Схема подключения трехфазного счетчика электроэнергии через измерительные трансформаторы

Монтаж однофазного прибора

Подключение однофазного электросчётчика 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.

• 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.

Разновидности приборов учета электроэнергии

Все существующие сегодня счетчики, разделяют по принципу их действия, бывают трехфазные и однофазные. К сети их подключают не напрямую, между ними, в цепи, в большинстве случаев, присутствует трансформатор. Но возможно и прямое включение. Для сетей с напряжением до 380В, применяют приборы учета электроэнергии от 5 до 20А. Мы уже знаем, что коэффициент трансформации, это разница между напряжением на входе в трансформатор, и напряжением на его выходе.

На электросчётчик попадает чистая электроэнергия, имеющая постоянное значение. Сегодня прибегают к использованию двух основных разновидностей приборов учета. До середины девяностых годов прошлого века, монтировали в основном счетчики индукционного типа. Они продолжают работать и сегодня, но постепенно идет замена их на электронные счетчики (это утверждение касается и общедомового счетчика).

Счетчик индукционного типа имеет устаревшую конструкцию. В основе его работы, взаимодействие магнитных полей, продуцируемых в индуктивных катушках и диске, который в процессе вращения считывает расход электричества. Недостаток этих приборов состоит в том, что они не в состоянии обеспечить многотарифный учет. К тому же, нет возможности удаленной передачи данных.

В основе работы электронных счетчиков, лежат микросхемы, они напрямую преобразуют считываемые сигналы. В этих устройствах нет вращающихся частей, что значительно повышает их надежность и долговечность службы. Проще говоря, коэффициент трансформации счетчика, оказывает прямое влияние на точность выдаваемых им данных.

Раньше, показатели точности составляли 2.5, но приборы учета, используемые сегодня, имеют класс точности, на уровне 2.0. Такие высокие данные точности, имеет именно оборудование электронного типа. Сегодня повсеместно устанавливают только электронные счетчики, которые уверенно вытесняют индукционные.

Главное преимущество, технологически продвинутого оборудования, состоит в том, что они являются многотарифными. Такое обстоятельство позволяет не только учитывать суточный уровень потребления электроэнергии, но также и в соответствии с порой года. Смена тарифов контролируется автоматикой и производится автономно, не требуя вмешательства человека.

По типу изоляции

Трансформатор электротока может быть:

• с эпоксидной смолой или специальным лаком;
• в пластиковом корпусе;
• с твердой изоляцией из фарфора, бакелита. твердого пластика;
• с вязким составом (маслом);
• наполненные газом;
• с масляно-бумажной изоляцией.

Какие параметры учитывать

Для расчета показаний электросчетчика с трансформаторами тока важен коэффициент трансформации. Он может быть одноступенчатый или каскадный (многоступенчатый). Последний вид ТТ отличается наличием нескольких вторичных обмоток и большим количеством витков в первичной обмотке.

Нежелательно покупать ТТ со слишком высоким уровнем трансформации. При подобном выборе придется устанавливать счетчик на приемный вход. Более популярны преобразователи с одним коэффициентом, не меняющие показание во время эксплуатации. При их использовании проблема, как считаются показания счетчика электроэнергии, подключенного через трансформаторы тока, решается проще.

Расчет электроэнергии по счетчику с трансформаторами тока можно провести только в том случае, если известен коэффициент трансформации. Он должен быть указан в техдокументации, с которой продавался ТТ, и на корпусе. При подозрениях на неточности в отображаемых цифрах коэффициент можно посчитать самостоятельно.

Чтобы рассчитать коэффициент, необходимо подключить преобразователь к электротоку, создающему короткое замыкание во вторичной обмотке, и измерить, сколько ампер в ней.

Коэффициент трансформации – соотношение значений поданного электротока и проходящего во вторичной обмотке.

Например, если короткое замыкание вызвали 150 А, на вторичной обмотке 5 А, действительный коэффициент 30. Это более точное значение, чем номинальное, которое определяется по номинальному электротоку первичной и вторичной обмотки. Результат расчета показаний электросчетчика с трансформаторами тока более точный.

