Прибор учета косвенного включения что это

Современные счетчики электроэнергии

Счетчики электроэнергии – неотъемлемая часть современного электрооборудования. Показания счетчиков используются при проведении коммерческих расчетов за электроэнергию, а также в системах технического учета, организуемого на предприятиях для решения внутренних задач.

Номенклатура современных счетчиков электроэнергии огромна. Она включает и самые простые счетчики с механическим отсчетным устройством, и многофункциональные приборы, обеспечивающие отображение текущих значений, а также запись в энергонезависимую память, хранение и передачу в автоматизированные системы большого числа параметров.

Ниже приводится условная классификация счетчиков электроэнергии, которая позволит, более предметно, ориентироваться в приборах учета, представленных на рынке.

Индукционные и электронные счетчики.

Так как индукционные счетчики не соответствуют требованиям нормативных документов по классу точности, то в данном материале они рассматриваться не будут. Речь будет идти только об электронных счетчиках.

Однофазные и трехфазные счетчики.

В зависимости от количества подключаемых фаз счетчики бывают однофазными и трехфазными.
Однофазные счетчики эксплуатируются при номинальном напряжении сети 230В.
Трехфазные счетчики рассчитаны на номинальное напряжение 3х57,7/100В (фазное напряжение 57,7В, линейное – 100В) и 3х230/400В (фазное напряжение 230В, линейное – 400В). Однако существуют счетчики с расширенным диапазоном рабочих напряжений. Например, счетчик ЦЭ6850М-Ш31 (Концерн «Энергомера») работает в диапазоне номинальных фазных напряжений 57,7…220В. Счетчики ПСЧ-4ТМ.05МК (АО «НЗиФ») в диапазоне: 3х(57,7…115)/(100…200)В или 3х(120…230)/(208…400)В.

Однотарифные и многотарифные счетчики.

Однотарифные счетчики ведут сквозной учет электроэнергии вне зависимости от времени суток и дня недели. В ряде регионов нашей страны применяются комбинированные тарифы, когда электроэнергия в дневное время стоит дороже, чем в ночное. Также льготный тариф может применяться в выходные и праздничные дни. Это сделано для того, чтобы выровнять нагрузку в рабочее и нерабочее время. Потребителей стимулируют пользоваться энергоемким оборудованием в период действия более дешевого тарифа.

Счетчики, которые позволяют вести учет электроэнергии по нескольким тарифам, называются многотарифными. Чаще всего производители закладывают возможность учета по четырем тарифам, но можно встретить модели счетчиков с тремя и восемью тарифами. При вводе в эксплуатацию в счетчиках устанавливают местное время и программируют согласно тарифному расписанию, принятому в конкретном регионе. Переключение тарифов осуществляется внутренним тарификатором.

На ЖК индикаторе счетчиков отображается количество электроэнергии потребленной по каждому тарифу, а также сумму по всем тарифам.
Многотарифные счетчики могут быть запрограммированы на однотарифный учет.

Непосредственное и трансформаторное подключение счетчиков к электрической сети.

Однофазные счетчики включаются в сеть непосредственно. Диапазоны рабочих токов – 5(50)А, 5(60)А, 5(80)А, 10(80)А, 10(100)А, где цифра перед скобкой указывает на величину номинального тока, число в скобках – величина максимального тока.

Трехфазные счетчики, используемые на стороне высокого напряжения трансформаторных подстанций, подключаются к сети через высоковольтные трансформаторы тока и напряжения.

В электрических сетях низкого напряжения применяются как счетчики непосредственного, так и трансформаторного включения. Максимальный ток, на который изготавливают счетчики непосредственного включения, составляет 100А. Если сила тока в контролируемой сети превышает 100А, то применяются счетчики трансформаторного включения.

Иногда встречаются случаи, когда счетчики трансформаторного включения используются при токе нагрузки менее 100А. Причин для такого решения может быть несколько. В перспективе ожидается увеличение потребляемой мощности. Или наоборот, потребление снижено на время ремонта, реконструкции или остановки части оборудования. Если потребляемая мощность в процессе функционирования предприятия может изменяться в широких пределах, то экономически выгоднее заменить трансформаторы тока, чем устанавливать новый счетчик.

У счетчиков трансформаторного включения величина рабочего тока может отличаться. Если используются трансформаторы с током вторичной обмотки равной 5А, то значения номинального и максимального тока могут принимать следующие значения: 1(7,5)А; 5(7,5)А; 5(10)А. При токе вторичной обмотки измерительного трансформатора равной 1А, диапазон рабочих токов счетчика находится в пределах 1(2)А.

Трехфазные счетчики непосредственного включения рассчитаны на работу в одном из следующих диапазонов: 5(50)А, 5(60)А, 5(80)А, 10(80)А, 5(100)А, 10(100)А.

Счетчики активной, активной и реактивной энергии.

Существующие счетчики подразделяются на счетчики активной энергии и счетчики активной и реактивной энергии.

Счетчики активной энергии обычно применяются тогда, когда нагрузка носит резистивный характер. К такой нагрузке относятся электроплиты с конфорками, водонагреватели, утюги, лампы накаливания.

В последние годы у абонентов электросетей, в том числе подключенных к однофазным сетям, в нагрузке существенно возросла реактивная составляющая. Даже в бытовом секторе часто используется ручной электроинструмент, малогабаритные станки и сварочные аппараты. В освещении лампы накаливания заменяются другими источниками света. Поэтому потребовались приборы учета, которые бы более полно учитывали потребление электроэнергии. Счетчики активной и реактивной энергии успешно решают эту задачу. Они обладают расширенным функционалом, контролируют большее количество параметров, могут быть интегрированы в автоматизированные системы учета энергоресурсов.

Классы точности счетчиков электроэнергии.

Счетчики выпускаются с классом точности 0,2s, 0,5s, 1,0, 2,0. У однофазных счетчиков класс точности должен быть не ниже 2,0. У трехфазных – не ниже 1,0. Требования по использованию счетчиков того или иного класса точности изложены в Постановлении Правительства РФ от 04.05.2012 N 442 (ред. от 27.09.2018) «О функционировании розничных рынков электрической энергии, полном и (или) частичном ограничении режима потребления электрической энергии».

