Меню

Защита цепей напряжения счетчика

Форум / Электрика / Защита электросчетчика от сверхтока.

Защита электросчетчика от сверхтока.

23 декабря 2009 г., 20:47

Re: Защита электросчетчика от сверхтока.

23 декабря 2009 г., 22:42

Re: Защита электросчетчика от сверхтока.

24 декабря 2009 г., 01:26

Хотя, там ИМХО, какая-то путаница с понятиями максимального тока. или они имеют ввиду, что полсекунды он, при этом, считает нормально, а дальше врёт.
по ГОСТ Р 52320-2005 (МЭК 62052-11:2003)
3.5.2 максимальный ток (Imax): Наибольшее значение тока, при котором счетчик удовлетворяет требованиям точности, установленным в настоящем стандарте.

По поводу перегрузки — ничего на глаза не попадалось, окромя испытаний максимальным током на нагрев по тому же госту в течении 2х часов при температуре окружающего воздуха +40 градусов С. очевидно, производителем подразумевается, что защита, устанавливаемая на соответствующую счётчику нагрузку, должна защитить последний от перегрузки по определению..
Более критична здесь история с коротким замыканием.
Довольно часто, при проектировании мелких объектов, проектировщики не располагают сведениями о действительных токах к.з. в точке подключения.
Посему — трансформаторное включение, в ряде случаев, выглядит более убедительно.

А пуркуа-бы и не па?

Re: Защита электросчетчика от сверхтока.

24 декабря 2009 г., 14:21

Re: Защита электросчетчика от сверхтока.

24 декабря 2009 г., 15:40

Re: Защита электросчетчика от сверхтока.

24 декабря 2009 г., 15:51

Также там приводятся допустимые токи К.З. индукционных и электронных счетчиков и рекомендуемые токи автоматов для счетчиков с различными максимальными токами.

Re: Защита электросчетчика от сверхтока.

24 декабря 2009 г., 18:34

Re: Защита электросчетчика от сверхтока.

24 декабря 2009 г., 19:35

Уважаемый Владимир Васильевич !

Возможно следующие рассуждения смогут внести ясность.

Любая линия требует защиты от токов КЗ (п.3.1.8 ПУЭ). Значит в начале линии, в первом щите ставится автомат или предохранитель, защищающий линию и нагрузку, висящую на ней (второй щит со счетчиком). Далее идет кабель, в конце линии на вводе во второй щит стоит счетчик. Если линия более 10 м длиной, то должен быть промежуточный коммутационный аппарат для снятия напряжения со счетчика для безопасной его замены (п.1.5.36 ПУЭ).

Если линия требует защиты и от перегрузки (в случаях п.3.1.10 ПУЭ), то автомат в первом щитке должен иметь комбинированный расцепитель. В Вашем случае Заказчег должен был заранее сказать о том что хочет такую защиту, тк Ваш случай в обязательные не попадает, 99% что длительная перегрузка на линии не возникнет (это все-таки магистраль) и, соответственно, оговорить им это нужно было заранее.

Re: Защита электросчетчика от сверхтока.

24 декабря 2009 г., 20:06

Re: Защита электросчетчика от сверхтока.

24 декабря 2009 г., 21:00

Re: Защита электросчетчика от сверхтока.

24 декабря 2009 г., 23:59

А пуркуа-бы и не па?

Re: Защита электросчетчика от сверхтока.

25 декабря 2009 г., 15:35

В целом — с позицией согласен. В моем случае заказчику — владельцу крупной торговой сети — всякие технические аспекты электроустановки магазина — по-фи-гу. Есть сторонний человек (коллега уважаемого 2 Al Ща: . ), берущийся проводить экспертизу проекта с последующим беспроблемным (. ) согласованием в РТН. Человек грамотный, знающий, — но с автоматом перед счетчиком, мягко скажем, уж очень «однополярного мнения».
Меня культурно попросили: В.В., будь мил, убери рубильник, постовь на его место автомат (дел на 5 мин.). А я в ответ «полез в бутылку», искать правду.

2 АК:
Я думаю, истинные специалисты в области электросчетчиков сидят в фирмах-производителях счетчиков с учеными званиями кандидатов и докторов физ-мат наук.
Мы же все — вним требованиям НТД. И ни в одном из НТД, ни в одном Руководстве по эксплуатации э/сч — нет требования защиты от сверхтока. Как и нет пояснения, что э/сч не боится сверхтока. Как будто бы — такой проблемы нет в природе.

2 agu:
Я не понимаю такой позиции: человек работает в фирме-производителе э/сч., в техдокументации этой фирмы про защиту э/сч — ни слова, ни полслова. А в статье — он умничает: и это надо и то. Что, его статью продавать теперь с каждым электросчетчиком (как руководство к действию)?
Правда, это было 5 лет назад, может, человек уже давно «по собственному».

Re: Защита электросчетчика от сверхтока.

25 декабря 2009 г., 16:23

Re: Защита электросчетчика от сверхтока.

