Schéma zapojení elektroměru Mercury 230 přes proudové transformátory

Pro takové připojení existuje několik schémat. Analyzujme všechna tato schémata ve vztahu k třífázové možnosti připojení. K čemu slouží elektroměry? Obecně jsou elektroměry potřebné k zohlednění spotřebované elektrické energie v tří- a čtyřvodičových sítích s proudovou frekvencí 50 Hz.
Třífázové elektroměry jsou následujících typů:

• 3*57.7/100 V;
• 3*230/400 V.

Takové měřiče musí být připojeny ke zdroji napájení pomocí měřicích transformátorů proudu určených pro sekundární proud 5 A a transformátorů napětí se sekundárním napětím 100 V.

Zde uvedené obvody jsou použitelné pro jakýkoli typ měřidel (indukční i elektronické).

První věc, kterou je třeba při zapojení pamatovat, je, že při zapojení je nutné dodržovat polaritu vinutí (L1, L2 – primární; I1, I2 – sekundární) v proudových transformátorech. Polarita vinutí napěťových transformátorů také podléhá povinné překontrole. Samotné transformátory je také třeba správně vybrat.

O principech zapojení pomocí proudových transformátorů

Začněme se podívat na schémata zapojení měřičů s polonepřímým připojením. Existuje několik takových schémat.

desetivodičový

V tomto obvodu jsou napájecí obvody odděleny proudem a napětím, což je z důvodů elektrické bezpečnosti významné plus.

Nevýhodou tohoto schématu je, že pro připojení je potřeba mnoho vodičů.

Nyní se podívejme na účel stávajících svorek:

1. Vstupní vodičová svorka pro fázi A;
2. Upínání vstupního vodiče měřicího vinutí fáze A;
3. Svorka výstupního vodiče pro fázi A;
4. Svorka vstupního vodiče fáze B;
5. Upínání vstupního vodiče měřicího vinutí fáze B;
6. Svorka výstupního vodiče pro fázi B;
7. Vstupní vodičová svorka pro fázi C;
8. Upínání vstupního vodiče měřicího vinutí fáze C;
9. Svorka výstupního vodiče pro fázi C;
10. Svorka vstupního nulového vodiče;
11. Svorka neutrálního vodiče.

Kontakty proudového transformátoru:

• L1 – vstupní kontakt fázového (napájecího) vedení;
• L2 – fázový výstupní kontakt (zátěž);
• I1 – kontakt vstupu měřicího vinutí;
• I2 – výstupní kontakt měřicího vinutí.

Zde je popis schématu takového zapojení.

Proudové transformátory musí být připojeny k fázovým vodičům s přerušením pomocí svorek L1 a L2.

Fáze A je připojena ke svorce L1 proudového transformátoru TT1 a je tam také připojena svorka 2 elektroměru. Svorka 1 je připojena ke kontaktu I1 elektroměru TT1. Kontakty I2 proudových transformátorů TT1 a TT2 musí být propojeny dohromady, kontakty 6 a 10 elektroměru musí být připojeny ke stejnému bodu a poté musí být vše připojeno k nulovému vodiči. Kontakty L2 všech proudových transformátorů jsou připojeny k zátěži. Nyní zvažme připojení zbývajících kontaktů:

• Kontakt 3 čítače připojíme k I2 TT1;
• Kontakt 4 čítače – I1 TT2;
• Kontakt 5 čítače je vstup fáze B a svorka L1 TT2;
• Kontakt 7 čítače – svorka I1 TT3;
• Kontakt 8 čítače je vstup fáze C a svorka L1 TT3;
• Kontakt 9 čítače je svorka I2 TT3.

Zapojení proudových transformátorů podle schématu “hvězda”

V takovém schématu je k provedení připojení potřeba méně vodičů. V tomto schématu jsou svorky I2 všech proudových transformátorů, pokud jsou vzájemně propojeny, připojeny ke svorce 11 elektroměru. Kontakty 3, 6, 9 a 10, pokud jsou vzájemně propojeny, jsou připojeny k neutrálnímu vodiči. Zbývající svorky jsou připojeny stejným způsobem jako v předchozí verzi.

Schéma zapojení s použitím testovací svorkovnice

Pro připojení elektroměrů přes transformátory existuje zvláštní požadavek (PUE, kap. 1.5, s. 1.5.23), který uvádí, že toto připojení musí být provedeno pomocí testovacího bloku (skříně).

