Как подключить трехфазный счетчик через трансформатор тока — схема

Как подключить трехфазный счетчик через трансформатор тока — схема

Оплата потребляемой электроэнергии осуществляется на основе показаний электрических счетчиков. Установка приборов обязательна для всех пользователей и помещений, использующих соответствующий ресурс. Существует несколько вариантов и моделей, которые различаются типам соединений и уровню предельной нагрузки. Подключение трансформаторов тока к трехфазному счетчику осуществляется разными способами – выбор схемы зависит от помещения и напряжения.

Особенности конструкции и принцип работы

Принцип работы трансформаторов тока основан на использовании закона электромагнитной индукции.

Прибор состоит из следующих элементов:

  • первичной и вторичной обмоток;
  • замкнутого сердечника (магнитопровода).

Принцип работы трансформатора

Обмотки накручены вокруг сердечника, изолированно от него и друг от друга. Иногда первичная обмотка может заменяться медной или алюминиевой шиной. Трансформация величины электрического тока происходит за счёт разницы количества витков первичной и вторичной обмоток. В большинстве случаев устройство предназначено для снижения показателя тока, поэтому вторичная обмотка выполняется с меньшим количеством витков, нежели первичная.

Электроток подаётся на первичную обмотку при последовательном подключении. В результате на катушке формируется магнитный поток и наводится электродвижущая сила, вызывающая возникновение тока на выходной катушке.

К выходной обмотке подключают потребляющий прибор, в зависимости от целей, для которых используется устройство.

Некоторые устройства выполняются с несколькими выходными катушками, что позволяет путём переключения изменять величину трансформации электрического тока. В целях безопасности, для обеспечения защиты при пробое изоляции, выходной контур заземляется.

Соединение трансформаторов тока в фильтр токов нулевой последовательности

На рис. 2.4.12. можно изучить схему соединения трансформаторов тока в фильтр токов нулевой последовательности. Только во время однофазных или двуфазных КЗ на землю появляется ток в реле. Эту схему можно применять во время защиты от КЗ на землю. КЗ IN=0 при двухфазных и трехфазных нагрузках. Но часто ток небаланса Iнб появляется из–за погрешности трансформаторов тока в реле.

Правила установки трансформаторов тока.

В зависимости от характера реализуемой релейной защиты бывают нескольких видов.

  • Соединение вторичных обмоток ТТ в полную звезду применяется для защиты от однофазных и многофазных КЗ (Рис. 5). Допустим в первичной обмотке проходит ток, направленный от начала к концу. Тогда во вторичных обмотках проходят токи обратного направления. В нормальных условиях этот ток не достаточен для срабатывания токовых реле КА1-КА3. Ток, проходящий через реле КА0, определяется как геометрическая сумма токов I2A, I2Bи I2Cи равен нулю. При трехфазном КЗ в условиях симметричного замыкания всех фаз срабатывание реле КА0 также не происходит, реле в каждой фазе вызывает отключение. При двухфазном КЗ ток протекает только через две поврежденные фазы (в неповрежденной фазе тока нет). В идеальном случае при полностью идентичных ТТ ток в реле КА0 равен нулю. При замыкании на землю ток протекает через поврежденную фазу и «нулевое» реле КА0. Рис. 5
  • Схема включения в неполную звезду применяется, в основном для защиты от межфазных КЗ в линиях с заземленной нейтралью (Рис. 6).При трехфазном коротком замыкании, через обратный провод также проходит ток. При двухфазном КЗ срабатывают, в зависимости от поврежденных фаз одно или два реле. Если произошло замыкание на землю в фазе B, срабатывание какого-либо реле не происходит. Таким образом соединение ТТ в неполной звезде обеспечивает гарантированную защиту только от многофазных КЗ. В связи с этим схема неполной звезды применяется для маломощных сетей, когда имеются другие, дублирующие виды защиты. Рис. 6
  • Смешанное соединение – в полную звезду на вторичной обмотке и соединение треугольником на первичных обмотках ТТ (Рис. 7) применяется в дифференциальной защите трансформаторов при таком же соединении его обмоток. Рис. 7
  • Работа на КЗ при смешанном соединении аналогична другим схемам. Рис. 8
  • В релейной защите от межфазных КЗ применяется встречное соединение вторичных обмоток ТТ (Рис. 8). Ток, проходящий через обмотку КА равен геометрической сумме токов обмоток трансформаторов тока. Данная схема реагирует на все виды коротких замыканий, кроме замыканий на землю. Применяется для реализации защиты трансформаторов на первичных обмотках. Рис. 9
  • Для защиты от одно- и двухфазных замыканий на землю применяют схему, где первичный обмотки ТТ соединены в так называемый фильтр нулевой последовательности (рис. 9).

Трансформаторы тока впервые появились в схемах релейной автоматики, когда основным коммутационным элементом были обычные электромеханические реле. Однако, в современных условиях, для цифровых схем управления, ТТ также широко применяются в виду их простоты конструкции и легкости установки.

