Обзор трансформаторов тока для счетчиков

Назначение трансформаторов тока простыми словами

Основная задача

Трансформатор тока (сокращенное общепринятое обозначение ТТ) создан для работы в электрических схемах как простой преобразователь, способный с высокой точностью пропорционально понижать токи высоких величин до номинальных вторичных значений без изменения частоты сигнала.

На его вход подается первичный переменный ток большой величины, а по выходной цепочке протекает уменьшенное, преобразованное значение нагрузки.

Этот процесс легко представить совмещенными графиками синусоид обоих токов с их отображением на простой векторной диаграмме единичной окружности.

Как работает трансформатор тока

Синусоида первичного тока I1, проходящего по силовым шинам, показана графиком с высокой амплитудой, которая может превышать, например, 100 или 200 ампер. Допустим, что она отстоит от начала координат на какой-то угол α.

Ее форма и величина станет преобразовываться в ТТ во вторичную величину I2 со значительно меньшей амплитудой, например, 1 или 5 ампер.

Графики синусоидальных гармоник легко упрощаются векторными выражениями, построенными на плоскости единичной окружности. Они облегчают понимание происходящих процессов, позволяют проще их анализировать.

Векторная диаграмма просто рисуется и наглядно показывает пропорции величин каждой составляющей и их направление.

Сейчас же сделаем простой вывод: в любой момент времени ti синусоида I2 повторяет форму сигнала I1 и отличается от нее строго на определенную величину, называемую коэффициентом трансформации Ктт.

Ктт = I1 / I2

Его так и записывают на шильдике корпуса: выражением отношения первичного тока, показанного на первом месте, ко вторичному, например, 200/5.

Коэффициент трансформации трансформатора тока

В принципе здесь используется та же технология и маркировка, что у обычного трансформатора напряжения, где вместо ампер показываются вольты.

Коэффициент трансформации трансформатора

Практическое применение

Трансформаторы тока создаются в качестве измерительных приборов, обладающих определенными метрологическими характеристиками. Они работают в цепях измерения и схемах защитных устройств.

Их оценивают классами точности по двум параметрам:

  1. Отклонению реальной амплитуды вторичного тока от расчетного значения, вычисленного по коэффициенту трансформации.
  2. Смещению по времени угла вторичной синусоиды ẟ относительно первичного сигнала.

Для сведения: в результате трансформации ТТ частота вторичного сигнала не меняется, остается прежней. Погрешности образуются только по углу ẟ и амплитуде, но они не существенны для измерений, осуществляемых в бытовой электропроводке.

Далее разбираемся с конструкцией и принципами работы.

Преимущества и недостатки

Конструкция ТТ обеспечивает возможность безопасного подключения электросчетчика, который в нормальных условиях функционирует на рабочей сетевой частоте 50 Гц и номинальном токе во вторичной обмотке, равном 5-ти Амперам. Выбор значения Ктр = 100/5, например, позволяет рассчитать кратность передачи, обеспечивающей получение в нагрузочной цепи тока в 100 Ампер. В данном случае она соответствует 20-ти.

Подключение трехфазного счетчика

За счёт использования трансформаторных изделий этого класса удалось отказаться от неудобных в изготовлении и громоздких электрических приборов. Помимо этого, возможность подключения счетчика через трансформаторы тока гарантирует их надежную защищённость от КЗ и перегрузок.

Действительно, в аварийных ситуациях чаще всего из строя будет выходить сравнительно дешёвый ТТ, а не подключённый к нему прибор учёта электроэнергии.

К числу недостатков, которые имеют фазные счетчики, следует отнести:

  1. Во-первых, при малом потреблении в линейных цепях измерительный ток во вторичной обмотке иногда не достигает порога срабатывания механизма счетчика, вследствие чего последний не способен функционировать в нормальном режиме;
  2. Во-вторых, при его подключении необходимо обращать внимание на полярность включения трансформаторов тока, что не всегда удобно;
  3. И, наконец, при использовании ТТ потребуется дополнительное место для его установки, а сам прибор нуждается в периодической поверке (совместно с подключённым электросчётчиком).

Обратите внимание! Современные электронные счетчики электроэнергии практически лишены первого недостатка, который в основном касается электромеханических моделей.

Другие проблемные места скорее можно отнести к сложностям включения прибора в трёхфазную цепь, чем к его недостаткам.

Установка прибора

Перед тем, как установить устройство, определяется место монтажа и тип крепежа. Локация измерителя в новом доме определяется на этапе проектирования здания.

Покупка прибора на дин-рейку — универсальное решение, так как к счетчику всегда можно докупить удобное крепление.

Установка возможна на din-рейку, как показано на фото:

Установка на din-рейку

Вместо нее можно устанавливать пластинку из металла, идущую в комплекте со счетчиком. При этом прибор монтируется на ровную поверхность с тремя винтами.

пластинка из металла

Для включения счетчика используются медные провода, которые зачищаются примерно на 2.5 см. Подключение проводов трехфазного счетчика проводится до упора в отверстия и закрепляется двумя винтами, начиная с верхнего.

медные провода

Важно, чтобы изоляция не попала в зажим, так же, как и не допускается выступ оголенного провода из-под корпуса.

