Применение трансформатор для счетчика

Схема подключения трехфазного счетчика через трансформаторы тока

Трансформаторы тока (далее ТТ) — это устройства, предназначенные для преобразования (снижения) тока до значений, при которых возможна нормальная работа приборов учета.

Проще говоря, они используются в щитах учета для измерения расхода электроэнергии потребителей большой мощности, когда непосредственное или прямое включение счетчика недопустимо из-за высоких токов в измеряемой цепи, способных привести к сгоранию токовой катушки и выводу прибора учета из строя.

Конструктивно эти устройства представляют собой магнитопровод с двумя обмотками: первичной и вторичной. Первичная (W1) подключается последовательно к измеряемой силовой цепи, к вторичная (W2) — к токовой катушке прибора учета.

Первичная обмотка выполняется с большим сечением и меньшим количеством витков чем вторичная, часто выполняется в виде проходной шины. Снижение тока (собственно, коэффициент трансформации) — это отношение тока W1 к W2 (100/5, 200/5, 300/5, 500/5 и т. д.).

Помимо преобразования измеряемого тока до допустимых для измерения значений, ввиду отсутствия связи W1 с W2 в ТТ происходит разделение измерительных и первичных цепей.

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.

Приведем пример из книги. Допустим у статора ТГ ток рабочий 5600А. Но мы не можем взять ТТ на 6000А, так как турбогенератор может работать с перегрузкой в 10%. Значит ток на генераторе будет 5600+560=6160. А это значение мы не замерим через ТТ на 6000А.

Выходит необходимо будет взять следующее значение из ряда токов по ГОСТу. Приведу этот ряд: 1, 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 75, 80, 100, 150, 200, 300, 400, 500, 600, 750, 800, 1000, 1200, 1500, 1600, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 8000, 10000, 12000, 14000, 16000, 18000, 20000, 25000, 28000, 30000, 32000, 35000, 40000. После 6000 идет 8000. Однако, некоторое электрооборудование не допускает работу с перегрузкой. И для него величина тока будет равна номинальному току.

Но на этом выбор первичного тока не заканчивается, так как дальше идет проверка на термическую и электродинамическую стойкость при коротких замыканиях.

2.1 Проверка первичного тока на термическую стойкость производится по формуле:

Данная проверка показывает, что ТТ выдержит определенную величину тока КЗ (IТ) на протяжении определенного промежутка времени (tt), и при этом температура ТТ не превысит допустимых норм. Или говоря короче, тепловое воздействие тока короткого замыкания.

iуд — ударный ток короткого замыкания

kу — ударный коэффициент, равный отношению ударного тока КЗ iуд к амплитуде периодической составляющей. При к.з. в установках выше 1кВ ударный коэффициент равен 1,8; при к.з. в ЭУ до 1кВ и некоторых других случаях — 1,3.

2.2 Проверка первичного тока на электродинамическую стойкость:

В данной проверке мы исследуем процесс, когда от большого тока короткого замыкания происходит динамический удар, который может вывести из строя ТТ.

Для большей наглядности сведем данные для проверки первичного тока ТТ в небольшую табличку.

3. Третьим пунктом у нас будет проверка трансформатора тока по мощности вторичной нагрузки. Здесь важно, чтобы выполнялось условие Sном>=Sнагр. То есть номинальная вторичная мощность ТТ должна быть больше расчетной вторичной нагрузки.

Вторичная нагрузка представляет собой сумму сопротивлений включенных последовательно приборов, реле, проводов и контактов умноженную на квадрат тока вторичной обмотки ТТ (5, 2 или 1А, в зависимости от типа).

Величину данного сопротивления можно определить теоретически, или же, если установка действующая, замерить сопротивление методом вольтметра-амперметра, или имеющимся омметром.

Сопротивление приборов (амперметров, вольтметров), реле (РТ-40 или современных), счетчиков можно выцепить из паспортов, которые поставляются с новым оборудованием, или же в интернете на сайте завода. Если в паспорте указано не сопротивление, а мощность, то на помощь придет известный факт — полное сопротивление реле равно потребляемой мощности деленной на квадрат тока, при котором задана мощность.

Схемы включения ТТ и формулы определения сопротивления по вторичке при различных видах КЗ

Не всегда приборы подключены последовательно и это может вызвать трудности при определении величины вторичной нагрузки. Ниже на рисунке приведены варианты подключения нескольких трансформаторов тока и значение Zнагр при разных видах коротких замыканий (1ф, 2ф, 3ф — однофазное, двухфазное, трехфазное).

