подключение

Для учета потребляемой из сети мощности, как известно, служат счетчики электрической энергии. Разнообразие их очень велико. По внешнему виду это и привычные нам с давних времен электромеханические счетчики (на рисунке - первые два) и появившиеся с развитием техники - электронные. Электромеханические просты в установке и эксплуатации. Имеют всего четыре контакта - два входных и два выходных(для фазы и нуля соответственно). Существуют даже переходные модели 2-х тарифных электромеханических счетчиков с двумя дисками. А вот многообразие электронных велико. Среди них есть и простые бытовые, а есть и посложнее, которые не только выдают нам на дисплей информацию о потребленной мощности, но еще и "умудряются" отсылать эту информацию в энергетическую компанию. Конструкторы счетчиков предусмотрели все когда-то бывшие в моде фортели с электромеханическими счетчиками. Т.е. назад его уже не "отматаешь", да и если, например, периодически днем квартира не потребляет энергию(а ночью потребляет)из-за того, что какой-то там мудрец "обходит" днем токовую катушку, то собранная о таком факте информация может послужить поводом для непредвиденного визита представителем компании. В общем, среди электронных есть "особо умные" счетчики. Правда, заставлять ставить потребителей такие счетчики есть смысл только в том случае, если у энергетической компании есть соответствующее оборудование для работы с ними. Это так - для справки. Основная же тема раздела проста и ясна - подключение счетчика. Стандартная схема показана на рис.1.
Важно! ПУЭ: Глава 1.5. Учет электроэнергии
п. 1.5.36 "Для безопасной установки и замены счетчиков в сетях напряжением до 380 В должна предусматриваться возможность отключения счетчика установленными до него на расстоянии не более 10 м коммутационным аппаратом или предохранителями. Снятие напряжения должно предусматриваться со всех фаз, присоединяемых к счетчику.
Трансформаторы тока, используемые для присоединения счетчиков на напряжении до 380 В, должны устанавливаться после коммутационных аппаратов по направлению потока мощности."
Приобретя счетчик и открыв паспорт на него, увидим правую часть рисунка. Это электрическая схема. А вот сняв крышку снизу, можно на внутренней стороне увидеть нумерацию контактов, хотя это не важно. Нумеруются они слева направо. Как видно из левой (визуальной) части рисунка на 1-ый и 3-ий контакт подается напряжение на счетчик; со 2-го и 4-го оно снимается и подается на автоматические выключатели, с выхода которых оно подается в квартиру. Это самая простая схема электроснабжения. Более сложные будут рассмотрены в разделе Примеры схем электроснабжения квартир.

умные часы

сборка3 фазыВнутри счетчик содержит две катушки. Если смотреть на правую часть рисунка, то вертикальная катушка - это катушка напряжения. На один ее конец подается фаза с 1-го контакта через маленькую перемычку, которая номера, кстати, не имеет. Ноль же принято подавать через 3-ий контакт. Это можно назвать отдельным питанием счетчика. Питание же потребителя(или нагрузки) в квартиру осуществляется подачей нуля напрямую через перемычку между 3-им и 4-ым контактом и автомат, а вот фаза поступает от 1-го контакта, далее через токовую катушку(она нарисована горизонтально), снимается со 2-го контакта и далее через автомат подается в квартиру. Само счетное устройство представляет собою устройство, которое перемножает между собою напряжение на катушке напряжения (вертикальной) и ток, проходящий через катушку тока (горизонтальной) в течение какого-то времени. И это не просто так. Ведь мощность математически представляет из себя произведение между напряженим и током, т.е. P=U*I, где U - наше напряжение сети; I - потребляемый ток; Р - искомая мощность. Соответственно, наш счетчик показывает количество потребленной энергии по формуде P=U*I*t, где t - время в течение которого наши потребители работали (т.е. были включены). Т.е. перемножает киловатты на часы. Откуда и название - киловатт-час(кВт*ч).

Рассмотренное включение счетчика называют прямым включением. Все бытовые счетчики только так и подключают. Существуют также и 3-х фазные счетчики прямого включения, имеющие 8 выводов - по два для каждой из фаз(вход и выход), а также для нуля(вход и выход). Также 3-х фазные счетчики подключают через трансформаторы тока. Применяют его, когда ток потребителей большой и при прямом подключении счетчика его катушки тока не выдержали бы. 3-х фазные счетчики для такого подключения применяют другого типа. Они содержат 10 выводов - по 3 для каждой из фаз и 1 нулевой. Трансформаторы тока бывают, конечно, разнообразные, но в основной своей массе состоят из проходной шины(она представляет собою первичную обмотку) и вторичной обмотки, концы которой обычно обозначают как u1 и u2. Один из концов трансформатора тока (и1) еще и заземляется. Об этом можно почитать в разделе "Всё о трансформаторах". Выводы И1 и И2 подключаюся к контактам счетчика, ведущим к токовым катушкам. Это видно из рис.2. Сравнив рис.2 и рис.3 нетрудно проанализировать, как подключить счетчик. Приведенная схема подключения, конечно, не единственно используемая. Существуют и другие. Это зависит от типа счетчика, а их тоже много. В любом случае, в паспорте на него всегда имеется схема подключения. Но, в основном, они не слишком много различаюся.

