Схема подключения счетчика электроэнергии через трансформаторы тока

Потребление энергии контролируется с помощью электрического счетчика. Подключение трансформаторов тока в сети применяют, чтобы измерить переменный ток большой мощности, снизив его силу до 5 А. Счетчик подключается к системе электроснабжения, при этом используются трехфазные и однофазные устройства, которые подсоединяются разными способами.

Измерительные трансформаторы

Преобразователи тока (измерительные трансформаторы) трансформируют ток с высокой начальной нагрузкой до безопасных показателей для замера во вторичной катушке. Они работают при частоте 50 Гц и номинальной силе тока 5 А. Трансформатор с коэффициентом видоизменения 100/5 выдерживает максимальный ток 100 А, а измерительный — 5 А. Показания счетчика с таким трансформатором умножают на 20.

Ток с первоначальными значениями протекает по последовательно подсоединенной первичной обмотке трансформатора. Направленное движение электронов во вторичном контуре с подключенной катушкой создается благодаря электромагнитной индукции, в результате чего значения тока становятся ниже первоначальных в несколько раз, что фиксируется электросчетчиком.

Трехфазное устройство

Трехфазный счетчик для нагруженной сети с током более 100 А сделать трудно, т. к. требуется выполнить большое сечение первичной обмотки. Разработаны одновитковые и многовитковые трансформаторы, которые устанавливают перед катушками. Такая структура цепи избавляет от производства мощных измерительных устройств, защищает прибор от коротких замыканий и перегрузок.

Выпускается два типа трехфазных счетчиков:

1. Приборы косвенного подключения трёхфазного счётчика через трансформаторы тока — этот тип встраивается в цепь с помощью преобразователя потока. Их чаще устанавливают на производственных мощностях с целью контроля энергии высоковольтных линий.
2. Прямого подсоединения — электроприбор напрямую проверяет потребление электричества. Он работает при допустимой мощности до 60 кВт, при этом максимальное значение тока — до 100 А. Устройство используется для подключения проводов с поперечным сечением 1 мм².

Магнитный привод изготавливается разъемного или сплошного типа со стержневой или разветвленной обмоткой. Многофазные приборы содержат в конструкции звеньевую или петлевую обвивку. Выбор измерительного приспособления зависит от номинального тока и напряжения в начале и при прохождении через вторичную обмотку. Прибор состоит из сердечника, группы первичных витков и вторичной катушки с большим числом оборотов проволоки.

Работа в сетях 380 В

В трехфазных сетях с мощностью больше 60 кВт и током свыше 100 А при учете потребляемой энергии используется косвенная схема подсоединения.

После считывания показаний применяется коэффициент для пересчета.

У такого способа подключения есть и недостатки. Если пользователь потребляет небольшой объем энергии, то измерительный ток может быть ниже значения, необходимого для запуска счетчика. Прибор стоит в нерабочем состоянии — такой эффект возникает при установке индукционных счетчиков старого образца, отличающихся большим потреблением энергии на собственные нужды. В моделях последних лет этот недостаток почти всегда отсутствует.

Особенности включения в цепь 380 В:

• При подсоединении трансформаторов соблюдается полярность на входе и выходе, используется кабель, выбранный с помощью расчета нагрузок.
• Используется провод с сечением более 2,5 мм² для вторичных контуров.
• Соединения с клеммами выполняются проводниками с маркировкой соответствующего цвета.
• Применяется подсоединение последующего контура посредством промежуточного клеммника с установкой пломбы.
• Не разрешается установка трехфазных трансформаторов с разными коэффициентами преобразования на один учетный прибор.

Производится замена счетчика без остановки электропитания пользователей и снятия напряжения. Технический осмотр происходит в безопасном режиме, поверка погрешностей учетных устройств также производится на действующей линии без отключения.

