- СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ СЧЕТЧИКОВ
Электрический счетчик является прибором, реагирующим не только на абсолютную величину мощности, но и на ее направление. Следовательно, при установке счетчиков на каком-либо присоединении нужно обязательно знать направления активной и реактивной мощности по нему. Как известно, в электрической цепи происходит передача активной энергии от ее источника (генератора) к приемнику (нагрузке). Любая точка цепи может рассматриваться как «генератор» по отношению к одной ее части и как «нагрузка» — к другой.
Реактивная мощность, создавая магнитные потоки в индуктивных элементах цепи (трансформаторы, асинхронные двигатели, индукционные печи, сварочные агрегаты, преобразовательные установки и т. п.), доставляется генераторами энергии и возвращается обратно к ним. Реактивная мощность емкостных элементов сети (батареи статических конденсаторов, синхронные компенсаторы, перевозбужденные синхронные двигатели) имеет компенсирующий характер, т. е., вычитаясь из реактивной мощности индуктивных элементов, уменьшает ее. Принято условно считать, что реактивная мощность также имеет направление, причем емкостный элемент цепи является генератором реактивной мощности, а индуктивный элемент — ее нагрузкой.
В электрических сетях принято также считать направление мощности от шин в линию положительным, а к шинам — отрицательным.
В подавляющем большинстве случаев энергоснабжающая организация выдает потребителю наряду с активной и реактивную энергию. Отдача реактивной энергии потребителем в сеть (перекомпенсация) не допускается. Такая отдача может иметь место в отдельные часы работы (при снятии нагрузки без отключения компенсирующих устройств). Однако учет этой отдаваемой энергии не производится. Достигается это путем установки реактивного счетчика со стопором.
Таким образом, расчетные счетчики, устанавливаемые на границе раздела сети энергоснабжающей организации и потребителя, учитывают, как правило, активную и реактивную энергию одного направления.
В сети сложной конфигурации с несколькими источниками питания направления активной и реактивной мощности могут быть противоположными. Кроме того, они могут изменяться при переключениях в схеме, при изменении мощности источников питания и приемников, при регулировании напряжения. В таких сетях направление мощности определяется по показаниям приборов либо расчетом. Учет каждого вида энергии производится двумя счетчиками с застопоренным обратным ходом.
Диск правильно включенного счетчика должен вращаться в направлении, указанном стрелкой. Для выполнения этого условия ток, подведенный к зажимам последовательной обмотки счетчика, должен протекать от ее начала к концу. Начало последовательной обмотки счетчика расположено на коробке зажимов слева и обозначается либо буквой Г (генератор), либо меньшим цифровым индексом; конец — либо буквой Н (нагрузка), либо большим цифровым индексом.
При подключении счетчика нужно соблюдать следующее правило: к началу последовательной обмотки счетчика подключается провод, идущий от генераторной точки цепи. Таким образом, при положительном направлении мощности к началу последовательной обмотки счетчика прямого включения подключается провод, идущий от шин. При отрицательном направлении к началу последовательной обмотки счетчика подключается провод, идущий от линии.
Если счетчик включен через трансформаторы тока, то правило его включения можно сформулировать так: к началу последовательной обмотки подключается провод, идущий от зажима вторичной обмотки трансформатора тока, который однополярен с зажимом первичной обмотки, обращенным в сторону генераторной точки сети. (Об однополярных зажимах измерительных трансформаторов будет сказано ниже.) При этом направление мощности, подведенной к счетчику, будет соответствовать тому, которое имело бы место при прямом включении счетчика в сеть.
Трехфазную систему токов и напряжений можно изобразить графически в виде векторов, т. е. отрезков определенной длины и направления. Векторы фазных
напряжений UА, UB, Uc сдвинуты между собой на 120°. Вращение векторов принято против часовой стрелки, а чередование фаз — по часовой стрелке.
На рис. 7 изображена векторная диаграмма счетчика активной энергии, включенного в трехфазную сеть по схеме рис. 4.
Рис. 7. Векторная диаграмма трехфазного двухэлементного счетчика активной энергии при индуктивной нагрузке.
Характер нагрузки индуктивный (направления активной и реактивной мощности совпадают). Как
известно, вектор линейного напряжения UAB равен разности векторов UA и UB Угол сдвига между векторами Uа и Uав составляет 30°. Так как отсчет положительного угла ведется по направлению вращения векторов (против часовой стрелки), то, как принято говорить,
вектор Uав опережает вектор UA на 30°. Аналогично строятся векторы UBc и Пса. При индуктивном характере нагрузки вектор тока 1А сдвинут на некоторый положительный угол фл относительно вектора UA (отстает от вектора UA). Этот угол лежит в пределах от 0 до 90°. Вектор тока /с отстает от вектора Uc на угол ф. При нагрузке, близкой к симметричной, фл»Фс-
Как будет показано ниже, положение вектора тока, протекающего через последовательную обмотку счетчика, можно определить с помощью приборов, а затем, построив векторную диаграмму, сделать заключение о правильности включения счетчика.
Рассмотрим несколько типовых схем включения счетчиков. На рис. 8 приведена схема включения трехфазного трехэлементного счетчика активной энергии типа
Рис. 8. Схема включения счетчика СА4-И672М в четырехпроводной сети 380/220 в.
СА4-И672М для учета энергии в четырехпроводной сети 380/220 в. Возможно применение этого счетчика и для учета энергии в трехпроводной сети.. В этом случае зажим, счетчика 10 остается свободным.
На рис. 9 дана схема совместного включения счетчиков САЗУ-И43 и СРЗУ-И44 для учета активной и реактивной энергии в сети напряжением выше 1000 в. Счетчики включены через трансформаторы тока и напряжения. Трансформаторы тока соединены в неполную звезду. Последовательно включенные обмотки счетчиков каждой фазы соединены также в неполную звезду. Параллельные обмотки счетчиков питаются от двух однофазных трансформаторов напряжения, соединенных в открытый треугольник.
На рис. 10* приведена схема совместного включения счетчиков САЗУ и СР4У. Счетчик СР4У имеет дополнительную обмотку, включаемую на ток средней фазы. Маркировка выводов этой обмотки обратная, т. е. конец обмотки выведен левее начала. Такая маркировка объясняется тем, что токи основной и дополнительной обмоток должны течь в противоположных направлениях в соответствии с принципом работы счетчика. Известно, что в нулевом проводе вторичных обмоток трансформаторов тока, установленных в фазах Л и С, протекает ток, равный по величине вторичному току фазы В и противоположный ему по направлению.
Рис. 10. Схема совместного включения счетчиков САЗУ и СР4У для учета активной и реактивной энергия в сети напряжением выше 1 000 в.
Рис. 9. Схема совместного включения счетчиков САЭУ-И43 и СРЗУ-И44 в сети напряжением выше 1 000 в.
Поэтому нулевой провод присоединяется к концу дополнительной обмотки. Параллельные обмотки счетчиков питаются от трехфазного трансформатора Напряжения.
Схема включения счетчика обычно бывает нанесена на крышке его зажимной коробки. Однако в условиях эксплуатации крышка может оказаться взятой со счетчика другого типа. Поэтому схему, нанесенную на крышке, необходимо сверить с типовой схемой, а также с разметкой зажимов.