Бытовое применение

Трехфазный прибор в частном доме — оптимальное решение в том случае, когда применяется техника с высоким расходом электричества. Техника работает эффективнее при включении в такую сеть. Три фазы исключают перекос фаз, который возникает при подключении в одну сеть одновременно нескольких устройств, требующих высокой мощности.

Для удобства и безопасности, установка проводится в специальных коробах.

Щиты с такой системой учета весьма габаритны. Несмотря на незначительное отличие по напряжению с однофазными установками, трехфазник обеспечивает равномерное распределение по системе. Это и является главным преимуществом, что позволяет без опасения пользоваться мощными плитами, обогревателями, нагревателями, асинхронными двигателями, бензопилами.

Монтаж на улице

Установка системы на улице, возможно при организации эффективной теплоизоляции. При отрицательной температуре воздуха не обеспечивается корректный учет электричества. Обычно реальный расход преувеличивается.

Установка требует специальных огнеупорных, герметичных коробов. Индикатор должен быть виден через прозрачное стекло. Подключение счетчика электроэнергии проводится на расстоянии от поверхности земли 80-170 сантиметров.

Коэффициент трансформации счетчика электроэнергии

Разберемся, что такое, коэффициент трансформации. По сути это техническая величина. Все дело в следующем. В целях учета электроэнергии, потребленной крупным объектом (вроде жилой многоэтажки), появляется необходимость использования специализированного оборудования, понижающего мощность напряжения, передаваемого на контакты общедомового счетчика.

Эти приборы учета не соединяют, непосредственно с электрической сетью дома, в связи с невозможностью подключения большой мощности напряжения, через традиционный счетчик прямого включения (они не работают с большими токами).

Для того, чтобы не допустить выхода из строя счетчика, нужно уменьшить мощность подаваемого напряжения.

Коэффициент трансформации счетчика электроэнергии, изменяется в зависимости от смонтированного оборудования. Таким образом, прибор учета электроэнергии, работающий в паре с трансформатором, считывает нагрузку, пониженную в 30, 40 или 60 раз. Проще говоря, эти цифры и представляют собой коэффициенты трансформации.

Принцип работы счетчика

Однофазные и трехфазные счетчики устроены по одному принципу. Разница только в том, что в сети 380 вольт учет ведется отдельно по каждой из фаз, а затем суммируется. Давайте разберемся, как работает счетчик для одной фазы, после чего понять устройство з-х фазного несложно. Ниже изображена блок-схема современного прибора с прямым подключением.

Клеммы для подключения проводов обычно располагаются в указанном на рисунке порядке, но лучше проверить по паспорту конкретного счетчика

Электронные модели

Электронные счетчики электроэнергии могут работать как в сетях переменного, так и в сетях постоянного тока

Постоянное напряжения обычно используется на предприятиях, так что для квартир и частных домов оно не слишком важно. Если сравнивать с электромеханическими моделями, по размерам электронные намного меньше, так как в них мало крупногабаритных элементов

Кроме того, они надежнее, так как нет подвижных деталей. Есть у электронных еще один плюс — они учитывают как активную, так и реактивную нагрузку (сумма индуктивной и емкостной составляющей).

Трансформатор напряжения подключен между фазой и нулем, трансформатор тока — в разрыв фазного проводника. Данные с трансформаторов передаются на преобразователь, где трансформируются в частотные сигналы и поступают в микроконтроллер. В нем расшифровываются показания и записываются в ОЗУ (оперативное запоминающее устройство). Параллельно микропроцессор руководит электронным реле и дисплеем.

Блок-схема электронного счетчика электроэнергии

Данные в ОЗУ сохраняются продолжительный период времени, записи делаются по типу дневника. В нем фиксируется расход электроэнергии по датам и времени, что позволяет провести анализ расхода. В некоторых модификациях, электронные трехфазные счетчики могут передавать информацию о расходе по специальному каналу. Этот канал может быть подключен к домашнему компьютеру, системе умный дом. При определенных настройках может автоматически передавать данные в абонентскую службу для проведения расчетов.

