Схемы счётчиков полукосвенного включения и ошибки в них

Точно учитывать – точно знать!

Рассматриваются схемы счётчиков полукосвенного включения, соединяющихся с электросетью и нагрузкой через измерительные трансформаторы тока. Описываются восьми-и-десятипроводные подключения с испытательной коробкой и её аналогом, приводятся рекомендуемые изготовителями принципиальные схемы. Вы узнаете также об ошибках в схемах присоединений, способах их обнаружения, в т.ч. с помощью векторных диаграмм.

Для ознакомления с применяемыми в предлагаемой зарисовке терминами, определениями и обозначениями, а также схемами и ошибками в прямоточных приборах можно обратиться к записи Схемы включения прямоточных электросчётчиков и ошибки в них.

Содержание

1. Некоторые особенности клеммных колодок счётчиков
2. Требования к счётчикам полукосвенного включения
3. Термины: семи-восьми-десятипроводные схемы
4. Восьмипроводные схемы счётчиков полукосвенного включения
4.1. Схема с типовой клеммной колодкой
4.2. Испытательная коробка
4.3. Восьмипроводная схема с типовой клеммной панелью и испытательной коробкой
4.4. Восьмипроводная схема с нетиповой клеммной панелью и испытательной коробкой
5. Десятипроводные схемы счётчиков полукосвенного включения
5.1. Десятипроводная схема с ИК
5.2. Десятипроводная схема включения счётчиков ЛэндисГир с клеммной панелью в соответствии с DIN и с контактным блоком
5.3. Десятипроводная схема включения счётчиков ЛэндисГир с клеммной панелью при симметричном расположении контактов
5.4. Десятипроводная схема полукосвенного включения счётчиков Милур-305 и Милур-307
6. Ошибки в схемах счётчиков полукосвенного включения
6.1. Шунтирование токовых цепей
6.1.1. Шунтирование перемычками
6.1.2. Нештатное соединение токовых ламелей ИК
6.1.3. Припайка перемычек к ИК
6.1.4. Заземление разноименных выводов вторичных обмоток ТТ и токовых цепей счётчика
6.1.4.1. Десятипроводная схема
6.1.4.2. Восьмипроводная схема
6.1.5. Параллельное подключение амперметров
6.2. Создание обратного тока
6.2.1. Векторные диаграммы при обратном токе
6.3. Отсутствие тока
6.3.1. Определение отсутствия тока считыванием векторных диаграмм
6.4. Снятие напряжения с фаз
6.4.1. Выявление снятого напряжения векторными диаграммами
6.5. Подача на фазы счётчика неодноимённых напряжения и тока
6.5.1. Векторные диаграммы для нахождения неодноимённости напряжения и тока
6.6. Подача на две-три фазы счётчика напряжения от одной и той же фазы сети
6.6.1. Обнаружение на фазах счётчика напряжения от одной и той же фазы сети с помощью ВД
7. Заключение
8. Литература
Пожелание☺

 

1. Некоторые особенности клеммных колодок счётчиков

У большинства счётчиков полукосвенного включения типовое расположение силовых клемм в один ряд (в каждой клемме по 2 зажимных комплекта – нижний и верхний). Это счётчики:

  • СЭТ4ТМ, ПСЧ3ТМ, ПСЧ4ТМ производства НЗИФ;
  • Меркурий-233 и Меркурий-234 производства Инкотекс;
  • СТЭ, СТС и Агат производства Московского завода электроизмерительных приборов, МЗЭП;
  • Альфа и Евроальфа производства ЭльстерМетроника;
  • СЕ 301…304 производства Энергомера;
  • ZMD, ZMG и ZMR производства ЛэндисГир;
  • Нева производства Тайпит;
  • Какскад-3МТ производства Каскад;
  • Милур-305 и Милур-307 производства Миландр.

У таких счётчиков, кроме ZMD с симметричным расположением клемм, расположение клемм слева направо:

  • первая ТРОЙКА клемм это первая фаза счётчика;
  • вторая тройка – вторая фаза;
  • третья тройка – третья фаза.

В каждой тройке, кроме счётчиков типа Милур, на среднюю клемму подаётся напряжение от фазы сети, а на крайние клеммы токи от вторичных обмоток ТТ. Один или два силовых контакта, правее троек, служат для присоединения нейтрали и средней точки обмоток напряжения счётчиков. Таким образом, у счётчиков с типовыми конструкциями силовых контактных панелей клеммы:

  • 1, 2, 3 принадлежат фазе 1 счётчика;
  • 4, 5, 6 – фазе 2;
  • 7, 8, 9 – фазе 3;

На фазы 1, 2, 3 счётчика должны подаваться напряжения и токи фаз сети А, В, С, соответственно.

Такая же конструкция у большинства прямоточных счётчиков с внешними перемычками.

Однако есть счётчики с расположением силовых клемм в два ряда (как и прямоточные). В каждом из таких счётчиков нумерация клемм нетиповая: нижний ряд – это силовые токовые клеммы, они распределены на три ПАРЫ:

  • клеммы 1 и 2 относятся к фазе 1;
  • 3 и 4 – к фазе 2;
  • 5 и 6 – к фазе 3;
  • крайние справа один-два контакта для присоединения нейтрали.

В верхнем ряду – клеммы напряжения и тока, их нумерация различна для разных типов счётчиков; примеры, рассмотренные ниже – Меркурий-230 и ПСЧ-3АР.06Т. Схемы счётчиков ЛэндисГир с симметричным расположением клемм, а также счётчиков Милур 305 и 307 тоже нужно отнести к нетиповым.

 

2. Требования к схемам счётчиков полукосвенного включения

Схемы счётчиков полукосвенного включения (как и прямоточных) должны соответствовать требованиям:

  • технической документации фирм-изготовителей приборов учёта;
  • Правил по охране труда при эксплуатации электроустановок, ПОТЭЭ, |1|;
  • Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей, ПТЭЭП, |2|;
  • Правил устройства электроустановок, ПУЭ, |3|.

По ПОТЭЭ (п. 42.1 |1|) вторичные обмотки измерительных трансформаторов должны иметь постоянные заземления. ПТЭЭП также требуют заземления вторичных цепей таких трансформаторов (п. 2.6.24 |2|).

Самые актуальные условия для эксплуатации приборов учёта излагаются в правилах, положениях и нормах, утверждаемых приказами Минэнерго и Постановлениями Правительства РФ. Указанные документы периодически пересматриваются и обновляются.

Подробно о параметрах и особенностях одно-и-трёхфазных счётчиков, их стоимостях и критериях для выбора изложено в зарисовке <b><a href=»http://staelk.ru/odnofaznyj-ili-trexfaznyj-kak-vybrat-elektroschetchik» target=»_blank» rel=»noopener noreferrer»>Однофазный или трёхфазный – как выбрать электросчётчик</a></b>

О согласованном по токам выборе автоматического выключателя, счётчика и кабеля см. <b><a href=»http://staelk.ru/odnofaznyj-ili-trexfaznyj-kak-vybrat-elektroschetchik» target=»_blank» rel=»noopener noreferrer»>Счётчик, автомат, кабель: выбор по току</a></b>

3. Термины: семи-восьми-десятипроводные схемы

Общепризнанного деления по количеству проводов не существует. В технической документации фирм-изготовителей упоминаний о количестве проводов найти не удалось. В статьях, на форумах одни авторы иногда «одинаковопроводными» называют совершенно разные, особенно по отношению к заземлению, схемы. Другие – принципиально одинаковые схемы относят и к 8-ми, и к 10-проводным. Ниже кратко описаны часто встречающиеся различные наименования.

К 7-проводным относят 2 различные схемы:

  • с гальваническим соединением первичных и вторичных обмоток ТТ. При этом заземлять вторичные обмотки ТТ нельзя из-за короткого замыкания фаза-земля. Полагают, что здесь менее вероятны хищения энергии, т.к. вторичные обмотки ТТ и токовые цепи счётчика находятся под напряжением сети;
  • в которых концы вторичных обмоток трансформаторов тока и токовых обмоток счётчика по отдельности соединены в «звезду», а затем с «землёй». Полагают, что здесь экономится количество/длина проводов.

К 10-проводным относят тоже 2 схемы. В них начала и концы вторичных обмоток трансформаторов тока и токовых обмоток счётчика соединены между собой отдельными проводами:

  • концы вторичных обмоток ТТ  соединены в «звезду» и с «землёй» – здесь выполняются нормативные требования по заземлению ТТ;
  • отсутствуют объединения их в «звезду» и связь с «землёй» – здесь указания по наличию ПОСТОЯННОГО заземления вторичных цепей ТТ НЕ выполняются.

В данной зарисовке применена терминология для схем в рабочем состоянии (по количеству линий соединения на принципиальных схемах):

  • восьмипроводная – концы вторичных обмоток трансформаторов тока и токовых обмоток счётчика по отдельности связаны в «звезду» и с «землёй», а начала указанных обмоток соединены между собой отдельными проводами;
  • десятипроводная – начала и концы вторичных обмоток трансформаторов тока и токовых обмоток счётчика соединены между собой отдельными проводами, объединения их в «звезду» и связь с «землёй» (в рабочем состоянии) отсутствуют.