25 декабря 2009 г., 16:41

Вам бы напару с моим оппонентом в этом споре, поступить на госслужбу в Министерство энергетики РФ
Боже упаси! Это ж взятки понесут. тут особый склад характера нужен.. Да и начальников сверху слишком много — я ж их через одного посылать начну. Боюсь — не сработаемся..

ни в одном из НТД, ни в одном Руководстве по эксплуатации э/сч — нет требования защиты от сверхтока.
Зато есть требования по перегрузке, которую должны выдерживать счётчики:
ГОСТ 26035-83 СЧЕТЧИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ЭЛЕКТРОННЫЕ (Дата редакции: 1.5.2001)
1.13. Трансформаторные и трансформаторные универсальные счетчики должны выдерживать кратковременные перегрузки входным током в соответствии с табл.1.
Кратность тока 7 12* 12 20

Читайте также:  Нестабильная стенокардия впервые возникшая стенокардия напряжения

Число перегрузок 2 2 5 2

Длительность каждой перегрузки, с 15 0,5 3 0,5

Интервал между перегрузками, с 60 60 2,5 0,5

* Для счетчиков, разработанных до 01.01.85.

Счетчики непосредственного включения должны выдерживать в течение 0,5 с перегрузки силой входного тока, равной:

30 — кратной номинальной, если она не превышает 10 А;

20 — кратной номинальной, если она превышает 10 А.

И терзает меня смутное сомнение, что рубильник тут как-то..не очень..

Например, электросчетчик прямого включения (на ток от 10 до 100 А)- как длительно может функционировать при номинальном токе 125 А? 150 А? 200 А?
Да никак..Если уже при 300А для номинального тока 10А — требование не более 0,5с. А 100А — это максимальный для него ток.

Источник



Электронные счетчики предлагают несколько способов борьбы с хищением электроэнергии и защиты от неправильных подключений

Кража электрической энергии началась примерно с тех пор, как Томас Эдисон основал в 1878 году Edison Electric Light Company. В 1886 году Daily Yellowstone Journal опубликовал отчет о том, что «большое количество беспринципных лиц производит незаконное подключение к электросети и ворует электроэнергию Эдисон». Представительство компании ответило подключением дополнительных динамо-машин в систему с целью вывести из строя незаконно подключенное оборудование.

Проблема с воровством электроэнергии актуальна и до сих пор. Согласно данным недавнего исследования, глобальные потери от хищения электрической энергии в 2015 году составили примерно 89.3 миллиарда долларов США. При этом первое место заняла Индия (16,2 миллиарда долларов), второе Бразилия (10,5 миллиардов долларов), и на третьем месте Россия (5,1 миллиардов долларов).

Принятие новых умных сетей (Smart Grid) и умных счетчиков, а также внедрение новых технологий позволяет улучшить систему обнаружения хищения электроэнергии.

Общие способы воровства электроэнергии

Существует довольно большое количество способов воровства электрической энергии. Самым простым из них можно назвать подключение к линии электроснабжения до электрического счетчика или же его шунтирование. Более сложные схемы, как правило, направлены на снижения количества измеряемой электросчетчиком энергии путем внесения изменений в схемы его соединения или вмешательство в сам рабочий процесс электросчетчика.

К внешним изменениям можно отнести – замена местами подключения фаза – ноль, полное отсоединение нейтрального провода, обеспечения контура протекания тока через землю, а не через нейтраль, отсоединение одного из фазных проводов от электросчетчика.

Когда речь заходит о вмешательстве в работу самого электросчетчика, то здесь пальму первенства занимает мощный магнит. Это связано с тем, что электроизмерительные приборы для своей работы используют магнитные устройства, и внешние магнитные поля способны оказывать существенное влияние на точность измерения. Размещенный рядом со счетчиком мощный магнит может насытить магнитные сердечники датчиков и тем самым внести существенное негативное влияние на работу счетчика, вплоть до его полной остановки.

«Интеллектуальный» измерительный блок

За последнее десятилетие энергокомпании развернули компанию по замене старых электромеханических счетчиков новыми электронными, или как их называют «умными» счетчиками. Это способствует снижению краж электроэнергии.

«Интеллектуальный» электросчетчик включают в себя микроконтроллер и датчики измерения тока и напряжения, двунаправленные и беспроводные системы связи, функции создания отчетов и определения неисправностей, а также различные методы выявления хищения электроэнергии и предотвращения фальсификации результатов измерения.

На рисунке ниже показан наиболее распространенный метод измерения потребляемой мощности с помощью аналого-цифрового преобразователя АЦП работающего с микропроцессором и датчиков тока и напряжения:

Применение такой схемы сокращает энергопотребление самого счетчика практически к нулю, так как микроконтроллер практически все время пребывает в режиме малого потребления или спящем режиме и просыпается только в случае необходимости выполнения измерений, приема или передачи данных, или же в случае возникновения предупреждений.

Меры против несанкционированного доступа

Умный счетчик использует несколько методов для обнаружения и предотвращения несанкционированного доступа. Для предотвращения вмешательства в работу электросчетчика необходимо ограничить к нему доступ. При попытке несанкционированного доступа к корпусу прибора об этом должен извещаться микроконтроллер.

