Подключение электросчетчика трехфазного с трансформатором тока. Схемы подключения трехфазного электросчётчика, варианты, методы.

Содержание:

В электрических сетях, с напряжением 380 вольт, потребляемой мощностью свыше 60 кВт и током более 100 ампер, используется схема подключения трехфазного счетчика через трансформаторы тока. Данный вариант известен как косвенное подключение. Подобная схема дает возможность измерения высокой потребляемой мощности приборами учета, рассчитанными на низкие показатели мощности. Разница между высокими и низкими значениями компенсируется с помощью специального коэффициента, определяющего окончательные показатели счетчика.

Принцип работы измерительных трансформаторов

Принцип действия данных устройств довольно простой. По первичной обмотке трансформатора, включенной последовательно, протекает фазовый ток нагрузки. За счет этого возникает электромагнитная индукция, создающая ток во вторичной обмотке устройства. В эту же обмотку осуществляется включение токовой катушки трехфазного электросчетчика.

В зависимости от коэффициента трансформации, ток во вторичной цепи будет значительно меньше фазного тока нагрузки. Именно этот ток обеспечивает нормальную работу счетчика, а снимаемые показатели умножаются на величину коэффициента трансформации.

Таким образом, трансформаторы тока или измерительные трансформаторы преобразуют высокий первичный ток нагрузки в безопасное значение, удобное для проведения измерений. Трансформаторы тока для электросчетчиков нормально функционируют при рабочей частоте в 50 Гц и вторичном номинальном токе в 5 ампер. Поэтому, если составляет 100/5, это означает максимальную нагрузку в 100 ампер, а значение измерительного тока - 5 ампер. Следовательно, в этом случае показания трехфазного счетчика умножаются в 20 раз (100/5). Благодаря такому конструктивному решению, отпала необходимость в изготовлении более мощных приборов учета. Кроме того, обеспечивается надежная защита счетчика от коротких замыканий и перегрузок, поскольку сгоревший трансформатор меняется значительно легче по сравнению с установкой нового счетчика.

Существуют определенные недостатки при таком подключении. Прежде всего, измерительный ток в случае малого потребления, может быть меньше стартового тока счетчика. Следовательно, счетчик не будет работать и выдавать показания. В первую очередь это касается с очень большим собственным потреблением. Современные электросчетчики такого недостатка практически не имеют.

Особое внимание при подключение нужно обращать на соблюдение полярности. Первичная катушка имеет входные клеммы. Одна из них предназначена для подключения фазы и обозначается Л1. Другой выход - Л2 необходим, чтобы подключиться к нагрузке. Измерительная обмотка также имеет клеммы, обозначаемые соответственно, как И1 и И2. Кабель, подключаемый к выходам Л1 и Л2, рассчитывается на необходимую нагрузку.

Для вторичных цепей используется проводник, поперечное сечение которого должно быть не ниже 2,5 мм2. Рекомендуется применять разноцветные промаркированные провода с обозначенными выводами. Нередко подключение вторичной обмотки к счетчику осуществляется с помощью опломбированного промежуточного клеммника. Использование клеммника позволяет проводить замену и обслуживание счетчика без отключения электроэнергии, поступающей к потребителям.

Схемы подключения

Подключение измерительного трансформатора к счетчику может быть выполнено разными способами. Запрещается использовать трансформаторы тока с приборами учета, предназначенными для прямого включения в электрическую сеть. В подобных случаях вначале изучается сама возможность такого подключения, выбирается наиболее подходящий трансформатор, в соответствии с индивидуальной электрической схемой.

Если измерительные трансформаторы имеют различный коэффициент трансформации, они не должны подключаться к одному и тому же к счетчику.

Перед подключением необходимо внимательно изучить схему расположения контактов, имеющихся на трехфазном счетчике. Общий принцип действия электросчетчиков является одинаковым, поэтому контактные клеммы располагаются на одних и тех же местах во всех приборах. Контакт К1 соответствует питанию цепи трансформатора, К2 - подключение цепи напряжения, К3 является выходным контактом, подключаемым к трансформатору. Таким же образом подключается фаза «В» через контакты К4, К5 и К6, а также фаза «С» с контактами К7, К8, К9. Контакт К10 является нулевым, к нему подключаются обмотки напряжения, расположенные внутри счетчика.

