какие устройства можно подключать к трансформаторам тока совместно со счетчиками
ПУЭ 7. Правила устройства электроустановок. Издание 7
Раздел 1. Общие правила
Глава 1.5. Учет электроэнергии
Учет с применением измерительных трансформаторов
1.5.16. Класс точности трансформаторов тока и напряжения для присоединения расчетных счетчиков электроэнергии должен быть не более 0,5. Допускается использование трансформаторов напряжения класса точности 1,0 для включения расчетных счетчиков класса точности 2,0. ¶
Для присоединения счетчиков технического учета допускается использование трансформаторов тока класса точности 1,0, а также встроенных трансформаторов тока класса точности ниже 1,0, если для получения класса точности 1,0 требуется установка дополнительных комплектов трансформаторов тока. ¶
Трансформаторы напряжения, используемые для присоединения счетчиков технического учета, могут иметь класс точности ниже 1,0. ¶
1.5.17. Допускается применение трансформаторов тока с завышенным коэффициентом трансформации (по условиям электродинамической и термической стойкости или защиты шин), если при максимальной нагрузке присоединения ток во вторичной обмотке трансформатора тока будет составлять не менее 40% номинального тока счетчика, а при минимальной рабочей нагрузке не менее 5%. ¶
1.5.18. Присоединение токовых обмоток счетчиков к вторичным обмоткам трансформаторов тока следует проводить, как правило, отдельно от цепей защиты и совместно с электроизмерительными приборами. ¶
Допускается производить совместное присоединение токовых цепей, если раздельное их присоединение требует установки дополнительных трансформаторов тока, а совместное присоединение не приводит к снижению класса точности и надежности цепей трансформаторов тока, служащих для учета, и обеспечивает необходимые характеристики устройств релейной защиты. ¶
Использование промежуточных трансформаторов тока для включения расчетных счетчиков запрещается (исключение см. в 1.5.21). ¶
1.5.19. Нагрузка вторичных обмоток измерительных трансформаторов, к которым присоединяются счетчики, не должна превышать номинальных значений. ¶
Сечение и длина проводов и кабелей в цепях напряжения расчетных счетчиков должны выбираться такими, чтобы потери напряжения в этих цепях составляли не более 0,25% номинального напряжения при питании от трансформаторов напряжения класса точности 0,5 и не более 0,5% при питании от трансформаторов напряжения класса точности 1,0. Для обеспечения этого требования допускается применение отдельных кабелей от трансформаторов напряжения до счетчиков. ¶
Потери напряжения от трансформаторов напряжения до счетчиков технического учета должны составлять не более 1,5% номинального напряжения. ¶
1.5.20. Для присоединения расчетных счетчиков на линиях электропередачи 110 кВ и выше допускается установка дополнительных трансформаторов тока (при отсутствии вторичных обмоток для присоединения счетчиков, для обеспечения работы счетчика в требуемом классе точности, по условиям нагрузки на вторичные обмотки и т. п.). См. также 1.5.18. ¶
1.5.21. Для обходных выключателей 110 и 220 кВ со встроенными трансформаторами тока допускается снижение класса точности этих трансформаторов тока на одну ступень по отношению к указанному в 1.5.16. ¶
Для обходного выключателя 110 кВ и шиносоединительного (междусекционного) выключателя 110 кВ, используемого в качестве обходного, с отдельно стоящими трансформаторами тока (имеющими не более трех вторичных обмоток) допускается включение токовых цепей счетчика совместно с цепями защиты при использовании промежуточных трансформаторов тока класса точности не более 0,5; при этом допускается снижение класса точности трансформаторов тока на одну ступень. ¶
Такое же включение счетчиков и снижение класса точности трансформаторов тока допускается для шиносоединительного (междусекционного) выключателя на напряжение 220 кВ, используемого в качестве обходного, с отдельно стоящими трансформаторами тока и на напряжение 110-220 кВ со встроенными трансформаторами тока. ¶
1.5.22. Для питания цепей счетчиков могут применяться как однофазные, так и трехфазные трансформаторы напряжения, в том числе четерех- и пятистержневые, применяемые для контроля изоляции. ¶
1.5.23. Цепи учета следует выводить на самостоятельные сборки зажимов или секции в общем ряду зажимов. При отсутствии сборок с зажимами необходимо устанавливать испытательные блоки. ¶
Зажимы должны обеспечивать закорачивание вторичных цепей трансформаторов тока, отключение токовых цепей счетчика и цепей напряжения в каждой фазе счетчиков при их замене или проверке, а также включение образцового счетчика без отсоединения проводов и кабелей. ¶
Конструкция сборок и коробок зажимов расчетных счетчиков должна обеспечивать возможность их пломбирования. ¶
1.5.24. Трансформаторы напряжения, используемые только для учета и защищенные на стороне высшего напряжения предохранителями, должны иметь контроль целости предохранителей. ¶
1.5.25. При нескольких системах шин и присоединении каждого трансформатора напряжения только к своей системе шин должно быть предусмотрено устройство для переключения цепей счетчиков каждого присоединения на трансформаторы напряжения соответствующих систем шин. ¶
1.5.26. На подстанциях потребителей конструкция решеток и дверей камер, в которых установлены предохранители на стороне высшего напряжения трансформаторов напряжения, используемых для расчетного учета, должна обеспечивать возможность их пломбирования.¶
Рукоятки приводов разъединителей трансформаторов напряжения, используемых для расчетного учета, должны иметь приспособления для их пломбирования.¶
Трансформаторы тока для работы с электросчетчиками
Современные потребности в электроэнергии настолько высоки, что приборы учета могут не выдерживать силу тока, необходимую для подключенного объекта. Разделение точек потребления на отдельные линии не всегда возможно, да и учитывать потребление энергии разными приборами для одного объекта нецелесообразно: расчет оплаты может быть неточным. Чтобы устранить этот дисбаланс, применяются трансформаторы тока для электросчетчиков.
