Характеристики электросчетчика
К эксплуатационным показателям прибора Меркурий 230, полностью характеризующим его в качестве устройства учета, относят следующие возможности:
- Отображение на дисплее данных по потребленной электроэнергии для любого из предусмотренных режимов работы: ночного, дневного, льготного и т. п.
- Учет энергопотребления по одному из 4-х тарифных режимов с 16-ю зонами перекрытия по времени.
- Подсчет и регистрация токовых и частотных параметров.
- Контроль потребления через интерфейс (с центрального диспетчерского пункта).
- Сохранение в памяти устройства до 10-ти важнейших событий, а также моментов пропадания отдельных фаз, превышения ими допустимых значений, дат вскрытия и изменений тарифного режима.
Назначение трансформаторов тока простыми словами
Основная задача
Трансформатор тока (сокращенное общепринятое обозначение ТТ) создан для работы в электрических схемах как простой преобразователь, способный с высокой точностью пропорционально понижать токи высоких величин до номинальных вторичных значений без изменения частоты сигнала.
На его вход подается первичный переменный ток большой величины, а по выходной цепочке протекает уменьшенное, преобразованное значение нагрузки.
Этот процесс легко представить совмещенными графиками синусоид обоих токов с их отображением на простой векторной диаграмме единичной окружности.
Синусоида первичного тока I1, проходящего по силовым шинам, показана графиком с высокой амплитудой, которая может превышать, например, 100 или 200 ампер. Допустим, что она отстоит от начала координат на какой-то угол α.
Ее форма и величина станет преобразовываться в ТТ во вторичную величину I2 со значительно меньшей амплитудой, например, 1 или 5 ампер.
Графики синусоидальных гармоник легко упрощаются векторными выражениями, построенными на плоскости единичной окружности. Они облегчают понимание происходящих процессов, позволяют проще их анализировать.
Векторная диаграмма просто рисуется и наглядно показывает пропорции величин каждой составляющей и их направление.
Сейчас же сделаем простой вывод: в любой момент времени ti синусоида I2 повторяет форму сигнала I1 и отличается от нее строго на определенную величину, называемую коэффициентом трансформации Ктт.
Его так и записывают на шильдике корпуса: выражением отношения первичного тока, показанного на первом месте, ко вторичному, например, 200/5.
В принципе здесь используется та же технология и маркировка, что у обычного трансформатора напряжения, где вместо ампер показываются вольты.
Практическое применение
Трансформаторы тока создаются в качестве измерительных приборов, обладающих определенными метрологическими характеристиками. Они работают в цепях измерения и схемах защитных устройств.
Их оценивают классами точности по двум параметрам:
- Отклонению реальной амплитуды вторичного тока от расчетного значения, вычисленного по коэффициенту трансформации.
- Смещению по времени угла вторичной синусоиды ẟ относительно первичного сигнала.
Для сведения: в результате трансформации ТТ частота вторичного сигнала не меняется, остается прежней. Погрешности образуются только по углу ẟ и амплитуде, но они не существенны для измерений, осуществляемых в бытовой электропроводке.
Далее разбираемся с конструкцией и принципами работы.
Как правильно выбрать ТТ для релейной защиты
Чтобы правильно выбрать трансформаторы тока для различных блоков релейной защиты и автоматики, стоит обратить внимание на несколько важных параметров их выбора:
- Максимальное и номинальное значение напряжения в первичной обмотке трансформатора;
- Номинальное значение тока в первичной обмотке;
- Класс точности.
Последний параметр – для различных видов трансформаторов имеет различные значения, а для блоков релейной защиты и автоматики имеет приоритетное значение в связи с тем, что от него зависит точность выходного сигнала, другими словами, качество питания всего блока защиты и автоматики. Для более точной работы систем защиты и автоматики в распределительных сетях применяется использование трансформаторов с повышенным классом точности – 10 (Р). Подробное рассмотрение такого понятия, как класс точности в статье публикуется ниже.