Чаще всего применяется наиболее простая схема раздельного подключения вторичных токовых цепей. К фазному зажиму от входного автомата сети подается фазовый ток. Для удобства монтажа с этого же контакта выполняется подключение второй клеммы катушки напряжения фазы на счетчике.

Выход фазы является окончанием первичной обмотки трансформатора. Его подключение осуществляется к нагрузке распределительного щита. Начало вторичной обмотки трансформатора соединяется с первым контактом токовой обмотки фазы счетчика. Конец вторичной обмотки трансформатора соединяется с окончанием токовой обмотки прибора учета. Таким же образом подключаются остальные фазы.

В соответствии с правилами выполняется соединение и заземление вторичных обмоток в виде полной звезды. Однако это требование отражено не в каждом паспорте электросчетчиков, поэтому во время ввода в действие иногда приходится отключать заземляющий шлейф. Выполнение всех монтажных работ должно происходить в строгом соответствии с утвержденным проектом.

Существует и другая схема подключения трехфазного счетчика через трансформаторы тока, применяемая очень редко. В данной схеме используются совмещенные цепи тока и напряжения. Возникает большая погрешность в показаниях. Кроме того, при такой схеме невозможно своевременно выявить обмоточный пробой в трансформаторе.

Большое значение имеет правильный выбор трансформатора. Максимальная нагрузка требует величины тока во вторичной цепи не менее 40% от номинала, а минимальная нагрузка - 5%. Все фазы должны чередоваться в установленном порядке и проверяться специальным прибором - фазометром.

Установка счетчика с трансформаторами тока

Прежде чем рассмотрим вопрос, как подключить трехфазный электросчетчик своими руками, оговоримся, что с трехфазными счетчиками дело обстоит сложнее, чем с однофазными, где схема подключения, в принципе, однозначна.

Схема подключения трехфазного счетчика зависит от его типа. В любом случае, трехфазные счетчики поддерживают однофазное измерение.

Существует 4 типа трехфазных счетчиков

Это приборы:

• Прямого включения (называют так же непосредственного включения)
• Косвенного включения
• Полукосвенного включения
• Учета реактивной энергии

Соответственно и способы подключения у них разные, рассмотрим их по порядку.

Трехфазный счетчик прямого включения

Приборы такого типа подключаются в сеть напрямую, так как рассчитаны на сравнительно небольшую пропускную мощность, до 60кВт (соответственно ток до 100 А). Подключить счетчик электроэнергии прямого включения на мощность, превышающую указанную в паспорте просто не удастся, так как их входные и выходные колодки рассчитаны на сечение подключаемых проводов 16 или 25 мм.

Схема подключения cчетчика прямого включения, также, как и у однофазных счетчиков, кроме паспорта, указана на обратной стороне крышки.

Провода, слева-направо:

• Первый - фаза А вход
• Третий - фаза В вход
• Пятый - фаза С вход
• Седьмой - ноль вход

Как видим, сложности никакой здесь нет.

Счетчик полукосвенного включения

Это приборы учета электроэнергии, которые ориентированы на измерение потребляемой мощности, превышающей 60 кВт. Использование возможно только в связке с трансформатором тока, а подключение осуществляется по четырем схемам.

Оцифровка прибора учета здесь отличается от прибора прямого (непосредственного) включения.

Схема подключения - провода, слева направо:

1. вход токовой обмотки фазы А
2. вход обмотки измерения напряжения фазы А
3. выход токовой обмотки фазы А
4. вход токовой обмотки фазы В
5. вход обмотки измерения напряжения фазы В
6. выход токовой обмотки фазы В
7. вход токовой обмотки фазы С
8. вход обмотки измерения напряжения фазы С
9. выход токовой обмотки фазы С
10. нейтраль
11. нейтраль

Рассмотрим контакты трансформаторов тока. Их четыре:

• Л1 - вход силовой линии
• И1 - вход измерительной обмотки счетчика
• И2 - выход измерительной обмотки счетчика

Контакты Л1 и Л2 всегда подключаются к силовой сети.