Перед выбором схемы подключения трансформатора тока к счетчику проверяют пригодность прибора для такого варианта использования. Если устройство рассчитано на прямой способ установки, то его запрещено применять совместно с трансформатором. Условия работы счетчика описываются в техническом паспорте, где приводится рекомендуемая схема подключения.

Монтаж однофазного прибора

Проводник силовой цепи работает в качестве первичной обвивки в однофазных трансформаторах, номинальное значение силы тока достигает 100 и более ампер. Через вторичную обмотку проходит ток не выше 5 А. Устанавливается однофазное устройство в промежуток разрыва питающей магистрали.

Потребители не должны подсоединяться к линии перед смонтированным счетчиком.

В подводящей цепи монтируется автомат — он необходим при замене прибора, когда нужно обесточивание магистрали. Такой же автоматический выключатель устанавливается после измерительной группы устройств с целью отключения потребителя в случае неполадок на его стороне. На задней стенке прибора нанесена схема монтажа электросчетчика.

Для контакта в приборе предусмотрено 4 зажима. Фаза и ноль соединяются по схеме:

• зажим 1 крепится к фазному выводу;
• клемма 2 подсоединяется к отводящему фазному контакту;
• зажим 3 присоединяется к питающему нулевому кабелю;
• клемма 4 подключается к отводящему нулю.

Такая схема применяется при подключении измерительного устройства в частном строении, квартире многоэтажного дома или небольшом павильоне для торговли.

Установка многовиткового измерителя

Трехфазные электросчетчики ставят в многопроводных сетях с использованием преобразователя тока. Такие измерительные приборы называют трансформаторными счетчиками, т. к. они работают совместно. Преобразователи применяют при косвенном включении в сеть с большой мощностью, первичная обмотка заменена электрическим проводом. Прибор контролирует заряд электричества при движении электронов по вторичной обмотке, которое возникает на основе электромагнитной индукции.

Десятипроводная схема

Используется десятипроводная система включения с изоляцией мощных силовых цепей, которая обеспечивается трансформаторами. Гальваническая развязка применяется в промышленных или бытовых условиях и гарантирует безопасность эксплуатации оборудования. Недостатком такой схемы является большое число кабелей.

Схема подключения происходит в последовательности:

• клемма 1 — на вход фазы (А);
• зажим 2 — на вход измерительного контура фазного прибора (А);
• контакт 3 — на выход измерительного привода (А);
• зажим 4 — входная клемма фазы (В)
• клемма 5 — вход измерительного контура фазы (В);
• контакт 6 — выход фазы (В);
• зажим 7 — вход фазы (С);
• контакт 8 — вход контура измерения фазы.

Трансформаторы подсоединяются с помощью контактов Л1 и Л2 к разрыву линии. Если одновитковые приборы работают только с напряжением 220 В, то многостержневые измеряют расход электроэнергии в цепях с мощностью 380 В.

Преимущества трехфазного счетчика по сравнению с однофазным устройством:

• позволяет экономить электричество ночью (около 50%);
• погрешность при измерении составляет 2−2,5%;
• предусмотрено автоматическое сохранение и анализ показателей в журнале событий;
• можно экспортировать показания по сети на расстояние, для этого есть встроенный электросиловой модем.

Из недостатков отмечается требование опыта установки электрооборудования и большие габариты устройства.

Трудность возникает в том, что при подключении однофазного прибора учета существует одна принципиальная система. А перед подсоединением трансформатора тока к трехфазному счетчику требуется выбрать одно исполнение среди подобных схем.

Другие системы подсоединения

Упрощенной схемой считается подключение по типу конфигурации звезды. При этом облегчается установка измерителя, т. к. используется меньше внешних проводов, что происходит из-за сложной конструкции внутренней системы подсоединения. В строении трансформатора есть магнитопровод, содержащий в составе 3 стержня. На каждом из них предусмотрены первичная и вторичная обмотки. Первичная находится под высоким напряжением, а со вторичного контура электричество с низким напряжением поступает к пользователям.

