Счетчик 3 фазный трансформаторного включения. Косвенный способ подключения счётчиков. Подключение через трансформаторы тока.
Добрый день, уважаемые читатели сайта «Заметки электрика».
Решил написать подробную статью на тему подключения счетчиков электроэнергии через трансформаторы тока (ТТ) и трансформаторы напряжения (ТН).
Все схемы подключения электросчетчиков в данной статье относятся, как к индукционным счетчикам, так и к электронным.
О том, как правильно выбрать трансформаторы тока и трансформаторы напряжения я расскажу Вам в следующей статье. Чтобы не пропустить выходы новых статей на сайте — подпишитесь на рассылку новостей.
Итак, приступим.
ТН1 — ТН3 — трансформаторы напряжения, ТТ1 — ТТ3 — трансформаторы тока.
Общая точка вторичных обмоток трансформаторов тока и напряжения должна быть заземлена с целью безопасности.
ТТ1 — ТТ3 — трансформаторы тока.
Пунктиром на схеме показано соединение, которое может отсутствовать.
Эта схема подключения счетчика аналогична схеме выше, но без использования трансформаторов напряжения. Примером такого подключения является счетчик .
ТТ1 — ТТ2 — трансформаторы тока. Трансформаторы напряжение отсутствуют.
ТН1 — ТН3 — трансформаторы напряжения, ТТ1 — ТТ2 — трансформаторы тока.
Более подробно и наглядно по этой схеме подключения Вы можете узнать из моих следующих статей:
ТН1 — ТН2 — трансформаторы напряжения, ТТ1 — ТТ2 — трансформаторы тока.
Подключение счетчика через трансформаторы тока. Выводы
В завершении статьи о подключении счетчика через трансформаторы тока и напряжения, хочу напомнить Вам, что практически у любого счетчика на крышке от клеммных зажимов изображена схема его подключения с маркировкой и нумерацией выводов. А также имеется паспорт, где все подробно описано.
Однако, лучше все таки заранее знать тип счетчика, место установки, класс напряжения и соответственно схему его подключения.
Электромонтаж токовых цепей и цепей напряжения должен проводиться строго по ПУЭ. Требования ПУЭ к сечению проводов токовых цепей — не меньше 2,5 кв. мм, а цепей напряжения — не меньше 1,5 кв.мм. Все сечения указаны только для медного провода.
P.S. В данной статье размещены не все схемы подключения электросчетчиков, а только самые распространенные и востребованные. Если Вас интересуют и Вы знаете другие схемы, то с удовольствием обсудим их в комментариях.
Чтобы облегчить восприятие материала этой статьи по подключению счетчика через трансформаторы тока и напряжения, я приведу Вам наглядные примеры на каждую из вышеперечисленных схем, используя фото- и видео-ролики, созданные лично мною.
Следите за обновлениями или подпишитесь на новости сайта.
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.
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:
Электросчётчик – устройство, позволяющее осуществлять контроль и учёт потребляемой электрической энергии. через трансформаторы тока может осуществляться по нескольким схемам. Актуальным на сегодняшний день считается . Монтаж счётчика для учёта использованной электроэнергии проводится путём подключения его через схему электроснабжения. Различают по конфигурации однофазные и трёхфазные счётчики, которые можно подключить прямым и непрямым способом.
- Монтаж однофазного прибора
- Устройство нового поколения
Монтаж однофазного прибора
Производится в область разрыва линии питания. Не должно быть подключения потребителей энергии к линии питания до монтажа счётчика. Установка автоматического выключателя будет основательной в целях защиты подводящей линии. Также он понадобится в процессе замены прибора. Благодаря установке выключателя не потребуется обесточивание всей подводящей линии.
Также целесообразным будет установка автоматического выключателя после монтажа электросчётчика через трансформаторы тока, для защиты отходящей линии при возникновении поломок цепи пользователя электроэнергии.
На каждом однофазном устройстве, зачастую с задней стороны, имеется схема подключения. Прибор с одной фазой подключается при помощи четырёх зажимов, посредством которых присоединение провод с устройством. Фазный и нулевой провода соединяют с зажимами по такой схеме:
- клемма №1 к фазному проводу (L);
- клемма №2 к отходящему фазному проводу;
- клемма №3 к нулевому проводу питающей линии (N);
- клемма №4 к отходящему нулевому проводу.
