Схема трехфазного счетчика с трансформаторами тока: Подключение счетчика через трансформаторы тока | Полезные статьи

Подключение счетчика через трансформатор. Плюсы и минусы

Опубликовано: 06.08.2022

Содержание

• Плюсы и минусы включения через ТТ
• Важные нюансы при включении счетчика с помощью ТТ
• Варианты схем подключения
  • 10-проводная принципиальная схема
  • Схема подключения «звездой»
  • 7-проводное подключение
• Видео для понимания процесса

При подключении счетчика в электросеть 380V с током до 100А и мощностью >60кВт нужно пользоваться трансформаторами тока, а не включаться напрямую. Такой метод способствует замерам больших нагрузочных токов маломощными приборами учета. Проводится подключение трехфазного счетчика через трансформаторы тока по разным схемам и принципиально отличается от прямого включения в фазные линии.

Плюсы и минусы включения через ТТ

Если включить в измерительную цепь токовый трансформатор, вы сможете понизить токи до чисел, указанных в коэффициенте преобразования прибора. Если кратко описать устройство ТТ, становится ясно, что это индуктивный преобразователь с двумя обмотками: в первичной обмотке витков, как правило, больше, чем во вторичной, но бывает и наоборот.

Когда первичная катушка подключается последовательно в линию, во второй цепи образуется меньшая фазовая нагрузка. Туда же осуществляют подключение катушки счетчика через трансформаторы. Так вы обеспечите дополнительную защиту электросчетчика от перегрузок и короткого замыкания: в случае чего сгорит преобразователь, а не дорогостоящий счетчик.

Нас интересует такая токовая характеристика преобразователя, как коэффициент трансформации, или преобразования. Ток в 1-ной и 2-ной цепи по своему значению может отличаться в 4 — 100 раз, потому коэффициенты бывают разными:

• 20/5;
• 30/5;
• 40/5;
• 50/5;
• 75/5;
• 100/5;
• 150/5;
• 200/5;
• 300/5;
• 400/5;
• 500/5.

При выборе коэффициента преобразования вы должны понимать, что нормальный режим работы электросчетчика предполагает сетевую частоту 50 Гц и номинальный ток в 5А. Коэффициент преобразования 100/5, например, означает, что кратность передачи равняется 20-ти, и вы сможете при правильном подключении трансформаторов тока к трехфазному счетчику обеспечить ток в нагрузочной цепи на уровне 100А.

Что выделяют из недостатков схемы подключения трехфазного счетчика через трансформаторы тока:

• сбои в работе устройства учета бывают в ситуации, когда измерительный ток во вторичной обмотке не доходит до границы срабатывания считывающего механизма, — такое случается при незначительном потреблении в линейных цепях; проблема актуальна для электромеханических моделей, но не электронных счетчиков;
• во время подключения трансформаторов тока к трехфазному счетчику надо внимательно учитывать полярность ТТ;
• трансформатору нужно обеспечить пространство для монтажа;
• специальные службы буду проводить проверки приборов.

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.

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.

Варианты схем подключения

Какая схема подключения трансформаторов тока к трехфазному счетчику подойдет в вашем случае? Давайте разберем плюсы и минусы популярных вариантов.

10-проводная принципиальная схема

Удобная, тщательная и безопасная схема подключения трехфазного счетчика через трансформатор тока, но не без недостатков. С одной стороны, схема позволяет при смене устройства учета не отсекать электроустановки, цепи напряжения можно спокойно выключать посредством испытательной коробки, заземление токовых цепей не дает потенциалу образовываться на выводах вторичных цепей. Независимый учет проводится по каждой фазе, если все-таки он нарушится по одной фазе, на других это не проявится. С другой стороны, 10-проводная схема предполагает значительный расход проводника.

Назначение контактных зажимов в десятипроводной схеме подключения:

• входные зажимы фазовых проводов А, В, С — первый, четвертый и седьмой; выходные — третий, шестой, девятый;
• входные зажимы измерительных обмоток фаз — второй, пятый, восьмой;
• входной 0 провод идет на десятый зажим;
• нулевой провод — на одиннадцатый.

Информация по контактам трансформатора: вход силовой линии показан как Л1, вход измерительной обмотки как И1, выход силовой линии — Л2, выход измерительной обмотки — И2. Заземляющий провод РЕ подсоединяется к 0-вой шине.

