaczyć zasadę działania obu przekładników.
Jak działa przekładnik prądowy?
Przekładnik prądowy to transformator, którego uzwojenie pierwotne jest włączone szeregowo w obwód prądowy, a wtórne zasila urządzenia pomiarowe (w naszym przypadku licznik) lub zabezpieczenie. W normalnej pracy prąd wtórny kompensuje strumień magnetyczny w rdzeniu, utrzymując go w bezpiecznym zakresie pracy.
Dlaczego nie wolno rozłączać przekładnika prądowego pod napięciem?
Jeśli obwód wtórny przekładnika prądowego zostanie przerwany, a przez uzwojenie pierwotne nadal płynie prąd to:
- rdzeń przekładnika nasyca się magnetycznie,
- na zaciskach wtórnych pojawia się bardzo wysokie napięcie indukowane które może osiągnąć nawet kilka tysięcy woltów,
- może dojść do porażenia elektrycznego, przebicia izolacji, trwałego uszkodzenia przekładnika, pożaru lub zapłonu łuku elektrycznego.
Jak prawidłowo postępować z przekładnikiem prądowym?
Nigdy nie wolno otwierać obwodu wtórnego przekładnika prądowego, gdy przez uzwojenie pierwotne płynie prąd. Jeśli konieczne jest odłączenie urządzenia pomiarowego, należy najpierw zewrzeć zaciski wtórne (stosuje się do tego specjalne zworki, lub dedykowane listwy pomiarowe z funkcją zwarcia).
Z przekładnikiem napięciowym należy postępować inaczej.
Jak działa przekładnik napięciowy?
Przekładnik napięciowy to transformator, który obniża napięcie sieciowe (np. z 15 kV na 100 V), umożliwiając jego bezpieczny pomiar i analizę. Uzwojenie pierwotne jest podłączone bezpośrednio do sieci, a wtórne do urządzeń pomiarowych, takich jak liczniki, woltomierze, czy przekaźniki.
Czy można rozłączać przekładnik napięciowy pod napięciem?
Tak, w przekładniku napięciowym można rozłączać uzwojenie wtórne, nawet gdy uzwojenie pierwotne pozostaje pod napięciem. Jest to dopuszczalne i bezpieczne pod względem konstrukcyjnym, ale należy pamiętać że w takiej sytuacji na uzwojeniu wtórnym występuje napięcie.
Skoro znamy różnice pomiędzy przekładnikami, pozostaje najważniejsze pytanie:
Jak w praktyce rozpoznać przekładnik prądowy od napięciowego?
Najlepiej sprawdzić tabliczkę znamionową:
- CT – przekładnik prądowy (spotyka się również oznaczenie PP)
- przekładnia podawana jest w amperach, np. 400/5 A,
- oznaczenia P1, P2 dla zacisków pierwotnych i S1, S2 dla zacisków uzwojenia wtórnego,
- najczęściej ma kompaktową obudowę z otworem na żyłę w której dokonujemy pomiaru prądu
- występują z rdzeniem zamkniętym (nierozbieralnym) i dzielonym który można rozpiąć w celu założenia na żyłę kabla.
- podłącza się go szeregowo w obwód prądowy (tak jak amperomierz)
- próbny pomiar – prąd w uzwojeniu wtórnym zmienia się proporcjonalnie do prądu płynącego w obwodzie pierwotnym
- wskazówki instalacyjne – należy stosować zworki w obwodzie wtórnym.
- VT – przekładnik napięciowy (spotyka się również oznaczenie PT)
- przekładnia podawana jest w woltach, np. 15 000/100 V,
- oznaczenia H1, H2 dla uzwojenia pierwotnego i X1, X2 dla uzwojenia wtórnego,
- obudowa najczęściej przypomina mały transformator
- występują tylko z rdzeniem zamkniętym (instalator nie ma możliwości rozebrania przekładnika)
- podłącza się go równolegle do obwodu napięciowego (tak jak woltomierz)
- próbny pomiar – na uzwojeniu wtórnym występuje stała wartość napięcia niezależna od wartości podłączonego pod obwód pierwotny obciążenia (pod warunkiem że w obwodzie pierwotnym na skutek wzrostu obciążenia nie występują spadki napięcia)
- wskazówki instalacyjne – zaleca się stosowanie bezpieczników po stronie pierwotnej i wtórnej przekładnika napięciowego.
Skoro wiemy jak rozróżnić przekładnik napięciowy od prądowego to przejdźmy do praktycznych zagadnień np. co robić jeśli odległość pomiędzy przekładnikami a licznikiem jest większa niż oryginalne kable przekładnika, lub jaki przekrój kabli zastosować jeśli przekładnik ma jedynie zaciski do ich podłączenia?
Jak dobrać przekrój kabla do przekładnika prądowego?
W instalacjach z licznikami energii elektrycznej współpracującymi z przekładnikami prądowymi, dobór odpowiedniego przekroju kabli pomiarowych łączących przekładnik z licznikiem ma kluczowe znaczenie zarówno dla dokładności pomiaru, jak i dla bezpieczeństwa całego systemu. Zbyt duża rezystancja żył kabli może prowadzić do zaniżenia wskazań licznika, a w skrajnych przypadkach do przeciążenia przekładnika prądowego.
Aby określić maksymalną dopuszczalną długość kabla przy zadanym przekroju, należy skorzystać z poniższego wzoru:
L = (Pp −PL) / (IS2 ∗ Rm)
Gdzie:
L – Długość kabla w metrach [m]
PP – Moc przekładnika [VA]
PL – Moc pobierana przez wejście licznika [VA]
IS – Prąd wtórny przekładnika [A]
Rm – Rezystywność metra dwużyłowego kabla [Ω/m]
Poniższa tabela podaje rezystywność najczęściej używanych kabli:
| Kabel miedziany | Rezystywność kabla [Rm] |
| 2 x 0,5 mm2 | 0,08 Ω/m |
| 2 x 0,75 mm2 | 0,054 Ω/m |
| 2 x 0,1 mm2 | 0,04 Ω/m |
| 2 x 1,5 mm2 | 0,028 Ω/m |
| 2 x 2,5 mm2 | 0,018 Ω/m |
| 2 x 4 mm2 | 0,01 Ω/m |
| 2 x 6 mm2 | 0,007 Ω/m |
| 2 x 10 mm2 | 0,004 Ω/m |
Dla ułatwienia firma F&F przygotowała tabelę, która umożliwia dobór przekroju kabla w zależności od jego długości oraz parametrów przekładnika prądowego. Pobierz tabelę doboru długości kabla do licznika i przekładnika F&F>>
Czy dobór przekroju kabli pomiarowych dotyczy również przekładników napięciowych?