Как выбрать трансформатор тока для счетчика: таблица и формулы
Расчет коэффициента спроса на щит будем выполняют в два этапа:
Однако, технически для этого в расчетной таблице DDECAD потребуется выполнить три шага:
2.1. Расчет коэффициента спроса сети освещения
Расчет коэффициента спроса для расчета питающей, распределительной сети и вводов в здания для рабочего освещения выполняются в соответствии с требованиям п.6.13 СП 31‑110‑2003 по Таблице 6.5.
Коэффициент спроса для расчета групповой сети рабочего освещения, распределительных и групповых сетей аварийного освещения принимают равным единице в соответствии с п.6.14 СП 31-110-2003.
2.2. Расчет коэффициента спроса розеточной сети
Расчет коэффициента спроса розеточной сети выполняют в соответствии с п.6.16 СП 31-110-2003 и Таблице 6.6. Получаем Кс роз. = 0,2.
Выбор трансформаторов тока для электросчетчика 0,4кВ | Проектирование электроснабжения Учет электроэнергии с потребляемым током более 100А выполняется счетчиками трансформаторного включения, которые подключаются к измеряемой нагрузке через измерительные трансформаторы. Спрашивайте, я на связи!
Как подключаются трансформаторы тока?
Для того, чтобы измерить электроэнергию с большой силой тока, вам понадобится:
- трёхфазный счётчик на 5 Ампер, например, Меркурий 230 АМ-03 ;
- трансформаторы тока на каждую фазу (три штуки) с током, превышающим наибольший ток, который вы измеряете;
- испытательная коробка , для соединения трансформаторов и счётчика.
Иногда бывает так, что подключать провод к шине трансформатора тока неудобно . В этом случае можно использовать трансформаторы вообще без шины — с отверстием в корпусе . Для измерения, через это отверстие пропускается провод , по которому течёт общий ток — каждой из трёх фаз.
Промокоды со скидками на светильники
Как измерить электроэнергию с током больше 100 Ампер? Всё, что вам нужно знать про трансформаторы тока! | Электрика для всех | Яндекс Дзен
Пусть электроустановка потребляет ток 140А (минимальная нагрузка 14А). Выберем измерительный трансформатор тока для счетчика.
Мнение эксперта
It-Technology, Cпециалист по электроэнергетике и электронике
Задавайте вопросы «Специалисту по модернизации систем энергогенерации»
Расчет трансформаторов тока 10 кВ. Все будет хорошо С целью учета электрической энергии, которая потребляется крупными объектами, включая жилые многоэтажные здания, используется специализированное оборудование, способствующее понижению показателей мощности напряжения, которое передаётся на контакты общедомового прибора учёта. Спрашивайте, я на связи!
Разновидности приборов учета электроэнергии
Счетчики являются многофункциональными устройствами для учета потребления, а также сохранения информации по потреблению электрической энергии. На сегодняшний день эксплуатируются три варианта приборов-счётчиков, предназначенных для учета расходуемой электрической энергии. К ним относятся индукционные, электронные и гибридные модели. Последний вариант наименее распространённый.
Механические или индукционные приборы учёта
Приборы такого типа состоят из двух катушек.
Первая катушка на напряжение ограничивает параметры переменного тока, преграждая помехи и образуя, в соответствии с напряжением, особый магнитный поток.
Вторая катушка на ток образует поток переменного типа.
К преимуществам механических моделей относятся высокая надежность и конструкционная простота, длительный эксплуатационный срок, независимости от перепадов напряжения и доступная стоимость. При выборе индукционных приборов нужно учитывать достаточно крупные габариты устройства.
Несмотря на широкое распространение, такое оборудование относится к устройствам малого класса точности и отличается повышенной энергоемкостью, а погрешности получаемых данных особенно хорошо заметны в условиях невысокой нагрузки на сеть.
Электронные приборы учёта
Модельный ряд электронных приборов отличается достаточно высокой стоимостью, которая вполне оправдана достойным качеством устройства, включая более высокий класс точности и способность функционировать в многотарифном режиме.
Принцип действия базируется на способе преобразования входных аналоговых сигналов в специальный цифровой код, расшифровываемый при помощи микроконтроллера.
Однофазный многофункциональный электронный счётчик электрической энергии DDS28U
Расшифрованные данные поступают на дисплей или так называемый оптический порт. Помимо высокой точности и многотарифной системы использования, к преимуществам можно отнести возможность ведения энергоучёта в двух направлениях, сохранение данных, возможность получения показаний в дистанционном режиме, а также долговечность и компактные размеры.