Схема подключения «звездой»

Все выходы измерительных обмоток И2 должны сойтись в одном узле тока и подсоединиться к одиннадцатому зажиму устройства учета. Третий, шестой и девятый выходные зажимы фазовых проводов, а также десятый входной нулевого провода надо соединить вместе и подключить к нулевой шине.

Плюс такого подключения — меньше проводов, минус — в плохой наглядности соединений, что может затруднить проверку энергоснабженцам.

7-проводное подключение

Эта схема экономит проводник, поскольку вторичные токовые цепи объединены, однако недостаточно надежна. Ненадежность работы связана со сбоем учета по всем фазам, если случится нарушение совмещенной токовой цепи. Сейчас является устарелой.

Видео для понимания процесса

Обратите внимание на интересные видео из Сети:

Подключение трехфазного счетчика через трансформаторы тока

Поделиться на Facebook

Поделиться в ВК

Поделиться в ОК

Поделиться в Twitter

Поделиться в Google Plus

Содержание:

• 1 Подключение через измерительные трансформаторы
• 2 Схемы подключения счетчика через трансформаторы тока
  • 2.1 Полукосвенное
  • 2.2 Звезда
  • 2.3 Косвенное
• 3 Выбор трансформатора
• 4 Устройства прямого или непосредственного включения
• 5 Включение в однофазную цепь

Каждый потребитель электроэнергии обязан иметь учетное устройство, позволяющее контролировать расход потребляемого электричества. Электрические счетчики отличаются по внешнему виду, способу подсоединения и имеют различную нагрузку. Трехфазные устройства подключаются посредством трансформаторов тока, преобразовывающих ток до оптимальных значений, при которых устройство может нормально работать.

Подключение через измерительные трансформаторы

В электроцепях напряжением 380 В, применяется схема подключения трехфазного счетчика через ТТ — трансформаторы тока, позволяющая выполнять замеры при помощи учетных приборов, необходимых для потребляемой мощности менее 60 кВт и силой тока в 100 А.

Основа работы схемы заключается в преобразовании электротока, проходящего по первичной катушке в ток меньшего напряжения при подходе ко вторичной обмотке. Это происходит благодаря электромагнитной индукции, равномерно распределяющей энергию в обмотках электрического измерителя.

Учитывая, что преобразованное напряжение внутри ТТ, меньше входящего, то показатели устройства умножаются на коэффициент разницы преобразования, а при выходе на цифровой панели указываются цифры окончательного результата начального напряжения. Таким образом, учетные трансформаторы нужны для стабилизации электрической нагрузки в целях безопасности и точности измерений. Они рассчитываются на номинальную силу тока в 5 А и оптимальную частоту 50 Гц.

Такие измерительные устройства, запланированные на силу тока 100 А, имеют коэффициент преобразования 100/5, следовательно, начальное значение преображается в 20 раз. Подобные схемы подключения счетчиков через трансформаторы тока является отличным экономическим решением, позволяющим отказаться от потребности установки более дорогих и мощных моделей. Она предохраняет прибор от перегрузки и короткого замыкания, а вышедший из строя ТТ заменить значительно легче и дешевле, чем устанавливать новый.

>Однако такие измерители имеют некоторые недостатки. При незначительном энергопотреблении ток может упасть до минимума, который спровоцирует остановку устройства. Такое часто случается со старыми моделями, которые имеют повышенное потребление электроэнергии. В современных устройствах учтен этот фактор и сведен к минимуму.

Кроме этого, индукционные измерители требуют соблюдение полярности. Входящие контакты первичной обмотки маркируются как Л1 и Л2. А контакты измерительной катушки обозначены литерами И1 — вход и выход — И2. Вторичные контакты подключаются при помощи жил сечением не меньше 2,5 кв. мм. Согласно ПУЭ, все контакты счетчиков должны осуществляться в соответствии с маркировками выходов с проводами. Иногда вторичные цепи ТТ подключаются через специальный блок, который затем пломбируется. Благодаря этому, замену устройства можно произвести без отключения от сети и снятие напряжения для использования потребителем.

Схематичность соединения счетчиков с ТТ имеет несколько вариантов, которые могут использоваться при подключении. И на сегодняшний день все зависит от того, как подключается трехфазный счетчик, учитывая множество дополнительных устройств, которые монтируются в цепь (преобразователи, автоматы и т. п.). При электромонтажных работах, касающихся монтажа и обслуживания учетных приборов необходимо соблюдать технику безопасности и правила установки электроприборов.

