Трехфазные счетчики и схемы их подсоединения

Трёхфазные системы электроснабжения в приватные дома проводят редко, но все же, при большом планируемом потреблении разрешение можно получить. С одной стороны, это отлично, так как существует возможность мощные приборы включать к трехфазной цепи, другими словами применять провода меньшего сечения. Со второй — сама схема труднее, труднее разбиение потребителей на группы, так насколько далеко не вся нагрузка трехфазная, а во время использования обыкновенной техники нежелательно допускать перекос фаз. Также даже схема подсоединения трехфазного счетчика намного проблематичнее, чем однофазного. В общем, нет достоинств без недостатков.

Типы трехфазных счетчиков

Вообще, вид счетчика, а порой и его марка, указан в проекте электрификации. Чрезвычайно редко бывает, однако у вас могут спросить, какой трехфазный счетчик вы хотите. Такие либеральные проэктанты встречаются очень нечасто, и все же, стоит хоть чуть чуть разбираться в теме. Есть трехфазные счетчики для подсоединения трех и четырех проводов. Первые подключаются если нет «нулевого» повода. С этим разобраться очень просто.

Дальше нужны подобрать вид счетчика:

Трехфазные счетчики прямого включения. Самое обычное подключение, так как присоединяются напрямую к сети. Мощность подключаемой нагрузки не больше 60 кВт, ток не больше 100 А. К ним можно включать провода сечением 15 мм? (не больше 25 мм?). Это уменьшает сфера использования — в основном их устанавливают в квартирах и домах, на маленьких фирмах.

Выбор типа трехфазного счетчика зависит от употребления тока

Вам выбирать сильно не придется, так как вид счетчика, в большинстве случаев, тоже указывается в проекте. Для приватных домов либо прямого, либо полукосвенного подсоединения, в квартирах преимущественно прямого. Прямое подключение легче в реализации (просто завести провода на клеммы), просто считать показания — просто списывать их. Во время установки полукосвенного счетчика, необходимы преобразователи электрической энергии тока (ТТ) или напряжения (зависит от проекта) и рекомендовано подключение через испытательную коробку. Под все данные устройства требуется место в щите. Что еще нужно не забывать, что при расчитывании показаний требуется иметь в виду показатель трансформации для каждой фазы. Другими словами, нужно будет показания множить на этот показатель.

Рабочий принцип счетчика

Однофазные и трехфазные счетчики устроены с одним принципом. Разница лишь в том, что в сети 380 вольт учет проводится отдельно по каждой из фаз, а потом суммируется. Предлагаю разобраться, как работает счетчик для одной фазы, после этого понять устройство з-х фазного очень просто. Ниже показана блок-схема актуального прибора с прямым подключением.

Клеммы для подсоединения проводов в большинстве случаев размещаются в указанном на рисунке порядке, но лучше проверить по паспорту определенного счетчика

Электронные модели

Электронные счетчики электрической энергии как правило будут работать как в сетях переменного, так и в сетях постоянного тока. Постоянное напряжения в большинстве случаев применяется на предприятиях, так что для квартир и приватных домов оно не очень важно. В сравнении с электромеханическими моделями, по размеру электронные значительно меньше, так как в них мало больших компонентов. Плюс к этому, они надежнее, так как нет подвижных деталей. Есть у электронных очередной плюс — они берут во внимание как энергичную, так и реактивную нагрузку (сумма индуктивной и емкостной составляющей).

Преобразователь электрической энергии напряжения подключен между фазой и нулем, преобразователь электрической энергии тока — в разрыв фазного проводника. Данные с преобразователей электрической энергии передаются на преобразователь, где трансформируются в частотные сигналы и поступают в микроконтроллер. В нем расшифровываются показания и пишутся в ОЗУ (оперативное запоминающее устройство). Параллельно процессор управляет электронным реле и монитором.

Блок-схема электронного счетчика электрической энергии

Данные в ОЗУ будут сохранены долгий срок, записи выполняются по типу дневника. В нем крепится расход электрической энергии по датам и времени, что дает возможность провести анализ расхода. В определенных типах, электронные трехфазные счетчики могут передавать информацию о расходе по специализированному каналу. Этот канал может быть подключен к домашнему компьютеру, системе умный дом. При конкретных настройках может автоматично передавать данные в абонентскую службу для выполнения расчетов.

Еще одна функция электронных учетных приборов — многотарифный учет. Если есть наличие нескольких тарифных сеток, зависящих от времени, величина потребленной в очень разный период времени энергии, записывается в различные ячейки. При снятии показаний, данные списываются, умножаются на собственный тариф. Применение многотарифного учета дает возможность экономить на счётах за электричество.

Индукционные или электромеханические

Учет энергии в индукционных счетчиках возведен на отслеживании показателей переменного магнитного поля, благодаря этому работать подобного рода устройства могут лишь с электрическим током.