При выборе нужно учитывать основные недостатки таких моделей, которые представлены высокой чувствительностью к перепадам напряжения и отсутствием ремонтопригодности.
Гибридные приборы учёта
На сегодняшний день гибридные приборы учёта используются потребителями крайне редко. Такой промежуточный вариант счётчика электрической энергии имеет цифровой интерфейс, а измерительная часть устройства может быть представлена индукционным или электронным типом. Характерным является наличие механического вычислительного устройства.
Причины для установки токовых трансформаторов
Трансформатор тока РТП-58
Устройство предназначено для трансформации первичного значения тока до безопасного для сети. Трансформаторы также эксплуатируются с целью:
- разграничения низковольтной учетной аппаратуры и реле, подкинутых на вторичную обмотку, если в сети первичное высокое напряжение,
- повышения или понижения показателей напряжения,
- замера состояния электросети и параметров переменного тока,
- обеспечения безопасности ремонтных и диагностических работ,
- быстрой активации релейной защиты при коротких замыканиях,
- учета энергозатрат – с ними обычно совмещен электросчетчик.
Для измерения понадобится подключить ТТ в разрыв провода, а на вторичную отметку подсоединить вольтметр или амперметр, совмещенный с резистором.
Как выбрать трансформаторы тока для подключения расчетных счетчиков
Счетчики для выставления счетов за потребленную электроэнергию между коммунальной компанией и потребителями должны быть установлены на границе раздела сетей на основе баланса собственности и эксплуатационной ответственности между коммунальной компанией и потребителем. Количество счетчиков на объекте должно быть минимальным и обосновываться схемой электроснабжения, принятой для данного объекта, и действующими тарифами на электроэнергию для данного потребителя. Счетчики для арендаторов в жилых, общественных и других административно обособленных зданиях должны устанавливаться отдельно для каждого независимого потребителя (организации, домоуправления, цеха, магазина, мастерской, склада и т.д.).
Коэффициент трансформации трансформатора тока должен быть выбран в соответствии с подключаемой расчетной нагрузкой, с учетом аварийного режима работы установки. Трансформатор тока – это трансформатор тока, вторичный ток которого будет составлять менее 10% от номинального тока счетчика (номинальный ток счетчика составляет 5 A) при 25% номинальной подключенной нагрузки (в нормальном режиме работы).
В зависимости от величины сопротивления вторичной обмотки потребителя Z 2, Ом и нагрузки вторичной обмотки трансформатора тока S2, ВА, один и тот же трансформатор тока может работать в разных классах точности. Для обеспечения достаточной точности показаний приборов и работы защитных устройств, подключенных к трансформатору тока, значение Z2 не должно превышать номинальную нагрузку трансформатора тока.
Трансформаторы тока имеют погрешности тока ΔI и угловые погрешности δ . Текущая погрешность, выраженная в процентах, учитывается в показаниях всех приборов в соответствии с заданным коэффициентом:
где knom – номинальный коэффициент трансформации; I1 и I2 – первичный и вторичный токи трансформатора, соответственно.
Угловая погрешность определяется углом δ между векторами тока I1 и I2 и учитывается только в показаниях счетчиков и ваттметров.
Трансформаторы тока имеют следующие классы точности: 0,2; 0,5; 1; 3; 10, которым соответствуют текущие значения погрешности, п.е. Класс точности трансформаторов тока должен быть 0,5 для коммерческих счетчиков; 1 для электросчетчиков; 3 для реле токовой защиты; 0,2 для лабораторных приборов.
Пример выбора трансформаторов тока для подключения счетчика.
Номинальный ток фидера в нормальном режиме составляет 90 А, в аварийном режиме – 126 А.
Выберите трансформаторы тока с коэффициентом трансформации n t = 150/5 в зависимости от нагрузки в аварийном режиме.
Тест. При нагрузке 25% ток в первичной цепи составляет I1 = ( 90 x 25)/100 = 22,5 A.