 

4. Восьмипроводные схемы счётчиков полукосвенного включения

Для рассматриваемых здесь трёхфазных трансформаторных низковольтных счётчиков заземление вторичных обмоток трансформаторов тока означает, что схемы нужно выполнять восьмипроводными. В них:

  • начала вторичных обмоток И1 ТТ и начала токовых цепей (обмоток) счётчика соединяют между собой;
  • концы И2 ТТ и концы токовых цепей счётчиков соединяют в схему «звезда» и заземляют.

Так поступают, если к источнику напряжения (генератор, сеть) присоединены начала первичных обмоток ТТ, обозначаемые Л1. Для всех схем далее, если специально не оговорено, принято именно такое включение ТТ. Если же к источнику напряжения подключены концы первичных обмоток ТТ, обозначаемые Л2, то:

  • начала токовых цепей счётчика соединяют с концами вторичных обмоток И2 ТТ;
  • а начала вторичных обмоток И1 ТТ и концы токовых цепей счётчика замыкают в «звезду» и заземляют.

 

4.1. Схема с типовой клеммной колодкой

На рис. 1 восемь проводов:

  • три провода напряжения, соединяющих фазы сети Аг, Вг, Сг с нагрузкой (через первичные обмотки ТТ) и с клеммами 2, 5, 8 – началами цепей напряжения счётчика, соответственно;
  • три провода тока, соединяющих начала И1 вторичных обмоток ТТ в каждой фазе сети с началом токовой цепи соответствующей фазы счётчика, клеммы 1, 4, 7;
  • один провод, соединяющий концы И2 вторичных обмоток ТТ и концы токовых цепей счётчика с заземлением;
  • ещё один провод соединяет нейтраль сети со средней точкой цепей напряжения счётчика и подаёт нейтраль на нагрузку.
Напряжения подают на средние клеммы троек. Крайние – токовые. Начала токовых цепей счётчика и ТТ соединены напрямую, концы объединены в звезду и заземлены. К двум крайним справа контактам присоединены нейтрали сети и цепей напряжения счётчика
Рис. 1. Восьмипроводная схема счётчиков с тройками силовых клемм на типовой контактной панели

 

4.2.  Испытательная коробка

По требованию ПУЭ (п. 1.5.23 |3|) цепи учета трансформаторных счётчиков следует выводить на сборки зажимов или испытательные блоки для обеспечения:

  • закорачивания вторичных обмоток трансформаторов тока;
  • отключения цепей напряжения и тока в каждой фазе счётчика при его замене или проверке;
  • подключения образцового счётчика без отсоединения проводов и кабелей.

Часто в качестве указанных сборок/блоков применяют испытательные (переходные) клеммные коробки (называемые также испытательными коробками, ИК). На рис. 2 приведено фото ИК с прозрачной крышкой и винтом для её крепления.

Крайний слева одиночный контакт (клемма, ламель) предназначен для присоединения нейтрали сети и средней точки цепей напряжения счётчика. Далее расположены три пары широких клемм с перемычками для подачи напряжений сети на счётчик. Ещё правее одиночный контакт, к нему подключается защитный, (заземляющий, РЕ) провод. Затем, справа, три пары токовых ламелей с перемычками.

Слева 3 пары широких ламелей напряжения. Справа – 3 пары токовых ламелей. Парные ламели соединяются перемычками. К левому крайнему контакту присоединяется нейтраль, к контакту слева от токовых пар – заземление
Рис. 2. Испытательная коробка со снятой прозрачной крышкой

Обычно на российских ИК нанесены обозначения клемм (контактных пластин, ламелей) слева-направо (рис. 3):

  • 0 (нейтраль);
  • А, В, С (напряжения фаз);
  • 1 (защитный провод);
  • 2, 3 (ток фазы А);
  • 4, 5 (ток фазы В);
  • 6, 7 (ток фазы С).

На этом же рисунке, стрелками указаны отверстия в токовых ламелях для винтового соединения их с общей шиной. Она располагается с обратной стороны ИК и связана винтом с ламелью 1.

Испытательная коробка с буквенными и цифровыми обозначениями клемм слева-направо: 0 – одиночная для нейтрали; АВС – 3 пары широких ламелей для напряжений; 1 – одиночная для заземления; 2-3, 4-5 и 6-7 – три токовых пары с отверстиями для соединения с общей шиной
Рис. 3. Испытательная коробка с буквенными и цифровыми обозначениями клемм

 

4.3.  Восьмипроводная схема с типовой клеммной панелью и испытательной коробкой

На рис. 4 приведён пример восьмипроводной схемы включения счётчика с типовой клеммной панелью/колодкой и ИК. Здесь напряжения от фаз сети А, В, С подаются на одноименные нижние, широкие, ламели ИК. Далее через коммутируемые перемычки на верхние пластины и затем на цепи напряжения счётчика, контакты 2, 5, 8, соответственно. Рабочее положение перемычек – замкнутое. Для снятия напряжения со счётчика перемычки сдвигают в верхнее предельное положение и фиксируют винтами (образуется видимый разрыв).

Токи от выводов И1 ТТ в каждой фазе А, В, С сети подаются на левые (в каждой паре) токовые ламели 2, 4, 6. Далее через коммутируемые перемычки на правые ламели 3, 5, 7 ИК и от них на начала токовых цепей счётчика, контакты 1, 4, 7, соответственно. Рабочее положение перемычек – замкнутое. При снятии перемычек вместо них можно присоединить образцовый счётчик (его токовые цепи).

Выводы И2 ТТ, как и концы токовых цепей, контакты 3, 6, 9 счётчика, соединены по схеме звезда. Средняя точка звезды счётчика соединена с ламелью 1 ИК, последняя – с защитным проводом или со средней точкой звезды ТТ. Последняя может подключаться к ламели 1, к защитному проводнику РЕ или напрямую к земле.

Закорачивание вторичных обмоток ТТ осуществляется вворачиванием винтов во второй ряд снизу отверстий левых ламелей каждой токовой пары, соединяющих эти ламели с заземлённой пластиной. Пластина расположена с обратной стороны ИК (изображена пунктиром) и соединена винтом с ламелью 1.

К левой крайней ламели 0 ИК присоединяется нулевой провод от сети (на рисунке совмещённый PEN-проводник). К ламели же 0 – и средняя точка цепей напряжения счётчика через контакт 10 (11). Для четырёхпроводной сети пунктиром показано разделение совмещённого PEN-проводника на нулевой и защитный со стороны генератора. Объединять их за точкой разделения по ходу распространения энергии не допускается – п. 1.7.135 ПУЭ |3|.

Напряжения подают через широкие ламели ИК. Левые клеммы троек счётчика соединены с началами обмоток ТТ через токовые ламели на ИК с перемычками. Правые – объединены, как и концы обмоток ТТ, в звезду и заземлены через ламель 1 ИК. Нейтраль присоединена к правым клеммам счётчика через левую ламель ИК
Рис. 4. Восьмипроводная схема счётчиков с тройками силовых клемм на типовой контактной панели и испытательной коробкой

 

4.4. Восьмипроводная схема с нетиповой клеммной панелью и испытательной коробкой

На рис. 5 приведена схема для счётчиков Меркурий-230 с нетиповой клеммной панелью. На панели три пары силовых контактов 1-2, 3-4, 5-6. Начала токовых цепей 1, 3, 4 счётчика и И1 ТТ в каждой фазе сети А, В, С связаны через ламели с перемычками 2-3, 4-5, 6-7 ИК, соответственно. Концы токовых обмоток счётчика 2, 4, 6 отдельно и И2 ТТ отдельно соединены по схеме звезда, средние точки заземлены. Заземлена ламель 1 и общая шина испытательной коробки.

Напряжения подают на контакты 10, 12, 14, располагающихся выше клеммной панели. Контакты 9…14 маломощные (и одинарные), диаметр присоединяемых проводов должен быть малым, около 1 мм. Перемычки между контактами 1-9, 3-11, 5-13 и 7(8)-15(16) внутренние.

Если считать маломощные контакты 10, 12, 14 условно располагающимися между клеммами 1-2, 3-4, 5-6, то схема такая, как и для панели с тройками. Некоторые электрики так и полагают. Нельзя только указанные маломощные контакты напряжения перепутать с токовыми 9, 11, 13. При ошибке возможно короткое замыкание из-за низкого сопротивления токовых цепей и схемы звезда.

Напряжения подают через широкие ламели ИК на правые маломощные контакты пар, расположенных над клеммной панелью. Начала токовых цепей счётчика соединены с началами обмоток ТТ через пары токовых ламелей ИК. Концы – в звезду, как и концы ТТ, и заземлены. Нейтрали счётчика и сети связаны через левую крайнюю ламель ИК
Рис. 5. Восьмипроводная схема счётчиков Меркурий-230 с парами силовых клемм на контактной панели и испытательной коробкой

Аналогична приведённой на рис. 5 и схема счётчика производства НЗИФ типа ПСЧ-3АР.06Т. Отличия только в нумерации верхнего ряда контактов – они нумеруются парами 9, 10, 11, а также в отсутствии «монтажных» ограничений – контакты обычного размера, как силовые.