Pojawia się zasadne pytanie: czy zasady doboru przekroju kabli łączących licznik z przekładnikiem dotyczą również przekładników napięciowych? Choć w tym artykule nie omawiam szczegółowo pomiarów pośrednich napięcia, warto krótko wspomnieć o przekładnikach napięciowych (PT), które również występują w instalacjach pomiarowych.
W przypadku przekładników napięciowych prąd wtórny jest bardzo mały, a wejścia liczników energii charakteryzują się wysoką impedancją, dlatego spadki napięcia na kablach są zazwyczaj pomijalne, o ile nie mamy do czynienia z bardzo długimi trasami lub kablami o małym przekroju żył.
W praktyce większym zagrożeniem dla dokładności pomiaru z użyciem przekładników napięciowych są zakłócenia elektromagnetyczne, które mogą indukować się w kablach pomiarowych i prowadzić do błędnych wskazań. Z tego względu należy starannie zaplanować trasę prowadzenia kabli łączących przekładnik napięciowy z licznikiem. W przypadku:
- długich odcinków,
- środowiska o wysokim poziomie zakłóceń,
- równoległego prowadzenia kabli z obwodami o dużych prądach,
warto rozważyć zastosowanie kabli ekranowanych, przy czym ekran powinien być prawidłowo podłączony do systemu uziemienia.
Dobór kabli do przekładników – podsumowanie
Dobór przekroju kabla ma kluczowe znaczenie w przypadku przekładników prądowych bo wpływa bezpośrednio na dokładność pomiaru oraz bezpieczeństwo układu. W przypadku przekładników napięciowych należy przede wszystkim uwzględnić wymagania instalacyjne oraz odporność na zakłócenia elektromagnetyczne (szczególnie poprzez stosowanie kabli ekranowanych i odpowiednie prowadzenie tras kablowych).
Zalecenia praktyczne:
- ze względu na spadki napięcia unikaj kabli o przekroju poniżej 1 mm² (nawet przy przekładnikach o niewielkiej mocy).
- Stosuj możliwie krótkie odcinki kabli, zwłaszcza w przypadku przekładników małej mocy.
- Uwzględnij rezerwę mocy i nie dobieraj kabla „na styk” względem dopuszczalnego obciążenia przekładnika.
Ponieważ w tym materiale koncentruję się na licznikach energii elektrycznej nn więc w dalszej części będę omawiał liczniki do pomiaru bezpośredniego i półpośredniego z zastosowaniem przekładników prądowych.
Licznik, licznikowi nie równy
Nawet dwa podobnie wyglądające liczniki prądu, o wydawałoby się „identycznych” parametrach (patrząc po opisach np. w sklepach) mogą mierzyć zużytą lub oddaną energię z różną dokładnością. O co chodzi? O klasę dokładności liczników elektrycznych. W skrócie mówiąc o licznikach prądu dla energii czynnej (jednostka kWh) wg norm PN-EN IEC 62053-21 / 62053-22:
- Klasa 2 – dopuszczalny błąd: ±2 % jest stosowana w prostych licznikach używanych do celów orientacyjnych, np. w instalacjach pomocniczych.
- Klasa 1 – dopuszczalny błąd: ±1 % jest to standardowa klasa dla liczników rozliczeniowych w gospodarstwach domowych i małych firmach.
- Klasa 0,5 – dopuszczalny błąd: ±0,5 % jest wykorzystywana w bardziej precyzyjnych pomiarach, np. w przemyśle.
- Klasa 0,2 – dopuszczalny błąd: ±0,2 % jest stosowana w licznikach wzorcowych i pomiarach bilansowych, np. w energetyce zawodowej.
Dla energii biernej (jednostka kVArh) – wg norm PN-EN IEC 62053-23 / 62053-24 :
- Klasa 2 – jest standardowa dla pomiarów energii biernej.
- Klasa 3 – jest mniej dokładna, stosowana w mniej wymagających aplikacjach.
Dla liczników zgodnych z dyrektywą MID PN-EN 50470-3:
- Klasa A – dokładność ±2 % (porównywalna z klasą 2)
- Klasa B – dokładność ±1 % (porównywalna z klasą 1)
- Klasa C – dokładność ±0,5 % (porównywalna z klasą 0,5)
Najlepszym podsumowaniem tego rozdziału „Licznik licznikowi nie równy” będzie zaproszenie Cię do przeanalizowania poniższej tabeli.
| Licznik prądu WZE-3-RST | Licznik prądu LE-02d |
| Dokładność pomiaru (EN50470-1/3) | |
| Minimalny prąd detekcji 0,02 A | Minimalny prąd detekcji 0,04 A |
| Prąd maksymalny 3x 80 A | |
| Klasa B | |
| Posiada certyfikat MID 2014/32/EU | |
 |
 |
Na tym nie koniec bo powinieneś jeszcze zastanowić się ilo kwadrantowy licznik potrzebujesz?
Licznik dwukwadrantowy czy czterokwadrantowy?
O co chodzi? O sposób w jaki licznik rejestruje przepływ energii czynnej i biernej w różnych kierunkach. W dużym skrócie i uproszczeniu:
- Licznik dwukwadrantowy rejestruje energię czynną i bierną wyłącznie w jednym kierunku, co sprawdza się w prostych instalacjach, gdzie energia nie jest oddawana do sieci.