Запрещается подключать к трехфазному счетчику различные измерительные приборы, если они не предусмотрены для этого. Также нельзя подключать ТТ в одном приборе с разным коэффициентом трансформации.

Схемы подключения счетчика через трансформаторы тока

Схематичность соединения датчиков с ТТ имеет несколько вариантов, которые могут использоваться при подключении.

Подключение счетчиков через трансформатор подразделяется на несколько групп:

• косвенное;
• полукосвенное;
• звезда.

Полукосвенное

Полукосвенным подключением пользуются многие крупные производства и предприятия, питающиеся от электросети мощностью свыше 0,4 кВт при силе тока более 100 А.

Подсоединениетрехфазных измерителей с использованием ТТ, может выполняться тремя способами:

1. Семипроводная схема подключения трехфазного счетчика применяется реже других. Это обуславливается тем, что все электроцепи и соединения пребывают под нагрузкой, что снижаетбезопасность обслуживания.
2. Более безопасным способом подключения является десятипроводная схема. Здесь отсутствует гальваническая связь электроцепей с прибором учета.
3. Самым распространенным подсоединением счетчиков через тт, является схема, с включением клеммной испытательной коробки икк. Этот метод позволяет осуществлять ремонт и обслуживание прибора, без обесточивания цепи.

Звезда

В некоторых случаях, когда подключаются три трансформатора с изолированной нейтралью применяют схему звезды. Три фазы подсоединяют на клемму Л1 к каждому ТТ. От Л1 первого ТТ подключается 2-й контакт счетчика, от Л1 второго ТТ — 5-й контакт и клемма третьего трансформатора к 8-му контакту прибора. Л2 каждого ТТ подсоединяют к нагрузке.

Контакт счетчика, маркированный единицей, присоединяют ко вторичной обмотке И1 первого ТТ. Зажим 4 — к И1 ТТ2, а седьмая клемма к И1 ТТ3. Контакты 3, 6, 9, 10 подкидывают на клемму 11.

Косвенное

Метод косвенного включения применяют в тех случаях, когда электросчетчик подсоединяется посредством ТТ и трансформатора напряжения ТН. Подобные схемы чаще всего применяют на производстве, где требуются источники высокого напряжения. В зависимости от того, как подключать электросеть используя трехфазный измеритель, может понадобится дополнительные трансформаторные подстанции.

Такие устройства имеют от 10 до 11 клемм. Таким образом клеммы 1, 3, 4, 6, 7 и 9 применяют для контакта с ТТ, а клеммы 2, 5 и 8 подключают к трансформаторам напряжения. Иногда данную схему применяют при полукосвенном подключении или напрямую.

Выбор трансформатора

При выборе трансформатора необходимо руководствоваться ПУЭ. В пункте 1.5.17 указаны оптимальные значения, которые требуются для подсоединения и бесперебойного функционирования прибора. Потребление вторичной катушки ТТ не должно быть менее 40% от номинального при предельной нагрузке и менее 5% при минимальной. Кроме этого, нужно учитывать последовательность подсоединения силовых жил. Для этого обычно применяют специальный прибор — фазометр. При этом нужно обращать внимание на нормативные показатели напряжения и силы тока. Если нет возможности установить трехфазный электросчетчик, то можно вместо него использовать три однофазных устройства, но к ним нужны будут индивидуальные преобразователи.

Устройства прямого или непосредственного включения

Схема подсоединения приборов прямого соединения аналогична монтажу однофазного электросчетчика. Ее можно найти в соответствующей документации, прилагаемой к прибору, либо на внутренней стороне крышки. Подключение этого типа основано на соблюдении порядка соединения проводов по маркировке и цветам. Нечетные провода подключаются к нулевой жиле, а четные к фазе.

Последовательность присоединения считается слева направо по следующей схеме:

• 1ж — вход;
• А2 ж — выход;
• А3 з — вход;
• В4 з — вход;
• В5 к — вход;
• С6 к — выход;
• С7 с — ноль;
• ввод 8 с — ноль, выход.

Включение в однофазную цепь

Фазный провод цепи выступает в роли начальной обвивки в однофазных трансформаторах, где оптимальные показатели силы тока приближаются к 100 А или более. Вторичная катушка пропускает ток не более 5 А. Монтаж электросчетчика производится методом разрыва основного силового кабеля. При этом запрещается подсоединять перед установленным устройством какие-либо коммуникации для потребительских нужд.