Устройства работают по обычному принципу трансформатора: закону электромагнитной индукции.
Схема типового подключения счетчика с трансформаторами тока изображена на иллюстрации (данный рисунок не является инструкцией по монтажу, может использоваться лишь как учебное пособие).
Важное отличие измерительного трансформатора тока от обычного силового
Независимо от сопротивления потребителя (это может быть подключение к электросчетчику, защитному устройству, и прочему) сила тока остается неизменной и зависит только от нагрузки на первичную обмотку.
При размыкании вторичной обмотки трансформатора тока во время работы силовой линии, напряжение на контактах достигнет огромного значения (по закону Ома стремится к бесконечности). В результате могут выйти из строя полупроводниковые приборы измерения. Кроме того, есть риск повреждения изоляции обмотки трансформатора, и поражения персонала электротоком. Поэтому, при отключении счетчика от трансформаторов тока, вторичная обмотка обязательно замыкается накоротко с помощью перемычки «К» (на иллюстрации).
Важно: Для обеспечения безопасности операторов и защиты оборудования, один из контактов вторичной обмотки заземляется («N» на иллюстрации).
Таким подсоединением уравнивается потенциал вторичной обмотки и земли. Работа с приборами учета и контроля становится безопасной для персонала.
Конструктивное исполнение прибора оптимизировано для соединения со счетчиками, поэтому случайное использование трансформатора тока в иных целях исключено.
Можно сказать, что трансформатор тока для счетчика работает по принципу вала отбора мощности на двигателе. Только его использование не несет потери для основной линии электроснабжения.
Для чего нужны трансформаторы тока
Для счетчиков энергии и других измерительных приборов, подключение к высоковольтной линии чревато усложнением конструкции (соответственно, стоимость прибора может вырасти в разы). Аналогичная ситуация с иными контрольными приспособлениями и устройствами обеспечения безопасности. Необходимо обеспечить развязку между высоковольтной линией и параметрами, приемлемыми для работы. Исходя из этого, назначение трансформатора тока следующее:
Мы рассмотрим основную задачу прибора: подключение счетчика через трансформаторы тока. Поскольку однофазные системы работают без высоких потенциалов напряжения, трансформаторы тока чаще всего обеспечивают работу трехфазного счетчика.
Начнем с классификации
Как и любой электроприбор, подобрать трансформатор можно по параметрам и установочным характеристикам:
Важно: При подключении 3 фазного счетчика через трансформаторы тока, параметры всех приборов должны быть идентичными.
Разобравшись, как выбрать трансформатор тока по способу установки, научимся производить расчет
С учетом параметров электрических счетчиков, и значения напряжения на линии, выбираем коэффициент трансформации. Он должен обеспечивать максимальную точность измерения трехфазного счетчика, при соблюдении мер безопасности.
Согласно требованиям ПУЭ (правил устройства электроустановок), необходимо оставлять запас коэффициента трансформации на превышение допустимой нагрузки. При максимальной нагрузке на линии, ток во вторичной обмотке не должен быть ниже 40 % от номинального тока счетчика. Соответственно при минимальной нагрузке этот показатель составит 5 %.
Существует целая подборка справочной литературы по этому вопросу, наиболее популярной является типовая таблица:
Зная расчетные параметры силовой линии и возможного потребления тока, можно рассчитать коэффициент трансформации.
Перед вводом в эксплуатацию, обычно производится испытательный монтаж на тестовую колодку. Моделируются рабочие условия эксплуатации объекта, при соблюдении мер безопасности испытываются аварийные режимы.
Важно: Подобные испытания следует проводить только под надзором инженеров по безопасности энергоснабжающей компании.