Для счетчиков активной и реактивной энергии отдельно указывается класс точности для каналов учета активной и реактивной энергии. Например, счетчик Меркурий 234 ART-03PR, имеет класс точности A/R – 0,5s/1,0. Как правило, точность измерений реактивной энергии ниже на одну ступень по сравнению с точностью измерений активной энергии. Но иногда встречаются счетчики, например, производимые АО «Концерн Энергомера», у которых класс точности по активной и реактивной энергии одинаков.

Тип отсчетного устройства.

Для снятия показаний непосредственно с приборов учета используются механические отсчетные устройства (ОУ) и жидкокристаллические индикаторы (ЖКИ).

Механические ОУ, как правило, устанавливаются на счетчики активной энергии, не имеющие цифровых интерфейсов. Более сложные приборы оснащают ЖКИ, так как они более информативны.

Качество отображаемой информации на ЖКИ может зависеть от температуры окружающей среды. При температуре -20 0 С и ниже не исключается погасание индикаторов. При этом счетчики сохраняют работоспособность и продолжают учет электроэнергии. При повышении температуры отображение информации восстанавливается.

Ряд счетчиков оснащаются подсветкой ЖКИ, что облегчает снятие показаний в условиях недостаточной освещенности.

Цифровые интерфейсы для передачи информации на диспетчерские пункты или на переносные устройства.

У многофункциональных счетчиков лишь малая часть информации выводится на жидкокристаллический индикатор. Архив значений потребленной энергии, профиль мощности, параметры качества электросети, журнал событий сохраняются в энергонезависимой памяти счетчиков. Получить доступ ко всему массиву информации можно лишь с помощью цифровых интерфейсов. К их числу относятся – RS-485, CAN, GSM/GPRS, PLC, RF, Ethernet, оптопорт.

Наибольшее распространение получил последовательный интерфейс RS-485. К его достоинствам можно отнести возможность объединения в сеть десятков и даже сотен приборов, а также большая, до 1200 метров, длина соединительных линий. В такой сети каждому прибору присваивается индивидуальный сетевой адрес. Опрос производится только по запросу с диспетчерского пункта. Самостоятельно счетчики ничего в сеть не транслируют.

В некоторых моделях счетчиков «Меркурий» (Меркурий 200.04, Меркурий 230AR-01CL, -02CL, -03CL, Меркурий 230ART-01CLN, -02CLN, -03CLN) используется интерфейс CAN ( Controller Area Network — сеть контроллеров). Однако количество таких моделей в последние годы было сокращено.

CAN разрабатывался фирмой Bosch для подвижных объектов, в первую очередь, для автотранспорта. Впоследствии данный интерфейс был применен в промышленности. Его особенностью является то, что в сети может быть несколько контроллеров и ведомые устройства могут самостоятельно передавать информацию на верхний уровень управления, например, в случае возникновения аварийных ситуаций или при выходе за допустимые пределы наиболее важных параметров. Однако в счетчиках «Меркурий» подобный функционал не реализован. Независимо от того, какой интерфейс используется – RS-485 или CAN, счетчики работают как ведомые устройства и информация, получаемая от них при опросе, будет полностью идентична. То есть разница между этими интерфейсами заключается лишь в использовании различной элементной базы.

RS-485 и CAN являются промышленными интерфейсами и соединить их с персональными компьютерами напрямую не представляется возможным. Эта проблема решается путем применения преобразователей интерфейса RS-485 – USB и CAN – USB. Могут использоваться как общепромышленные модели, так устройства, предлагаемые производителями счетчиков.

Для построения автоматизированной системы учета электроэнергии с использованием интерфейсов RS-485 или CAN необходима прокладка дополнительной информационной линии. Такая линия не потребуется, если для передачи информации к счетчикам и от счетчиков использовать провода электрической сети. Данная технология получила название PLC (Pow er Line Communication). На практике эта технология реализуется через установку в счетчики модуля PLC интерфейса. Однако персональные компьютеры, как и в случае с RS-485, не имеют портов, способных принимать информацию в формате PLC. Поэтому требуются дополнительные устройства, которые должны преобразовывать информацию, передаваемую в одном из промышленных стандартов в формат PLC и обратно. Данные устройства входят в состав концентраторов, коммуникаторов, устройств передачи данных и т.п. Конкретное название зависит от производителя.

Использование счетчиков с интерфейсом PLC имеет смысл только в том случае, если планируется развертывание автоматизированной системы коммерческого учета электроэнергии. В противном случае потребитель переплачивает за функционал, который не используется. Разница в стоимости счетчиков с однотипным функционалом, без PLC и с PLC может составлять десятки процентов.

При размещении счетчиков на удаленных объектах очень часто их опрос осуществляется через GSM/GPRS модемы (шлюзы). GSM-модем может быть встроенным или внешним. Для организации связи внешний модем соединяется с выходом интерфейса RS-485 счетчика. Производители, как правило, предлагают фирменные GSM-модемы (шлюзы, коммуникаторы). Их стоимость обычно выше общепромышленных аналогов. Но фирменные устройства настроены на работу с конкретными образцами счетчиков, что облегчает их сопряжение и сокращает время сеансов связи.

Интерфейсы RF также позволяют отказаться от проводных линий, так как обмен информации происходит посредством радиоканала. Радиоканал может быть организован между счетчиком и верхним уровнем системы, а также между счетчиком и абонентским терминалом. Второй вариант используется для опроса счетчиков устанавливаемых на опорах ЛЭП или в случаях, когда доступ к счетчику затруднен.

В России выделены несколько частотных диапазонов, на использование которых не требуется получение разрешений. Передача информации в системах учета электроэнергии может вестись на следующих частотах: 433.075-434.750 МГц, 868,7-869,2 МГц и 2400-2483,5 МГц. Однако на эти диапазоны Постановлением Правительства РФ от 12.10.2004 N 539 (ред. от 25.09.2018) «О порядке регистрации радиоэлектронных средств и высокочастотных устройств» накладываются ограничения на мощность передающих устройств. Для первых двух диапазонов мощность излучения передатчика не должна быть более 10 мВт.