Ток во вторичной цепи (с коэффициентом трансформации n t = 150 : 5 = 30) составит
I 2 = I1/nt = 22 , 5/30 = 0,75 A.
Трансформаторы тока выбраны правильно, поскольку I 2 > I n измерительного прибора, т.е. 0,75 > 0,5.
Проводники или кабели между трансформаторами тока и счетчиками должны иметь сечение не менее 2,5 мм2 меди и 4 мм2 алюминия. Максимальное сечение проводов и кабелей, которые могут быть подключены к клеммам счетчика, не должно превышать 10 мм2.
При выборе трансформаторов тока для счетчиков тока рекомендуется использовать данные ПУЭ (таблица “Выбор трансформаторов тока”). Для безопасного монтажа, проверки и замены счетчиков и трансформаторов тока в электроустановках с двумя питающими проводниками (вводами) и двумя распределительными сборками с коммутационными аппаратами для их соединения (секционные разъединители, СЗР и т.д.), разъединители должны быть установлены до приборов учета, установленных на вводе, а разъединители должны быть установлены после приборов учета для обеспечения отключения цепи от распределительной сборки.
При выборе подходящего коэффициента мощности необходимо учитывать следующие параметры: Потребляемая мощность измерительных приборов (при последовательном подключении . ), длина кабеля, сечение кабеля. Чем длиннее кабель и меньше его сечение, тем выше потери в питающем кабеле, т.е. номинальная мощность трансформатора должна иметь соответствующее значение.
Особенности выбора
В процессе выбора трансформатора тока необходимо руководствоваться базовыми параметрами:
- Номинал сетевого напряжения. Номинальный показатель должен превышать или быть равным рабочему напряжению.
- Ток первичной и вторичной обмотки. Первый показатель зависит от коэффициента трансформации, второй – зависит от того, какой счетчик.
- Коэффициент преобразования. Подбирается по нагрузке в аварийных случаях, но ПУЭ устанавливают необходимость монтажа устройств с коэффициентом, большим, чем номинальный.
- Класс точности. Зависит от целевого использования счетчика. На коммерческом предприятии оправданы приборы 0,5S, в частном доме – 1S.
Конструктивное исполнение определяется типом счетчика. Для моделей до 18 кВ подойдет однофазный или трехфазный аппарат. Если значение больше 18 кВ, используется трансформатор на одну фазу.
Подбор токового трансформатора для организации релейной защиты
Релейный токовый трансформатор отличается классом точности 10Р и 5Р. В ПУЭ установлено, что его погрешность не должна быть более 10 % по току и 7 градусов по углу. При превышении погрешности устанавливается дополнительное оборудование.
В нормальных условиях трансформаторное реле определяет тип поломки (низкое напряжение, повышенный/пониженный ток или частота). После измерения параметров и обнаружения отклонений активируется защита – сеть обесточивается.
Нюансы выбора устройств для цепи учета
К цепи учета для корректности замеров можно подключать приборы с классом точности не более 0,5(S). При наличии колебаний и аварий графики протекания тока и напряжения бывают некорректными. Несоблюдение класса точности может привести к завышению показателей счетчика.
В п. 1.5.17 ПУЭ установлено, что при завышенном коэффициенте трансформатор для цепи учета должен иметь вторичный ток:
- при максимальной нагрузке – не более 40 %;
- при минимальной нагрузке – не более 5 %;
- класс точности – от 25 до 100 % от номинала.
Таблица предварительного выбора трансформатора тока по мощности и току
Табличный подбор оборудования целесообразно производить после уточнения технических параметров аппарата. Если они известны, стоит выбрать ТТ по таблице, где указана мощность, нагрузка и трансформационный коэффициент.
| Максимальная мощность при расчете, кВА | Сеть 380 В | |
| Нагрузка, А | Коэффициент трансформации, А | |
| 10 | 16 | 20/5 |
| 15 | 23 | 30/5 |
| 20 | 30 | 30/5 |
| 25 | 38 | 40/5 |
| 35 | 53 | 50/5 или 75/5 |
| 40 | 61 | 75/5 |
| 50 | 77 | 75/5 или 100/5 |
Для сети с напряжением 1,5 кВ применяется аналогичная таблица.
