Как подобрать трансформатор тока для электросчетчика по нагрузке

Схема подключения

В соответствии с ПУЭ счетчик электроэнергии устанавливают после вводного автоматического выключателя. Последний должен быть 3-фазным, чтобы ток во все фазы подавался одновременно. Энергосбыт обычно допускает такое подключение только при наличии возможности опломбировать автоматический выключатель.

Если же тот не имеет для этого соответствующих конструктивных элементов, могут потребовать установить счетчик до выключателя. При прямой установке фазные проводники от автоматического выключателя либо питающей линии (если он устанавливается после) подсоединяют к клеммам счетчика.

Схема подключения 3-фазного счетчика

Клеммы счетчика имеют следующее назначение (слева направо):

  • клемма 1: вход фазы А;
  • клемма 2: выход фазы А к нагрузке;
  • клемма 3: вход фазы В;
  • клемма 4: выход фазы В к нагрузке;
  • клемма 5: вход фазы С;
  • клемма 6: выход фазы С;
  • клемма 7: вход нейтрали от питающей линии или автоматического выключателя;
  • клемма 8: выход нейтрали к нагрузке.

Клеммы №7 и №8 имеются только у 4-полюсных счетчиков. Клеммы счетчика находятся под крышкой, зафиксированной винтами.

При подключении действуют в таком порядке:

  • отключают вводной автомат, если счетчик устанавливается после него либо обесточивают линию, если до;
  • выкручивают винты, удерживающие крышку, и снимают ее;
  • срезают с подключаемых жил изоляцию на 10 мм и зачищают их до металлического блеска;
  • заводят проводники в клеммы и фиксируют их, затягивая клеммные винты;
  • выдавливают имеющиеся в крышке заглушки (удерживаются на тонком слое пластика либо обведены перфорацией), формируя проемы для проводов;
  • монтируют крышку на место и прикручивают ее винтами;
  • устанавливают пломбу (это делает представитель энергосбыта).

Нулевой проводник выше счетчика, то есть со стороны питающей линии, обязательно должен быть заземлен. В противном случае при отгорании нуля на подстанции или при перекосе фаз (большая разница в нагрузке по фазам) нулевая клемма окажется под напряжением и счетчик выйдет из строя.

Если фазы используются для питания однофазных потребителей, на каждую из них после счетчика устанавливается однофазный автоматический выключатель.

Счетчики с полукосвенным включением устанавливают разными способами:

  • включение трансформатора «звездой»;
  • 10-проводная схема;
  • с применением испытательных клеммных коробок;
  • с совмещением цепей тока и напряжения.

Некоторые схемы, например, «звезда» или с клеммной коробкой, сложнее других, но требуют меньше проводов.

Учитываемое количество фаз

Однофазные электросчётчики устанавливаются в коммунальных квартирах и служебных помещениях, питание которых организуется по схеме с одной фазой напряжения 220 Вольт. В отличие от них счётчики трехфазной конструкции способны учитывать расход электроэнергии по 3-м фазам сразу и чаще всего используются в загородных хозяйствах, оснащённых специальным силовым оборудованием (отопительными котлами, водонагревателями, электродвигателями насосов и другими механизмами), а также на производстве.

Дополнительная информация: Всё перечисленное выше оборудование нормально функционирует лишь в трёхфазных цепях с напряжением 380 Вольт. Одновременно с трёхфазным прибором в загородном доме устанавливается и обычный однофазный счётчик. С его помощью осуществляется контроль расхода электроэнергии по цепям, используемым для местного освещения и для питания всех имеющихся в доме бытовых потребителей (электрочайников, стиральных машин, телевизоров, утюгов и т. п.).

Что касается различия по числу используемых в устройстве режимов, позволяющих дифференцировать расходы за потреблённый энергоноситель, то современные электронные изделия могут иметь от одного до 3-х тарифов. Многотарифность современных электронных устройств позволяет потребителю выбирать время пользования бытовым оборудованием исходя из соображений экономичности.