Концы каждой намотки объединяются вместе, а потребительские фазы выходят из начал витков. Из соединения концов выводится нейтраль (ноль), применяемая в качестве уравнителя нагрузки, чтобы исключить скачки мощности в сети. Образуется трехфазная 4-проводная схема, часто используемая для воздушных электромагистралей.

Получается два типа напряжения: линейное и фазное. Напряжение первого вида превосходит фазное в √3 раз, поэтому, умножив 220 В на √3, получаем линейную мощность сети 380 В. Фазный ток равен линейному, они одинаково проходят обмотки.

При соединении обмоток по способу треугольника фазы объединяются по схеме:

• конец А — с началом В;
• конец В — с началом С;
• конец С — с началом А.

Обмотки объединены последовательно. Такой способ используется для линий с симметричной нагрузкой, где не предусмотрено изменение в зависимости от фазы. Фазное и линейное напряжение одинаковы по значению, а линейный ток превосходит фазный в √3 раз.

Для выбора схемы соединения учитывается, что при подключении по типу звезды создается два вида напряжения, а схема треугольника позволяет использовать только 380 В.

Выходы вторичных контуров подсоединяются, и устраивается заземление, но в сопровождающих документах на счетчик (паспортах) такое требование не всегда озвучивается. Если комиссия по приемке оборудования в эксплуатацию будет настаивать на снятии заземляющего кабеля, то шлейф придется удалить. Монтаж электрооборудования проводят только в соответствии с разработанным проектом производства работ.

Совмещенные схемы в магистралях используют редко из-за больших погрешностей в измерениях и трудностей при выявлении пробоев на обмотках трехфазного трансформатора. В цепях с изолированным нейтральным проводом используется схема с подсоединением двух измерительных трансформаторов (по типу неполной звезды). Такое включение чувствительно реагирует на обрыв фазного кабеля.

Вторичные контуры всегда нагружаются, их работа проходит в режиме, близком по характеристикам к короткому замыканию. Разрыв вторичной цепи вызывает потерю компенсирующего действия электромагнитной индукции от тока, проходящего по вторичным виткам. Такие неполадки ведут к нагреванию магнитопровода сверх нормы.

Трехфазный трансформатор выбирается с учетом коэффициента преобразования по нормам ПУЭ1.5.17. Определено, что ток во вторичном контуре при подключении максимальной нагрузки не должен падать ниже 40% от показателей номинального тока измерительного прибора. Правильное распределение контактов и чередование фазных зажимов А, В и С контролируется фазометром.

Подписка на рассылку

В некоторых случаях измерять потраченную электроэнергию посредством простого подключения счетчика не представляется возможным. Это относится к трехфазным сетям с силой тока, превышающей 100А и потребляемой мощностью свыше 60кВт. В таких случаях устанавливают трехфазный счетчик, который подключают через трансформаторы тока. В данной статье мы расскажем, как подключить счетчик через трансформаторы тока (схема обычно указана на клеммной крышке или в паспорте на прибор).

Напоминаем, что электромонтажные работы следует проводить только с полным соблюдением требований техники безопасности.

Для того чтобы выполнить подключение трехфазного счетчика через трансформаторы тока, нам понадобится следующее оборудование:

Схема подключения трансформатора тока

В щите на монтажной панели выполняется установка вводного автоматического выключателя, трех трансформаторов тока, клемм, испытательной коробки и самого счетчика, а также нулевой шины и шины заземления. Важно отметить, что при установке щита учета вне помещения следует предусматривать обогрев для обеспечения положительной температуры.

Далее отмеряем и производим зачистку монтажных проводов соответствующего сечения для подключения силовых цепей, а многопроволочные жилы оконцовываем. Стоит отметить, что для подключения могут использоваться гибкие изолированные шины. Затем от автоматического выключателя производим подключение к силовым выводам трансформаторов тока по следующей схеме:

Также от выводов "Л2" трансформаторов тока производим подключение к соответствующим винтовым клеммам.

