Трехфазный счетчик потребителей электроэнергии на 380 Вт

Трехфазный счетчик потребителей электроэнергии на 380 Вт

Уже в конце XIX века исследователи разных стран изучили возможности использования электричества и разработали различные системы эффективной передачи электрической энергии. Задачи, которые стояли тогда перед учеными, были успешно решены внедрением трехфазной электрической сети. Примерно в это же время и был изобретен трехфазный счетчик, предназначенный для учета и тарификации потребления электрической энергии.

Принцип работы

Мощность Р равняется произведению напряжения U на силу тока I, Р=U*I. Принцип учёта потребляемых энергоносителей можно рассмотреть на примере однофазного классического счётчика. В нём две катушки, одна включённая последовательно (амперная), другая параллельно (вольтовая), создают индукционные вихревые токи в алюминиевом диске, электромагнитное взаимодействие заставляет его вращаться, и передавать это вращение на счётный механизм.

В этом устройстве реализовано умножение U*I. В наше время такие счётчики устарели, и им на замену пришли электронные, которые более точны и надёжны. В трёхфазном счётчике, в каждой отдельной фазе происходят измерения потребляемой мощности, которые суммируются в общем показателе.

Льготный тариф

Благодаря появлению электронных приборов учёта электроэнергии, появилась возможность создания двухтарифного счётчика. Известно, что ночью электропотребление намного ниже, чем в пиковые моменты. Это справедливо, как для отдельного пользователя, так и для масштабов энергосистемы государства.

Соответственно, выработка электроэнергии должна быть разной в различное время суток. Это достигается путём увеличения — снижения мощности тепловых электростанций, на что требуются дополнительные затраты труда специалистов и перерасход топлива. Поэтому государство стимулирует более ровное потребление электроэнергии на протяжении суток.

Последовательность фаз

Ввод от ЛЭП осуществляется, как правило цветным маркированным кабелем. Каждый цвет должен соответствовать фазе: А, В, С, или L1, L2, L3. Важно, чтобы трёхфазный счётчик был правильно подключён, фазы должны располагаться именно в таком порядке. Фазировку определяют специальным прибором — фазоуказателем.

Фазоуказатель

При неправильном подключении электронный счётчик будет выдавать ошибку, и придётся поменять два проводника местами. Поскольку, процесс подключения следует осуществлять только при снятом напряжении, электрику нужно заранее знать фазировку на линии ЛЭП.

Установка и подключение

Установку электросчётчика производят в специальном электрощите, в котором предусмотрены монтажные отверстия для крепления электроприбора. В случае монтажа снаружи здания, счётчик устанавливается в герметичный электротехнический бокс.

Подводящий кабель от ЛЭП должен быть цельным и заходить или прямо в счётчик, или через предварительный защитный автомат. В этом случае используется электрощит, в котором отсек с автоматом и счётчиком отдельно закрывается и пломбируется.

Самостоятельные электротехнические работы стоит делать лишь согласно проекта, с разрешения соответствующих служб, иначе могут не подписать документов и не допустить оборудование к эксплуатации.

Принципиальная схема

Существует несколько типов включения:

• прямого (непосредственного);
• косвенного;
• полукосвенного.

Для бытовых нужд и подключений мощности менее 60 кВт, используется только прямое, непосредственное включение.

О том, как подключить трехфазный счетчик становится понятно после изучения схемы подключения данного устройства, которая всегда имеется на самом приборе, и в паспорте устройства. Из чертежа видно, как в счётчик входят и выходят три фазы: А, В, С и нейтраль N — нулевой провод, всего восемь контактов.

Обмотки трехфазного электросчетчика

Входные клеммы подсоединяются к вводному кабелю, соответственно фазным проводникам и нулю:

• №1-А1;
• №3-В1;
• №5-С1;
• №7-к входящему нулевому поводу N.

Выходные контакты подключаются к выходному автомату (нагрузке):

• №2-А3;
• №4-В3;
• №6-С3;
• №-8 — ноль.

У некоторых счётчиков, таких как старые индукционные, может быть иная схема включения, нужно предварительно внимательно её изучить.

