Подключение счетчика через трансформаторы тока

Схема подключения трехфазного счетчика через трансформаторы тока

1. Принцип работы измерительных трансформаторов
2. Коэффициент трансформации электросчетчика
3. Установка счетчика с трансформаторами тока

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 коэффициент трансформации 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 счетчиков индукционного типа 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

Как подключить электросчетчик через трансформаторы тока?

Схем такого подключения существует несколько. Разберем все эти схемы применительно к трехфазному варианту включения. Для чего нужны электросчетчики. Вообще счетчики нужны для того, чтобы учитывать электрическую энергию, потребленную в трех- и четырехпроводных сетях с частотой тока, равной 50 герц.
Счетчики трехфазного типа бывают следующих видов:

К источнику электроэнергии такие счетчики необходимо подключать с использованием измерительных трансформаторов тока. рассчитанных на вторичный ток 5 А и трансформаторов напряжения со вторичным напряжением 100 В.

Рассматриваемые тут схемы применимы к любым типам счетчиков (и к аппаратам индукционного типа, и к электронным).

Первое, что необходимо помнить, выполняя подключение, это то, что при подключении необходимо соблюдение полярности подключения обмоток (Л1, Л2 – первичная; И1, И2 – вторичная) у трансформаторов тока. Полярность обмоток трансформаторов напряжения, так же, подлежит обязательной перепроверке. Сами трансформаторы, тоже нужно выбирать правильно.

О принципах подключения с использованием трансформаторов тока

Начнем рассматривать схемы подключения со счетчиков, имеющих полукосвенное включение. Таких схем существует несколько.

Десятипроводная

В этой схеме разделены цепи питания по току и напряжению, что придает немалый плюс из соображения электрической безопасности.

Отрицательная сторона этой схемы – проводов для подключения надо много.

Теперь разберем назначение имеющихся зажимов:

1. Зажим входного провода для фазы А;
2. Зажим входного провода измерительной обмотки фазы А;
3. Зажим выходного провода для фазы А;
4. Зажим входного провода фазы В;
5. Зажим входного провода измерительной обмотки фазы В;
6. Зажим выходного провода для фазы В;
7. Зажим входного провода для фазы С;
8. Зажим входного провода измерительной обмотки фазы С;
9. Зажим выходного провода для фазы С;
10. Зажим входного нулевого провода;
11. Зажим нулевого провода.

Контакты трансформаторов тока:

• Л1 – контакт входа фазной (силовой) линии;
• Л2 – контакт выхода фазной линии (нагрузки);
• И1 – контакт входа обмотки измерения;
• И2 – контакт выхода обмотки измерения.

Вот описание схемы такого подключения.

Токовые трансформаторы подключать нужно в разрыв фазных проводов клеммами Л1 и Л2.

Фаза А подключается к клемме Л1 трансформатора тока ТТ1, туда же подключается клемма 2 счетчика. Клемма 1 подключается к контакту И1 ТТ1. Контакты И2 трансформаторов тока ТТ1 и ТТ2 нужно соединить вместе, в эту же точку подключают контакты 6 и 10 счетчика, после чего все это требуется соединить с нейтралью. Контакты Л2 всех ТТ подключаются к нагрузке. Теперь рассмотрим подключение остальных контактов:

• Контакт 3 счетчика подключаем на И2 ТТ1;
• Контакт 4 счетчика – И1 ТТ2;
• Контакт 5 счетчика – вход фазы В и клемма Л1 ТТ2;
• Контакт 7 счетчика – клемма И1 ТТ3;
• Контакт 8 счетчика – вход фазы С и клемма Л1 ТТ3;
• Контакт 9 счетчика – клемма И2 ТТ3.

Подключение токовых трансформаторов по схеме «звезда»

В такой схеме нужно меньшее число проводов, чтобы выполнить подключение. В этой схеме клеммы И2 всех токовых трансформаторов, соединяясь вместе, подключаются к клемме 11 счетчика. Контакты 3, 6, 9 и 10, соединившись вместе, подключаем на нулевой провод. Остальные клеммы подключаем так же, как и в предыдущем варианте.

Схема подключения с применением испытательной клеммной коробки

Существует специальное требование для выполнения подключения электросчетчиков через трансформаторы (ПУЭ, гл1.5, п1.5.23), говорящее о том, что это подключение необходимо выполнять с применением испытательного блока (коробки).

Присутствие такой коробки (блока) дает возможность производить замыкание вторичных обмоток токовых трансформаторов, подключить эталонный (образцовый) счетчик без отключения нагрузки и выполнять смену счетчиков, производя отключение всех цепей в испытательной коробке.

Без внимания оставим только одну схему – семипроводную (иначе называемую схемой, имеющей совмещенные цепи напряжения и тока). Не рассматриваем ее по той причине, что такая схема устарела. Существенным ее минусом считается то, что у нее имеется связь гальванического типа между входными и выходными цепями, а это является источником немалой опасности для тех, кто будет обслуживать электросчетчики.

Вот мы и рассмотрели все существующие схемы подключения электросчетчиков с применением трансформаторов тока. Какой из них использовать, индивидуальное дело каждого. Единственное, что необходимо учитывать при этом, так это индивидуальные особенности места необходимой установки прибора и не забывать про требования специальных правил ПУЭ.

Как подключить трёхфазный счётчик через трансформаторы тока

Трансформаторы тока используются, служа согласующими устройствами. Потребитель характеризуется большой мощностью. Включать счетчик напрямую в цепь опасно: может сгореть. Касается измерительных приборов, снабженных низкоомным входом. Ток растет, процесс надо ограничить. Рассмотрим сегодня, как подключить трехфазный счетчик через трансформаторы тока, зачем нужно. Попробуем объяснить на пальцах.

Измерение тока, напряжения

В промышленных масштабах потребление тока велико. Если в местной сети считают напряжение постоянным, в целом по сектору цеха значение может значительно отличаться. Потому происходит, что редко нагрузка фаз одинакова. Источники питания проектируют, следуя прямо противоположным условиям. Неодинаковая нагрузка фаз пагубно скажется на поставщике, потребители мало задумываются. Одна обмотка трансформатора подстанции может «иссякнуть». Ток не пропадет совсем, просто понизится напряжение. Но фабрика оплачивает мощность! Если ток потребления равен, допустим, 100 А, вольтаж многое определяет.

Тестер и RC-цепочка

Смотрите! Допустим, действующее значение напряжения составляет 230 вольт. Потребляемая мощность составит: 230 х 100 = 23 кВт. Стоит напряжению упасть на 15%, при том же токе польза для потребителя снизится пропорционально. В промышленных сетях 400 В присутствует три фазы с действующим значением напряжения 230 вольт в каждой, принято измерять сразу оба параметра. Счетчик проводит умножение, находит, сколько нужно заплатить за использование электрической энергии.

Специфика выявляется. Трехфазные счетчики включают внутри себя две составляющие:

1. Катушка тока занимается оценкой скорости движения электронов. Выступает амперметром. Именно ее важно защитить против высоких токов, возникни таковые. Иначе трехфазный счетчик можно было бы включить без трансформаторов.
2. Катушка напряжения включается параллельно трансформатору, оценивает вольтаж.

Возникает вопрос: если подключить трехфазный счетчик через трансформаторы тока, показания изменятся в сравнении со случаем, когда измеритель врубается напрямую? В точку! Поэтому пришла пора сказать: трехфазные счетчики могут оказаться пригодными работать с измерительными трансформаторами. Узнать можно, рассмотрев маркировку, расшифровка согласно ГОСТ 25372-95. Появляется первая полезная информация. Посмотрите рисунок, показано вид трансформатор тока электрической схемы:

Обозначение трансформатора тока

• Первое отличие заметно сразу. Трансформатор тока больше напоминаем дроссель, обыкновенную индуктивность, перечеркнутую прямой линией по длине.
• Витками схематично показана вторичная обмотка с малым током. Коэффициент трансформации выбирается согласно маркировке, указанной корпусом трехфазного счетчика. Нельзя включить одной цепью приборы совершенно разного класса.
• Нагрузка, создаваемая электродвигателями, сварочными аппаратами, подключается к жирной прямой черте.

Полагаем, многое понятно, поясним изрядно. Катушка тока трехфазного счетчика подключается в цепь вторичной обмотки трансформатора, причем принято один конец выводить на нейтраль. Может быть сделано снаружи (своими руками) и внутри корпуса. Как делать, указывается схемой подключения трехфазного счетчика через трансформаторы тока, приведенной чаще шильдиком. Осмотрите хорошенько прибор, отыскивая подобное изображение.

Читайте также: Подключение однофазного двигателя

Вторым моментом назовем подключение катушки напряжения. Врубается параллельно подаваемой первичной обмотке трансформатора тока фазе. Второй конец, как с первой катушкой, образует нейтраль (нулевой провод). Сложно для понимания, смотрите иллюстрацию (рисунок): обрисовали подробно указанный момент: куда что стыковать, возникни необходимость подключать трансформаторы тока. Для простоты сделали провода разного цвета, смотрите:

1. Зеленым показана схема подключения катушки тока. Образует с вторичной обмоткой трансформатора замкнутую цепь. Одна сторона заземлена. Помогает имеющимся индуктивностям образовать делитель, через который ток будет достигать земли. Проще произвести измерение нужных параметров.

Подытожим: чтобы провести подключение электросчетчика через трансформаторы тока, нужно учитывать маркировку прибора. Там приводятся нужные коэффициенты. Согласно цифрам выбираются трансформаторы тока. Трехфазные счетчики часто комбинированные. Допускают подключение без трансформаторов тока. Корпус дает рабочие значения, в скобках — предельные. Например, 5 (10) А. Номинальный ток (одной фазы) составит 5 А, предельный – 10.

Теперь особенности схемотехники. В трехфазных сетях, лишенных нейтрали, ток утекает с потребителя через свободную фазу, где нуль, либо нужная полярность. Поэтому, потрудитесь учитывать направление магнитного поля катушки, правильно оценивая расход энергии. Нет гарантии, что трехфазный счетчик для цепей с нейтралью будет работать правильно. Рекомендуется измеритель выбирать строго согласно существующим условиям.