Выполнив подключение трансформаторов тока к силовой цепи, переходим к подключению измерительных цепей.

Отмеряем необходимую длину монтажных проводов сечением 2,5 мм² черного, синего и желто-зеленого цветов, зачищаем и оконцовываем болтовыми наконечниками. Также производим маркировку с обеих сторон. Снимаем крышку испытательной коробки и выполняем подключение в соответствии со схемой:

Далее шунтируем токовые цепи при помощи винтов, убираем перемычки и продолжаем подключение:

Подключение электросчетчика

После этого отмеряем необходимую длину монтажных проводов черного и синего цветов, зачищаем и оконцовываем наконечниками и переходим к подключению электросчетчика.

Важно отметить, что подключение электросчетчика необходимо выполнять в соответствии со схемой, указанной на его корпусе или в паспорте.

Выполнив подключение, устанавливаем клеммную крышку на счетчик, а также крышки на коробку КИП и трансформаторы тока. При необходимости все эти устройства пломбируются.

Таким образом, мы подключили электросчетчик через трансформатор тока. Вы также можете посмотреть наше видео, в котором показана подробная схема подключения трехфазного счетчика через трансформаторы тока.

Токовые трансформаторы являются важными защитным устройством релейного типа.

Схема подключения трансформатора тока предполагает использование первичной и вторичной обмотки с учетом коэффициента относительной погрешности.

В статье подробно о монтаже счетчика через трансформатор тока.

Схема подключения счетчика через трансформаторы тока

Установка электрического счетчика осуществляется в соответствии с основными правилами и требованиями, предъявляемыми к схеме подключения прибора. Счетчик устанавливается при температурном режиме не ниже 5 о С.

Приборы энергоучета, наряду с любой другой электроникой, крайне тяжело переносят низкотемпературное воздействие. Установка электрического счетчика на улице потребует сооружения специального герметичного утепленного шкафа. Прибор учета фиксируется на высоте не более 100-170 см, что облегчает эксплуатацию и его обслуживание.

Схема подключения счетчиков МЕРКУРИЙ

Подключение однофазного прибора

При монтаже однофазного прибора учета, особое внимание необходимо уделить порядку подключения кабелей на клеммные элементы:

• на первую клемму производится подсоединение фазного провода. Вводимый кабель чаще всего обладает белым, коричневым или черным окрашиванием;
• на вторую клемму осуществляется подключение фазного провода, испытывающего силовую нагрузку. Такой кабель обычно бывает белого, коричневого или черного цвета;
• на третью клемму выполняется подсоединение электропровода «ноль». Этот вводной кабель имеет голубую или синевато-голубую маркировку;
• на четвертую клемму производится подключение нулевого провода, имеющего голубое или синевато-голубое окрашивание.

Подключение однофазного прибора

Обеспечивать защиту на заземление для устанавливаемого и подключаемого электрического прибора учета не потребуется.

Схема подключения трехфазного счетчика через трансформаторы тока

Трёхфазные устройства учета электроэнергии комплектуются, как правило, DIN-рейкой, двумя видами панелей, которые прикрывают подключаемые клеммы, а также руководство и пломбы. Технология самостоятельной установки:

• монтаж на DIN-рейке электрического щита вводного автомата и трехфазного счетчика электроэнергии;
• спуск фиксаторов на оборотной стороне трёхфазного прибора энергоучета, с последующей установкой и поднятием фиксаторов;
• подсоединение вводного автомата с необходимыми вводными клеммами на электросчетчике, в соответствии со схемой подключения.

Схема монтажа трехфазного счетчика

Удобным является использование токопроводящих жил из медных проводов, сечение которых не меньше, чем стандартные размеры вводного кабеля.

Соединение обмоток реле и трансформаторов тока

Принцип воздействия токового трансформатора не имеет существенных отличий от подобных характеристик стандартного силового прибора. Особенностью первичной трансформаторной обмотки является последовательное включение в измеряемую электрическую цепь. Кроме всего прочего, обязательно присутствует замыкание на вторичную обмотку на разные, подключенные друг за другом приборы.

