Подключения счетчика через трансформаторы тока

Схема подключения счетчика через трансформаторы тока

Современная жизнь человека невозможна без электричества. Оно используется во всех отраслях хозяйственной деятельности и в быту. Так как выработка электроэнергии сопряжена с немалыми затратами, для рационального ее использования применяют счетчики электрической энергии. Чтобы счетчик вел учет потребляемой энергии, требуется его установка, а подключается он посредством ввода в схему устройств, которые называются трансформаторами тока. Читайте также статью ⇒Как снять показания счетчика?

Общее понятие

Под этим словосочетанием понимается наличие специального аппарата, включающегося при необходимости преобразования тока. Конструкция предполагает последовательное включение первичной обмотки в цепь. Провода, входящие в состав вторичной обмотки, связываются с тем или иным электрическим прибором. К ней же можно подключить реле, связанное с защитой и автоматикой. Устройство является измерительным прибором, применяющимся в электроэнергетике. Все провода, составляющие обмотку, заключаются в изоляцию. Это в полной мере относится, как к первичной, так и вторичной обмотке.

При эксплуатации устройства величина потенциала, характерная для вторичной обмотки приближается к «земле». Такой эффект достигается при заземлении одного конца провода.

Трансформатор используется для преобразования тока посредством электромагнитной индукции без изменения его частоты

Посредством трансформаторов проводится учет и измерение тока с высоким напряжением. Вначале замерам подлежит первичное напряжение, размерной величиной для которого является ампер.

Совет №1: Необходимо проводить разграничение между измерительными трансформаторами тока и устройствами силового плана. Первые отличаются непостоянностью индукции, их действия определяются режимом эксплуатации. В связи с этим трансформатор тока можно отнести к универсальным устройствам.

Принцип действия

Работа всех подобных приборов основывается на следующем принципе. У любого устройства есть силовая первичная обмотка. В ней содержится определенное количество витков провода, через который проходит напряжение.

На своем пути току приходится преодолевать препятствие, связанное с полным сопротивлением. В непосредственной близости от катушки создается магнитный поток. Его улавливает магнитопровод. В отношении проходящего тока он должен быть расположен перпендикулярно. При этом процесс превращения магнитной энергии в электрическую будет сопровождаться минимальными потерями.

Таким же образом располагается и вторичная обмотка. При пересечении ее магнитным потоком активируется электродвижущая сила, что приводит к образованию электричества.

Требуется приложение достаточных усилий для преодоления сопротивления катушки и выходной нагрузки. Поэтому возникает снижение напряжения, которое существует во вторичной цепи.

Принцип функционирования трансформатора тока основывается на явлении электромагнитной индукции

Особенности функционирования трансформаторов определяются предназначением устройств:

• Трансформаторы для сварки действуют по принципу максимальной отдачи. Они обладают возможностью выдерживать значительные нагрузки, при которых имеет место высокое напряжение.
• Работа однофазного трансформатора связана с эффектом, который проявляет магнитный поток. При замыкании вторичной обмотки возникает электродвижущая сила. По закону Ленца наблюдается уменьшение величины магнитного потока. На первичную обмотку однофазных устройств осуществляется подача постоянного тока, потому уменьшения магнитного потока не происходит.

Классификация

Трансформаторы тока можно разделить в зависимости от целей использования. В соответствии с этим они применяются для измерения либо защиты. Классифицируются они и по ряду других принципов:

1. Градация в зависимости от рода установки.
2. Устройства, применяемые для эксплуатации во внешней среде.
3. Местом использования являются закрытые помещения.
4. Модели, которые встраиваются вовнутрь электроприборов.

Параметры

Как и любое иное электрооборудование, токовые трансформаторы сопряжены с определенными требованиями, которые предъявляются к ним:

• номинальное напряжение должно находиться в широком диапазоне;
• величина номинального тока, зависящего от первичной обмотки;
• вторичный ток, проходящий через вторичную обмотку;
• величина вторичной нагрузки, характеризующее сопротивление внешней второй цепи.