- Licznik czterokwadrantowy mierzy przepływy w obu kierunkach (zarówno pobór, jak i oddawanie energii czynnej oraz biernej).
Energia bierna występuje w dwóch postaciach: indukcyjnej (Q⁺), typowej dla silników, transformatorów i innych odbiorników z cewkami, oraz pojemnościowej (Q⁻), związanej z urządzeniami zawierającymi kondensatory. Czterokwadrantowa rejestracja umożliwia rozróżnienie tych dwóch rodzajów energii biernej oraz kierunku ich przepływu, co jest kluczowe dla dokładnego bilansowania sieci, poprawnej kompensacji mocy biernej i rozliczeń w nowoczesnych instalacjach z OZE, magazynami energii czy układami energoelektronicznymi.
Podsumowanie informacji o licznikach
A miało być tak prosto… I rzeczywiście może być prosto, pod warunkiem, że mamy świadomość, iż licznik licznikowi nierówny.
Na pierwszy rzut oka dwa liczniki mogą wyglądać niemal identycznie: podobna obudowa, zbliżony zakres pomiarowy, zbliżona funkcjonalność. Ale jeśli decyzję o zakupie podejmiemy wyłącznie na podstawie wyglądu i ceny, bez analizy danych technicznych, łatwo o błąd, który może mieć poważne konsekwencje. W efekcie możemy wybrać licznik, który:
- mierzy energię, ale nie spełnia wymagań rozliczeniowych np. nie posiada certyfikatu MID, przez co nie można go legalnie wykorzystać do rozliczeń z najemcami,
- prezentuje wskazania, ale z dużym błędem co prowadzi do błędnych analiz i decyzji,
- oferuje tylko podstawowe funkcje, podczas gdy za niewielką dopłatą dostępne są modele z dodatkowymi możliwościami, jak zdalny odczyt, rejestracja mocy maksymalnej czy kasowanie pomocniczego liczydła,
- nie spełnia swojej roli technicznej np. zamiast licznika dwukierunkowego (do instalacji z OZE) zostanie zamontowany licznik jednokierunkowy, albo licznik bez możliwości pomiaru energii biernej, mimo że taka funkcja była wymagana.
Dlatego warto pamiętać: dobór licznika to nie tylko kwestia ceny, ale przede wszystkim funkcjonalności, dokładności i zgodności z wymaganiami technicznymi oraz prawnymi.
Gdzie można spotkać licznik bez MID?
O główny licznik energii elektrycznej nie musimy się martwić bo jego montażem zajmuje się dostawca energii, a wskazania tego urządzenia stanowią podstawę do rozliczeń z odbiorcą (osobą fizyczną lub firmą), która podpisała umowę na dostawę energii.
Inaczej wygląda sytuacja z licznikami dodatkowymi, tzw. podlicznikami, które są instalowane w celu rozliczeń wewnętrznych np. z najemcami, współlokatorami czy użytkownikami poszczególnych części obiektu. Jeśli podlicznik ma służyć do rozliczeń finansowych, musi posiadać certyfikat MID bo tylko wtedy w świetle prawa jego wskazania są uznawane za wiarygodne.
Z kolei liczniki bez MID można stosować tam, gdzie pomiar ma charakter pomocniczy np. do:
- monitorowania zużycia energii,
- analizy statystycznej,
- zarządzania produkcją,
- wykrywania anomalii w instalacji.
W takich przypadkach nie ma obowiązku stosowania urządzeń z certyfikatem MID, ponieważ pomiar nie jest podstawą do rozliczeń finansowych.
Jakie mogą być skutki użycia liczników bez MID w relacji z najemcami?
Dlaczego z najemcami? Ponieważ tylko w tym przypadku możemy mówić o rozliczeniach finansowych.
Główne zagrożenie to brak podstawy do wiążącego rozliczania. Liczniki bez certyfikatu MID nie są uznawane za legalne przyrządy pomiarowe w rozliczeniach finansowych. Oznacza to, że ich wskazania nie mogą stanowić podstawy do fakturowania zużycia energii. Najemca ma prawo zakwestionować takie rozliczenia, a właściciel obiektu nie będzie w stanie formalnie udowodnić rzeczywistego zużycia energii.
W przypadku rozliczanie się na podstawie wskazań licznika nie posiadającego certyfikatu MID istnieje spore ryzyko sporów cywilnych. W przypadku konfliktu najemca może domagać się:
- zwrotu opłat za energię nawet za kilka lat wstecz,
- unieważnienia dotychczasowych rozliczeń,
- rozliczenia na podstawie udziału powierzchniowego lub wskazań głównego licznika z certyfikatem MID,
- postępowania sądowego lub zgłoszenia sprawy do UOKiK jako naruszenia zbiorowych interesów konsumentów.
Jak widzisz konsekwencje używania do rozliczeń liczników nie posiadającego certyfikatu MID mogą być poważne, ale na tym nie koniec. Zwracaj uwagę co kupujesz bo hasło MID w opisie licznika energii również może doprowadzić Cię do kłopotów.
Dlaczego licznik zgodny z MID nie nadaje się do rozliczeń finansowych?
W skrócie możemy spotkać się z trzema określeniami:
- licznik bez MID
- licznik zgodny z MID
- licznik posiadający MID
Okazuje się, że w praktyce licznik określany jako „zgodny z MID” spełnia wymagania techniczne zawarte w dyrektywie pomiarowej, jednak nie posiada oficjalnej certyfikacji MID. W praktyce oznacza to, że choć jego dokładność może być porównywalna z licznikami certyfikowanymi (posiadającymi MID), licznik zgodny z MID nie może być wykorzystywany do celów rozliczeniowych.
Tego typu urządzenia dobrze sprawdzają się w instalacjach prywatnych, gdzie pomiar służy głównie do monitorowania zużycia energii, a nie do fakturowania. Powinieneś wiedzieć, że wielu producentów oferuje liczniki zgodne z MID jako tańszą alternatywę szczególnie tam, gdzie precyzja pomiaru nie musi być potwierdzona urzędowo, a inwestorowi zależy głównie na kontroli i analizie danych.
