Схемы включения трехфазных счетчиков в электроустановках напряжением 380/220 в
В трехфазных четырехпроводных сетях напряжением 380/220 В для измерений электрической энергии применяют счетчики прямого (непосредственного) включения. Их называют прямоточными. Кроме того, используют счетчики, подключаемые в сеть через ТТ. Их называют универсальными или трансформаторными.
Счетчики прямого включения рассчитаны на номинальные токи 5, 10, 20, 50, 100А. Подключение токовой цепи этих счетчиков осуществляется последовательно с сетевыми проводниками и обязательным соблюдением полярности (рис. 14).
Измеряемая энергия равна разности показаний счетного механизма за расчетный (учетный) период: ΔW = ПК - ПН = ΔП.
Рис. 14. Схема включения прямоточного счетчика типа СЭТ4-1
Подключение с обратной полярностью одной из токовых цепей счетчика приводит к значительному недоучету электроэнергии. Обязательно соблюдение прямого порядка чередования фаз напряжений на колодке зажимов счетчика. Изменение порядка чередования фаз напряжений на колодке зажимов счетчика осуществляется переменой мест подключения соответственно двух проводов одного элемента с двумя проводниками другого элемента.
Рис. 15. Схема включения трехэлементного счетчика типа СА4У-И672М в четырехпроводную сеть с раздельными цепями тока и напряжения (а) и векторная диаграмма (б). Прямой порядок чередования фаз обязателен
На рис. 15 изображены схема включения трансформаторного счетчика (а) и векторная диаграмма (б), которая соответствует индуктивному характеру нагрузки в случае фазового сдвига, равного 30°. Схема включения выполнена десятипроводной. Токовые цепи счетчика гальванически не связаны с цепями напряжения, а разделены. Измеряемая электроэнергия равна разности показаний счетного механизма, умноженной на коэффициент трансформации:
W = (ПК - ПН)КI = ΔПКI.
Подключение каждого из трех измерительных элементов счетчика требует обязательного соблюдения полярности подключения токовых цепей и соответствия их своему напряжению. Обратная полярность включения первичной обмотки ТТ или его вторичной обмотки вызывает отрицательный вращающий момент, действующий на диск счетчика. Схема обеспечивает нормируемую погрешность измерений. Подключение нулевого провода обязательно. Наиболее часто встречающиеся повреждения в схеме:
ослабление или окисление зажимных контактов на ТТ;
обрыв (внутренний излом) фазных проводов напряжения вторичных цепей;
пробой ТТ.
При необходимости изменения порядка чередования фаз три провода с одного элемента на колодке зажимов счетчика меняются местами с соответствующими тремя проводами другого элемента.
Рис. 16. Схема включения трехэлементного счетчика типа СА4У-И672М в четырехпроводную сеть с совмещенными цепями тока и напряжения.
Часто применяется семипроводная схема включения (рис. 16). В этой схеме выполнено объединение цепей тока и напряжения. Совмещение цепей тока и напряжения выполняется установкой перемычек на счетчике и на ТТ. Схема имеет следующие недостатки:под напряжением находятся токовые цепи счетчика;
пробой ТТ длительное время не выявляется;
установка перемычек И2-Л2 на ТТ, и 1 - 2 на счетчике вызывает дополнительную погрешность измерений.
Прямой порядок чередования фаз обязателен: Л1 – И1 - перемычки, установленные на ТТ; 1 - 2; 4 - 5;7 - 8 - перемычки, установленные на счетчике
Рис. 17. Схема включения трехэлементного счетчика типа СА4У-И672М в четырехпроводной сети в «звезду». Прямой порядок чередования фаз обязателен
В электроустановках напряжением 380/220 В также применяется схема включения счетчиков, изображенная на рис. 17.
На этой схеме концы вторичных обмоток ТТ И2 объединены и соединены с концами токовых цепей счетчика в одной точке. Не допускается подключение токовых цепей счетчика и вторичных обмоток ТТ на корпус электроустановки в разных местах.
Измеряемая электроэнергия W = ΔПКI.
Рис. 18. Схема включения трехэлементного счетчика типа СА4У-И672М в четырехпроводную сеть с испытательной коробкой
Наиболее универсальной является схема включения счетчиков с испытательной коробкой (рис. 18). Испытательная коробка позволяет, не отключая нагрузки, произвести замену счетчиков и проверку схемы включения.
