Трехфазные счетчики и схемы их подключения

В этой статье мы рассмотрим основные схемы включения однофазных и трёхфазных электросчётчиков. Сразу хочу отметить, что схемы включения индукционных и электронных электросчётчиков абсолютно идентичны.

Посадочные отверстия для крепления обоих видов электросчётчиков тоже должны быть абсолютно одинаковы, однако некоторые производители не всегда придерживаются этого требования, поэтому иногда могут возникнуть проблемы с установкой электронного электросчётчика вместо индукционного именно в плане крепления на панели.

Зажимы токовых обмоток электросчётчиков обозначаются буквами Г (генератор) и Н (нагрузка). При этом генераторный зажим соответствует началу обмотки, а нагрузочный — ее концу.

При подключении счетчика необходимо следить за тем, чтобы ток через токовые обмотки проходил от их начал к концам. Для этого провода со стороны источника питания должны подключаться к генераторным зажимам (зажимам Г) обмоток, а провода, отходящие от счетчика в сторону нагрузки, должны быть подключены к нагрузочным зажимам (зажимам Н).

Для счетчиков, включаемых с измерительными трансформаторами, должна учитываться полярность как трансформаторов тока (ТТ), так и трансформаторов напряжения (ТН). Это особенно важно для трехфазных счетчиков, имеющих сложные схемы включения, когда неправильная полярность измерительных трансформаторов не всегда сразу обнаруживается на работающем счетчике.

Если счетчик включается через трансформатор тока, то к началу токовой обмотки подключается провод от того зажима вторичной обмотки трансформаторов тока, который однополярен с выводом первичной обмотки, подключенным со стороны источника питания. При этом включении направление тока в токовой обмотке будет таким же, как и при непосредственном включении. Для трехфазных счетчиков входные зажимы цепей напряжения, однополярные с генераторными зажимами токовых обмоток, обозначаются цифрами 1, 2, 3. Тем самым определяется заданный порядок следования фаз 1-2-3 при подключении счетчиков.

Основные схемы включения однофазных счетчиков

На рисунке 1 изображены принципиальные схемы включения однофазного счетчика активной энергии. Первая схема (а) – непосредственного включения – является наиболее распространенной. Иногда, однофазный электросчётчик включают и полукосвенно – с использованием трансформатора тока (б).

Рисунок 1. Схемы включения однофазного счетчика активной энергии: а — при непосредственном включении; б — при полукосвенном включении. Далее рассмотрим схемы включения трёхфазных электросчётчиков.

Самыми распространёнными являются схемы непосредственного (рис.2) и полукосвенного (рис.3) включения в четырехпроводную сеть:

Рисунок 2. Схема непосредственного включения трёхфазного счетчика активной энергии

Рисунок 3. Схема полукосвенного включения трёхфазного счетчика активной энергии.

При полукосвенном включении используют трансформаторы тока. Выбор трансформаторов тока проводят исходя из потребляемой мощности. Промышленностью выпускаются трансформаторы тока с различным коэффициентом трансформации – 50/5, 100/5 …. 400/5 и т.д.

Подробнее о подключении счетчиков в быту смотрите здесь: Как правильно подключить электрический счетчик

Основные схемы включения трёхфазных электросчётчиков

Кроме полукосвенной схемы, часто применяется и схема косвенного включения трёхфазных электросчётчиков. При этой схеме используют не только трансформаторы тока, но и трансформаторы напряжения.

На рисунке 4 показана схема включения с тремя однофазными трансформаторами напряжения в трёхпроводную сеть, первичные и вторичные обмотки которых соединены в звезду. При этом общая точка вторичных обмоток в целях безопасности заземляется. Это же относится и к вторичным обмоткам трансформаторов тока.

Здесь необходимо обратить внимание на наличие обязательной связи нулевого проводника сети с нулевым зажимом счетчика, т.к. отсутствие такой связи может вызывать дополнительную погрешность при учете энергии в сетях с несимметрией напряжений.

Рисунок 4. Схема косвенного включения трёхфазного счетчика активной энергии в трёхпроводную сеть

Помимо трёхэлементных трёхфазных электросчётчиков, используют и двухэлементные. Принципиальные схемы включения трехфазного двухэлементного счетчика активной энергии типа САЗ (САЗУ) приведены на рисунке 5.

Здесь особо отметим, что к зажиму с цифрой 2 обязательно подключается средняя фаза, т.е. та фаза, ток которой к счетчику не подводится. При включении счетчика с трансформаторами напряжения зажим этой фазы заземляется.

На схеме заземлены зажимы со стороны источника питания (т.е. зажимы И1 трансформаторов тока), но можно было бы заземлять зажимы и со стороны нагрузки.