Именно по этой причине вопрос дифференцирования учёта потребляемой электроэнергии требует более детального рассмотрения.

Принцип работы и назначение измерительного трансформатора

Нужны достижения определенных показателей, при которых верно функционирует оборудование. Монтаж приборов нужно поручить опытным специалистами. Они должны обладать группой допуска к электротехническим работам как минимум третьего уровня. А перед монтированием трансформаторов тока (ТТ) нужно проверить механизм на присутствие изъянов. Они могут возникнуть в результате неправильной сборки или повреждений.

Измерительные трансформаторы превращают базовые сведения электрических цепей (напряжение или ток), сокращая их количество до предписанного значения. Работают аппараты по-разному. Это обусловлено их внутренним механизмом и предназначением.

Обозначение упрощает обращение с ними. Оно поможет выбрать наиболее подходящий механизм. Маркировка прибора обусловливается типом механизма. Например, ТТ свойственны такие обозначения, как: «Т» (1-ая буква) – трансформатор тока. А 2-ая буква в названии указывает на тип механизма.

Обозначения и их значения:

  •  «О»(опорный);
  • «П»(проходной);
  • «Ф»(фарфор);
  • «Ш»(шинный).

Третья буква обозначается вещество изоляции. Правильное изолирование токопроводящих деталей способствует безопасности.

Обозначения веществ изоляции и их значения:

  • Л (литой);
  • М (масляный);
  • Г (газовый).

После букв есть числовые обозначения. Эти обозначения указывают коэффициент трансформации, климат и класс изоляции.

Схема подключения электросчетчика прямого включения

  • Приветствую Вас на сайте «Заметки электрика».
  • В предыдущих статьях я Вам рассказал как правильно выбрать и купить электросчетчик.
  • И сейчас перед нами стоит задача в его подключении.
  • После прочтения этой статьи у Вас не возникнет затруднений по установке и подключению счетчика электрической энергии.

Схема подключения однофазного электросчетчика

Красным цветом обозначены токовая катушка (обмотка) и фазный провод, синим цветом — катушка (обмотка) напряжения и нулевой провод.

Данная схема предназначена для подключения любого однофазного счетчика электрической энергии.

Однофазные счетчики чаще всего подключают по схеме прямого включения в сеть и только в очень редких случаях через трансформаторы тока.

В клеммной колодке однофазного счетчика электроэнергии имеется 4 контакта:

  • 1 клемма — ввод фазы
  • 2 клемма — выход фазы на нагрузку (в квартиру)
  • 3 клемма — ввод нуля
  • 4 клемма — выход нуля на нагрузку (в квартиру)
  • винт напряжения — для отключения катушки напряжения в индукционных счетчиках при проведении государственной поверки

Вот внешний вид, распространенного в последнее время, однофазного электронного счетчика СОЭ-55/50Ш-Т-112.

А вот внешний вид однофазного электронного счетчика СЕ-102 от Энергомеры.

Кстати, читайте мою статью о том, как правильно снимать показания со счетчиков Энергомера (положение запятой или точки на счетном механизме).

Пример схемы подключения однофазного электросчетчика в квартире или на даче.

В данной схеме перед счетчиком электроэнергии установлен вводной автоматический выключатель. Эту схему можно использовать для электроснабжения своей квартиры, дачи или коттеджа. Более подробно о выполнении монтажа электропроводки Вы можете познакомиться в следующих статьях:

Дополнительно: наглядное представление о схеме подключения однофазного счетчика можете узнать из статьи про этажный щит на 3 квартиры. В ней я подробно рассказываю про замену счетчика на лестничной площадке в этажном щите.

Схема подключения трехфазного электросчетчика

Данная схема предназначена для подключения трехфазного счетчика электрической энергии прямого включения.

Существует несколько способов подключения трехфазных счетчиков электроэнергии, в зависимости от электроустановки:

  • прямого включения
  • через трансформаторы тока
  • через трансформаторы тока и измерительные трансформаторы напряжения

Все вышеперечисленные схемы отличаются только наличием в них трансформаторов тока и напряжения. Более подробно об этом Вы можете прочитать в моей статье подключение счетчика через трансформаторы тока и трансформаторы напряжения.