Пишите комментарии,дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Соединение обмоток реле и трансформаторов тока

Принцип воздействия токового трансформатора не имеет существенных отличий от подобных характеристик стандартного силового прибора. Особенностью первичной трансформаторной обмотки является последовательное включение в измеряемую электрическую цепь. Кроме всего прочего, обязательно присутствует замыкание на вторичную обмотку на разные, подключенные друг за другом приборы.

В полную звезду

В условиях стандартного симметричного уровня токового протекания, трансформатор устанавливается на всех фазах. В этом случае вторичная трансформаторная и релейная обмотка объединяются в звезду, а связка их нулевых точек выполняется посредством одной жилы «ноль», а зажимы на обмотках подсоединяются.

Соединение трансформаторов тока и обмоток реле в полную звезду

Таким образом, трехфазное короткое замыкание характеризуется протеканием токов в обратном кабеле в условиях двух реле. Для двухфазного короткого замыкания, протекание тока отмечается в единственном или сразу в паре реле, согласно фазовому повреждению.

В неполную звезду

Особенностью двухфазной двухрелейной схемы подсоединения с образованием неполной звезды. К достоинствам такой схемы можно отнести реагирование на любой вид короткого замыкания, кроме земли фазы, а также вероятность применения данной схемы на междуфазных защитах.

Соединение трансформаторов тока и обмоток реле в неполную звезду

Таким образом, в условиях различных типов короткого замыкания, токовые величины в реле, а также уровень его чувствительности, будут разнообразными.

Недостаток подсоединения в неполную звезду представлен слишком низким коэффициентом чувствительности, по сравнению со схемой полной звезды.

Проверка трансформатора на работоспособность требуется, если имеются подозрения на его неисправность. Как проверить трансформатор мультиметром – инструкцию вы найдете в статье.

Как правильно установить заземление на даче, расскажем тут.

Как правильно выбрать провод заземления и какие марки наиболее популярны, читайте далее.

Схема полной звезды ТТ

В схеме полной звезды (рис. 1, а) в реле проходят вторичные токи измерительных трансформаторов, поэтому коэффициент схемы kcx=1.

Защита может срабатывать при любом виде КЗ. Эта схема применяется обычно в сетях с глухозаземленной нейтралью, в которых могут возникать не только междуфазные, но и однофазные КЗ, сопровождающиеся протеканием тока в одной фазе. В сетях с изолированной (компенсированной) нейтралью (6-35 кВ) схема, как правило, не применяется, так как в этих сетях могут возникать лишь междуфазные КЗ, для фиксации которых достаточно иметь трансформаторы тока в двух фазах. Схема относительно дорогая, так как требует трех ТТ и трех реле тока.

Читайте также  Резак для пенопласта

Подключение счетчика через трансформаторы

Общие требования

Схемы подключения счетчиков через трансформаторы можно разделить на две группы: полукосвенного и косвенного включения.

При схеме полукосвенного включения, счетчик включается в сеть только через трансформаторы тока (ТТ). Такая схема, как правило, применяется для средних и крупных предприятий которые питаются от сети 0,4кВ и имеют присоединенную нагрузку свыше 100 Ампер.

При схеме косвенного включения, счетчик включается в сеть через трансформаторы тока (ТТ) и трансформаторы напряжения (ТН). Такие схемы применяются, как правило, для крупных предприятий имеющих на своем балансе трансформаторные подстанции и другое высоковольтное оборудование которое питается от сети выше 1кВ.

Счетчик трансформаторного включения имеет 10 либо 11 выводов:

Как видно на картинке выше выводы №1, 3, 4, 6, 7 и 9 используются для подключения токовых цепей (от трансформаторов тока), а выводы №2, 5, и 8 — для подключения цепей напряжения (от трансформаторов напряжения — при косвенной схеме включения либо напрямую от сети — при полукосвенном включении). 10 вывод, как и 11 (при его наличии), служит для подключения нулевого проводника к счетчику.

В соответствии с п. 1.5.16. ПУЭ класс точности трансформаторов тока и напряжения для присоединения расчетных счетчиков электроэнергии должен быть не более 0,5.

Кроме того в соответствии с п.1.5.23. ПУЭ цепи учета (цепи от трансформаторов до счетчика) следует выводить на самостоятельные сборки зажимов или секции в общем ряду зажимов. При отсутствии сборок с зажимами необходимо устанавливать испытательные блоки. При этом токовые цепи должны выполняться сечением не менее 2,5 мм 2 по меди и не менее 4 мм 2 по алюминию (п.3.4.4 ПУЭ), а сечение и длина проводов и кабелей в цепях напряжения счетчиков должны выбираться такими, чтобы потери напряжения в этих цепях составляли не более 0,25% номинального напряжения (п. 1.5.19. ПУЭ). (Как правило цепи напряжения выполняются тем же сечением, что и токовые цепи)

Как было написано выше цепи учета необходимо выводить на сборки зажимов или испытательные блоки, так что же представляет из себя испытательный блок?