Необходимо отметить, что многие производители счётчиков наряду с восьмипроводными схемами допускают и десятипроводные. Например, НЗИФ в обязательном приложении рекомендует 10-проводную схему (рис. В, 2 |4|), но помечает, что схемы приборов СЭТ-4ТМ могут быть 8-или-10-проводными (по принятой в зарисовке терминологии).

 

5. Десятипроводные схемы счётчиков полукосвенного включения

Некоторые изготовители (ЛэндисГир, кроме приборов ZMQ/ZFQ; МЗЭП; Миландр) в рекомендуемых схемах заземления вторичных обмоток ТТ не предусматривают. У этих счётчиков клеммная панель – типовая, за исключением счётчиков ZMD с симметричным расположением контактов и Милур. Например, в руководстве по эксплуатации счётчиков типа СТС (рис. 1.7 |5|) производства МЗЭП указаны только «десятипроводные» схемы. Здесь (рис. 6) десять проводов:

  • три провода напряжения, соединяющих каждую фазу сети А, В, С с клеммами 2, 5, 8 цепей напряжения счётчика и с нагрузкой, соответственно;
  • шесть проводов тока, соединяющих начало И1 и конец И2 ТТ в каждой фазе сети с началом и концом токовой цепи соответствующей фазы счётчика, клеммы 1 и 3, 4 и 6, 7 и 9;
  • один провод, соединяющий нейтраль сети со средней точкой цепей напряжения счётчика и идущий к нагрузке, клеммы 10, 11.
Напряжения подают на средние клеммы троек счётчика. Левые клеммы троек соединены с началами обмоток ТТ. Правые – с концами обмоток ТТ. Объединения в звезду и заземление отсутствуют. Нейтраль сети подключена к одной из правых крайних клемм, с другой – нейтраль поступает на нагрузку
Рис. 6. Десятипроводная схема полукосвенных счётчиков с тройками силовых клемм на типовой контактной панели

 

5.1. Десятипроводная схема с ИК

На рис. 7 приведена десятипроводная схема счётчиков производства МЗЭП типов Агат-3 и Агат-4, СТС и СТЭ с испытательной коробкой. Присоединение цепей напряжения идентично схеме на рис. 4 – напряжения фаз сети через ламели А, В, С ИК подаются на клеммы напряжений 2, 5, 8 счётчика, соответственно. Подключение токовых цепей – другое. Токи от выводов И1 и И2 ТТ в каждой фазе А, В, С сети подаются на пары токовых ламелей 2 и 3, 4 и 5, 6 и 7. Далее – на начало и конец токовых цепей счётчика, клеммы 1 и 3, 4 и 6, 7 и 9, соответственно. Перемычки между парами устанавливаются в разомкнутое положение.

Подключение к ИК образцового счётчика (его токовых цепей последовательно с токовыми обмотками проверяемого прибора учёта) БЕЗ отсоединения проводов и кабелей (п. 1.5.23 ПУЭ |3|) здесь невыполнимо.

Предписываемое ПУЭ закорачивание вторичных обмоток ТТ осуществляется установкой перемычек между ламелями 2 и 3, 4 и 5, 6 и 7 ИК.

При работах в цепях измерительных приборов, устройств защиты и автоматики выполнение требований ПОТЭЭ и ПТЭЭП по заземлению вторичных обмоток ТТ можно осуществить, как и в восьмипроводных схемах:

  • подведением защитного провода к ламели 1 ИК (показано для пятипроводной сети);
  • вворачиванием винтов во второй ряд снизу отверстий левых ламелей каждой токовой пары;
  • установкой штатных перемычек между этими ламелями.
Напряжения подают через широкие ламели ИК на средние клеммы троек счётчика. Левые клеммы троек соединены с началами вторичных обмоток ТТ через левые ламели токовых пар ИК. Правые клеммы – с концами ТТ через правые ламели этих пар. Нейтраль сети, счётчика и нагрузки связаны через крайнюю левую ламель ИК
Рис. 7. Десятипроводная схема включения счётчиков производства МЗЭП с испытательной коробкой

 

5.2. Десятипроводная схема включения счётчиков ЛэндисГир с клеммной панелью в соответствии с DIN и с контактным блоком

Следует привести и схемы счётчиков ЛэндисГир. Во-первых, из-за испытательной коробки (у ЛэндисГир называемой контактным блоком, КБ), отличающейся от отечественной. Во-вторых, из-за вариантов счётчиков ZMD-400 с симметричным расположении клемм. На рис. 8 показан КБ производства NIK-ЭЛЕКТРОНИКА (идентичный блоку ЛэндисГир) с прозрачной крышкой для установки на DIN-рейку.

Клеммный блок содержит:

  • 3 секции с тремя токовыми клеммами и двумя перемычками между ними;
  • 4 секции с одиночными контактами;
  • крайний справа одиночный контакт предназначен для соединения с нейтралью;
  • остальные 3 одиночные – для подачи напряжений;
  • для крепления проводов в каждой клемме имеется по 2 винта вверху и внизу.
3 секции с тремя токовыми клеммами в каждой, соединяемыми перемычками. 4 отсека с одиночными клеммами: крайняя правая для соединения с нейтралью, остальные для подачи напряжения. Нижние и верхние части одиночных клеммы соединены перемычками
Рис. 8. Контактный блок с прозрачной крышкой для установки на DIN-рейку

На рис. 9 приведена схема счётчика ZMD-400 с клеммной колодкой в соответствии с DIN (см. рис. 35 и 46 |6|). Здесь:

  • напряжения от фаз сети А, В, С подаются на клеммы счётчика 2, 5, 8 через ламели А, В, С контактного блока (обозначение контактов КБ приведено для упрощения пояснений к схеме);
  • нижние и верхние части указанных ламелей соединены перемычками;
  • рабочее положение перемычек – замкнутое;
  • для снятия напряжения со счётчика перемычки устанавливают в нижнее предельное положение (образуется видимый разрыв).

Токи от выводов И1 ТТ в каждой фазе А, В, С сети подаются через токовые ламели 1, 4, 7 КБ на входные концы токовых цепей, контакты 1, 4, 7, счётчика, соответственно. Токи от концов вторичных обмоток И2 ТТ подаются на токовые ламели 2, 5 , 8 КБ. Далее через коммутируемые нижние и верхние перемычки на ламели 3, 6, 9 КБ и на концы токовых цепей, контакты 3, 6, 9 счётчика, соответственно. Рабочее положение перемычек – сдвинуты вправо. Для замыкания вторичных обмоток ТТ верхние перемычки сдвигают влево до замыкания ламелей 1 и 2, 4 и 5, 7 и 8.

К правой крайней ламели 10 КБ присоединяется нулевой провод от сети. Далее через перемычку нейтраль присоединяется к средней точке цепей напряжения, контакт 11, счётчика. С этой же ламели нейтраль подаётся на нагрузку. Следует подчеркнуть, что согласно фирменной техдокументации (см. рис. 9.8 и 9.13 |7|) между фазными проводами сети и ламелями напряжений контактного блока устанавливаются предохранители с максимальным током 10 А. Если предохранители не используются то их отсутствие желательно согласовать с изготовителем, или его представителем в России.

Напряжения подают через одиночные ламели КБ на средние клеммы троек счётчика. Левые клеммы троек соединены с началами обмоток ТТ через левые ламели токовых троек КБ. Правые клеммы – с концами ТТ через две правые ламели и перемычки троек КБ. Нейтрали счётчика, сети и нагрузки связаны через правую крайнюю ламель КБ
Рис. 9. Десятипроводная схема включения счётчиков ЛэндисГир типа ZMD-400 с клеммной коробкой в соответствии с DIN и с контактным блоком

 

5.3. Десятипроводная схема включения счётчиков ЛэндисГир с клеммной панелью при симметричном расположении контактов

На рис. 10 приведена схема счётчика ZMD-400 с симметричным расположением клемм (см. рис. 36 |6|) и КБ. Здесь напряжения от фаз сети А, В, С подаются на клеммы счётчика 2, 4, 6 через соединённые перемычками нижние и верхние части ламелей А, В, С контактного блока.

Токи от выводов И1 ТТ в каждой фазе А, В, С сети подаются через токовые ламели 1, 4, 7 КБ на входные концы токовых цепей, контакты 1, 3, 5, счётчика, соответственно. Токи от концов вторичных обмоток И2 ТТ поступают на токовые ламели 2, 5, 8 КБ. Далее через коммутируемые нижние и верхние перемычки на ламели 3, 6, 9 КБ и на концы токовых цепей, контакты 11, 9, 8, счётчика, соответственно. Рабочие и монтажно-ремонтные положения перемычек такие же, как и для схемы с клеммной панелью счётчика в соответствии с DIN.