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.

Подключения счетчика электроэнергии через переходную испытательную коробку (КИП)

Как указано в ПУЭ (п 1.5.23.), подключать трехфазные счетчики электроэнергии следует через испытательные коробки, упомянутые выше. Они (коробки испытательные переходные) позволяют производить замену счетчика, не отключая нагрузку, так как все необходимые переключения можно произвести в КИП.

Также встречаются низковольтные сети с изолированной нейтралью (система IT). Если быть более точным, то в сети с такой системой заземления нейтральный проводник может быть как полностью изолирован, так и заземлен при помощи специальных приборов, обладающих большим электрическим сопротивлением.

Такая система (IT) применяется на объектах, к которым предъявляются высокие требования по надежности и безопасности электроснабжения. Например, изолированная система IT применяется для электрических установок угольных шахт, для мобильных дизельных и бензиновых электростанций, а также для аварийного освещения и электроснабжения больниц. Подключить счетчик электроэнергии к трансформаторам тока в сеть с изолированной нейтралью можно по следующей схеме.

Измерительные трансформаторы тока — это устройства, преобразующие большие значения тока главных цепей до величины 5 А, удобной для измерения счетчиками электроэнергии. Именно это и определяет их основное назначение: питание цепей учета электроэнергии (коммерческий и технический) в мощных установках, там где счетчики прямого включения просто не могут применяться.

Учет электроэнергии с трансформаторами тока

Корректный учет потребляемой энергии обязателен. Намеренные или случайные ошибки приведут к проверкам, штрафным санкциям, увольнениям, в особо серьезных случаях, когда финансовые обязательства после перерасчета оказываются непосильными – к закрытию и банкротству предприятий.

Электросчетчик является основным прибором, который показывает расход энергии на текущий момент. Современные модели выдают показания с большей точностью, есть возможность настроить несколько режимов работы (например, разный учет в дневное и ночное время – отличаются тарифы). Мастера рекомендуют устанавливать электронное оборудование, а не индукционное. Первые намного дороже, но отражают более точные данные.

Первое, на что обращают внимание – количество фаз в сети. Счетчики и трансформаторы должны иметь одинаковое число фаз с электросетью

Трехфазные устройства допускаются на однофазные сети (не наоборот), однако стоят в несколько раз дороже. Подобный вариант используют, если такой трансформатор есть в наличии.

Важный момент – класс точности трансформаторов. На большей части объектов используется маркировка 2,0, этого для среднего производства и бытовых нужд достаточно. Для крупномасштабных заводов, подстанций, зданий необходим более высокий класс – 1,0. Оптимальный вариант, если обозначение дополнено буквой S, которая означает максимальную точность прибора.

Электроэнергия – это товар, за пользование которым необходимо вносить определенную плату. Для разных ситуаций – промышленность, квартиры, соц объекты, другое – предусмотрены отдельные тарифы. Чтобы корректно оплачивать потребленную энергию, необходим правильный и точный учет.

Если счетчик работает исправно, опломбирован соответствующими службами, его показания передают в организацию, с которой заключен договор на поставку электроэнергии. Далее в соответствии с электромерой, рассчитывается оплата.

Подключение через трансформаторы: схемы

Преобразователи тока применяются в низковольтных установках с нагрузкой более 100А и мощностью до 0,4КВ. В сеть монтируются только трансформаторы. Силовые участки подключаются через ТТ. Линии напряжения присоединяются непосредственно к приборам учета. Метод получил название «полукосвенный».

В высоковольтных линиях электропередачи с нагрузкой свыше 1000В получил распространение косвенный способ. Совместно с ТТ трудятся трансформаторы напряжения (ТН).

Варианты полукосвенного метода – десятипроводная, семипроводная,совмещенная схемы монтажа. В каждой из технологий есть плюсы и минусы.