Маркировка трехфазных счетчиков

Приводим информацию не потому, что читатели поленятся открыть ГОСТ 25372-95. Для выпускника специализированного ВУЗа приведенные обозначения могут показаться настоящей филькиной грамотой. Чего говорить про большинство людей. Кратко разберем способы формирования маркировки счетчиков энергии:

Во-первых, трехфазный счетчик, подключаемый через трансформатор тока, характеризуется особым знаком (но только не для приборов с первичным счетным механизмом). Рассматриваем подробно, именно данный класс устройств подпадает теме сегодняшнего обзора. Корпус трехфазного счетчика снабжен маркировкой двух взаимно пересекающихся кругов со схематичным отводами от каждого вверх, вниз. Из ГОСТ видим четыре вида: с вторичным счетным механизмом, смешанным счетным механизмом (переменными могут быть либо ток, либо напряжение), первичным счетным механизмом.

Расшифровка понятий дана, например, ГОСТ 6570-96. Документ утратил силу на территории РФ, оставив ценность емкого справочника, интересуемся только терминологией, остающейся незыблемой. Когда обсуждают первичный счетчик электрической энергии, подразумевается прибор, учитывающий коэффициенты трансформаторов тока. Показания можно снимать непосредственно, отдавать поставщику для оплаты. Если механизм измерения трехфазных счетчиков, подключаемых через трансформаторы тока, вторичный, придется взять калькулятор, заняться умножением на коэффициент. Размер цифры указан.

Читайте также: Как подключить генератор к дому

Природа родила трехфазные счетчики смешанного механизма регистрации показаний. Считается, что учитывается коэффициент трансформации одного параметра. Напряжение, либо ток. Показания прибора нужно корректировать вручную перед оплатой счетов. Теперь обсудим маркировку.

Главный щиток содержит коэффициент трансформации: наклонная или обычная дробь, учтенный производителем (настройщиком). Суммируя сказанное выше, для счетчика с вторичным механизмом регистрации здесь приводить, собственно, нечего. Возле значка двух кругов стоят одни номиналы напряжения, тока. Механизм измерения смешанный, присутствует переменный первичный ток — в числителе, знаменателе будет стоять напряжение. В противном случае все будет наоборот, но в быту встречается редко. У счетчика, снабженного первичным счетным механизмом, коэффициенты даны для тока, напряжения. Было сказано выше, в этом случае получаются готовые показания, сдаваемые для оплаты.

Следовательно, трехфазные счетчики электрического тока с вторичным механизмом измерения предпочтительны с точки зрения простоты использования. Как распознать на прилавке магазина (не заглядывая в паспорт), должно быть понятно. Сейчас обсудили основной щиток. Значок, сформированный кругами, может украшать циферблат. На добавочном щитке показываются неучтенные коэффициенты трансформации, рядом приводятся коэффициенты для умножения показаний, получения нужных цифр. Поскольку у трехфазных счетчиков электрической энергии с первичным счетным механизмом все учтено, приборы в этом плане чисты. Добавочный щиток может отсутствовать, не содержит информации.

Осторожно при покупке!

Обратите внимание, трехфазные счетчики электрической энергии бывают разными по… параметру регистрации. Пользуемся оценивающими полную энергию. А бывает другая? Да! Когда идет подключение 3х-фазного счетчика через трансформаторы тока особенно хорошо видно. Наличие индуктивных, емкостных сопротивлений вызывает сдвиг фаз. Покажется невероятным, ток начинает течь от поставщика обратно. Получается, полная энергия учитывает прохождение реактивного тока, полезной работы в нагрузке не совершающего.

Потребитель может быть… генератором. Невольно вспоминаешь анекдот про закачивающих воду в водопровод. Реактивная мощность полностью паразитная. Протекание лишних токов вызывает потери. Снижается активная мощность. В идеале реактивная мощность уменьшается специальными мерами. В магазине найдем приборы измерения активной, реактивной, общей мощности. В большинстве случаев пользуемся последним типом приборов. Смотрите, что именно надо сделать. Или не удивляйтесь потом, что подключение трехфазного счетчика Меркурий через трансформаторы тока дает неверный результат (завышенный).

На этом прощаемся. Надеемся, рисунки полезны, схема подключения трехфазного счетчика через трансформаторы тока ясна теперь читателям. Добавим, каждой электрической цепи сопоставляется понятие коэффициента, характеризующего величину реактивной мощности. Понятие туманное, далеко не каждому объяснению можно верить (убедились, проинспектировав тематические сайты).

Источники: http://electric-220.ru/news/skhema_podkljuchenija_trekhfaznogo_schetchika_cherez_transformatory_toka/2016-08-20-1041, http://podvi.ru/vvodnoe-ustrojstvo/kak-podklyuchit-elektroschetchik-cherez-transformatory-toka.html, http://vashtehnik.ru/elektrika/kak-podklyuchit-tryoxfaznyj-schyotchik-cherez-transformatory-toka.html