В нормативной базе нет требования об использовании в электросчетчиках какого-то одного диапазона, из числа разрешенных. Поэтому каждый производитель выбирает те диапазоны частот, которые являются для них предпочтительными. Например, в счетчиках МИРТЕК 32 могут быть применены радиомодули на частоту 433 или 2400 МГц. Беспроводные автоматизированные системы контроля и учета ресурсов ЖКХ на базе счетчиков с радиомодулем ФОБОС-1 и ФОБОС-3 используют частоту 868,8 МГц. Счетчики Меркурий 208.LF и Меркурий 238.LF для связи с блоком индикации Меркурий 258.2F также используют диапазон 868 МГц. Счетчики МАЯК 302АРТН.132Т обмениваются информацией с удаленными терминалами на частоте 2400 МГц.

Так как мощность радиомодемов невелика, то дальность связи будет зависеть от характера застройки – городская или сельская, а также от интенсивности помех в выбранном диапазоне.

Существенно увеличить расстояние между диспетчерским центром и счетчиками позволяет технология ZigBee, использующая диапазон 2400 Гц. Большая работа по стандартизации этого протокола связи позволяет включать в систему устройства разных производителей.

Главная идея, которая заложена в технологию ZigBee состоит в том, что такая система является самоорганизующейся и самовосстанавливающейся. Благодаря этому, в автоматическом режиме происходит маршрутизация сетевого трафика, определяется появление новых устройств, выбираются альтернативные маршруты передачи информации при отказе отдельных элементов. Надежность функционирования системы достигается за счет избыточных связей каждого ее звена. То есть реализуется не иерархическая, а сетевая структура, когда каждый элемент системы имеет связь со смежными устройствами.

В автоматизированной системе контроля и учета электроэнергии, построенной на основе технологии ZigBee, каждый счетчик может стать ретранслятором информационных посылок. За счет этого расстояние от самого удаленного прибора до диспетчерского пункта может составлять несколько километров.

Ряд производителей (Концерн «Энергомера», АО «НЗиФ») внедрили в своих счетчиках возможность использования модулей Ethernet, что позволяет подключать эти приборы к локальным вычислительным сетям без использования дополнительных адаптеров.

Для конфигурирования и опроса счетчиков также используются оптопорты. На передней панели большинства современных счетчиков располагается специальное окно, на которое накладывается адаптер оптопорта, подключаемого к USB-порту компьютера. Данный метод обмена информацией со счетчиком не предполагает передачи информации на большие расстояния, но позволяет оперативно выполнить необходимые операции, даже если клеммы интерфейсов счетчика находятся под опломбированной крышкой.

Для того чтобы запрограммировать счетчик перед установкой или снять с него показания в процессе эксплуатации необходимо соответствующее программное обеспечение, устанавливаемое на компьютер. Это может быть бесплатная сервисная программа-конфигуратор или коммерческое ПО.

У всех ведущих производителей счетчиков появились приборы, которые могут быть адаптированы под конкретного потребителя. В этом вопросе просматривается два основных подхода. Первый – это когда с самого начала конфигурация счетчика определяется заказчиком. Такой подход практикует «Эльстер Метроника». В этой компании любой счетчик изготавливается на основе заполненного опросного листа.

При втором подходе потребитель выбирает модель счетчика, допускающего установку плат расширения. Данные счетчики изначально являются готовыми изделиями с определенным функционалом и набором интерфейсов. Далее возможности прибора наращиваются путем установки дополнительных плат интерфейсов, выбираемые из стандартного набора.

Импульсные выходы.

Многие современные счетчики электроэнергии имеют импульсные выходы. Их количество равно количеству каналов учета электроэнергии. У счетчиков активной энергии один импульсный выход. У двунаправленных счетчиков четыре: один — на прямое направление активной энергии, один — на обратное направление активной энергии, один — на прямое направление реактивной энергии и один — на обратное направление реактивной энергии.

При включении счетчика в режим поверки импульсные выходы работают как поверочные, в рабочем режиме, как телеметрические.

Принцип работы импульсных выходов основан на том, что частота следования импульсов пропорциональна току, протекающему через измерительные цепи.

Каждый тип счетчиков имеет такой параметр, как «постоянная счетчика». Постоянная счетчика измеряется в имп./(кВт*час) для каналов учета активной энергии и в имп./(кВАр*час) для каналов учета реактивной энергии. Эти значения указываются в паспортах (руководствах по эксплуатации) и на передней панели счетчиков.

До появления цифровых интерфейсов существовали системы автоматического учета электроэнергии, основанные на подсчете импульсов, передаваемых счетчиками. В настоящее время этот метод является устаревшим.

В некоторых счетчиках предусмотрена возможность программного изменения режима работы импульсных выходов. Вместо генератора импульсов выходы могут подключаться к устройству управления нагрузкой, которое изменяет импеданс своей выходной цепи в зависимости от того, есть команда на ограничение нагрузки или нет.

Конструктивное исполнение.

Счетчики, предназначенные для установки в трансформаторных подстанциях, распределит ельных устройствах и шкафах учета электроэнергии изготавливаются в виде моноблока. Такие счетчики могут иметь корпуса для монтажа на панель с помощью трех винтов или на 35 миллиметровую DIN-рейку. Встречаются счетчики, корпуса которых позволяют крепить их как на панель, так и на рейку. Например, СЕ 101 в корпусе R5.1.

Счетчики для установки на опоры линий электропередач состоят из двух частей – блока счетчика и устройства индикации. Ниже приводится несколько типов счетчиков, конструкция которых предусматривает такой способ установки:
а) однофазные — Меркурий 208, РиМ 129, МАЯК 103АРТН, CE208-C2, NP523, NP71E.2-1-5, AD11S;
б) трехфазные — Меркурий 238, РиМ 489.18, Маяк 132АРТН, CE308 C36 DLP, AD13S.

