Подключение электросчетчиков к однофазной и 3 фазной сети. Выбор трансформаторов тока
Рассмотрим подключения электросчетчиков: Меркурий 201 к однофазной сети и Меркурий 230 AR-03 к трехфазной сети через трансформаторы тока, которые подберем по формуле и таблице.
Подключение электросчетчика Меркурий 201 к однофазной сети
Счетчик предназначен для измерения и учета активной электроэнергии переменного тока частотой 50 Гц в двухпроводных сетях на 220В (L + N).
Например Меркурий 201.7. Электромеханический счетчик электроэнергии предназначен для эксплуатации в закрытых помещениях и в местах, имеющих дополнительную защиту от влияния окружающей среды (шкаф, щиток) со степенью защиты IP51 от воздействия пыли и воды. Базовый ток 5A / Максимальный 60A. Крепится на DIN рейку. Счетчик обеспечивает регистрацию и хранение значений потребляемой электроэнергии в кВт*ч по одному тарифу с момента ввода счетчика в эксплуатацию.
Подключение вводного кабеля с входным напряжением 220 В производится на фазовый контакт 1 (L) и нейтральный 3 (N), а выходного напряжения с контактов 2 (L) и 4 (N). Контакты 5 и 6 импульсного выхода используется при поверке счётчика и для включения в АИИС (Автоматизированная информационно-измерительная система коммерческого учета электроэнергии и мощности) со сбором данных через телеметрию.
При монтаже счетчика для обеспечения надежного контакта силового провода в колодке, предотвращения ослабления соединения, предотвращения нагрева и последующего выгорания клемм необходимо использовать обжимные наконечники типа НШВ 16-18, обеспечить момент затяжки винтов силовых зажимов 2,5-3,0 Н*м.
Подключение 3-х фазного электросчетчика Меркурий 230 AR-03 к трехфазной сети используя трансформаторы тока
Предназначен для одно и многотарифного измерения активной и реактивной электрической энергии прямого и обратного направлений, активной, реактивной и полной мощности, коэффициентов мощности, частоты, напряжения и силы тока, а также для измерения параметров качества электрической энергии в 3-х и 4-х проводных трехфазных электрических сетях переменного тока частотой 50 Гц.
Например Меркурий 230 AR-03. Счетчик предназначен для эксплуатации в закрытых помещениях и в местах, имеющих дополнительную защиту от влияния окружающей среды (шкаф, щиток) со степенью защиты IP51 от воздействия пыли и воды. Счетчик имеет интерфейсы связи и может эксплуатироваться автономно или в автоматизированной системе сбора данных о потребляемой электрической энергии. Корпус счетчика предназначен для монтажа на панель (щит). Счетчик состоит из электронного модуля, размещенного в пластиковом корпусе. Жидкокристаллический индикатор (ЖКИ) и кнопки выбора режима индикации расположены на лицевой панели счетчика. В нижней части корпуса расположена клеммная колодка для подключения счетчика к энергосети. Клеммная колодка закрыта пломбируемой крышкой, ограничивающей доступ. Дополнительное внешнее резервное питание модуля и интерфейса связи RS-485 и CAN от 5,5 до 12 В при токе 250 мА.
| Код | Номинальный/базовый (максимальный) ток, А | Номинальное/ максимальное напряжение, В |
| 00 | 5 (7,5) | 3×57,7 / 100 |
| 01 | 5 (60) | 3×230 / 400 |
| 02 | 10 (100) | 3×230 / 400 |
| 03 | 5 (7,5) | 3×230 / 400 |
Наш счетчик Меркурий 230 AR относится к коду 03, а значит по таблице у него довольно малые по значению номинальный и максимальный ток, всего 5 (7,5) A. На лицевой этикетке счетчика также отображены эти параметры. Такой счетчик нельзя устанавливать по прямой схеме (но схема ниже будет приведена для других моделей Меркурий 230), а соединять только через трансформаторы тока ТТ. Счетчик Меркурий 230 AR-03 уверенно работает и учитывает на токах 1000 A при использовании 3 шт. ТТ.