Для бытовых нужд (квартиры, дачи, коттеджи) чаще всего используется прямой способ включения трехфазного электросчетчика. Эти счетчики ограничены по току до 100 (А).

В клеммной колодке трехфазного счетчика прямого включения имеется 8 контактов. Все аналогично однофазному электросчетчику, только различается количеством фаз.

В данной статье я покажу Вам наглядно только один, самый распространенный способ — подключение трехфазного трехэлементного счетчика прямого включения в 4-проводную сеть напряжением 380/220 (В).

Внимание!!! При подключении важно соблюдать фазировку и цветовую маркировку проводов

В данной схеме перед счетчиком электроэнергии установлен вводной четырехполюсный автоматический выключатель. После счетчика питание электроприемников производится через групповые однополюсные автоматические выключатели с равномерным распределением нагрузки по фазам. Эту схему можно использовать для электроснабжения своей дачи или коттеджа.

P.S. Чтобы грамотно и профессионально выполнить вышеперечисленные работы, необходимо хорошо знать схемы подключения электросчетчиков. Думаю, что после изучения этой статьи Вы своими руками сможете подключить электросчетчик. А также Вы можете пригласить специалистов электролаборатории, которые качественно и быстро выполнят все электромонтажные работы.

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:

Выбор номинальных параметров трансформаторов тока

До определения номинальных параметров и их проверки на различные условия, необходимо выбрать тип ТТ, его схему и вариант исполнения. Общими, в любом случае, будут номинальные параметры. Разниться будут некоторые критерии выбора, о которых ниже.

1. Номинальное рабочее напряжение ТТ

. Данная величина должна быть больше или равна номинальному напряжению электроустановки, где требуется установить трансформатор тока. Выбирается из стандартного ряда, кВ: 0,66, 3, 6, 10, 15, 20, 24, 27, 35, 110, 150, 220, 330, 750.

2. Далее, перед нами встает вопрос выбора первичного тока ТТ

. Величина данного тока должна быть больше значения номинального тока электрооборудования, где монтируется ТТ, но с учетом перегрузочной способности.

Виды приборов учета

В зависимости от принципа работы трехфазные электросчетчики могут быть:

  • электромеханические (индукционные);
  • электронные.

Первый вариант рассмотрен выше. Такие приборы учета в последнее время используются реже, так как имеют низкий класс точности, имеют небольшой диапазон рабочих температур и не позволяют экономить электричество в том случае, если возможно вести многотарифный учет расхода электроэнергии.

Электронные приборы учета избавлены от этих недостатков, так как не содержат механических частей. Кроме того, благодаря электронной начинке такие приборы могут передавать показания дистанционно. Их свободно можно монтировать даже на улице на столбах линий электропередач. Разумеется, стоят такие приборы в несколько раз больше, чем их индукционные аналоги, но эта стоимость легко может окупиться за счет использования многотарифного учета, например, использованием мощных потребителей в ночное время.

Трансформаторы тока для электросчетчиков – характеристики и варианты подключения

При эксплуатации энергетических систем разного типа часто возникают ситуации, требующие осуществить перевод электрических величин в аналоги с определенными соотношениями.

Трансформаторы тока для электросчетчиков позволяют значительно расширить стандартные пределы измерений приборами учёта.

Номинальное напряжение трансформатора тока

Одним из основных параметров, относящихся к трансформаторам тока для электрических счётчиков, является уровень номинального напряжения, который указывается в паспорте на прибор. Номинальные значения напряжения варьируется от 0.66кВт до 1150кВт:

  • 0,66 кВт;
  • 6.0 кВт;
  • 10 кВт;
  • 15 кВт;
  • 20 кВт;
  • 24 кВт;
  • 27 кВт;
  • 35 кВт;
  • 110 кВт;
  • 150 кВт;
  • 220 кВт;
  • 330 кВт;
  • 500 кВт;
  • 750 кВт;
  • 1150 кВт.