У каждого производителя устройство индикации называется по-разному. У АО «РиМ» — это дистанционный дисплей, у АО «НЗиФ» — удаленный терминал, у ООО «Инкотекс» — блок индикации. Связь между счетчиком и устройством индикации организуется через интерфейсы RF или PLC. Если связь организована через радиоканал, то устройство индикации может быть переносным. При использовании интерфейса PLC устройство индикации должно быть подключено к сети.

Устройства индикации могут сопрягаться с некоторыми счетчиками в корпусе моноблок. Производимый АО «РиМ» дистанционный дисплей РиМ 040 позволяет опрашивать счетчики РиМ 489, устанавливаемые в трансформаторные подстанции.

ООО «Матрица» заложила возможность опроса счетчиков 8 серии типа AD11A, AD13A с помощью пользовательского дисплея CIU8.В-2-1.

В соответствии с пунктом 1.5.13 «Правил устройства электроустановок» (ПУЭ) каждый установленный расчетный счетчик должен иметь на винтах, крепящих кожух счетчика, пломбы с клеймом госповерителя, а на зажимной крышке — пломбу энергоснабжающей организации. Иногда на счетчиках можно увидеть дополнительные пломбы, клейма или голографические наклейки. Эта пломбировка производится заводами изготовителями для защиты от несанкционированного вскрытия верхней крышки.

Количество направлений учета.

В настоящее время промышленность предлагает однонаправленные, двунаправленные и комбинированные счетчики электроэнергии.
Однонаправленные счетчики могут использоваться только на линиях с потоком энергии в одном направлении.

Двунаправленные счетчики электроэнергии ведут учет электроэнергии в прямом и обратном направлении. Они применяются в тех случаях, когда имеют место перетоки электроэнергии между сетями или хозяйствующими субъектами. Счетчики размещаются на границе балансовой принадлежности электросетей. Полученные показания используются при расчетах за межсистемные перетоки электроэнергии. Так как промышленные сети являются трехфазными, то и двунаправленные счетчики, чаще всего, являются трехфазными. Хотя существуют и однофазные двунаправленные счетчики.

Ниже приведены некоторые типы двунаправленных счетчиков и их производители. Меркурий 234ART2 и Меркурий ARTM2 (ООО «Инкотекс»), СЕ301, СЕ303, СЕ304, СЕ308 при наличии в обозначении символа «Y», ЦЭ6850М при наличии в обозначении символов «2Н» (Концерн «Энергомера»), МАЯК 103 АРТ, МАЯК 302АРТ, ПЧС-4ТМ.05МК исп. 00…07, 20, 21 (АО «НЗиФ»), NP73, AD13, NP71, AD11 (ООО «Матрица»).

Комбинированные счетчики имеют три канала учета и предназначены для учета активной энергии независимо от направления тока в каждой фазе сети и реактивной энергии прямого и обратного направления и могут использоваться только на линиях с потоком энергии в одном направлении.

Управление нагрузкой.

Существует два способа ограничения нагрузки — непосредственно через силовые реле встроенные в счетчик и через внешние устройства. Внешние устройства могут быть активированы вспомогательными слаботочными реле счетчика или изменением сопротивления на импульсных выходах счетчика, переведенных в режим управления нагрузкой.

Для того чтобы счетчик мог ограничивать или отключать электроэнергию подаваемую потребителю, необходимо программно установить определенные параметры. Эта операция может быть выполнена как перед вводом прибора учета в эксплуатацию, так в процессе эксплуатации. Если счетчик входит в состав автоматизированной системы коммерческого учета электроэнергии, то команда на ограничение электроэнергии может быть подана дистанционно оператором диспетчерского пункта.

Функция управления нагрузкой реализуется в счетчиках непосредственного включения.

Многофункциональные счетчики.

Многофункциональные счетчики выводят на ЖК индикаторы информацию о текущих значениях энергопотребления и параметрах сети. К параметрам сети относятся:
— мгновенные значения активной, реактивной и полной мощности по каждой фазе и по сумме фаз с указанием направления вектора полной мощности;
— действующие значения фазных токов и напряжений, в том числе измеренные на одном периоде частоты сети, для целей анализа показателей качества электроэнергии;
— значения углов между фазными напряжениями;
— частота сети;
— коэффициенты мощности по каждой фазе и по сумме фаз.

Однако огромный массив информации доступен только при подключении к компьютеру с установленным специализированным программным обеспечением. В этом случае становятся доступны следующие данные:
— об энергопотреблении не только за предыдущий день и месяц, но и на период от одного до трех лет;
— о профиле мощности на глубину, зависящую от объема памяти и периода интегрирования;
— параметры качества электроэнергии – дата и время выхода и возврата за нижнее допустимое и предельное допустимое значение напряжения каждой из фаз и частоты сети;
— значения утренних и вечерних максимумов мощности;
— журнала событий: даты и времени включения/выключения счетчика, коррекции текущего времени, включения и выключения счетчика или отдельных фаз, превышения лимита энергии по тарифам, вскрытия и закрытия основной крышки прибора и других параметров в зависимости от типа прибора и производителя.

Анализ этих данных открывает возможности по выработке мер для оптимизации энергопотребления и предотвращения аварийных ситуаций.

Сроки ввода счетчиков электроэнергии в эксплуатацию.

В ПУЭ (п. 1.5.13) определено, что на вновь устанавливаемых трехфазных счетчиках должны быть пломбы государственной поверки с давностью не более 12 месяцев, а на однофазных счетчиках — с давностью не более 2 лет. Если это требование нарушено, то счетчики должны быть подвергнуты очередной поверке.

Схемы подключения приборов учета

Подключение электросчетчика происходит по типовой схеме через контакты в клеммной колодке.

Схема подключения однофазного электросчетчика

На схеме показано подключение электросчетчика через вводной двухполюсной автомат. После электросчетчика питание осуществляется через защитный однополюсной автомат.

СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ ОДНОФАЗНЫХ ЭЛЕКТРОСЧЁТЧИКОВ

Схемы включения обычных и интеллектуальных электросчётчиков абсолютно идентичны.

Зажимы токовых обмоток электросчётчиков обозначаются буквами Г (генератор) и Н (нагрузка). При этом генераторный зажим соответствует началу обмотки, а нагрузочный — ее концу.

