Схемы включения счетчиков электрической энергии

СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ СЧЕТЧИКОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

ПРАКТИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Москва

«Издательство НЦ ЭНАС»

Содержание

1. УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ 2. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ, ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ 3.СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ СЧЕТЧИКОВ 4. ИНДУКЦИОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ 5. ИЗМЕРЕНИЯ ЭНЕРГИИ ЭЛЕКТРОННЫМИ СЧЕТЧИКАМИ 6.ТОЧНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ СЧЕТЧИКОМ 7. СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ ОДНОФАЗНЫХ СЧЕТЧИКОВ 8. СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫХ СЧЕТЧИКОВ В ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ НАПРЯЖЕНИЕМ 380/220 В 9. ПРОВЕРКА СХЕМ ВКЛЮЧЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫХ СЧЕТЧИКОВ В ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ НАПРЯЖЕНИЕМ 380/220 В 10. СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫХ СЧЕТЧИКОВ В ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ НАПРЯЖЕНИЕМ ВЫШЕ 1000 В 11. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТРЕБУЕМОЙ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ 12. МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ СЧЕТЧИКОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ НАПРЯЖЕНИЕМ 380/220 В ПРИЛОЖЕНИЯ Приложение 1. Таблица тригонометрических величин Приложение 2. Основные технические данные трансформаторов напряжения отечественного производства [10] Приложение 3. Потребление мощности счетчиками, ваттметрами, варметрами, амперметрами, вольтметрами и преобразователями телеизмерений (17) Приложение 4. Пределы допустимых погрешностей трансформаторов тока [4] СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Рассмотрены различные схемы включения счетчиков электрической энергии, применяемых на энергообъектах. Показаны примеры негативных последствий от неправильного подключения счетчиков. Приведены результаты экспериментального определения погрешностей счетчиков и трансформаторов тока. Даны практические рекомендации по проверке схем подключения счетчиков, по порядку их замены и др.

Для специалистов метрологических служб, энергосбыта и электроцехов. Может быть рекомендовано специалистам Госстандарта России, инспекторам по энергетическому надзору, ответственным за электрохозяйство потребителей электроэнергии.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

φ - угол фазового сдвига между током и фазным напряжением;

cos φ - коэффициент мощности нагрузки;

P _{1 Ф} - активная мощность однофазной сети;

P _{3 Ф} - активная мощность трехфазной сети;

W - активная энергия;

Q - реактивная энергия;

И1, И2 - вторичная обмотка измерительного трансформатора тока (далее - ТТ);

Л1, Л2 - первичная обмотка ТТ;

ω - угловая частота;

t - время;

Т - период колебаний;

δ_с - погрешность измерений электрической энергии счетчиком.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ, ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Счетчик электрической энергии - интегрирующий по времени прибор, измеряющий активную и (или) реактивную энергию (далее -счетчик).

Активная мощность - количество активной энергии, потребляемое за единицу времени .

Активная мощность, измеряемая счетчиком, определяется выражениями:

для однофазного счетчика, Вт

для трехфазного двухэлементного счетчика, Вт

для трехфазного трехэлементного счетчика в четырехпроводной сети, Вт

Реактивная мощность -количество электрической энергии, циркулирующей в единицу времени, между генератором и магнитным полем приемника (трансформатора, электродвигателя). При этом происходит периодический (колебательный) обмен энергии без преобразования ее в тепловую, механическую или иную.

Реактивная мощность, измеряемая счетчиком реактивной энергии, определяется выражением, вар

Загрузка реактивной мощностью линий и трансформаторов уменьшает пропускную способность сети и не позволяет полностью использовать установленную мощность генератора.

Угол фазового сдвига - фазовый сдвиг между электрическим напряжением и током, град. При индуктивном характере нагрузки ток по фазе отстает от напряжения (рис. 1).

При емкостном характере нагрузки ток по фазе опережает напряжение.

Вектор - условное графическое изображение параметра по значению и направлению.

Векторная диаграмма - условное графическое изображение векторов тока и напряжения.

На рис. 2 изображено положение векторов токов и напряжений в трехфазной сети.

Порядок чередования фаз напряжений - может быть прямым или обратным. Определяется фазоуказателем И517М или прибором ВАФ-85 на колодке зажимов счетчика. Прямой порядок чередования фаз напряжений - ABC, BCA, CAB (по часовой стрелке, рис. 3).

