Текст
                    ЛЕКТРОМОНТЕРА
Б. Н. Федотов
Схемы
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ
СЧЕТЧИКОВ
Е

БИБЛИОТЕКА ЭЛЕКТРОМОНТЕРА Выпуск 24 Б. Н. ФЕДОТОВ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЧЕТЧИКОВ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО МОСКВА 1960 ЛЕНИНГРАД
РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ^ Демков Е. Д., Долгов А. Н., Ежков В. В., Смирнов А. Д., Устинов П. И. ээ-з-з Настоящая брошюра предназначена для персонала, которому приходится сталкиваться с монтажом электрических счетчиков и учетом электроэнергии в промышленности, сельском хозяйстве, строительстве. Кратко изложено устройство счетчиков и измерительных трансформаторов, приведены схемы включения счетчиков как для расчетно- го, так и для контрольного (технического) учета электроэнергии. Даны рекомендации по выбору счетчиков и измерительных трансформаторов и установ- ке счетчиков, приведены правила безопасно- сти для работы по монтажу и эксплуатации счетчиков. В заключение рассмотрены: определение расхода электроэнергии по показаниям счет- чиков, работающи с измерительными транс- форматорами, определение нагрузок по пока-‘ заниям счетчиков и составление графика на- грузок. % Гмудфпмвм I библиотека | ям. В. Г. Белиемегя | Г Оеоллоягк
1. РАСЧЕТНЫЙ И КОНТРОЛЬНЫЙ УЧЕТ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ Вся электроэнергия, отпускаемая потребителям, учиты- вается при помощи электрических счетчиков. Этот учет .ну- жен прежде всего для денежных расчетов потребителей с электроснабжающей организацией. Учет реактивной энер- гии производится для взимания денежных надбавок с про- мышленных потребителей при определенном уровне коэф- фициента мощности (.ниже 0,85) или для выплаты им ски- док при коэффициенте мощности 0,86 и выше. Для значительной группы потребителей учет отпущен- ной им энергии имеет и другое значение. Промышленным и коммунальным предприятиям, строи- тельным организациям, электрифицированному транспорту и другим потребителям электроэнергия отпускается, исхо- дя из утвержденных им производственных планов. Учет электроэнергии должен обеспечить возможность проверки того, как потребители соблюдают это соответствие. Самим промышленным предприятиям необходимо знать, соответствует ли потребление энергии утверждаемым нор- мам на единицу выпускаемой продукции. Проверка соблю- дения удельных норм, работа по экономии электроэнергии не мыслится без хорошо поставленного учета электроэнер- гии на предприятиях. Учет электроэнергии, служащий для определения коли- чества энергии, отпускаемой потребителям, и для расчета за нее с электроснабжающей организацией, называется расчетным учетом. Места установки счетчиков, предназначенных для ука- занной цели, определяются электроснабжающей организа- цией в соответствии с Правилами устройства электроуста- новок. По расчетным счетчикам определяется расход энергии всей фабрикой или заводом. Показания их дают возмож- 3
ность знать расход энергии .на единицу законченной физи ческой или условной (приведенной) продукции, т. е. удельный расход. Но дирекцию предприятия может инте ресовать расход энергии отдельными цехами, энергоемки- ми агрегатами и расход электроэнергии на отдельные виды цеховой продукции. Для этого на предприятиях организуется гак называе- мый контрольный (технический) учет электроэнергии, который служит только целям внутреннего расчета (внут- ри предприятий и других хозяйственных единиц) и органи зуется по усмотрению самих потребителей энергии. Энергоснабжающая организация к контрольному учету не имеет отношения. Она отвечает только за установку и эксплуатацию счетчиков расчетного учета. Установку же счетчиков контрольного учета осуще- ствляет электротехнический персонал предприятия, кото- рый должен отчетливо разбираться в схемах однофазного и трехфазного учета электроэнергии и знать требования, предъявляемые к счетчикам и измерительным трансформа- торам, а также к их монтажу и эксплуатации. 2. ПРИНЦИП действия и устройство индукционного СЧЕТЧИКА В установках переменного тока для учета электроэнер- гии повсеместное распространение получили индукцион- ные счетчики ввиду простоты их устройства, надежности в работе и сравнительной дешевизны. Эти счетчики выпускаются на разные токи и напряже- ния как для включения в сеть непосредственно, так и для включения через измерительные трансформаторы тока и напряжения. Устройство индукционных счетчиков можно рассмот- реть на примере однофазного счетчика электроэнергии. Прочие виды индукционных счетчиков: счетчики трехфаз- ные для трехпроводной и для четырехпроводной сети, счет- чики реактивной энергии и др. по принципу действия ничем не отличаются от однофазного счетчика. На цоколе (рис. 1) однофазного индукционного счетчи- ка смонтированы: 1—диск с осью; 2—последовательная обмотка; 3— тормозной магнит; 4 — параллельная обмот- ка; 5 — тормозной крючок и тормозной флажок; 6—ше стерня на оси диска к приводу счетного механизма (не по- 4
казанною на рисунке); 7—подшипник; 8 — подпятник; 9— зажимная коробка и т. д. В корпусе подпятника находится полированный камень (агат или сапфир), на котором вращается вместе с осью диска конус, в конец которого запрессован полированный шарик диаметром порядка 1 мм. Соприкосновение шарика с камнем происходит на столь малой поверхности, что она измеряется тысячными долями миллиметра. При небрежной транспортировке счетчика под дей- ствием веса оси и диска счетчика получается удар шарика о камень подпятника. При этом поверхность шарика пор- тится и возрастает трение. От сотрясений и ударов бывает коробление диска, что приво- дит к задеванию диска за не- подвижные части. Параллельная обмотка счетчика состоит из большого числа витков тонкой проволо- ки и включается параллельно с измеряемой нагрузкой. Дру- гая обмотка счетчика имеет не- большое число витков поово- локи значительно большего се- чения. Эта обмотка включает- ся в цепь последовательно (в рассечку) и через нее прохо- дит весь ток нагрузки прием- ников электроэнергии, потреб- ление которых учитывается данным счетчиком. В основе работы счетчика Рис. 1. Устройство одно- фазного счетчика. лежит взаимодействие магнитных полей с индуктируемы- ми ими токами в подвижной части счетчика (алюминие- вом диске). Цоколь счетчика может быть из металла или из пласт- 138- массы, причем в отдельных моделях цоколь выполняется, как одно целое с зажимной коробкой. В связи с наличием трения в механизме счетчика его диск не приходит в дви- жение при очень малых нагрузках Та наименьшая нагруз- ка, при которой диск начинает двигаться, не останавли- ваясь, называется чувствительностью счетчика и выражается в процентах от номинальной нагрузки. Чув- ствительность счетчиков класса 2.0—не хуже 1%, класса
2,5— 1,5%. Эго означает, что, например, в однофазном бы- товом счетчике на 5 а 127 в диск начинает движение при л 127-5 мощности нагрузки не более Р= -1,5 = 9,5 вт. Если счетчик плохо отрегулирован, то диск может не- прерывно вращаться при отсутствии нагрузки. Это явле- ние называется самоходом. Счетчики, имеющие само- ход, не допускаются для учета энергии. В том случае, когда учет энергии организуется на та- кой электролинии, где энергия может передаваться в обоих направлениях, то устанавливаются два счетчика: один для учета энергии, поступающей из внешней сети, другой — для учета энергии, отходящей от предприятия в сеть. Это мо- жет быть, если на предприятии есть свой источник электро- энергии. В обоих таких счетчиках должны быть с т о п о - р ы, предупреждающие вращение дисков в обратном на- правлении. Особенно важное значение стопоры имеют при учете реактивной энергии. Стопоры устанавливаются при изго- товлении счетчиков или при ремонте. Как и всякий измерительный прибор, каждый электри- ческий счетчик имеет погрешность показаний. Погрешность показаний счетчика есть выраженная в процентах разность между учтенной счетчиком энергией и действительным зна- чением ее. При нагрузке от 20% до номинальной (т. е. ука- занной на щитке счетчика), коэффициенте мощности, рав- ном 1,0, и номинальном напряжении погрешность счетчика не должна превышать числа класса точности. Класс точности каждого счетчика указывается на его щитке. Счетчики активной энергии ранних выпусков, на которых класс точности не указан, относятся к классу 2,5. Выпускаемые в настоящее время счетчики активной и реактивной энергии имеют класс точности 2,0 или 2,5. Счет- чики непосредственного включения изготовляются любого из указанных выше классов точности. Трансформаторные и трансформаторные универсальные счетчики активной энергии изготовляются класса 2,0; такие же счетчики реак- тивной энергии — классов 2,0 и 2,5. Технические требования, которым должны удовлетво рять все применяемые в СССР счетчики и схемы их вклю- чения, изложены в инструкции 195-54 Комитета стандар- тов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР. У трехфазных счетчиков, предназначенных для четы- 6