Наглядная схема подключения трехфазного счетчика

Практическая реализация

Провода от счётчика к автоматам должны быть медными, изолированными, типа ВВГ, не менее 6 мм²площади поперечного сечения. Проводник выгнуть (радиус изгиба не менее десяти диаметров провода) в нужных местах под прямым углом, подведя к соответствующим клеммам, отрезать необходимую длину. Окончания проводника аккуратно, не повредив металл, зачистить от изоляции на длину, не меньше и не больше вхождения провода в контактное гнездо.

Данную процедуру совершить с каждым проводом, их лучше выбрать отдельных цветов для каждой фазы. Подключить соответствующие клеммы подготовленными проводами, хорошо затягивая клеммные группы контактов, чтобы не было подгорания.

На счётчике могут присутствовать несколько затягивающих болтов в каждой клемме, начинать затяжку с самого верхнего. Также нельзя перетягивать данные зажимы, чтобы не сломать их в процессе монтажа, применять разумное усилие, проверяя надёжность крепления провода рукой.

Нужно следить, чтобы провода заходили до конца в гнездо, иногда требуется предварительно открутить зажимные болты. Провода не должны обвисать, не быть натянутыми. Автоматы крепятся на специальную дин рейку.

Подключить и опломбировать

Подключение лучше осуществлять по такому алгоритму — от входного автомата фазу А на клемму счётчика №1, её выход №2 подключить проводом такого же цвета к выходному автомату. Данную последовательность повторить для каждой фазы.

Подключение ноля осуществляется также — к счётчику на контакт №7 от нулевой клеммы или болта на корпусе (в зависимости от проекта и местных нормативов), выход ноля из счётчика от контакта №8 к нулевой шине или нулевому контакту четырёх полюсного автомата.

Следует так изгибать проводники, чтобы они не соприкасались — такая мера повысит надёжность всего подключения.

Все работы нужно выполнять в соответствии с правилами техники безопасности, пользоваться подходящими инструментами, чтобы не повредить кабель, клеммы и зажимные болты. Пломбирование счётчика официальными лицами завершает весь процесс установки.

Нулевой провод должен быть заземлён перед входом в счётчик, то есть подключён к заземлённому металлическому электрощиту, или заземлённой нулевой клемме, для предотвращения выхода из строя счётчика и электрооборудования при перекосе фаз, когда на подстанции отгорает ноль и на нём появляется напряжение, и вся нагрузка от соседей ложится на это заземление. На этом аспекте обязательно нужно заострить внимание при согласовании проекта с представителями поставщика электроэнергии.

Также нужно помнить, что в домашних сетях с третьим заземляющим проводом РЕ, категорически не допускается его подключение к входящей нейтрали, только к отдельному заземляющему контуру.

Некоторые электросчётчики могут сами отсылать параметры энергопотребления в службу учёта, без потребности вручную снимать показатели. Возможность такой услуги и соответствующую марку устройства уточнять на месте проживания.

Виды трехфазных приборов учета

Трехфазные электросчетчики могут различаться как по способу подключения к сети, так и по тарификации. Сначала имеет смысл разобраться с включением прибора учета — оно может быть как прямым, так и косвенным, причем как одно, так и другое может производиться по трех- или четырехпроводной системе, т.е. с использованием нулевой жилы.

Трехфазный электросчетчик косвенного или трансформаторного подключения прямого контакта с токопроводящими жилами не имеет. На шины крепятся трансформаторы тока, которые и «передают» информацию на прибор учета. Подобная схема включения используется в сетях с более высокой нагрузкой и силой тока.

Счетчики прямого включения подразумевают непосредственное прохождение тока к потребителю через устройство — это более распространенный вариант подсоединения, используемый в частном доме и некоторых квартирах. При подобной схеме монтажа сила тока не должна превышать 100 А.

Что касается тарификации, то, наверное, ни для кого не секрет, что электроэнергия в ночное время стоит дешевле. А потому многие из тех, кто пользуется ей, в основном, по ночам, устанавливают двухтарифные трехфазные счетчики. Подобные приборы имеют возможность автоматического переключения и считают отдельно потраченную электроэнергию в промежутках с 7 до 23 часов и с 23 до 7. Естественно, выходит немалая экономия на оплате подобной коммунальной услуги.

Подключаются двухтарифные трехфазные счетчики электроэнергии точно так же, как и обычный — никаких принципиальных различий в монтаже нет.

Основное различие между приборами учета электроэнергии состоит в том, к какому виду он относится — аналоговый (его так же называют индукционным) или электронный.