Обратный порядок чередования фаз напряжений - АСВ, СВА, ВАС, создает дополнительную погрешность и вызывает самоход индукционного счетчика активной энергии. Счетчик реактивной энергии при обратном порядке чередования фаз напряжений и нагрузки вращается в обратную сторону.

Обозначение класса точности счетчика - число, равное пределу допускаемой погрешности, выраженной в процентах, для всех значений диапазона измерений тока от минимального до максимального значения, коэффициенте мощности, равном единице, при нормальных условиях, установленных стандартами или техническими условиями на счетчик. На щитке счетчика обозначается цифрой в круге, например .

Самоход счетчика - движение диска или мигание индикаторов счетчика под действием приложенного напряжения и при отсутствии тока в последовательных цепях.

Порог чувствительности счетчика - наименьшее нормируемое значение тока, которое вызывает изменение показаний счетного механизма при номинальных значениях напряжения, частоты и cos φ = l.

Полярность трансформатора тока (ТТ). Однополярными зажимами измерительных трансформаторов называют зажимы первичной и вторичной обмоток, намотанных на сердечник (керн) в одном направлении. Обратная полярность - изменение направления тока в первичной или вторичной обмотках ТТ. Изменение направления тока в токовой цепи измерительного элемента счетчика равноценно изменению угла фазового сдвига на 180°, что вызывает отрицательный вращающий момент (рис. 4 - рис. 6).

Рис. 1. Мгновенные значения тока и напряжения с углом сдвига фаз φ

Рис. 2. Векторная диаграмма токов и напряжений в трехфазной сети	Рис. 3. Прямой порядок чередования фаз напряжений

Правильная полярность подключения обмоток ТТ и токовой цепи измерительного элемента счетчика показана на рис. 7.

Внутренний угол счетчика - угол фазового сдвига между магнитным потоком напряжения Ф _U и магнитным потоком токовой цепи Ф ₁, измерительного элемента. Для индукционного счетчика активной энергии - равен 90°.

Рис. 4. Обратная полярность включения токовой цепи счетчика и вторичной обмотки ТТ, выполненная соединительными проводами	Рис. 5. Обратная полярность включения токовой цепи счетчика по вторичной обмотке ТТ	Рис. 6. Обратная полярность включения токовой цепи счетчика по первичной обмотке ТТ

Рис. 7. Полярность подключения обмоток ТТ и токовой цепи счетчика:

а - Л1 - И1 - Г - однополярны;

б - Л2 - И2 - Г - однополярны;

Л1Л2 - линия; И1И2 - измерение

СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ СЧЕТЧИКОВ

Некоторые типы счетчиков, применяемых на энергообъектах ОАО «Тверьэнерго», и их технические характеристики приведены в табл. 1.