При подключении счетчика необходимо следить за тем, чтобы ток через токовые обмотки проходил от их начал к концам. Для этого провода со стороны источника питания должны подключаться к генераторным зажимам (зажимам Г) обмоток, а провода, отходящие от счетчика в сторону нагрузки, должны быть подключены к нагрузочным зажимам (зажимам Н).

Самыми распространёнными схемами включения трёхфазных электросчётчиков являются схемынепосредственного (рис.2) и полукосвенного (рис.3) включения в четырехпроводную сеть.

Схема непосредственного включения трёхфазного счетчика активной энергии

Здесь необходимо обратить внимание на наличие обязательной связи нулевого проводника сети с нулевым зажимом счетчика, т.к. отсутствие такой связи может вызывать дополнительную погрешность при учете энергии в сетях с несимметрией напряжений.

При полукосвенном включении используют трансформаторы тока. Выбор трансформаторов тока проводят исходя из потребляемой мощности. Промышленностью выпускаются трансформаторы тока с различным коэффициентом трансформации – 50/5, 100/5 …. 400/5 и т.д.

Схема полукосвенного включения трёхфазного счетчика активной энергии

Монтаж цепей напряжения электросчётчика полукосвенного включения должен выполняться в соответствии с ПУЭ — медным проводом сечением не менее 1,5 мм, а токовых цепей – сечением не менее 2,5 мм.

При монтаже электросчётчиков непосредственного включения, монтаж должен быть выполнен проводом, рассчитанным на соответствующий ток.

В данном разделе приведены типовые схемы включения счетчиков электрической энергии, однако в каждом конкретном случае необходимо руководствоваться схемой подключения указанной заводом изготовителем на клеммной крышке данного счетчика или в его паспорте.

Коммерческий учет электрической энергии

Приборы учета — совокупность устройств, обеспечивающих измерение и учет электроэнергии (измерительные трансформаторы тока и напряжения, счетчики электрической энергии, телеметрические датчики, информационно — измерительные системы и их линии связи) и соединенных между собой по установленной схеме.

Счетчик электрической энергии — электроизмерительный прибор, предназначенный для учета потребленной электроэнергии, переменного или постоянного тока. Единицей измерения является кВт*ч или А*ч.

Расчетный счетчик электрической энергии — счетчик электрической энергии, предназначенный для коммерческих расчетов между субъектами рынка.

Для учета электрической энергии используются счетчики электроэнергии, типы которых утверждены федеральным органом исполнительной власти по техническому регулированию и метрологии и внесены в государственный реестр средств измерений.

Технические параметры и метрологические характеристики счётчиков электрической энергии должны соответствовать требованиям:

ГОСТ 52320-2005 Часть 11 «Счетчики электрической энергии»;
ГОСТ Р 52323-2005 Часть 22 «Статические счетчики активной энергии классов точности 0,2S и 0,5S»; ГОСТ Р 52322-2005 Часть 21 «Статические счетчики активной энергии классов точности 1 и 2»;

ГОСТ Р 52425−2005 «Статические счетчики реактивной энергии».

Счетчики для расчета энергоснабжающей организации с потребителями электроэнергии рекомендуется устанавливать на границе раздела сети (по балансовой принадлежности) сетевой организации и потребителя.

В случае, если расчетный прибор учета расположен не на границе балансовой принадлежности электрических сетей, объем принятой в электрические сети (отпущенной из электрических сетей) электрической энергии корректируется с учетом величины нормативных потерь электрической энергии, возникающих на участке сети от границы балансовой принадлежности электрических сетей до места установки прибора учета, если соглашением сторон не установлен иной порядок корректировки.

Счётчики должны размещаться в легкодоступных для обслуживания сухих помещениях, в достаточно свободном и не стесненном для работы месте. Счетчики общепромышленного исполнения не разрешается устанавливать в помещениях, где по производственным условиям температура может часто превышать +40°С, а также в помещениях с агрессивными средами. Допускается размещение счетчиков в не отапливаемых помещениях и коридорах распределительных устройств электростанций и подстанций, а также в шкафах наружной установки. В случае, если приборы не предназначены для использования в условиях отрицательных температур, должно быть предусмотрено стационарное их утепление на зимнее время посредством утепляющих шкафов, колпаков с подогревом воздуха внутри них электрической лампой или нагревательным элементом для обеспечения внутри колпака положительной температуры, но не выше +20°С.

Счётчики должны устанавливаться в шкафах, камерах комплектных распределительных устройствах (КРУ, КРУН), на панелях, щитах, в нишах, на стенах, имеющих жесткую конструкцию. Высота от пола до коробки зажимов счетчиков должна быть в пределах 0,8-1,7 м. Допускается высота менее 0,8 м, но не менее 0,4 м.

В местах, где имеется опасность механических повреждений счетчиков или их загрязнения, или в местах, доступных для посторонних лиц (проходы, лестничные клетки и т.п.), для счетчиков должен предусматриваться запирающийся шкаф с окошком на уровне циферблата. Аналогичные шкафы должны устанавливаться также для совместного размещения счетчиков и трансформаторов тока при выполнении учета на стороне низшего напряжения (на вводе у потребителей).

Конструкции и размеры шкафов, ниш, щитков и т. п. должны обеспечивать удобный доступ к зажимам счетчиков и трансформаторов тока. Кроме того, должна быть обеспечена возможность удобной замены счетчика. Конструкция его крепления должна обеспечивать возможность установки и съёма счетчика с лицевой стороны.

При наличии на объекте нескольких присоединений с отдельным учетом электроэнергии на панелях счетчиков должны быть надписи наименований присоединений.

На присоединениях 0,4 кВ при нагрузке до 100 А включительно применять счетчики электроэнергии прямого включения.

При трёхфазном вводе использовать трёхэлементные счетчики электроэнергии.