Основным узлом счетчика является микроконтроллер. На вход микроконтроллера поступают электрические сигналы от датчиков тока и напряжения. Микроконтроллер выполняет расчет мгновенных и усредненных значений параметров сети, производит подсчет количества активной и реактивной электроэнергии с учетом тарификатора, вычисляет ПКЭ, анализирует и формирует события, профиль мощности, архивы показаний на начало периодов и сохраняет всю информацию в энергонезависимой памяти. Измеренные и накопленные данные и события могут быть просмотрены на ЖКИ, а также переданы на верхний уровень управления по интерфейсам связи.
Схема прямого подключения 3-х фазного счетчика
Схема подключения 3-х фазного счетчика через 3 трансформатора тока
Следует обязательно заземлить вторичку ТТ трансформаторов тока.
Cхема соединения счетчика Меркурий 230 AR-03.
Слабая затяжка винтов клеммной колодки, а также использование многожильного провода без наконечников может явиться причиной выхода счетчика из строя и причиной пожара. Затяжку производить без рывков, рекомендуемый момент затяжки 2,5-3,0 Н*м.
Видео - Подключение трёхфазного счетчика Меркурий 230 AR-03 через трансформаторы тока
Не забывайте читать, смотреть документацию на применяемый электросчетчик на сайте производителя.
Расчет и выбор трансформаторов тока для учета электроэнергии
ПУЭ РК — 1.5. Учет электроэнергии и контроль мощности
Глава 5. Учет электроэнергии и контроль мощности
Параграф 5. Учет с применением измерительных трансформаторов
101. 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 прибора учета, а при минимальной рабочей нагрузке – не менее 5%.
Расчет максимальной и общей полной мощности
Pмах = Iмах * √3 * U * cosφ или Pмах = Iмах * 1,732 * U * cosφ (кВт),
где cosφ = 0,75 - 0,85
Sмах = Pмах / cosφ (кВт),
где Sмах - полная мощность в кВА, Pмах - полная мощность в кВт и cosφ = 0,8 (20%)
Расчет по току, мощности и подбор по таблице трансформаторов тока
Например предприятие подключено к КТП с трансформатором ТМГ 1600 кВА 10/0,4 кВ, по амперметру максимальное значение тока составляет при запуске мельницы 900 А, через некоторое время ток понижается до 550 А. Рассчитаем по потребляемому току и подберем по таблице трансформаторы тока.
Pмах = 900 * 1,732 * 380 * 0,82 = 486 кВт
Sмах = 486 / 0,8 = 607,5 кВА
По таблице при напряжении 0,4 кВ в строке Номинальная мощность Тр-ра КТП на 630 кВА и Номинальному току 910 А соответствует трансформатор тока от 1000/5 до 1500/5 А.
Расчет трансформатора тока на примере
Рассмотрим и расчитаем по формулам предположительно требуемый ТТ 1000/5, с коэффициентом трансформации k = 200, согласно Правил устройства электроустановок ПУЭ.
| Расчет тока во вторичной цепи ТТ при максимальной нагрузке | Расчет тока во вторичной цепи ТТ при номинальной нагрузке |
| I2 = Imax / k = 900 A / 200 = 4,5 А | I2 = Iном / k = 550 A / 200 = 2,75 А |
| Imax счетчика = 7,5 A * 40% = 3 А | Iноминал счетчика = 5 A * 40% = 2 А |
| I2 > 40 % Imax счетчика, т.е. 4,5 А > 3 A | I2 > 40 % Iноминал счетчика, т.е. 2,75 А > 2 A |
| Допуски соблюдены! | Допуски соблюдены! |
Остается выбрать от известных производителей требуемый трансформатор тока (3шт.) для 3 фазной сети с напряжением 0,4 кВ - это шинный или проходной ТТ, а также трёхфазный цветной комплект трансформаторов тока (ЖЗК), например на странице Трансформатор тока типа ТТН, ТТН-Ш (https://tdme.ru/category/Transformator_toka_tipa_TTN_TTNSh) с удобным фильтром по подбору параметров.