К правой крайней ламели 10 КБ присоединяется нулевой провод от сети и через перемычку на этой ламели – к средней точке цепей напряжения, контакт 7, счётчика. С этой же ламели нейтраль подаётся на нагрузку.

Левые клеммы пар счётчика – начала токовых цепей, связаны с началами обмоток ТТ через левые ламели троек КБ. На правые клеммы пар подают напряжения через одиночные ламели КБ. Три клеммы справа – концы токовых цепей счётчика, каждая соединена с концом ТТ через две правые ламели с перемычками тройки КБ. Нейтрали– на правой крайней ламели КБ
Рис. 10. Десятипроводная схема включения счётчиков производства ЛэндисГир типа ZMD-400 с клеммной коробкой при симметричном расположении клемм и с контактным блоком

 

5.4. Десятипроводная схема полукосвенного включения счётчиков Милур-305 и Милур-307

В технической документации по счётчикам Милур 305 и 307 для полукосвенных схем включения даются только десятипроводные (например, рис. Б.2 |8| и рис. Г.4 |9|). Основное их отличие от схем приборов других производителей в присоединении к счётчикам напряжений и концов токовых обмоток ТТ.

Клеммная колодка – однорядная, принадлежность клемм слева-направо:

  • 1, 2, 3 – фаза 1;
  • 4, 5, 6 – фаза 2;
  • 7, 8, 9 – фаза 3;
  • 10, 11 – нейтраль и средняя точка цепей напряжения счётчика.

Напряжения фаз сети А, В, С подаются на ПРАВЫЕ контакты 3, 6, 9 каждой тройки через широкие ламели А, В, С испытательной коробки. Токи от концов И2 вторичных обмоток ТТ – на СРЕДНИЕ контакты 2, 5, 8 каждой тройки клеммной колодки счётчика через токовые ламели 3, 5, 7 ИК. Начала вторичных обмоток И1 ТТ присоединены к клеммам 1, 4 и 7 счётчика через ламели 2, 4 и 6 ИК, соответственно. Нейтраль сети соединена с клеммой 10 (11) счётчика через ламель 0 ИК (рис. 11). Для проверки/замены прибора к ламели 1 присоединяют защитный провод РЕ, закорачивание и заземление вторичных обмоток ТТ выполняется вворачиванием винтов в левые ламели токовых пар на ИК.

Напряжения подают через широкие ламели ИК на правые клеммы троек счётчика. Левые клеммы троек соединены с началами обмоток ТТ через левые ламели токовых пар ИК. Средние – с концами ТТ через правые ламели токовых пар ИК. Нейтрали счётчика, сети и нагрузки связаны через левую крайнюю ламель ИК
Рис. 11. Десятипроводная схема трёхфазных счётчиков полукосвенного включения типов Милур-305 и Милур-307 с тройками силовых клемм

Следует отметить, что если в десятипроводных схемах выполнить постоянное соединение вторичных обмоток трансформаторов тока и соответствующих выводов токовых обмоток счётчика с защитным проводом, то недоучёта электроэнергии не будет. Указанное соединение является защитной (по электробезопасности) мерой и не влияет на точность учёта. Однако такую схему необходимо согласовать с изготовителем счётчика, рекомендующего 10-проводное соединение.

 

6. Ошибки в схемах счётчиков полукосвенного включения

Многие ошибки при полукосвенном подсоединении такие же, как и при 3-фазном прямоточном (см. зарисовку Схемы включения прямоточных электросчётчиков и ошибки в них).

Ошибки уменьшают регистрируемую электроэнергию за счёт снижения любого из сомножителей (или их комбинаций) в формуле активной мощности P=U*I*cosφ.

Нужно подчеркнуть, что доказанных случаев снижения мощности из-за коэффициента cosφ наблюдать не приходилось. Рекламируемые аппараты, изменяющие реактивную нагрузку (покупка и применение которых якобы снижает электропотребление), могут привести только к изменению активных потерь на нагрев проводов и контактов, но никак не к обещаемым эффектам. Дополнительные устройства, управляемые внешним пультом, в принципе могут снизить учитываемую счётчиком активную мощность/энергию за счёт уменьшения cosφ. Но:

  • такие устройства нельзя отнести к ошибкам в схеме – здесь, скорей всего, необходимо воздействие на соответствующие переменные в программном обеспечении счётчика;
  • достоверных событий снижения коэффициента мощности «с помощью пульта» тоже пока не зафиксировано.

В отличие от схем с прямоточными приборами вероятность возникновения заблуждений при наличии ТТ гораздо больше – отступления могут происходить (допускаться) на:

  • клеммной панели счётчика;
  • испытательной коробке (контактном блоке);
  • измерительных амперметрах;
  • клеммах трансформаторов тока – на вторичной и на первичной обмотках.

Но, поскольку в схеме основным является счётчик, описания всех ошибок будут, по возможности, приведены к его контактам.

При ошибках в схеме включения истинная, подводимая к счётчику или найденная на основании вторичных токов ТТ, мощность больше учитываемой. Способ сравнения указанных мощностей является универсальным и может применяться во всех случаях проверок – по умолчанию. Поэтому ниже, кроме оговоренных случаев, он не указывается. Однако приводятся другие методы уточнения допущенной ошибки.

Большинство ошибок наиболее наглядно проявляется при снятии векторных диаграмм, ВД. Только в случаях шунтирования токов наглядность неочевидна. Но и здесь ВД нужна для сравнения токов во вторичной обмотке ТТ и на фазах прибора учёта. Токи счётчика индицируются при считывании диаграмм – по их разности можно судить о шунтировании.

Все известные многотарифные/многофункциональные приборы:

  • или формируют данные для построения ВД;
  • или предоставляют собственно векторные диаграммы.

Считываются ВД с помощью специализированных программ-конфигураторов. Качественным является ПО, предоставляемое фирмами-производителями счётчиков.

Проблема со многими однотарифными счётчиками, для которых нет конфигураторов, считывающих диаграммы. Здесь нужны внешние приборы, строящие ВД, или предоставляющие необходимые для их построения параметры.

Необходимо отметить, что в заметках описаны векторные диаграммы при ПОТРЕБЛЕНИИ электроэнергии. При ГЕНЕРАЦИИ схемы включения счётчиков и ошибки в них соответствуют написанному, но векторы токов для прочих равных условий повёрнуты на 180 градусов.

В зависимости от угла между напряжением и током в настоящей заметке при отсутствии ошибок в схемах принято считать нагрузки:

  • до 40 градусов — активно-реактивными;
  • до 3 градусов — активными.

Способы записи и исправления, при необходимости, векторных диаграмм изложены в зарисовке Векторные диаграммы электросчётчиков.

 

6.1. Шунтирование токовых цепей

Недоучёт при шунтировании вызван уменьшением тока, проходящего через счётчик. Осуществляется в одной, двух или трёх фазах. Существует несколько вариантов.

 

6.1.1. Шунтирование перемычками

Выполняется установкой перемычек между клеммами счётчика:

  • 1 и 3, 4 и 6, 7 и 9 (рис. 1, 4, 6, 7, 9);
  • 1 (9) и 2, 3 (11) и 4, 5 (13) и 6 (рис. 5);
  • 1 и 11, 3 и 9, 5 и 8 (рис. 10);
  • 1 и 2, 4 и 5, 7 и 8 (рис. 11).

Шунтирование возможно и установкой перемычек между соответствующими контактами испытательной коробки (контактного блока) и трансформаторов тока.

Обнаружение:
Визуально:
по наличию перемычек между указанными клеммами и/или соединяющимися с ними  клеммами ИК и ТТ.
Инструментально:

  • сравнением (измеряемых одновременно в каждой фазе) величин тока во вторичной обмотке ТТ и учитываемого самим счётчиком – последний ток (выводится на ЖКИ, или считывается конфигуратором) будет меньше;
  • сравнением истинной мощности, определённой на основании измерения токов вторичных обмоток ТТ и учитываемой счётчиком мощности – последняя будет меньше.

 

6.1.2.  Нештатное соединение токовых ламелей ИК

Выполняется:

  • вворачиванием винтов в ламели 2, 4, 6 на рис. 4, 5;
  • установкой штатных перемычек между ламелями:
  • 2 и 3, 4 и 5, 6 и 7 на рис. 7, 11;
  • 1 и 2, 4 и 5, 7 и 8 на рис. 9, 10.

Обнаружение:
Визуально:
по наличию закорачивающих винтов, или перемычек между указанными ламелями.
Инструментально:

  • сравнением (измеряемых одновременно в каждой фазе) величин тока во вторичной обмотке ТТ и учитываемого самим счётчиком – последний ток (выводится на ЖКИ, или считывается конфигуратором);
  • сравнением истинной мощности, определённой на основании измерения токов вторичных обмоток ТТ, и учитываемой счётчиком мощности – последняя будет меньше.

 

6.1.3.  Припайка перемычек к ИК

Перемычки припаиваются с обратной стороны ИК к заземлённой пластине, второй конец перемычки заводится под крепёжный винт токовой ламели ИК, или тоже припаивается к ней.
Обнаружение инструментально:

  • по наличию гальванической связи между собственно токовыми ламелями 2…7, а также между указанными ламелями и ламелями 0 и 1. Этот способ надёжен для десятипроводных схем, где не должно быть гальванической связи между защитным (нулевым) проводом и токовыми цепями счётчика; для проверки восьмипроводных схем нужно отсоединить все провода от токовых ламелей ИК;
  • сравнением (измеряемых одновременно в каждой фазе) величин тока во вторичной обмотке ТТ и учитываемого самим счётчиком – последний ток (выводится на ЖКИ, или считывается конфигуратором) будет меньше;
  • сравнением истинной мощности, определённой на основании измерения токов вторичных обмоток ТТ, и учитываемой счётчиком мощности – последняя будет меньше.

 

6.1.4.  Заземление разноимённых выводов вторичных обмоток ТТ и токовых цепей счётчика

Заземление неодноимённых выводов может привести к шунтированию подаваемых на счётчик токов. Но может вызвать и обратное их направление. Ниже рассмотрены все варианты.

 

6.1.4.1. Десятипроводная схема

Если выполнить заземление (или соединение с нейтралью) токовых цепей в десятипроводной схеме, то эта схема уже не будет десятипроводной. При заземлении (занулении) начал токовых обмоток и ТТ и счётчика, схема станет восьмипроводной и недоучёта не будет. Не будет его и при соединении с землёй (нейтралью) только концов указанных обмоток. Однако, схему следует исправить – привести её в соответствие с рекомендациями изготовителя.

Обнаружение инструментально: выполнением «прозвонки» токовых цепей счётчика и/или вторичных обмоток ТТ по отношению к заземлению и к нейтрали – гальваническая связь должна отсутствовать.

 

6.1.4.2. Восьмипроводная схема

Рассматривается штатная восьмипроводная схема с заземлением концов токовых цепей счётчика и вторичных обмоток ТТ – к генератору присоединены начала Л1 первичных обмоток ТТ.

А) Одна ошибка – это заземление начал токовых обмоток. В результате будут заземлены начала и концы и токовых цепей счётчика, и вторичных обмоток ТТ.
Обнаружение инструментально:

  • сравнением (измеряемых одновременно в каждой фазе) величин тока во вторичной обмотке ТТ и учитываемого самим счётчиком – последний ток (выводится на ЖКИ, или считывается конфигуратором) будет меньше;
  • сравнением истинной мощности, определённой на основании измерения токов вторичных обмоток ТТ, и учитываемой счётчиком мощности – последняя будет меньше.

Б) Вторая ошибка – соединение с землей/нейтралью концов вторичных обмоток ТТ и токовых цепей счётчика двух фаз и начал вторичной обмотки ТТ и токовой цепи счётчика третьей фазы. При этом шунтирования токовых цепей не будет, но ток в третьей фазе станет обратным. Такие ошибки рассматриваются ниже в пункте «Создание обратного тока».

 

6.1.5.  Параллельное подключение амперметров

Амперметры ошибочно присоединяются параллельно ко вторичным обмоткам ТТ и токовым цепям счётчика. По п. 1.5.18 ПУЭ |3| присоединение токовых обмоток счётчика следует проводить совместно с электроизмерительными приборами. Очевидно, что такое соединение должно быть последовательным.

Обнаружение инструментально:

  • сравнением (измеряемых одновременно в каждой фазе) величин тока во вторичной обмотке ТТ и учитываемого самим счётчиком – последний ток (выводится на ЖКИ, или считывается конфигуратором) будет меньше;
  • сравнением истинной мощности, определённой на основании измерения токов вторичных обмоток, и учитываемой счётчиком мощности – последняя будет меньше.

 

6.2. Создание обратного тока

Приведены примеры, когда схема штатная – к источнику напряжения присоединены начала первичных обмоток ТТ, обозначенные Л1. Как и шунтирование, обратный ток возможен в одной, двух или трёх фазах.

Ошибочно в восьмипроводных схемах токи подают от начал И1 вторичных обмоток ТТ:

  • на концы токовых цепей счётчика, клеммы 3, 6, 9; в этом случае заземляются начала токовых цепей счётчика, клеммы 1, 4, 7 (рис. 1, 4);
  • на концы токовых цепей счётчика, клеммы 2, 4, 6; тогда заземляются начала токовых цепей счётчика, клеммы 1, 3, 5 (рис. 5).

В десятипроводных схемах начала вторичных обмоток И1 ТТ соединяются:

  • с концами токовых цепей, клеммы 3, 6, 9, а концы И2 ТТ – с началами токовых цепей, клеммы 1, 4, 7 счётчика (рис. 6, 7, 9);
  • с концами токовых цепей, клеммы 11, 9, 8, а концы И2 ТТ – с началами токовых цепей, клеммы 1, 3, 5 счётчика, соответственно (рис. 10).

В восьмипроводных схемах возможна (упомянутая выше, в п. 6.1.4.2) ошибка при заземлении КОНЦОВ вторичных обмоток ТТ и токовых цепей счётчика двух фаз и начал вторичной обмотки ТТ и токовой цепи счётчика третьей фазы. В этом случае ток фазы 3 будет обратным – отстоящим от напряжения в этой третьей фазе на 180±30 градусов. Здесь возможны (при заземлении НАЧАЛ вторичных обмоток ТТ и токовых цепей счётчика двух фаз) обратные токи и в двух фазах. Аналогично создаются обратные токи и в трёх фазах.

Следует отметить, что при отсутствии других ошибок (в частности, неодноимённости напряжений и токов) однонаправленные приборы, в которых активные потребляемые мощности каждой фазы суммируются «по модулю», верно определяют суммарную активную мощность при обратных токах. Но, поскольку такая схема неверна, т.к. не соответствует рекомендациям фирм-изготовителей счётчиков, то она должна быть исправлена.

Обнаружение инструментально:

  • сравнением истинной и учитываемой счётчиком мощности – последняя будет меньше. Приём надёжен только для двунаправленных приборов;
  • снятием векторной диаграммы, или её построением – обратный ток в одной, двух или трёх фазах будет примерно в 180±30 градусах от напряжения.

 

6.2.1. Векторные диаграммы при обратном токе

На рис. 12 приведены векторные диаграммы прибора ПСЧ-3.ТМ.05М при активных нагрузках, снятые программой «Конфигуратор СЭТ-4ТМ» (опция «Монитор»). Этот конфигуратор:

  • отражает в таблице знаки коэффициентов мощности и самих мощностей;
  • в режиме «двухнаправленный» суммирует последние с учётом их знаков;
  • в «однонаправленном» режиме суммирование выполняет «по модулю».

Основные отличия при обратном токе в фазе 2 счётчика [от верной схемы] (прописью выделена информация при ошибочной, в квадратных скобках – при верной схеме):

  • вектор тока в фазе 2 счётчика, зелёного цвета, расположен под углом около 180 градусов относительно зелёного вектора напряжения UВ в той же фазе. [Векторы напряжения и тока в каждой фазе почти совпадают];
  • в таблице Монитора активные и реактивные мощности, а также cos в фазе 2 отрицательны, а в двух других фазах положительны. [Указанные параметры в каждой фазе положительны];
  • суммарная активная мощность (колонка «Трехфазная сеть») равна сумме МОДУЛЕЙ фазных мощностей из-за однонаправленного режима счётчика: 237,75+|-307,41|+537,01=1082,51. [Суммарная активная мощность равна сумме ПОЛОЖИТЕЛЬНЫХ мощностей трёх фаз: 235,08+308,97+538,12=1081,48]. Точные величины суммарных мощностей при наличии обратного тока и для верной схемы равны 1082,17; относительная погрешность около 0,03 процента.
В фазе 2 угол между зелёными векторами тока и напряжения около 180 градусов, активная мощность и cos отрицательны. В фазах 1 и 3 углы между парами одноцветных векторов около 1 градуса, активные мощности и cos положительны
Рис. 12а: Векторная диаграмма прибора ПСЧ-3.ТМ.05М при активных нагрузках с обратным током в фазе 2 (зелёный вектор тока)

 

Во всех трёх фазах углы между парами одноцветных векторов около 1 градуса, активные мощности и cos положительны. Суммарная активная мощность, как и при обратном токе, т.к. суммирование выполняется по модулю
Рис. 12б. Векторная диаграмма счётчика ПСЧ-3.ТМ.05М при активных нагрузках и верной схеме

Встречаются ошибки, когда в схеме к генератору подсоединены не начала Л1, а концы Л2 ТТ (остальные соединения штатные). Обнаружить ошибку можно визуально – не у всех трёх ТТ к генератору будут присоединены выводы Л1, а к нагрузке выводы Л2. Поскольку направление к генератору и нагрузке не всегда определяется надёжно, то следует выполнить инструментальную проверку снятием или построением ВД.

 

6.3. Отсутствие тока

Ток может отсутствовать на одной, двух или трёх фазах счётчика из-за отсутствия нагрузки. А ошибочно отсутствие тока имеет место из-за нарушения контакта в любом месте от вторичной обмотки ТТ или защитного провода вплоть до токовой клеммы счётчика. Возможно также из-за перегорания амперметров и их шунтов при использовании вторичной обмотки ТТ для присоединения амперметров последовательно с токовой цепью счётчика. Встречаются события, когда соединительные провода на месте, но ток не подаётся из-за неснятой изоляции на их концах, или нарушения целостности токопровода при целой его изоляции. В Интернете для последнего случая советуют в место разрыва вводить шприцом каплю клея.

В прямоточных приборах снятие тока с какой-либо фазы означает отсутствие подачи напряжения на фазу нагрузки, поэтому такие ошибки практически отсутствуют. А в трансформаторных счётчиках ток нагрузки проходит через первичную обмотку и безболезненно для нагрузки вполне ошибочно может не подаваться на прибор учёта.

Разрывы вторичной обмотки трансформатора тока чреваты появлением сверхнапряжений на элементах схемы. Поэтому снятие тока «продвинутыми ошибающимися» может совмещаться с шунтированием соответствующей обмотки ТТ. Вот почему после восстановления подачи тока необходимо проверить схему и на предмет шунтирования тока.

Обнаружение инструментально:

  • проверкой гальванической связи (омметром, «прозвонкой») – связь отсутствует между контактами в цепях тока, где она должна быть;
  • сравнением (измеряемых одновременно) токов на первичной и вторичной обмотке ТТ в каждой фазе – коэффициент трансформации ТТ в фазе с нарушением будет намного больше номинального. Нужно оценивать именно коэффициент трансформации, сравнение токов во вторичной обмотке ТТ и фазе счётчика ненадёжно – они могут быть близки к нулю и из-за отсутствия нагрузки;
  • снятием векторной диаграммы конфигуратором – в таблице или описании ВД будет отсутствовать или примерно равным нулю ток одной, двух, или трёх фаз. Близкими к 0 будут и активные мощности в соответствующих фазах. В зависимости от типа счётчика векторы отсутствующих токов могут и прорисовываться.

 

6.3.1. Определение отсутствия тока считыванием векторных диаграмм

На рис. 13 показаны векторные диаграммы прибора ПСЧ-3.ТМ.05М при активных нагрузках. Основные отличия при отсутствии тока в фазе 2 счётчика [от верной схемы]:

  • вектор тока в фазе 2 счётчика (должен иметь зелёный цвет) невиден на диаграмме («спрятан» под парой красных векторов). Его величина в таблице равна нулю. [При верной схеме вектор тока в фазе 2 виден, образует пару с вектором соответствующего напряжения и его величина около 1,4 А сопоставима с токами других фаз];
  • в таблице Монитора из-за нулевого тока в фазе 2 все параметры в ней тоже «нулевые». [Указанные параметры в каждой фазе больше нуля и сопоставимы с аналогичными данными фаз 1 и 3];
  • суммарная активная мощность складывается из мощностей только фаз 1 и 3: 239,69+539,97=779,66. [Суммарная активная мощность больше, т.к. формируется из мощностей трёх фаз: 235,08+308,97+538,12=1081,48].
В фазе 2 зелёный вектор тока невиден, он лежит под парой красных векторов. Все параметры таблицы в фазе 2, кроме напряжения, равны нулю. Суммарная активная мощность складывается только из мощностей фаз 1 и 3
Рис. 13а. Векторная диаграмма прибора ПСЧ-3.ТМ.05М при отсутствии тока в его фазе 2 и активной нагрузке

 

Во всех трёх фазах углы между парами одноцветных векторов около 1 градуса, активные мощности и cos положительны. Суммарная активная мощность больше, чем при отсутствии тока, за счёт появившейся мощности в фазе 2
Рис. 13б. Векторная диаграмма счётчика ПСЧ-3.ТМ.05М при активных нагрузках и верной схеме

 

6.4. Снятие напряжения с фаз

Как и в прямоточных приборах, при отсутствии напряжения на трёх фазах счётчики не работают, поэтому обычно снимается напряжение с одной-двух его фаз.

При снятии напряжения с одной-двух фаз могут стать неработоспособны интерфейсы и модемы. Это – косвенное свидетельство о непорядке с напряжениями. Встречаются случаи, когда соединительные провода на месте, но напряжение не подаётся из-за неснятой изоляции на их концах, или нарушения целостности токопровода при целой его изоляции.

Обнаружение инструментально:

  • проверкой гальванической связи (омметром, «прозвонкой») – связь отсутствует между контактами в цепях напряжения, где она должна быть;
  • измерением напряжений – фазные напряжения  (относительно клеммы с нейтралью – крайней справа на колодке) будут отсутствовать или гораздо меньше номинальных значений на одной-двух из трёх входных клемм напряжения:
  • 2, 5, 8 на рис. 1, 4, 6, 7, 9;
  • 10, 12, 14 на рис. 5;
  • 2, 4, 6 на рис. 10;
  • 3, 6, 9 на рис. 11.
  • снятием векторной диаграммы. В таблице с ВД (в её описании) – величина снятого напряжения на порядок меньше номинальной (или близка к нулю). Отсутствуют углы (если конфигуратор должен их индицировать) между снятым напряжением и другими напряжениями на фазах. На самой диаграмме вектор снятого напряжения может отображаться, как и для схемы без ошибок, но может отсутствовать или почти совпадать с другим вектором напряжения.

 

6.4.1.  Выявление снятого напряжения векторными диаграммами

На рис. 14 приведены векторные диаграммы прибора ПСЧ-3.ТМ.05М при активных нагрузках. Здесь основные отличия при снятом напряжении с фазы 2 счётчика [от верной схемы]:

  • в таблице Монитора на фазе 2 счётчика величина напряжения 13,9 В на порядок меньше напряжений на двух других фазах. [При верной схеме напряжения на всех фазах 216…218 В, немного ниже номинального 220 В];
  • активная и реактивная мощности, угол между напряжением и током, а также коэффициент мощности на фазе 2 резко отличаются от одноимённых параметров в других фазах. [Мощности, углы между напряжениями и токами, а также коэффициенты мощности примерно одинаковы во всех фазах];
  • суммарная активная мощность равна 238,12+10,43+539,23=784,56. [Суммарная активная мощность 235,08+308,97+538,12=1081,48 больше той же мощности при отсутствии напряжения на фазе 2].
В фазе 2 зелёный вектор напряжения прорисован, но величина его в таблице всего 13,9 В. За счёт на порядок меньшей, чем в других фазах, активной мощности суммарная мощность существенно меньше, чем при верной схеме
Рис. 14а. Векторная диаграмма прибора ПСЧ-3.ТМ.05М при снятом напряжении на его фазе 2 (зелёный вектор напряжения конфигуратором указан) и активных нагрузках

 

Во всех трёх фазах углы между парами одноцветных векторов около 1 градуса, активные мощности и cos положительны. Напряжение в фазе 2 на порядок выше, поэтому суммарная активная мощность примерно на треть больше, чем при отсутствии напряжения
Рис. 14б. Векторная диаграмма счётчика ПСЧ-3.ТМ.05М при активных нагрузках и верной схеме

 

6.5. Подача на фазы счётчика неодноимённых напряжения и тока

Подачу на фазу счётчика напряжения от одной, а тока от другой фазы сети будем называть неодноимённостью. Она возможна на двух или трёх фазах прибора учёта. Вариантов много, принципиальное отличие между ними заключается в чередовании напряжений – верное или неверное. Программы/конфигураторы фирм-изготовителей электросчётчиков адекватно отображают на векторных диаграммах это чередование. Единственным известным исключением является ПО «Конфигуратор СЭТ-4ТМ»:

  • отображает по часовой стрелке векторы напряжений «жёлтый-зелёный-красный» и при верном, и при неверном их чередовании;
  • при верном чередовании токов и неверном – напряжений векторы токов находятся почти на одной линии при чисто активных, или под углом до 30 градусов при активно-реактивных нагрузках, образуя «пучок токов» (термин неофициальный).

Многие счётчики НЗИФ сообщают о порядке чередования (номера фаз 123 на ЖКИ горят постоянно при верном и пульсируют/мигают при неверном). Некоторые – не сигнализируют, для их проверки требуются внешние специализированные приборы/устройства.

Нужно помнить и об особенности конфигуратора счётчиков ЛэндисГир МАР110. Это ПО отслеживает и отображает на ВД чередование напряжений. Однако вращение векторов можно вручную задать по часовой стрелке или против неё.

Приведём несколько примеров неодноимённости при штатной связи Л1 ТТ с генератором.

В восьмипроводной схеме на рис. 1 для верного соединения напряжений при штатном соединении зажимов И2 и переключении И1 ТТ:

  • в фазе Аг на клемму 1, в фазе Вг на клемму 7 и в фазе Сг на клемму 4 счётчика – одноимённость напряжения и тока будет только на фазе 1 прибора;
  • в фазе Аг на клемму 4, в фазе Вг на клемму 7 и в фазе Сг на клемму 1 счётчика – неодноимённости будут на всех фазах прибора.

Варианты для рис. 1 при неверном чередовании напряжений (соединение фаз генератора с клеммами счётчика Аг-2, Вг-8, Сг-5):

  • при штатном подключении токов получается одноимённость напряжения и тока только на фазе 1 прибора;
  • при штатном подключении зажимов И2 и контактов 3, 6 и 9 счётчика отсутствие одноимённости на всех фазах прибора достигается при соединении выводов И1 ТТ в фазе А с контактом 4, в фазе В с контактом 1 и в фазе С с контактом 7.

В десятипроводной схеме на рис. 6 для штатного чередования напряжений подключением И1 и И2 ТТ:

  • в фазе А генератора на клеммы 1 и 3, в фазе В на клеммы 7 и 9, в фазе С на клеммы 4 и 6 счётчика получают одноимённость только на фазе 1 прибора;
  • в фазе А генератора на клеммы  7 и 9, в фазе В на клеммы 1 и 3, в фазе С на клеммы 4 и 6 счётчика добиваются неодноимённости на всех фазах прибора.

Варианты для рис. 6 при неверном чередовании напряжений (соединение фаз генератора с клеммами счётчика Аг-2, Вг-8, Сг-5):

  • и штатном подключении токов получается одноимённость напряжения и тока только на фазе 1 прибора;
  • подключением выводов И1, И2 ТТ к контактам счётчика в фазе А И1-4, И2-6;  в фазе В И1-1, И2-3; в фазе С И1-7, И2-9 достигается отсутствие одноимённости на всех фазах прибора.

Аналогично для других восьми-и-десятипроводных схем.

Обнаружение инструментально: самое надёжное – снятие векторной диаграммы или построение её на основании измеренных углов между напряжениями, а также напряжениями и токами на фазах счётчика. Неодноимённость будет явно видна на двух или трёх фазах счётчика – углы между напряжениями и токами (при почти активных нагрузках) будут составлять по модулю на двух-трёх фазах примерно 120±30 градусов. Указываемые в таблице или описании векторной диаграммы фазные величины cosφ и активных мощностей не всегда информативны, поскольку не содержат знаков этих величин (например, у ВД «Конфигуратор счетчиков «Меркурий»).

 

6.5.1.  Векторные диаграммы для нахождения неодноимённости напряжения и тока

На рис. 15 приведены векторные диаграммы прибора ПСЧ-3.ТМ.05М при активных нагрузках и одноимённых напряжении и токе только в фазе 1 счётчика. Прописью описываются признаки в случае верного чередования напряжения (рис. 15а). Выделенное красным – отличия при НЕверном чередовании (рис. 15б). [В квадратных скобках – параметры для верной схемы на рис. 15в]:

  • только одна пара одноцветных, жёлтых, векторов напряжения и тока на фазе 1; в фазах 2 и 3 векторы напряжений и токов разноцветные – неодноимённые. В фазах 2 и 3 видны только векторы напряжений. [При верной схеме векторы напряжений и токов на каждой фазе совпадают друг с другом, образуя три пары одного цвета];
  • углы между напряжениями и токами на фазах 2 и 3 по модулю около 120 градусов и резко отличаются от угла в фазе 1, близкому по модулю к 1 градусу. Соответственно отличаются и коэффициенты мощности, по величинам и знакам. В фазах 2 и 3 углы и cos примерно равны углам и cos в фазах 3 и 2 при верном чередовании напряжений, соответственно, т.к. векторы токов образуют пучок. [Углы во всех фазах близки к 1 градусу – косинусы равны 1];
  • в фазах 2 и 3 знаки активных мощностей отрицательны из-за неодноимённости напряжений и токов. Активные мощности в фазах 2 и 3 примерно равны мощностям в фазах 3 и 2, соответственно, из-за пучка токов. [Активные мощности в трёх фазах положительны].

 

ВАЖНО!
Следует подчеркнуть, что счётчик ПСЧ-3.ТМ.05М выполняет суммирование по модулю. Однако при неодноимённости суммарная активная мощность меньше, чем при верной схеме. Причина – почти вдвое меньшие коэффициенты мощности в фазах с неодноимёнными напряжениями и токами. Поэтому:

  1. Нужно осторожно относиться к заявлениям типа «суммирование по модулю позволяет предотвратить возможность хищения электроэнергии при нарушении фазировки подключения токовых цепей счётчика».
  2. Считать, что однонаправленные счётчики верно учитывают электроэнергию при любых неверных схемах – НЕПРАВИЛЬНО!

На рис. 15г приводится ВД при верном чередовании токов и неверном – напряжений, одноимённые векторы только на фазе 1. Диаграммы на рис. 15б (активные нагрузки) и 15г получены при одной и той же схеме, но последняя – для активно-реактивных нагрузок. Здесь явно видно пучок токов разного цвета с раскрывом примерно 34 градуса около жёлтого вектора напряжения и только одна пара векторов – жёлтых.

Только одна пара векторов, жёлтых. К зелёному вектору напряжения близок красный вектор тока. Близки вектора красного напряжения и зелёного тока. В фазах 2 и 3 cos и активные мощности отрицательные
Рис. 15а. Векторная диаграмма прибора ПСЧ-3.ТМ.05М при одноимённых напряжении и токе только на его фазе 1, верном чередовании напряжений и активных нагрузках

 

Около жёлтого вектора напряжения пучок токов; векторы тока жёлтый и зелёный под красным не видны. Общая активная мощность складывается из модулей фазных, но ниже, чем при верной схеме за счёт вдвое меньших cos в фазах 2 и 3
Рис. 15б. Векторная диаграмма прибора ПСЧ-3.ТМ.05М при одноимённых напряжении и токе только на его фазе 1, НЕверном чередовании напряжений и активных нагрузках

 

Во всех трёх фазах углы между парами одноцветных векторов около 1 градуса, активные мощности и cos положительны. Суммарная активная мощность примерно в 1,6 раза выше, чем при неодноимённости напряжений и токов на двух фазах
Рис. 15в. Векторная диаграмма счётчика ПСЧ-3.ТМ.05М при верной схеме и активных нагрузках

 

Векторы токов образуют пучок с раскрывом примерно 30 градусов около жёлтого вектора напряжения. Cos и активные мощности в фазах 2 и 3 отрицательны. Общая активная мощность складывается из модулей фазных
Рис. 15г. Векторная диаграмма прибора ПСЧ-3.ТМ.05М при одноимённых напряжении и токе только на фазе 1, НЕверном чередовании напряжений, активно-реактивных нагрузках и с наглядным пучком токов

Нужно отметить, что «прозвонка» всей схемы крайне затратна по времени, а главное, не позволяет достоверно определить верность чередования напряжений и правильность всей схемы.

 

6.6. Подача на две-три фазы счётчика напряжения от одной и той же фазы сети

В схемах с прямоточными счётчиками ошибка крайне редка и невозможна при наличии 3-фазных электродвигателей. А при трансформаторных приборах вполне возможна, поскольку напряжения/токи от фаз сети на нагрузку поступают через первичные обмотки ТТ.

Ошибка заключается в подаче на фазы прибора 123 напряжения фаз сети ААС или ААА, соответственно; возможны и другие варианты (ВСВ, ССС и т.д.). Недоучёт вызван неодноимённостью напряжений и токов на двух-трёх фазах счётчика.

Обнаружение инструментально:

  • измерениями напряжений – фазные напряжения будут близки к номинальным, а из трёх линейных будет отсутствовать одно или все три; измерения линейных напряжений следует выполнять между клеммами:
  • 2, 5, 8 на рис. 1, 4, 6, 7, 9;
  • 10, 12, 14 на рис. 5;
  • 2, 4, 6 на рис. 10;
  • 3, 6, 9 на рис. 11.

Измерять фазные напряжения – между указанными контактами и нулевой, крайней справа на клеммной панели.

  • снятием векторной диаграммы, или её построением на основе измеренных углов между напряжениями, а также напряжениями и токами на фазах счётчика.

Нужно отметить, что ВД для разных типов приборов (как и при других ошибках) могут значительно отличаться. Примеры полярных различий:

  • «Конфигуратор счетчиков «Меркурий» показывает:
  • углы между напряжениями, поданными от одной фазы сети на разные фазы счётчика, равными нулю;
  • сами векторы напряжений – расположенными на одной линии;
  • векторы токов – под углами 120 градусов относительно друг друга при активной нагрузке (120±40 – при активно-реактивной);
  • «Конфигуратор СЭТ-4ТМ»:
  • углы между напряжениями не показывает;
  • векторы напряжений располагает под углом 120 градусов;
  • 2-3 вектора токов размещает на одной линии (в пучке) при активной нагрузке (или не далее 40 градусов при активно-реактивной).

 

6.6.1. Обнаружение на фазах счётчика напряжения от одной и той же фазы сети с помощью ВД

На (рис. 16а) приведены векторные диаграммы прибора  ПСЧ-3.ТМ.05М при активных нагрузках и подаче напряжении с фазы А сети на фазы 1 и 2 счётчика. [В квадратных скобках – параметры для верной схемы на рис. 16б]:

  • только две пары одноцветных, жёлтых и красных, векторов напряжения и тока на фазах 1 и 3. В фазе 2 только вектор напряжения. Вектор тока фазы 2, зелёный, не виден под красной парой. [При верной схеме векторы напряжений и токов на каждой фазе совпадают друг с другом, образуя три пары одного цвета];
  • угол между напряжением и током на фазе 2 около 120 градусов (свидетельство нахождения зелёного вектора тока на одной линии с красной парой) резко отличается от углов в фазах 1 и 3, близких к 1 градусу – соответственно отличаются и коэффициенты мощности, по величинам и знакам. [Углы во всех фазах примерно равны и близки к 1 градусу – косинусы равны 1];
  • знак активной мощности в фазе 2 отрицательный из-за отрицательного cos. [Активные мощности в трёх фазах положительны];
  • поскольку счётчик однонаправленный, то суммарная активная мощность включает в себя МОДУЛЬ мощности фазы 2: 238,71+|-152,71|+551,11=943,49. [Суммарная активная мощность 238,98+303,89+537,78=1080,86 возросла, т.к. больше мощность в фазе 2 из-за почти вдвое большего cos].

 

Только 2 пары одноцветных векторов на фазах 1 и 3. Угол между зелёными векторами напряжения и тока около 120 градусов, вектор тока не виден под красной парой. В фазе 2 cos отрицателен и по модулю вдвое меньше, чем в других фазах
Рис. 16а. Векторная диаграмма прибора ПСЧ-3.ТМ.05М при активных нагрузках и подаче напряжения фазы А сети на фазы 1 и 2 счётчика

 

Во всех трёх фазах углы между парами одноцветных векторов около 1 градуса, активные мощности и cos положительны. Общая активная мощность на 14% больше, чем при напряжении фазы А на фазах 1 и 2 счётчика
Рис. 16б. Векторная диаграмма счётчика ПСЧ-3.ТМ.05М при верной схеме и активных нагрузках

На рис. 17 показаны диаграммы при активно-реактивных нагрузках для иллюстрации размещения зелёного вектора тока, в фазе 2, близко к паре красных векторов при наличии ошибки. Эти ВД получены при тех же схемах, что и на рис. 16. Признаки ошибочных и верных схем примерно одинаковы при  различных характерах нагрузки.

 

2 пары, жёлтых и красных векторов. Пучок из 2 токов с раскрывом 32 градуса возле красного вектора напряжения. Cos в фазе 2 по модулю втрое меньше, чем в других фазах
Рис. 17а. Векторная диаграмма прибора ПСЧ-3.ТМ.05М при активно-реактивных нагрузках и подаче напряжения фазы А сети на фазы 1 и 2 счётчика

 

Во всех трёх фазах углы по модулю между парами одноцветных векторов примерно 34 градуса, коэффициенты cos около 0,84. Суммарная, активная мощность на 27% больше, чем при напряжении фазы А сети на фазах 1 и 2 счётчика благодаря положительному знаку и большей по модулю величине cos в фазе 2
Рис. 17б. Векторная диаграмма прибора ПСЧ-3.ТМ.05М при активно-реактивных нагрузках и верной схеме

Конфигураторы разнообразно реагируют векторными диаграммами на одни и те же ошибки. Но зато позволяют однозначно их выявлять. Для этого рассмотрим ещё один пример.

Ниже приведены ВД ОДНОНАПРАВЛЕННОГО счётчика Меркурий-230ART. Они считаны «Конфигуратором трёхфазных счетчиков «Меркурий» при активных нагрузках и подаче напряжении с фазы А сети на фазы 1 и 2 счётчика (рис. 18а). [В квадратных скобках – параметры для верной схемы на рис. 18б]:

  • видна только одна пара одноцветных, красных, векторов напряжения и тока на фазе 3. Имеется пара и жёлтая, плохо видная, т.к. располагается на одной лини с зелёным вектором напряжения. [При верной схеме векторы напряжений и токов на каждой фазе совпадают друг с другом, образуя три пары одного цвета];
  • угол между напряжениями фаз (свидетельство нахождения жёлтого вектора на одной линии с зелёным):
  • 1 и 2 равен 0,00 градусов;
  • 1 и 3, 2 и 3 равны примерно 240 градусов. [Углы между напряжениями в таблице сверху вниз примерно 120, 240, 120 градусов свидетельствуют о близких к номинальному значению величин напряжений и верном их чередовании];
  • угол между напряжением и током на фазе 2 около 119 градусов резко отличается от углов в фазах 1 и 3, близких по модулю к 2…3 градусам. Соответственно отличаются и коэффициенты мощности – по величинам и знакам (применённый конфигуратор знаки не показывает). [Углы во всех фазах примерно равны и близки по модулю к 2 градусам – косинусы примерно равны 1];
  • суммарная активная мощность вместе с отрицательной во второй фазе равна 271,52-129,77+272,39=414,14. [Суммарная активная мощность 271,97+274,07+274,83=820,87 благодаря положительному знаку и увеличенной вдвое величине cosφ в фазе 2, больше, чем та же мощность при подаче напряжения с фазы 1 на фазу 2 счётчика].

 

Одна пара красных векторов. Вторая, жёлтых, скрыта под вектором зелёного напряжения. Пучок векторов двух напряжений. Коэффициенты сos в фазе 2 и суммарный вдвое меньше, чем в фазах 1 и 3. Общая активная мощность складывается с учётом знаков фазных
Рис. 18а. Векторная диаграмма прибора Меркурий-230ART при активных симметричных нагрузках и подаче напряжения фазы А сети на его фазы 1 и 2

 

Во всех трёх фазах углы между парами одноцветных векторов около 2 градусов, активные мощности и cos положительны. Углы между напряжениями сверху вниз примерно 120, 240, 120 градусов. Суммарная активная мощность почти вдвое больше, чем при ошибке
Рис. 18б. Векторная диаграмма прибора Меркурий-230ART при активных нагрузках и верной схеме
ВАЖНО!
Исследуемый экземпляр счётчика Меркурий-230ART ОДНОНАПРАВЛЕННЫЙ и должен суммировать фазные мощности по модулю. Но суммирование выполняется С УЧЁТОМ ЗНАКОВ – такое характерно для Меркуриев-230. Однако это не мешает обнаружению ошибок.

 

7. Заключение

  1. Трансформаторные счётчики имеют клеммные колодки с парами или тройками силовых контактов, располагающимися в один и в два ряда.
  2. В восьмипроводных схемах токовые обмотки соединяются в «звезду» и заземляются. в десятипроводных – токовые цепи с заземлением и нейтралью соединяться не должны.
  3. Испытательные коробки и контактные блоки выполняют предписание ПУЭ по закорачиванию вторичных обмоток трансформаторов тока при проверке и замене счётчиков. Требование по подключению образцового прибора без отсоединения проводов выполнимо не всегда.
  4. Шунтирование токов может выполняться как дополнительными перемычками на счётчике, трансформаторах тока и испытательной коробке, так и штатными перемычками и винтами на последних.
  5. Амперметры, присоединяемые вместе со счётчиком к трансформаторам тока, могут шунтировать учитываемые токи или препятствовать их подаче на счётчик.
  6. Взаимозамена штатных проводов или их отключение приводят к следующим ошибкам на фазах счётчика:
  • обратные токи;
  • снятие тока и напряжения;
  • неодноимённые токи и напряжения;
  • напряжение одной и той же фазы сети на 2…3 фазах счётчика.
  1. Снятие векторных диаграмм и их анализ – наиболее надёжный способ обнаружения большинства ошибок.

 

8. Литература

  1. Правила по охране труда при эксплуатации электроустановок, утверждённые Приказом Министерства труда и социальной защиты РФ от 24.07.2013 № 328н.
  2. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей, утверждённые Приказом Минэнерго РФ от 13.01.2003 № 6 (ред. от 13.09.2018).
  3. Правила устройства электроустановок. Изд. 7.
  4. Руководство по эксплуатации ИЛГШ.411152.145РЭ. Счётчики электрической  энергии многофункциональные СЭТ-4ТМ.03.М, СЭТ-4ТМ.02М.
  5. Руководство по эксплуатации ПФ2.720.040РЭ. Счётчик трехфазный статический электрической  энергии многофункциональный СТС-565.
  6. Руководство по монтажу и эксплуатации. Счётчики электрической  энергии трёхфазные многофункциональные ZMD и ZFDЕ650 серии 3.
  7. Инструкция пользователя H-71.0200.0016.c.ru. Комбинированный счётчик для учёта активной и реактивной энергии (ZMD, ZFD).
  8. Руководство по эксплуатации ТСКЯ.411152.004РЭ. Счётчик электрической энергии трёхфазный статический Милур 305.
  9. Руководство по эксплуатации ТСКЯ.411152.007РЭ. Счётчик электрической энергии статический Милур 307.

Если есть вопросы, замечания, пожелания – пишите, пожалуйста.

Спасибо за внимание!

И пусть Ваше электропотребление будет верным и обоюдоприятным! ☺