Светильник через трансформаторы тока

Подключение счетчика через трансформаторы тока

Трансформаторы тока (далее ТТ) — это устройства, предназначенные для преобразования (снижения) тока до значений, при которых возможна нормальная работа приборов учета.

Проще говоря, они используются в щитах учета для измерения расхода электроэнергии потребителей большой мощности, когда непосредственное или прямое включение счетчика недопустимо из-за высоких токов в измеряемой цепи, способных привести к сгоранию токовой катушки и выводу прибора учета из строя.

Конструктивно эти устройства представляют собой магнитопровод с двумя обмотками: первичной и вторичной. Первичная (W1) подключается последовательно к измеряемой силовой цепи, к вторичная (W2) — к токовой катушке прибора учета.

Первичная обмотка выполняется с большим сечением и меньшим количеством витков чем вторичная, часто выполняется в виде проходной шины. Снижение тока (собственно, коэффициент трансформации) — это отношение тока W1 к W2 (100/5, 200/5, 300/5, 500/5 и т. д.).

Помимо преобразования измеряемого тока до допустимых для измерения значений, ввиду отсутствия связи W1 с W2 в ТТ происходит разделение измерительных и первичных цепей.

Общее понятие

Под этим словосочетанием понимается наличие специального аппарата, включающегося при необходимости преобразования тока. Конструкция предполагает последовательное включение первичной обмотки в цепь. Провода, входящие в состав вторичной обмотки, связываются с тем или иным электрическим прибором. К ней же можно подключить реле, связанное с защитой и автоматикой. Устройство является измерительным прибором, применяющимся в электроэнергетике. Все провода, составляющие обмотку, заключаются в изоляцию. Это в полной мере относится, как к первичной, так и вторичной обмотке.

При эксплуатации устройства величина потенциала, характерная для вторичной обмотки приближается к «земле». Такой эффект достигается при заземлении одного конца провода.

Трансформатор используется для преобразования тока посредством электромагнитной индукции без изменения его частоты

Посредством трансформаторов проводится учет и измерение тока с высоким напряжением. Вначале замерам подлежит первичное напряжение, размерной величиной для которого является ампер.

Совет №1: Необходимо проводить разграничение между измерительными трансформаторами тока и устройствами силового плана. Первые отличаются непостоянностью индукции, их действия определяются режимом эксплуатации. В связи с этим трансформатор тока можно отнести к универсальным устройствам.

Установка трёхфазного устройства

Контроль и учёт электрической энергии в четырёх-проводных сетях требует применения как измерителя трёхфазного электросчётчика, подключение которого возможно прямым путём и через трансформаторы тока. Устройство для измерения электроэнергии, подключаемое по схеме с использованием трансформаторов тока называется трансформаторным счётчиком.

Применение трансформаторов тока необходимо при полукосвенном включении счётчика к электрической сети и установленной мощности за пределами 60 кВт. Эти дополнительные устройства отличаются использованием электрического провода вместо первичной обмотки. Основываясь на законы индукции, протекание тока по проводнику при вторичной обмотке происходит электрический заряд, величину которого контролирует и учитывает прибор.

Расчёт объёма использованной электрической энергии осуществляется путём умножения показаний измерительного прибора на коэффициент трансформации. В качестве источников информации при подключении устройств контроля и учёта электричества путём выступают трансформаторы тока.

Соединение обмоток реле и трансформаторов тока

Принцип воздействия токового трансформатора не имеет существенных отличий от подобных характеристик стандартного силового прибора. Особенностью первичной трансформаторной обмотки является последовательное включение в измеряемую электрическую цепь. Кроме всего прочего, обязательно присутствует замыкание на вторичную обмотку на разные, подключенные друг за другом приборы.

В полную звезду

В условиях стандартного симметричного уровня токового протекания, трансформатор устанавливается на всех фазах. В этом случае вторичная трансформаторная и релейная обмотка объединяются в звезду, а связка их нулевых точек выполняется посредством одной жилы «ноль», а зажимы на обмотках подсоединяются.

Соединение трансформаторов тока и обмоток реле в полную звезду

Таким образом, трехфазное короткое замыкание характеризуется протеканием токов в обратном кабеле в условиях двух реле. Для двухфазного короткого замыкания, протекание тока отмечается в единственном или сразу в паре реле, согласно фазовому повреждению.