Читайте так же:

Нужно ли перенастраивать счетчик

zр — сопротивление реле

rпер — переходное сопротивление контактов

rпр — сопротивление проводов определяется как длина отнесенная на произведение удельной проводимости и сечения провода. Удельная проводимость меди — 57, алюминия — 34,5.

Кроме вышеописанных существуют дополнительные требования для ТТ РЗА и цепей учета — проверка на соблюдение ПУЭ и ГОСТа.

Выбор ТТ для релейной защиты

Трансформаторы тока для цепей релейной защиты исполняются с классами точности 5Р и 10Р. Должно выполняться требование, что погрешность ТТ (токовая или полная) не должна превышать 10%. Для отдельных видов защит эти десять процентов должны обеспечиваться вплоть до максимальных токов короткого замыкания. В отдельных случаях погрешность может быть больше 10% и специальными мероприятиями необходимо обеспечить правильное срабатывание защит. Подробнее в ПУЭ вашего региона и справочниках. Эта тема имеет множество нюансов и уточнений. Требования ГОСТа приведены в таблице:

Хоть это и не самые высокие классы точности для нормальных режимов, но они и не должны быть такими, потому что РЗА работает в аварийных ситуациях, и задача релейки определить эту аварию (снижение напряжения, увеличение или уменьшение тока, частоты) и предотвратить — а для этого необходимо уметь измерить значение вне рабочего диапазона.

Выбор трансформаторов тока для цепей учета

К цепям учета подключаются трансформаторы тока класса не выше 0,5(S). Это обеспечивает бОльшую точность измерений. Однако, при возмущениях и авариях осциллограммы с цепей счетчиков могут показывать некорректные графики токов, напряжений (честное слово). Но это не страшно, так как эти аварии длятся недолго. Опаснее, если не соблюсти класс точности в цепях коммерческого учета, тогда за год набежит такая финансовая погрешность, что “мама не горюй”.

ТТ для учета могут иметь завышенные коэффициенты трансформации, но есть уточнение: при максимальной загрузке присоединения, вторичный ток трансформатора тока должен быть не менее 40% от максимального тока счетчика, а при минимальной — не менее 5%. Это требование п.1.5.17 ПУЭ7 допускается при завышенном коэффициенте трансформации. И уже на этом этапе можно запутаться, посчитав это требование как обязательное при проверке.

По требованиям же ГОСТ значение вторичной нагрузки для классов точности до единицы включительно должно находиться в диапазоне 25-100% от номинального значения.

Диапазоны по первичному и вторичному токам для разных классов точности должны соответствовать данным таблицы ниже:

Исходя из вышеописанного можно составить таблицу для выбора коэффициента ТТ по мощности. Однако, если с вторичкой требования почти везде 25-100, то по первичке проверка может быть от 1% первичного тока до пяти, плюс проверка погрешностей. Поэтому тут одной таблицей сыт не будешь.

Таблица предварительного выбора трансформатора тока по мощности и току

Пройдемся по столбцам: первый столбец это возможная полная мощность нагрузки в кВА (от 5 до 1000). Затем идут три столбца значений токов, соответствующих этим мощностям для трех классов напряжений — 0,4; 6,3; 10,5. И последние три столбца — это разброс возможных коэффициентов трансформаторов тока. Данные коэффициенты проверены по следующим условиям:

при 100%-ой нагрузке вторичный ток меньше 5А (ток счетчика) и больше 40% от 5А
при 25%-ой нагрузке вторичный ток больше 5% от 5А

Я рекомендую, если Вы расчетчик или студент, сделать свою табличку. А если Вы попали сюда случайно, то за Вас эти расчеты должны делать такие как мы — инженеры, электрики =)

К сведению тех, кто варится в теме. В последнее время заводы-изготовители предлагают следующую услугу: вы рассчитываете необходимые вам параметра тт, а они по этим параметрам создают модель и производят. Это выгодно, когда при выборе приходится варьировать коэффициент трансформации, длину проводов, что приводит и к удорожанию схемы и увеличению погрешностей. Некоторые изготовители даже пишут, что не сильно и дороже выходит, чем просто серийное производство, но выигрыш очевиден. Интересно, может кто сталкивался с подобным на практике.

Вот так выглядят основные моменты выбора трансформаторов тока. После выбора и монтажа, перед включением, наступает самый ответственный момент, а именно пусковые испытания и измерения.

