Максимальный ток прямого включения электросчетчика

Как правильно выбрать счетчик электроэнергии трехфазный

Счетчик электроэнергии является распространенным устройством для контроля потребляемого электричества пользователем. Надежность системы учета напрямую зависит от правильного выбора такого оборудования. Для этого нужно выбрать подходящий тип конструкции устройства под соответствующую электрическую сеть. Таким образом, можно приобрести счетчик электроэнергии для однофазной проводки и трехфазной.

Трёхфазные счётчики электроэнергии. Установка

Статья «Трёхфазные счётчики электроэнергии. Установка» полностью дает представление о трехфазных электросчетчиках, о различиях между двухфазными и трехфазными счетчиками, а также подробно рассмотрен принцип работы. В работе представлен способ подключения этих счетчиков и принципы расчета расходов электроэнергии. Статья, несмотря на свои размеры, достаточно легко читается и дает полное представление о счетчиках.

Принципиальных отличий между однофазным счётчиком расхода электроэнергии и трёхфазным нет. Можно в принципе поставить на каждую фазу по однофазному счётчику и вести учёт отдельно по фазам. Разница лишь в том, что изначально трёхфазные счётчики устанавливались в распределительных сетях, и служили нуждам специалистов-энергетиков. Для квартир и коттеджей трёхфазные счётчики не применялись, так как снабжение отдельных домов было однофазным. Поэтому указанные счётчики должны были вести учёт гораздо большего числа параметров, чем просто киловатт-часы расхода.

Какие же это параметры?

Дело в том, что подсчёт мощности (как и напряжения, и силы тока) в цепи переменного тока гораздо сложнее, чем в цепи постоянного тока.

Например, мы имеем участок цепи переменного тока, сила тока в котором меняется от плюс 5 А до минус 5 А, то есть величина тока переменная, постоянно меняющаяся. Какое значение принять за силу тока в цепи для подсчёта мощности? Пиковое значение 5 ампер? Нет, это будет явно завышено. Если принять во внимание, что для нагрева нити лампочки или электроплиты не имеет значения, в каком направлении протекает ток, то и знак синусоиды (плюс-минус) в этом случае не имеет значения. Мысленно перевернув на графике синусоиды отрицательных значений вверх, получим график из полусинусоид.

Очевидно, что, определяя действующую силу тока, нужно найти такое эквивалентное значение постоянного тока, которое будет производить то же самое действие (ту же самую работу), что и полусинусоиды переменного тока. Это значение называется среднеквадратичным (интегральным) и соответствует высоте прямоугольника, равного по площади двум полусинусоидам (длина прямоугольника равна длине двух полусинусоид).

Всегда, когда говорят о токе или напряжении в сети переменного тока имеют в виду среднеквадратичное значение. Оно равняется примерно 0,7 от максимального (пикового значения) И полностью соответствует понятию силы тока для подсчёта мощности.

Далее, мощность постоянного тока (Р) вычисляется просто, как произведение напряжения (U) на силу тока (I) Для переменного тока эта формула не годится, потому что не учитывает сдвиг фаз графика изменения напряжения и графика изменения тока. При сдвиге фаз напряжение будет меняться не пропорционально току (как это следует из закона Ома), следовательно, и мощность будет меняться не пропорционально ни напряжению, ни току. Выходит закон Ома перестаёт действовать? Нет, он будет верным всегда, только при переменном токе он будет соблюдён для каждого момента времени.

Активная мощность переменного тока вычисляется как произведение силы тока и напряжения сети (их среднеквадратичные значения) на косинус «фи» (греческой буквой «фи» обозначают угол сдвига фаз тока и напряжения). Эта величина будет заведомо меньше чем простое произведение тока и напряжения.

Не углубляясь в тонкости теории комплексных чисел, которая используется в расчётах цепей переменного тока, с их мнимыми и действительными составляющими (изучение теории комплексных чисел не является целью данной статьи), поясним, что в сетях переменного тока полная мощность является геометрической (векторной) суммой активной мощности (которая производит полезную нам работу) и реактивной (паразитной) мощности, которая никакой полезной работы не производит.

Физический смысл реактивной мощности состоит в том, что она образуется от реактивных токов, заряжающих конденсаторы, протекающих в обмотках двигателей, затем возвращающихся обратно в цепь, но, тем не менее, нагревающих провода. Другими словами, величина реактивных токов характеризуют потери в сети. А мерой этих потерь и будет косинус «фи».

От чего же он зависит?

Если переменный ток протекает через простое активное сопротивление, например спираль электроплиты, то косинус «фи» будет равен единице, а реактивная мощность равна нулю. Но это идеальный случай, потому что в реальности даже два длинных провода, идущие рядом друг с другом, представляют собой для переменного тока некую электрическую ёмкость, по которой будет происходить утечка тока. Значит утечка переменного тока, протекающего по проводам неизбежна в любом случае. И неизбежно появление реактивной составляющей.
Правда нужно уточнить, что емкость двух проводов весьма мала, сопротивление большое и ток утечки маленький. Но на длинных сетях ЛЭП (линий электропередач) эти ёмкостные потери становятся чувствительны из-за большой длины проводов.