При использовании токовых трансформаторов показания счетчика умножаются на коэффициент трансформации. Межповерочный срок трансформатора тока составляет 4-5 лет.

Схемы подключения счетчиков полукосвенного включения

Выделяют несколько способов подключения:

Эта схема хороша тем, что здесь не связаны между собой цепи измерения тока и напряжения, что повышает ее электробезопасность. Однако, она требует большего количества проводов, чем другие схемы.

Последовательность:

• Контакт 3 подключается на И2 фазы А
• Контакт 6 подключается на И2 фазы В
• Контакт 9 подключается на И2 фазы С
• Контакт 10 подключается на нулевой провод

Позволяет сэкономить на монтаже вторичных проводов.

Последовательность выполнения:

• Контакты 3, 6, 9 и 10 замыкаются между собой и подключаются на нулевой провод
• Все контакты И2 замыкаются между собой и на контакт 11
• Контакт 1 подключается на И1 фазы А
• Контакт 4 подключается на И1 фазы В
• Контакт 7 подключается на И1 фазы С
• Контакт 2 подключается на Л1 фазы А
• Контакт 5 подключается на Л1 фазы В
• Контакт 8 подключается на Л1 фазы С

Подключение счетчика с совмещенными цепями тока и напряжения

Эта схема устарела, так как является электронебезопасной, и сегодня не применяется.

Подключение счетчика через испытательную клеммную коробку

По сути дела, повторяет десятипроводную схему подключения, только в разрыве между электросчетчиком и остальными элементами устанавливается переходная коробка, позволяющая безболезненно снимать и устанавливать учетный прибор.

Счетчики косвенного включения

Такие счетчики используются для учета расхода электроэнергии при напряжениях выше 6кВ, поэтому рассматривать их мы здесь не будем.

Счетчики реактивной энергии

По способу подключения не отличаются от приборов учета активной энергии. Хотя еще существуют индукционные счетчики, учитывающие отдельно реактивную составляющую, но в настоящее время их уже не устанавливают.

В следующих статьях мы рассмотрим , постараемся разобраться с их достоинствами и недостатками, по возможности выявить лучшие марки электросчетчиков.

Проще говоря, они используются в щитах учета для измерения расхода электроэнергии потребителей большой мощности, когда непосредственное или недопустимо из-за высоких токов в измеряемой цепи, способных привести к сгоранию токовой катушки и выводу прибора учета из строя.

Конструктивно эти устройства представляют собой магнитопровод с двумя обмотками: первичной и вторичной. Первичная (W1) подключается последовательно к измеряемой силовой цепи, к вторичная (W2) - к токовой катушке прибора учета.

Первичная обмотка выполняется с большим сечением и меньшим количеством витков чем вторичная, часто выполняется в виде проходной шины. Снижение тока (собственно, коэффициент трансформации) - это отношение тока W1 к W2 (100/5, 200/5, 300/5, 500/5 и т. д.).

Помимо преобразования измеряемого тока до допустимых для измерения значений, ввиду отсутствия связи W1 с W2 в ТТ происходит разделение измерительных и первичных цепей.

Схемы подключения счетчика через трансформаторы тока

Для правильного учета электроэнергии с применением ТТ необходимо соблюдать полярность подключения их обмоток: начало и конец первичной имеют обозначение Л1 и Л2, вторичной - И1 и И2.

Схемы полукосвенного подключения трехфазных электросчетчиков (с применением только ТТ) могут быть выполнены в разных вариантах:

Семипроводная . Это устаревшая и наименее предпочтительная в плане электробезопасности схема ввиду наличия связи токовых и измерительных цепей - токовые цепи электросчетчика находятся под напряжением.

Десятипроводная схема . Более предпочтительная и рекомендуемая для использования в настоящее время. Отсутствие гальванической связи токовых цепей прибора учета и цепей напряжения делает подключение счетчика более безопасным.

Схема подключения электросчетчика через испытательную колодку .Согласно требований ПУЭ п. 1.5.23 должна применяться при включении образцового счетчика через ТТ. Наличие испытательной коробки позволяет осуществлять шунтирование, отключение токовых цепей, подключение прибора учета без отключения нагрузки, пофазное снятие напряжение с измеряемых цепей.