Таблица 1

Справочные данные счетчиков

Тип счетчика	Номинальное напряжение, В	Номинальный (максимальный) ток, А	Количество оборотов на 1 кВТ · ч	Количество цифр счетного механизма*	Класс точности	Межповерочный интервал	Примечание
Однофазные индукционные
СО-1					2,5		Не выпускается
СО-1					2,5		»
СО-1		10-40			2,5		Выпускается с 1995 г.
СО-193		10-40			2,5		-
СО-2					2,5		ВЗЭТ
СО-2					2,5		»
СО-2					2,5		»
СО-2					2,5		»
СО-2					2,5		»
СО-2(60)					2,5		МЗЭП
СО-2(60)					2,5		»
СО-2М					2,5		ВЗЭТ
СО-2М					2,5		»
СО-2М2		10-30			2,5		»
СО-2М2		5-15			2,5		»
СО-2МТ		10-30			2,5		»
СО-2МТЗ		10-30			2,5		»
CO -5		5-15			2,5		МЗЭП
СО-505		10-40					»
СО-50		10-40			2,5		»
С0-5У		10-30			2,5		»
СО-И445		10-40			2,0		ВЗЭТ
СО-И446		10-34			2,5		»
СО-И446		5-17			2,5		»
СО-И446		5-20			2,5		»
СО-И446М		10-40			2,5		»
СО-И449		10-40			2,0		»
СО-И449М		10-60			2,0		»
СО-И449М1-1		10-40			2,0		»
СО-И449Т		10-40			2,0		»
СО-И449МТ		10-60			2,0		»
СО-ЭЭ6705		10-40			2,0		ЛЭМЗ
СО-ЭЭ6705		10-40			2,0		»
СО-ЭЭ67А-1					2,5		»
СО-ЭЭ6705		5-20			2,5		»
СО-ИБ1		5-30			2,0		-
СО-ИБ2		10-60			2,0		-
5СМ4		10-40			2,5		-
СО-И131		10-40			2,5		-
A44Gd		15(60)			2**		-
DE4		10-40			2**		-
TGL-5541		10-30			2**		-
WZ-2		10-20			2**		-
Y-8		10-40			2**		-
EJ-914-2K		10-40			2**		-
TYPAS2		10-40			2**		-
B1A					2**		-
B1A					2**		-
AEG					2**		-
AEG		15(60)			2**		-
A52		10-40			2**		-
Однофазные электронные
ЦЭ6807А-1		5-50					МЭТЗ
ЦЭ6807А-2		5-50					МЭТЗ (двух тарифный)
СЭО-1		10-50					Не выпускается
СО-Ф663		5-50					-
СОЭБ-1		10-50					БЭМЗ
A100D1B		10(60)	1000/200	ЖКИ			СП «АББ ВЭИ Метроника»***
Устройство переключения тарифов
УПТ12-10			-		-	-	МЭТЗ
ЦН6802А			-		-	-	РЗП
УПТ12-100			-		-	-	МЭТЗ
Трехфазные, индукционные
СА4У-И672М	3×380/220	3×5		4(5)			ЛЭМЗ (ГОСТ 6570- 75)
СА4У-И672М	3×380/220	3×5					ЛЭМЗ (ГОСТ 6570-96)
СА4-И672М	3×380/220	3×10					ЛЭМЗ
СА4-И672М	3×380/220	3×10-20					ЛЭМЗ
СА4-И678	3×380/220	3×20-50					»
СА4-И678	3×380/220	3×30-75					»
СА4-И678	3×380/220	3×50-100					»
СА3У-М670М	3×380	3×5					Не выпускается
СА3У-И670М	3×220	3×5					To же
СА4У-Т4	3×380/220	3×5					»
СА4У-И672М	3×220/127	3×5					»
СР4У-И673М	3×380	3×5					ЛЭМЗ
СР3У-И44	3×380	3×5					»
СА4-И45	380/220	3×10					»
СА3У-ИТ		3×5					»
СА3У-И670Д	380/220	3×5					»
СА4-И6П	380/220	3×10-60					»
СА4У-И682	380/220	3×5					»
Т-2СА43	3×380/220	5(20)				4(8)	Py мыния
Т-2СА43	3×380/220	3×5					»
МХК-116	3×400/250	3×5					-
T 31 F	3×400/230	3×10(60)					-
Т31СТК	3×400/230	3×5					-
D -1 CT	3×240/400	3×5					-
T-22t	3×380/220	3×5					-
MODC-5200	3×380/220	3×5	-				Польша
MODC -52 a	3×380/220	3×5					Польша
HN 4- CA 4	3×380/220	3×25-50					-
ИЕА4-3У	3×380/220	3×5					-
ET-401	3×380/220	3×5					-
A4-5D	3×380/220	3×5					-
ДН-4	3×380/220	3×5-25					Венгрия
А1Т-4-0000Т	3×380/220	5-24	-				Венгрия
ЕТ-411-1	3×380/220	3×5	-				-
MXKL -116	3×380	3×5					-
А4-3	380/220	3×10-40					Болгария
ЕТ414	380/220	10-40	-				-
ДН-4	380/220						Венгрия
САЧ-И60	380/220	3×10-60					-
САЧУ-196	380/220	3×5	-			-	Украина
СА3У-ИТ	3×100	3×5					-
СА3У-И687	3×100	3×5					ЛЭМЗ
СА3У-И670Д	3×100	3×5					»
СА3У-И43	3×100	3×5					»
СА3У-И670М	3×100	3×1					»
СА3У-И681	3×100	3×1					»
СР4У-И673М	3×100	3×5					»
СР3У-ИТР	3×100	3×5					»
СР3У-ИТР-60	3×100	3×5					»
СР3У-И671	3×100	3×5					»
СР3У-И44	3×100	3×5					»
СР4У-И689	3×100	3×5					»
СР4У-И673Д	3×100	3×5					»
СР4У-И673М	3×100	3×1					»
СА3У-И670М	3×100	3×5					»
СА3У-И681	3×100	3×5					»
CH41pik a227	3×57,7/100						Венгрия
Трехфазные электронные
СЭТ4-1	3×400/230	3×(5-60)					МЭТЗ
СЭТАМ-005	100/57,7	5-7,5		ЖКИ			»
СЭТАМ-005-01	380/220	5-7,5		ЖКИ			»
СЭТАМ-005-02	380/220	5-50		ЖКИ			»
СЭТАМ-005-03	380/220	10-100		ЖКИ			»
СЭТ3а-02-04	380/220	5-50					ГРПЗ
СЭТЗа-01-02		5-7,5					»
СЭТ 3 а- 01 П-27		5-7,5			0,5		»
СЭТ 3 р-01П-30		5-7,5			0,5		»
Ф68700	3×100	5-7,5					Энергомера
ЦЭ6805	3×100	5-7,5			0,5		»
ЦЭ 6805	3×100	3×(1-1,5)			0,5		»
EA05RL-P1B-3	3×100	1/5		ЖКИ	0,.5 S		СП «АББ ВЭИ Метроника»***
A2R-3-AL-C2-T	3×100			ЖКИ	0,5S		»
ЦЭ 6803	220/380	1-8А					РЗП
ЦЭ6803Т	220/380	5-8А					»