Все эти данные отражаются в паспорте устройства либо в виде приложенной таблицы.

Трансформаторы тока выпускаются в различных исполнениях в зависимости от назначения и условий эксплуатации

Меры предосторожности

Эксплуатация трансформаторов тока предполагает соблюдение определенных мер безопасности, поскольку она связана с определенным риском по отношению к здоровью человека:

1. Существует возможность поражения электротоком, связанная с действием высоковольтного потенциала. Магнитопровод конструктивно выполняется из металла и отличается хорошей проводимостью. Если будут иметь место дефекты в изоляционном слое обмотки, то персоналу грозит возможность получения электротравмы. Для профилактики подобных случаев вывод вторичной обмотки подлежит заземлению.
2. Работник связан с опасностью поражения высоковольтным потенциалом из-за разрыва вторичной цепи. Ее выводы имеют маркировку «И1» и «И2».
3. Решения конструкторов при проектировании и производстве подобных устройств, преследует ряд конкретных задач. Если какой-либо параметр не удовлетворяет требованиям, цели достигают путем усовершенствования существующих конструкций. Новый образец еще недостаточно проверен временем, а поэтому, способен таить в себе некоторую опасность.

Схемы подключения счетчика: пошаговое руководство

Подключение может осуществляться по нескольким вариантами.

Случай с десятью проводами

Цепь питания разделена в соответствии с током и напряжением. Такой вариант наиболее безопасен. Подключение осуществляется в разрыве проводов фаз.

Подключение фазы А ведется к клемме Л1 первого трансформатора. К ней же ведется подключение клеммы 2 счетчика. Клемму 1 необходимо соединить с контактами И1 ТТ1. Контакты И2 обоих трансформаторов соединяются вместе. Сюда же присоединяется контакты 6 и 10 на счетчике. В завершении все это соединяется с нейтральной шиной. Необходимо подключение к нагрузке всех трансформаторов контактов Л2.

Подключаем остальные контакты по схеме:

• 3 на счетчике – И2 первого трансформатора;
• 4 – И1 второго трансформатора;
• 5 – фаза на входе – Л1 ТТ2;
• 7- И1 третьего трансформатора;
• 8 – фаза С – Л1 третьего трансформатора;
• 9 – И2 ТТ3.

Схема «звезда»

Проводов потребуется гораздо меньше. Необходимо соединение всех клемм И2 от каждого устройства в один узел. Затем они подключаются к клемме 11 на счетчике. Соединение воедино контактов 3, 6, 9 и 10 подключается к нулевому проводу. В остальном все идентично предыдущему варианту.

Совет №2: Можно выполнить подключение с использованием испытательной клеммной коробки. При этом способе проводится подключение эталонного счетчика. Нагрузка не отключается.

Схемы подключения

Используется несколько вариантов подключения электросчетчика через трансформатор. Ниже приведены наиболее часто использующиеся схемы.

Схема подключения предполагает наличие двух трансформаторов тока и двух трансформаторов напряжения Схема подключения счетчика к трехфазной сети предполагает наличие двух трансформаторов тока Схема подключения счетчика к трехфазной сети предполагает наличие трех трансформаторов тока

Обзор популярных моделей и производителей

Производством трансформаторов тока, через которые выполняется подключение к сети электросчетчиков, занимается множество компаний, в том числе с мировым именем. В таблице представлены наиболее востребованные модели с указанием их основных технических характеристик и ориентировочной стоимости на отечественном рынке

Аналоги трансформаторов

Существует огромное количество моделей токовых трансформаторов, которые, несмотря на различное обозначение, являются аналогами друг друга.