Таблица выбора трансформатора тока по мощности и току
| Номинальная мощность Тр-ра, кВА | Номинальный ток, А | Трансформатор тока, A | Номинальная мощность Тр-ра, кВА | Номинальный ток, А | Трансформатор тока, A | ||
| Нижний предел | Верхний предел | Нижний предел | Верхний предел | ||||
| Учет для напряжения 0,4 кВ | Учет для напряжения 6,0 кВ | ||||||
| 5 | 7,2 | 10/5 | 20/5 | 0,5 | - | - | |
| 10 | 14,4 | 20/5 | 30/15 | 0,9 | - | - | |
| 20 | 28,9 | 30/5 | 30/5 | 1,8 | - | - | |
| 25 | 36 | 50/5 | 75/5 | 2,25 | - | - | |
| 30 | 43,3 | 50/5 | 75/5 | 2,7 | - | - | |
| 35 | 50,5 | 75/5 | 100/5 | 3,15 | - | - | |
| 40 | 5,8 | 75/5 | 100/5 | 3,62 | - | - | |
| 50 | 72,2 | 75/5 | 150/5 | 4,52 | - | - | |
| 60 | 86,5 | 100/5 | 200/5 | 5,42 | 10/5 | 20/5 | |
| 63 | 91 | 100/5 | 200/5 | 5,7 | 10/5 | 20/5 | |
| 75 | 108,3 | 150/5 | 300/5 | 6,9 | 10/5 | 20/5 | |
| 100 | 144,3 | 150/5 | 400/5 | 9,2 | 10/5 | 20/5 | |
| 135 | 194,9 | 200/5 | 400/5 | 12 | 20/5 | 30/5 | |
| 160 | 231 | 300/5 | 400/5 | 14,8 | 20/5 | 30/5 | |
| 180 | 258,9 | 300/5 | 400/5 | 16,5 | 30/5 | 30/5 | |
| 240 | 346,4 | 400/5 | 600/5 | 22 | 30/5 | 50/5 | |
| 250 | 360 | 400/5 | 600/5 | 25 | 30/5 | 50/5 | |
| 320 | 461,9 | 600/5 | 700/5 | 29,3 | 50/5 | 75/5 | |
| 400 | 580 | 600/5 | 700/5 | 36,6 | 50/5 | 75/5 | |
| 420 | 610 | 750/5 | 1000/5 | 38,5 | 50/5 | 75/5 | |
| 560 | 809 | 1000/5 | 1500/5 | 51,3 | 75/5 | 100/5 | |
| 630 | 910 | 1000/5 | 1500/5 | 68,7 | 75/5 | 100/5 | |
| 750 | 1089 | 1500/5 | 2000/5 | 81,9 | 100/5 | 150/5 | |
| 1000 | 1443,5 | 1500/5 | 2000/5 | 91,7 | 100/5 | 150/5 | |
| Учет для напряжения 10 кВ | |||||||
| 5 | 0,3 | - | - | 180 | 9,9 | 20/5 | 30/5 |
| 10 | 0,5 | - | - | 240 | 13,2 | 20/5 | 30/5 |
| 20 | 1,1 | - | - | 320 | 17,6 | 20/5 | 30/5 |
| 30 | 1,6 | - | - | 420 | 23,1 | 30/5 | 50/5 |
| 50 | 2 7 | - | - | 560 | 30,8 | 50/5 | 75/5 |
| 75 | 4,1 | - | - | 630 | 36,4 | 50/5 | 75/5 |
| 100 | 5,5 | 10/5 | 20/5 | 750 | 41,2 | 50/5 | 75/5 |
| 135 | 7,4 | 10/5 | 20/5 | 1000 | 55 | 75/5 | 100/5 |