На вновь устанавливаемых трёхфазных счётчиках должны быть пломбы государственной поверки с давностью не более 12 мес., а на однофазных счётчиках – с давностью не более 2 лет. Наличие действующей поверки счетчика электроэнергии подтверждается предоставлением подтверждающего документа – паспорта-формуляра на счетчик электроэнергии или свидетельства о поверке. В документах на счетчик электроэнергии должны быть отметки о настройках тарифного расписания и местного времени.

Основным техническим параметром счетчика электроэнергии является «класс точности», который указывает на уровень погрешности измерений счетчика. В соответствии с разделом «Правил организации учета электрической энергии на розничных рынках» «Основных положений функционирования розничных рынков электрической энергии», утвержденных постановлением Правительства РФ от 04.05.2012 № 442, требования к расчетным счетчикам электроэнергии, в зависимости от категории потребителей, должны быть следующими:

Категория потребителей

Класс точности

Дополнительные требования

Для учета электрической энергии, потребляемой потребителями с максимальной мощностью не менее 670 кВт

Приборы учета должны позволять измерять почасовые объемы потребления электрической энергии и обеспечивать хранение данных о почасовых объемах потребления электрической энергии за последние 90 дней и более или включены в систему учета

Для учета электрической энергии на границе раздела объектов электросетевого хозяйства и внутридомовых инженерных систем многоквартирного дома, присоединение которых к объектам электросетевого хозяйства осуществляется после вступления в силу «Основных положений функционирования розничных рынков электрической энергии», утвержденных Постановлением Правительства РФ от 04.05.2012 № 442

Для учета электрической энергии, потребляемой потребителями с максимальной мощностью менее 670 кВт и напряжением в точках присоединения к объектам электросетевого хозяйства 35 кВ и ниже (10 кВ, 6 кВ, 380 В, 220 В)

Для учета электрической энергии, потребляемой гражданами

Для учета электрической энергии на границе раздела объектов электросетевого хозяйства и внутридомовых инженерных систем многоквартирного дома

Требования к измерительным трансформаторам

Измерительные трансформаторы тока по техническим требованиям должны соответствовать ГОСТ 7746-2001 («Трансформаторы тока. Общие технические условия»).

Измерительные трансформаторы напряжения по техническим характеристикам должны соответствовать ГОСТ 1983-2001 («Трансформаторы напряжения. Общие технические условия»).

Класс точности трансформаторов тока и напряжение для присоединения расчетных счетчиков электроэнергии должен быть не более 0,5.

Допускается применение трансформаторов тока с завышенным коэффициентом трансформации (по условиям электродинамической и термической стойкости или защиты шин), если при максимальной нагрузке присоединения ток во вторичной обмотке трансформатора тока будет составлять не менее 40 % номинального тока счетчика, а при минимальной рабочей нагрузке — не менее 5 %.

Присоединение токовых обмоток счетчиков к вторичным обмоткам трансформаторов тока следует проводить, отдельно от цепей защиты.

Использование промежуточных трансформаторов тока для включения расчетных счетчиков запрещается.

При полукосвенном подключении счётчика необходимо устанавливать трансформаторы тока во всех фазах.

Трансформаторы тока, используемые для присоединения счётчиков на напряжении до 0,4 кВ, должны устанавливаться после коммутационных аппаратов по направлению потока мощности.

Выводы вторичных измерительных обмоток трансформаторов тока должны быть изолированы от без контрольного закорачивания клемм или разрыва цепи, при помощи крышек и экранов под опломбировку.

Для обеспечения безопасности работ, проводимых в цепях измерительных приборов, устройств релейной защиты и электроавтоматики, вторичные цепи (обмотки) измерительных трансформаторов тока должны иметь постоянные заземления.

Заземление во вторичных цепях трансформаторов тока следует предусматривать на зажимах трансформаторов тока.

Трансформатор тока должен иметь действующую поверку первичную (заводскую) или периодическую (в соответствии с межповерочным интервалом, указанным в описании типа данного средства измерения). Наличие действующей поверки подтверждается предоставлением оригиналов паспортов или свидетельств о поверке трансформаторов тока с протоколами поверки.

При трёхфазном вводе применять трёхфазные трансформаторы напряжения или группы из однофазных трансформаторов напряжения.

Для сохранности измерительных цепей должна быть предусмотрена возможность опломбировки решеток и дверец камер, где установлены предохранители на стороне высокого и низкого напряжения трансформаторов напряжения, а также рукояток приводов разъединителей трансформаторов напряжения. При невозможности опломбировки камер, пломбируются выводы трансформаторов напряжения.

Для обеспечения безопасности работ, проводимых в цепях измерительных приборов, устройств релейной защиты и электроавтоматики, вторичные цепи (обмотки) измерительных трансформаторов напряжения должны иметь постоянные заземления.

Вторичные обмотки трансформатора напряжения должны быть заземлены соединением нейтральной точки или одного из концов обмотки с заземляющим устройством. Заземление вторичных обмоток трансформатора напряжения должно быть выполнено, как правило, на ближайшей от трансформатора напряжения сборке зажимов или на зажимах трансформатора напряжения.

Трансформатор напряжения должен иметь действующую поверку первичную (заводскую) или периодическую (в соответствии с межповерочным интервалом, указанным в описании типа данного средства измерения). Наличие действующей поверки подтверждается предоставлением оригиналов паспортов или свидетельств о поверке трансформатора напряжения с протоколами поверки.

Требования к измерительным цепям

В электропроводке к расчетным счетчикам наличие паек не допускается.

Монтаж цепей постоянного и переменного тока в пределах щитовых устройств (панели, пульты, шкафы, ящики и т. п.), а также внутренние схемы соединений приводов выключателей, разъединителей и других устройств по условиям механической прочности должны быть выполнены проводами или кабелями с медными жилами. Применение проводов и кабелей с алюминиевыми жилами для внутреннего монтажа щитовых устройств не допускается.

Для сохранности измерительных цепей должна быть предусмотрена возможность опломбировки промежуточных клеммников, испытательных блоков, коробок и других приборов, включаемых в измерительные цепи счетчиков электроэнергии, при этом необходимо минимизировать применение таких устройств.