Poniższa tabela pokazuje przykłady omawianych powyżej liczników.
| Bez MID | Licznik posiada certyfikat zgodności z MID. |
| Licznik zużycia energii LE-02d CT F&F | Licznik zużycia energii WZE-3 F&F |
 |
 |
Skoro wiemy już, kiedy licznik może być używany do rozliczeń finansowych, warto teraz przyjrzeć się jego oznaczeniom, bo to właśnie one dostarczają informacji o typie urządzenia, jego dokładności, funkcjach i zgodności z wymaganiami prawnymi. Czy potrafisz je poprawnie odczytać?
Symbole i oznaczenia na liczniku energii – jak je czytać i co oznaczają?
Na obudowie licznika znajdziesz wiele oznaczeń i symboli technicznych. Czy potrafisz je poprawnie zinterpretować?
 |
 |
 |
 |
Skoro najważniejsze kwestie mamy już za sobą, czas skupić się na praktyce czyli na tym, jak właściwie dobrać licznik energii elektrycznej.
Jak wybrać licznik prądu w instalacjach AC nn?
Jeśli nie chcemy się „doktoryzować”, tylko po prostu szybko wybrać licznik energii elektrycznej, musimy znać odpowiedzi na trzy pytania:
- Jaki jest układ połączeń sieci niskiego napięcia?
- Jaki jest maksymalny prąd, który może wystąpić w układzie?
- Czy licznik będzie wykorzystywany do rozliczeń finansowych?
Poniżej krótko omówię każe pytanie.
Podstawową kwestią związaną z wyborem licznika jest układ połączeń sieci elektrycznej, do której zostanie on podłączony. Sieć może być jedno lub trójfazowa a w przypadku sieci trójfazowej najczęściej mamy do czynienia z układem czteroprzewodowym (z przewodem neutralnym), lub trójprzewodowe (bez przewodu neutralnego).
Kolejnym parametrem, na który należy zwrócić uwagę przy wyborze licznika prądu, jest maksymalny prąd występujący w mierzonej instalacji. Należy pamiętać, że znamionowy prąd licznika nie może być niższy niż maksymalny prąd płynący w instalacji.
Ale nie ma co przesadzać, bo błędem jest znaczne przewymiarowanie licznika w stosunku do maksymalnego prądu płynącego w instalacji np. montaż 400 A licznika w instalacji w której spodziewamy się maksymalnie 20 A.
Dlaczego? Wynika to z faktu, że liczniki (podobnie jak inne urządzenia pomiarowe) osiągają najwyższą dokładność w górnej części swojego zakresu pomiarowego. Tymczasem typowe prądy robocze w instalacjach są zwykle znacznie niższe od wartości maksymalnych, dlatego warto zachować rozsądek i przy wyborze licznika nie kierować się zasadą „im więcej, tym lepiej”.
W przypadku pomiaru prądów do 100 A można zastosować licznik do pomiaru bezpośredniego (cały prąd przepływa przez licznik), ale jeśli konieczny jest pomiar wyższych prądów, należy zastosować licznik przystosowany do pomiaru półpośredniego (z wykorzystaniem przekładników prądowych). Zastosowanie liczników do pomiaru półpośredniego pozwala bezpiecznie mierzyć prądy o wartościach sięgających nawet kilku tysięcy amperów.
Przypominam, że nie wszystkie liczniki posiadają certyfikat MID i co ważne nie jest on wymagany jeśli licznik nie służy do rozliczeń finansowych. Należy mieć świadomość że certyfikacja MID znacząco podnosi koszt licznika, dlatego w prostych zastosowaniach (np. do monitorowania zużycia energii przez maszyny czy obwody w domu) tańszy licznik bez MID może być w pełni wystarczający.
Mam świadomość, że dotarcie do wielu informacji jest często utrudnione, dlatego poniżej pogrupowałem liczniki F&F według kilku charakterystycznych cech:
Liczniki kasowalne
Czyli takie, które mają możliwość skasowania liczydła dodatkowego co ułatwia osobie obsługującej ustalenie ile energii zostało pobrane od ostatniego kasowania liczydła np:.
Liczniki dwu lub czterotaryfowe
Warto pamiętać, że wielu użytkowników rozlicza się z dostawcą energii elektrycznej w różnych taryfach dzięki czemu mają możliwość zoptymalizować koszty prądu, ale różne taryfy wymagają użycia liczników które są w stanie zarejestrować w której taryfie została pobrana energia elektryczna. Przykładem liczników kilkutaryfowych są:
Liczniki dwukierunkowe
Jest to dynamicznie rozwijająca się grupa liczników które wykorzystuje się do pomiaru ilości energii pobranej ale również oddanej, czyli wyprodukowanej np. przez fotowoltaikę. Do tej grupy liczników zaliczamy:
- 1-fazowe (LE-01MQ, LE-01MR, LE-01MW, LE-01R)
- 3-fazowe (LE-03ETH, LE-03ETH-CT, LE-03 FPV-RST, LE-03MB, LE-03MB CT, LE-03MP, LE-03MQ, LE-03MQ CT, LE-03MW, LE-03MW CT)
Liczniki do pomiaru energii biernej
Energia bierna jest niezbędna do prawidłowego działania wielu urządzeń, jednak jej nadmiar jest niekorzystny z punktu widzenia efektywności systemu elektroenergetycznego. Dlatego dostawcy energii, poprzez system dodatkowych opłat, starają się skłonić odbiorców do inwestowania w urządzenia kompensujące moc bierną (takie jak aktywne lub pasywne kompensatory mocy biernej) które pomagają utrzymać odpowiednią jakość energii.
Zagadnienie to od lat jest dobrze znane odbiorcom przemysłowym. Choć do tej pory użytkownicy prywatni (domy i mieszkania) nie musieli spełniać wymagań dotyczących jakości energii, rosnąca liczba urządzeń elektronicznych, falowników PV, magazynów energii i innych aktywnych komponentów sprawia, że ich wpływ na sieć energetyczną staje się zauważalny, a to z kolei prowadzi do nowych obowiązków narzucanych przez dostawców energii. Coraz częściej w umowach z indywidualnymi odbiorcami pojawiają się zapisy dotyczące obowiązku utrzymania odpowiednich parametrów jakości energii, w tym poziomu napięcia oraz kompensacji mocy biernej. Dotyczy to szczególnie osób posiadających instalacje fotowoltaiczne, turbiny wiatrowe, magazyny energii czy inne źródła generacji rozproszonej.