| Максимальная мощность при расчете, кВА | Сеть 1,5 кВ | |
| Нагрузка, А | Коэффициент трансформации, А | |
| 100 | 6 | 10/5 |
| 160 | 9 | 10/5 |
| 180 | 10 | 10/5 или 15/5 |
| 240 | 13 | 15/5 |
Выбор измерительных трансформаторов напряжения
Методику и выбор измерительных трансформаторов напряжения производится по следующим условиям:
Например, для РУ-220 кВ:
1) По напряжению:
| 220 кВ==220 кВ |
| где — номинальное напряжение, кВ;
— рабочее напряжение распределительного устройства, кВ. |
2) По классу точности: берем 0,5.
Таблица
Выбор и проверка трансформаторов напряжения
| Наименование РУ | Тип ТН | Uн Uраб | Класс точности |
| РУ-220 | НКФ-220-II-У1 | 220220 | 0,5 |
| РУ-35 | ЗНОМ-35 | 3535 | 0,5 |
Выбор подвесных изоляторов
Гибкие шины открытых распределительных устройств подстанции обычно крепятся на гирляндах подвесных изоляторов.
Таблица
Выбор изоляторов
| Наименование РУ | Тип изолятора | Количество изоляторов |
| ОРУ-220 кВ | ПС-70 | 16 |
| ОРУ-35 кВ | ПС-70 | 3 |
Выбор измерительных трансформаторов тока
Выбор и проверку трансформаторов тока производим аналогично выбору и проверке выключателей, за исключением проверки по отключающей способности, а также выбираем ТТ по классу точности. Результаты выбора ТТ для всех присоединений подстанции приводим в таблице.
Таблица 3
Выбор трансформаторов тока
| Наименование РУ или присоединения | Тип трансформатора тока | Класс точности | Условие проверки | |||
| , кВ | , А | , кА | , | |||
| Вводы ВН трансформатора 220 кВ | ТФЗМ220Б-IV- У1 | 0,5 | 220220 | 500157,46 | 255,776 | 288,1211,44 |
| Вторичная обмотка трансформатора 35 кВ | ТФЗМ-35-Б-II-300/5-У1 | 0,5 | 35 35 | 300207,846 | 6312,072 | 67539,667 |
| Фидера 35 кВ | ТФЗМ-35-Б-II-300/5-У1 | 0,5 | 3535 | 300270,2 | 6312,072 | 67517,256 |
| Сборные шины РУ- 35 кВ | ТФЗМ-35-Б-II-200/5-У1 | 0,5 | 3535 | 200189,14 | 4212,072 | 330,7539,667 |
реализует современные устройства для распределения электроэнергии КРН(КРУН)-IV-10 на выгодных условиях. Доступная цена, гарантия на 2 года, оперативное исполнение заказа и доставка на объект.
Класс точности
Класс точности токового трансформатора прописан в ГОСТ 7746-2001 и зависит от его назначения, а также параметров первичного тока и вторичной нагрузки:
- В условиях малого сопротивления происходит почти полное шунтирование намагниченной ветви. Прибор работает с большой погрешностью.
- При повышении сопротивления также увеличивается погрешность. Причина – функционирование устройства на участке насыщения.
- При минимальном номинале первичного тока трансформатор работает в нижней части намагниченной кривой, при максимальном – на участке насыщения.
Точный подбор трансформатора по классу точности можно произвести на основе таблицы.
| Класс точности | Номинал первичного тока в % | Предел вторичной нагрузки в % |
| 0,1 | 5, 20, 100-200 | 25-100 |
| 0,2 | ||
| 0,2 S | 1,5, 20, 100, 120 | |
| 0,5 | 5, 20, 100, 120 | |
| 0,5 S | 1, 5, 20, 100, 120 | |
| 1 | 5, 20, 100-120 | |
| 3 | 50-120 | 50-100 |
| 5 | ||
| 10 |
Для устройств защиты класс точности также определяется по таблице.
| Класс точности | Предельная погрешность | Процент предельной вторичной нагрузки | ||
| тепловая | угловая | |||
| мин | ср | |||
| 5Р | ±1 | ±60 | ±1,8 | 5 |
| 10Р | ±3 | Норма отсутствует | 10 |
Как рассчитать диаметр провода для любой обмотки?