В полную звезду

В условиях стандартного симметричного уровня токового протекания, трансформатор устанавливается на всех фазах. В этом случае вторичная трансформаторная и релейная обмотка объединяются в звезду, а связка их нулевых точек выполняется посредством одной жилы «ноль», а зажимы на обмотках подсоединяются.

Соединение трансформаторов тока и обмоток реле в полную звезду

Таким образом, трехфазное короткое замыкание характеризуется протеканием токов в обратном кабеле в условиях двух реле. Для двухфазного короткого замыкания, протекание тока отмечается в единственном или сразу в паре реле, согласно фазовому повреждению.

В неполную звезду

Особенностью двухфазной двухрелейной схемы подсоединения с образованием неполной звезды. К достоинствам такой схемы можно отнести реагирование на любой вид короткого замыкания, кроме земли фазы, а также вероятность применения данной схемы на междуфазных защитах.

Соединение трансформаторов тока и обмоток реле в неполную звезду

Таким образом, в условиях различных типов короткого замыкания, токовые величины в реле, а также уровень его чувствительности, будут разнообразными.

Недостаток подсоединения в неполную звезду представлен слишком низким коэффициентом чувствительности, по сравнению со схемой полной звезды.

Проверка трансформатора на работоспособность требуется, если имеются подозрения на его неисправность. Как проверить трансформатор мультиметром – инструкцию вы найдете в статье.

Как правильно установить заземление на даче, расскажем тут.

Как правильно выбрать провод заземления и какие марки наиболее популярны, читайте далее.

Подсоединение трансформаторов тока в фильтр токов нулевой последовательности

Такой вариант находит широкое применение в защите от замыкания «земля».

В условиях нагрузки трехфазного и двухфазного короткого замыкания показатели IN=0.

Тем не менее, при наличии погрешности токовых трансформаторов, в реле наблюдается проявление небаланса или Iнб.

Подсоединение трансформаторов тока

В процессе выполнения последовательного подключения вторичной обмотки в условиях параллельного подсоединения, позволяет уменьшать трансформирующий коэффициент и увеличивать уровень тока на вторичной цепи. Первичные обмотки подсоединяются исключительно в последовательности, а вторичные — в любом положении.

Последовательное подсоединение

При варианте последовательного подключения токовых трансформаторов, обеспечивается повышение нагрузочных показателей. В этом случае применяются трансформаторы, имеющие идентичные показатели kТ.

Соединение обмоток трансформатора последовательно

При протекающем через прибор одинаковом токе, величина поделится на коэффициент два, а уровень нагрузки снизится в пару раз. Применение такой схемы актуально при подсоединении Y/D с целью обеспечения защиты дифференциального типа.

Если устройству требуется напряжение в 12 Вольт, необходимо подключать его через трансформатор. Трансформатор 220 на 12 Вольт – назначение и принцип действия рассмотрим подробно.

Об особенностях использования и монтажа шины заземления вы узнаете из этой информации.

Параллельное подсоединение

При использовании токовых трансформаторов, обладающих одинаковым уровнем kТ, отмечается появление результативного трансформирующего коэффициента, сниженного в пару раз.

Таким образом, при последовательном подсоединении вторичных обмоток обеспечивается повышение уровня выходного напряжения и показателей мощности в условиях сохранения номинальных значений выходного тока.

Если обмотка вторичного типа на каждом трансформаторе предполагает напряжение на выход 6,0 В при номинальных токовых показателях 1,0 А, то последовательное подсоединение позволяет сохранить номинал, а уровень мощности повышается в два раза.

Параллельное подключение вторичной обмотки в таком варианте помогает обеспечивать показатели напряжения на выходе 6,0 В, а также уровень тока — в два раза выше.

Видео на тему