Рис. 19. Схема включения счетчиков для измерений активной и реактивной энергии в сети напряжением 380/220 В
Для измерений активной и реактивной энергии применяется схема включения счетчиков, изображенная на рис. 19.
Схемы включения счетчика реактивной энергии типа СР4У-И673 и счетчика активной энергии не отличаются друг от друга. Токовые цепи этих счетчиков соединяются последовательно. Цепи напряжения счетчиков подключаются параллельно. Отличие счетчика реактивной энергии от счетчика активной энергии - в схеме внутренних соединений. За счет схемы внутренних соединений катушек, рассчитанных на напряжение 380 В, выполняется дополнительный 90°-ный фазовый сдвиг между магнитными потоками.
Проверка схем включения счетчиков с помощью испытательной коробки. Согласно требованиям ПУЭ (п. 1.5.23), предусматривается установка испытательной коробки для проверки и замены счетчиков электроэнергии.
Проверка схемы включения счетчика выполняется под напряжением бригадой в составе двух человек. В качестве основного защитного средства применяют отвертку с изолированной рукояткой и стержнем. В качестве дополнительного защитного средства используют резиновый коврик или диэлектрические галоши. Проверка выполняется при наличии нагрузки.
Порядок проверки:
1) снимается пломба и крышка испытательной коробки;
2) проверяется наличие трех фаз напряжения как между фазами, так и между фазой и нулевым проводом;
3) проверяется отсутствие напряжения на токовых цепях. Наличие напряжения на токовых цепях указывает на повреждение ТТ;
4) с помощью отвертки перемычками на испытательной коробке закорачиваются токовые цепи. При этом должно наблюдаться замедление вращения диска счетчика;
5) ослабляются винты контактных перемычек цепей напряжения, создается видимый разрыв и снимается напряжение со счетчика.
Проверка схемы включения индукционных счетчиков осуществляется поочередно подачей напряжения и тока соответствующих фаз на измерительный элемент счетчика. Вращение диска в прямом направлении указывает на исправность ТТ, цепей учета и счетчика, но не дает полной уверенности в правильности схемы включения.
Активную мощность, Вт, и реактивную мощность, вар, измеряемые индукционным и электронным счетчиками с помощью секундомера, рассчитывают по формулам
где n - количество оборотов (импульсов), отсчитываемое за время t, с;
А - передаточное число счетчика, которое указано на его щитке.
Количество оборотов отсчитывают:
у индукционного счетчика - при прохождении метки на диске счетчика;
у электронного - по миганию (свечению) светодиодного индикатора телеметрического выхода (рис. 21).
Рис. 21. Один импульс светодиодного индикатора
СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫХ СЧЕТЧИКОВ В ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ НАПРЯЖЕНИЕМ ВЫШЕ 1000 В
В трехфазных трехпроводных сетях напряжением 6 - 10 кВ и выше для измерений электроэнергии применяют двухэлементные счетчики активной энергии типа СА3У-И670М, измерительные ТТ и трансформаторы напряжения (ТН), включенные по схеме, приведенной на рис. 22).
Рис. 22. Схема включения двухэлементного счетчика активной энергии и трехэлементного счетчика реактивной энергии в трехпроводую цепь с двумя измерительными ТТ и ТН. Прямой порядок чередования фаз ABC обязателен
В этом режиме при отсутствии напряжения UC, вследствие перегорания предохранителя ТН или повреждения вторичных цепей, диск счетчика будет вращаться в. обратную сторону, искажая результаты измерений.
Согласно типовой инструкции по учету электроэнергии [7] рекомендуется применять трехэлементные счетчики. Схема включения этих счетчиков (рис. 24) обеспечивает их работу в классе точности в различных режимах работы сети. Подключение заземленной фазы b на средний элемент счетчика обеспечивает возможность установки прямого порядка чередования фаз напряжений и проверки схемы включения.
Рис. 24. Схема включения трехэлементных счетчиков активной и реактивной энергии в четырехпроводную цепь с тремя ТТ и заземленной фазой b ТН. Прямой порядок чередования фаз ABC обязателен. (Цепи напряжения электронных счетчиков показаны условно)