Перед тем, как подключить на клеммы трехфазного счетчика многожильные провода, на них устанавливают наконечники НШВИ. Для этого применяются специальные клещи. Опрессовывание наконечниками гарантирует надежность и безопасность контактов, предохраняет от возгорания в случае короткого замыкания.

многожильные провода

Подсоединение проводов

Корректная работа обеспечивается точным соблюдением схемы подключения. Рассмотрим на примере счетчика Энергомера.

Подсоединение проводов

Входные клеммы 1, 3, 5, подсоединяются к входным фазам 1, 2, 3 соответственно. Выводные клеммы 2, 4, 6, подсоединяются к фазам выхода 1, 2, 3. Седьмая клемма — для нуля, восьмая — для выхода. Заземление подводится к шине заземления.

Подсоединение проводов 2

Запрещено заземление соединять с нулевой фазой. Рекомендации о том, как подключить трехфазный счетчик, указываются на корпусе и техническом паспорте.

После того, как проведено самостоятельное подключение, необходимо вызвать проверяющего от организации, поставляющей электроэнергию. Специалист оценит правильный ли монтаж и расположение трехфазного счетчика.

Как устроены трансформаторы тока: краткие сведения для новичков

Конструкцию ТТ поясняет нижерасположенная картинка.

Как устроен трансформатор тока

Внутри корпуса из негорючего диэлектрического материала, например, пластика, не поддерживающего горения, расположены:

  • первичная обмотка, выполненная шиной с отверстиями для болтового монтажа к силовой цепи;
  • магнитопровод, собранный из шихтованных пластин электротехнического железа;
  • вторичная обмотка, намотанная витками медного провода, поверх магнитопровода с изоляцией. Медь снаружи покрыта слоем лака с высокими диэлектрическими свойствами;
  • клеммные выводы для подключения монтажных проводов вторичной схемы.

Количество витков вторичной обмотки определяет величину коэффициента трансформации, а ее поперечное сечение подбирается по величине нагрузки в номинальном и аварийном режиме.

У отдельных измерительных ТТ вместо первичной обмотки сразу создается сквозное отверстие в корпусе, через которое пропускается силовая шина распределительного шкафа или мощный провод. Их так и называют: шинные.

Шинные трансформаторы тока

Среди таких конструкций существуют модели с разъемным сердечником, позволяющим оперативно надевать и снимать ТТ, выполнять измерения без выполнения дополнительных подготовительных работ. По этому принципу работают обычные электроизмерительные клещи.

Токовые клещи

Я их показываю здесь потому, что они могут быть использованы для проведения тех же замеров, что и ТТ, стационарно установленные для подключения к электросчетчикам. По ним осуществляют контрольный замер первичной, да и вторичной нагрузки, проходящей по цепям измерения.

Как работает трансформатор тока в электрической схеме счетчика: последовательное объяснение с демонстрацией наглядными картинками

По первичной обмотке от электроснабжающей организации к потребителям течет силовой ток I1. Он преодолевает электрическое сопротивление подключенных шин.

Силовая обмотка трансформатора тока
Магнитный поток проводника с током

Вокруг токопровода формируется вращающееся поле с магнитным потоком fe1, расположенным перпендикулярно движению вектора I1.

Он пронизывает железо магнитопровода, улавливается им. Внутри сердечника наводится магнитный поток F1.

Магнитный поток трансформатора тока

Такая схема ориентации обеспечивает минимальные потери энергии, затрачиваемые на преобразования электромагнитных полей.

Магнитный поток F1, пересекая перпендикулярно расположенные ему витки вторичной обмотки, создает в них электродвижущую силу Е2. Под ее влиянием в замкнутой на измерительный прибор вторичной катушке по закону Ома возникает электрический ток I2.

Электродвижущая сила трансформатора тока

I2 преодолевает полное сопротивление вторичной обмотки и подключенной к ней нагрузке. Ей может быть токовая катушка амперметра, электромагнитного реле или электросчетчика.

По обмотке измерительного прибора протекает синусоида, уменьшенная строго на величину коэффициента трансформации ТТ. Его величина задается во время проектирования устройств, а замеряется при наладках и проверках работы электрической схемы.

Какие 2 опасности существуют при эксплуатации трансформаторов тока: их важно знать

Что происходит при пробое или повреждении изоляции

Сердечник ТТ выполнен из электротехнической стали, обладающей хорошей проводимостью. Он покрыт диэлектрическим слоем, разделяющим первичные и вторичные электрические цепи, но связывает их магнитным потоком.

Этот слой может быть случайно поврежден по разным причинам. Тогда происходит стекание высокого потенциала первичной схемы на вторичную цепочку.

Повреждение изоляции трансформатора тока

Опасный потенциал способен не только повредить менее защищенное измерительное оборудование, но и нанести серьезные повреждения здоровью людей, вызвать у них электротравмы.

Для предупреждения этого явления все вторичные цепи ТТ подлежат обязательному заземлению.

Заземление трансформатора тока

Оно призвано безопасно отводить случайно возникающий потенциал с работающего оборудования на заземляющий контур здания и дальше.

Заземление вторичных обмоток трансформатора тока
Эксплуатация вторичных цепей ТТ без их заземления запрещена правилами безопасности электроустановок.