рехпроводных сетей (три линейных провода и один нуле- вой), указываются как линейные, так и фазовые напряже- ния, отделяемые друг от друга косой чертой (3x380/220 в). Эти счетчики сокращенно называют четырехпровод- н ы м и. У трансформаторных счетчиков вместо номинального тока и напряжения указываются на щитке номинальные коэффициенты трансформации измерительных трансфор- маторов, для работы с которыми предназначен счетчик, на- о 6 000 „ , . 200 пример: ЗХ-удо в\Л/х^-а. На щитках универсальных трансформаторных счетчи- ков указаны номинальное напряжение 100 в и номиналь- ный ток 5 а. Кроме того, на кожухе универсального счет- чика имеется добавочный щиток, на котором эксплуата- ционники могут указать коэффициенты трансформации измерительных трансформаторов, с которыми будет уста- новлен счетчик. В тех случаях, когда в действующих элек- троустановках приходится применять однофазные счетчики для учета энергии в трехфазных сетях, нужно иметь в ви- ду, что однофазные счетчики, предназначающиеся для уче- та активной энергии в трехфазной сети, должны иметь на кожухе знак 0, обозначающий, что счетчики поверены как при индуктивном, так и при емкостном сдвиге фаз. Однофазные счетчики, предназначенные для учета ре- активной энергии по схемам, приводимым ниже, должны иметь на кожухе знак: ср<0, обозначающий, что счетчик поверен не при индуктивном, а при емкостном сдвиге фаз, и букву Р на лицевой стороне кожуха. 3. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ Для расширения пределов измерения счетчиков в сетях переменного тока применяются измерительные трансфор- маторы, которые позволяют при различных напряжениях и токах пользоваться счетчиками со стандартным пределом измерения 100 в и 5 а независимо от напряжения и тока той цепи, называемой первичной, в которой производятся измерение и учет электроэнергии. Кроме того, применение измерительных трансформато- ров обеспечивает безопасные условия для обслуживающе- го персонала, отделяя цепи приборов от высокого напря- жения. Для включения последовательных (токовых) обмо- ток приборов /применяются измерительные трансформаторы 7
тока. Для включения параллельных (шунтовых) обмоток приборов применяются измерительные трансформаторы на- пряжения. Трансформаторы тока выпускаются только в однофаз- ном исполнении. Первичная обмотка трансформатора тока включается в электрическую цепь — последовательно, во вторичную обмотку его также последовательно включают- ся токовые катушки электрических приборов (токовые об- мотки ваттметров, счетчиков и др.); через них проходит ток, пропорциональный току 'в первичной цепи В трехфазных и трехпроводных цепях трансформаторы тока для учета электроэнергии достаточно устанавливать в двух фазах. Только в четырехпроводных цепях (три фа- зы— нуль), которые бывают на низком напряжении — 380/220 в, 220/127 в, — на каждую из трех фаз для счет- чиков ставится отдельный трансформатор гока. На трансформаторе тока указываются класс точности: 0,2; 0,5; 1,0 или 3,0 и коэффициент трансформации в виде отношения номинального первичного тока ко вторичному номинальному току, например 100/5 а. На каждом трансформаторе тока указывается и номи- нальная нагрузка в омах или вольт-амперах (VA). Если, например, указана на трансформаторе тока мощ- ность 15 ва, это означает, что общее сопротивление под- ключаемых к трансформатору тока последовательных ка- тушек измерительных приборов: счетчиков, амперметров и соединительных проводов к ним и т. п не должно превы- п с 15 шать: 0,6= ом. 52 Выводы первичной и вторичной обмоток трансформа- тора тока имеют определенные обозначения: 'первичной це- пи— Л1 и Л2‘, вторичной цепи--Я! и И2. Маркировка за- жимов предусматривает такое направление вторичного то- ка в подключенных катушках приборов, которое имело бы место при включении этих приборов непосредственно в цепь первичного тока. Это необходимо для правильной работы счетчиков, ваттметров, фазометров. Для работы амперметров маркировка зажимов трансформатора тока значения не имеет. Если маркировка зажимов того или иного трансформа- тора тока отсутствует, не допускается к нему присоединять счетчики впредь до проверки такого трансформатора тока в лаборатории и нанесения четкой маркировки зажимов. При производстве работ с трансформаторами тока запре- 8
щается размыкать их вторичные цепи, когда по первичной цепи идет ток не только по 'Соображениям безопасности ра- ботающих (ом. § 7), но и вследствие большого увеличения магнитного потока в сердечнике трансформаторов тока, что приводит к увеличению погрешностей трансформатора. Трансформаторы напряжения по своему устройству принципиально ничем не отличаются от силовых транс- форматоров, 1но мощность их не превышает 2 ква. Их пер- вичная обмотка с большим количеством витков подклю- чается к измеряемому напряжению; к вторичной обмот- ке— обмотке низшего напряжения — подключаются па- раллельные цепи соот- ветствующих измеритель- ных приборов или счет- чика. Вторичное напряже- ние связано с первичным постоянным соотношени- ем, называемым коэффи- циентом трансформации, который показывает, во сколько раз номинальное вторичное напряжение ниже номинального пер- вичного напряжения. Номинальный коэффи- циент трансформации ука- Рис. 2. Схема включения однофаз- ных трансформаторов напряжения открытым треугольником. зывается на щитке трансформатора в виде дроби, где в числителе стоит первичное номинальное напряжение, а в знаменателе — номинальное вторичное напряжение, кото- рое у трансформаторов напряжения, применяемых со счет- чиками, имеет одно и то же стандартное значение — 100 в. Для включения электрических счетчиков применяются трансформаторы напряжения класса точности 0,5. По исполнению трансформаторы напряжения могут быть трехфазными и однофазными. В трехфазных цепях высокого напряжения для учета электроэнергии применяются, как правило, два однофаз- ных трансформатора напряжения, включаемые по схеме открытого треугольника. Выводы первичной и вторичной обмоток однофазного трансформатора напряжения обозна- чаются соответственно через X, А (выводы первичной об- мотки), х и а (выводы вторичной обмотки). Нормальная схема соединения двух однофазных трансформаторов на- 2 Б. II. Федотов. 9
пряжения открытым треугольником для подключения со счетчиками приведена на рис. 2. Общая точка х вторичных обмоток за . мляеюя. Для этой же цели могут применяться и трехфазные трансформаторы напряжения с соединением первичных ка- тушек в звезду, вторичных — в звезду с нулевой точкой. Выводы первичной обмотки трехфазного трансформатора напряжения обозначаются С, В, А и вторичной с, Ь, а, о, если смотреть на трансформаторы со стороны выводов низкого напряжения. Нулевая точка о вторичных обмоток заземляется. 4. ВЫБОР СЧЕТЧИКА И ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА ДЛЯ УЧЕТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ Если питание переменным током подводится к измеряе- мой нагрузке по двум проводам, то требуется однофазный счетчик. Если к нагрузке подведено напряжение трехфазного то- ка по трем линейным проводам без нулевого провода, то нужен трехфазный трехпроводный счетчик. Если к нагрузке подведено напряжение трехфазного то- ка по четырем проводам (три линейных провода и нуле- вой), то необходим трехфазный четырехпроводный счетчик. Номинальные данные подбираемого счетчика или изме- рительных трансформаторов должны соответствовать на- пряжению сети и току разрешенной потребителю нагрузки или мощности его силового трансформатора. Для расчетного учета активной энергии с помощью из- мерительных трансформаторов должны применяться счет- чики классов 2,0 по ГОСТ 6570-53. Могут также для этой цели устанавливаться счетчики класса 2,5 или не имеющие обозначения класса, но отрегулированные так, чтобы по значениям погрешностей они удовлетворяли требованиям класса 2,0. На щитках таких счетчиков наносится знак Для учета реактивной энергии с помощью измеритель- ных трансформаторов должны применяться счетчики клас- сов 2,0 и 2,5 по ГОСТ 6570-53, а также счетчики, не имею- щие обозначения класса, но отрегулированные так, чтобы по значениям погрешностей они удовлетворяли требова- ниям класса 2,5. На щитках таких счетчиков наносится знак |Тр| . 10
В системе контрольного учета электроэнергии могут применяться с измерительными трансформаторами счетчи- ки активной энергии класса 2,5 без знака |тр|. При проектировании новых установок применение од- нофазных счетчиков для расчетного учета в трехфазных сетях запрещается. При выборе счетчика необходимо учи- тывать, что в практике эксплуатации фактическая нагруз- ка по току не должна превосходить номинальную нагрузку по условиям правильности учета более чем в 1,5 раза дЛя трехфазных счетчиков, и в 2 раза — для однофазных Фактическая нагрузка счетчиков, работающих с транс- форматорами тока, не должна длительно превосходить 110% номинального тока трансформатора, если трансфор- маторы тока имеют класс 0,5; 100% номинального тока, если трансформаторы тока имеют класс точности 1,0. По тем же соображениям следует учитывать при выбо- ре трансформаторов тока, чтобы нагрузка на счетчик не спускалась длительно ниже 0,5 а. Дело в том, что погреш- ности счетчика при малых нагрузках сильно растут и при- водят к недоучету энергии. В практике считают завышен- ным по коэффициенту трансформации такой трансформа- тор тока, у которого при 25% -й нагрузке силового транс- форматора (линии, присоединения) ток во вторичной об- мотке, а следовательно, и в счетчике, не превышает 0,5 а. Поэтому завышение коэффициента трансформации транс- форматоров тока по условиям правильности учета не долж- но допускаться. Пример. Для учета на стороне высшего напряжения 6 300 в сило- вого трансформатора мощностью 320 ква по условиям устойчивости токам короткого замыкания намечено поставить трансформаторы тока с коэффициентом трансформации 75/5 а. Требуется проверить соответ- ствие их требованиям точности учета при малых нагрузках. Номинальный ток трансформатора 320 Д = ----=29,4 а. н 1^3-6,3 При 25 %-й нагрузке ток в первичной цепи трансформаторов то- ка составит: /25 - 29,4-0,25 = 7,35 а. Ток во вторичной цепи трансформаторов тока с коэффициентом трансформации 75/5 будет в 15 раз меньше: /2 = 7,35: (75: 5) -= 0,49 а. Поскольку ток меньш ' 0,5 а, трансформаторы тока для повы- шения точности учета должны быть взяты с меньшими коэффициен- 11