Подключение выполняется на основе десятипроводной схемы, ее отличие от последней состоит в наличии специального испытательного переходного блока между электросчетчиком и ТТ.

С соединением ТТ в “звезду” . Одни выводы вторичных обмоток ТТ соединяются в одной точке, образуя соединение "звезда", другие - с токовыми катушками счетчика, также соединяемые по схеме "звезда".

Недостаток такого способа подключения учета - большая сложность коммутации и проверки правильности сборки схемы.

Учет электроэнергии с потребляемым током более 100А выполняется счетчиками трансформаторного включения, которые подключаются к измеряемой нагрузке через измерительные трансформаторы. Рассмотрим основные характеристики трансформаторов тока.

1. Номинальное напряжение трансформатора тока

В нашем случае измерительный трансформатор должен быть на 0,66кВ.

2. Класс точности

Класс точности измерительных трансформаторов тока определяется назначением электросчетчика. Для коммерческого учета класс точности должен быть 0,5S, для технического учета допускается - 1,0.

3. Номинальный ток вторичной обмотки

Обычно 5А.

4. Номинальный ток первичной обмотки

Вот этот параметр для проектировщиков наиболее важен. Сейчас рассмотрим требования по выбору номинального тока первичной обмотки измерительного трансформатора. Номинальный ток первичной обмотки определяет коэффициент трансформации.

Коэффициент трансформации измерительного трансформатора - отношение номинального тока первичной обмотки к номинальному току вторичной обмотки.

Коэффициент трансформации следует выбирать по расчетной нагрузке с учетом работы в аварийном режиме. Согласно ПУЭ допускается применение трансформаторов тока с завышенным коэффициентом трансформации:

1.5.17. Допускается применение трансформаторов тока с завышенным коэффициентом трансформации (по условиям электродинамической и термической стойкости или защиты шин), если при максимальной нагрузке присоединения ток во вторичной обмотке трансформатора тока будет составлять не менее 40 % номинального тока счетчика, а при минимальной рабочей нагрузке — не менее 5 %.

В литературе можно встретить еще требования по выбору трансформаторов тока. Так завышенным по коэффициенту трансформации нужно считать тот трансформатор тока, у которого при 25%-ной расчетной присоединяемой нагрузке (в нормальном режиме) ток во вторичной обмотке будет менее 10% номинального тока счетчика.

А сейчас вспомним математику и рассмотрим на примере данные требования.

Пусть электроустановка потребляет ток 140А (минимальная нагрузка 14А). Выберем измерительный трансформатор тока для счетчика.

Выполним проверку измерительного трансформатора Т-066 200/5. Коэффициент трансформации у него 40.

140/40=3,5А - ток вторичной обмотки при номинальном токе.

5*40/100=2А - минимальный ток вторичной обмотки при номинальной нагрузке.

Как видим 3,5А>2А - требование выполнено.

14/40=0,35А - ток вторичной обмотки при минимальном токе.

5*5/100=0,25А - минимальный ток вторичной обмотки при минимальной нагрузке.

Как видим 0,35А>0,25А - требование выполнено.

140*25/100 - 35А ток при 25%-ной нагрузке.

35/40=0,875 - ток во вторичной нагрузке при 25%-ной нагрузке.

5*10/100=0,5А - минимальный ток вторичной обмотки при 25%-ной нагрузке.

Как видим 0,875А>0,5А - требование выполнено.

Вывод: измерительный трансформатор Т-066 200/5 для нагрузки 140А выбран правильно.

По трансформаторам тока есть еще ГОСТ 7746—2001 (Трансформаторы тока. Общие технические условия), где можно найти классификацию, основные параметры и технические требования.

При выборе трансформаторов тока можно руководствоваться данными таблицы:

Специалист по электротехнике может легко объяснить, почему схемы подключения трехфазного счетчика бывают разными.

В зависимости от типа прибора применяются: схема подключения через трансформаторы тока или схема прямого включения счетчика.

