Подключение трехфазного счетчика

Для учета потребления электрической энергии на производственных площадках, а также так называемых общедомовых нужд, используются трехфазные электросчетчики. Их подключение и обслуживание производится по тем же правилам, которые существуют для однофазных приборов учета. Однако они работают с токами больших величин, поэтому существуют отличия в построении схемы подключения – она бывает прямой или через трансформаторы тока.

Общие принципы измерения количества электроэнергии

Электросчетчики определяют количество потребленной электрической мощности за единицу времени. За единицу измерения принят киловатт*час (кВт*ч). Чтобы получить необходимое значение, схему прибора строят из двух независимых цепей – тока и напряжения.

Устройство электромеханических (индукционных) счетчиков наиболее наглядно демонстрирует это. В них для каждой измеряемой фазы предусмотрено две катушки, расположенные в пространстве под углом в 90⁰ друг к другу. Этот же принцип используется при формировании массива статорной обмотки однофазного электродвигателя.

Разница лишь в том, что по одной из них пропускается ток, а по другой – напряжение. Для этого первая включается последовательно измеряемой фазе, а другая – параллельно. Схема подключения однофазного счетчика электроэнергии приведена ниже.

В точке, где к фазной линии подключается катушка напряжения, в индукционных счетчиках расположен регулировочный винт, который пломбируется на заводе-изготовителе или представителями энергоснабжающих организаций. При его отсутствии или ослаблении в показания счетчика вкрадывается недопустимая погрешность.

В приборах с электронной схемой также существует две линии – тока и напряжения, но фазный сдвиг на 90⁰ между ними формируется не пространственным расположением, а применением элементов электронной схемы – резисторов и конденсаторов. Так называемый винт напряжения отсутствует, соединение осуществляется пайкой, оно находится внутри корпуса, защищенного от вскрытия заводскими пломбами.

Отличие трехфазного от однофазного прибора учета лишь в количестве пар измерительных катушек, а также зажимов на клеммной колодке. При этом принцип подключения остается тем же: абстрагируясь от того, что ток переменный, направление движения электроэнергии считается односторонним – от поставщика к потребителю. Поэтому все клеммные зажимы приборов учета расположены слева направо. Так, чтобы их положение совпадало с порядком подключения проводов.

Почему существует два типа схем подключения

Измерительная пара является самым уязвимым местом в конструкции электрического счетчика. В меньшей степени это утверждение касается индукционных приборов, где катушки созданы из витков медного провода. И в большей – так называемых цифровых моделей, в которых подсчет протекающей электрической энергии осуществляется полупроводниковой микросхемой.

Если сравнивать технические характеристики разных моделей – как в пределах одного бренда, так и между ними, то бросается в глаза характерная деталь: везде номинальным током является значение 5 ампер. Однако это условие невозможно соблюсти, если суммарная мощность потребителей превышает 50 кВт. Поэтому существует два типа схем подключения трехфазных электросчетчиков.

1. Прямая, использующаяся в сетях, токи нагрузки в которых не превышают 50 ампер.
2. Через понижающие трансформаторы, которые уменьшают токи до значений, безопасных для прибора учета.

Что такое трансформаторы тока

Номинал напряжения в трехфазных сетях переменного тока всегда 380 вольт. Он не зависит от суммарной мощности потребления. Поэтому для защиты приборов учета в высоконагруженных сетях применяются трансформаторы тока.

Это электромеханические устройства, конструкция которых состоит из металлического сердечника и двух обмоток – первичной, с меньшим количеством витков медного провода, и вторичной, в которой число витков больше на фиксированное число раз. Это соотношение и определяет так называемый коэффициент трансформации – величину уменьшения выходного тока относительно входного.

Несмотря на принципиальное сходство, трансформаторы тока имеют существенные конструктивные отличия от трансформаторов напряжения. Во-первых, это всегда понижающее устройство. Во-вторых, первичная обмотка выполнена в виде металлической пластины – обычно плоской, толщиной не менее 3 мм и шириной от 2 до 5 сантиметров, поэтому попытка подключить входные клеммы между фазой и нейтралью вызовет короткое замыкание.

Замкнутый стальной магнитопровод имеет форму тора или квадрата, из-за чего корпус трансформатора тока бывает в форме бочонка или параллелепипеда. Выходные клеммы располагаются на одной из его боковых граней и имеют сечение в два-три раза меньшее, чем входные, находящиеся на торце.

На корпусе трансформаторов тока указывается соотношение максимального входного тока и его величина на выходе. Например, 100/5 или 150/5. В первом случае коэффициент трансформации равен двадцати, а во втором – тридцати. На это значение надо умножать показания электросчетчика, чтобы получить истинное значение количества потребленной электрической энергии.

На электрических схемах трансформаторы тока изображаются в виде короткой жирной линии и расположенного на или под ней мнемосимвола катушки индуктивности. Возле них пишут буквы ТТ. В отличие от трансформаторов напряжения, символ которых состоит из двух катушек и линии между ними, а также букв ТН.

Подключение трансформаторов тока

Схема подключения понижающего трансформатора тока представлена на рисунке ниже.

Он включается в разрыв измеряемой фазы – его первичная обмотка является ее конструктивным продолжением. Выходы вторичной обмотки замыкаются друг на друга через любой измерительный прибор. Например, амперметр.

Схема подключения трансформатора тока к счетчику представлена на рисунке ниже. В этом случае вторичная обмотка замкнута на токовую катушку счетчика электрической энергии.

Клеммная коробка трехфазного прибора учета, рассчитанного на подключение через трансформаторы тока, состоит из трех групп по три зажима в каждой и одной с двумя. При его подключении надо руководствоваться простым мнемоническим правилом, что движение происходит слева направо.

• Клемма И1 вторичной катушки трансформатора тока подключается к зажиму 1.
• От клеммы L1 – вход первичной обмотки трансформатора – тянется провод к зажиму 2.
• Клемма И2 вторичной катушки трансформатора тока подключается к зажиму 3.

Остальные две фазы и трансформаторы тока коммутируются с прибором учета аналогичным образом к клеммам под номерами 4 – 9. К клеммам 10 и 11 присоединяется провод N (обратите внимание, что провод защитного сопротивления РЕ – это не одно и то же).

Допускается подключение провода от клеммы L1 к зажиму И1 трансформатора тока с целью экономии материала. Но в этом случае надо сделать перемычку между первым и вторым зажимом в группе на клеммной коробке счетчика электроэнергии.

При опечатывании счетчиков защищается от преднамеренного вскрытия не только их клеммная коробка, но и измерительные зажимы И1 И2, закрываемые колпачками на винте.

Нагрузка подключается к клеммам L2 трансформаторов. В результате получается, что через прибор учета пропущен лишь уменьшенный ток, что и отличает эту схему от прямого подключения, когда вся мощность пропускается через электросчетчик.

Влияние трансформаторов тока на точность измерений

Величина КПД современных трансформаторов тока не ниже 95 и не выше 98 процентов. Это близко к идеалу, но всё же может оказывать влияние на показания приборов, поскольку часть энергии рассеивается. Погрешность тем выше, чем больше суммарная мощность подключенных потребителей. Если она меньше 50 кВт, то не рекомендуется использование схемы подключения через трансформаторы тока.

Если вы используете схему подключения через трансформаторы тока, то при передаче показаний электросчетчика не забывайте умножать их на величину коэффициента трансформации.