При полукосвенном включении счётчика проводники цепей напряжения подсоединять к шинам посредством отдельного технологического болтового присоединения, в непосредственной близости от трансформатора тока данного измерительного комплекса. Места присоединения цепей напряжения счётчика к токоведущим частям сети должны быть изолированы от без контрольного отсоединения.

Нагрузка вторичных обмоток измерительных трансформаторов, к которым присоединяются счетчики, не должна превышать номинальных значений.

Сечение и длина проводов и кабелей в цепях напряжения расчетных счетчиков должны выбираться такими, чтобы потери напряжения в этих цепях составляли не более 0,25% номинального напряжения.

Для косвенной схемы подключения прибора учета вторичные цепи следует выводить на самостоятельные сборки зажимов или секции в общем ряду зажимов. При отсутствии сборок с зажимами необходимо устанавливать испытательные блоки. Зажимы должны обеспечивать закорачивание вторичных цепей трансформаторов тока, отключение токовых цепей счетчика и цепей напряжения в каждой фазе счетчиков при их замене или проверке, а также включение образцового счетчика без отсоединения проводов и кабелей. Конструкция сборок и коробок зажимов расчетных счетчиков должна обеспечивать возможность их пломбирования.

При полукосвенном включении счетчика, в качестве проводника вторичных цепей к трансформаторам тока следует применять кабель ВВГ 3 х 2,5 мм 2 с изоляцией жил разного цвета.

Требования к вводным устройствам и к коммутационным аппаратам на вводе

Должна обеспечиваться возможность полного визуального осмотра со стационарных площадок вводных устройств, ВЛ, КЛ, а также вводных до учётных электропроводок оборудования для выявления до учётного подключения электроприёмников. Места возможного до учётного подключения должны быть изолированы путём пломбировки камер, ячеек, шкафов и др.

При нагрузке до 100 А включительно, исключать установку рубильников до места установки узла учета.

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.

Установку аппаратуры автоматического ввода резерва, охранно-пожарной сигнализации и другой автоматики предусматривать после места установки узла учета.

Схемы подключения электрических счетчиков

Представленные ниже схемы подключения счетчиков электроэнергии являются типовыми и могут отличаться в зависимости от завода-изготовителя и места установки. При установке счетчиков электроэнергии необходимо руководствоваться паспортом завода-изготовителя на данное изделие.

Схема подключения однофазного счетчика электроэнергии

Схема подключения трехфазного счетчика электроэнергии (прямое подключение)

Схемы подключения и разновидности трехфазных счетчиков электроэнергии

Контроллеры прямого включения на три фазы применяются с целью учета затраченной электроэнергии. Трехфазный счетчик допускается устанавливать на участках с совместной мощностью оборудования больше 12 кВт или 60 А, в том числе в жилых помещениях.

Необходимость трехфазного учета

Действующие нормативы устанавливают требование использовать при мощности потребителей от 15 до 20 кВт многофазные приборы учета. При данном показателе величина тока в цепи достигает 70 А, что недопустимо для квартир.

ПУЭ также указывают, что современная система электроснабжения рассчитана на 380 В, и только прибор на 3 фазы сможет правильно ее учесть. Всю мощность потребления можно распределить на 3 жилы, так, что на каждую придется около 2,5 А нагрузки.

Трехфазная система является универсальной, поскольку обеспечивает безопасность эксплуатации бытовой техники, снижает температурную нагрузку на провод и предотвращает травматизм человека.

Контроллер трехфазного типа в частном доме требует значительных материальных вложений.

Особенности конструкции и работы

Для понимания принципов работы 3-х фазного счетчика в сети с номинальной мощностью от 15 кВт стоит разобраться в его конструкции. Стандартный аппарат состоит из таких частей:

• разборный корпус;
• две обмотки – напряжения и токовой;
• алюминиевый диск;
• магнитный стопор диска;
• червячная передача;
• счетное устройство.

Принцип действия устройства зависит от его типа.

Аналоговые модели

Электрическая энергия проходит через токовую катушку, создавая электромагнитное поле. Далее образуется вихревой ток, который обеспечивает вращение алюминиевого диска. Сила кручения передается через червячную передачу за счетный механизм, фиксирующий расход электричества.

Чем выше нагрузка на катушку, тем быстрее отсчитываются киловатты.

Электронные модели

В конструкции счетчика имеется аналого-цифровой преобразователь. От него на микросхему по частотному графику поступают импульсы. Микросхема трехфазного электронного счетчика запоминает информацию и выводит ее на экран.

Электронные приборы часто выходят из строя при колебаниях напряжения.

Преимущества подключения на 3 фазы

Устанавливая многотарифный счетчик, владельцы дома или квартиры получают множество выгод:

• экономия – у некоторых моделей есть режимы дневной и ночной тарификации, что позволяет использовать меньше энергии ночью, чем днем;
• универсальность – устройства можно подсоединить со стандартной сети 220 В или новой сети 380 В прямым способом или через трансформатор;
• постоянный контроль – счетчик уравновешивает сетевое напряжение;
• точность – учет затраченной электроэнергии производится с погрешностью от 0,2 до 2,5 %;
• дополнительные функции – счетчики оснащаются журналом событий, электросиловым модемом, фиксацией пользователей, монитором для вывода данных.

Однофазный вариант дает погрешность показаний до 5 %.

Специфика современного трехфазного счетчика

Многофазный аппарат должен быть надежным, долговечным, точно передавать показания. Поэтому модели современных производителей наделяются функциями:

• отслеживание активного и реактивного электричества;
• наличие самодиагностики;
• снятие показаний по нескольким тарифам;
• оформление происшествий на линии в журнал нотирования.

Некоторые устройства совместимы со смартфонами, что позволяет отследить показание дистанционно.

Виды электросчетчиков

Производители выпускают три вида 3-фазных электросчетчиков:

• Прямого включения – аналогично однофазным подсоединяются к сети 380 или 220 В. Пропускная мощность аппаратов – до 60 кВт, максимальный ток не превышает 100 А. Для подсоединения подходят провода сечением 1,5-2, мм2.
• Полукосвенного включения – подкидываются через трансформатор, поэтому подходят для сети с большой нагрузкой. Показания подсчитываются путем умножения разницы предыдущих и последующих данных на коэффициент трансформации.
• Косвенного включения – подсоединение осуществляется через трансформаторы напряжения и тока. Применяются для учета электроэнергии при высоковольтной интеграции.