Choć obecnie opłaty za energię bierną nie są jeszcze uwzględniane na rachunkach odbiorców indywidualnych, należy się spodziewać, że wkrótce mogą się tam pojawić. W związku z tym rośnie zainteresowanie licznikami umożliwiającymi pomiar energii biernej, zarówno indukcyjnej, jak i pojemnościowej.
Przykładami liczników rejestrujących energię bierną są:
| Ilość faz | Energia bierna | Energia bierna pobrana | Energia bierna oddana | Moc czynna, bierna, pozorna | |
| LE-01MB | 1-fazowy | x | x | x | |
| LE-01MQ | 1-fazowy | x | x | x | |
| LE-01MR | 1-fazowy | x | x | ||
| LE-03MB | 3-fazowy | x | x | x | |
| LE-03MB CT | 3-fazowy | x | x | x | |
| LE-03MP | 3-fazowy | x | x | ||
| LE-03MQ | 3-fazowy | x | x | x | |
| LE-03MQ CT | 3-fazowy | x | x | x | |
| LE-03MW | 3-fazowy | x | x | x | x |
| LE-03MW CT | 3-fazowy | x | x | x | x |
Ale to nie wszystko. Co z pomiarem napięcia, prądu czy częstotliwości?
Liczniki pokazujące wartości napięcia, prądu, częstotliwości a także współczynnika mocy
Niektóre liczniki, oprócz podstawowych parametrów energii, umożliwiają również odczyt takich wartości jak napięcie, prąd, częstotliwość czy współczynnik mocy. Dzięki temu użytkownik może na bieżąco monitorować stan instalacji elektrycznej i szybko wychwycić ewentualne nieprawidłowości. Przykładami liczników oferujących rozszerzone funkcje pomiarowe są:
| Ilość faz | Napięcie | Prąd | Częstotliwość | Współczynnik mocy | |
| LE-01MB | 1-fazowy | x | x | x | x |
| LE-01MQ | 1-fazowy | x | x | x | x |
| LE-01MR | 1-fazowy | x | x | x | x |
| LE-01MW | 1-fazowy | x | x | x | x |
| LE-03MB | 3-fazowy | x | x | x | x |
| LE-03MB CT | 3-fazowy | x | x | x | x |
| LE-03MP | 3-fazowy | x | x | x | |
| LE-03MQ | 3-fazowy | x | x | x | x |
| LE-03MQ CT | 3-fazowy | x | x | x | x |
| LE-03MW | 3-fazowy | x | x | x | x |
| LE-03MW CT | 3-fazowy | x | x | x | x |
Ponieważ w artykule pojawia się określenie „współczynnik mocy”, warto wyjaśnić, co ono oznacza.
Co to jest współczynnik mocy i dlaczego ma znaczenie?
Współczynnik mocy (ang. power factor) to wskaźnik efektywności wykorzystania energii elektrycznej w instalacji. Określa, jaka część pobranej mocy elektrycznej jest zamieniana na pracę użyteczną, a jaka służy jedynie do podtrzymania działania urządzeń (np. wytwarzania pól magnetycznych). Wartość współczynnika mocy mieści się w przedziale od 0 do 1 (im bliżej 1, tym lepiej). Niski współczynnik mocy oznacza większe straty energii i w konsekwencji może prowadzić do dodatkowych opłat za moc bierną. Dlatego kontrola współczynnika mocy i ewentualna kompensacja mocy biernej są istotne zarówno dla efektywności energetycznej, jak i dla kosztów eksploatacji.
W zależności od warunków umowy z dostawcą energii elektrycznej, dopuszczalna wartość współczynnika mocy może się różnić.
W przypadku odbiorców indywidualnych najczęściej przyjmuje się wartość odpowiadającą tgφo = 0,4, co oznacza niski poziom wymagań dotyczących kompensacji mocy biernej. Parametr ten można znaleźć w dokumentach takich jak umowa kompleksowa, warunki przyłączenia lub karta produktu taryfy. Warto go znać, zwłaszcza przy planowaniu instalacji z większą liczbą odbiorników o charakterze indukcyjnym.
Skoro mamy już podlicznik, to zasadnym jest pytanie:
Jak długo można legalnie używać liczników energii elektrycznej?
Zgodnie z obowiązującym rozporządzeniem Ministra Rozwoju i Technologii z dnia 20 września 2023 roku, okres użytkowania liczników energii elektrycznej do momentu konieczności ponownej legalizacji (lub ich wymiany) wynosi:
- 15 lat dla indukcyjnych liczników do pomiaru bezpośredniego i mocy do 30 kW,
- 12 lat dla liczników energii elektrycznej czynnej prądu przemiennego z odczytem zdalnym,
- 8 lat dla pozostałych liczników energii elektrycznej czynnej.
Szczegóły w Poz. 1937 w Rozporządzeniu Ministra Rozwoju i Technologii z dnia 31 sierpnia 2023 r.
Aż ciśnie się na usta pytanie: skąd mogę wiedzieć, jak długo można używać licznika, który mam zamontowany? Najłatwiej omówić to na przykładzie. Licznik LE-03M widoczny na poniższym zdjęciu, wyposażony w interfejs Modbus RTU umożliwiający zdalny odczyt, rozpoczyna swój cykl życia w roku 2025. Zgodnie z przepisami może być legalnie użytkowany przez 12 lat, czyli do 2037 roku.
Omawiając liczniki energii elektrycznej, nie sposób pominąć pytania:
Dlaczego po wymianie licznika wzrosły rachunki za prąd?