Подбор аналогичного устройства осуществляется посредством специальных таблиц, имеющихся на сайте каждого производителя. Например, трансформатор ТШ-0,66 может быть успешно заменен на устройства с маркировкой ТОП-0,66 или ТШП-0,66. А прибор ТПШЛ-10 — на трансформатор марки ТЛШ-10.

Распространенные ошибки при подключении

Часто встречающейся ошибкой при подключении счетчика через трансформатор является установка без заземления общей точки вторичных обмоток токовых трансформаторов и трансформаторов напряжения.

Еще одной нередкой ошибкой можно назвать выполнение работ без соблюдения норм ПУЭ. Особенно это касается требований, касающихся сечения жил токовых цепей. Их минимальное сечение для медного провода должно составлять от 2,5 мм. кв. Для цепей напряжения с медными жилами — от 1,5 мм. кв. Читайте также статью ⇒Выбивает автомат.

Как подключить трехфазный счетчик через трансформатор тока — схема

Оплата потребляемой электроэнергии осуществляется на основе показаний электрических счетчиков. Установка приборов обязательна для всех пользователей и помещений, использующих соответствующий ресурс. Существует несколько вариантов и моделей, которые различаются типам соединений и уровню предельной нагрузки. Подключение трансформаторов тока к трехфазному счетчику осуществляется разными способами – выбор схемы зависит от помещения и напряжения.

Общие требования

Трансформаторы тока – это оборудование, которое устанавливают, чтобы снизить (преобразовать) показатель до уровня, нормального для работы механизмов учета и контроля (счетчиков).

Другими словами данные приборы (производства компаний Меркурий, Ленэлектро и других) устанавливают на участках со значительной мощностью в том случае, когда прямое подключение невозможно из-за высоких токов. Непосредственное подсоединение без соответствующего предохранителя приводит к сгоранию магнитных катушек и выходу оборудования из строя.

Как правило, подключением трансформаторов тока занимаются мастера специальных монтажно-наладочных организаций. На крупных производствах существуют отдельные цеха и лаборатории.

В первую очередь проводится ревизия техники – внешний осмотр, проверка на работоспособность и предельную мощность. Кроме этого замеряется тангенс внутреннего изоляционного провода и сопротивления. Исходя из полученных данных, выбирается схема подключения, делается разметка, просверливается необходимое количество отверстий.

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.

Схемы подключения

Электротехнические счетчики и трансформаторы соединяются с учетом требований безопасности и правил работы, а также особенностями самого прибора. Минимальная температура установки — +5˚ по Цельсию. В противном случае не получится корректного технического соединения – приборы, работающие с напряжением и токами, плохо переносят низкие температуры.

Если требуется подключить трансформатор на улице в холодное время года, необходимо сооружать специальный шкаф – утепленный и герметичный. Сам прибор обычно устанавливают на высоте 1-1,7 метра.

Установка счетчика с трансформаторами тока

Не всегда есть возможность измерять потраченную электроэнергию через счетчик, подсоединенный к сети питания напрямую (в розетку). В цепях с напряжением в 380 Вольт и пределами токов больше 100А – соответственно и потребление вырастает до 60 кВт – требуется монтаж измерительного трансформатора тока. Подобное соединение мастера называют косвенным, но такой способ дает наиболее точные данные. Кроме этого есть и еще два метода:

• полукосвенное;
• звезда.

Первое используется на промышленных предприятиях и крупных заводах с расходом мощности выше 0,4 кВт и током силой более 100А.

Схема «звезда» в свою очередь может быть полной и неполной. Для полной звезды подойдут устройства с равномерным распределением нагрузки и симметричным токовым потоком. Трансформатор устанавливается на все фазы, а релейная обмотка соединяется по форме звезды.

Неполная – двухфазная двухрелейная схема с образованием части звезды. Данная схема быстро реагирует на короткие замыкания (кроме заземления), а также есть возможность установки на межфазных щитках.