Устройство индукционного электромеханического счетчика

Важный элемент индукционного 3-х фазного счетчика — специально сконструированный магнитопровод с прорезью. В прорезь ставится край диска, закрепленного на оси. Через одну из катушек магнитопровода проходит ток, вторая подключена параллельно. К плоскости диска с помощью шестеренок подключен механический счетчик, отсчитывающий повороты диска.

Ток, проходя по магнитопроводу, создаёт магнитное поле, а оно вихревые потоки в металлическом диске. Взаимное действие магнитного поля и потоков вихря создаёт вращающий момент, который заставляет диск крутиться вокруг собственной оси. Чем больше сила тока, тем более мощное создается поле, тем быстрее крутится диск, тем быстрее чередуются показания на счетчике.

Схема подсоединения трехфазного счетчика прямого включения

Как уже выше сказано, подключение трехфазного счетчика прямого включения очень обычное. Как и в случае с однофазным, к входным клеммам подключаются провода с вводного автомата. С выходных клемм уходят на нагрузку (в большинстве случаев на противопожарное Устройство защитного отключения, а дальше, уже на автоматы линий).

Схема подсоединения трехфазного счетчика прямого подсоединения

Стоит обратить внимание, с выхода счетчика кабель нейтрали заводится на шину. На прочие устройства ноль подается с этой шины. Как можно заметить, подключение совсем простое. Важно не запутаться с фазами. Для этого лучше применять разноцветные провода. Соблюдение цветовой маркировки в несколько раз делает легче разводку электрической проводки.

На схеме выше на счетчик заведено сразу 4-ре провода, включая нейтраль. И это правильно и разумно. Однако есть и иная схема, по которой защитный PEN проводник подается не на счетчик, а заводится на шину, а с нее с помощью тонкого провода подается на подходящий вход счетчика. Эта схема может существовать, так как в ПУЭ пункт 1.7.135 есть прямое указание на возможность такого подсоединения. Есть даже счетчики под такую схему — с семью выходами (а не с восемью, как в большинстве случаев). К примеру, Энергомера СЕ303-S34.

Вторая схема подсоединения трехфазного счетчика прямого типа

Однако не все подразделения энергосбыта одобряют эту схему. А дело все в том, что при подобном подсоединении кабель PEN можно выключить. В случае с однофазной сетью это приводит к останову счетчика. С трехфазными не так. Экран погаснет, но счетчик продолжит считать, так как для работы ему достаточно наличия трех фаз. В любом случае так говорят производственники. Вот только они не исключают того, что погрешность учета повысится. И не знает никто в какую сторону. Чтобы не допустить остановку счетчика, некоторые подразделения Энергосбыта ставят три пломбы — как на рисунке выше. Очень малоприятное в данном варианте — опломбировка шины, ведь может пригодится вносить изменения в схему.

Через преобразователи электрической энергии тока

При большом потреблении тока — более 100 А — счетчики прямого подсоединения работать не могут. В данном варианте для частного строения рекомендовано подключение полукосвенного учетного прибора через преобразователи электрической энергии тока. Для этого подсоединения нужны три блока питания с некоторыми параметрами.

Показатель трансформации. Для определения этой характеристики нужно сосчитать максимальное употребление тока (не забывайте предусмотреть токи пуска). Эти сведения вы подаете в проектную организацию, она рассчитывает требуемый показатель трансформации. В большинстве случаев это 100/5, но могут быть и прочие. Полный список вероятных вариантов в таблице ниже.

Коэффициенты трансформации и сопротивление обмоток преобразователей электрической энергии тока

Зачем нужны преобразователи электрической энергии тока при подсоединении счетчиков? Чтобы измерение потребленной электрической энергии было дешевле и проще. Если у вас максимальное употребление тока 100 А, исходя из этого, прибор для измерений (счетчик) должен быть рассчитывается на прохождение такого тока. Обмотка прибора для измерений, которая удержит 100 А, во-первых, будет дорогой, второе, большой. И провода для подсоединения подобного устройства придется применять слишком толстые. В общем, некомфортно и дорого. Преобразователи электрической энергии тока подсоединяются к фазным, пропорционально преобразуют входной ток в меньший номинал и подают на типовый прибор для измерений (счетчик в таком случае). Во сколько раз уменьшается ток и показывает показатель трансформации? К примеру, преобразователь электрической энергии с показателем трансформации 40/5 снижает ток в 8 раз, 100/5 — в 20 раз.

А почему практически всегда ток уменьшается до 5 А? Это одна из типовых величин, прописанная в нормативах. Могут быть еще варианты с 1 А, но они применяются чрезвычайно редко. Просто все приборы для измерений для преобразователей электрической энергии тока выпускаются на 5 А или 1 А, все схемы строятся если из этого исходить.