Счетчики типа САЗ применяются главным образом с измерительными трансформаторами (НТМИ), и поэтому приведенная схема является основной при учете активной энергии в электрических сетях 6 кВ и выше.

Рисунок 5. Схема полукосвенного включения трёхфазного двухэлементного счетчика активной энергии в трёхпроводную сеть

Необходимо отметить один момент, который я упустил раньше. Рабочее напряжение индукционных электросчётчиков, включаемых по схеме непосредственного и полукосвенного включения, равно 220/380 В. В схемах косвенного включения, т.е. с трансформаторами напряжения, применяют электросчётчики на рабочее напряжение 100 В. Некоторые электронные электросчётчики имеют диапазон входного напряжения 100-400 В, что теоретически позволяет использовать их в схемах с любым типом включения.

Рекомендуем:  Какой принцип работы септика Топас, схема устройства септика

При монтаже учётов электроэнергии по схеме полукосвенного или косвенного включения, очень большое значение имеет правильное чередование фаз. Для определения чередования фаз применяют различные приборы, например Е-117 «Фаза-Н».

Схемы включения счетчиков реактивной энергии

Довольно часто, вместе с индукционными электросчётчиками активной энергии, применяют электросчётчики реактивной энергии.

На рисунке 6 приведены схемы полукосвснного включения счетчиков в четырехпроводную сеть (380/220 В). Эта схема требует для монтажа меньшего количества провода или контрольного кабеля. При ее сборке значительно уменьшается риск неправильного включения счетчиков, так как исключается несовпадение фаз (А, В, С) тока и напряжения.

Проверить правильность схемы можно упрощенными способами без снятия векторной диаграммы. Для этого достаточным является измерение фазных напряжений, определение порядка следования фаз и проверка правильности включения токовых цепей с помощью поочередного вывода двух элементов счетчиков из работы и фиксацией при этом правильного вращения диска.

Рисунок 6. Схема полукосвенного включения трехэлементных счетчиков активной и реактивной энергии в четырехпроводную сеть с совмещенными цепями тока и напряжения.

Недостаток схемы заключается в том, что проверка правильности включения токовых цепей вызывает необходимость трижды отключать потребителей и принимать особые меры по технике безопасности при производстве работ, так как вторичные цепи трансформаторов тока находятся под потенциалами фаз первичной сети.

Другим серьезным недостатком рассматриваемой схемы является то, что необходимо зануление или заземления вторичных обмоток измерительных трансформаторов.

В отличие от предыдущей схема на рисунке 7 имеет раздельные цепи тока и напряжения, поэтому она позволяет производить проверку правильности включения счетчиков и их замену без отключения потребителей, так как в этой схеме цепи напряжения могут быть отсоединены. Кроме этого, в ней соблюдены требования ПУЭ к занулению и заземлению вторичных обмоток трансформаторов тока.

Рисунок 7. Схема полукосвенного включения трехэлементных счетчиков активной и реактивной энергии в четырехпроводную сеть с раздельными цепями тока и напряжения.

И в заключение рассмотрим схему косвенного включения двухэлементных электросчётчиков активной и реактивной энергии в трехпроводную сеть свыше 1 кВ. Принципиальная схема данного включения приведена на рисунке 8.

Рисунок 8. Схема косвенного включения двухэлементных счетчиков активной и реактивной энергии в трехпроводную сеть свыше 1 кВ.

В данной схеме в качестве счетчика реактивной энергии принят двухэлементный электросчетчик с разделенными последовательными обмотками. Так как в средней фазе сети отсутствует трансформатор тока, то вместо тока Ib к соответствующим токовым обмоткам этого счетчика подведена геометрическая сумма токов Ia +Ic равная — Id.

На рисунке была показана схема включения с использованием трехфазного трансформатора напряжения типа НТМИ. На практике может применяться трехфазный трансформатор напряжения и с заземлением вторичной обмотки фазы В. Вместо трехфазного трансформатора напряжения также могут применяться два однофазных трансформатора напряжения, включенных по схеме открытого треугольника.

Как правило, схема включения счетчика обычно нанесена на крышке клеммной коробки. Однако, в условиях эксплуатации, крышка может оказаться снятой со счетчика другого типа. Поэтому необходимо всегда убедиться в достоверности схемы путем ее сверки с типовой схемой и с разметкой зажимов.

Монтаж цепей напряжения электросчётчика полукосвенного и косвенного включения должен выполняться в соответствии с ПУЭ — медным проводом сечением не менее 1,5 мм, а токовых цепей – сечением не менее 2,5 мм.

При монтаже электросчётчиков непосредственного включения, монтаж должен быть выполнен проводом, рассчитанным на соответствующий ток.

На этом обзор схем включения электросчётчиков будем считать оконченным. Разумеется, нами были рассмотрены далеко не все существующие схемы, а только те, которые наиболее часто используются на практике.

