Трехфазный счетчик электроэнергии: устройство, принцип работы, установка, подключение

Передача электрической энергии от линий к потребителям может осуществляться как по однофазной схеме, так и трехфазной. Последний вариант применяется для промышленных предприятий, а в последнее время стал особо популярным и среди бытовых потребителей. Для учета израсходованной электрической энергии в таких цепях применяется трехфазный счетчик электроэнергии. В данной статье мы рассмотрим, что представляет собой данный вид прибора учета электроэнергии, и  отличительные особенности в его эксплуатации.

Устройство и принцип работы

На практике применяются различные трехфазные счетчики электроэнергии, отличающиеся принципом действия:

  • Индукционные – представляют собой набор обмоток тока и напряжения для каждого из фазных проводников, которые приводят в движение алюминиевый диск, вращающийся от воздействия электромагнитных полей.
  • Электронные – осуществляют измерение и подсчет данных без использования подвижных элементов. Основой реализации электронных трехфазных электросчетчиков является система преобразования аналогового сигнала в цифровой.
  • Гибридные – представляют собой переходной этап от индукционных моделей с механическими вращающимися частями к электронным.

Каждый тип счетчика обладает своими конструктивными особенностями, поэтому в качестве примера рассмотрим обобщенную модель электронного трехфазного прибора учета, как наиболее перспективного.

Устройство трехфазного счетчика электроэнергии
Рис. 1. Устройство трехфазного счетчика электроэнергии

Конструктивно такой счетчик электроэнергии  состоит из:

  • Датчиков тока и напряжения, которые предназначены для измерения электрических величин в электрической цепи.
  • Электронного преобразователя – осуществляет вычисление мощности и по всем фазным потребителям. Может быть представлен несколькими отдельными модулями.
  • Микроконтроллера – предназначен для приема счетных импульсов и преобразования сигнала в другие виды.
  • Дисплея – предназначен для отображения величины мощности и других параметров электрической цепи.
  • Блок памяти – присутствует в электронных моделях, позволяет хранить и извлекать нужную информацию о расходах электроэнергии.
  • Блок зажимов – может разделяться на силовые и слаботочные. Первые из них предназначены для включения в трехфазную линию, а вторые для передачи данных по линиям связи.

Принцип действия трехфазного счетчика электроэнергии заключается в измерении силы тока и разности потенциалов для каждого из фазных проводников посредством датчиков тока и напряжения. Затем и ток, и напряжения по каждому фазному выводу проходит этап перемножения в электронном блоке, у индукционных счетчиков электроэнергии эта процедура осуществлялась посредством воздействия полей обмоток на алюминиевый диск.  От электронного блока за вычисленную единицу мощности формируется счетный импульс и передается на микроконтроллер. В зависимости от количества поданных импульсов микроконтроллер вычисляет количество потребленных киловатт-часов.

Микроконтроллер представляет собой логическую единицу трехфазного счетчика электрической энергии. Он подает команду на дисплей о смене данных по мере транзита мощности через датчики. Вместе с тем микроконтроллер трехфазного электросчетчика может извлекать из блока памяти информацию об израсходованной мощности за определенный период или в определенном тарифе, что особенно актуально для многотарифных счетчиков электроэнергии. Также микроконтроллер может транслировать информацию по каналам связи через систему АСКУЭ на удаленный диспетчерский пункт.

Отличия от однофазного электросчетчика

Отличие трехфазного от однофазного электросчетчика
Рис. 2. Отличие трехфазного от однофазного электросчетчика

Несмотря на идентичность процессов в обоих типах счетчиков электроэнергии, между ними существует ряд отличий. Трехфазный счетчик электроэнергии отличается от однофазных моделей следующими факторами. Однофазный электросчетчик предназначен для установки в двухпроводные цепи с номинальным напряжением 230В. В то время, как трехфазные счетчики электроэнергии используются в трех и четырехпроводных цепях с номинальным напряжением 230 / 400В.