Na internetowych grupach dyskusyjnych regularnie pojawiają się gorące debaty dotyczące wzrostu rachunków za prąd po wymianie starych liczników indukcyjnych (z obrotową tarczą) na nowoczesne modele elektroniczne. Najczęściej zadawane przez internautów pytania brzmią:
- Dlaczego po wymianie licznika na elektroniczny moje rachunki za prąd wzrosły?
- Czy nowe liczniki elektroniczne zawyżają zużycie energii elektrycznej?
- Czy licznik indukcyjny mógł zaniżać zużycie prądu?
- Czy zasilacze impulsowe wpływają na pomiar energii przez nowy licznik?
- Czy licznik może rejestrować zużycie prądu przez urządzenia w trybie czuwania (standby)?
- Jakie są różnice między licznikiem indukcyjnym a elektronicznym?
- Czy wzrost rachunków po wymianie licznika może być wynikiem błędu pomiarowego?
- Czy licznik elektroniczny może błędnie interpretować zakłócenia jako zużycie energii? (np. przez zasilacze impulsowe, falowniki, LED-y niskiej jakości)
- Czy licznik elektroniczny może rejestrować zużycie energii przez urządzenia zasilane przez UPS lub falowniki? (np. w instalacjach z PV, magazynem energii lub systemami Smart Home)
- Czy obecność harmonicznych w instalacji może wpływać na wskazania licznika elektronicznego? (szczególnie w przypadku urządzeń zasilanych impulsowo, falowników, oświetlenia LED niskiej jakości)
Korzystając z okazji o odpowiedź na powyższe pytania poprosiłem polskiego producenta nowoczesnych liczników elektronicznych firmę F&F.
Klasyczne liczniki energii (szczególnie modele indukcyjne) dominowały w zupełnie innej epoce energetycznej. W tamtych czasach napięcie i prąd miały niemal idealny kształt sinusoidy, a wartość napięcia wynosiła 220/230 V. Licznik podchodził do tego z pewną tolerancją i nie mierzył zbyt dokładnie (wówczas rzadkością były odbiorniki o małym poborze energii np. 2-3 W). Mechaniczno-indukcyjny przelicznik obu sinusoid (napięcia i prądu) na obrót tarczy był prosty i zazwyczaj niezawodny.
Przy dzisiejszych, nowoczesnych odbiornikach energii elektrycznej sytuacja wygląda zupełnie inaczej. Przebieg prądu przypomina zapis sejsmografu rejestrującego spektakularne trzęsienie ziemi, napięcie bywa trapezowe, pełne zakłóceń i szpilek, a jego poziom (sztucznie podbijany przez „poprawiane” przez instalatorów inwertery fotowoltaiczne) przekracza kolejne granice absurdu. W takich warunkach klasyczne liczniki indukcyjne po prostu nie mają szans na wiarygodny pomiar.
Współczesne liczniki energii mierzą prąd i napięcie cyfrowo, czyli zamieniają sygnały analogowe (ciągłe) na cyfrowe (liczby). Do tego służą przetworniki analogowo-cyfrowe (ADC). Im większa ich rozdzielczość (np. 12, 16 czy 24 bity), tym dokładniej licznik potrafi „zobaczyć” nawet bardzo małe zmiany w napięciu i prądzie.
Co to oznacza dla użytkownika?
- Większa dokładność pomiaru – licznik nie „zaokrągla” zużycia energii, tylko rejestruje je bardzo precyzyjnie.
- Rejestracja zakłóceń i harmonicznych – nowoczesny licznik „widzi” nie tylko podstawowy prąd sinusoidalny, ale też zakłócenia generowane np. przez zasilacze impulsowe, falowniki PV czy ładowarki.
- Brak „niedoszacowania” zużycia – stare liczniki indukcyjne często nie rejestrowały drobnych, ale ciągłych obciążeń (np. elektroniki w trybie czuwania), a nowe już to „widzą”.
Przykład z życia:
Jeśli masz w domu dużo urządzeń elektronicznych (komputery, ładowarki, LED-y, fotowoltaikę), to nowoczesny licznik zarejestruje ich zużycie dokładniej niż stary licznik z kręcącą się tarczą. Dla niektórych użytkowników może to oznaczać pozorny wzrost rachunków, choć w rzeczywistości energia była zużywana wcześniej, ale tylko nie była w pełni mierzona.
Należy pamiętać, że nowoczesne liczniki prądu dzięki wysokiej częstotliwości próbkowania pozwalają na rejestrację nie tylko podstawowej harmonicznej, ale również wielu kolejnych harmonicznych.
Dla przykładu: liczniki F&F serii MB i MQ (np. LE-03MQ, LE-03MB, LE-03MQ-CT) wykonują aż 8 000 pomiarów na sekundę. Wbudowany w nie filtr eliminuje częstotliwości powyżej 3 200 Hz, zapobiegając aliasingowi.
Aliasing to zjawisko występujące w cyfrowym przetwarzaniu sygnałów, gdy częstotliwość próbkowania (czyli liczba pomiarów na sekundę) jest zbyt niska w stosunku do częstotliwości sygnału, który chcemy zmierzyć. W efekcie sygnał zostaje zniekształcony i wygląda inaczej niż w rzeczywistości, a jego analiza może prowadzić do błędnych wniosków.
W praktyce oznacza to, że nowoczesny licznik poprawnie zlicza zużycie energii aż do 63 harmonicznej.
Czy fakt, że licznik elektroniczny „widzi” więcej harmonicznych, oznacza, że jest gorszy? Nie. Taki pomiar jest po prostu bardziej dokładny. W przypadku liczników opartych wyłącznie na wartości skutecznej (lub kilku podstawowych harmonicznych), wynik pomiaru może być przypadkowy w rzeczywistości czasem zawyżony, lub czasem zaniżony.
W kontekście dokładności pomiaru warto również wspomnieć o popularnej teorii, według której zastosowanie podlicznika energii za głównym licznikiem może znacząco obniżyć zarejestrowane zużycie. Zwolennicy tej koncepcji twierdzą, że „magiczne” działanie wynika z konstrukcji podliczników, a konkretnie z obecności metalowych elementów w torach prądowych lub naniesionych na nie koralików ferrytowych, które mają rzekomo tłumić wyższe harmoniczne i tym samym obniżać rachunki.