Промышленностью выпускаются приборы учета, которые рассчитаны на подключение по следующим схемам:

• прямого включения;
• полукосвенного подключения;
• косвенного включения;
• с возможностью учета реактивной мощности.

Своевременная установка прибора и правильно выбранная схема подключения — обеспечивают абонентам точный учет потребляемой электроэнергии.

Действующие схемы подключения

С теоретической точки зрения, для учета электроэнергии в трехфазных системах можно использовать однофазные устройства учета.

Трансформаторов тока или других дополнительных элементов здесь не требуется. Однако такой способ сложен при реализации и дает большую погрешность.

Для того чтобы упростить монтаж приборов учета и обеспечить соответствующие эксплуатационные параметры, промышленностью стали выпускаться трехфазные счетчики.

Схема включения прибора определяется мощностью нагрузки. Или, говоря по-другому, величиной тока, который протекает через прибор.

Прежде чем выполнять монтаж устройства, необходимо ознакомиться с правилами его установки.

При варианте прямого подключения счетчик «врезается» в электрическую линию. Через него протекает тот же объем тока, который потребляется нагрузкой.

Установка проста в исполнении – нужно только подключить концы кабеля с входной и выходной стороны.

Очень важно не перепутать коммутацию проводов:

• выходной конец фазы «А» — к клемме №2;
• входной конец фазы «В» — к клемме №3;
• выходной конец фазы «В» — к клемме №4;
• входной конец фазы «С» — к клемме №5;
• выходной конец фазы «С» — клемме №6;
• входной «нулевой» конец – к клемме №7;
• выходной «нулевой» конец – к клемме №8.

Надо учитывать имеющиеся ограничения. Схема прямого включения применяется в сетях, где величина протекающего тока не превышает 100 ампер.

Контрольные расчеты показывают, что установленная мощность потребителей энергии, в этом случае, не должна превышать 60 кВт.

При таком объеме потребления, величина протекающего через прибор тока будет рана 92 ампера.

Когда в доме или квартире имеется стандартный набор бытовых устройств – холодильник, телевизор, посудомоечная машина и кондиционер – то данная схема подключения счетчика вполне себя оправдывает.

Если же среди потребителей электроэнергии значится котел отопления, то приходится выбирать иной способ.

Полукосвенное включение прибора

Полукосвенная схема включения счетчика в электросеть применяется при установленной мощности потребления более 60 кВт. Для этого используются трансформаторы тока.

Особенностью трансформаторов данного типа является то, что вместо первичной обмотки используется электрический провод.

При протекании тока по проводнику во вторичной обмотке, по законам индукции, возникает электрическое напряжение. Величину именно этого напряжения и фиксирует прибор учета.

Подключить приборы учета таким способом можно по разным схемам. В любой из них используются трансформаторы тока, как своеобразные источники информации.

Наиболее распространенной считается — десятипроводная схема подключения. Положительным фактором этой схемы является наличие гальванической развязки силовых и измерительных цепей.

Такую развязку, как дополнение к основной функции, и обеспечивают трансформаторы. Это очень важно для обеспечения безопасности при эксплуатации и обслуживании прибора учета.

Недостатком схемы можно назвать большое количество проводов.

Последовательность подключения трансформаторов и счетчика в целом следующая:

• входной конец фазы «А» — к клемме №1;
• входной конец измерительной обмотки фазы «А» — к клемме №2;
• выходной конец фазы «А» — к клемме №3;
• входной конец фазы «В» — к клемме №4;
• входной конец измерительной обмотки фазы «В» — к клемме №5;
• выходной конец фазы «В» — к клемме №6;
• входной конец фазы «С» — к клемме №7;
• входной конец измерительной обмотки фазы «С» — к клемме №8;
• выходной конец фазы «С» — к клемме №9;
• входной «нулевой» провод – к клемме №10;
• «нулевой» провод со стороны нагрузки – к клемме №11.

Когда выполняется установка счетчика, для включения трансформаторов в разрыв цепи используются специальные клеммы, которые обозначаются Л1 и Л2.

Еще одна полукосвенная схема установки счетчика называется — сведение трансформаторов тока в конфигурацию похожую на звезду.

В этом случае, установка прибора облегчается, поскольку используется меньшего количества проводов. Этот результат достигается тем, что усложняется внутренняя схема прибора.