Михаил Тихончук

Читайте также: 10 преимуществ электронных счетчиков электроэнергии по сравнению с индукционными

Особенности устройства схемы однофазных счетчиков

Однофазные счетчики чаще всего применяются в стандартных городских квартирах. Подключение к сети осуществляется прямым способом, без трансформаторов. Клеммная колодка такого прибора имеет четыре контакта.

  1. первый предназначен для ввода фазы;
  2. через второй осуществляется выход фазы на нагрузку (к электрическому оборудованию, расположенному в квартире);
  3. третий служит для ввода нуля;
  4. четвертый – выводит нуль на нагрузку.

Кроме того, там имеется специальный винт напряжения, используемый в процессе отключения катушки в счетчиках индукционного типа при их проверке контролирующими органами.

Отличительной особенностью однофазных счетчиков является одинаковое расположение их клемм, вне зависимости от типа, так что принцип подключения прибора индукционного типа аналогичен установке электронного варианта.

Рекомендуем:  Водопровод на даче своими руками: схема водоснабжения и процесс самостоятельного подключения

Схема подключения однофазного счетчика приведена ниже.

Для обозначения фазы «А» здесь используется линия желтого цвета, фаза «В» — зеленая, «С» отмечена красным цветом. Кроме того, здесь имеются схематические изображения нулевого провода N, обозначенного синим цветом и заземляющего проводника (РЕ), представляющего собой линию желто-зеленого цвета. В качестве альтернативы стандартному пакетному выключателю в данной схеме допускается использование двухполюсного автомата.

Кроме того, можно воспользоваться схемой соединений однофазного индукционного электрического счетчика прямого подключения. В данном случае для изображения фазного провода и токовой катушки используется красный цвет, а катушка напряжения и нулевой провод выделены синим.

Подготовка к монтажу

Первая из этих моделей очень надежна и, кроме того, отличается долговечностью и низкой стоимостью. Однотарифный прибор учета не имеет функции переключения по времени, а потому стоимость электроэнергии не меняется круглосуточно. Во втором случае необходимо применение гофрированной пластиковой или металлической брони.

Выбор счётчика При выборе этих приборов следует исходить из общепринятых критериев оценки, согласно которым однофазные счётчики подразделяются на устройства индукционного и электронного типа. При этом питание на электросчетчик подается от трансформаторов, которые установлены на вводных силовых шинах.

Устанавливается прибор вместе с остальным оборудованием. Синий провод соответствует нулевому проводнику, он подключается на вход.

Теперь, в случае возникновения аварийной ситуации и срабатывания вводного автомата, разорвется и нулевой провод, на котором, в некоторых случаях, может быть опасный потенциал и это не единственное преимущество данной схемы подключения.

Типовая схема ввода однофазного электропитания на объект. Перемычка с третьего контакта прибора учета электроэнергии подключается к нулевой шине, с которой и соединяются все нулевые провода, идущие от квартиры или помещения.

Подключение трехфазного счетчика аналогично однофазному, разница заключается лишь в количестве подключаемых фаз.

При подключении счетчика в частном доме варианты те же: в одном боксе со счетчиком на улице пломбируется весь бокс , в отдельном боксе рядом. Ввод нуля к квартире от сети. как подключить счетчик электроэнергии

Виды счетчиков

По принципу действия существуют индукционные и статические (электронные) электросчетчики. Счетчик индукционного типа работает с использованием магнитного поля. Оно образуется двумя катушками: катушкой напряжения и катушкой тока. Поле магнитного происхождения «обращается» к диску, который под этим воздействием начинает совершать вращательные движения. Устройство прибора при вращении диска способно приводить в действие счетный механизм, который точно подсчитывает, сколько электроэнергии расходуется в данный момент времени. Если напряжение будет повышено, то диск начнет крутиться быстрее, и показания будут накручиваться соответственно.

Важно! Такие приборы считаются старым оборудованием, поскольку неточны (класс их точности составляет 2.5). Этого бывает недостаточно для того, чтобы учесть расход электричества мощности, которая нужна для приборов, включенных в дежурном режиме. Несмотря на это, индуктивные счетчики считаются надежными. Срок их службы составляет более 15 лет.

Индукционный механический счетчик

Электронные счетчики действуют прямо: они измеряют силу тока и напряжение в сети. Такие механизмы не содержат в себе никаких промежуточных звеньев и деталей. Это и объясняет их повышенную точность. Учтенные значения выводятся на мини-экран и фиксируются в памяти счетчика. Основными достоинствами такого вида фиксационных устройств являются:

  • Сравнительно небольшой размер;
  • Возможность учета электроэнергии по нескольким тарифным планам;
  • Наличие функционала и особенностей для встраивания микросхем, повышающих класс точности;
  • Точное определение любых показаний и быстрый вывод их в удобном виде на дисплей;
  • Сложность обмана такого прибора за счет его самокорректировки;
  • Простой интерфейс, позволяющий применять счетчики в системе автоматизированного учета и контроля;
  • Могут быть одно- и многотарифными.