тами трансформации. Возможно использовать трансформаторы тока ближайшие по коэффициенту трансформации 50/5 а, при которых при 25 %-й нагрузке ток в счетчике возрастает до I = 7,35: (50: 5) = 0,73 а, что удовлетворяет требованиям точности учета. Установка неустойчивых к токам короткого замыкания трансформаторов тока, но улучшающих точность учета, в практике применяется при условии, что у потребителя имеется запасной комплект трансформаторов тока и если трансформаторы тока отделены от шин районной или сете- вой подстанции масляным выключателем с максимальной защитой. Номинальное напряжение трансформаторов тока долж- но соответствовать рабочему напряжению участка электро- сети (распредустройства, распредпункта), в которых уста- навливаются трансформаторы. Трансформаторы тока подбираются так, чтобы номи- нальная нагрузка трансформатора по сопротивлению была не меньше, чем сопротивление цепи, через которую будет замкнута его вторичная обмотка в эксплуатации. Трансформаторы тока с завышенным значением номи- нальной нагрузки по сопротивлению не следует вы- бирать, так как при нагрузке меньше четверти номиналь- ной класс точности не гарантируется. Для расчетного учета электроэнергии должны устанав- ливаться трансформаторы тока класса 0,5; для контроль- ного учета возможно применение трансформаторов тока класса точности 1,0. 5. СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ СЧЕТЧИКОВ Включение счетчиков в сеть производится в соответ- ствии с обозначениями, имеющимися на зажимной короб- ке, и согласно схеме, имеющейся на кожухе или внутрен- ней стороне крышки зажимной коробки. На схемах и счетчиках буква Г означает необходи- мость присоединения этих зажимов к концам генератор- ных проводов (со стороны поступления энергии), буква Н — необходимость присоединения зажимов к проводам, идущим к нагрузке. При включении электрических счетчи- ков в трехфазиые сети нужно соблюдать определенный по- рядок чередования фаз. Помещаемая на крышке зажим- ной коробки схема включения предусматривает определен- 12
ный порядок фаз и всегда нужно включать счетчик со- гласно етой схеме. В большинстве случаев счетчики для трехфазных сетей включаются с измерительными трансформаторами тока, которые, как правило, устанавливаются на крайних фазах присоединения 1 и 3. Прежде чем включить счетчик, нужно сделать определение поряд- ка чередования фаз в сети. Обычно это делается посредством спе- циального прибора, называемого фазоуказателем. Фазоуказатель типа ФУ-2 представляет собой миниатюрный асин- хронный двигатель с короткозамкнутым ротором в пластмассовом кор- пусе, имеющем три зажима с обозначением фаз /, 2 и 3. Принципиаль- ная схема прибора показана на рис. 3. Прибор рассчитан для работы при значениях междуфазного на- пряжения от 50 до 500 в при колебаниях частоты в сети в пределах от 40 до 60 гц. Фазоуказатель рассчитан для работы в кратковременном режиме при нажатии кнопки включения на несколько секунд для того, чтобы определить только направление вращения диска. Если после подключения фазоуказателя к сети вращение диска происходит по часовой стрелке, то провод, подведенный к зажиму 1, считают первой фазой (фазой А), подведенный к зажиму 2—-второй фазой (фазой В). Если же диск вращается против часовой стрелки, то следует поменять местами два подключенных провода и уста- новить обозначения, как указано выше. При подключении счетчиков важно сохранить вращение двигате- лей механизмов в прежнем направлении; для этого нужно сохранить прежний порядок фаз на проводах, идущих от счетчика к потре- бителю. Счетчики в однофазных сетях. Выпускаемые в настоя- щее время однофазные счетчики типа СО — СО-2 на 5 и 13
10 а, предназначены для учета активной энергии однофаз- ного тока низкого напряжения. Схема соединения катушек счетчика с зажимами и порядок включения в сеть приве- дены на рис. 4. Следует последовательную катушку счетчика включать в рассечку линейного провода, а не нулевого. При ответ- влении от двух линейных проводов безразлично, в какой провод включить последовательную катушку счетчика. Разновидностью однофазного счетчика типа СО-2 и дальнейшим его усовершенствованием являются выпускае- мые в настоящее время счетчики типа СО-ОМ (малога- Рис. 4. Схема включения однофазного счетчика типа СО-2. Рис. 5. Схема вклю- чения однофазного счетчика с трансфор- матором тока. баритные). По схеме внутренних соединений и порядку включения в сеть они ничем не отличаются от счетчиков типа СО-2. Для целей расчетного учета применение однофазных счетчиков с измерительными трансформаторами тока не рекомендуется. В этом нет и технической необходимости, так как значительная однофазная нагрузка отдельных про- мышленных предприятий (электропечи однофазные, элек- тросварочные агрегаты и др.) вместе с другой нагрузкой учитывается для денежного расчета общими трехфазными счетчиками на вводе или на силовых трансформаторах. Если необходимо учитывать потребление энергии мощ- ными однофазными агрегатами для целей внутреннего (контрольного) учета, это можно осуществить путем уста- новки однофазных счетчиков с трансформатором тока. Схе- ма такого учета приведена на рис. 5. Перемычка между зажимами первичной и вторичной об- 14
моток трансформатора тока имеет целью подачу напря- жения на параллельную катушку счетчика, начало которой соединено с первым (входным) зажимом счетчика типа СО-2, а конец обмотки параллельной катушки, подключен- ный к четвертому зажиму счетчика, соединяется со вторым линейным проводом. Счетчики в трехфазных сетях низкого напряжения. Учет активной и реактивной энергии в трехфазных сетях напря- жения до 3S0 в включительно осуществляется специально выпускаемыми для этого счетчиками непосредственного включения типов САЗ и СРЗ, СА4 и СР4 и трансформатор- ными универсальными типов САЗУ и СРЗУ, СА4У и СР4У, включаемыми с трансформаторами тока. Нормальной схемой для учета активной энергии в трех- фазной трехпроводной сети до 380 в включительно с лю- бой степенью неравномерности нагрузки фаз является схе- ма по рис. 6, предусматривающая применение счетчика типа САЗ непосредственного включения. Счетчик типа САЗ представляет конструктивное объеди- нение двух измерительных элементов однофазного счетчи- ка в одной коробке с воздействием на одну движущую си- стему в соответствии с типовой схемой, так называемой схемой «двух ваттметров». Номинальное значение напряжения счетчика типа САЗ должно соответствовать номинальному линейному напря- жению сети. Схема включения трехфазных трехпроводных счетчиков типов САЗУ или САЗ с трансформаторами тока показана на рис. 7. В практике может встретиться необходимость расчетного или контрольного учета энергии в трехпровод- ной сети «две фазы — нуль». Это может иметь место при переводе, например, с напряжения 3X220 в на 2X380 220 в, с 3X127 в на 2X220/127 в, причем один из трех проводов используется в качестве нулевого, два—остаются линейны- ми. Соответствующая схема приведена на рис. 8. В ней возможно использование двух однофазных счетчиков, у ко- торых номинальное напряжение параллельных катушек соответствует фазовому напряжению сети. Расход актив- ной энергии равен сумме значений энергии, учтенных каж- дым из счетчиков. Для четырехпроводных сетей с линейным напряжением 220 в и 380 в применяются счетчики активной энергии ти- пов СА4 и СА4У как непосредственного включения (рис. 9), так и с трансформаторами тока (рис. 10). 15
Для расчетного учета при отсутствии четырехпроводно- го счетчика допускается применение схемы с одним трех- проводным и одним однофазным счетчиком (рис. 11). Рас- Рис. 6. Схема трехфазиого счетчика типа САЗ активной энергии и его включения в линию. Рис. 7. Схема трехфазного счетчика типа САЗ или САЗУ с трансформаторами тока и его включения в линию. ход энергии будет равен сумме значений энергии, учтенной каждым из счетчиков. Схема действительна и при неравно- мерной нагрузке фаз. Рис. 8. Схема учета активной энергии в сети „две фазы—нуль* при помощи двух однофазных счетчиков. Трехфазный счетчик, включаемый по схеме рис. 11, дол- жен иметь на крышке зажимной коробки соответствующую схему и по ней должен быть проверен в лаборатории. 16