Однофазные модели характеризуются относительно малой мощностью подключаемого оборудования – порядка 10 кВт. В сравнении с трехфазными счетчиками электроэнергии, мощность которых практически не ограничена, но будет отличаться способ подключения (прямой, косвенный или полукосвенный).

Плюсы и минусы

В сравнении с однофазными моделями трехфазные счетчики электрической энергии обладают рядом весомых преимуществ:

  • Позволяют подключить мощное трехфазное оборудование;
  • При трехфазном питании существенно снижается нагрузка на линию в сравнении с однофазным для одного и того же значения мощности;
  • Современные электронные модели оснащаются функцией разделения дневного и ночного тарифа, что позволяет экономить денежные средства;
  •  Посредством трехфазного счетчика электрической энергии можно с таким же успехом подключать однофазную нагрузку.
  • Позволяют контролировать расход электроэнергии, как в трехфазном режиме, так и отдельно для каждой фазной линии. 

К недостаткам трехфазных счетчиков электроэнергии следует отнести  более сложную схему подключения и разделение на несколько принципиально отличных вариантов. Поэтому в данном вопросе следует обращаться за помощью к профессиональным электрикам. Также одним из недостатков является использование более высокого номинала напряжения, что создает дополнительную угрозу жизни и здоровью человека, предъявляет более жесткие требования к изоляции линий, цепей, электрооборудования.

Нюансы установки и схема подключения

Все трехфазные счетчики электроэнергии условно подразделяются на устанавливаемые в помещении или за его пределами. Поэтому в соответствии с п.5.9 ГОСТ 31818.11-2012 степень защиты подбирается не менее IP51 для помещения и не менее IP54 для наружной установки.

Высота расположения подбирается таким образом, чтобы съем показаний не создавал лишних трудностей. В соответствии с п.1.5.29 ПУЭ счетчик электрической энергии должен располагаться на высоте от пола в пределах 0,8 – 1,7м.

Кабель подключения от линии не должен иметь скруток паек и других мест, создающих возможность безучетного потребления электроэнергии.

Для трехфазных моделей могут применяться различные схемы подключения, рассмотрим более детально каждую из них. Наиболее  простым вариантом являет схема прямого включения:

Схема прямого подключения трехфазного электросчетчика
Рис. 3. Схема прямого подключения трехфазного электросчетчика

Этот вариант применятся для относительно небольшой нагрузки, которую трехфазный счетчик электрической энергии может пропускать напрямую через собственные цепи. Поэтому фазные проводники вводного кабеля L1, L2, L3 и нейтральный проводник N подсоединяются к соответствующим зажимам, и далее подводятся к нагрузке. Защитный проводник PE используется лишь для заземления корпуса электроприборов.

Схема полукосвенного подключения трехфазного электросчетчика
Рис. 4. Схема полукосвенного подключения трехфазного электросчетчика

Схема полукосвенного подключения трехфазного электросчетчика применяется в цепях с большой нагрузкой, но низким напряжением. В отличии от предыдущего варианта, датчики тока подключаются через специальные понижающие трансформаторы ТТ1, ТТ2, ТТ3, а датчики напряжения подключаются к цепи напрямую. В таких схемах актуально использовать испытательную коробку для проведения плановых работ.

Схема косвенного подключения трехфазного электросчетчика
Рис. 5. Схема косвенного подключения трехфазного электросчетчика

Косвенное подключение актуально для линий высокого напряжения электростанций и подстанций, где и датчики тока трехфазного прибора учета электроэнергии, и датчики напряжения подключаются через понижающие трансформаторы тока  ТТ1, ТТ2, ТТ3 и трансформаторы напряжения TN1, TN2, TN3 соответственно.