W rzeczywistości sprawa jest znacznie bardziej prozaiczna. W typowym liczniku energii tor prądowy od wejścia do wyjścia składa się z metalowej szyny (w licznikach F&F zawsze miedzianej), zintegrowanej z elementem pomiarowym. Może to być:
- shunt – to po prostu bocznik, czyli opornik pomiarowy o precyzyjnie określonej rezystancji i minimalnej zależności od temperatury oraz warunków środowiskowych,
- miniaturowy przekładnik prądowy – obejmujący szynę, często błędnie utożsamiany z dławikiem ferrytowym.
W obu przypadkach wpływ tych elementów na przebieg prądu i wynik pomiaru jest (niestety dla zwolenników teorii) pomijalny.
Dla sceptyków, którzy chcieliby zweryfikować tę hipotezę samodzielnie: w ofercie F&F dostępne są zarówno liczniki z wbudowanymi shuntami (bocznikami), jak i z przekładnikami prądowymi.
Co to są harmoniczne?
W tym opracowaniu wielokrotnie mowa o harmonicznych, ale czy wszyscy wiedzą co to jest? Pytanie nie jest banalne, bo nawet wielu elektryków którzy używają tego hasła nie potrafi w prosty sposób wytłumaczyć co to są harmoniczne?
W dużym uproszczeniu harmoniczne najłatwiej wyjaśnić odnosząc się do przykładu lustra wody.
Wyobraź sobie, że prąd „w gniazdku” powinien płynąć ładnie i równo, jak fala na spokojnym jeziorze (jest to tzw. podstawowa harmoniczna, czyli idealna sinusoida o częstotliwości 50 Hz). Tak „płynął prąd” jeszcze w latach 70 – 80, gdy w naszych domach urządzenia elektroniczne były rzadkością i nie było w nich zasilaczy impulsowych i przemienników częstotliwości. Obecnie, przez różne urządzenia elektroniczne (np. ładowarki, zasilacze w LED-ach, komputery, falowniki PV, płyty indukcyjne, pompy ciepła, klimatyzatory, nowoczesny sprzęt RTV i AGD), ta równa fala zaczyna się zniekształcać i pojawiają się dodatkowe „fale w falach”, czyli właśnie harmoniczne. Możemy powiedzieć, że harmoniczne to zakłócenia o wyższych częstotliwościach: 100 Hz, 150 Hz, 200 Hz itd.
Dla ułatwienia poniżej poglądowo zamieszczam przykłady przebiegów czystych, oraz zakłóconych przykładowymi harmonicznymi.
| Przebieg idealny | Przebieg zakłócony harmonicznymi |
 |
 |
 |
 |
Jakich obiektów dotyczą harmoniczne? Wielu elektryków harmoniczne kojarzy z przemysłem, ale domki lub mieszkania?
Czy harmoniczne dotyczą domku jednorodzinnego lub mieszkania w bloku?
Tak, i to coraz częściej. Przypomnę, w biurach, domach jednorodzinnych i mieszkaniach mamy coraz więcej urządzeń, które generują harmoniczne w szczególności:
- zasilacze impulsowe (np. w laptopach, routerach, TV i nowoczesnej elektronice podłączanej do gniazdka sieciowego),
- zasilacze wbudowane w „żarówki” LED,
- zasilacze taśm i paneli LED,
- falowniki fotowoltaiczne,
- falowniki magazynów energii,
- ładowarki samochodów elektrycznych,
- ładowarki rowerów i hulajnóg elektrycznych,
- UPS-y,
- ładowarki do telefonów i elektroniki,
- ładowarki do elektronarzędzi,
- klimatyzatory, pompy ciepła, wentylatory, pralki, suszarki i zmywarki.
Skoro wiemy, że harmoniczne dotyczą również biur, domów i mieszkań to czy jest się czym przejmować? Na swoim przykładzie pokażę, że Tauron w umowach o dostawę prądu dla gospodarstw domowych (umowa z 2025-08) zawiera również wytyczne odnośnie harmonicznych:
§ 7
Parametry jakościowe Energii Elektrycznej wprowadzanej do sieci OSD1. Ustala się następujące parametry jakościowe Energii Elektrycznej wprowadzanej do sieci OSD – w przypadku sieci funkcjonującej bez zakłóceń dla podmiotów zaliczanych do grup przyłączeniowych III-V:
…
4) w ciągu każdego tygodnia 95% ze zbioru 10-minutowych średnich wartości skutecznych:
a) składowej symetrycznej kolejności przeciwnej napięcia zasilającego zawiera się w przedziale od 0% do 2% wartości składowej kolejności zgodnej;
b) dla każdej harmonicznej napięcia zasilającego (o rzędach od 2 do 50) powinno być mniejsze lub równe wartościom określonym w poniższej tabeli:5) w każdym tygodniu wartość maksymalna ze zbioru 10-minutowych średnich wartości współczynnika odkształcenia wyższymi harmonicznymi napięcia zasilającego (THD), uwzględniającego wyższe harmoniczne do rzędu 50, powinna być mniejsza lub równa 8%;
Harmoniczne w domowej instalacji – czy naprawdę są groźne?
Na pierwszy rzut oka aż chce się powiedzieć, że stary licznik indukcyjny był lepszy, bo nie rejestrował harmonicznych i najczęściej zaniżał rzeczywiste zużycie energii. Ale to bardzo mylne wrażenie.
Harmoniczne, czyli zakłócenia generowane przez nowoczesną elektronikę, mają realny wpływ nie tylko na liczniki prądu, czyli dokładność pomiaru energii (szczególnie w przypadku starych liczników indukcyjnych), ale również na działanie niektórych urządzeń. Warto abyś wiedział, że harmoniczne mogą powodować zakłócenia w systemach audio, problemy z automatyką a nawet z systemami Smart-Home.