Испытательный блок или испытательная коробка представляет из себя сборку зажимов предназначенных для подключения электросчетчика и обеспечивающих возможность удобного и безопасного проведения работ со счетчиком:

ВАЖНО! Винты для закорачивания первых выводов токовых цепей обязательно должны быть вкручены при семипроводной схеме подключения и выкручены при десятипроводной схеме.

Перемычки для закорачивания токовых цепей должны быть замкнуты только на время монтажа и проведения других работ со счетчиком, в рабочем положении перемычки должны быть разомкнуты!

Подключения счетчика через трансформаторы тока

Как уже было написано выше при напряжении сети 0,4 кВ (380 Вольт) и нагрузках свыше 100 Ампер применяются схемы полукосвенного включения счетчика, при которой цепи напряжения подключаются к счетчику напрямую, а токовые цепи подключаются через трансформаторы тока:

Примечание: Расчет трансформатора тока можно произвести с помощью нашего онлайн калькулятора.

Существуют следующие схемы подключения счетчиков через трансформаторы: десятипроводные, семипроводные и с совмещенными цепями (может использоваться только при полукосвенном включении). Разберем каждую из схем в отдельности:

2.1 Десятипроводная схема

Принципиальная десятипроводная схема подключения счетчика через трансформаторы тока:

Фактически десятипроводная схема будет иметь следующий вид:

Преимущества десятипроводной схемы:

  1. Удобство проведения работ со счетчиком. Отсутствует необходимость отключения электроустановки при замене электросчетчика, а так же при выполнении с ним других работ.
  2. Безопасность. Токовые цепи заземлены, что исключает возможность появления на выводах вторичных цепей опасного потенциала. Испытательная коробка позволяет безопасно отключить цепи напряжения.
  3. Высокая надежность. Учет по каждой фазе собирается независимо друг от друга. В случае нарушения цепей учета по одной из фаз работа учета на других фазах не нарушается.

Недостатки десятипроводной схемы:

  1. Большой расход проводника, для сборки вторичных цепей учета.

2.2 Семипроводная схема

Принципиальная семипроводная схема подключения электросчетчика через трансформаторы тока:

Фактически семипроводная схема будет иметь следующий вид:

Примечание: Обратите внимание в принципиальной схеме закорочены и заземлены выводы «И2» трансформаторов тока, в то время как в фактической семипроводной схеме закорочены и заземлены выводы «И1». Для правильной работы схемы учета не имеет значения какую группу выводов заземлять (И1 или И2), главное что бы заземлены они были только с одной стороны, поэтому оба варианта схем верны.

Преимущества семипроводной схемы:

  1. Удобство проведения работ со счетчиком. Отсутствует необходимость отключения электроустановки при замене электросчетчика, а так же при выполнении с ним других работ.
  2. Безопасность. Токовые цепи заземлены, что исключает возможность появления на выводах вторичных цепей опасного потенциала. Испытательная коробка позволяет безопасно отключить цепи напряжения.
  3. Экономия проводника, для сборки вторичных цепей учета за счет объединения вторичных токовых цепей.

Недостатки семипроводной схемы:

  1. Низкая надежность. В случае нарушения совмещенной токовой цепи электроэнергия не учитывается ни по одной из фаз.

2.3 Схема с совмещенными цепями

Принципиальная схема подключения электросчетчика через трансформаторы тока с совмещенными цепями.

При данной схеме цепи напряжения объединяются с токовыми цепями путем установки перемычек на трансформаторах от контакта Л1 к контакту Л2.

Фактически схема с совмещенными цепями будет иметь следующий вид:

Схема с совмещенными цепями не соответствует требованиям действующих правил и в настоящее время не применяется, однако она все еще встречается в старых электроустановках.

3. Подключение счетчика через трансформаторы тока и напряжения

В случае необходимости организации учета электрической энергии в сети выше 1000 Вольт применяется схема косвенного включения счетчика при которой токовые цепи подключаются к счетчику через трансформаторы тока, а цепи напряжения подключаются через трансформаторы напряжения:

Была ли Вам полезна данная статья? Или может быть у Вас остались вопросы? Пишите в комментариях!

Не нашли на сайте статьи на интересующую Вас тему касающуюся электрики? Напишите нам здесь. Мы обязательно Вам ответим.

Как и любое иное электрооборудование, токовые трансформаторы сопряжены с определенными требованиями, которые предъявляются к ним:

  • номинальное напряжение должно находиться в широком диапазоне;
  • величина номинального тока, зависящего от первичной обмотки;
  • вторичный ток, проходящий через вторичную обмотку;
  • величина вторичной нагрузки, характеризующее сопротивление внешней второй цепи.

Все эти данные отражаются в паспорте устройства либо в виде приложенной таблицы.

Трансформаторы тока выпускаются в различных исполнениях в зависимости от назначения и условий эксплуатации

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.

Читайте также  Устройство карбюратора китайской бензопилы

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

Чем отличаются принципиальная и фактическая семипроводная схема
у принципиальной выводы И2 закорочены и заземлены у фактической выводы И1 закорочены и заземлены

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.