* Указано количество целых цифр показаний счетного механизма.

** Класс точности на щитке прибора не указан, регулировка выполняется по классу точности 2.

*** С 2003 г. вместо СП «АББ ВЭИ Метроника» следует читать «Эльстер Метроника».

Примечание. МЗЭП - Московский завод электроизмерительных приборов. 113191, Москва, ул. Малая Тульская, д. 2/1, корп.8. Тел. [phone].

МЭТЗ - Мытищинский электротехнический завод. 141002, г. Мытищи, Московская обл., ул. Колпакова, 2. Тел.: [phone].

ЛЭМЗ - Ленинградский электромеханический завод. 198206, г. Санкт-Петербург, Петергофское шоссе, д.73. Тел.: [phone], факс: [phone].

ГРПЗ - Государственный Рязанский приборный завод. 390000, г. Рязань, ул. Каляева, д.32. Тел.: [phone].

РЗП - Рыбинский завод приборостроения, г. Рыбинск, пр. Серова, д.89. Тел.: [phone], 55-55-09.

Энергомера - ОАО «Концерн Энергомера». 355029, г. Ставрополь, ул. Ленина, 415а. Тел.: 35-75-27, 35-67-45.

БЭМЗ - Березовский электромеханический завод. Кемеровская обл.

ВЗЭТ («ВилСкайтас») - Вильнюсский завод электроизмерительной техники - 7 Aukstaiciu str., 26000, Vilnius, Lithuania. Тел.: [phone],64-3809.

СП «АББ ВЭИ Метроника» - 111250, Москва, ул. Красноказарменная, д. 12. Тел.: [phone].

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1. Таблица тригонометрических величин

φ, град	sin φ	cos φ	tg φ	φ, град	sin φ	cos φ	tg φ
	0,0000	1,0000	0,0000
		0,9998			0,5736	0,8192	0,7002
	0,0872	0,9962	0,0875
					0,6428	0,7660	0,8391
	0,1736	0,9848	0,1765
					0,7071	0,7171	1,0000
	0,2588	0,9659	0,2679
					0,7660	0,6428	1,1918
	0,3420	0,9397	0,3640
					0,8192	0,5736	1,4282
	0,4226	0,9063	0,4663
					0,8660	0,5000	1,7321
	0,5000	0,8660	0,5774				2,0503
					0,9063	0,4226	2,1445
					0,9848	0,1736
							6,6138
	0,9397	0,3420	2,7475				7,1154
							8,1444
			3,0777				9,5144
					0,9962	0,0872	11,4301
							14,3007
	0,9659	0,2588					19,0811
			4,0108				28,6363
							57,2900
					1,0000	0,0000	∞
			5,1446

Приложение 2. Основные технические данные трансформаторов напряжения отечественного производства [ 10 ]