Схема подключения прибора будет зависеть от его типа.

Разновидности схем подключения

Трехфазный счетчик прямого подключения

Устройство предназначено для монтажа в электролиниях с силой тока до 100 А. Так можно снизить нагрузку техники, совместимой с приборами учета до 60 кВт. Особенность прямых счетчиков – невозможность присоединения контактов к проводникам большого сечения. Подключаться следует так:

1. С кабеля снимается изоляционный слой на 5 мм. Окисления удаляются при помощи растворителя.
2. Проводники подсоединяются на трехполюсный автомат, установленный для счетчика. Это выполняется с целью его защиты от замыкания на линии питания.
3. В клеммном отделе прибора находятся контакты.
4. На нечетные подкидываются 3 провода фазы от автовыключателя питания.
5. Вводные и выходные нейтрали соединяются с клеммами № 7 и № 8.
6. После установки учетного модуля ставится автомат, аналогичный вводному изделию.
7. Выключатель подсоединяется на четные клеммы.
8. Проводится разбивка техники на группы и на каждую фазу ставятся автоматы (для сетей с напряжением 220 В).

Особенности схемы подключения можно посмотреть на крышке клеммника.

Подсоединение прибора учета полукосвенным способом

Полукосвенный электросчетчик подкидывается на трансформаторы учета. Считать количество использованной энергии нужно, ориентируясь на преобразовательный индекс. Для этого используется одна из схем:

• Десятипроводная. Понадобится 11 проводов, которые подключаются справа влево. На первые 3 подсоединяется фаза А, на вторые 3 – фаза В. На кабели № 7-9 подкидывается фаза С, на десятый – нейтраль. Подключать трехфазник нужно испытательными колодками.
• Звезда. Применение схемы позволяет сократить количество проводников. Вначале в одной общей точке собираются первые однополярные выходы вторичной обмотки. Следующие 3 точки от выходов направляются на счетчик. Токовые обмотки соединяются.

Полукосвенные модели также допускается подкидывать при помощи сцепки цепи тока с цепью напряжения.

Косвенный метод подключения счетчика

При минимальных энергозатратах актуально косвенное соединение. Поскольку через учетные изделия проходит повышенный ток, требуется раздельный трансформатор. Преобразователь разрывает токовую обмотку при подключении. Схема реализуется последовательно:

1. Подбор материалов для первичного и вторичного контуров. Для первички понадобится толстый проводник, пропущенный через центр трансформатора. Вторичка навивается из тонкой проволоки.
2. Трансформаторы подкидываются на каждую из фаз и крепятся к задней стенке распредшкафа.
3. Концы проводов первички подключаются к автомату на вводе.
4. Вторая часть контактов первичного контура отдельными проводниками сечением 1,5 мм2 подсоединяется на клеммы № 2, 5 и 8.
5. Вторичную катушку подсоединяют аналогичными кабелями на выводы учетного прибора – 1 к 3, 4, а 6 и 7 к 9.
6. На клеммники № 10 и 11 подкидывают нейтральный провод.

При несоблюдении последовательности подключения счетчик будет передавать неверные показания.

Нюансы выбора счетчика на 3 фазы

Качественный счетчик электроэнергии трехфазный обеспечит точность контроля энергозатрат и экономию финансов. При покупке прибора следует учитывать:

• Параметры напряжения, с которыми совместим аппарат, указываются на корпусе или в паспорте.
• Если установка производится на улице, требуется ознакомиться с допустимым разбегом температур.
• На учетном устройстве должны быть черные или красные пломбы на винтовых соединениях. На электронном приборе она одна, на индуктивном – две.
• Минимальный срок проверки прибора – раз в 8-16 лет. Меньшее время обозначает счетчик низкого качества.
• Наличие сертификата соответствия отечественному ГОСТу и разрешение на установку на территории РФ.
• Тип монтажа. 3-х фазный счетчик для фиксации затрат электроэнергии крепится на болты или дин-рейку.
• Срок пломб – должны находиться на счетчике не более 1 года.
• Класс точности качественного учетного аппарата – не менее 2.
• Показатели мощности. Если все приборы квартиры в сумме используют не больше 10 кВт, подойдет модификация на 60 А. Показатель от 10 кВт предусматривает установку устройства на 100 А.
• Автоматизированный контроль расхода нужен, чтобы правильно показать сведения представителям энергокомпании.
• Наличие тарифных планов. Двухтарифные модели предусматривают график с 7 утра до 11 вечера и с 11 вечера до 7 утра. Ночной тариф предусматривает расходование на 50 меньше электричества.

Подключить новый счетчик можно только после опломбировки уполномоченной инстанцией.

Использование трехфазного счетчика в качестве однофазного

Согласно техуказаниям для сети от 15 кВт можно устанавливать 3-х фазные счетчики. Сетевые организации и Энергосбыт не имеют полномочий для указания количества подключенных фаз. Но это касается только временного использования на период строительных работ.

Пользователям, решившимся на включение трехфазника как однофазника, нужно знать следующее:

• после прибора можно ставить 3 раздельных автомата и подкидывать 3-х фазный кабель;
• к счетчику делается ввод, от которого идет 1 фаза;
• официальное разрешение на такую линию получить невозможно, поскольку счетчик 3-фазный используется только на трехфазной четырехпроводной сети;
• на аналоговых моделях нельзя объединять фазы;
• при установке электронного проверяется по очереди каждая фаза;
• нагрузка на сеть будет несимметричной, что приведет к поломкам оборудования, авариям, травматизму.

Счетчик электроэнергии трехфазный на одной фазе будет неверно считать показания.

Сети с питанием на 3 фазы обеспечивают качественное подключение большого количества мощной техники – кондиционеров, электроплит, обогревателей. Трехфазный электрический счетчик позволяет с высокой точностью проконтролировать энергозатраты, отличается несколькими тарифами и возможностью монтажа на улице.