Установка многовиткового измерителя

Трехфазный счетчик трансформаторного включения используют в многопроводных сетях. При многовитковых соединениях первичную обмотку катушки заменяют на кабельную. Прибор контролирует движение тока по вторичной обмотке. В остальном – трансформатор работает по тому же принципу, что и оборудование другого типа.

Десятипроводная схема

Данный способ подключения подходит для использования в мощных силовых цепях, работа которых обеспечивается трансформаторами. Развязка гальванического типа подходит для промышленных и бытовых нужд и гарантирует безопасность эксплуатации оборудования. Последовательность соединения по клеммам (от первой к последней):

• фаза, вход (А);
• измеряющий контур фазного механизма, вход;
• измерительный привод, выход (А);
• клемма, фаза, вход;
• измеряющий контур фазного механизма, выход (В);
• фаза, выход (В);
• фаза, вход (С);
• контур, измерение фазы – вход.

Десятипроводная схема не требует отключения электропитания при замене счетчика и выполнении других работ. Токовые цепи надежно заземляются, что исключает возможность накопления нежелательного потенциала. Каждая фаза собирается независимо друг от друга – в случае поломки на одной другие продолжат работу.

Семипроводная схема

Подобная схема подключения имеет ряд преимуществ и некоторые недостатки. Незначительно отличается от десятипроводной. Работать со счетчиком удобно – нет необходимости отключать систему полностью при проведении работ со щитком, приборами учета и трансформаторами.

Благодаря заземленным токовым цепям на выходах вторичных обмоток не накапливается опасный потенциал, который часто приводит к коротким замыканиям и сгоранию оборудования. К общей сети подключается испытательная коробка, которая позволяет безопасно отсоединять цепи питания.

Семипроводной способ – один из устаревших, используется редко. Электромонтажеры профессиональных компаний не рекомендуют подключаться более современными способами.

Схема с совмещенными цепями

Подобная схема существенно отличается от предыдущих. Трансформаторы тока с совмещенными цепями подсоединяются через специальные перемычки (путь получается от L1 к L2).

Такая схема подключения трансформатора к счетчику не соответствует обновленным правилам безопасности, действующим сегодня. Поэтому использовать совмещенные цепи запрещено – как на производстве, так и в бытовых условиях.

Другие системы подсоединения

Кроме указанных, существуют и иные схемы подключения счетчика к трансформатору. Использование испытательной колодки в соединении – согласно п. 1.5.23 Правил устройства электроустановок – необходимо при активации образцового прибора учета. Это дополнительное оборудование, которое позволяет шунтировать и отключать токовые цепи, активировать счетчики без снижения нагрузки напряжения. Еще один момент – возможность пофазного снятия показаний.

Основа соединения через испытательную коробку – десятипроводная схема. Отличие состоит в установке между прибором учета и трансформаторной конструкцией переходного блока с необходимыми защитными и распределительными функциями.

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.

Для крупных объектов, использующих большое напряжение, установка трансформаторов необходима. В противном случае будет невозможно использовать электросчетчики и снимать показания, вести учет потребляемого тока.

Как подключить счетчик через трансформаторы тока?

Электросчётчик – устройство, позволяющее осуществлять контроль и учёт потребляемой электрической энергии. Подключение счетчика через трансформаторы тока может осуществляться по нескольким схемам. Актуальным на сегодняшний день считается трёхфазный счётчик Меркурий 230. Монтаж счётчика для учёта использованной электроэнергии проводится путём подключения его через схему электроснабжения. Различают по конфигурации однофазные и трёхфазные счётчики, которые можно подключить прямым и непрямым способом.

Монтаж однофазного прибора

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.

На каждом однофазном устройстве, зачастую с задней стороны, имеется схема подключения. Прибор с одной фазой подключается при помощи четырёх зажимов, посредством которых присоединение провод с устройством. Фазный и нулевой провода соединяют с зажимами по такой схеме:

• клемма №1 к фазному проводу (L),
• клемма №2 к отходящему фазному проводу,
• клемма №3 к нулевому проводу питающей линии (N),
• клемма №4 к отходящему нулевому проводу.