Тип	Номинальное напряжение обмоток, кВ	Номинальная мощность, В·А, для классов точности	Максимальная мощность, В·А	ик, %
ВН	НН (основной)	НН (дополнительной)	0,2	0,5
НОС-0,5	0,38	0,1	-	-					4,4
0,5	0,1	-	-					4,2
НОМ-6		0,1	-	-					3,58
	0,1	-	-					6,15
НОМ-10		0,1	-	-					6,4
НОМ-15	13,8	0,1	-	-					3,8
15,75	0,1	-	-					4,83
	0,1	-	-					4,5
НОМ-35		0,1	-	-					3,87
НОЛ-08-6		0,1	-						3,47
НОЛ-08-10		0,1	-						4,95
НТС-0,5	0,38	0,1	-	-					3,76
0,5	0,1	-	-					3,78
НТМК-6-48		0,1	-	-					2,98
	0,1	-	-					3,92
НТМК-10		0,1	-	-					3,07
НТМИ-8		0,1	0,1/3	-					3,01
	0,1	0,1/3	-					5,23
НТМИ-10		0,1	0,1/3	-
НТМИ-18	13,8	0,1	0,1/3	-					4,08
15,75	0,1	0,1/3	-					4,32
	0,1	0,1/3	-					4,32
ЗНОЛ-09-6			0,1/3						3,55
ЗНОЛ-09-10			0,1/3						4,8
ЗНОЛ-06-8			0,1/3						3,55
ЗНОЛ-06-10			0,1/3						4,8
ЗНОЛ -06-15			0,1/3						5,12
		0,1/3						5,12
ЗНОЛ-06-20			0,1/3						5,02
		0,1/3						5,02
ЗНОЛ-06-24			0,1/3						5,03
ЗНОМ-15-72			0,1/3	-					3,42
		0,1/3	-					4,83
		0,1/3						4,57
		0,1/3						5,1
ЗНОМ-20			0,1/3						5,6
		0,1/3	-					5,25
ЗНОМ-24			0,1/3	-					4,4
ЗНОМ-35-65			0,1/3	-
НКФ-110-57			0,1	-					4,05
НКФ-110-58			0,1/3	-					3,55
		0,1/3	-					4,43
НКФ-220-58			0,1	-					3,83

Приложение 3. Потребление мощности счетчиками, ваттметрами, варметрами, амперметрами, вольтметрами и преобразователями телеизмерений [ 17]

Наименование прибора	Тип	Цепь напряжения	Цепь тока
номинальное напряжение, В	потребляемый ток, А	полное сопротивление, Ом	потребляемая мощность, В·А	номинальный ток, А	падение напряжения, В	полное сопротивление, Ом	потребляемая мощность, В·А
Счетчик	СА3У-ИТ		0,03				0,19	0,038	0,95
СР3У-ИТР		0,03				0,19	0,038	0,95
СА3У-И670		0,045		4,5		0,17	0,034	0,85
СА3У-И681		0,046		4,6		0,75	0,75	0,75
СА3У-И681		0,046		4,6		0,17	0,034	0,85
СР4У-И673		0,08				0,35	0,35	0,35
СР4У-И673		0,08				0,08	0,016	0,4
DH -3		0,055		5,5		0,09	0,018	0,45
DHs -3		0,072		7,2		0,09	0,018	0,45
ЦЭ6805		0,025		2,5		0,02	0,02	0,02
ЦЭ6805		0,025		2,5		0,016	0,0032	0,08
Ф68700		0,005		0,5		0,03	0,006	0,15
Ваттметр	Д341		0,0055		0,55		0,45	0,09	2,25
Д335		0,004		0,4		0,18	0,036	0,9
Д335		0,0036		0,36		0,9	0,9	0,9
Ваттметр	Д365		0,0036		0,36		0,45	0,45	0,45
Д365		0,0028		0,28		0,12	0,024	0,6
Д309		0,006		0,6		0,12	0,024	0,6
Варметр	Д335/1		0,0018		0,18		0,75	0,75	0,75
Д341/1		0,0055		0,55		0,45	0,09	2,25
Д343		0,007		0,7		0,48	0,096	2,4
Д365		0,0036		0,36		0,45	0,45	0,45
Д365		0,0028		0,28		0,11	0,022	0,55
Амперметр	Э30	-	-	-	-		0,22	0,044	1,1
Э335	-	-	-	-		0,095	0,095	0,095
Э335	-	-	-	-		0,09	0,018	0,45
Э365/1	-	-	-	-		0,04	0,008	0,2
Вольтметр	Э3О	-	0,03	-	-	-	-	-	-
Э365		0,005		0,5	-	-	-	-
Э377		0,012		1,2	-	-	-	-
Э378		0,012		1,2	-	-	-	-
Частотомер	Э361		0,0055		0,55	-	-	-	-
Ц300		0,05			-	-	-	-
Ц300-М1		0,016		1,6	-	-	-	-
ИП мощности	ИПТАМ-301-1		0,002		0,2		0,50	0,1	2,5
Е728		0,073		7,3		0,10	0,02	0,5
Е748		0,06			0,5	1,90	3,8	0,95
Е748		0,06				0,95	0,95	0,95
Е748		0,06			2,5	0,80	0,32
Е748		0,06				0,50	0,1	2,5
Е849		0,075	&n