читать далее...

На этом бы знакомство можно было б и закончить, однако, как это часто и бывает у новичков, возникает другой вопрос - а зачем, собственно, нужны трансформаторы тока. Вот это мы сейчас и объясним для простоты на примере однофазного счетчика. Для этого мы снова нарисуем схему включения потребителей через счетчик, подобно рис.1, однако, уже с электрической точки зрения, т.е. покажем не монтажную, а электрическую схему.

схема подключения счетчикаНа рис.4 показана электрическая схема подключения нагрузки к счетчику, где КН - катушка напряжения, КТ - катушка тока. Нумерация всех контактов соответствует рис.1. Изучив схему рис.4, можно заметить, что катушка напряжения КН всегда находится под питающим напряженим и работает как бы "сама по себе" - она отдельно подключена к 220В и режим ее работы не зависит от мощности нагрузки. А вот катушка тока КТ включена последовательно с нагрузкой и ток через нее потечет такой же, как и через саму нагрузку. Кто забыл вопросы последовательного и параллельного подключения, могут вернуться в раздел "Сопротивление". А поскольку катушка тока КТ представляет из себя всего лишь какое-то количество витков медного провода определенного сечения, то нетрудно догадаться, что выдержит этот провод какое-то некоторое максимальное количество Ампер проходящего через него тока. При превышении этого значения катушка тока КТ попросту сгорит. Приемлемые значения этого тока указаны на корпусе счетчика. Обычно этот предел составляет 10 - 40 Ампер.
Так вот, в 3-х фазном счетчике таких катушек КТ и КН по три пары - одна пара на фазу. И нетрудно догадаться, что суммарный ток на каждой фазе всяческого производственного оборудования может достигать значений и 100Ампер, и 200А, и 300А, и еще больше. А поскольку через катушку тока, как уже оговаривалось, проходит ток той же величины, что и через нагрузку, то, разумеется, было бы сложно изготовить такую катушку тока, которая могла бы выдержать такие токи. Впрочем, сделать-то можно, но какие это будут размеры!!! Поэтому, чтобы в обычный 3-х фазный счетчик поместить обычную небольшую катушку тока - точнее, их три (как правило, с максимальным проходящим через нее током в 5Ампер) применяют трансформаторы тока. Одной из самых важных и нужных характеристик такого трансформатора является коэффициет трансформации тока. Он всегда указан на его корпусе. Этот коэффициент пишется в виде дроби, например, "100/5", "150/5", "250/5". Пятерочка - это номинальный ток нормальной работы катушки тока.
Возникает вопрос - как всем этим пользоваться. А тут все просто. Если ваша расчетная мощность всей нагрузки предполагает прохождение тока в каждой фазе величиною в 150А либо 100А, либо 250А, то и трансформаторы тока надо выбирать соответственно "150/5", "100/5", "250/5". Допустим, при работе оборудования ток на одной из фаз составляет 250А, на другой 200А, на третьей - 150А. А применяемые трансформаторы установлены с коэффициентом "250/5"(т.е. ток через токовую катушку будет уменьшен в 50 раз!). Тогда ток через первую катушку составит 5А, вторую - 4А, третью - 3А.
А какое же показание о количестве потребленной энергии выдаст нам трехфазный счетчик? А счетчик будет считать по формуле P=U*I*t/50, где t - время в течение которого наши потребители работали (т.е. были включены), I - ток потребителей. Т.е., поскольку реально ток через токовую катушку отличался в 50 раз от реального тока потребителя в рабочих фазах, то и информация о потребленной энергии на его табло будет отличаться в 50 раз от реально потребленной. Ведь счетчик не "знает" реальных токов в цепи. Он "принимает к сведению" тот ток, который ему "отдает" трансформатор тока. Поэтому при оплате за потребленную энергию требуется показание счетчика с трансформаторами тока умножать на коэффициент трансформации. В рассматриваемом случае на 50. Вот, собственно, и все. Можно перейти к другим разделам.