Přítomnost takové skříně (bloku) umožňuje zkratovat sekundární vinutí proudových transformátorů, připojit referenční (modelový) měřič bez odpojení zátěže a měnit měřiče odpojením všech obvodů v testovací skříni.

Pouze jeden obvod ponecháme bez pozornosti – sedmivodičový obvod (jinak nazývaný obvod s kombinovanými napěťovými a proudovými obvody). Nebudeme ho uvažovat, protože takový obvod je zastaralý. Jeho významnou nevýhodou je galvanické spojení mezi vstupním a výstupním obvodem, což představuje značné nebezpečí pro ty, kteří budou elektroměry obsluhovat.

Zvážili jsme tedy všechna existující schémata pro připojení elektroměrů pomocí proudových transformátorů. Který z nich použít, je individuální záležitostí každého. Jediné, co je třeba vzít v úvahu, jsou individuální vlastnosti místa, kde má být zařízení instalováno, a nezapomenout na požadavky zvláštních pravidel PUE.

Pro zohlednění elektřiny v třífázových obvodech se používají měřiče speciální konstrukce, které zaznamenávají její spotřebu v každé z fází. Zvláštnosti provozních režimů v elektrických vedeních vynucují použití speciálních měničů – proudových transformátorů (CT) – k odečítání údajů. Přímé připojení například třífázového měřiče Mercury k takovému obvodu je povoleno pouze za jedné podmínky. Přítomnost omezení je vysvětlena skutečností, že proudy protékající monitorovaným vedením nesmí překročit maximální hodnotu 60 ampérů.

Výhody instalace a provozu produktu Mercury 230

Elektroměry dané třídy jsou měřicí zařízení, která měří energii spotřebovanou v třífázových obvodech. Mezi výhody tohoto typu elektronických zařízení patří:

• schopnost účtovat za elektřinu za různé sazby;
• přípustnost provozu v třífázových sítích, jejichž připojení se provádí přímo nebo přes proudové transformátory;
• schopnost pracovat samostatně nebo jako součást řídicího zařízení;
• rozšířená funkčnost poskytovaná funkcemi začlenění do obecného energetického systému.

Zařízení se úspěšně používají nejen v průmyslových podnicích a jiných výrobních zařízeních, ale také v soukromých domech, kde se poměrně často používají tři fáze napájení.

Potřeba napájení 380 voltů je vysvětlena použitím energetických zařízení, mezi která patří elektromotory. Ty úspěšně fungují pouze s třífázovým napětím a používají se ve vrtných čerpadlech, obráběcích strojích a dalších typech zařízení používaných pro osobní účely.

Charakteristiky elektroměru

Provozní ukazatele zařízení Mercury 230, které jej plně charakterizují jako měřicí zařízení, zahrnují následující funkce:

• Zobrazení údajů o spotřebované elektřině pro kterýkoli z poskytovaných provozních režimů: noční, denní, preferenční atd.
• Účtování spotřeby energie podle jednoho ze 4 tarifních režimů s 16 časovými překrývajícími se zónami.
• Počítání a záznam parametrů proudu a frekvence.
• Řízení spotřeby přes rozhraní (z centrálního řídicího centra).
• Uložení až 10 důležitých událostí do paměti zařízení, stejně jako okamžiky výpadku jednotlivých fází, překročení jejich povolených hodnot, data otevření a změny tarifního režimu.

Elektroměr má také speciální typ ochrany, která eliminuje možnost neoprávněného vstupu při pokusu o krádež elektřiny. V těchto zařízeních se odečty snímají podle algoritmu „kumulativního součtu“, který nezávisí na okamžitém směru proudu.

Proč potřebujeme TT?

Připojení třífázových elektroměrů přes proudové transformátory Mercury umožňuje rozšířit rozsah měřených parametrů na několik stovek ampérů. Toho lze dosáhnout použitím převodníků s pevným transformačním poměrem (nejčastěji se rovná 20). Protože elektroměry typu Mercury jsou navrženy pro proudy nepřesahující 60 ampérů, umožňuje použití transformátoru odečítat hodnoty v napájecích obvodech dosahující mnoha stovek ampérů.

Jiné modely TT mají svůj vlastní transformační poměr (5, 30, 40 atd.).