Рис. 9. Схема трехфазного четырех- проводного счетчика типа СА4 и его включения в линию. Рис. 10. Схема трехфазного четырех- проводного счетчика типа СА4, вклю- ченного через трансформаторы тока. Рис. 11. Схема учета активной энергии в четырехпроводной сети трехпроводным трехфазным и однофазным счетчиками. .И. 17
Для расчетного и контрольного учета активной энергии в трехфазной трехпроводной сети при любой нагрузке фаз временно разрешается при отсутствии трехфазного счетчп ка применение двух однофазных счетчиков, так называе- мых «парников», соединенных по схеме двух ваттметров Рис. 12. Схема учета активной энергии двумя однофазными счетчиками в трех- проволной сети. Рис. 13. Схема включения двух одно- фазных счетчиков для учета активной энергии в трехфазной сети с трансфор- маторами тока. как для непосредственного включения (рис. 12), так и с включением через трансформатор тока (рис. 13). Номи- нальное напряжение применяемых счетчиков должно соот- ветствовать линейному напряжению сети. При cos <р, боль- шем 0,5, диски обоих счетчиков вращаются 'по стрелке, ука- зывающей направление вращения диска счетчика. Расход 18
энергии определяется, как сумма значений энергии, учтен- ной каждым из счетчиков. При коэффициенте мощности, меньшем 0,5, диск одного из счетчиков вращается 'против стрелки, указывающей на- правление вращения диска, и показания счетчика не уве- личиваются, а уменьшаются. Если за учитываемый период показание одного из счетчиков стало меньше, то разность показаний этого счетчика надо вычитать из того, что учтет счетчик, у которого показания увеличились. Рис. 14. Схема учета активной энергии в четырехпровод- ной сети тремя однофазными счетчиками. Пример. Для контрольного учета установлены два однофазных счетчика тина СО-2 («парники») по схеме двух ваттметров в трех- проводную трехфазную сеть. Так как коэффициент мощности в отдель- ные периоды был меньше 0,5, то диск одного из счетчиков вращался иногда в обратную сторону. Были записаны показания: I счетчик II счетчик Начало месяца.......... 5 360 3 742 Конец месяца........... 6 134 3 523 Разность показаний . . . +774 —219 Расход энергии ........ 774+(—219) =555 квт-ч Для расчетного и контрольного учета активной энергии с любой неравномерностью нагрузки фаз в четырехпровод- ных сетях временно разрешается при отсутствии четырех- проводного счетчика применение трех однофазных счетчи- ков, так назывемых «тройников» (рис. 14). Номинальное напряжение применяемых для этого счет- чиков должно соответствовать фазовому напряжению се- ти. Расход энергии подсчитывается, как сумма разностей показаний каждого из трех счетчиков за определенный пе- риод. В ограниченном числе случаев может быть допущено для контрольного учета в четырехпроводнон сети примене- ние одного однофазного счетчика с номинальным напряже- 2* 19
нием, равным фазовому напряжению, три учете потребле- ния активной энергии с равномерной нагрузкой всех трех фаз (рис. 15). Расход энергии в этом случае равен разно- сти показаний по счетчику за определенный период, умно- женной на три. Для учета реактивной электроэнергии предусмотрен вы- пуск счетчиков для трехпроводных сетей типов СРЗ и СРЗУ, и для четырехпроводных—типов СР4 и СР4У как непосредственного включения, так и универсальных транс- форматорных. Учет реактивной энергии большей частью организуется в крупных фабрично-заводских установках с трансформа- Рис. 15. Схема учета активной энергии в четырехпроводной сети трехфазного то- ка с равномерной на- грузкой фаз при по- мощи однофазного счетчика. Рис. 16. Схема счетчика ти- па СРЗ реактивной энергии с 60° сдвигом фаз трехпро- водного, включенного через трансформаторы тока. торной мощностью 100 ква и выше, поэтому приводятся схемы учета реактивной энергии с трансформаторами тока для трехпроводных сетей с применением счетчиков типа СРЗ-И44 (рис. 16) и для четырехпроводных сетей наме- ченных к выпуску счетчиков типа СР4 (рис. 17). По своему исполнению приведенная схема счетчика типа СРЗ (или типа СРЗУ) предусматривает так называемый 60° сдвиг магнитных потоков. Это число на щитке счетчика указывает только на его внутреннее устройство и не имее! отношения к эксплуатации. Такие счетчики с 60° сдвигом годны для учета реактивной энергии только в трехфазной трехпроводной сети. Ввиду недостатка счетчиков реактивной энергии для четырехпроводных сетей допущено применение трех одно- 20
фазных счетчиков Для расчетного (а следовательно, и для контрольного) учета реактивной энергии, включенных по схеме рис. 18. Как при данной схеме, так и во всех последующих при- менению однофазных счетчиков для учета реактивной энер- гии должны предшествовать регулировка и маркировка их Рис. 17. Схема счетчика реактивной энергии, типа СР4 четырехпроводпого, включенного через трансформаторы тока. в соответствии с указаниями, приведенными на стр. 7. Рас- ход реактивной энергии, учитываемый тремя однофазными счетчиками по схеме рис. 18, равен сумме разностей пока- заний каждого из счетчиков за определенный период, поде- ленной на /3. Рис. 18. Схема учета реактивной энергии с помощью трех однофазных счетчиков. 21
На рис. 19 приведена схема для расчетного и контроль- ного учета активной и реактивной энергии в четырехпро- водной сети напряжением 380/220 в при любой степени не- равномерности нагрузок. Всего в схеме шесть однофазных счетчиков с номинальным напряжением 220 в. Расход активной энергии определяется как сумма зна- чений электроэнергии, учтенной счетчиками активной энер- гии, умноженная на коэффициент трансформации транс- форматоров тока. Расход реактивной энергии подсчиты- вается по формуле IV' — 0,5S№ )п, Р у/3 ' Р ’ а/ ’ где п—коэффициент трансформации трансформаторов тока; LlV’p — алгебраическая сумма показаний счетчиков реак- тивной энергии за определенный период; — то же, счетчиков активной энергии. Для контрольного учета реактивной энергии, не связан- ного с денежными расчетами между потребителями энер- гии и энергоснабжающей организацией при равномерной реактивной нагрузке фаз допускается пользоваться двумя однофазными счетчиками («парниками»), включенными по схеме рис. 12. Однофазные счетчики должны быть отре- гулированы и маркированы в соответствии с указаниями на стр. 7. Расход реактивной энергии определяется путем умно- жения на |/3 разности значений энергии, учтенной счетчи- ками, если показания обоих счетчиков увеличились за учи- тываемый период. Если показания одного из счетчиков уменьшились, то вместо разности значений учтенной энер- гии нужно брать их сумму, умножая ее на | 3 . Пример. Показания за месяц на счетчике / увеличились на 320, на счетчике 2 уменьшились на 45. Следовательно, учтен счетчиками расход реактивной энергии А =(320+45) / 3=630 квар - ч. Возможно использование для контрольного учета ре- активной энергии при равномерной нагрузке фаз в трех- фазной сети одного однофазного счетчика, включенного
согласно рис. 20, отрегулированного и маркированного в со- ответствии с указаниями на стр. 7. Расход реактивной энергии определяется разностью по- казаний за определенный период, умноженной на) 3. Счетчики в сетях вы- сокого напряжения. Учет активной энергии в сетях высокого напряжения, ко- торые бывают только трехпроводными, осуще- ствляется трансформатор- ными трехфазными счет- чика ли типов САЗ и САЗУ с измерительными трансформаторами. Эти счетчики имеют номи- нальные значения тока 5 а и линейных напряже- ний 100 в. Зажимная коробка этих счетчиков отличает- ся от зажимной коробки счетчиков непосредствен- ного включения отсут- ствием металлической пе- ремычки между цепью тока и цепью напряже- ния счетчика, т. е. име- ются отдельные отвер- стия для ввода в счетчик проводов от трансформа- торов напряжения. Как правило, для под- ключения этих счетчиков применяются дьа транс- форматора тока и два од- нофазных трансформато ра напряжения по схеме открытого треугольника. Со стороны источника тока провода 'подключаются к за- жимам Л) первичных обмоток трансформатора тока. К за- жимам Л2 подключаются провода, идущие к потребите- лю. К зажимам вторичных обмоток трансформаторов 23
г тока присоединяются провода, идущие к входным зажи- мам последовательных катушек счетчика, обозначенные буквой Г, и заземляющий провод. С зажимами И2 транс- форматоров тока соединяются выходные зажимы счетчика, обозначенные буквой Н. К тем же фазам цепи, в которые включены первичные обмотки трансформаторов тока, присоединяются через вы- соковольтные предохранители зажимы А однофазных трансформаторов напряжения. Их зажимы X соединяются между собой и подключаются к про- воду средней (свободной от трансфор- маторов тока) фазе. Концы х вторичных обмоток транс- форматоров напряжения соединяются между собой, образуя среднюю точку, замыкаются на корпус и зазем- ляются. Порядок заземления зажимов вто- ричных обмоток трансформаторов то- ка (выходящих или входящих) в каж- ____ дой энергосистеме принимается еди- ным для всего учетного хозяйства во избежание коротких замыканий при присоединении счетчиков. На рис. 21 приведена схема учета активной энергии в цепи высокого на- пряжения трехфазным счетчиком ти- па CA3-H43 с измерительными транс- форматорами. Для учета реактивной энергии в цепях высокого напря- жения применяются трансформаторные счетчики типа СРЗ универсальные трансформаторные на 5 а, 100 в. Схема со- Н$ГЧ НЯГ, н а---- b Рис. 20. Схема учета реактивной энергии в трехфазной сети с равномерной нагруз- кой фаз при помощи однофазного счетчи- ка. единения катушек с зажимами одного из таких счетчиков типа СРЗ-И44, включенного совместно с измерительными трансформаторами, приведена на рис. 22. В практике постановка одного только реактивного счет- чика на высоком напряжении может иметь место для уче- та реактивной энергии конденсаторных батарей высокого напряжения. При присоединении токовых обмоток счетчи- ка учитывается направление отдачи энергии от конденса- торной батареи в сеть. В большинстве случаев реактивные счетчики ставятся совместно с активными с присоединением их через одни и те же измерительные трансформатооы. 24