Номинальные значения уровня первичного тока на электрической цепи обозначают токовые показатели на первичной трансформаторной обмотке.

Параметры вторичного номинального тока — это стандартные показатели на обмотке вторичного типа. Определение таких токовых потоков осуществляется по номинальным значениям мощности и напряжения.

При этом первичный тип обмотки подключается к источнику электрической энергии, а замыкание вторичной обмотки приходится на устройства измерительного или защитного типа, с низкими показателями внутреннего сопротивления.

Действующие параметры номинального или линейного напряжения, в условиях которых сохраняется работоспособность измерительного токового трансформатора, обязательно указываются в сопроводительной документации и отражены в таблице для прибора.

Класс точности

При правильном выборе токового трансформаторного устройства у потребителя появляется реальная возможность подключать измерительные и защитные приборы к высоковольтным электрическим линиям. Уровень класса точности – одна из наиважнейших характеристик, указывающих на измерительную погрешность, которая не должна быть выше, чем параметры по нормативным документам.

Класс точности определяется несколькими основными факторами, включая погрешности по току и углу, а также показатели относительной полной погрешности. Первые два понятия всегда характеризуются током намагничивания.

Принцип работы трансформатора тока

В приборах промышленного назначения используется несколько классов точности:

В соответствии с действующим на сегодняшний день в нашей стране ГОСТом, класс точности должен быть ориентирован на токовые погрешности, поэтому для показателей в ±40′ предполагается класс 0.5, а для ±80′ – класс 1.0. Следует отметить, что классы 3.0 и 10Р по существующим правилам не нормируются.

Обратите внимание

Наличие в маркировке буквенного обозначения «S» свидетельствует о классе точности в пределах 0.01-1.2.

Класс 10Р используется в защитных цепях, а нормирование осуществляется в соответствии с относительной полной погрешностью не более десяти процентов.

Допускается применение приборов с классом точности 1.0, но только если электрический счетчик обладает классом точности в две единицы.

Измерительно-информационная система, представленная устройствами, выполняющими приём, обработку и передачу данных, а также приборами учёта, способна формировать корректные показатели только при высокой точности токовых трансформаторов.

Для учёта в коммерческой сфере уровень класса точности должен составлять 0.5S, а для учёта технического – 1.0S.

Номинальный ток вторичной обмотки

Строение вторичной обмотки у токовых трансформаторов, которые предназначены для напряжения не более тысячи вольт, имеет некоторые отличия. На высоковольтном приборе устанавливается как минимум две вторичные обмотки.

Принцип их действия аналогичен функционированию повышающего трансформатора. Вне зависимости от уровня мощности первичной обмотки, номинальные показатели тока на вторичной обмотке, как правило, стабильно составляют 5А.

Примеры расчета

В качестве примера выбора трансформаторов тока рассмотрим расчетную проверку правильности выбора ТТ для счетчика электроэнергии в распределительной установке, с номинальным током в 150А, при минимуме нагрузки в 15А.

Проверяется Т-0,66 200/5, с коэффициентом трансформации – 40.

Ток вторичной обмотки при номинальном токе: 150/40 = 3,75А;

Минимальный ток вторичной обмотки при номинальной нагрузке: (5*40)/100 = 2А;

Полученный ток вторичной обмотки проверяемого трансформатора больше полученного значения минимального тока, что говорит о выполнении первого требования проверки;

Рассчитаем минимальный ток вторичной обмотки при минимальной нагрузке: 15/40 = 0,38А;

Узнаем минимальный ток вторичной обмотке при минимальной нагрузке: 5*5/100 = 0,25А;

0,38А> 0,25А – еще один пункт не выходит за рамки требуемых правил соответствия выбранного трансформатора тока;

Рассчитаем значение тока при ¼ нагрузке: 150*25/100 = 37,5А;

Рассчитаем значение тока вторичной обмотки при ¼ нагрузки: 37,5/40 = 0,94А;

Узнаем минимальный ток вторичной обмотки при ¼ нагрузке: 5*10/100 = 0,5А;

Сравнив оба значения токов вторичной обмотки, видим, что и здесь расчетное значение в норме: 0,94А> 0,5А;

Вывод: трансформатор тока Т-0,66 200/5 для учета электроэнергии выбран правильно и соответствует всем нормативным значениям «ПУЭ».