Чем опасен режим работы при разомкнутой вторичной цепи

ПУЭ предъявляет повышенные требования к монтажу и прочности вторичных цепей ТТ. Они должны выполняться медным проводом с сечением не менее чем 2,5 мм квадратных.

При прохождении тока I1 по первичной обмотке во вторичной схеме протекает энергия с очень большим потенциалом напряжения. В рабочем режиме она всегда замкнута накоротко, а если ее разомкнуть, то на разрыве сразу возникает высоковольтное напряжение в несколько киловольт.

Разомкнутые выводы трансформатора тока

Оно опасно как для низковольтного оборудования, так и людей, находящихся рядом. Поэтому ТТ, даже выведенные в резерв, запрещено оставлять с разомкнутыми выводами. На них всегда должна стоять надежная шунтирующая закоротка.

Шунтирующая закоротка
Работа вторичных цепей ТТ без их заземления, как и наличие в них разрывов и ненадежных соединений считаются грубыми нарушениями действующих правил безопасности.

ТТ массово используются не только в сети 0,4 киловольта, но и во всех высоковольтных схемах. Они выполняют не только задачи точного измерения текущих нагрузок, но и обеспечивают надежную работу систем защит и противоаварийной автоматики при возникновении аварийных режимов.

Обычно для всех цепей выше 1000 вольт ТТ изготавливают комбинированными устройствами, состоящими из одной силовой первичной обмотки и двух или более вторичных:

  • одна создается для выполнения наиболее точных измерений и подключается к амперметрам, ваттметрам, счетчикам, регистраторам и другим измерительным приборам;
  • другие применяются для надежной работы при возникновении аварийных режимов и используются в цепях релейных защит или автоматики (класс точности Р).

Трансформаторы тока высоковольтного оборудования, в соответствии с действующим напряжением электроустановки, могут располагаться в специальных закрытых ячейках или монтироваться на открытых распредустройствах.

Трансформаторы тока 10 кВ
Трансформаторы тока 110 кВ

Принцип работы измерительных трансформаторов



Внутренне устройство и метод работы трансформаторов тока базируется на простых принципах, схема несложная. Первичная обмотка катушки подключается последовательно, чтобы протекал фазовый нагрузочный ток. После возникает индукция электромагнитного поля, которая переходит на обмотку вторичной катушки. В последнюю врезают трехфазные трансформаторы.

Для уменьшения используется коэффициент трансформации, благодаря которому во второстепенную обмотку поступает меньшее количество электроэнергии. Так обеспечивается нормальная работа счетчика, а показатели на выходе необходимо умножать на число коэффициента, чтобы получилось истинное значение израсходованного напряжения.

Таким образом, трансформаторный механизм преобразует высокое напряжение на входе в приемлемое для счетчика. Оборудование работает при частоте в 50Гц и токе 5А. например, если устройство имеет предельный показатель нагрузки в 100А, данные на выходе умножаются на 20 (100 разделить на 5).

Благодаря переходникам обеспечивается защита счетчиков от перепадов напряжения, коротких замыканий, перегрузок. Более того, если сгорит трансформатор, его легче заменить, чем электротехнический счетчик.

При подключении стоит учитывать и некоторые недостатки. Наиболее распространенный вариант – не учитывается стартовое значение тока прибора учета. В таком случае счетчик просто не сможет начать работу.

Несоблюдение полярности при подключении – еще одна часто допускаемая ошибка. На входе катушки первичной обмотки находится две клеммы – одна для фазы L1, другая для нагрузки L2. Измерительная обмотка для катушки также оснащена двумя клеммами (И1 и И2). Кабель требуется подключать на соответствующие контакты, предварительно рассчитав предельную нагрузку.

Если некорректно соединить микроконтакты и провода, возникнет короткое замыкание. Подобное может привести к выходу устройств из строя, возгораниям.

Токовые характеристики ТТ

Подключение счетчика через трансформаторы тока

Величина тока во вторичной цепи трансформаторного прибора зависит от коэффициента преобразования (Ктр), который может принимать стандартные значения из следующего ряда:

  • В пределах от 20/5 до 50/5;
  • В границах от 70/5 до 100/5;
  • А также в диапазоне от 200/5 до 500/5.

Обратите внимание! В этом списке приведены лишь наиболее употребительные значения Ктр для электросчётчиков (полный перечень приводится на рисунке ниже).

Таблица коэффициентов ТТ

Из приведённой таблицы видно, что если мы выберем определённое значение тока во вторичной цепи (5 Ампер, например), то этот же параметр в первичной цепи трансформатора для счетчика может быть заметно больше (кратность составит от 4-х до 100 раз).

Подключение счетчика через трансформаторы тока — Статейный холдинг

Добрый день, уважаемые читатели сайта «Заметки электрика».

Решил написать подробную статью на тему подключения счетчиков электроэнергии через трансформаторы тока (ТТ) и трансформаторы напряжения (ТН).

В статье про схемы подключения электросчетчиков прямого включения мы познакомились с подключением однофазных и трехфазных электросчетчиков прямого, или его еще называют, непосредственного включения в сеть. В той же статье я упоминал, что существует способ подключения электросчетчиков и через трансформаторы тока и напряжения.

Счетчики необходимы для учета электроэнергии потребителями в трехпроводных и четырехпроводных сетях переменного тока с частотой 50 (Гц).

Обратите внимание

Трехфазные счетчики электрической энергии выпускаются на напряжение 3х57,7/100 (В) или 3х230/400 (В).

Подключение счетчиков электрической энергии к вышеперечисленным сетям осуществляется через измерительные трансформаторы тока (ТТ) со вторичным током 5 (А) и трансформаторы напряжения (ТН) со вторичным напряжением 100 (В).

При подключении счетчика необходимо строго следить за полярностью начала и конца обмоток трансформаторов тока, как первичной (Л1 и Л2), так и вторичной (И1 и И2). Также необходимо соблюдать полярность обмоток трансформатора напряжения (подробнее об этом Вы можете почитать в статье про трансформатор напряжения НТМИ-10).

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.

Схема подключения счетчика к трехфазной трехпроводной или четырехпроводной сети с помощью 3 трансформаторов тока и 3 трансформаторов напряжения

Схема подключения счетчика к трехфазной трехпроводной или четырехпроводной сети с помощью 3 трансформаторов тока

Схема подключения счетчика к трехфазной трехпроводной сети с помощью 2 трансформаторов тока

Схема подключения счетчика к трехфазной трехпроводной сети с помощью 2 трансформаторов тока и 3 трансформаторов напряжения

Виды многотарифных приборов и правила выбора

Грамотный выбор счетчика многотарифного учета невозможен без знания существующих разновидностей этих приборов

Для знакомства с ними важно оценить все возможные варианты, по которым производится такая классификация

Виды приборов

Электронный двухтарифный счетчик

По принципу действия многотарифные счетчики подобно всем другим образцам этой техники подразделяется на индукционные и электронные модели. И те и другие приборы по виду учитываемой электроэнергии делятся на однофазные и трехфазные приборы, устанавливаемые в цепях 380 Вольт. Трехфазные многотарифные электросчетчики используются в частных хозяйствах, где возможна установка соответствующего силового оборудования. К нему относятся насосы, токарные и фрезерные станки, а также другие механизмы, в состав которых входят асинхронные двигатели.

Различие предлагаемых пользователю учетных приборов проявляется в мощности, которую он способен выдержать, а также в заявленной стоимости конкретного образца.

Критерии выбора

Однофазный счетчик

Перед покупкой прибора учета нужно освоить правила его выбора, обычно сводящиеся к следующим моментам:

  • определиться с типом учета: однотарифный или с несколькими тарифными планами;
  • решить, какой тип счетчика требуется по виду питания: трехфазный на 380 Вольт или однофазный;
  • проконсультироваться у специалистов по вопросу мощности приобретаемого прибора, зависящей от величины потребления в бытовой сети: количества одновременно подключаемых к ней приборов;
  • убедиться в наличии сертификата качества, гарантирующего надежность эксплуатации счетчика.

Крайне важно заранее определиться с тем, какой выбирать прибор по принципу работы (электронный или индукционный). Несмотря на то что стоимость первого несколько выше, лучше всего выбрать именно его

Благодаря встроенной электронной схеме, содержащей в своем составе микропроцессорный чип, этот тип счетчика считается более надежным. https://www.youtube.com/watch?v=11_WXGjLwEw

Трансформаторы тока — схемы подключения к электрическим счетчикам: 2 типа

Перед монтажом ТТ на место стационарной установки необходимо в обязательном порядке уточнить направление каждой нагрузки по обмоткам, когда электроэнергия движется по шинам к потребителю. С этой целью на корпусе наносится маркировка.

Маркировка выводов трансформатора тока

У отечественных изделий принято следующее обозначение:

  • Л1: «Л» — линия или шина первичной обмотки, «1» — входная клемма (в сторону генератора);
  • Л2 — для подключения к выходной цепи силовой линии (к потребителю электроэнергии):
  • И1: «И» — измерительная цепь, «1» — входная клемма (на вход измерительного прибора);
  • И2: — подключается к выходной клемме измерительного прибора.

У многообмоточных ТТ вторичные катушки дополнительно обозначаются цифрами, а их выводы имеют вид:

  • 1И1, 1И2;
  • 2И1, 2И2;
  • 3И1, 3И2.

Этим заводским обозначениям стоит верить в подавляющем большинстве случаев. Но, на моей практике встречались случаи, когда маркировка отсутствовала, была повреждена или даже не соответствовала реальному направлению навивки вторичной обмотки, что крайне недопустимо.

Неправильное подключение направит вторичный вектор I2 через катушку электросчетчика в противоположную сторону. Тогда счетный механизм станет работать с большими погрешностями.

Чтобы избежать ошибок при подключении ТТ к счетчику необходимо проверить заводскую маркировку клемм электрическими измерениями до выполнения монтажных работ.

Методику этой проверки я подробно привожу ниже по тексту в специальном разделе, посвященном проверкам и наладкам.

Схема подключения счетчика с трансформатором тока: самый редкий вариант

Устройство внутренних цепей однофазного электросчетчика и маркировку клемм для его монтажа показываю ниже.

Схема однофазного счетчика

Из электротехнических устройств внутри корпуса работают катушка тока и напряжения. Они соединены проводами с клеммными выводами, которые расположены слева направо и обозначены цифрами:

  • «1» — вход фазы на счетчик;
  • «2» — вход ноля на счетчик;
  • «3» — выход фазы на нагрузку;
  • «4» — выход ноля на нагрузку.

Винт напряжения при эксплуатации всегда должен быть плотно зажат. Он используется только при метрологических поверках.

Практически все однофазные счетчики, устанавливаемые в жилых зданиях, работают по этой схеме, являясь приборами прямого включения. Они предназначены для учета нагрузок бытовой сети, а она ограничивается действующими нормативами.

Однако ГОСТ 6570-75 предусмотрел возможность совмещения индукционного счетчика с трансформатором тока для сети 220 вольт по следующей схеме.

Универсальный счетчик с трансформатором тока

В ней дополнительно изменяется коммутация токовых цепей:

  • генераторные концы фазы ТТ Л1 и обмотки И1 объединяются на токовом входе счетчика 1;
  • вывод И2 подключается к клемме 2 для создания замкнутого контура во вторичной цепи измерения;
  • Л2 силовой обмотки направляется на шину нагрузки потребителей.

Монтаж нулевого провода и цепей напряжения остается прежним. Для снятия показаний потребуется обычный результат вычисления счетного механизма умножать на коэффициент трансформации используемого ТТ.

В принципе это довольно редкая разработка, на практике мне не пришлось ее увидеть в действии.

Схема подключения трехфазного счетчика с трансформаторами тока: 5 типовых проектов

Вначале напомню структуру электросчетчика на 3 фазы прямого включения. Он состоит их трех одинаковых цепей однофазного счетчика, рассмотренного выше.

Схема трехфазного счетчика

Каждая часть замеряет мощность потребления в своей фазе, а затем их результат учитывается общим счетным механизмом.

Для подключения к цепям ТТ и ТН эта схема может отличаться у различных моделей за счет изменения расположения и чередования клемм. Показываю ее упрощенно без поясняющих надписей.

Схема трехфазного электрического счетчика косвенного включения

Под различные варианты учета нагрузок она подключается разными методиками. Привожу кратко только пять наиболее популярных способов.

Чтобы не затруднять чтение схем, я на них не стану показывать заземление вторичных обмоток токовых цепей. Просто помните, что их надо всегда надежно монтировать.

Схема полной звезды в сети 0,4 кВ

Этот метод используется для трехпроводной и четырехпроводной схемы с напряжением 380 или 220 вольт. Отличия между ними показал черной пунктирной линией, обозначающей нулевой провод цепей напряжения.

Схема подключения трехфазного счетчика с тремя трансформаторами тока

В трехпроводном варианте он просто отсутствует (клемма «10» остается не задействованной), а в четырехпроводном — присутствует. Других отличий нет.

Трансформаторы тока каждой фазы своими линейными выводами врезаются в силовую цепь, а клеммами вторичных цепей подключаются на соответствующие им ввода в счетчик. Например, для фазы «А» И1 коммутируется на «1», а И2 — на «3».

Цепи напряжения фаз подаются с входной клеммы Л1 на свой ввод счетчика: «2», «5» или «8».

Схема полной звезды в высоковольтной сети

Для учета нагрузок высоковольтного оборудования требуется использовать измерительные трансформаторы напряжения (ТН). У них на вторичные цепи выводится 100 вольт.

Первичные обмотки ТН подключаются к питающим шинам силовой нагрузки, а с вторичных — подается питание на электросчетчик.

Схема подключения трехфазного счетчика через три ТТ и три ТН в принципе повторяет предыдущую, но немного усложняется, имеет следующий вид.

Схема подключения трехфазного счетчика с тремя трансформаторами ТТ и ТН

Обозначение черной пунктирной линии несет тот же смысл, что и раньше.

Схема неполной звезды в сети 0,4 кВ

Этот вариант подключения можно использовать ради экономии оборудования за счет исключения одного ТТ. Метод вполне рабочий.

Схема подключения трехфазного счетчика через два трансформатора тока имеет такой вид.

Схема подключения трехфазного счетчика с двумя трансформаторами тока

Во вторичных цепях вывод И1 ТТ1 подключается на клемму «1», а И1 ТТ2 — на «7». Выводы И2 обоих ТТ объединены и подключены к клемме «4». Клеммы «3», «6» и «9» закорочены между собой.

Цепи напряжения на электросчетчик подаются от своих шин.

Схема неполной звезды в сети высоковольтного оборудования

Принцип подключения двух ТТ часто используется на энергетическом оборудовании высоковольтных линий, где для учета мощности применяются измерительные ТН, преобразующие напряжение каждой фазы в безопасную величину 100 вольт.

Здесь имеется определенные недостатки, требующие учета настройки релейных защит при возникновении аварийных ситуаций, связанных с двойным замыканием на землю внутри разных уровней распределения.

Но для обычных воздушных линий в цепях учетов эта схема отлично работает десятилетиями.

Схема подключения трехфазного счетчика с двумя ТТ и тремя ТН

Ее вполне допустимо упростить за счет удаления одного измерительного ТН со средней фазы B.

Схема подключения трехфазного счетчика с двумя ТТ и ТН

Питание цепей напряжения счетчика модернизуется за счет подключения клеммного вывода 5 непосредственно на контур заземления.