Вам это будет интересно  Описание прогрузки автоматов

Важно! Недостатки также имеются. Среди них: невысокая надежность по сравнению со счетчиками индуктивного типа, также высокая цена.

Электронный прибор

Также электросчетчики делятся по классу точности на образцовые и рабочие, а также по подключению в электрическую сеть: однофазные и трехфазные (прямые, косвенные, полукосвенные, реактивные)

Классификация приборов учета электроэнергии

Современные электросчетчики относятся к категории многофункциональных устройств, с помощью которых ведется полный учет всех действий, связанных с потреблением электроэнергии. До недавнего времени это были простые по конструкции приборы, работающие на основе магнитной индукции, осуществляющие учет по единому тарифу. С развитием электроники и появлением различных микросхем, электросчетчики кардинально изменились, разделившись на виды и типы в соответствии со своими параметрами и техническими характеристиками.

Все приборы учета классифицируются как индукционные и электронные. В первом случае используется магнитная индукция, заставляющая двигаться магнитопровод под воздействием тока, протекающего внутри устройства. Через механические связи полученные данные поступают на механическое табло, состоящее из отдельных колесиков с цифрами. Эти устройства до сих пор используются в устаревших домах, но в связи с низким классом точности постепенно происходит замена каждого старого счетчика аппаратурой нового типа.

Рекомендуем:  Правильная сборка дымохода сэндвич

Современные приборы учета являются электрическими устройствами, в которых датчиком тока служит специальный шунт. Учет и анализ показаний осуществляется с помощью микросхемы, через которую все данные выводятся на дисплей. Такие счетчики обеспечивают высокую точность показаний, могут вести учет по нескольким тарифам и хранить в памяти полученную информацию.

Для однофазных двухпроводных сетей предусмотрено использование соответствующего однофазного электросчетчика, устанавливаемого в большинстве жилых объектов. В промышленности и частном секторе применяются трехфазные счетчики трех- или четырехпроводного подсоединения. Способы подключения тоже могут быть разными. В квартирах чаще всего используется прямое подключение, когда электросчетчик соединяется напрямую с измеряемой сетью.

При наличии слишком высокого напряжения используется вариант трансформаторного подключения. В этом случае электросчетчик работает совместно с измерительным трансформатором.

В настоящее время все более популярной становится многотарифный учет потребленной электроэнергии. В этом случае подсчет ведется раздельно по дням недели и времени суток, поскольку цена за электричество установлена своя для всех промежутков времени. В основном расчет для двухтарифного счетчика осуществляется по схеме «день-ночь», наиболее удобной для потребителей.

Принцип работы  счетчика

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

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

Электронные модели

Электронные счетчики электроэнергии могут работать как в сетях переменного, так и в сетях постоянного тока. Постоянное напряжения обычно используется на предприятиях, так что для квартир и частных домов оно не слишком важно. Если сравнивать с электромеханическими моделями, по размерам электронные намного меньше, так как в них мало крупногабаритных элементов. Кроме того, они надежнее, так как нет подвижных деталей. Есть у электронных еще один плюс — они учитывают как активную, так и реактивную нагрузку (сумма индуктивной и емкостной составляющей).

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

Блок-схема электронного счетчика электроэнергии

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

Еще одна функция электронных приборов учета — многотарифный учет. При наличии нескольких тарифных сеток, зависящих от времени, величина потребленной в разное время энергии, записывается в разные ячейки. При снятии показаний, данные списываются, умножаются на свой тариф. Использование многотарифного учета позволяет экономить на счетах за электричество.

Электромеханические или индукционные

Учет энергии в индукционных счетчиках построен на отслеживании параметров переменного магнитного поля, поэтому работать такие устройства могут только с переменным током.

Устройство индукционного электромеханического счетчика

Основной элемент индукционного 3-х фазного счетчика — специально сконструированный магнитопровод с прорезью. В прорезь вставляется край диска, закрепленного на оси. Через одну из катушек магнитопровода проходит ток, вторая подключена параллельно. К плоскости диска при помощи шестеренок подключен механический счетчик, отсчитывающий повороты диска.

Ток, проходя по магнитопроводу, создает магнитное поле, а оно вихревые потоки в алюминиевом диске. Взаимодействие магнитного поля и вихревых потоков создает крутящий момент, который заставляет диск крутиться вокруг своей оси. Чем больше сила тока, тем более мощное генерируется поле, тем быстрее вращается диск, тем быстрее сменяются показания на счетчике.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: