Для обеспечения максимальной безопасности в электрических системах важно установить заземляющий провод и коммутационный аппарат, который позволит отключать напряжение со всех фаз. Коммутационный аппарат следует размещать перед счетчиком прямого включения, и его необходимо применять при производстве работ по ремонту или замене самого счетчика.
Трёхфазные счётчики электрической энергии: разновидности, подключение
Трёхфазный счётчик предназначен для учёта электроэнергии в сетях с рабочим напряжением 380 В, тогда как однофазные счётчики используются в сетях, работающих при напряжении 220 В. Ранее трёхфазные счётчики можно было встретить, в основном, на производственных предприятиях, в торговых точках и офисах. Однако в современное время такие устройства устанавливают также во многих квартирах, частных домах и небольших мастерских. Это связано с увеличением количества бытовых и производственных устройств, требующих больше мощности: электрические котлы, плиты, обогреватели, профильное строительное оборудование, станки и системы обогрева бассейнов.
Основные преимущества однофазных счётчиков заключаются в их простой конструкции, легкости монтажа и удобстве получения показаний. Они по-прежнему активно используются в частных домах, многоэтажных зданиях и квартирах, где потребляемая мощность не превышает 10 кВт.
Трёхфазные электрические счётчики имеют ряд достоинств:
- Прибор способен осуществлять учёт как в трёхфазных, так и в однофазных электрических сетях.
- Он фиксирует в журнале событий важные изменения в работе сети, такие как перепады тока, перенапряжение по каждой фазе, колебания активной и реактивной энергии, отключение электричества и другие. Эти данные позволяют владельцам домов избежать перекоса фаз, которое может возникать при одновременном подключении нескольких мощных электроприемников.
Множество счётчиков для трёхфазных электрических сетей, таких как Нева МТ 313, МТ 314, МТ 315, имеют возможность работы в многотарифном режиме, что позволяет существенно экономить электроэнергию в ночные часы.
Принцип работы трёхфазного счётчика электроэнергии
Рассмотрим на примере моделей Нева. Эти устройства имеют конструкцию, которая позволяет устанавливать их на 3 винта или DIN-рейку. Корпуса этих приборов изготовлены из прочных негорючих материалов, что защищает устройства от различных внешних воздействий, таких как пыль, влага и механические удары. Вскрыть защитный корпус и повредить механизм невозможно без заметных усилий.
Чтобы предотвратить вмешательство посторонних, все выходы устройства пломбируются. При покупке счётчика важно убедиться в наличии всех пломб и защитных элементов, иначе прибор может оказаться непригодным к эксплуатации.
При установке трёхфазных устройств учёта необходимо учитывать наличие нулевого провода. В случае его присутствия устанавливается четырёхпроводная модель, если отсутствует — трёхпроводная. Обычно трёхфазные счётчики могут осуществлять считывание показаний как удалённо, через программные интерфейсы, так и непосредственно с табло. Для передачи данных прибор включает встроенный инфракрасный порт. Погрешность измерений соответствует классам точности 1 и 0,5.
Трёхфазные счётчики электроэнергии могут использоваться как в домашних условиях, так и в промышленных и энергетических предприятиях. Средняя наработка до отказа составляет от 210 до 280 тысяч часов, а срок службы — около 30 лет.
Прямое (непосредственное) включение
Это наиболее проста в реализации схема монтажа. При непосредственном включении ТС подключается к сети без использования измерительных трансформаторов. Данная схема чаще всего применяется в бытовых сетях для учета электроэнергии, где установлены мощные установки с номинальным током от 5 до 50 А, в зависимости от типа проводки (провод сечением от 4 до 100 мм²). В рабочих условиях напряжение составляет 380 В. При подключении проводов к трёхфазному счётчику необходимо строго придерживаться цветового порядка: первая фаза А должна подключаться к проводу желтого цвета, фаза В — к проводу зеленого, фаза С — к проводу красного. Нулевой провод N обозначается синим цветом, а заземляющий провод PE — желто-зеленым. Для защиты от перегрузок на входе устанавливаются автоматические устройства.
Для более глубокого понимания, прежде чем описывать схему подключения счётчика к сети 380 Вольт, следует кратко объяснить отличия между трёхфазным и однофазным напряжением. В обоих системах используется один нулевой проводник N. Разность потенциалов между каждым фазовым проводом и нулем составляет 220 В, а разность потенциалов между фазами — 380 В. Такая разность возникает из-за того, что колебания на каждом проводе смещены на 120 градусов.
Однофазное напряжение применяется в частных домах, на дачах и в гаражах. В подобных местах потребление электроэнергии редко превышает 10 кВт. Это также позволяет использовать более дешёвые провода с сечением 4 мм², так как потребляемый ток ограничивается 40 А.
Если потребляемая мощность в сети превышает 15 кВт, то использование трёхфазных проводов становится обязательным, даже если отсутствуют трёхфазные нагрузки, например, электродвигатели. Это необходимо для равномерного распределения нагрузки по фазам, что снижает общую нагрузку, избегая перегрузки одной фазы в случае, если бы такая же мощность была получена с одной фазы. Именно поэтому в офисных зданиях и магазинах обычно применяются трёхфазные схемы питания.
Схема подключения трехфазного счетчика к однофазной сети встречается так же не часто, поскольку в таких случаях используются однофазные счётчики. Но в большинстве случаев эта схема аналогична схеме прямого подключения, но фазы 2 и 3 не подключаются, подсоединение происходит только на одну фазу. Кроме того, после монтажа могут возникнуть проблемы с поверяющими организациями.
Подключение через трансформаторы тока
Максимальный ток счётчика электроэнергии обычно ограничивается значением 100 А, поэтому его использование в мощных электроустановках встречается крайне редко. В таких случаях подключение к трёхфазной сети осуществляется не напрямую, а через трансформаторы. Это решение позволяет расширить диапазон измерений приборов учета по току и напряжению. Однако основная задача входных трансформаторов — это снижение первичных токов и напряжений до безопасных значений для электросчётчиков и защитных реле.
Полукосвенное
При подключении счётчика через трансформатор необходимо учитывать полярность начальных и конечных обмоток трансформатора тока, как первичных (Л1, Л2), так и вторичных (И1, И2). Это также касается полярности трансформатора напряжения. Общая точка вторичных обмоток трансформаторов должна быть заземлена.
Основные назначения контактов трансформатора тока:
- Л1 — вход фазы (силовой линии).
- Л2 — выход фазы (нагрузка).
- И1 — вход измерительной обмотки.
- И2 — выход измерительной обмотки.
Данный тип подключения электросчётчика в сети 380 В обеспечивает разделение цепей тока и напряжения, что значительно увеличивает уровень электробезопасности. Недостатком данной схемы подключения является необходимость использовать большое количество проводов для подключения электросчётчика.
Звезда
Схема подключения счётчика электроэнергии с заземлением к сети 380 В требует меньшего количества проводов. Включение по схеме «звезда» достигается за счёт объединения выхода И2 всех обмоток трансформаторов в одну общую точку и подключения к нулевому проводу.
Недостатком данного способа подключения электросчётчика в сеть 380 Вольт является сложность визуальной проверки схемы соединений, что может затруднить её проверку работниками энергоснабжающих компаний.
Косвенное
Такая схема подключения трехфазного счетчика применяется на высоковольтных присоединениях. Этот тип непрямого подключения используется преимущественно на крупных предприятиях и приведён лишь для ознакомления.
В этом случае применяются как высоковольтные трансформаторы тока, так и трансформаторы напряжения. Для трёхфазного подключения необходимо заземлить общую точку трансформаторов тока и напряжения. Чтобы минимизировать погрешность измерений при наличии несимметрии фазовых напряжений, необходимо, чтобы нулевой проводник сети был связан с нулевым зажимом счётчика.
Все вышеописанные действия можно выполнить самостоятельно, однако, как уже упоминалось, лучше всего производить их квалифицированным электриком, который знает все правила монтажа и техники безопасности.
Порядок подключения однофазного счетчика
Однофазные электросчётчики (с 2 или 3 жилами для 220 В) получили широкое распространение. Они используются в многоквартирных и малоэтажных домах, а также на объектах малого бизнеса (в торговых павильонах и ларьках и т. д.). У однофазного счётчика простая схема подключения, не требующая серьёзных знаний в электронике. У прибора учёта 4 вывода для подключения:
- Контакт 1 — фаза вводного кабеля (обычно красного цвета, но, если есть сомнения, следует протестировать, используя индикаторную отвертку — на фазном проводе загорится индикатор);
- Контакт 2 — нагрузка (фаза к потребителям, то есть к сети квартиры или дома);
- Контакт 3 — нулевой провод от ввода;
- Контакт 4 — нейтраль от нагрузки (автоматов).
Таким образом, к 1-й и 2-й клеммам подключаются фазные провода — сначала указывается фаза нагрузки, затем — фаза ввода. К 3-й и 4-й клеммам подсоединяются нулевые провода (нейтраль) в аналогичном порядке — сначала от потребителей, затем от ввода. Для подключения провода следует зачищать на длину 1,7-2 см (точное значение нужно узнать из сопроводительных документов). Этот показатель необходимо строго соблюдать — очищенный провод не должен выступать из корпуса, так же как и изоляция не должна попадать под зажим. На многожильные провода устанавливаются наконечники, которые выбираются в зависимости от величины номинального тока и сечения.
Обратив внимание на схему, можно заметить, что в входное УЗО и автомат заходят два провода, то есть устройства двухконтактные, что обеспечивает возможность размыкания контуров фазы и нуля, в то время как автоматы нагрузки являются однополюсными.
Как подключить трехфазный счетчик
Трехфазные счетчики устанавливаются преимущественно на объектах с нагрузкой потребителей более 12 кВт (более 60 А) и при использовании оборудования, рассчитанного на работу в трехфазной сети. Эти счетчики предназначены для работы при 380 В. Их подключение сложнее, чем в случае с однофазными, однако осуществляется по аналогичным принципам. Основное отличие заключается в количестве выводов — контактов 8 вместо 4:
- 1 — вход 1-й фазы A от ввода;
- 2 — выход 1-й фазы A на нагрузку;
- 3 — вход 2-й фазы B от ввода;
- 4 — выход 2-й фазы B на нагрузку;
- 5 — вход 3-й фазы C от ввода;
- 6 — выход 3-й фазы C на нагрузку;
- 7 — вход нуля N от ввода;
- 8 — выход нуля N на нагрузку.
Как показывает схема, провода одинакового цвета из внешней сети подключаются к клеммам № 1, 3, 5, 7, тогда как провода, имеющие другой цвет, из домашней сети — к клеммам № 2, 4, 6, 8. Для безопасного подключения необходимо использовать четырехполюсной вводной автомат для входного кабеля. Каждая группа потребителей должна быть оснащена отдельным однополюсным автоматом, позволяющим при необходимости отключить их от нагрузок.
Подключение с трансформатором
Рассматриваемая схема подключения применяется для трехфазных счетчиков, устанавливаемых для учета потребления небольшого количества трехфазных потребителей. Монтаж, как и в случае с однофазным счетчиком, осуществляется в разрыв питающих проводов. Для контроля более мощных потребителей трехфазной электросети дополнительно необходимо устанавливать измерительные трансформаторы тока. Для возможности их подключения используют счетчики, имеющие не 8, а 11 выводов: добавляются 3 перемычки для контактов 1, 4 и 7.
Вне зависимости от схемы подключения лучше доверить работы специализированным организациям и мастерам, обладающим соответствующими полномочиями. С электросчётчиками могут работать лишь лица, имеющие квалификационную группу по технике безопасности не ниже третьей.
Через трансформаторы тока
Для мощных электрических установок не подходят счетчики, позволяющие прямое подключение, из-за ограничений по току (максимальное значение не более 100 А). В таких случаях необходимо подключение трёхфазного счётчика через трансформаторы, которые снизят первичные напряжения и токи до значений, приемлемых для электросчётчика, и расширят его диапазон измерений.
Существует три способа подключения трехфазного счетчика через трансформатор.
- Полукосвенное подключение разделяет цепи напряжения и тока в трехфазной сети, что значительно повышает уровень безопасности. Однако из-за большого количества проводов эта схема может отпугнуть начинающих электриков. На изображении Л1 обозначает вход силовой линии, Л2 — нагрузку (выход фазной линии), И1 — вход измерительной обмотки, И2 — выход измерительной обмотки. Важно следить за порядком подключения начала и конца трансформаторных обмоток, а также за правильностью подключения трансформатора напряжения. Общая точка вторичных обмоток трансформаторов должна быть заземлена.
- Схема подключения трехфазного счетчика по схеме «Звезда» требует объединения вывода И2 всех обмоток трансформаторов в общую точку, после чего следует подключение к нулю. Передать соединения графически не так просто, схема может выглядеть немного запутанной, что затрудняет проверку со стороны энергоснабжающей компании.
- Косвенная схема подключения трехфазного счетчика также требует использования понижающих трансформаторов. Данная схема используется лишь на высоковольтных соединениях на крупных предприятиях, то есть для бытового использования она не актуальна. Несмотря на это, как подключить трехфазный счетчик косвенным способом? Здесь применяются трансформаторы тока и напряжения, общий заземление также обязательно. Необходимо связать нулевой сетевой проводник с нулевым зажимом трехфазного счетчика, чтобы уменьшить погрешность замеров. Это важно соблюсти при наличии асимметрии фазовых напряжений.
Мы описали основные типовые электрические схемы подключения трехфазного счетчика к сети 380V и 220V. Существуют и другие, в любом случае рекомендуется ознакомиться с документами и инструкциями к вашему счетчику перед проведением монтажных работ.
Полезные видео
Если вам больше подходит визуальное или аудиовосприятие информации, предлагаем вашему вниманию видеоролики, в которых подробно рассматриваются различные аспекты подключения трехфазных счетчиков.
Виды схем подключения
Трехфазный счетчик легко распознать даже неспециалисту: если в счетчике до трех проводов, то это однофазный счётчик, а если более трёх проводов — перед нами трехфазный счетчик.
Однако если у трехфазного счетчика много проводов, то его подключение соответственно становится более сложным. Существуют два основных метода монтажа трехфазного счетчика: прямое и косвенное.
Прямое подключение позволяет включать счётчик в сеть с токами нагрузки до 100 А. Принцип подключения отличается от однофазного устройства лишь количеством проводов.
Полукосвенное подключение подходит для помещений с высоким потреблением электроэнергии. Оно подразумевает установку трехфазного счетчика через трансформаторы. При этом необходимости учитывать коэффициент понижения трансформаторов.
Косвенное подключение необходимо исключительно через понижающие трансформаторы для высоковольтных соединений на промышленностях. Установкой таким способом могут заниматься только профессионалы.
Если у вас есть опыт работы с электрическими сетями и вы уверены в своих силах, вы можете произвести монтаж трехфазного счетчика путем прямого подключения самостоятельно. Обычно такая схема описана в документации или на задней панели устройства и достаточно проста. Нужно подключить нечетные провода к входу, а четные — к нагрузкам следующим образом: первый, третий, пятый и седьмой провода соединяются с входами фаз A, B, C и нулевой фазы, а второй, четвертый, шестой и восьмой — соответственно с выходами фаз A, B, C и нулевой.
В клеммной колодке размещено 8 контактов, по паре на каждую из трех фаз и еще по паре — на нулевую фазу.
Косвенный способ подключения счётчиков
Установка трехфазного счетчика способом косвенного подключения имеет несколько вариантов: подключение «тройками», «звездой» и с помощью клеммной коробки. При подключении «тройками» провода на счетчике распределяются так: первый, второй и третий провод — для фазы A; четвертый, пятый и шестой — для фазы B; седьмой, восьмой и девятый — для фазы C, а оставшиеся два провода выполняют роль входа и выхода нулевой фазы.
При подключении по схеме «звезда» однополярные выходы вторичной обмотки следует соединить (это первые три провода), следующие три провода направляются к счетчику, токовые обмотки также соединяются вместе.
Еще более сложным вариантом является подключение с помощью клеммной коробки, что требует использования экспериментальных колодок. Этот способ лучше оставить профессиональным электрикам.