Поэтому в воздушных электропередачах провода располагают далеко друг от друга, разумеется, в первую очередь для исключения пробоя, но также и для уменьшения ёмкостных потерь.

Если в цепи будет электродвигатель, то его реактивное сопротивление уже заметно. На двигателях (табличках) обычно пишут значение косинуса «фи», как правило, он лежит в пределах 0,7-0,9. Энергетики «борются» за косинус «фи» и стремятся повысить его значение ближе к единице, так как это означает уменьшение потерь.
Каким образом?

Дело в том, что реактивные сопротивления сдвигают фазу тока относительно фазы напряжения вперёд или назад в зависимости от того, какое реактивное сопротивление нагружает цепь. Индуктивное сопротивление сдвигает фазу тока назад (ток начинает отставать от напряжения). А ёмкостное сопротивление наоборот сдвигает фазу тока вперёд, он начинает опережать напряжение.

То есть индуктивное и емкостное сопротивление способны друг друга компенсировать, уменьшая реактивную составляющую мощности. Это явление используется на практике – для компенсации индуктивной реактивной мощности в цепь иногда добавляются конденсаторы, добавляющие ёмкостную реактивную мощность. Обе реактивные мощности взаимно компенсируют друг друга.

Кстати, больше единицы значение косинуса не бывает, так что если прочтёте в рекламе, что косинус «фи» установки равен, например, 1,2 – не верьте!

Переходя к теме статьи, назовём дополнительные параметры, важные для специалистов энергетиков, – это кроме активной мощности, реактивная мощность и косинус «фи» в цепях.

Трёхфазные счётчики, предназначенные для промышленных предприятий и стоящие у энергетиков, ведут учёт активной, реактивной мощностей, суммируют указанные мощности по времени, и показывают значение косинуса «фи» в любой момент времени.

Кроме этого современные трёхфазные счётчики могут вести учёт по нескольким (более 10-ти) тарифам в течение продолжительного времени (до года).

Так же позволяют выяснить наличие краж электроэнергии на отдельных участках.

Трёхфазные счётчики

Трёхфазные счётчики – это сложное измерительное оборудование. По принципу действия счётчики электроэнергии делятся на устаревшие индуктивные и современные электронные. Нужно заметить, что в последнее время индуктивные счётчики уступают место современным электронным счётчикам, потому что имеют ряд существенных недостатков – невысокую точность, недостаточное количество параметров учёта и т.д. И если в однофазных сетях, то есть в быту, они ещё широко распространены, то для трёхфазных сетей уже практически не применяются. Электронные счётчики с помощью микросхем преобразуют протекающий переменный ток в ряд импульсов, после подсчета, которых можно определить необходимые параметры.

Существуют несколько способов подключения трёхфазных счётчиков к сети

1. Прямое включение.
2. Включение через трансформаторы тока и трансформаторы напряжения (при больших токах и больших напряжениях):
   1. через трансформаторы тока в 4-проводную сеть;
   2. двухэлементного электросчетчика через трансформаторы тока в 3-проводную сеть;
   3. через трансформаторы тока и трансформаторы напряжения в 3-проводную и 4-проводную сеть;
   4. через 2 трансформатора тока и 2 трансформатора напряжения в 3-проводную сеть.
   5. трансформаторы тока и напряжения и применяются в целях расширения пределов измеряемых величин.

Для бытовых нужд (квартиры, коттеджи, дачи) применяется только прямое включение. Поскольку включение через трансформаторы вряд ли представляет интерес читателям данной статьи, остановимся на прямом подключении обычного трёхфазного электросчётчика для дачи или коттеджа. Такие счётчики обычно ограничиваются по току в пределах 50 – 100 А, и измеряют активную мощность. Также заметим, что трёхфазные бытовые счётчики измеряют активную мощность по фазам и способны разделять подсчёты в зависимости от различных тарифов (дневной, ночной и т.д.)

Установка такого счётчика практически ничем не отличается от установки однофазного счётчика, за исключением того, что подключать придётся четыре пары контактов вместо двух пар (для четырёхпроводной электросети линейным напряжением 380 вольт). Точно так же счётчик устанавливается во входном щитке, вначале ставится выключатель сети для возможности обесточивания счётчика и сетей после него, затем ставится сам счётчик.

Схема коммутации имеется на крышке счётчика, заметим только, что в счётчиках входной и выходной контакты фаз и нуля располагаются всегда рядом. Затем на каждую из фаз и ноль ставятся однополюсные автоматы защиты и УЗО.

Заметим также, что установка счётчиков должна проводиться специалистами «Энергосбыта», после работы счётчик должен быть запломбирован.