Понятие трансформатор тока, назначение

Под трансформаторами тока (ТТ) подразумевают аппараты статичного типа с электромагнитным принципом с обмотками (две или больше) на металлическом стержне (магнитопроводе) с выводами для подключения в сеть и к измерительным приборам.

Для чего применяют ТТ:

  • подсоединения измерителей, РЗиА (защитных реле), которые не выдержали бы первоначальной нагрузки. Происходит изолирование подключаемого и работающего узла от чрезмерных мощностей обслуживаемого оснащения;
  • расширение пределов измерений;
  • понижения тока по мощности и создание защиты;
  • контроль в цепях с высокими величинами, например, в сварочном аппарате, где ток достигает 150–250 А;
  • в любых других случаях, когда надо понизить ток.

ТТ работают с переменными, в крайнем случае с пульсирующими напряжением — если подключить к постоянному, то на выходе потенциал будет нулевым. Иногда встречается название «трансформатор постоянного тока», это значит, что в нем используются специальные выпрямители.

Где используются

ТТ широко применяются при транспортировке электроэнергии на большие расстояния, для распределения между приемниками. Они отличаются тем, что предназначены для выпрямительных, стабилизирующих, сигнальных, усиливающих, контрольных узлов, на станциях и объектах, производящих электричество. Именно поэтому к их точности и подключению требования чрезвычайно высокие — даже ничтожные отклонения значимые.

Где чаще всего и зачем применяют:

  • в промышленной, производственной энергетике, в релейных узлах подстанций, распределительных конструкциях, мощных электроустановках;
  • для замеров и в приборах, осуществляющих данную функцию. Ставят в узлы учета (коммерческого, бытового);
  • для контроля высоких величин, при подсоединении учетных устройств, электросчетчиков.

Особенности выбора

В процессе выбора трансформатора тока необходимо руководствоваться базовыми параметрами:

  • Номинал сетевого напряжения. Номинальный показатель должен превышать или быть равным рабочему напряжению.
  • Ток первичной и вторичной обмотки. Первый показатель зависит от коэффициента трансформации, второй – зависит от того, какой счетчик.
  • Коэффициент преобразования. Подбирается по нагрузке в аварийных случаях, но ПУЭ устанавливают необходимость монтажа устройств с коэффициентом, большим, чем номинальный.
  • Класс точности. Зависит от целевого использования счетчика. На коммерческом предприятии оправданы приборы 0,5S, в частном доме – 1S.

Конструктивное исполнение определяется типом счетчика. Для моделей до 18 кВ подойдет однофазный или трехфазный аппарат. Если значение больше 18 кВ, используется трансформатор на одну фазу.

Подбор токового трансформатора для организации релейной защиты

Релейный токовый трансформатор отличается классом точности 10Р и 5Р. В ПУЭ установлено, что его погрешность не должна быть более 10 % по току и 7 градусов по углу. При превышении погрешности устанавливается дополнительное оборудование.

В нормальных условиях трансформаторное реле определяет тип поломки (низкое напряжение, повышенный/пониженный ток или частота). После измерения параметров и обнаружения отклонений активируется защита – сеть обесточивается.

Нюансы выбора устройств для цепи учета

К цепи учета для корректности замеров можно подключать приборы с классом точности не более 0,5(S). При наличии колебаний и аварий графики протекания тока и напряжения бывают некорректными. Несоблюдение класса точности может привести к завышению показателей счетчика.