Аналоговые индукционные счетчики

Принцип действия этих приборов учета аналогичен аналоговому однофазному счетчику. Электроэнергия, протекая через токовую катушку, создает электромагнитное поле вихревого тока, которое воздействует на алюминиевый диск, заставляя вращаться. Вращение, посредством червячной передачи, проходит на механический счетчик, который и фиксирует расход.

Естественно, чем выше нагрузка на токовую катушку, тем быстрее будет происходить отсчет кВт/ч. В настоящее время повсеместно идет замена аналоговых приборов учета на электронные трехфазные счетчики электроэнергии как обладающие большей точностью и меньшей погрешностью в расчетах. Также причиной подобного замещения стало и то, что индукционные счетчики невозможно использовать в качестве двухтарифных, равно как и при автоматическом снятии с них показаний.

Электронные приборы

Схема подключения трехфазного счетчика подобного вида обусловлена работой аналого-цифрового преобразователя (АЦП), который выдает импульсы на микросхему в соответствии с частотным графиком. Ниже, на схематическом изображении показан принцип работы такого электросчетчика.

Сама же микросхема запоминает все данные, при этом имеет возможность вывода на дисплей как моментальных показателей, так и полученных за определенное время, в зависимости от сложности и стоимости прибора учета.

Конечно, у электронных счетчиков, помимо несомненных преимуществ, таких как высокий класс точности, возможности двухтарифного или автоматического учета и широкого диапазона рабочих температур, есть и свои недостатки. К ним можно отнести отсутствие защиты от помех. Также подобные счетчики не ремонтируются и очень «не любят» скачков напряжения.

Но все же повсеместный переход на электронные приборы учета взамен аналоговых показал их преимущество перед индукционными устройствами.

4. Измерение электроэнергии

Выбор приборов. Учет электроэнергии в сетях переменного тока производится с помощью счетчика индукционной системы. Индукционные счетчики выпускаются в однофазном и трехфазном исполнении, причем последние бывают двух модификаций — для трехи четырехпроводной сети.

Измерение расхода активной и реактивной энергии в трехфазной сети может в принципе производиться счетчиками одного и того же типа при включении их по соответствующим схемам.

Чтобы исключить возможность неправильного подключения счетчика и обеспечить правильный учет расхода активной и реактивной энергии, промышленностью выпускаются специальные счетчики активной и реактивной энергии.

Для измерения в трехфазных сетях активной энергии применяются счетчики типов СА3, СА4, СА4У; реактивной энергии — СР3, СР4, СР4У. Цифра 3 в обозначении типа счетчика указывает, что он предназначен для трехпроводной сети, 4 — для четырехпроводной.

Счетчики типов СА4У, СР4У — универсальные, выполняются для включения только с измерительными трансформаторами. Концы обмоток тока и напряжения этих счетчиков выведены на отдельные изолированные друг от друга зажимы. Благодаря этому имеется возможность включать токовые цепи счетчиков активной и реактивной энергии на общие трансформаторы тока.

Остальные типы трехфазных счетчиков Ч трансформаторного и непосредственного (прямого) включения.

Для учета энергии в цепях однофазного тока используются счетчики типа СО. Счетчики активной энергии выпускаются классов точности 1,0; 2,0; 2,5; счетчики реактивной энергии — классов точности 2,0; 2,5; 4,0.

Погрешности измерений электроэнергии, требования к измерительным трансформаторам. При непосредственном включении счетчика в сеть погрешность измерения расхода электроэнергии определяется классом точности самого счетчика. Включение счетчика через измерительные трансформаторы вносит дополнительную погрешность, и точность измерений уменьшается.

Для учета электроэнергии применяются трансформаторы тока класса 0,2; 0,5; 1. Обеспечить необходимую точность измерений можно при условии, что сопротивление токовых катушек всех счетчиков и соединительных проводов, включенных во вторичную цепь, не превышает допустимую номинальную нагрузку трансформаторов тока.

Для ориентировочных расчетов следует принимать сопротивление токовой катушки счетчика равным 0,05 Ом, а сопротивление соединительных проводов — 0,2 Ом.

Рассчитанные из этих соображений наименьшие допустимые сечения соединительных проводов указанных цепей приведены в таблице.

Таблица 4.1. Наименьшие допустимые сечения проводов от трансформаторов тока к счетчикам