- Номинал сетевого напряжения. Номинальный показатель должен превышать или быть равным рабочему напряжению.
- Ток первичной и вторичной обмотки. Первый показатель зависит от коэффициента трансформации, второй – зависит от того, какой счетчик.
- Коэффициент преобразования. Подбирается по нагрузке в аварийных случаях, но ПУЭ устанавливают необходимость монтажа устройств с коэффициентом, большим, чем номинальный.
- Класс точности. Зависит от целевого использования счетчика. На коммерческом предприятии оправданы приборы 0,5S, в частном доме – 1S.
Полезные советы
Схемы для подключения
Принципы работы устройств
Главные понятия
Счетчики от Энергомера
Меры предосторожности
Лампы накаливания
Видеоинструкции для мастера
Проверка мультиметром
Надежность измерительных трансформаторов напряжения в сети с изолированной нейтралью
Простой измерительный аппарат предназначен для понижения номиналов напряжения, которое подается на измерители и защитные реле, подключенные к сети 6-10 кВ. Трансформатор исправно работает только в условиях заземления нейтрали.
При феррорезонансных реакциях (обрыв фазы ЛЭП, прикосновение ветвями, стекание капель росы по проводам, некорректная коммутация) существуют риски поломок трансформаторов напряжения. Частота сбоев составляет 17 и 25 Гц. В этих условиях через первичную обмотку протекает сверхток и она перегорает.
Если используется схема «Звезда-Звезда», в условиях повышения напряжения повышается индукция магнитопровода. Прибор перегорает. Предотвратить этот процесс можно при помощи:
- уменьшения показателей рабочей индукции;
- подключения в сети устройств, демпфирующих сопротивление;
- создания трехфазного устройства с общей магнитной пятистержневой системой;
- эксплуатации аппаратов, подключенный в сеть при размыкании треугольника;
- заземления нейтрали посредством реактора-токоограничителя.
Трансформаторы тока для электросчетчиков – характеристики и варианты подключения
При эксплуатации энергетических систем разного типа часто возникают ситуации, требующие осуществить перевод электрических величин в аналоги с определенными соотношениями.
Трансформаторы тока для электросчетчиков позволяют значительно расширить стандартные пределы измерений приборами учёта.
Номинальное напряжение трансформатора тока
Одним из основных параметров, относящихся к трансформаторам тока для электрических счётчиков, является уровень номинального напряжения, который указывается в паспорте на прибор. Номинальные значения напряжения варьируется от 0.66кВт до 1150кВт:
- 0,66 кВт;
- 6.0 кВт;
- 10 кВт;
- 15 кВт;
- 20 кВт;
- 24 кВт;
- 27 кВт;
- 35 кВт;
- 110 кВт;
- 150 кВт;
- 220 кВт;
- 330 кВт;
- 500 кВт;
- 750 кВт;
- 1150 кВт.
Номинальные значения уровня первичного тока на электрической цепи обозначают токовые показатели на первичной трансформаторной обмотке.
Параметры вторичного номинального тока — это стандартные показатели на обмотке вторичного типа. Определение таких токовых потоков осуществляется по номинальным значениям мощности и напряжения.
При этом первичный тип обмотки подключается к источнику электрической энергии, а замыкание вторичной обмотки приходится на устройства измерительного или защитного типа, с низкими показателями внутреннего сопротивления.
Действующие параметры номинального или линейного напряжения, в условиях которых сохраняется работоспособность измерительного токового трансформатора, обязательно указываются в сопроводительной документации и отражены в таблице для прибора.
Класс точности
При правильном выборе токового трансформаторного устройства у потребителя появляется реальная возможность подключать измерительные и защитные приборы к высоковольтным электрическим линиям. Уровень класса точности – одна из наиважнейших характеристик, указывающих на измерительную погрешность, которая не должна быть выше, чем параметры по нормативным документам.
Класс точности определяется несколькими основными факторами, включая погрешности по току и углу, а также показатели относительной полной погрешности. Первые два понятия всегда характеризуются током намагничивания.