В десятипроводной схеме подключения линии тока и напряжения изолированы друг от друга. Раздельный учет тока, напряжения – достоинство метода. При проверках и обслуживании не приходится отключать электроэнергию. Токовые участки заземляются. При нарушениях работы в одной фазе не прекращаются измерения по другим фазам.

Недостаток – большое количество соединительных кроссов:

• перемычки от каждой из фаз – 3 шт.;
• нулевой проводник – 1 шт.;
• линии от преобразователя – 6 шт.

В семипроводном варианте 3 измерительные линии объединяются с нейтралью. Для прокладки понадобятся семь перемычек. Плюсы – легкость монтажа, меньший расход кабельной продукции. Отсутствие учета энергии при сбоях в работе каждой из фаз– минус.

Изредка встречается устаревший способ – с совмещенными линиями. Отключение потребителей при плановых проверках, ошибки в показаниях сделали его использование нецелесообразным.

В схему включения счетчика через трансформаторы тока входят:

• вводный автомат;
• ТТ;
• 3-фазный счетчик;
• амперметр;
• вольтметр;
• клеммный блок (КИП);
• комплект кабелей;
• клеммы.

Обязательное наличие испытательных коробок в схемах с ТТ прописано в п. 5. 1. 23 Правил устройства электроустановок (ПУЭ). Задача клеммного устройства – не допустить обесточивания потребителей при:

• выключении сети в каждой фазе;
• замене неисправного оборудования;
• шунтировании;
• установке образцового прибора учета;
• тестовых замерах.

Марки счетчиков различаются по конструкции, классу точности, способу монтажа. Универсальный вариант – электронный счетчик Меркурий 230 ART. Прибор включается как непосредственно, так и косвенно. Полезные качества – многотарифный режим, защита от взлома, встроенная память, модем передачи данных. Показатели расхода увеличиваются при нарушении очередности фаз. Срок эксплуатации – 30 лет.

Принципиальная схема подключения трехфазного счетчика через трансформаторы тока.

Контролируемая линия выводится на клеммы Л1, Л2. Контролирующая – на И1, И2. Перемычка К предусмотрена для защиты обмотки от перепадов напряжения. Уровень нагрузки I1 преобразуется до значения I2. N – нейтраль, A – амперметр, W – вольтметр.

Важные нюансы

Схема коммутации указывается в паспорте и на корпусе изделия.Чтобы не возникли сбои в электросети, элементы подбираются с идентичными свойствами:

1. Приборы прямого включения не применяются в косвенной схеме.
2. Для преобразователей с вторичным током 5А подходят 5-Амперные аппараты.
3. В схеме участвуют ТТ с одинаковым К преобразования. Коэффициент рассчитывается в соответствии с параметрами сети.
4. Трехфазное оборудование опасно для однофазной сети.
5. Лучше взаимодействуют марки одного производителя.

В главе 1.5 Правил прописаны нормативные требования для правильного выбора преобразователей. Максимальный, в том числе аварийный, показатель нагрузки в контролируемой установке не должен превышать номинальные характеристики трансформатора.

На точность учета влияет направление потока в обмотках трансформаторов.Соблюдать полярность помогает маркировка клемм. В силовой сети приняты обозначения Л1, Л2; в измерительной– И1, И2. Соединение выполняется в строгой последовательности. Исключает путаницу цветная изоляция. Стандартные цвета указываются в ПУЭ. Правильность подключения проверяется гальванометром.

Как опытный дирижер, трансформатор регулирует работу энергосистемы.Подключение через ТТ снижает стоимость строительства. Не понадобится крупногабаритное оборудование. Компактный 5-Амперный приборчик измеряет нагрузку в сотни Ампер! Взаимодействовать с полезным аппаратом могут реле, амперметры, ваттметры. Благодаря трансформаторам соблюдается главное требование – безопасность учета электроэнергии.