В п. 1.5.17 ПУЭ установлено, что при завышенном коэффициенте трансформатор для цепи учета должен иметь вторичный ток:

  • при максимальной нагрузке – не более 40 %,
  • при минимальной нагрузке – не более 5 %,
  • класс точности – от 25 до 100 % от номинала.

Таблица предварительного выбора трансформатора тока по мощности и току

Табличный подбор оборудования целесообразно производить после уточнения технических параметров аппарата. Если они известны, стоит выбрать ТТ по таблице, где указана мощность, нагрузка и трансформационный коэффициент.

Максимальная мощность при расчете, кВА Сеть 380 В
Нагрузка, А Коэффициент трансформации, А
10 16 20/5
15 23 30/5
20 30 30/5
25 38 40/5
35 53 50/5 или 75/5
40 61 75/5
50 77 75/5 или 100/5

Для сети с напряжением 1,5 кВ применяется аналогичная таблица.

Максимальная мощность при расчете, кВА Сеть 1,5 кВ
Нагрузка, А Коэффициент трансформации, А
100 6 10/5
160 9 10/5
180 10 10/5 или 15/5
240 13 15/5

Принцип работы трансформатора тока

Принцип работы трансформатора тока основан на принципах электромагнитной индукции, которая действует в электрическом/магнитном поле. Более подробная информация представлена на рисунке:

Он преобразовывает начальное значение векторного тока, проходящего в электрической цепи, во вторичную величину (при этом важно учесть фактор пропорционального равенства между модулем и углом передачи тока)

Первичная обмотка устройства, имеющая некое число витков (W1), пропускает через себя ток (I1). Ток, в свою очередь, преодолевает некоторое сопротивление (Z1).

Рядом с данной катушкой происходит процесс образования магнитного потока (Ф1), регулируемый при помощи перпендикулярно-расположенных магнитных проводов (важное замечание – именно такое расположение может обеспечить минимальную потерю во время преобразования электроэнергии)

После пересечения перпендикулярных витков (W2) обмотки, (Ф1) – магнитный поток формирует силу электрического движения (Е2). Эта сила вызывает возникновение тока (I2) на обмотке (вторичной). А вот I2, который подключен к нагрузке выхода (Zн), преодолевает Z2 – сопротивление, и способствует образование меньшего напряжения на концах электроцепи.

Значение K 1 – коэффициент трансформации – определяется выражением: I1 / I2 (отношение первого вектора ко второму). Величина этого отношения вычисляется в начальных построениях проектирования устройства.

Различия между истинными показателями модели и расчетным результатом объясняется важным аспектом метрологии, которым является вид класса точности устройства.

Важно – на практике ток во вторичной обмотке не является постоянным, именно это определяет значение K1. К примеру, его отношение 10000/50 обозначает следующее: во время прохода электротока по области первичной обмотки единица килоампера области вторичной обмотки приравнивается к величине пятидесяти килоампер.. Таким образом, коэффициент трансформации оказывает прямое влияние на длительность использования трансформатора тока

Не забудем о магнитном потоке (Ф2), который способствует уменьшению величины I2 в магнитном проводе вторичной обмотки

Таким образом, коэффициент трансформации оказывает прямое влияние на длительность использования трансформатора тока. Не забудем о магнитном потоке (Ф2), который способствует уменьшению величины I2 в магнитном проводе вторичной обмотки.

Во время эксплуатации трансформатора тока нельзя забывать про возникновение нежелательных проблем, одной из которых является пораженческая способность пробоя изоляции (из-за высокого потенциала).

Так как магнитный провод трансформатора тока имеет металлический компонент в строении, у него есть отличные свойства проводимости, которые помогают ему соединить между собой первичную и вторичную обмотки.

Говоря о принципах работы трансформатора тока, скажем и о том, что к его главному предназначению следует отнести решение эксплуатационных задач электротехнических систем, ведь наша промышленность готовит огромный ассортимент выпуска электрических установок, которые не всегда обладают 100-процентным коэффициентом полезности.

А трансформатор способен этот КПД увеличить благодаря усовершенствованию схем и конструкций.