Критерии выбора

При подключении потребителя к линиям электроснабжения важно правильно подобрать трехфазный счетчик электроэнергии. Для этого используют следующие критерии выбора:

  • Допустимые величины тока и напряжения, на которые рассчитан прибор учета электрической энергии.
Допустимые величины тока и напряжения электросчетчика
Рис. 6. Допустимые величины тока и напряжения электросчетчика
  • Способ подключения (прямой, полукосвенный или косвенный) – выбирается в зависимости от параметров цепи.
  • Допустимый температурный диапазон – определяет возможные рабочие пределы, которые необходимо сопоставить с пиковыми значениями температуры в вашем регионе.
  • Тип трехфазного прибора учета электрической энергии – желательно использовать электронные модели, так как индукционные и гибридные уже устарели и автоматически выводятся энергоснабжающими компаниями.
  • Наличие заводских пломб, поверки и сертификата соответствия.
Наличе пломб и сертификата соответствия на элетросчетчике
Рис. 7. Наличе пломб и сертификата соответствия на элетросчетчике
  • Способ крепления – на DIN рейку, винтовым соединением или дюбелями.
  • Наличие системы автоматической передачи данных – актуально для линий, на которых применяется АСКУЭ.

Как снимать показания?

Если счетчик электроэнергии автоматически передает данные, то снимать показания вам не нужно. Так как они попадают на сервер поставщика электроэнергии автоматически, а с внедрением интеллектуальных систем, вы можете отслеживать показания через интернет приложение.

Если такая функция в вашем счетчике электроэнергии отсутствует, то вам на дисплее необходимо определить показания мощности, как правило, в кВт*ч. Для этого выпишите цифровое значение до запятой, десятые в расчете израсходованной мощности по электросчетчику не учитываются.

Как снять показания электросчетчика
Как снять показания электросчетчика

 Затем вычтите из полученных данных оплаченный объем электроэнергии за прошлый месяц – это и будет нужная вам величина. 

Если вы используете двухтарифный счетчик электроэнергии, то съем показаний будет отличаться. Более детальную информацию об этом вы можете почерпнуть в соответствующей статье: https://www.asutpp.ru/dvuhtarifnyy-schetchik-elektroenergii.html

Нюансы эксплуатации

В ходе эксплуатации важно обеспечивать равномерную загрузку фазных проводников в линии, чтобы избежать перекоса. Поэтому распределение однофазных электроприборов для трехфазного счетчика следует заранее рассчитать.

Заметьте, в ходе эксплуатации все электронные модели крайне чувствительны к перепадам напряжения и превышению токовой нагрузки. Поэтому такой трехфазный счетчик необходимо защитить от повреждений токами короткого замыкания, для чего со стороны линии и со стороны подключаемых электрических приборов устанавливается защитная аппаратура.

Важно не допускать воздействия неблагоприятных атмосферных, погодных и других факторов на счетчик электроэнергии, так как это может привести к его выходу со строя или другим нарушениям работоспособности.

Типовые часто задаваемые вопросы от читателей

Как подключить 3-х фазный электросчетчик Энергомера СЕ307 R33.043?

Вот схема подключения установленного у вас электросчетчика:

https://www.asutpp.ru/wp-content/uploads/2020/12/shema-vklyucheniya-elektroschetchika.jpg

Прошу заметить, все схемы подключения обязательно сверяйте с паспортом, установленного у вас прибора учета электроэнергии. Все дело в том, что это материалы официального производителя «Энергомера». Если у вас установлено, все-таки, оборудование другой фирмы, могут быть некоторые отличия, поэтому лучше перепроверьте.

Также обратите внимание, узел учета электрической энергии находится на балансе управляющей компании, поэтому самостоятельно вы не имеете права менять способ подключения или вносить какие-то коррективы.
Лучше обратитесь в электроснабжающую организацию с соответствующим заявлением об обнаруженных проблемах в работе узла учета электроэнергии и просьбой принять соответствующие меры. Это их работа, за которую они отвечают, так что лучше не подвергайте себя риску получить штрафные санкции.

Список использованной литературы

  • В.А. Рощин «Схемы включения счетчиков электрической энергии: производственно-практическое пособие» 2007
  • В.И. Мозоль «Сбыт электроэнергии» 2016
  • В. Г. Родионов «Энергетика: проблемы настоящего и возможности будущего» 2010
  • В. Лебедев «Микропроцессорные счетчики электроэнергии» 2017

Leave a Comment

Your email address will not be published.