Преобразователи электрической энергии тока и их подключение

Для правильной работы схемы нужно неукоснительно выполнять правила подсоединения преобразователей электрической энергии. Преобразователь электрической энергии имеет следующие клеммы:

• Л1 — для подсоединения фазного провода от входного автомата.
• Л2 — подсоединяют кабель на нагрузку.
• И1 и И2 — измерительные контакты для подсоединения клемм счетчика.

Что такое преобразователь электрической энергии тока для подсоединения счетчика

Весь ток который потребляется течет по первой обмотке блока питания тока. Во вторичной обмотке появляется пропорционально уменьшенный ток, который идет на счетчик.

Вот так смотрится наглядная схема подсоединения 3-х фазного счетчика через ТТ

При вычислении расхода электрической энергии показания счетчика умножаются на показатель трансформации. Аналогичным образом высчитывается настоящий расход электроэнергии. Все это так, но включать преобразователи электрической энергии можно по-разному.

Десятипроводная

Самая востребованная схема подсоединения трехфазного счетчика через преобразователи электрической энергии — десятипроводная. Она даёт большую степень защиты, так как цепи тока и напряжения разделены. Минус схемы — немалое количество проводов, исходя из этого большая вероятность неправильного подсоединения.

Десятипроводная схема подсоединения трехфазного счетчика через преобразователи электрической энергии тока

Подключение происходит в такой последовательности:

• С выхода защитного автомата фазные провода подаем на входные клеммы первой обмотки преобразователей электрической энергии тока. Обозначаются они Л1.
• С выходов первой обмотки блока питания провода идут к нагрузке. Если говорит непосредственно по приборам, после счетчика в большинстве случаев ставят противопожарное Устройство защитного отключения. В данном варианте выходы Л2 подают на входы данного устройства.
• С клеммы И1 кабель подаем на клемму для подсоединения первой фазы, с другого выхода этой фазы тянем кабель на клемму И2. так подсоединяем все три фазы.
• Нулевой кабель включать можно двумя вариантами (описано для прямого подсоединения):
  • Если на счетчике имеется две клеммы для нейтрали, заводим на N1, с выхода N2 подсоединяем к шине и дальше разводку по схеме делаем с шины.
  • Если на счетчике лишь одна клемма для подсоединения нейтрали, в первую очередь кабель заводим на шину, с нее подаем на гнездо счетчика для подсоединения нуля.

В общем, вполне понятная и логичная схема, вот только проводов много. Чтобы не было путанницы, собирайте схему постепенно. В первую очередь можно линейную часть, потом — измерительную. Либо наоборот.

Существует еще одна востребованная схема подсоединения трехфазного счетчика — звездой. В данном варианте все выхода измерительных обмоток блока питания (И2) сходятся в одной точке.

Подключение счетчика электрической энергии через преобразователи электрической энергии тока по схеме звезда

От выше описанной она выделяется 2-мя моментами:

• Все выходы измерительных обмоток преобразователей электрической энергии подаются в последнее гнездо счетчика.
• Все выходные гнезда для подсоединения фаз также между собой соединяются и подключаются в предпоследнее гнездо на счетчике. Туда же заводится кабель с шины нейтрали.

При подобном подсоединении проводов меньше, и стоит обратить внимание, общая точка вторичных обмоток в первую очередь заземлена. Минус данной схемы — она очень сложная что бы проверить.

Через испытательную колодку

Чтобы легче было проверять состояние преобразователей электрической энергии тока, рекомендовано включать трехфазный счетчик через испытательную колодку (называют еще экспериментальный блок). Как все знают, оставлять вторичную обмотку без нагрузки нельзя, так как это приводит к ее пробою. При подсоединении трехфазного счетчика через испытательную колодку, закоротить вторичную обмотку блока питания если понадобится легко — нужно только установить перемычку между гнездами.

Подключение через клеммную колодку

Испытательная распределительная коробка (блок) ставится только если применяется десятипроводная схема подсоединения трехфазного счетчика. Сам блок ставится между счетчиком и преобразователями электрической энергии.

Более наглядная схема подсоединения трехфазного счетчика через экспериментальный блок

Суть схемы не меняется, однако в обслуживании узел учета легче. Всегда можно выключить оборудование обеспечив заметный разрыв цепи. Это оборудование стоит мало, обслуживание и измерения оно существенно облегчает. Вот только растёт число точек коммутации, однако, в данном случае, данный недостаток не так критичен.

Как присоединить трехфазный счетчик в однофазную сеть

Нечасто, но бывает, что есть трехфазный счетчик, а его нужно установить в сеть 220 В. Это реально, если учетный прибор прямого включения. В данном варианте подсоединяется одна из фаз, другие остаются просто незадействованными.

Схема подсоединения трехфазного счетчика в однофазную сеть

Само подключение простое, но могут появиться проблемы с энергопоставляющей организацией. Они совсем не всегда принимают такое подключение. В большинстве случаев мотивируя тем, что остаются варианты для кражи электрической энергии.