Электрические счетчики и трансформаторы тока: принцип работы
Опубликовано: 27.08.2018
Электрические счетчики предназначены для учета израсходованной электроэнергии. Устройство и принцип их работы рассмотрим на примере однофазного счетчика типа СО-2М (рис. 1).
Установка и схема подключения трехфазного счетчика через трансформаторы тока
Рисунок 2. Схема включения однофазного счетчика.
В пластмассовом корпусе расположен стальной сердечник 1, снабженный обмоткой напряжения. Она выполнена из большого числа витков провода малого диаметра и включается в цепь параллельно. Токовая обмотка 4 намотана на сердечник 5 и состоит из малого числа витков провода большого диаметра. Эта обмотка включается в цепь последовательно и рассчитана на номинальный ток 5 А.
Трансформаторы тока. Подключение. Ассортимент
Между сердечниками имеется воздушный зазор, в котором может свободно вращаться алюминиевый диск 3, закрепленный на оси 2. Для регулировки счетчика служит установленный на стальной скобе постоянный магнит 7. Выводы обмоток подключаются к четырем клеммам 6 счетчика, которые закрываются крышкой и пломбируются.
При включении счетчика по его обмоткам текут токи, создающие магнитный поток в воздушном зазоре.
Этот поток пересекает алюминиевый диск и индуктирует в нем вихревые токи . Взаимодействие токов в диске с магнитным потоком в обмотках вызывает появление механической силы, приводящей диск во вращение. Диск связан зубчатой передачей со счетным механизмом счетчика, дающим показания в кВт·ч.
Рисунок 1. Устройство и принцип работы однофазного счетчика типа СО-2М.
В схеме включения однофазного счетчика (рис. 2 а) фазный провод подключается к первой клемме Г (фазный зажим), а нулевой провод - к третьей клемме Г. Провода, отходящие к электроприемникам, подключаются ко второй и четвертой клеммам, обозначенным буквой Н(нагрузка).
Для измерения расхода электроэнергии в трехфазных электроустановках можно воспользоваться тремя однофазными счетчиками, включенными в каждую фазу по схеме, приведенной на рис. 2 б. При этом расход энергии определяется как сумма показаний трех счетчиков.
Значительно удобнее, однако, пользоваться трехфазными счетчиками, которые представляют собой три однофазных счетчика, собранных в одном корпусе и имеющих общий счетный механизм. В схеме включения трехфазного трехэлементного счетчика типа СА 4 (рис. 2 в) три фазы подаются на зажимы Г, трехфазная нагрузка подключается на зажимы Н, а на зажимы 0 подается нулевой провод.
Схемы включения всегда приводятся на обратной стороне крышки счетчика любого типа, закрывающей контакты.
Рисунок 3. Трансформатор тока типа ТК-20.
Токовая обмотка счетчика для установки в квартире рассчитана на номинальный ток 5 А, но в современных жилых домах имеются большие многокомнатные квартиры, которые потребляют значительно большую силу тока, а на предприятиях и в учреждениях токовая нагрузка может доходить до нескольких сотен ампер. Ясно, что в цепь с такими токами счетчики непосредственно включать нельзя. Для понижения переменного электрического тока большой силы до значения, удобного для измерения стандартными измерительными приборами, предназначен трансформатор тока, или измерительный трансформатор.
Трансформатор тока типа ТК-20 (рис. 3) имеет стальной сердечник 2 с обмотками. Первичная обмотка 3 с выводами Л1 иЛ2 выполнена из провода большого сечения, рассчитанного на ток, который необходим для нормальной работы электроустановки. Вторичная обмотка 4 и выводы И1 и И2 вторичной обмотки подключены к клеммнику 1. Она имеет такое количество витков, чтобы при номинальном токе первичной обмотки в ней индуктировался ток 5 А.
Трансформаторы тока выпускаются с разными коэффициентами трансформации: 10/5, 15/5, 20/5 А и выше применяются в зависимости от величины рабочего тока потребителя.
В схеме включения однофазного счетчика совместно с трансформатором тока первичная обмотка трансформатора Л1-Л2 включена последовательно в линейный провод с большим током, а токовая обмотка счетчика подключена ко вторичной обмотке трансформатора тока (выводы И1 - И2). Как и в обычной схеме, обмотка напряжения должна быть подключена к фазному и нулевому проводу. С этой целью на схеме между выводами Л1 и И1 сделана перемычка, а третий зажим счетчика соединен с нулевым проводом.
В случае если счетчик работает с трансформатором тока, для определения действительного расхода электроэнергии необходимо расход, показанный счетчиком, умножить на коэффициент трансформации измерительного трансформатора.