После проведения тестовых измерений на дублирующих счетчиках, проводится окончательный расчет коэффициента преобразования. Затем составляется акт переноса показаний на счетчики с учетом параметров трансформатора.
Если параметры работы устраивают потребителя и поставщика электроэнергии, производится окончательный монтаж трансформаторов и трехфазного счетчика. Типовая электросхема на иллюстрации:
Пример реального расчета коэффициента трансформации
Мы знаем, что для обеспечения завышенного коэффициента трансформации, необходимо обеспечить следующее условие:
Условия задачи: расчетный ток в режиме нормальной загрузки оборудования составляет 240 А. Устанавливаем параметры аварийного режима: коэффициент 1.2. Значит, сила тока при перегрузке равна 288 А. Номинальная сила тока счетчика составляет 5 А.
Важно: Перегрузкой считается сила тока, при которой еще не срабатывает защитное устройство отключения электропитания.
По рекомендациям энергетиков, или в соответствии со справочными таблицами, выбираем трансформатор тока с коэффициентом трансформации 300/5.
Вторичный ток превышает 10 % от номинальной силы тока счетчика: 1 А > 0.5 А. При таких расчетах видно, что трансформатор тока для подключения конкретного счетчика подобран верно.
Класс точности и погрешность
Для обеспечения правильности учета показаний потребления электроэнергии, регламентирующими нормативами установлены следующие классы точности для токовых трансформаторов:
Условия считаются выполненными, если реальная нагрузка на вторичную обмотку трансформатора не превышает номинально установленную нагрузку для данного класса точности.
Кроме того, параметры прибора должны обеспечивать токовую и угловую погрешность. Для нормальной работы устройств защиты и точного снятия показаний, токовая погрешность не должна превышать 10 %, а угловая 7°.
Результат построения векторной диаграммы токов на иллюстрации:
Iµ=I1+I2, остальные параметры и обозначения взяты из школьного курса физики. Проведя тестовые измерения, можно убедиться в соответствии (не соответствии) собранной схемы требованиям ГОСТ и ПУЭ.
Видео по теме
Подключение счетчика через трансформаторы
Общие требования
Схемы подключения счетчиков через измерительные 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:
Недостатки десятипроводной схемы:
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:
Недостатки семипроводной схемы:
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 И1.
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.
Читайте так же:
27 комментариев
Принципиальные схемы правильные. Фактические просто бред. В десятипроводной попутаны и1 и и2. В семипроводной на нулевую клемму счетчика подключен вместо нуля общий заземленный провод. И даже если снять перемычки и1 и и2 все равно попутаны. Автор сколько начинающих электриков вы кинули со своими бредовыми фактическими схемами. Ни одна из схем не соответсвует ПУЭ и не позволяет подключить образцовый счетчик. Поищите в нете правильные схемы а потом публикуйтесь ведь люди вам могли и поверить.
Юрий, вы не правы. Схемы правильные. Вы вообще на практике сталкивались с тем о чем говорите? Я раньше работал электромонтером в энергоснабжающей организации и лично собирал данные схемы, в настоящий момент работаю тамже в должности инспектора и по долгу службы проверяю схемы с помощью вольтамперфазометра и образцового счетчика. И принципиальные, и фактические схемы составлены правильно и легко позволяют проводить проверку учета любым из перечисленных мной способов и полностью соответствуют требованиям действующих правил.
Поэтому с удовольствием послушал бы какие именно пункты ПУЭ нарушают данные схемы, не могли бы вы уточнить? И по поводу общего заземляющего провода, то же правила почитайте и куда в РУ-0,4 подключается PEN проводник.
Анатолий, Вы приводите вверху принципиальную правильную схему и потом на фактической собираете ее не правильно. Останавлюсь на семипроводной. На принципиальной объединены и заземлены выводы И2 ТТ и подключены на нагрузочные входы счетчика 3,6,9-правильно. На фактической:
1. Установленные подвижные перемычки закорачивают вторичные обмотки ТТ (при вкрученных винтах в перемычку с обратной стороны ИКК). Счетчик будет стоять.
2. При снятии подвижных перемычек выводы ТТ И2 будут подключены на генераторные входы счетчика 1,4,7. Если по простому счетчик пойдет в обратную сторону.
3. То что в конце концов и защитный заземляющий и нулевой проводники объединены не отменяет необходимости проложить до 10 клеммы именно нулевой провод. Смотрите свою же принципиальную схему.
4. ПУЭ 1.5.23. Цепи учета следует выводить на самостоятельные сборки зажимов или секции в общем ряду зажимов. При отсутствии сборок с зажимами необходимо устанавливать испытательные блоки.
Зажимы должны обеспечивать закорачивание вторичных цепей трансформаторов тока, отключение токовых цепей счетчика и цепей напряжения в каждой фазе счетчиков при их замене или проверке, а также включение образцового счетчика без отсоединения проводов и кабелей.