Принцип работы трансформатора тока
В приборах промышленного назначения используется несколько классов точности:
В соответствии с действующим на сегодняшний день в нашей стране ГОСТом, класс точности должен быть ориентирован на токовые погрешности, поэтому для показателей в ±40′ предполагается класс 0.5, а для ±80′ – класс 1.0. Следует отметить, что классы 3.0 и 10Р по существующим правилам не нормируются.
Подключение трехфазного счетчика через трансформаторы тока
Широко распространённая схема подключения трехфазного счетчика через трансформаторы тока (ТТ) применяется в электрических сетях напряжением 380 Вольт (мощность более 60 кВт и ток до 100 Ампер). Этот способ принято называть косвенным подключением, которое позволяет измерять большие нагрузочные токи посредством приборов учёта, рассчитанных на малую мощность (структурная схема включения приведена ниже).
Косвенное включение счётчика через ТТ
Как видно из рисунка, этот метод существенно отличается от прямого включения, когда счётный прибор подключается непосредственно в фазные линии.
Воспользовавшись этим способом подсоединения трехфазного электросчетчика, удаётся снизить действующие в измерительных цепях токи до значений, определяемых коэффициентом передачи ТТ. Указанное пояснение позволяет понять, зачем применяется этот прибор (точнее для чего необходимо его включение в измерительную цепь).
Устройство и принцип работы измерительных трансформаторов
Классический трансформатор тока для счетчика представляет собой индуктивный преобразователь особой конструкции, в котором имеется две обмотки с различным количеством витков. Их число во вторичной однофазной катушке обычно меньше, чем в первичной обмотке.
Дополнительная информация. Применение трансформатора тока – один из способов снижения значений рабочих параметров с целью их измерения посредством обычных приборов.
При протекании тока в первичной обмотке ТТ, включенной последовательно в измеряемую линию, за счёт индуктивной связи во второй цепи начинает протекать нагрузочный фазовый ток меньшей величины. В эту же цепь включается токовая катушка бытового или промышленного трехфазного счѐтчика, рассчитанного на снятие текущих показаний расхода электроэнергии.
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.
Разновидности приборов учета электроэнергии
Все существующие сегодня счетчики, разделяют по принципу их действия, бывают трехфазные и однофазные. К сети их подключают не напрямую, между ними, в цепи, в большинстве случаев, присутствует трансформатор. Но возможно и прямое включение. Для сетей с напряжением до 380В, применяют приборы учета электроэнергии от 5 до 20А. Мы уже знаем, что коэффициент трансформации, это разница между напряжением на входе в трансформатор, и напряжением на его выходе.
На электросчётчик попадает чистая электроэнергия, имеющая постоянное значение. Сегодня прибегают к использованию двух основных разновидностей приборов учета. До середины девяностых годов прошлого века, монтировали в основном счетчики индукционного типа. Они продолжают работать и сегодня, но постепенно идет замена их на электронные счетчики (это утверждение касается и общедомового счетчика).
Счетчик индукционного типа имеет устаревшую конструкцию. В основе его работы, взаимодействие магнитных полей, продуцируемых в индуктивных катушках и диске, который в процессе вращения считывает расход электричества. Недостаток этих приборов состоит в том, что они не в состоянии обеспечить многотарифный учет. К тому же, нет возможности удаленной передачи данных.
В основе работы электронных счетчиков, лежат микросхемы, они напрямую преобразуют считываемые сигналы. В этих устройствах нет вращающихся частей, что значительно повышает их надежность и долговечность службы. Проще говоря, коэффициент трансформации счетчика, оказывает прямое влияние на точность выдаваемых им данных.
Раньше, показатели точности составляли 2.5, но приборы учета, используемые сегодня, имеют класс точности, на уровне 2.0. Такие высокие данные точности, имеет именно оборудование электронного типа. Сегодня повсеместно устанавливают только электронные счетчики, которые уверенно вытесняют индукционные.
Главное преимущество, технологически продвинутого оборудования, состоит в том, что они являются многотарифными. Такое обстоятельство позволяет не только учитывать суточный уровень потребления электроэнергии, но также и в соответствии с порой года. Смена тарифов контролируется автоматикой и производится автономно, не требуя вмешательства человека.