В цепи однофазного электросчетчика монтируются два автомата: один предназначается для снятия электротока при смене устройства, а другой непосредственно для отключения внутренней проводки потребителя для замены разводки или ремонта неполадок в цепи. Схему установки электрического счетчика можно найти на обратной панели самого прибора.

При монтаже прибора каждая фаза и нейтраль подсоединяется по следующей схеме: клемма 1 соединяется с силовым выходом, вторая — к отводящей силовой клемме, 3-й зажим к нулевой жиле, а клемма 4 — к отводящей нейтрали.

В заключении можно сказать, что при монтаже электрических учетных измерителей необходимо учитывать все факторы, влияющие на работу. Их можно устанавливать независимо от технических характеристик. Это обуславливается возможность подключения ТТ и других элементов, стабилизирующих их работу.

Жми «Нравится» и получай только лучшие посты в Facebook ↓

Поделиться на Facebook

Поделиться в ВК

Поделиться в ОК

Поделиться в Twitter

Поделиться в Google Plus

Мониторинг только одной или двух из трех фаз

• Центр поддержки
• Часто задаваемые вопросы
• Мониторинг только одной или двух из трех фаз

Вопросы

«Из-за нехватки места мы можем установить только два трансформатора тока (ТТ) для контроля трехфазной цепи. Есть ли поправочный коэффициент, который мы можем использовать, чтобы компенсировать мониторинг только двух из трех фаз?»

«Что, если мы будем контролировать только одну из трех фаз?»

Ответ

Для симметричных трехфазных четырехпроводных цепей (звезда) каждый ТТ измеряет ровно одну треть полного тока. Таким образом, если вы измеряете две из трех фаз, вы должны умножить свои результаты на 1,5, чтобы масштабировать показание до правильного значения. Если вы измеряете только одну фазу, вы должны умножить на 3, чтобы масштабировать показание до правильного значения.

Ограничения

Существует несколько различных способов разбалансировки трехфазной цепи, которые могут привести к снижению точности при таком подходе:

• Возможно, нагрузка не сбалансирована. Трехфазные двигатели, как правило, хорошо сбалансированы, но другие нагрузки могут быть не сбалансированы. Если ваша нагрузка на самом деле представляет собой несколько нагрузок (например, мониторинг трехфазной сети на этаже здания), то существует высокая вероятность дисбаланса.
• Напряжения от нейтрали (или земли) к каждой фазе могут быть несимметричными. Всегда есть небольшой дисбаланс, но дисбаланс может быть больше в зависимости от сервиса и других нагрузок. Например, если напряжение одной фазы на 1,0 % выше, чем напряжение других фаз, и вы не отслеживаете одну фазу с высоким уровнем, ваши показания мощности будут на 0,5 % ниже.
• В редких случаях однофазное напряжение может быть заземлено (так называемый «заземленный треугольник» или «заземленная ветвь»). В этом случае измеритель WattNode будет измерять нулевую мощность на заземленной фазе, поэтому простым решением является контроль двух других фаз и устранение поправочного коэффициента 1,5. В этом случае для получения точных результатов необходимо контролировать обе активные фазы и (незаземленные).

Рекомендации

По возможности следует использовать портативный анализатор мощности или мультиметр (DMM), чтобы убедиться, что нагрузка достаточно хорошо сбалансирована. С помощью анализатора мощности вы можете измерить мощность на каждой фазе и сравнить. С помощью цифрового мультиметра вы можете проверить напряжения между фазой и нейтралью или между фазой и землей, чтобы убедиться, что они очень похожи. Если у вас есть измеритель с токоизмерительными клещами, вы также можете проверить ток в каждой фазе, чтобы убедиться, что они хорошо сбалансированы.

Дополнительные примечания

Разве теорема Блонделя не позволяет использовать два трансформатора тока для контроля трехфазной трехпроводной цепи (треугольник)?

Да, это означает, что можно спроектировать счетчик только с двумя элементами (и только с двумя трансформаторами тока) для контроля трехпроводной схемы треугольник. Но это не значит, что все счетчики могут воспользоваться этим преимуществом. Чтобы использовать теорему Блонделя, одну из трех фаз необходимо использовать в качестве точки отсчета, чтобы две другие фазы измерялись относительно этой точки отсчета.

Архитектура счетчиков WattNode серий WNB и WNC допускает использование только земли или нейтрали в качестве опорных точек, а не одной из фаз напряжения. Следовательно, теорема Блонделя не может быть применена к этой серии счетчиков WattNode, чтобы разрешить использование двух трансформаторов тока для трехпроводных незаземленных цепей треугольника. Как отмечалось выше, если ваша нагрузка сбалансирована, вы можете использовать только один ТТ и умножить показания на 3. Или использовать два ТТ и умножить показания на 1,5.