Данная схема подключения однофазного счётчика предназначена для установки в частном доме, квартире высотного дома, а также средней площади торгового павильона.
Установка трёхфазного устройства
Контроль и учёт электрической энергии в четырёх-проводных сетях требует применения как измерителя трёхфазного электросчётчика, подключение которого возможно прямым путём и через трансформаторы тока. Устройство для измерения электроэнергии, подключаемое по схеме с использованием трансформаторов тока называется трансформаторным счётчиком.
Для экономии на платежах за электроэнергию наши читатели советуют "Экономитель энергии Electricity Saving Box". Ежемесячные платежи станут на 30-50% меньше, чем были до использования экономителя. Он убирает реактивную составляющую из сети, в результате чего снижается нагрузка и, как следствие, ток потребления. Электроприборы потребляют меньше электроэнергии, снижаются затраты на ее оплату.
Применение трансформаторов тока необходимо при полукосвенном включении счётчика к электрической сети и установленной мощности за пределами 60 кВт. Эти дополнительные устройства отличаются использованием электрического провода вместо первичной обмотки. Основываясь на законы индукции, протекание тока по проводнику при вторичной обмотке происходит электрический заряд, величину которого контролирует и учитывает прибор.
Расчёт объёма использованной электрической энергии осуществляется путём умножения показаний измерительного прибора на коэффициент трансформации. В качестве источников информации при подключении устройств контроля и учёта электричества путём выступают трансформаторы тока.
Подключение через трансформаторы тока
Самой актуальной на сегодняшний день считается схема подключения десятипроводная, преимуществом которой является изоляция силовых цепей.
Трансформаторы тока обеспечивают эту самую изоляцию силовых цепей. Для применения в бытовых или промышленных условиях измерительного устройства изоляция или по-другому гальваническая развязка является важным фактором, обеспечивающим безопасность. К минусам такого способа следует отнести достаточно большое количество проводов.
Схема подключения производится в чёткой последовательности:
- клемма №1 – вход фазного привода (А).
- клемма №2 – вход измерительной обмотки фазного привода (А).
- клемма №3 – выход фазного привода (А).
- клемма №4 – вход фазного привода (В).
- клемма №5 – вход измерительной обмотки фазного привода (В).
- клемма №6 – выход фазного привода (В).
- клемма №7 – вход фазного привода (С).
- клемма №8 – вход измерительной обмотки фазного привода (С).
- клемма №9 – выход фазного привода (С).
- клемма №10 – вход нулевого привода (N).
- клемма №11 – выход нулевого привода (N).
В процессе установки измерительного устройства электроэнергии, трансформаторы подключают к разрыву цепи посредством специальных зажимов, называемых Л1 и Л2.
Подключение трехфазного счетчика
Одной из упрощённых версий через трансформаторы тока считается сведение их в конфигурацию по внешним характеристикам похожую на звезду. Такой способ облегчает установку счётчика, поскольку задействуется значительно меньше проводов. Это обусловлено сложной конфигурацией внутренней схемы устройства.
Более устаревшей, но всё же в действительности встречаемой является семипроводная схема подключения счётчика с трёмя фазами через трансформаторы тока.
Минусом семипроводного способа считается отсутствие изоляции измерительных цепей, что является крайне небезопасным фактором при использовании и обслуживании прибора.
Устройство нового поколения
Именно таковым считается трёхфазный электросчётчик Меркурий 230, применяемый для фиксирования активной и реактивной электрической энергии в сетях с напряжением 380 В. Меркурий 230 характеризуется двумя телеметрическими выходами, защитой от взлома и классом точности варьирующейся в пределах 0,5-1 S. Напряжение резервного питания у Меркурия 230 составляет порядка 6-9 В. Имеются в наличии интерфейсы для обмена данными. Счётчик Меркурий 230 оснащён электронной пломбой и автоматической диагностикой, определяющей ошибки и неисправности.
Подключение электросчётчика Меркурия 230 возможно как прямым, так и трансформаторным способом. Благодаря таким возможностям устройство применимо практически при любых условиях эксплуатации.
При организации электроснабжения предприятий, жилых и коммерческих объектов, в тех случаях, когда суммарный ток нагрузки многократно превышает возможности узла учета, или же необходимо произвести учет электроэнергии высоковольтных потребителей, устанавливаются дополнительные узлы преобразования - трансформаторы тока (ТТ) и напряжения (ТН). Они позволяют произвести линейное преобразование и осуществить учет или контроль проходящего тока с помощью обычных однофазных или трехфазных электросчетчиков, амперметров, а также организовать систему защиты линии с помощью них. В этой статье мы узнаем как выбрать трансформатор тока для счетчика электроэнергии по мощности и другим параметрам.
Разновидность устройств
При выборе трансформатора нужно учитывать его место расположение (закрытые или открытые распределительные установки, встраиваемые системы), а также конструктивные особенности исполнения (проходные, шинные, опорные, разъемные).
Проходной ТТ устанавливают в комплексных РУ и используют в качестве проходного изолятора. Опорные используют для установки на ровной поверхности. Шинный ТТ устанавливается непосредственно на токоведущие части. В роли первичной обмотки трансформатора выступает участок шины. Встроенные модели как элемент конструкции, устанавливаются в силовые трансформаторы, масляные выключатели и пр. Разъемные ТТ выполнены разборными для быстрой установки на жилы кабеля, без физического вмешательства в целостность электрических сетей.
Кроме того, разделение также проходит по типу используемой изоляции:
- литая;
- пластмассовый корпус;
- твердая;
- вязкая компаудная;
- маслонаполненная;
- газонаполненная;
- смешанная масло-бумажная.
И различают по спецификации и сфере применения:
- коммерческий учет и измерения;
- защита систем электроснабжения;
- измерения текущих параметров;
- контроль и фиксация действующих значений;
Также различаются трансформаторы по напряжению: для электроустановок до 1000 Вольт и выше.
Правила выбора
При выборе трансформатора его напряжение не должно быть меньшим, чем номинальное напряжение счетчика.
U ном ≥ U уст
Аналогично поступаем при выборе ТТ по току, который должен быть равен или больше максимального тока контролируемой установки. С учетом аварийных режимов работы.
I ном ≥ I макс.уст
В ПУЭ описаны правила и нормативные требования к устройствам коммерческого учета счетчиками, а также уделено не мало внимания трансформаторам тока и нормам расчетных мощностей. Детально ознакомится можно в пункте ПУЭ 1.5.1.
Помимо этого существуют следующие правила выбора трансформатора тока для счетчика:
- Длина и сечение проводников от ТТ к узлу учета должны обеспечивать минимальную потерю напряжения (не более 0.25% для класса точности 0.5 и 0.5% для трансформаторов точностью 1.0). Для счетчиков, используемых для технического учета, допускается падение напряжения 1.5% от номинального.
- Для систем АИИС КУЭ трансформаторы должны иметь высокий класс точности. Для установки в такие системы используют ТТ класса S 0.5S и 0.2S, позволяя увеличить точность учета при минимальных первичных токах.
- Для коммерческого учета нужно выбрать класс точности ТТ не более 0.5. При использовании счетчика точностью 2.0 и для технического учета, допускается применение трансформатора класса 1.0.
- Выбор ТТ с завышенной трансформацией допускается, если при максимуме тока нагрузки, ток в трансформаторе не меньше 40% от I ном электросчетчика.
- При расчете количества потребленной энергии необходимо учитывать коэффициент преобразования.
- Расчет мощности ТТ производится в зависимости от сечения проводника и расчетной мощности.
Пример расчета:
По таблице ниже, согласно получившимся расчетным параметрам выбираем ближайший ТТ:
При заключении договора с энергоснабжающей организацией, в случае когда для производства учета необходима установка трансформаторов тока, для организации узла учета, выдаются технические условия, в которых указано модель узла учета а также тип ТТ, номинал автоматических выключателей место их установки для конкретной организации. В результате самостоятельные расчеты ТТ производить не нужно.