В неполную звезду

Особенностью двухфазной двухрелейной схемы подсоединения с образованием неполной звезды. К достоинствам такой схемы можно отнести реагирование на любой вид короткого замыкания, кроме земли фазы, а также вероятность применения данной схемы на междуфазных защитах.

Соединение трансформаторов тока и обмоток реле в неполную звезду

Таким образом, в условиях различных типов короткого замыкания, токовые величины в реле, а также уровень его чувствительности, будут разнообразными.

Недостаток подсоединения в неполную звезду представлен слишком низким коэффициентом чувствительности, по сравнению со схемой полной звезды.

Проверка трансформатора на работоспособность требуется, если имеются подозрения на его неисправность. Как проверить трансформатор мультиметром — инструкцию вы найдете в статье.

Как правильно установить заземление на даче, расскажем тут.

Как правильно выбрать провод заземления и какие марки наиболее популярны, читайте далее.

Инструкция по подключению реле тока

Принципиальная схема подключения реле контроля тока для приборов разных видов может отличаться. Монтаж устройств типа ЕРР, которые используют в системах РЗА (релейной защиты и автоматики), работающих на переменном токе, состоит из следующих шагов:

• Отключают питание.
• На шине в РЩ устанавливают реле.
• Подсоединяют питание согласно техдокументации.
• Проводят кабель измеряемой линии через сквозной канал подключения реле.
• К соответствующим контактам устройства контроля тока в порядке очереди присоединяют провод питания сигнализации.
• Устанавливают пороговые токовые и временные параметры на шкале тока прибора.

Плюсы и минусы включения через ТТ

Если включить в измерительную цепь токовый трансформатор, вы сможете понизить токи до чисел, указанных в коэффициенте преобразования прибора. Если кратко описать устройство ТТ, становится ясно, что это индуктивный преобразователь с двумя обмотками: в первичной обмотке витков, как правило, больше, чем во вторичной, но бывает и наоборот.

Когда первичная катушка подключается последовательно в линию, во второй цепи образуется меньшая фазовая нагрузка. Туда же осуществляют подключение катушки счетчика через трансформаторы. Так вы обеспечите дополнительную защиту электросчетчика от перегрузок и короткого замыкания: в случае чего сгорит преобразователь, а не дорогостоящий счетчик.

Нас интересует такая токовая характеристика преобразователя, как коэффициент трансформации, или преобразования. Ток в 1-ной и 2-ной цепи по своему значению может отличаться в 4 — 100 раз, потому коэффициенты бывают разными:

• 20/5;
• 30/5;
• 40/5;
• 50/5;
• 75/5;
• 100/5;
• 150/5;
• 200/5;
• 300/5;
• 400/5;
• 500/5.

При выборе коэффициента преобразования вы должны понимать, что нормальный режим работы электросчетчика предполагает сетевую частоту 50 Гц и номинальный ток в 5А. Коэффициент преобразования 100/5, например, означает, что кратность передачи равняется 20-ти, и вы сможете при правильном подключении трансформаторов тока к трехфазному счетчику обеспечить ток в нагрузочной цепи на уровне 100А.

Что выделяют из недостатков схемы подключения трехфазного счетчика через трансформаторы тока:

• сбои в работе устройства учета бывают в ситуации, когда измерительный ток во вторичной обмотке не доходит до границы срабатывания считывающего механизма, — такое случается при незначительном потреблении в линейных цепях; проблема актуальна для электромеханических моделей, но не электронных счетчиков;
• во время подключения трансформаторов тока к трехфазному счетчику надо внимательно учитывать полярность ТТ;
• трансформатору нужно обеспечить пространство для монтажа;
• специальные службы буду проводить проверки приборов.

Принцип работы трансформаторов тока (ТТ)

Измерительный трансформатор (трансформатор тока, ТТ) в принципе работает, как и обычный трансформатор. За исключение одного — он всегда включен и в отношении напряжения работает как повышающий. Ток же он понижает согласно коэффициенту трансформации (w2/w1)

Установка многовиткового измерителя

Трехфазные электросчетчики ставят в многопроводных сетях с использованием преобразователя тока. Такие измерительные приборы называют трансформаторными счетчиками, т. к. они работают совместно. Преобразователи применяют при косвенном включении в сеть с большой мощностью, первичная обмотка заменена электрическим проводом. Прибор контролирует заряд электричества при движении электронов по вторичной обмотке, которое возникает на основе электромагнитной индукции.

Десятипроводная схема

Используется десятипроводная система включения с изоляцией мощных силовых цепей, которая обеспечивается трансформаторами. Гальваническая развязка применяется в промышленных или бытовых условиях и гарантирует безопасность эксплуатации оборудования. Недостатком такой схемы является большое число кабелей.