По типу изоляции
Трансформатор электротока может быть:
- с эпоксидной смолой или специальным лаком;
- в пластиковом корпусе;
- с твердой изоляцией из фарфора, бакелита. твердого пластика;
- с вязким составом (маслом);
- наполненные газом;
- с масляно-бумажной изоляцией.
Какие параметры учитывать
Для расчета показаний электросчетчика с трансформаторами тока важен коэффициент трансформации. Он может быть одноступенчатый или каскадный (многоступенчатый). Последний вид ТТ отличается наличием нескольких вторичных обмоток и большим количеством витков в первичной обмотке.
Нежелательно покупать ТТ со слишком высоким уровнем трансформации. При подобном выборе придется устанавливать счетчик на приемный вход. Более популярны преобразователи с одним коэффициентом, не меняющие показание во время эксплуатации. При их использовании проблема, как считаются показания счетчика электроэнергии, подключенного через трансформаторы тока, решается проще.
Расчет электроэнергии по счетчику с трансформаторами тока можно провести только в том случае, если известен коэффициент трансформации. Он должен быть указан в техдокументации, с которой продавался ТТ, и на корпусе. При подозрениях на неточности в отображаемых цифрах коэффициент можно посчитать самостоятельно.
Чтобы рассчитать коэффициент, необходимо подключить преобразователь к электротоку, создающему короткое замыкание во вторичной обмотке, и измерить, сколько ампер в ней.
Коэффициент трансформации – соотношение значений поданного электротока и проходящего во вторичной обмотке.
Например, если короткое замыкание вызвали 150 А, на вторичной обмотке 5 А, действительный коэффициент 30. Это более точное значение, чем номинальное, которое определяется по номинальному электротоку первичной и вторичной обмотки. Результат расчета показаний электросчетчика с трансформаторами тока более точный.
Расчет номинальной мощности трансформатора
Номинальная мощность, MB • А, трансформатора на подстанции с числом трансформаторов п > 1 в общем виде определяется из выражения
Для сетевых подстанций, где примерно до 25 % потребителей из числа малоответственных в аварийном режиме может быть отключено, обычно принимается равным 0,75…0,85. При отсутствии потребителей III категории К 1-2 = 1 Для производств (потребителей) 1й и особой группы известны проектные решения, ориентирующиеся на 50%ю загрузку трансформаторов.
Рекомендуется широкое применение складского и передвижного резерва трансформаторов, причем при аварийных режимах допускается перегрузка трансформаторов на 40 % на время максимума общей суточной продолжительностью не более 6 ч в течение не более 5 сут.
Уменьшение коэффициента возможно лишь до такого значения, которое с учетом перегрузочной способности трансформатора и возможности отключения неответственных потребителей позволит покрыть основную нагрузку одним оставшимся в работе трансформатором при аварийном выходе из строя второго трансформатора.
В настоящее время существует практика выбора номинальной мощности трансформатора для двух трансформаторной подстанции с учетом значения к = 0,7, т.е.
Формально выражение (3.14) выглядит ошибочно: действительно, единица измерения активной мощности — Вт; полной (кажущейся) мощности — ВА. Есть различия и в физической интерпретации S и Р. Но следует подразумевать, что осуществляется компенсация реактивной мощности на шинах подстанции 5УР, ЗУР и что коэффициент мощности cos ф находится в диапазоне 0,92… 0,95.
Таким образом, суммарная установленная мощность двухтрансформаторной подстанции
Расчет силового трансформатора: по мощности, нагрузке, формулы
Другие критерии оптимизации, кроме надежности, как-то: экономия меди, минимальные габариты или вес, высокая удельная мощность, удобство намотки, минимизация стоимости, ограниченный срок службы (чтобы новые покупали чаще, взамен сгоревших) я не считаю приемлемыми в инженерной практике.
Мнение эксперта
It-Technology, Cпециалист по электроэнергетике и электронике
Задавайте вопросы «Специалисту по модернизации систем энергогенерации»
Выбор и расчет мощности силовых трансформаторов Прежде, чем приступить к расчетам трансформатора, которых может быть великое множество, необходимо договориться о критериях его качества, что непременно отразится на построении расчетных формул. Спрашивайте, я на связи!