На качество и точность показаний эти усложнения никак не влияют. Существует еще одна схема подключения, в которой используются трансформаторы тока.

Называется она семипроводной, по числу проводов используемых для включения. На сегодняшний день она окончательно устарела, хотя и встречается в реальных условиях.

Ее основной недостаток заключается в отсутствии гальванической развязки технологических и измерительных цепей. Эта особенность делает схему измерений опасной при обслуживании.

Для приборов учета, которые функционируют с использованием трансформаторов, в правилах учета электроэнергии сформулировано особое требование. Смысл этого требования прост.

Между электрическим проводом и счетчиком необходимо установить контактную панель или колодку. Через эту панель выполняются все необходимые соединения.

При необходимости, вторичная обмотка токовых трансформаторов шунтируется и в систему измерений подключается эталонный счетчик. При наличии колодки — облегчается монтаж прибора.

Счетчик можно снять и заменить на другой, при этом не отключая основную линию электроснабжения.

Распределение и учет электроэнергии считается сложной технической задачей. Установка счетчиков, монтаж электропроводки выполняется по определенным и очень строгим правилам.

Измерительные трансформаторы, которые используются в приборах учета, не всегда имеют заданные параметры. Через определенный период времени их необходимо проверять.

Эти детали приходится учитывать при снятии показаний со счетчика. Полукосвенные схемы включения требуют дополнительного внимания.

Сбытовым организациям удобнее работать со счетчиками прямого включения.

Косвенное включение прибора

Косвенные схемы подключения измерительных приборов в бытовой сфере не используются. Они рассчитаны для учета электроэнергии на шинах генерирующих предприятий.

К числу таких предприятий относятся тепловые электростанции, гидравлические и атомные. Трансформаторы тока устанавливаются непосредственно на шинах, отходящих от генератора.

Данные с клемм этих трансформаторов поступают на счетчик, который фиксирует количество выработанной электрической энергии.

Установка трехфазного прибора учета

В том случае, когда монтаж счетчика выполняется своими руками, необходимо внимательно следить за тем, чтобы цветная маркировка строго соблюдалась.

Счетчики прямого включения используются в городских квартирах. С установкой таких приборов может справиться, практически, каждый дееспособный гражданин.

Через ремонт квартир и электрической проводки проходят большое число людей.

Качественно другая ситуация складывается, когда нужно установить прибор, для работы которого нужны трансформаторы тока.

В этом случае — надежнее будет делегировать работу квалифицированным специалистам.

Прежде чем приступить к установке, специалисты рекомендуют выполнить монтаж входного автоматического выключателя.

Через этот автомат будет осуществляться электроснабжение дома или квартиры. Прямого нарушения технических условий и правил монтажа в такой схеме не наблюдается.

Наличие в сети электроснабжения входного выключателя облегчает выполнение различных ремонтных и профилактических работ.

В этом контексте важно подчеркнуть, что замена одного трехфазного выключателя тремя однофазными не допускается.

Соединение проводов, через которые протекает электрический ток, должна происходить одновременно.

Счетчик крепится в специальном шкафу, с помощью специальных винтов. В стенке или дверце шкафа можно вырезать отверстие, через которое удобно вести наблюдение за показаниями прибора.

Предварительно необходимо осмотреть его и проверить целостность корпуса. После установки нужно обязательно проверить работоспособность прибора.

Если на табло не появляются показания, то значит трансформаторы не выдают сигнал. Следовательно, нужно еще раз проверить правильность подключения или пригласить специалистов.

Счетчики нового поколения

Традиционные схемы подключения приборов учета с использованием трансформаторов тока — постепенно уступают место более эффективным решениям.

Современные квартиры и коттеджи оснащены электрическими устройствами разного назначения, которые потребляют большие объемы энергии.

Даже состоятельные владельцы вынуждены задуматься над проблемой экономии электричества.

И трехфазные счетчики нового поколения способны внести свою лепту в решение этой задачи.

Новые приборы можно запрограммировать на определенные режимы работы.

Если днем действует один тариф, а ночью другой, то счетчик легко программируется на такую работу.