Схема подключения происходит в последовательности:

• клемма 1 — на вход фазы (А);
• зажим 2 — на вход измерительного контура фазного прибора (А);
• контакт 3 — на выход измерительного привода (А);
• зажим 4 — входная клемма фазы (В)
• клемма 5 — вход измерительного контура фазы (В);
• контакт 6 — выход фазы (В);
• зажим 7 — вход фазы (С);
• контакт 8 — вход контура измерения фазы.

Трансформаторы подсоединяются с помощью контактов Л1 и Л2 к разрыву линии. Если одновитковые приборы работают только с напряжением 220 В, то многостержневые измеряют расход электроэнергии в цепях с мощностью 380 В.

Преимущества трехфазного счетчика по сравнению с однофазным устройством:

• позволяет экономить электричество ночью (около 50%);
• погрешность при измерении составляет 2−2,5%;
• предусмотрено автоматическое сохранение и анализ показателей в журнале событий;
• можно экспортировать показания по сети на расстояние, для этого есть встроенный электросиловой модем.

Из недостатков отмечается требование опыта установки электрооборудования и большие габариты устройства.

Трудность возникает в том, что при подключении однофазного прибора учета существует одна принципиальная система. А перед подсоединением трансформатора тока к трехфазному счетчику требуется выбрать одно исполнение среди подобных схем.

Другие системы подсоединения

Упрощенной схемой считается подключение по типу конфигурации звезды. При этом облегчается установка измерителя, т. к. используется меньше внешних проводов, что происходит из-за сложной конструкции внутренней системы подсоединения. В строении трансформатора есть магнитопровод, содержащий в составе 3 стержня. На каждом из них предусмотрены первичная и вторичная обмотки. Первичная находится под высоким напряжением, а со вторичного контура электричество с низким напряжением поступает к пользователям.

Концы каждой намотки объединяются вместе, а потребительские фазы выходят из начал витков. Из соединения концов выводится нейтраль (ноль), применяемая в качестве уравнителя нагрузки, чтобы исключить скачки мощности в сети. Образуется трехфазная 4-проводная схема, часто используемая для воздушных электромагистралей.

Получается два типа напряжения: линейное и фазное. Напряжение первого вида превосходит фазное в √3 раз, поэтому, умножив 220 В на √3, получаем линейную мощность сети 380 В. Фазный ток равен линейному, они одинаково проходят обмотки.

При соединении обмоток по способу треугольника фазы объединяются по схеме:

• конец А — с началом В;
• конец В — с началом С;
• конец С — с началом А.

Обмотки объединены последовательно. Такой способ используется для линий с симметричной нагрузкой, где не предусмотрено изменение в зависимости от фазы. Фазное и линейное напряжение одинаковы по значению, а линейный ток превосходит фазный в √3 раз.

Для выбора схемы соединения учитывается, что при подключении по типу звезды создается два вида напряжения, а схема треугольника позволяет использовать только 380 В.

Выходы вторичных контуров подсоединяются, и устраивается заземление, но в сопровождающих документах на счетчик (паспортах) такое требование не всегда озвучивается. Если комиссия по приемке оборудования в эксплуатацию будет настаивать на снятии заземляющего кабеля, то шлейф придется удалить. Монтаж электрооборудования проводят только в соответствии с разработанным проектом производства работ.

Совмещенные схемы в магистралях используют редко из-за больших погрешностей в измерениях и трудностей при выявлении пробоев на обмотках трехфазного трансформатора. В цепях с изолированным нейтральным проводом используется схема с подсоединением двух измерительных трансформаторов (по типу неполной звезды). Такое включение чувствительно реагирует на обрыв фазного кабеля.

Вторичные контуры всегда нагружаются, их работа проходит в режиме, близком по характеристикам к короткому замыканию. Разрыв вторичной цепи вызывает потерю компенсирующего действия электромагнитной индукции от тока, проходящего по вторичным виткам. Такие неполадки ведут к нагреванию магнитопровода сверх нормы.

Трехфазный трансформатор выбирается с учетом коэффициента преобразования по нормам ПУЭ1.5.17. Определено, что ток во вторичном контуре при подключении максимальной нагрузки не должен падать ниже 40% от показателей номинального тока измерительного прибора. Правильное распределение контактов и чередование фазных зажимов А, В и С контролируется фазометром.