В том случае, когда предприятие не только потребляет из сети реактивную энергию, но, имея свои компенсирую- щие устройства, может вырабатывать ее и отдавать в от- дельные часы суток в сеть, необходимо ставить второй ре- активный счетчик, условно называемый «емкостным» в от- личие от счетчика, учитывающего прием реактивной энер- гии от энергосистемы. На обоих реактивных счетчиках Рис. 21. Схема трехфазного транс- форматорного счетчика типа САЗ (или типа САЗУ), включенного через трансформаторы тока и трансформаторы напряжения. Рис. 22. Схема трансформаторно- го счетчика реактивной энергии типа СРЗ (или СРЗУ), включен- ного с трансформаторами тока и трансформаторами напряжения. должны быть стопоры, препятствующие вращению диска счетчика в обратном направлении. Контрольный учет энергии на высоком напряжении организуется предприятиями в редких случаях. Тем не ме- нее в случае необходимости для этой цели может быть использована аппаратура та же, что и для расчетного уче- та, т. е. трансформаторные счетчики типов САЗ и СРЗ для активной и реактивной энергии и измерительные трансфор- маторы тока и напряжения, как это показано в схемах рис. 21 и 22. При отсутствии трансформаторных счетчиков типов САЗ и СРЗ — 5 а, 100 в возможно использование для кон- трольного учета трехфазных трехпроводных счетчиков на 127 в непосредственного включения. Для этого имеющиеся внутри их зажимных коробок металличе- ские .перемычки для подачи напряжения на параллельные катушки снимают, а в передней стенке коробки делают отверстия для прово- з Б. Н. Федотов. 25
дов от трансформаторов напряжения. Эти переделки и перемаркиров ки должны выполняться в специализированных мастерских или лабо- раториях по ремонту счетчиков, так как связаны с вскрытием счетчи ков, после чего требуются их поверка и клеймение государственным поверителем. 6. УСТАНОВКА И ЭКСПЛУАТАЦИЯ СЧЕТЧИКОВ Основной задачей эксплуатации в учетном хозяйстве являются поддержание приборов в исправном состоянии, периодическая проверка их и обеспечение необходимого уровня точности. Одним из условий для нормальной работы приборов учета являются бережная доставка их к месту установки, правильная установка и надлежаще выполненный монтаж. Основанием под установку электрического счетчика мо- жет служить панель из дерева, из листовой стали и из пластмассы. Деревянная панель должна быть сухая, чисто выстрогана, покрашена или пропитана для защиты от сы- рости, и может быть прессованная из отходов деревообра- батывающего производства. Рекомендуемый размер панели из дерева для однофазного счетчика 200X250x20 мм. Под однофазные счетчики металлические и пластмас- совые щитки (панели) изготовляются заводским способом. Вверху таких панелей монтируются две или четыре короб- ки с плавкими предохранителями для одной или двух групп отходящей проводки. Например, для новых жилых домов, сооружаемых в Москве и Московской области, та- кие панели применяются двух размеров: для открытой установки счетчика и для установки его в нише, что вызы- вает необходимость некоторого увеличения высоты панели для крепления под счетчиком отключающего аппарата для снятия напряжения перед постановкой или заменой счетчи- ка в целях обеспечения безопасности персонала. На рис. 23 приведен эскиз панели из листовой стали для открытой (настенной) установки однофазного счетчика и на рис. 24— панели для счетчика, устанавливаемого в нише. Размер ниши 55X32X13 см. Наличие прорезей на панелях дает возможность креп- ления однофазных счетчиков разных габаритов, выпускае мых заводами, например типов СО. СО-ОМ и др. Необходимо, однако, подчеркнуть, что панели из листо- вой стали обходятся значительно дороже деревянных па- нелей. Под трехфазные счетчики успешно используются дере- вянные панели (размерам примерно 300X400x25 мм в рас- 26
чете на один счетчик). За последнее время счетчики трех- фазного тока и трансформаторы тока к ним размещают на металлических панелях вводно-распределительных щитов Вид с обратной стороны Рис. 23. Щиток учета квартирный настенный: 1 — вертикальная прорезь’ 2—горизонтальная прорезь; 3— коробки с предохранителями Ц-27 20 а Схема. (жилых домов, общественных учреждений, коммунальных предприятий). Чтобы была обеспечена возможность за- мены счетчиков на другие, отличающиеся габаритами, в та- ких щитах предусматриваются горизонтальные и верти- 27
Рис. 24. Щиток учета квартирный для уста- новки в нише. /-—вертикальная прорезь; 2~горизонтальная прорезь; 3 —коробки с предохранителями Ц27 20 а; 4— пакет- ный выключатель ПК2-10. 28
SOC Рис. 25. Металлическая панель для двух трехфаз- ных счетчиков. 0£h кальные прорези с ползунками, имеющими невыпадающие гайки для винтов крепления счетчиков (рис. 25) или пер- форированные перемещающиеся по вертикали конструк- ции, имеющие отверстия (рис. 26), допускающие установ- ку счетчиков любых габаритов. Аналогичные устройства мо- гут предусматриваться для уста- новки счетчиков на лицевых па- нелях комплектных распредели- тельных устройств (КРУ), вьп- пускаемых заводским путем для установок высокого напряжения. Металлические и пластмассо- вые панели для однофазных счетчиков поступают на места установки — в квартирах—обыч- но с замонтированными на них проводами, как показано на рис. 23 и 24. Вводно-распределительные щиты также выпуска- ются теперь заводским способом и на место поступают с готовой ошиновкой и проводкой. Рис. 26. Установка счетчика в шкафу вводно-распределительного устройства. Электрический счетчик, как прибор точной механики, во избежание расстройства механизма не допускает сотря- сений и ударов ни в процессе транспортировки, ни в про- цессе монтажа и эксплуатации. Поэтому панели или шка- фы со счетчиками устанавливаются па стенах, щитах, кар- 29
касах, имеющих достаточно жесткую конструкцию, не под- верженную вибрации, вредно влияющей на работу счет- чиков. Панели, на которых монтируются счетчики, должны обеспечивать установку счетчика строго в вертикальном положении. Счетчики размещаются в сухих закрытых помещениях, имеющих температуру окружающей среды не ниже пуля и не выше 40°. Как правило, счетчики устанавливать ыа открытом воздухе не разрешается. Если возникнет, однако, необходимость поставить счетчик, например, на строитель- ной площадке или у какого-либо сооружения, где на пер- вое время отсутствуют отопляемые помещения и нет ввод- но-распределительного щита, то его размещают в неболь- шом деревянном или металлическом хорошо закрывающем- ся шкафу, прикрепляемом к стене какого-либо помещения, к столбу или к опоре воздушного ввода. Для подогрева счетчика в зимнее время в шкафу ставят электрическую лампочку мощностью 15—25 вт. Для счетчиков, имеющих карболиговые корпуса, искусственный подогрев может не применяться. В том же шкафу, если необходимо, могут размещаться также трансформаторы тока, но тогда следует деревянный шкаф обить внутри асбокартоном, а искус- ственный подогрев не применять. Такие же шкафы применяются и для счетчиков, уста- навливаемых в помещениях, не обеспеченных соответ- ствующим надзором (лестницы, проходные коридоры и т. п.), или там, где для счетчиков необходима защита от механических повреждений или от загрязнения. На дверцах шкафов, в которых размещаются трансфор- маторы тока с расчетными счетчиками, предусматривается устройство для опломбирования шкафа представителями энергоснабжающей организации. В дверке шкафа предусматривается окошко со стеклом, необходимое для чтения показаний счетчика. Размеры шкафов и, в частности, расстояние от зажимной коробки счетчика до нижней стенки (дна) должны позво лять производить без затруднений присоединение и отсо- единение проводов от счетчика. Счетчики устанавливаются на высоте от пола до короб- ки зажимов 1 400—1 700 мм. Проводка к счетчикам выполняется обычно изолирован- ными проводами марок ПВ, ППВ, ТПРФ, ЛПН, кабелем ВРГ, проводами ПР и АПР в газовых или тонкостенных 30
трубах для защиты от механических повреждений. Для контрольных счетчиков допускается также применение проводов и других марок, так как вопрос защиты этих про водов не имеет такого значения, как для расчетного счет- чика. Присоединяемые провода к счетчику крепятся двумя винтами соответствующей буксы зажимной коробки. Ответвления от магистрали до и после счетчика, уста- навливаемого без измерительных трансформаторов, выпол- няются проводами сечения, соответствующего нагрузке, но не менее 2,5 мм2 (медь) или 4 мм2 (алюминий). В однофазных ответвлениях к счетчику при напряже- ниях 220/127 и 380/220 в нулевой провод должен быть легко распознаваем и отличим от линейного провода по- средством расцветки или покраски его вблизи счетчика в тот цвет, который принят в данной энергосистеме для нулевых проводов. Концы приходящих проводов, предназначенных для присоединения к счетчику, подводятся с левой стороны, а концы отходящих к нагрузке проводов—-с правой сторо- ны зажимной (клеммовой) коробки счетчика. Минималь- ное сечение медных проводов от трансформаторов тока до счетчиков принимается 2,5 мм2, от трансформаторов напря- жения до счетчиков— 1,5 мм2. Во вторичных цепях измерительных трансформаторов напряжения, питающих счетчики, установка предохрани- телей не допускается. Электрический индукционный счетчик является надеж- ным электрическим прибором, который при бережном к не- му отношении может служить многие годы без всякого обслуживания. Для контроля правильности работы счет- чика производится поверка его в случае сомнения в пра- вильности показаний или по плану периодических поверок, которые производятся между государственными поверками. Государственной поверке счетчика, которая произво- дится 1 раз в 5 лет для бытовых однофазных счетчиков и 1 раз в 2 года для всех других счетчиков, обычно пред- шествуют чистка механизма и замена некоторых износив- шихся частей. Делается также смазка подпятника, кото- рая, однако, не должна быть чрезмерной, так как со вре- менем излишнее масло загустевает, твердеет и вызывает дополнительное трение, увеличивающее погрешности счет- чика. Ремонт в результате механических повреждений счетчиков представляет более редкое явление. 31
Удаление пломб со счетчика и вскрытие его могут осу- ществляться только в специальных лабораториях или ма- стерских, допущенных к ремонту электросчетчиков и заре- гистрированных в органах Комитета стандартов, мер и из- мерительных приборов. Они имеются при энергосбытах, при комбинатах бытового обслуживания коммунхозов гор- исполкомов и т. д. Только направляемые к ним периоди- чески или прикрепленные к ним представители Комитета стандартов, мер и измерительных приборов (госповери- тели) имеют право государственной поверки счетчиков и их пломбировки. На пломбах госповерителя указывается год поверки. Наличие клейм государственной поверки на пломбах свидетельствует о годности счетчиков для учета электроэнергии. Если возникает необходимость в снятии счетчика для направления на экспертизу в связи с возникшим конфлик- том на почве расчета за энергию или по другим причинам, то пломбы с кожуха снимаются той организацией, которая занимается экспертизой (институты мер и измерительных приборов, уполномоченные Комитета стандартов, мер и из- мерительных приборов). Отсутствие пломб на кожухе счетчика лишает права хозяина счетчика обменять счетчик или предъявить какие- либо претензии в связи с возникшим конфликтом. Для всех счетчиков, в том числе служащих и для кон- трольного учета, обязательны сроки государственной по- верки. Направление контрольных счетчиков на государствен ную поверку в установленные сроки, а также в ремонт при неисправности счетчиков является обязанностью самих владельцев этих счетчиков. Определенных сроков для периодической поверки изме- рительных трансформаторов не существует. При нахожде- нии их в эксплуатации они, как правило, не подвергаются таким периодическим поверкам, как электрические счет- чики. Государственная поверка их производится только при выпуске с завода и после ремонта. Для установки контрольных электросчетчиков никаких разрешений и документов не требуется. Они устанавли- ваются по усмотрению самих заинтересованных организа- ций и лиц. Контрольные счетчики находятся в эксплуатации того хозяйства, которое их приобрело и поставило для внутрен- них расчетов. Зажимные коробки контрольных счетчиков 32
Энергоснабжающей организацией не пломбируются. Ня предприятии из общего наличия установленных счетчиков может .находиться в ведении энергоснабжающей организа- ции небольшое количество расчетных счетчиков, на вводах питающих линий или на трансформаторах, остальные цехо- вые и агрегатные счетчики, как поставленные самим пред- приятием для контрольного учета, находятся в ведении са-мого предприятия. 7. УСЛОВИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ МОНТАЖЕ И ЭКСПЛУАТАЦИИ СЧЕТЧИКОВ При присоединении и снятии счетчиков должны строго соблюдаться меры безопасности, предусмотренные Прави- лами техники безопасности при эксплуатации электриче- ских установок, городских электросетей, а также дополни- тельные требования, утвержденные ЦК профсоюза работ- ников электростанций и электропромышленности. Суть всех этих требований сводится к следующему: Трехфазный учет на стороне высокого напряжения. Из- мерительные трансформаторы тока и напряжения до по- становки счетчиков должны быть заранее смонтированы на месте и надежно заземлены. Для этого каждый из транс- форматоров имеет специальный винт диаметром не менее 8 мм, снабженный меткой 3 (земля). Кроме того, вторич- ная обмотка трансформаторов тока, устанавливаемых в цепях напряжением 500 в и выше, во избежание послед- ствий перехода высокого напряжения во вторичную цепь должна быть заземлена одним выводом. У трехфазного трансформатора напряжения должны быть надежно зазем- лены: нулевой провод вторичной обмотки и корпус, а у двух однофазных трансформаторов напряжения, соединяемых в открытый треугольник, должны быть заземлены общая точка вторичных обмоток и корпуса трансформаторов мед- ным изолированным проводом сечением 4—6 лл2. Работы в цепях вторичной коммутации, в том числе и во вторичных цепях трансформаторов тока и трансформа- торов напряжения открытых и закрытых распределитель- ных устройств для постановки, замены счетчиков и т. п., должны производиться по наряду. При необходимости отключения токовых цепей счетчи- ков цепи вторичных обмоток трансформаторов тока долж- ны быть предварительно замкнуты накоротко на специаль- но предназначенных для этого зажимах. При этом должно быть сохранено их соединение с землей. 33
Эту работу 'производят, стоя на резиновом коврике или в резиновых галошах, отверткой с изолированной ручкой. В цепях, в которых специальные зажимы для закорачи- вания вторичных обмоток трансформаторов тока отсут- ствуют, отключать счетчик под напряжением запрещается. Не допускается производство каких-либо работ в цепях между трансформаторами тока и зажимами, где уставов лена закоротка, которые могли бы привести к случайному размыканию цепи. С цепей, идущих от трансформаторов напряжения к счетчику, напряжение снимается путем снятия предохра- нителей на стороне высшего напряжения. В том случае, если это невозможно осуществить вследствие питания от трансформаторов напряжения, кроме счетчика других при- боров (защиты, измерения, автоматики), необходимо про- являть особую осторожность три отключении от счетчика концов цепей, идущих от трансформаторов напряжения, через которые поступает питание на параллельные катушки счетчика. При отключении этих концов нужно остерегаться случайного их соединения между собой, что может при- вести к перегоранию предохранителен трансформатора па пряжения и ложному срабатыванию защиты. Все работы по установке и замене счетчиков, включае- мых через измерительные трансформаторы в установках с рабочим напряжением 500 в и выше должны выполнять- ся двумя лицами, проверенными в знаниях Правил тех- ники безопасности, причем одно лицо должно иметь ква- лификацию не ниже IV группы, а второе—нс ниже III группы. При необходимости проникать за ограждения высокого напряжения или приближаться к токоведущим частям вы- сокого напряжения (при осмотре трансформаторов тока и напряжения, при проверке схемы учета) работы могут производиться только после снятия высокого напряжения и наложения заземления в соответствии с Правилами безопасности. Допускающий из персонала подстанций указывает бригаде по постановке счетчиков место работы и подтверж- дает отсутствие напряжения на отключенных частях не- посредственным прикосновением руки к ним, проверяет состав бригады и наличие у каждого члена бригады удо- стоверения о проверке знаний Правил безопасности, инструктирует бригаду, указывает расположение поблизо- 34