Выбор номинальных параметров трансформаторов тока

Читайте так же:

Чем отличается поверка от проверки счетчиков

2.1 Проверка первичного тока на термическую стойкость производится по формуле:

iуд — ударный ток короткого замыкания

2.2 Проверка первичного тока на электродинамическую стойкость:

Для большей наглядности сведем данные для проверки первичного тока ТТ в небольшую табличку.

Схемы включения ТТ и формулы определения сопротивления по вторичке при различных видах КЗ

zр — сопротивление реле

rпер — переходное сопротивление контактов

Выбор ТТ для релейной защиты

Читайте так же:

Счетчик роста населения земли

Выбор трансформаторов тока для цепей учета

Таблица предварительного выбора трансформатора тока по мощности и току

при 100%-ой нагрузке вторичный ток меньше 5А (ток счетчика) и больше 40% от 5А
при 25%-ой нагрузке вторичный ток больше 5% от 5А

Навигация по записям

Аналогично рассчитывается безопасность рабочего персонала.

На практике же дифференциальные выключатели чаще ставят после приборов учета — ни у кого не нужно спрашивать разрешения на установку. В процессе движения по виткам первичной обмотки возникает магнитный поток, который улавливается магнитопроводом. Отвечу — только одним способом.

Вторичные цепи ТТ должны быть всегда нагружены, они работают в режиме близкому к короткому замыканию, при их разрыве теряется компенсирующее воздействие индукции тока вторичной обмотки, что приводит к разогреву магнитопровода.

Рассчитаны она на рабочую частоту 50Гц, номинальный вторичный ток 5 А. Если устройство рассчитано на прямой способ установки, то его запрещено применять совместно с трансформатором.

Схемы подключения счетчика через трансформаторы тока

Первичная обмотка включается последовательно в линейный провод, по которому проходит высокий ток, а ко вторичной обмотке подключается измерительный прибор. Определение таких токовых потоков осуществляется по номинальным значениям мощности и напряжения. После этого устанавливаем трансформаторы тока в прямом направлении, то есть чтобы силовой вывод Л1 был сверху, а Л2 — снизу. При выборе необходимо учитывать: Количество фаз в сети — трехфазные модели имеют 4 выхода, а однофазные только 2, поэтому схема подключения трехфазного трансформатора имеет ряд отличий; Тип трансформатора тока — повышающий или понижающий; Какой параметр тока необходим потребителю — для работы бытовой техники нужен постоянный ток, а в сети — переменный, и для его преобразования требуется подключение вторичной обмотки трансформатора тока через выпрямитель.

Разница между высокими и низкими значениями компенсируется с помощью специального коэффициента, определяющего окончательные показатели счетчика. Нюансы подключения счетчика через ТТ Для учета электроэнергии в трехфазных цепях применяются счетчики особой конструкции, регистрирующие ее расход по каждой из фаз.

Читайте так же:

Тарифы по воде для жильцов без счетчика

Разновидность устройств

Третий зажим соединяется с нулевым проводом. Не допускается подключение ТТ с разным коэффициентом трансформации на один счётчик. Схема подключения к трёхфазной цепи Подключение трехфазного счетчика через трансформаторы тока Существует несколько схем предназначенных для подключения счетчика через трансформаторы тока, вот самая распространённая из них Как видно, измерительный трансформатор имеет клеммы, которые обозначены Л1 и Л2. Схемы подключения счетчика через трансформаторы тока Для правильного учета электроэнергии с применением ТТ необходимо соблюдать полярность подключения их обмоток: начало и конец первичной имеют обозначение Л1 и Л2, вторичной — И1 и И2. Пару слов об измерительных трансформаторах Принцип действия состоит в том, что ток нагрузки фазы, протекая через первичную, последовательно включённую обмотку ТТ, благодаря электромагнитной индукции создаёт ток во вторичной цепи данного трансформатора, в которую включена токовая катушка обмотка электрического счётчика.

Принцип работы измерительных трансформаторов Принцип действия данных устройств довольно простой. К шине РЕ также подключается РЕ проводник с корпуса щита заземление щита. Функциональные возможности разных типов Основными недостатками индукционных приборов считаются низкая точность и слабая защита от мошенничества кражи электроэнергии. Напомню, что согласно ПУЭ, п. Таким образом, данная манипуляция и установленный трансформатор тока обеспечивает не только возможность измерять большие тока, но и способствуют безопасности проведения таких измерений.
Трёхфазный щит. Ошибки схемы.