Как выбрать трансформатор тока для счетчика: 10 критериев по ГОСТ

Длительная и надежная работа ТТ возможна при соответствии его конструкции:

  1. назначению. (Ориентируемся только на измерительные изделия);
  2. действующему напряжению электропроводки, которое может меняться от 220 вольт до высоковольтных величин;
  3. типу изоляции;
  4. допустимому способу монтажа (в закрытых распределительных устройствах или на открытом воздухе);
  5. величинам действующих токов, учитываемых коэффициентом трансформации;
  6. классу точности;
  7. ряду других требований.

Кроме этого придется уточнить конструкцию первичной обмотки, которая может изготавливаться:

  • стержневой или шинной;
  • с возможностью установки одного витка или нескольких.

Для работы разных цепей измерения, защит или автоматики внутри корпуса ТТ может быть выполнено несколько вторичных обмоток с разными характеристиками. Все их придется учесть, а ненужные надежно зашунтировать.

ГОСТ 7746-2001 таблицей 5 определяет значения 10 основных параметров, обеспечивающих надежную работу ТТ в качестве измерительных устройств для электрических счетчиков.

Таблица 5 ГОСТ 7746 2001

Более подробная информация изложена внутри этого ГОСТ.

Подключение 3х фазного счетчика

Приборы данного типа включаются в эклектическую сеть напрямую, по аналогии с однофазными счетчиками. Они обычно рассчитаны на небольшую пропускную мощность (ток до 100 А), отверстия под провода имеет сечение 25мм2 (или даже 16 мм2).

Подключение 3х фазного счетчика

    Процесс подключения проводов имеет вид:

  1. ввод фазы А;
  2. к нагрузке фазы А;
  3. ввод фазы В;
  4. к нагрузке фазы В;
  5. ввод фазы С;
  6. к нагрузке фазы С;
  7. ввод нуля;
  8. вывод нуля к нагрузке.

Подключение трехфазного счетчика через трансформаторы тока схема

Максимальный ток счетчика электроэнергии, как правило, ограничен значением 100 А, поэтому применить их в мощных электроустановках невозможно. В этом случае подключение к трехфазной сети идет не напрямую, а через трансформаторы.

Подключение трехфазного счетчика через трансформаторы тока

Это также позволяет расширить диапазон измерения приборов учета по току и напряжению. Однако, основная задача входных трансформаторов – уменьшить первичные токи и напряжения до безопасных значений для ЭС и защитных реле.

  • Полукосвенное

При подключении счетчика через трансформатор необходимо следить за полярностью начала и конца обмоток трансформатора тока, как первичной (Л1, Л2), так и вторичной (И1, И2).

Аналогично нужно следить за полярностью при использовании трансформатора напряжения. Общую точку вторичных обмоток трансформаторов необходимо заземлять.

    Назначение контактов трансформатора тока:

  1. Л1 — вход фазной (силовой) линии.
  2. Л2 — выход фазной линии (нагрузка).
  3. И1 — вход измерительной обмотки.
  4. И2 — выход измерительной обмотки.

Подключение 3х фазного счетчика

Такой тип включения электросчетчика в сеть 380 Вольт позволяет разделить цепи тока и напряжения, что повышает электробезопасность. Минусом данной электрической схемы трехфазного подсоединения является большое количество проводов, необходимых для подключения ЭС.

  • Звезда

Такой тип подключения счетчика электроэнергии с заземлением к сети 380 В требует меньшего количества проводов. Включение по схеме звезда достигается объединением вывода И2 всех обмоток ТТ в одну общую точку и подсоединением к нулевому проводу.

Подключение 3х фазного счетчика

Недостатком этого способа подключения электросчетчика в сеть 380 Вольт является ненаглядность схемы соединений, что может усложнить проверку включения для представителей энергоснабжающих компаний.

  • Косвенное

Такая схема подключения трехфазного счетчика используется на высоковольтных присоединениях. Такой тип непрямого присоединения используется в большинстве случае лишь на крупных предприятиях и приведен лишь для ознакомления.

Подключение 3х фазного счетчика

В этом случае используются не только высоковольтные трансформаторы тока, но и трансформаторы напряжения. Для трехфазного подключения необходимо заземлять общую точку трансформаторов тока и напряжения.

Для минимизации погрешности измерений если присутствует несимметрия фазовых напряжений необходимо, чтобы нулевой проводник сети был связан с нулевым зажимом счетчика.

Трансформаторы тока для электросчетчиков

Счетчики для расчетов за потребляемую электроэнергию между энергоснабжающей организацией и потребителями следует устанавливать на границе раздела сети по балансовой принадлежности и эксплуатационной ответственности между энергоснабжающей организацией и потребителем.

Трансформаторы тока

Число счетчиков на объекте должно быть минимальным и обосновано принятой схемой электроснабжения объекта и действующими тарифами на электроэнергию для данного потребителя.

Расчетные счетчики у арендаторов, находящихся в жилых, общественных и других зданиях и обособленных в административно-хозяйственном отношении, надо устанавливать раздельно для каждого самостоятельного потребителя (организации, домоуправления, ателье, магазина, мастерской, склада и т.д.).

Коэффициент трансформации трансформаторов тока следует выбирать по расчетной присоединяемой нагрузке с учетом работы установки в аварийном режиме.

Завышенным по коэффициенту трансформации считается такой трансформатор тока, у которого при 25%-ной расчетной присоединяемой нагрузке (в нормальном режиме) ток во вторичной обмотке будет менее 10% номинального тока счетчика (номинальный ток — 5 А).

В зависимости от величин сопротивления потребителей вторичной цепи Z2, Ом, и вторичной нагрузки трансформатора тока S2, ВА, один и тот же трансформатор тока может работать в различных классах точности.

Для обеспечения достаточной точности показаний приборов и действия аппаратов защиты, подключенных к трансформатору тока, необходимо, чтобы величина Z2 не выходила за пределы номинальной нагрузки трансформатора тока.

Угловая погрешность определяется углом δ между векторами тока I1 и I2 и учитывается только в показаниях счетчиков и ваттметров.

Трансформаторы тока имеют следующие классы точности: 0,2; 0,5; 1; 3; 10, что соответствует величинам токовых погрешностей.

    Класс точности трансформаторов тока должен быть:

  1. для счетчиков коммерческого учета — 0,5;
  2. для электроизмерительных приборов— 1;
  3. для реле токовых защит — 3;
  4. для лабораторных приборов — 0,2.

Пример выбора трансформаторов тока для подключения счетчика. Расчетный ток присоединения в нормальном режиме — 90 А, в аварийном — 126 А. Выбирают трансформаторы тока с коэффициентом трансформации nт = 150/5 исходя из нагрузки в аварийном режиме.

Проверка. При 25%-ной нагрузке ток в первичной цепи составляет I1 = (90 х 25)/100 = 22,5 А.

Ток во вторичной цепи (при коэффициенте трансформации nт = 150 : 5 = 30) составит:

I2 = I1/nt = 22,5/30 = 0,75 А.

Сечение жил проводов или кабелей от трансформаторов тока до счетчиков должно быть не менее: медных — 2,5, алюминиевых — 4 мм2. Максимальное сечение жил проводов и кабелей, которые возможно подключить к клеммам прибора, не должно превышать 10 мм2.

При выборе трансформаторов тока к расчетным счетчикам рекомендуется использовать данные из ПУЭ (таблица «Выбор трансформаторов тока»).

Функциональные возможности

Трехфазный счетчик «Меркурий-230» производит хранение, измерение, учет, вывод на ЖКИ и последующую передачу по интерфейсам электрической энергии (реактивной, активной) по каждому тарифу отдельно и суммарно за периоды времени по всем тарифам:

  • От момента, когда были сброшены показания.
  • На начало и за текущие сутки.
  • На начало и за предыдущие сутки.
  • На начало и за текущий месяц.
  • На начало и за каждый из предыдущих 11 месяцев.
  • На начало и за текущий год.
  • На начало и за предыдущий год.

Использование переходной испытательной коробки

Установка аппарата:

  • монтирование в узел учета эталонного устройства учета;
  • ориентирование тока в электрической цепи через токовые петли;
  • выключение токовых цепей;
  • присоединение фазных проводников на устройстве учета.

Испытательная переходная коробка (КИП) создана для «закоротки» (шунтирования) токовых цепей.

Коробка испытательная переходная

Важные нюансы при включении счетчика с помощью ТТ

  1. До покупки определитесь с типом счетчика, местом монтажа, классом напряжения и продумайте схему подключения счетчика через трансформаторы тока.
  2. Внимательно прочтите паспорт прибора, рассмотрите схему на клеммной крышке с маркировкой и номерами выводов.
  3. Электромонтажные работы с токовыми цепями проводятся в строгом соответствии с ПУЭ. Электропровода токовых цепей в сечении должны превышать 2,5 мм2.
  4. Очень удобно эксплуатировать и обслуживать систему в дальнейшем, если сделать буквенную и цифровую маркировку проводки вторичных цепей. Цветом можно выделить другие провода трансформатора.
  5. Чтобы облегчить ремонт и замену 3-фазного электросчетчика, предусмотрите дополнительные контакты. Вам не придется отсоединять потребителей от электроэнергии при ремонтных работах.

Как выбирают ТТ? Значение тока максимальное во вторичной обмотке не должно превышать 40% от номинала, минимум составляет 5%. Порядок фазных напряжений, подключаемых к счетчику, контролируют фазометром.

принцип работы ТТ

Соблюдения полярности подключения обмоток — ключевой момент. Три пары клемм входа размещены на первичной обмотке, один из их контактов Л1 нужен, чтобы подключить правильный фазный провод. Второй контакт Л2 ведет проводку к 3-фазной нагрузке. И1, И2 — клеммы на измерительной обмотке, катушка 3-фазного электросчетчика подсоединяется к ним в параллель. Какое будет сечение у кабеля, идущего к клеммам первичной катушки, зависит от тока нагрузки, во вторичных цепях к счетчику подключен проводник от 2,5 мм2 и более.

Как проверить трансформатор тока: практические наработки бывалого релейщика

Вернемся к конструкции ТТ и представим все, что способно в нем повредиться и мешать нормальной работе. Это:

  1. пробой диэлектрического слоя между обмотками, а также на корпус или магнитопровод;
  2. повреждение изоляции между витками вторичной обмотки, которое приведет к межвитковому замыканию и нарушению коэффициента трансформации;
  3. перепутывание направления навивки обмоток при монтаже за счет ошибок в маркировке или невнимательности персонала;
  4. механический износ контактов;
  5. обрывы провода.