Однако в приложениях, использующих трансформаторы напряжения (PT), вторичная обмотка PT может быть проводной, чтобы обеспечить контрольную точку. Следовательно, в этом приложении счетчики серий WNB и WNC могут использоваться только с двумя ТТ. См. Рисунок 3: Мониторинг схемы треугольника на странице «Использование трансформаторов напряжения».

Счетчики серии WND могут измерять 3-фазные сети с 3-проводным треугольником, 4-проводным треугольником и заземленным треугольником, используя только два трансформатора тока.

См. также

• Двухпроводные приложения 208 В переменного тока
• Цепи треугольника с заземлением на угол

Трансформаторы тока Одно- и трехфазные технические бюллетени

Главная  /

Технические бюллетени   /
Трансформаторы тока

Посмотреть в формате PDF

​ Автор: Том Колелла, технический директор

Трансформаторы тока (ТТ) представляют собой трансформаторы измерительного типа, которые потребляют большие токи и уменьшают их до чрезвычайно низкого значения, обеспечивая простой и безопасный метод контроля цепей без разрыва проводки. Измерение обычно производится с использованием стандартного цифрового или аналогового измерителя. Трансформатор тока может быть выполнен в однофазном или многофазном исполнении. Трансформаторы тока имеют множество применений — от управления энергоснабжением до точных измерений в медицине, автомобилестроении, авионике, телекоммуникациях и армии.

Существует три основных конфигурации трансформатора тока:

• Тороидальный сердечник: Измерение тока от 50 до 5000 ампер с отверстием сердечника от 1 до 8 дюймов в диаметре. Этот тип не содержит первичных обмоток. Однако линия, по которой протекает ток, проходит через центральное отверстие трансформатора.
• Разъемный сердечник: Измерение тока от 100 до 5000 ампер с отверстием сердечника от 1 до 13 дюймов в диаметре. Разъемный сердечник имеет один съемный конец, поэтому проводник нагрузки не нужно отсоединять для установки трансформатора тока.
• Обмотка первичной обмотки: Измерение токов от 1 до 100 ампер, поскольку ток нагрузки проходит через первичные обмотки трансформатора тока.

Трансформатор тока аналогичен силовому трансформатору, за исключением того, что первичная обмотка включена последовательно с проводником, по которому протекает переменный ток большой силы. Этот тип трансформатора состоит всего из нескольких витков первичной обмотки. Первичная обмотка может представлять собой один виток сверхпрочного провода, намотанного на сердечник. Вторичная часть трансформатора тока, как правило, представляет собой коэффициент по сравнению с первичной. Вторичная обмотка может состоять из большого количества витков, намотанных на магнитопровод с малыми потерями, в зависимости от того, насколько снижен ток, и обычно рассчитана на величину от 1 до 5 ампер [см.0094 Рисунок 1 ].

Трансформаторы тока могут понижать уровень тока с тысяч ампер до известного коэффициента. Первичный и вторичный токи выражаются в соотношении, например, 100:5. Это означает, что для 100 ампер, протекающих в первичном проводнике, вторичный будет показывать (течь) 5 ампер тока. Или, для рейтинга 500: 1, по первичной обмотке будет течь 500 ампер, а по вторичной — 1 ампер.

Рисунок 1: Базовая конструкция трансформатора тока

Трехфазный трансформатор тока

Этот тип трансформатора, по сути, представляет собой три соединенных между собой однофазных трансформатора в одном корпусе, выполненных с использованием либо одного «трехфазного сердечника», либо трех отдельных тороидальных сердечников. На рис. 2 показан пример трехфазного трансформатора тока.

Рисунок 2: Трехфазный ток

Точность трансформаторов тока, а также точность измерения указаны в IEC 61869-1, классы 0.1, 0.2s, 0.2, 0.5, 0.5s, 1 и 3. Причина существования класса Обозначение относится к категории точности трансформатора тока. Например, погрешность между первичным и вторичным током для трансформатора тока класса 1 составляет + 1 % при полном номинальном токе, погрешность трансформатора тока класса 0,5 составляет + 0,5 % и т. д. Буква «s» после обозначения класса указывает на высокую точность и обычно используется в ситуациях тарифного учета.