Трансформаторы тока для счетчиков: принцип работы и назначение

Задача ТТ – защита энергосистемы от повреждений. Конструкция электросчетчиков рассчитывается на эксплуатацию в конкретных условиях. Характеристики тока и напряжения указываются в паспорте производителя. Превышение допустимых значений вызывает короткое замыкание, перегорание. В установках с трансформаторами тока вторичные измерительные линии отделяются от первичных потребительских цепей. Нагрузка на узел учета снижается до требуемых величин.Малые значения безопасны. Ремонт выполняется быстрей. Легче заменить компактный трансформатор тока, чем счетчик.

ТТ – преобразователи высоких токовых нагрузок в низкие. У каждой марки собственный уровень трансформации К. Коэффициент показывает, во сколько раз вторичный ток меньше первичного. Расход электроэнергии определяется как разница между показаниями, умноженная на К.Популярны модели с кратностью от 10/5 до 100/5. Формула 100/5 означает, что аппарат готов преобразовать нагрузку питательной сети, равную 100А, в 5 Ампер, необходимых для работы счетчика.

Полноценной работе способствуют установочные характеристики конструкции.

1. Сердечник из электротехнического сплава отличается низким магнитным сопротивлением.
2. Изолированные обмотки устойчивы к перегреву. Материал – медь, алюминий. На способ монтажа приборов влияет тип первичной обмотки: катушечный, шинный, стержневой, одновитковый, многовитковый.
3. Клеммы на вводах и выводах обмоток маркируются на заводе-изготовителе. Качество затяжки крепежа влияет на точность показаний.
4. Защищает элементы кожух.
5. Небольшие размеры, вес. Аппарат вмещается в квартирный щиток.
6. Срок эксплуатации – 25 лет.

Действие основывается на электромагнитной индукции. Первичная обмотка присоединяется к силовому участку, вторичная – к катушке трехфазного счетчика. Фазовый ток создает магнитные волны в замкнутом контуре сердечника. Под воздействием движущей силы частиц появляется электроэнергия во вторичной обмотке. Сигнал попадает в учетный узел.

Первичная обмотка соединяется последовательно, вторичная – замыкается на нагрузку. Потребительский и измерительный показатели пропорциональны друг другу.

Преобразователи чаще встречаются в линиях с 3 фазами. Большинство однофазных приборов устанавливается непосредственно в сеть.Рекомендуемая нагрузка для прямого включения – 60 Ампер.

Выбор трансформатора

При выборе трансформатора необходимо руководствоваться ПУЭ. В пункте 1.5.17 указаны оптимальные значения, которые требуются для подсоединения и бесперебойного функционирования прибора. Потребление вторичной катушки ТТ не должно быть менее 40% от номинального при предельной нагрузке и менее 5% при минимальной. Кроме этого, нужно учитывать последовательность подсоединения силовых жил. Для этого обычно применяют специальный прибор — фазометр

При этом нужно обращать внимание на нормативные показатели напряжения и силы тока. Если нет возможности установить трехфазный электросчетчик, то можно вместо него использовать три однофазных устройства, но к ним нужны будут индивидуальные преобразователи

Установка счетчика с трансформаторами тока

Электроэнергия, как и любой другой вид энергии, для потребителей является товаром. Чтобы знать о количестве произведённой и потребляемой энергии, нужны соответствующие средства учёта. Для населения такими средствами учёта потребляемой энергии служат электросчётчики. Существует много видов счётчиков, различающихся как по схеме внешнего электроснабжения, так и по мощности, которую расходует потребитель электроэнергии.

Так, для однофазных сетей напряжением 220 вольт применяют бытовые электросчётчики различных моделей с максимальным током до 40 ампер. Для электрических сетей напряжением 380 вольт применяют трехфазные счётчики. В зависимости от нагрузки счётчики делятся на счётчики прямого включения, полукосвенного и косвенного включения. В счётчиках косвенного включения применяется схема, при которой потребляемая нагрузка подключается через трансформаторы тока. Такая схема подключения позволяет измерять высокую потребляемую мощность приборами, рассчитанными на низкие показатели мощности. При помощи измерительных трансформаторов происходит перерасчёт потребляемой электроэнергии с соответствующим трансформатору тока коэффициентом.