Данная схема подключения однофазного счётчика предназначена для установки в частном доме, квартире высотного дома, а также средней площади торгового павильона.

Установка трёхфазного устройства

Контроль и учёт электрической энергии в четырёх-проводных сетях требует применения как измерителя трёхфазного электросчётчика, подключение которого возможно прямым путём и через трансформаторы тока. Устройство для измерения электроэнергии, подключаемое по схеме с использованием трансформаторов тока называется трансформаторным счётчиком.

Применение трансформаторов тока необходимо при полукосвенном включении счётчика к электрической сети и установленной мощности за пределами 60 кВт. Эти дополнительные устройства отличаются использованием электрического провода вместо первичной обмотки. Основываясь на законы индукции, протекание тока по проводнику при вторичной обмотке происходит электрический заряд, величину которого контролирует и учитывает прибор.

Расчёт объёма использованной электрической энергии осуществляется путём умножения показаний измерительного прибора на коэффициент трансформации. В качестве источников информации при подключении устройств контроля и учёта электричества путём выступают трансформаторы тока.

Подключение через трансформаторы тока

Самой актуальной на сегодняшний день считается схема подключения десятипроводная, преимуществом которой является изоляция силовых цепей.

Трансформаторы тока обеспечивают эту самую изоляцию силовых цепей. Для применения в бытовых или промышленных условиях измерительного устройства изоляция или по-другому гальваническая развязка является важным фактором, обеспечивающим безопасность. К минусам такого способа следует отнести достаточно большое количество проводов.

Схема подключения производится в чёткой последовательности:

1. клемма №1 – вход фазного привода (А).
2. клемма №2 – вход измерительной обмотки фазного привода (А).
3. клемма №3 – выход фазного привода (А).
4. клемма №4 – вход фазного привода (В).
5. клемма №5 – вход измерительной обмотки фазного привода (В).
6. клемма №6 – выход фазного привода (В).
7. клемма №7 – вход фазного привода (С).
8. клемма №8 – вход измерительной обмотки фазного привода (С).
9. клемма №9 – выход фазного привода (С).
10. клемма №10 – вход нулевого привода (N).
11. клемма №11 – выход нулевого привода (N).

В процессе установки измерительного устройства электроэнергии, трансформаторы подключают к разрыву цепи посредством специальных зажимов, называемых Л1 и Л2.

Подключение трехфазного счетчика

Одной из упрощённых версий подключения трёхфазного счётчика через трансформаторы тока считается сведение их в конфигурацию по внешним характеристикам похожую на звезду. Такой способ облегчает установку счётчика, поскольку задействуется значительно меньше проводов. Это обусловлено сложной конфигурацией внутренней схемы устройства.

Более устаревшей, но всё же в действительности встречаемой является семипроводная схема подключения счётчика с трёмя фазами через трансформаторы тока.

Минусом семипроводного способа считается отсутствие изоляции измерительных цепей, что является крайне небезопасным фактором при использовании и обслуживании прибора.

Устройство нового поколения

Именно таковым считается трёхфазный электросчётчик Меркурий 230, применяемый для фиксирования активной и реактивной электрической энергии в сетях с напряжением 380 В. Меркурий 230 характеризуется двумя телеметрическими выходами, защитой от взлома и классом точности варьирующейся в пределах 0,5-1 S. Напряжение резервного питания у Меркурия 230 составляет порядка 6-9 В. Имеются в наличии интерфейсы для обмена данными. Счётчик Меркурий 230 оснащён электронной пломбой и автоматической диагностикой, определяющей ошибки и неисправности.

Подключение электросчётчика Меркурия 230 возможно как прямым, так и трансформаторным способом. Благодаря таким возможностям устройство применимо практически при любых условиях эксплуатации.