Маркировка трехфазных счетчиков

Приводим информацию не потому, что читатели поленятся открыть ГОСТ 25372-95. Для выпускника специализированного ВУЗа приведенные обозначения могут показаться настоящей филькиной грамотой. Чего говорить про большинство людей. Кратко разберем способы формирования маркировки счетчиков энергии:

Во-первых, трехфазный счетчик, подключаемый через трансформатор тока, характеризуется особым знаком (но только не для приборов с первичным счетным механизмом). Рассматриваем подробно, именно данный класс устройств подпадает теме сегодняшнего обзора. Корпус трехфазного счетчика снабжен маркировкой двух взаимно пересекающихся кругов со схематичным отводами от каждого вверх, вниз. Из ГОСТ видим четыре вида: с вторичным счетным механизмом, смешанным счетным механизмом (переменными могут быть либо ток, либо напряжение), первичным счетным механизмом.

Расшифровка понятий дана, например, ГОСТ 6570-96. Документ утратил силу на территории РФ, оставив ценность емкого справочника, интересуемся только терминологией, остающейся незыблемой. Когда обсуждают первичный счетчик электрической энергии, подразумевается прибор, учитывающий коэффициенты трансформаторов тока. Показания снимают непосредственно, отдавать поставщику для оплаты. Если механизм измерения трехфазных счетчиков, подключаемых через трансформаторы тока, вторичный, придется взять калькулятор, заняться умножением на коэффициент. Размер цифры указан.

Природа родила трехфазные счетчики смешанного механизма регистрации показаний. Считается, что учитывается коэффициент трансформации одного параметра. Напряжение, либо ток. Показания прибора нужно корректировать вручную перед оплатой счетов. Теперь обсудим маркировку.

Главный щиток содержит коэффициент трансформации: наклонная или обычная дробь, учтенный производителем (настройщиком). Суммируя сказанное выше, для счетчика с вторичным механизмом регистрации здесь приводить, собственно, нечего. Возле значка двух кругов стоят одни номиналы напряжения, тока. Механизм измерения смешанный, присутствует переменный первичный ток – в числителе, знаменателе будет стоять напряжение. В противном случае все будет наоборот, но в быту встречается редко. У счетчика, снабженного первичным счетным механизмом, коэффициенты даны для тока, напряжения. Было сказано выше, в этом случае получаются готовые показания, сдаваемые для оплаты.

Следовательно, трехфазные счетчики электрического тока с вторичным механизмом измерения предпочтительны с точки зрения простоты использования. Как распознать на прилавке магазина (не заглядывая в паспорт), должно быть понятно. Сейчас обсудили основной щиток. Значок, сформированный кругами, украшает циферблат. На добавочном щитке показываются неучтенные коэффициенты трансформации, рядом приводятся коэффициенты для умножения показаний, получения нужных цифр. Поскольку у трехфазных счетчиков электрической энергии с первичным счетным механизмом все учтено, приборы в этом плане чисты. Добавочный щиток способен отсутствовать, не содержит информации.

Понижающие трансформаторы

Для отдельных приборов, используемых в быту, напряжение в 220В является излишним – для их подключения рекомендуется использовать понижающие трансформаторы (220 на 15 вольт или 220 на 10 вольт).

К преимуществам использования данных мини-трансформаторов для дома можно отнести:

защита от поражения электрическим током и возникновения возгорания (особенно актуально в банях, ванных комнатах и прочих помещения, обладающих повышенной влажностью);
экономия потребления электроэнергии (низковольтные осветительные приборы потребляют в разы меньше энергии, чем обычные);
продление срока службы приборов.

Зарядные устройства для телефонов, ноутбуков и прочих гаджетов уже имеют встроенные трансформаторы, а вот при монтаже низковольтного освещения с использованием светодиодных и галогенных ламп, требуется самостоятельная установка устройств для понижения напряжения.

Итак, купить трансформатор для частного дома или дачи не составит трудностей, если внимательно изучить виды и предназначение различных типов устройств. Правильный выбор поможет обеспечить наличие требуемых для работы приборов мощностей без риска выхода техники из строя.

Читайте так же:

Xc70 2012 как обнулить счетчик то

Установка многовиткового измерителя

Трехфазные электросчетчики ставят в многопроводных сетях с использованием преобразователя тока. Такие измерительные приборы называют трансформаторными счетчиками, т. к. они работают совместно. Преобразователи применяют при косвенном включении в сеть с большой мощностью, первичная обмотка заменена электрическим проводом. Прибор контролирует заряд электричества при движении электронов по вторичной обмотке, которое возникает на основе электромагнитной индукции.