Volba konkrétního modelu převodníku závisí na odhadované úrovni proudového zatížení v síti spotřebitele. Pokud hodnota proudu nepřesahuje 60 ampérů, což se stává extrémně zřídka, je povoleno přímé připojení měřiče k řízenému obvodu.

Schémata zapojení

Schéma zapojení elektroměru přes proudové transformátory Mercury 230 umožňuje několik způsobů jeho připojení, které se liší v přepínání lineárních vodičů: polonepřímé připojení; přímé připojení; nepřímá metoda.

Semi-nepřímé začlenění

Polo-nepřímé je typ zapojení, u kterého se k odečtu používá pouze jeden převodník – proudový transformátor, vyrobený jako samostatný modul. Toto zařízení umožňuje snížit hodnotu proudové složky přímo ovlivňující výkonovou jednotku elektroměru. S jeho pomocí je možné rozšířit rozsah výkonů, které jsou předmětem započítání ve stávajících elektrických sítích. Navíc jejich použití zaručuje normální fungování zařízení, která jsou k nim připojena.

Přímé spojení

Nejjednodušší schéma zapojení elektroměrů Mercury 230 využívá princip přímého připojení jejich pracovních vinutí k přerušení fázových napájecích vodičů. Elektroměry lze tímto způsobem připojit pouze tehdy, pokud proud protékající v řízených obvodech nepřesahuje 60 ampérů. Toto omezení platí pro každou z fází, které podléhají povinnému započítání.

Tato metoda se používá extrémně zřídka, protože u třífázového napájení dosahují například spouštěcí proudy v elektromotorech často stovek ampérů.

Nepřímé začlenění

Při nepřímém připojení je elektroměr zahrnut do řízeného obvodu podle několika schémat vyvinutých speciálně pro tuto metodu. Jedním z nich je připojení přes deset samostatných vodivých žil. S jeho pomocí je možné realizovat oddělené měření proudu a napětí, což zvyšuje účinnost a bezpečnost zařízení ve všech režimech. Nevýhodou této metody je velký počet spínacích prvků, které snižují spolehlivost plnění funkcí elektroměru.

Tato kategorie zahrnuje obvod, který umožňuje připojení elektroměru k třífázové třívodičové síti pomocí 2 proudových transformátorů a 2 měničů napětí. Při jeho použití je možné poněkud snížit počet potřebných komutací a zvýšit spolehlivost a bezpečnost provozu měřicího zařízení.

Nuance připojení měřiče přes TT

U nejběžnější (polo-nepřímé) metody se řetězec pro odečet napětí zapíná přímo a odečet proudu se zapíná přes proudový transformátor. V této situaci je důležité naučit se rozlišovat mezi následujícími metodami spínání:

• Desetivodičový obvod.
• Jeho sedmivodičový analog.
• Schéma s kombinovanými obvody.

V prvním případě jsou k rozvodné skříni elektroměru připojeny tři vodiče z každého fázového vedení plus nulového a dva vodiče ze 3 proudových transformátorů. Mezi výhody tohoto přístupu patří nutnost odpojovat napájecí vedení, pokud je nutné vyměnit elektroměr nebo během oprav. Tento způsob přepínání navíc zvyšuje spolehlivost jeho provozu a bezpečnost provozu. Nevýhodou této metody je větší počet připojovacích vodičů.

Při použití sedmivodičového zapojení jsou tři protilehlé konce proudových transformátorů spojeny a připojeny k „zemi“ (10-3=7). Spolu s pohodlím opravy elektrických zařízení se v tomto případě snižuje počet přepínaných vodičů. To zjednodušuje instalaci a opravy elektrických zařízení a výrazně snižuje rizika během jejich provozu v normálních režimech. Je také možné připojit elektroměr pomocí kombinovaného zapojení, kdy jsou napěťové obvody spojeny s proudovými odbočkami instalací propojek v odpovídajících bodech transformátorů. Obvykle se instalují mezi odbočky I1 proudových transformátorů a odpovídající fázové vedení. Počet připojovacích vodičů v tomto případě zůstává stejný – sedm žil.

Při výběru vhodné možnosti připojení elektroměru Mercury 230 jsou bezpečnostní aspekty prvním hlediskem. Teprve po splnění tohoto požadavku se zvažují otázky nákladové efektivity a snadnosti údržby nebo opravy.