Warto pamiętać, że w niemal każdej nowoczesnej elektronice (zwłaszcza w zasilaczach) pracują kondensatory. Dlaczego to istotne? Bo kondensator „widzi” nie tylko napięcie, ale również jego zmiany w czasie. A im wyższa częstotliwość zakłócenia (czyli im wyższa harmoniczna), tym większy prąd przez niego przepływa. W praktyce oznacza to, że kondensator np. w zasilaczu Twojego urządzenia może być przegrzewany przez harmoniczne, co prowadzi do skrócenia jego żywotności, a w skrajnych przypadkach nawet do jego uszkodzenia. Harmoniczne mają również negatywne skutki dla starszych urządzeń (w tym sprzęt audio) ponieważ pod wpływem harmonicznych przegrzewają się rdzenie transformatorów (co wiążę się również z wyższymi stratami energii).
Nieświadomi rzeczywistych przyczyn problemów z „szalejącą” elektroniką czy awariami urządzeń, użytkownicy często winę za awarie zrzucają na jakość współczesnych produktów. W tym kontekście nowoczesny licznik prądu a dokładnie niespodziewany wzrost zużycia energii elektrycznej zarejestrowany przez licznik świadomemu instalatorowi lub użytkownikowi może pomóc w ustaleniu problemu z jakością energii elektrycznej. W rzeczywistości koszt naprawy lub wymiany uszkodzonego sprzętu wielokrotnie przewyższa potencjalny wzrost zużycia energii rejestrowany przez nowoczesne liczniki.
Warto jednak pamiętać, że nowoczesny, elektroniczny licznik energii nie ma realnego wpływu na powstawanie harmonicznych, dlatego zamiast narzekać na skutki, czyli zawyżone rachunki, należy eliminować przyczyny, czyli źródła zakłóceń lub wyłączać odbiorniki które długotrwale niepotrzebnie „pobierają prąd”.
W domach wyposażonych w dużą liczbę urządzeń elektronicznych, instalację fotowoltaiczną i falownik, jakość energii elektrycznej często odbiega od ideału, co może potęgować występowanie zakłóceń. Dlatego warto mieć świadomość, że jakość energii ma znaczenie również w warunkach domowych, a harmoniczne to nie tylko problem dużych zakładów przemysłowych. Coraz częściej u świadomych użytkowników w nowoczesnych instalacjach domowych stosuje się aktywne kompensatory mocy biernej typu ASVG, które oprócz kompensacji potrafią także filtrować harmoniczne i poprawiać jakość energii w czasie rzeczywistym (to kolejny duży temat na osobne opracowanie).
Licznik a jakość energii elektrycznej – to nierozerwalne połączenie
Jak widać, temat liczników energii jest ściśle powiązany z jakością energii elektrycznej. Każdy użytkownik niezależnie od tego, czy jest inwestorem, instalatorem czy po prostu świadomym odbiorcą powinien dążyć do tego, by w jego instalacji:
- poziom harmonicznych prądu (THDI) był możliwie niski,
- energia bierna nie przekraczała wartości zapisanych w umowie z dostawcą prądu.
Obecnie to nie tylko kwestia techniczna, ale również ekonomiczna, bo zła jakość energii to niepotrzebne straty, szybsze zużycie sprzętu i wyższe rachunki.
Kto pokrywa koszt prądu zużywanego przez licznik?
Załóżmy, że wynajmujesz lokal, w którym rozliczasz się za zużytą energię elektryczną na podstawie wskazań licznika WZE-3.
Warto przypomnieć, że licznik ten jest urządzeniem elektronicznym, które do działania potrzebuje zasilania. Pojawia się więc zasadne pytanie: kto ponosi koszt energii elektrycznej zużywanej przez sam licznik?
Jakie to są wartości?
Zgodnie z danymi producenta, licznik WZE-3 pobiera na własne potrzeby moc 2 W (10 VA). W skali roku przekłada się to na następujące zużycie energii elektrycznej:
2 W * 24 h = 48 Wh/dobę
48 Wh * 365 dni = 17 520 Wh rocznie (17,5 kWh)
Z dostępnych w Internecie informacji wynika, że średnia cena 1 kWh w taryfie G11 dla gospodarstw domowych w 2025 roku wynosiła 1,16 zł.
Przy rocznym zużyciu energii na poziomie 17,5 kWh daje to koszt około 20,30 zł.
Kto zatem ponosi koszt energii potrzebnej do działania licznika prądu?
Większość liczników energii elektrycznej dostępnych na rynku, w tym modele takie jak WZE-3, posiada układ pomiarowy umieszczony na wyjściu urządzenia. Taka konstrukcja oznacza, że licznik rejestruje wyłącznie energię przepływającą do instalacji odbiorczej czyli tę, którą zużywa użytkownik końcowy.
Zasilanie samego licznika odbywa się z obwodu zasilającego, jednak energia zużywana przez elektronikę pomiarową nie jest uwzględniana w pomiarze. W praktyce oznacza to, że licznik „pomija” własne zużycie, a koszt tej energii ponosi właściciel instalacji elektrycznej (najczęściej dostawca energii lub właściciel obiektu).
W przypadku liczników stosowanych w lokalach wynajmowanych, gdzie rozliczenie odbywa się na podstawie wskazań podlicznika, energia zużywana przez sam licznik nie jest fakturowana najemcy, ponieważ nie przechodzi przez układ pomiarowy. Jest to istotny detal techniczny, który może mieć znaczenie przy analizie kosztów eksploatacyjnych oraz projektowaniu i analizie rozbudowanych systemów pomiarowych.
Co dalej?
W kolejnej części artykułu przejdziemy od teorii do praktyki. Pokażę:
- schematy podłączenia liczników do pomiaru bezpośredniego i półpośredniego,
- omówię popularne protokoły komunikacyjne, takie jak Modbus RTU (RS-485),
- wrócę do pytania z początku: jak wykorzystać liczniki do unikania awarii, optymalizacji zużycia energii i realnego obniżenia rachunków,
- oraz wskażę najczęstsze błędy popełniane przez instalatorów przy podłączaniu liczników.