сти части оборудования, оставшейся под напряжением и выдает наряд. Совместно с производителями работ, которым является один из электромонтеров бригады по постановке счетчи- ков, допускающий проверяет выполнение .всех требований Правил безопасности по подготовке рабочего места (снятие напряжения со счетчиков, заземление вторичных обмоток трансформаторов тока, запоры привода, наличие накладок на рубильниках, наличие плакатов и т. д.) и производит допуск бригады к работе. Кроме того, перед началом работ допускающий должен проинструктировать бригаду, приступающую к постановке или снятию счетчиков, о схеме распределительного устрой- ства и ее особенностях с точки зрения техники безопас- ности. Наряд закрывается только после вывода бригады из помещения высокого напряжения, восстановления схемы и включения установки в работу. Трехфазный учет в сетях напряжением до 380 в вклю- чительно. Не допускается вести работы в зажимной короб- ке счетчиков без снятия напряжения. Для безопасности персонала должна предусматриваться возможность снятия напряжения со всех фаз подходящей к счетчику проводки, для чего до счетчика в непосредственной близости от него, но не далее 10 м, должен быть установлен один из сле- дующих аппаратов: пакетный выключатель, автомат, за- крытый рубильник и т. д. При этих условиях в цепях трехфазного учета до 380 в без трансформаторов тока работу по постановке, снятию или поверке трехфазных счетчиков допускается вести одному человеку с квалификацией не ниже III группы по технике безопасности. Такое же полное снятие напряжения нужно и перед работами по установке, снятию или проверке счетчиков, включенных через измерительные трансформаторы тока, но эти работы должны вести два лица с квалификацией по технике безопасности: одно не ниже IV группы, другое-— не ниже III группы. При установке счетчиков и трансформаторов тока в се- тях напряжения 380/220 и 3x220 в в помещениях с повы- шенной опасностью и особо опасных, например в котель- ных, насосных помещениях, литейных и т. п , должно быть предусмотрено присоединение корпусов счетчиков и транс- 3* 35
форматоров тока к заземляющей цепи путем прокладки отдельных проводников. Категорически запрещается размыкать цепи трансфор- маторов тока при постановке и замене счетчиков и др. измерительных приборов по соображениям, изложенным выше (стр. 9). Запрещается производить работу под напряжением да- же для выполнения незначительных операций, как-то: за- крепление винтов в зажимных коробках, укрепление кон- цов в открытых и доступных трансформаторах тока и т. п. Осторожность надо соблюдать и при проверке токоискате- лем наличия напряжения на зажимах счетчика, не допу- ская одновременного касания металлическим наконечни- ком токоискателя какого-либо зажима и металлической детали, соединенной с заземленным цоколем счетчика. Учет в однофазных сетях. Работу по установке и замене однофазных счетчиков непосредственного включения на 5— 10 а в однофазных сетях 127 и 220 в допускается вести без снятия напряжения в помещениях без повышенной опас- ности (сухих, отапливаемых, не жарких, с плохо проводя- щими полами, к которым относятся полы деревянные, асфальтовые и др., сохраняющие сухость в течение всего производственного процесса). Эти работы могут производиться одним электромонте- ром при условии 'применения инструмента (отвертки, пас- сатижи, монтерский нож) с изолированными рукоятками. Электромонтер должен иметь квалификационную группу по технике безопасности не ниже III. В том случае, если однофазный счетчик устанавливает- ся не открыто на стене, а в нише или если высота его уста- новки больше 1,7 м, а также во всех остальных случаях (помещения сырые, неотапливаемые или жаркие, полы бетонированные, ксилолитовые и др.), требуется снятие на- пряжения, для чего на фазовых проводах перед счетчиком должна предусматриваться установка каких-либо отклю- чающих аппаратов (рубильники, пакетные выключатели и др.) или предохранителей, позволяющих снимать напря- жение с каждой из фаз перед началом работы со счет- чиком. 8. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ При определении расхода электроэнергии по счетчикам необходимо обращать внимание на счетный механизм счетчика. 36
На рис. 27 приведен внешний вид счетных механизмов некоторых однофазных и трехфазных счетчиков типов СА4У, СО, САЗУ. У большинства счетчиков в счетном ме- ханизме один или два последних знака справа отделены за- пятой и заключены в рамку черного или красного цвета,— это десятые (рис. 27,6) или десятые и сотые доли киловатт- часов (рис. 27,а). На щитке каждого счетчика указывается, в каких едини- цах (кетч или гвт ч) он учитывает энергию. При снятии КИЛОВАТТ-ЧАСОВ б) КИЛОВАТТ-ЧАСОВ 0 0 0 0 6) Рис. 27. Вид счетных механизмов некоторых типов счетчиков. а — типов САЗУ-ИТ, САЗ-И43; б—типа СА.ЧУ-ТЧ; в —типа СО-2. показаний счетчика в расчет принимаются только цифры, стоящие до запятой. Пример. 1 июля счетчик типа САЗ-И43 показал 635,20 (рис. 27,а). На 1 июня показания были записаны 415,40. Следовательно, расход за месяц составит 635—115 = 220 кет ч. У отдельных потребителей электроэнергии могут стоять счетчики старых типов, например типа Б1 измеряющие рас- ход энергии в гвт ч, т. е. единицах, составляющих одну десятую часть от киловатт-часов. Для определения по та- кому счетчику расхода энергии в принятых расчетных еди- ницах—квт-ч — необходимо при вычислении из после- дующих показаний предыдущих отбрасывать не только цифры, стоящие после запятой (в рамке), но еще одну 37
цифру, стоящую непосредственно перед запятой (перед черной или красной рамкой). Пример. Показание счетчика Б( на 1 декабря было записано 7863,5. Месяцем раньше счетчик показал 3402,4. Следовательно, рас- ход выразится в 786—340 = 446 квт-ч. Если на щитке счетного механизма счетчика имеется множитель, то на него нужно умножать показания счет- ного механизма. Если счетчик трансформаторный не универсальный (стр. 7), то на его щитке заводом-изготовителем указы- ваются коэффициенты трансформации измерительных трансформаторов, с которыми он предназначен для уста- новки. И если счетчик работает с такими трансформатора- ми, какие указаны на его щитке, то показания счетчика не нужно множить на коэффициенты трансформации изме- рительных трансформаторов. Если же счетчик универсальный или не трансформа- торный, то показания счетчика нужно умножить на произ- ведение коэффициентов трансформации измерительных трансформаторов. Бывает и так, что счетчик трансформаторный не универ- сальный, но работает не с такими измерительными транс- форматорами, какие указаны на нем на заводе-изготови теле. В таком случае его показания нужно множить на дополнительный коэффициент. Пример. На щигке трансформаторного счетчика киловатт-часов трехфазного тока указано: 3X10/5 a, 5G00/100 в и X100. Разность показаний за месяц составила 32X100= 3 200. Счетчик включен через трансформаторы тока 25/5 а и трансформатор напряжения 6 000/100 в. Дополнительный коэффициент такого счетчика будет 25: 10=2,5. Следовательно, расход энергии выразится: 3 200x2,5 = 8 000 квт-ч. 9. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ ПО СЧЕТЧИКАМ Электрический счетчик дает возможность определять нагрузку силового трансформатора, ввода предприятия или агрегата, потребляемую энергию которых он учитывает. Это бывает необходимо для контроля с целью предотвра- щения перегрузки, выявления возможности подключения дополнительной нагрузки к вводу или силовому трансфор- матору. Для быстрого определения потребляемой мощности по счетчику необходимо пользоваться секундомером, или ча- 38
сами с секундной стрелкой, применяя формулы, указанные в таблице. Если на счетчике обозначено Мощность (кет} определяется по формуле (1) 100 вт = /\* \рб/мин\ (2) 1 кет-ч = С [оборотов диска] (3) 1 гвпг-ч = С [оборотов диска] 6/1 Kt 3 600 л Ct 360 л Ct (4) 1 оборот = А[в/п-ч] р =-------- В приведенных формулах: А — постоянная в вт ч на 1 оборот диска, К, С, С' — передаточные числа; п — число оборотов, которые диск сделал за время /; t — время в секундах, в течение которого диск прошел п оборотов. Подсчитывать 'мощность .по этим формулам надлежит с учетом коэффициентов трансформации измерительных трансформаторов. Пример. Определить с помощью секундомера нагрузку предприя- тия, имеющего два силовых трансформатора, каждый из которых имеет самостоятельный учет: а) Первый трансформатор 320 ква имеет активный счетчик на 3X5 а, 100 в, 1 гвт • ч—100 оборотов диска. Счетчик включен через измерительные трансформаторы: тока 50/5 а и напряжения 6 000/100 в. Замер секундомером показал: пять оборотов диска счетчика за 31,6 сек. Величина потребляемой мощности по формуле (3) составляет: 360-л 360-5 Pt = С'Г'= 100-3Гб * 1 °'60 = 342 кет< где = 10-60 — произведение коэффициентов трансформации по току и напряжению, на которое нужно умножить мощ- ность, полученную по скорости вращения диска счет- чика. Из сопоставления полученной величины потребляемой мощности с номинальной мощностью трансформатора видно, что даже без учета cos q> трансформатор 320 ква перегружается. б) Второй трансформатор 180 ква имеет активный счетчик с за- водскими данными ЗХ2Б/5 а, 6 000/100 в, 1 квт-ч— 4.5 оборота диска. 39
Счетчйк включен через измерительные трансформаторы с коэффициен- тами трансформации по току 25/5 и ио напряжению 6 000/100 в Данные наблюдения показали семь оборотов диска за 30,8 сек. Величина мощности по формуле (2) составит; 3 600-и 3 600-7 Ра= Ct ~ 4,5-30,8 ~ 82 кв,п' В данном случае дополнительных коэффициентов не введено, так как коэффициенты трансформации трансформаторов тока и напряже- ния совпадают с указанными на щитке счетчика. Общая нагрузка предприятия составляет: Pj + рг = 342 + 182 = 524 кет. Пример. Для контрольного учета цеха установлены два счетчика типа СО-2 («парники»). По приведенным выше формулам для со- ставления летнего графика вычислена в июне нагрузка по первому счет- чику и получилось 280 кет, по второму счетчику получилось 31 кет. У счетчика II диск во время замера вращался в обратную сторону. Следовательно, активная мощность летом во время замера составляла Ракт=.280+(—31) =249 кет По тем же счетчикам зимой для декабрь- ского графика аналогичным способом вычислена была нагрузка по счетчику I—272 кет, по счетчику II — 103 кет. Диски обоих счетчи- ков вращались в нормальную сторону. Следовательно, зимой активная мощность, потребляемая цехом, Ракт=272+103 = 375 кет. Если необходимо определить коэффициент мощности (cosy) и кажущуюся мощность, то поступают так: по активной Ра и реактивной мощности Рр каждого замера вычисляют соответствующий тангенс по формуле а Определив tg ср, по таблице или по номограмме (рис. 28) находят cos ф, соответствующий значению tg<p. Кажущаяся мощность в киловольт-амперах определяется по формуле: Пример. Подсчитать нагрузку и коэффициент мощности. Уста- новлены: активный счетчик 3X5 а, напряжение 100 в I квт.ч = = 400 оборотов диска, реактивный счетчик 3X5 а 1 оборот якоря равен 5,0 вт-ч. Счетчики включены через измерительные трансформаторы с коэффициентами трансформации: трансформаторы тока 50/5 а, транс- форматор напряжения 6 000/100 в. Результаты измерений: для активного счетчика за два оборо- та —-36 сек, для реактивного счетчика — за два оборота — 63 сек. 40
Определяем активную нагрузку по формуле (2). 3 600 , 3 600-2 Р^ — — 400 36 — 300 кет. Определяем реактивную нагрузку по формуле (4): г, 3,6-nA р?=—г-^ 3,6-5,0-2 ----gg--10-60= 344 квар. В формулах: 10—коэффициент трансформации трансформаторов’- тока 50/5; 60—коэффициент трансформации трансформатора напря- жения 6 000/100 = 60. Далее Рр 344 tg Т~Ра “ 300= 1’15’ По номограмме рис. 28 находим, что для tg у = 1,15 cos у = 0,66. Подсчитываем кажущуюся мощность Р. 300 Р =s --- к се = 455 ква. cos ч 0,66 С помощью счетчика, часов или секундомера, таким образом, можно определить: а) средневзвешенный cos ср за любой час, смену или за сутки; б) загрузку трансформаторов в киловаттах и кило- вольт-амперах; в) фактическую нагрузку в отдельные часы1 максимума; г) коэффициент заполнения графика, который опреде- ляется как отношение среднесуточной нагрузки к макси- мальной: где Рср— среднесуточная нагрузка, кет; Рна„с— максимальная нагрузка, кет. Пример. Предприятие израсходовало за сутки 30 тыс. квт-ч и 15,3 тыс. квар-ч при трехсменной работе в течение 24 ч. Макси- мальная нагрузка в Течение суток составляла Рмакс = 1 500 кет. 30 000 Рср = 24 = 1 250 кет, Рср 1 250 ^зап — Р ~ 1 500 — °'833. 1 макс 41
Рис. 28. Номо- грамма для опре- деления cos у по tgy. Средневзвешенный cos <р определяется согласно номограммы (рис. 28J по tg <р: 15,3 tg ¥Сут — 30,0 = 0’01’ cos ¥cJT = 0,89. Составление суточных графиков нагрузки. Суточные графики электрической нагрузки промышленного пред- приятия имеют существенное значение для контроля за правильным использованием электроэнергии. По графику нагрузки можно судить о степени загрузки энергетического и технологического оборудования, сило- вых трансформаторов, вводов, по кото- рым подается электроэнергия на пред- приятия, и о суммарной нагрузке пред- приятия по часам суток, в том числе в часы максимума энергосистемы. Необходимость составления суточных графиков нагрузки определена Правила- ми пользования электрической энергией, обязательными для каждого потребите- ля электроэнергии. График общей нагрузки предприятия за сутки составляется обычно по графи- кам нагрузки каждого ввода, через ко- торый подается питание на предприятие, или каждого силового трансформатора. Для всех предприятий с установлен- ной мощностью оборудования 100 кет и выше предусматривается определенная периодичность составления графиков на- грузки, но не менее 2 раз в год за ха- рактерные сутки нормальной работы предприятия зимнего и летнего месяцев. Каждая энергоснабжающая органи- зация устанавливает для всех предпри- ятий единый день для снятия графиков нагрузки, большей частью в третьей декаде июня и декаб- ря. В случае, если это число совпадает с выходным или переходным днем предприятия, график нагрузки должен составляться в ближайший полный рабочий день. Правильно построить график нагрузки можно только на основании данных электрических счетчиков. Обычно суточ- ные графики нагрузки составляются по разности показа- ний счетчиков за каждый час, поскольку это наиболее про- 42
стой и общедоступный метод, не требующий квалифици- рованного персонала. В день, назначенный для составления графиков, на предприятии выделяются сотрудники, которые совершают обход мест установок расчетных счетчиков и с 0 ч начи- нают заносить в протокол показания счетчиков через каж- дый час. Умножение разности показаний счетчика на дополни- тельный коэффициент, если он имеется, дает среднечасо- вую нагрузку в киловаттах, которая и заносится в прото- кол. На основании данных протокола строится на миллимет- ровой бумаге график нагрузки каждого ввода или сило- вого трансформатора за все 24 ч суток. По суммам орди- нат строится суточный график нагрузки в киловаттах всего предприятия в целом через часовые промежутки времени. На этом же графике проставляются вычисленные данные, полученные из показаний реактивных счетчиков — реактив- ная нагрузка в квар — и вычисленная за каждый час вели- чина коэффициента мощности предприятия. Все данные, базирующиеся на показаниях расчетных сечтчиков (графики и протоколы), направляются в энерго- снабжающую организацию.
ЛИТЕРАТУРА 1. Сербиновский Г. В., Федотов Б. Н., Организация уче- та электрической энергии, Госэнергоиздат, 1953. 2. Государственная инспекция по промэнергетике и энергонадзору, Схемы включения счетчиков переменного тока, Госэнергоиздат, 1955. < 3. Вострокнутов Н. Г., Электрические счетчики и их эксплуа- тация, Госэнергоиздат, 1959. 4. Лебедев М. В., Определение коэффициента мощности про- мышленных установок, Сборник Оргкоммунэнерго, Изд. МКХ 1958. 5. Инструкция 195 54 по поверке электрических счетчиков активной и реактивной энергии, Изд. Главной палаты мер и измерительных приборов МФ СССР, 1955. 6. ГОСТ 6570-53 Счетчики электрические переменного тока, Стан- дартгиз, 1953 7. Постановление ЦК профсоюза рабочих электростанций и элек- тропромышленности от 5 августа 1954 г. «Правила безопасности специальных работ» гл. VII (протокол 30/99).
СОДЕРЖАНИЕ 1. Расчетный и контрольный учет электроэнергии.............. 3 2. Принцип действия и устройство индукционного счетчика . . 4 3. Измерительные трансформаторы .......................... 7 4. Выбор счетчика и трансформаторов тока для учета электро- энергии ................................................... 10 5. Схемы включения счетчиков............................... 12 6. Установка и эксплуатация счетчиков.......................26 7. Условия безопасности при монтаже и эксплуатации счетчи- ков ..................................................... 33 8. Определение расхода электроэнергии...................... 36 9. Определение электрической нагрузки по счетчикам ... 38 10. Литература............................................. 44
Борис Николаевич Федотов СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЧЕТЧИКОВ о Редактор И. И. Ошер Техн, редактор Н. И. Бору нов Сдано в набор 10/V 1960 г. Подписано к пнчати 6/VII 1960 г. Т-07144 Бумага 84Х1081/зг 2,46 печ. л. Уч.-изд. л. 2,6 Тираж 36 000 экз. Цена 90 коп. (с 1/1 1961 г. цена 9 коп.) Зак. 2251 Типография Госэнергоиздата. Москва, Шлюзовая наб 10.
| „БИБЛИОТЕКА ЭЛЕКТРОМОНТЕРА" t ВЫШЛИ ИЗ ПЕЧАТИ £ Р и в л и н Л. Б., Как определить неисправности асинхронного электродвигателя (выпуск 10) Константинов Б. А., Соколова К. И., Шулятье- в а Г. Н., Коэффициент мощности и способы его повы- шения на промышленных предприятиях (выпуск 11) Карпов Ф. Ф., Как проверить возможность подключения короткозамкнутого электродвигателя к сети (выпуск 12) Ильинский Н. Ф., Расчет и выбор сопротивлений для электродвигателей (выпуск 13) Образцов В. А., Уход за контактами низковольтных ап- паратов (выпуск 14) Ларионов В П., Защита жилых домов и производствен- ных сооружений от молнии (выпуск 15) Соколов И. М., Универсальный прозвоненный аппарат (выпуск 16) Харитонов М. Г., Опыт обслуживания и ремонта КРУ Запорожского завода (выпуск 17) Амосов Б. В., Устройство и эксплуатация сварочных гене- раторов и трансформаторов (выпуск 18) Каминский Е. А., Как еде дать проект 'небольшой элек- троустановки (выпуск 19) Камнев В. С., Подшипники в электрических машинах (вы- пуск 20) А в и н о в и ц к и й И. Я-, Оконцевание силовых кабелей (вы- пуск 21) Клюев С. А., Как рассчитать электрическое освещение про- изводственного помещения (вытек 22) Хомяков М. В. и Якобсон Й. А., Термитная сварка многопроволочных проводов (выпуск 23) ГОТОВЯТСЯ К ПЕЧАТИ Боярченков М. А. и Шинянский А. В., Магнитные усилители Гуреев И. А., Шинопроводы напряжением до 1 000 в Кожин А. Н., Релейная защита линий 3—10 кв на опера- тивном переменном токе Локшин М. В , Опыт ремонта высоковольтных вводов Михалков А. В., Что нужно знать о регулировании напря- жения С т е ш е н к о Н. Н., Техника безопасности при эксплуата- ции электроустановок на строительстве Якобсон И. А., Опрессование контактных соединений про- водов и тросов
Цена 90 коп. С 1/1 1961 г. цена 9 коп.