Десятипроводная схема

Используется десятипроводная система включения с изоляцией мощных силовых цепей, которая обеспечивается трансформаторами. Гальваническая развязка применяется в промышленных или бытовых условиях и гарантирует безопасность эксплуатации оборудования. Недостатком такой схемы является большое число кабелей.

Схема подключения происходит в последовательности:

клемма 1 — на вход фазы (А);
зажим 2 — на вход измерительного контура фазного прибора (А);
контакт 3 — на выход измерительного привода (А);
зажим 4 — входная клемма фазы (В)
клемма 5 — вход измерительного контура фазы (В);
контакт 6 — выход фазы (В);
зажим 7 — вход фазы (С);
контакт 8 — вход контура измерения фазы.

Трансформаторы подсоединяются с помощью контактов Л1 и Л2 к разрыву линии. Если одновитковые приборы работают только с напряжением 220 В, то многостержневые измеряют расход электроэнергии в цепях с мощностью 380 В.

Преимущества трехфазного счетчика по сравнению с однофазным устройством:

позволяет экономить электричество ночью (около 50%);
погрешность при измерении составляет 2−2,5%;
предусмотрено автоматическое сохранение и анализ показателей в журнале событий;
можно экспортировать показания по сети на расстояние, для этого есть встроенный электросиловой модем.

Из недостатков отмечается требование опыта установки электрооборудования и большие габариты устройства.

Трудность возникает в том, что при подключении однофазного прибора учета существует одна принципиальная система. А перед подсоединением трансформатора тока к трехфазному счетчику требуется выбрать одно исполнение среди подобных схем.

Другие системы подсоединения

Упрощенной схемой считается подключение по типу конфигурации звезды. При этом облегчается установка измерителя, т. к. используется меньше внешних проводов, что происходит из-за сложной конструкции внутренней системы подсоединения. В строении трансформатора есть магнитопровод, содержащий в составе 3 стержня. На каждом из них предусмотрены первичная и вторичная обмотки. Первичная находится под высоким напряжением, а со вторичного контура электричество с низким напряжением поступает к пользователям.

Концы каждой намотки объединяются вместе, а потребительские фазы выходят из начал витков. Из соединения концов выводится нейтраль (ноль), применяемая в качестве уравнителя нагрузки, чтобы исключить скачки мощности в сети. Образуется трехфазная 4-проводная схема, часто используемая для воздушных электромагистралей.

Получается два типа напряжения: линейное и фазное. Напряжение первого вида превосходит фазное в √3 раз, поэтому, умножив 220 В на √3, получаем линейную мощность сети 380 В. Фазный ток равен линейному, они одинаково проходят обмотки.

При соединении обмоток по способу треугольника фазы объединяются по схеме:

конец А — с началом В;
конец В — с началом С;
конец С — с началом А.

Обмотки объединены последовательно. Такой способ используется для линий с симметричной нагрузкой, где не предусмотрено изменение в зависимости от фазы. Фазное и линейное напряжение одинаковы по значению, а линейный ток превосходит фазный в √3 раз.

Для выбора схемы соединения учитывается, что при подключении по типу звезды создается два вида напряжения, а схема треугольника позволяет использовать только 380 В.

Выходы вторичных контуров подсоединяются, и устраивается заземление, но в сопровождающих документах на счетчик (паспортах) такое требование не всегда озвучивается. Если комиссия по приемке оборудования в эксплуатацию будет настаивать на снятии заземляющего кабеля, то шлейф придется удалить. Монтаж электрооборудования проводят только в соответствии с разработанным проектом производства работ.

Совмещенные схемы в магистралях используют редко из-за больших погрешностей в измерениях и трудностей при выявлении пробоев на обмотках трехфазного трансформатора. В цепях с изолированным нейтральным проводом используется схема с подсоединением двух измерительных трансформаторов (по типу неполной звезды). Такое включение чувствительно реагирует на обрыв фазного кабеля.

Вторичные контуры всегда нагружаются, их работа проходит в режиме, близком по характеристикам к короткому замыканию. Разрыв вторичной цепи вызывает потерю компенсирующего действия электромагнитной индукции от тока, проходящего по вторичным виткам. Такие неполадки ведут к нагреванию магнитопровода сверх нормы.

Трехфазный трансформатор выбирается с учетом коэффициента преобразования по нормам ПУЭ1.5.17. Определено, что ток во вторичном контуре при подключении максимальной нагрузки не должен падать ниже 40% от показателей номинального тока измерительного прибора. Правильное распределение контактов и чередование фазных зажимов А, В и С контролируется фазометром.

голоса

Рейтинг статьи