Ваша схема не позволяет подключить образцовый прибор без отключения проводов.
5. Да и вообще сравните пожалуйста свою принципиальную схему со своей же фактической!
6. Правильных схем в нете полно.
P.S. Анатолий от ИКК до счетчика у Вас три токовых провода лишние. Тянется один общий и перемычки на счетчике. Еще раз смотрите принципиальную схему.
Юрий, Вам необходимо вспомнить теорию. Как протекает электрический ток в цепи? Он протекает по замкнутому контуру. Соответственно не имеет значения какой из выводов вторичной обмотки тт заземлять, и1 или и2.
1. Закоротки в испытательном блоке закорачивают выводы тт только на время проведения работ со счетчиком (например его замена) т.к. тт должны работать в режиме короткого замыкания иначе тт могут выйти из строя о чем, кстати, и идет речь в приведенном Вами пункте ПУЭ. При работе счетчика данные закоротки размыкаются.
2. В семипроводной фактической схеме на тт закорочены и1 общий провод от них идет на закорачивающую шину икк где опять разделяются и идут до счетчика. Разделение сделано на икк потому что этот вариант надежнее по сравнению с установкой перемычек в счетчике, поэтому некоторые энергоснабжающие организации и вовсе стали запрещать ставить перемычки в счетчике. Разница между принципиальной схемой и фактической только точка заземления и1 или и2.
Нулевой провод можно провести еще один, но это будет не ужный дополнительный расход проводника, т.к. заземление тт выполняется pen проводником.
В целом схема полностью соответствует приведенному Вами пункту ПУЭ.
Я все же считаю, что при эксплуатации любого изделия, в том числе и КИП следует руководствоваться эксплуатационными документами. По ЭД КИП она подключается по семипроводной системе. Поворотные перемычки токовых цепей предназначены для возможности размыкания токовых цепей счетчика, что требует и ПУЭ. А для закорачивания токовых цепей предназначена шина на нижней стороне КИП. В десятипроводной системе конструктивные элементы КИП используются не по назначению, предусмотренному производителем.
«По ЭД КИП она подключается по семипроводной системе.» Ну в данной статье нет конкретных указаний о том какую из предложенных схем использовать, здесь просто приведены варианты схем для ознакомления. Вы считаете, что использовать необходимо семипроводную схему, а я в свое время проработал 5 лет в одной из энергоснабжающих организаций, так вот эта организация прямо в технических условиях на подключение указывала, что подключение средств расчетного учета должно быть выполнено по десятипроводной схеме, соответственно семипроводные схемы не принимались, средства расчетного учета не пломбировались пока такие схемы не переделывались на десятипроводные. Правильно ли это или нет — мнения могут быть разные, но однозначно требования энергоснабжающих организаций по средствам расчетного учета должны выполняться. Что касается требований ПУЭ, то и десятипроводная и семипроводная схемы представленные в данной статье полностью им отвечают.
«А для закорачивания токовых цепей предназначена шина на нижней стороне КИП» Дайте угадаю — Вам никогда не приходилось эксплуатировать счетчики подключенные через испытательные блоки (ИБ), верно?)
Данные схемы составлены с учетом удобства эксплуатации. Поворотные перемычки, как и должны, служат для закорачивания вторичных выводов ИТТ, что бы можно было производить работы со счетчиком связанные с размыканием токовых цепей (например замена счетчика). Такие же схемы как Вы описываете, где для закорачивания токовых цепей используется шина на нижней стороне КИП действительно встречаются и применяются, но уважением со стороны людей эксплуатирующих такие схемы, мягко говоря, не пользуются, т.к. в этом случае для проведения работ в измерительных цепях при себе постоянно нужно иметь минимум три специальных винта, либо их надо оставлять где-то возле ИБ и они ВСЕГДА теряются, но даже если у тебя есть с собой эти три заветных винтика их необходимо вкрутить в находящийся под напряжением ИБ, т.е. как то насадить их на отвертку и попасть в соответствующее отверстие на ИБ, одно не осторожное движение и они слетают, особенно здорово когда работаешь в подстанции и они улетают под ячейки, в кабельные каналы и т.д. я уже не говорю о том, что вкручивание этих винтов — это работа под напряжением которая должна выполняться в электроизолирующих перчатках, а это просто «ОЧЕНЬ удобно», в эти прекрасные моменты специалист выполняющий данную работу вспоминает добрым словом и человека собравшего данную схему, и его родителей, и его бабушек с дедушками и так до седьмого колена, в конце желая ему больше никогда не размножаться)
Полностью согласен с Дмитрием! Кстати в энергоснпбжающей организации в которой я работаю так же запрещена установка перемычек в счетчике.