Все проверки ТТ основаны на учете возможности возникновения этих дефектов и призваны обнаружить их появление. Первоначально всегда выполняется внешний осмотр, позволяющий визуально выявить наружные повреждения.

Проверка изоляции трансформатора тока: на что обращать внимание

Собранные полностью токовые цепи должны иметь изоляцию не менее 1 мегаома (МОм). Для ее измерения применяют специальные приборы — мегаомметры. Требования к их конструкции оговорены в технической документации на ТТ. В подавляющем большинстве случаев их выходное напряжение — 1000 вольт.

Измерение изоляции не предназначенными для этих целей приборами, например, современным цифровым мультиметром, выполнять нельзя. У них низкая мощность выходного сигнала. Она не позволит выявить скрытые дефекты.

К измерениям допускается мегаомметр, прошедший метрологическую поверку и испытания изоляции.

Замер изоляции

Им измеряют электрическое сопротивление:

  1. корпуса относительно всех обмоток;
  2. каждой обмотки относительно всех других.

Самый простой и надежный метод прямой проверки ТТ: прогрузка под реальной нагрузкой

Собирается штатная схема включения трансформатора. Его первичная обмотка подключается к силовым цепям, а вторичная — к нагрузке. В обе обмотки устанавливаются точные измерительные приборы: токовые клещи или амперметры.

Проверка трансформатора тока под нагрузкой

На силовую цепь подается напряжение так, чтобы по ней протекал ток I1 с величиной от 0,2 до 1,0 номинального значения. Показания приборов снимаются во всех обмотках.

По результатам измерений делят значение тока первичной обмотки на его величину во вторичной: рассчитывают коэффициент трансформации. При совпадении вычисленного Ктт с заданным техническим паспортом делается вывод об исправности ТТ.

При прогрузке трансформатор работает в реальных условиях. По правилам безопасности его вторичная обмотка должна быть заземлена. Не пренебрегайте этим требованием.

Если на ТТ смонтировано несколько вторичных обмоток, то все они до прогрузки должны быть надежно закорочены или подключены к приборам измерения.

Магнитопроводы многих высоковольтных ТТ нуждаются в заземлении. У них на клеммной колодке имеется специальный зажим с соответствующей маркировкой. Это требование тоже нельзя игнорировать.

Прогрузка с амперметром во вторичной цепи не позволяет выявить дефекты, связанные с нарушением полярности подключения обмоток. Но, использование вольтамперфазоиндикатора (ВАФ) с токовыми клещами поможет измерить угол отклонения вектора тока от начала координат, сделать достоверный вывод.

Замер угла вектора тока

К сожалению, на практике часто довольно сложно воспользоваться методом прогрузки. Поэтому ТТ проверяют иными способами.

1 Подключение трехфазного счетчика прямого подключения — без траснфмаорторов тока

Приборы данного типа включаются в эклектическую сеть напрямую, по аналогии с однофазными счетчиками. Они обычно рассчитаны на небольшую пропускную мощность (ток до 100 А), отверстия под провода имеет сечение 25мм2 (или даже 16 мм2).

Процесс подключения проводов имеет вид:

  1. – ввод фазы А;
  2. – к нагрузке фазы А;
  3. – ввод фазы В;
  4. – к нагрузке фазы В;
  5. – ввод фазы С;
  6. – к нагрузке фазы С;
  7. — ввод нуля;
  8. – вывод нуля к нагрузке.

Розетка в ванной: безопасная установка

Розетка в ванной комнате
Электропровода <хедер class="entry-хедер">

Источники

  • https://ElectrikBlog.ru/transformatory-toka-dlya-elektroschetchikov-obzor-konstrukczij-i-shem-podklyucheniya-prostymi-slovami-dlya-nachinayushhego-elektrika/
  • https://ToolProkat43.ru/elektromontazh/3h-faznyj-schetchik.html
  • https://ProFazu.ru/elektrooborudovanie/schetchiki/trehfaznyj-schetchik.html
  • https://StrojDvor.ru/elektrosnabzhenie/podklucenie-transformatorov-toka-k-trehfaznomu-scetciku/
  • https://amperof.ru/elektroenergia/schetchik/podklyuchenie-trehfaznogo-transformatory-toka.html
  • https://chipstock.ru/podklyuchenie/kak-podklyuchit-tryohfaznyj-schyotchik-cherez-transformatory-toka.html
  • https://odstroy.ru/podklucenie-transformatorov-toka-k-trehfaznomu-scetciku-semiprovodnaa-shema-podklucenia/
  • https://first-apartment.ru/trehfaznyj-schetchik-shema-podklyucheniya.html
  • https://ElektroKlub-nn.ru/osveshchenie/shema-podklyucheniya-ikk.html
  • https://OTransformatore.ru/vopros-otvet/transformatory-toka-dlya-elektroschetchikov/
  • https://Web-electric.ru/meter-connection-via-current-transformer
  • https://elektro-m-spb.ru/shemy/shema-podklyucheniya-trehfaznogo-schetchika-cherez-transformatory-toka.html
  • https://pauk.top/shema-podklyucheniya-trehfaznogo-schetchika-cherez-transformatory-toka.html

[свернуть]