Для предотвращения кражи электричества путем обвода фазного провода мимо счетчика или замены местами проводов фазы и нейтрали, необходимо измерять ток на нейтральном проводе. Если существует разница между входящим и выходящим током – происходит утечка электроэнергии.

Для трехфазных симметричных сетей ток нулевого провода должен быть равен нулю. Слишком большой ток в нулевом проводе может говорить о несанкционированном подключении в какой-то фазе.

Читайте также:  Проверочный расчет зубьев по напряжении изгиба

Защита от внешних магнитов

Внешние магниты способны оказывать очень негативное влияние на измерительные трансформаторы тока ТТ.

Трансформатор тока является одним из наиболее популярных устройств измерения тока в цепях переменного напряжения. Ниже показан его принцип работы:

Протекая через шину или провод, переменный ток создает магнитный поток в сердечнике трансформатора, который потом индуцирует переменный ток во вторичной обмотке. Если в первичной обмотке будет протекать ток нагрузки, то во вторичной обмотке протекает ток первичной, деленный на N (количество витков вторичной обмотки). Выходной ток трансформатора тока будет потенциально изолирован от напряжений и токов первичной цепи.

Если на прибор будет действовать сильное внешнее магнитное поле, то оно может привести к насыщению сердечника трансформатора тока и ввести ошибки в его работу. Проще говоря – вывести его из строя.

Есть несколько способов борьбы с таким явлением:

  1. Если трансформатор тока является встроенным в счетчик устройством, то необходимо добиться такого его расположения внутри устройства, чтобы ограничить доступ внешних магнитных полей. Если добиться такого расположения не представляется возможным, то необходимо предусмотреть его экранирование от внешних магнитных полей.
  2. Также возможен вариант с заменой трансформатора тока на катушку Роговского. Данная катушка не имеет металлического сердечника, и применение внешних магнитных полей никак не повлияет на точность ее измерения.
  3. Существует вариант с использованием измерительного шунта. В качестве шунта может быть использован резистор малого напряжения. Этот метод обеспечивает довольно точное измерение, однако это прямой метод измерения и нужно выполнять специальные защиты для системы управления.
  4. Помещение рядом с уязвимым элементом датчика магнитного поля. Когда значение магнитного поля превысит допустимое значение (несмотря на его полярность), датчик подаст сигнал в микроконтроллер о том, что магнитное поле превысило допустимое.

Защита источника питания

Силовой трансформатор для питания системы управления счетчика тоже является уязвимым к внешним магнитным полям, как и трансформатор тока. Успешная атака на блок питания может привести к полному отключению электросчетчика.

Если смарт счетчик потребляет мало мощности, то одним из вариантов обеспечения надежности питания является реализация drop-cap топологии, которая не требует наличия трансформатора. drop-cap источник использует емкостное сопротивление конденсатора для уменьшения напряжения.

На рисунке ниже показана схема питания drop-cap источника для трехфазного электронного счетчика:

Конструкция использует TPS54060 60В/0,5А понижающий регулятор с интегрированным на стороне высокого напряжения MOSFET транзистором. Использование трех фаз позволяет получить приемлемое значение пульсаций постоянного тока.

Входная цепь каждой фазы состоит из трех компонентов: входного конденсатор (для фазы 1 С39), который понижает напряжение сети благодаря своему емкостному сопротивлению, токоограничивающий резистор R92 и стабилитрон D17, который не пропускает напряжение на положительном цикле и разряжает конденсатор C39 на отрицательном цикле переменного тока. Значения С39 и R92 выбираются на основании требуемого значения выходного напряжения источника питания.

Напряжение трех фаз выпрямляется и заряжает конденсатор С102 и формирует напряжение постоянного тока для DC-DC преобразователя.

Устройство блока питания использующего конденсатор вместо трансформатора дешевле и требует меньших габаритов для размещения в счетчике. Тем не менее, существуют два серьезных ограничения, которые необходимо учитывать:

  1. Конденсатор должен выдерживать амплитудное напряжение переменного тока и величина пропускаемого тока должна быть пропорциональна емкости. Конденсатор должен иметь большое рабочее напряжение и большую емкость, а это довольно дорогостоящая комбинация. Поэтому такой способ питания применяют, как правило, к устройствам с очень низким энергопотреблением.
  2. При отсутствии трансформатора отсутствует потенциальная развязка между силовым напряжением и напряжением питания системы, что не совсем хорошо.

Если токи устройства довольно большие, то без трансформатора обойтись не удастся. Для такого варианта источника питания обязательно наличие экранирования и месторасположения в труднодоступных для вредителей местах. Иногда необходимо предусматривать резервные источники питания (батареи), чтобы обеспечить довольно длительную работу до обнаружения и устранения источника магнитного поля.

Разработки против воровства

Ниже приведена схема устройства, которое включает в себя много функций против воровства электроэнергии описанных ранее. Схема позволяет проектировщику выбирать, либо применить емкостной источник питания, либо источник питания с трансформатором.

Для источника питания с трансформатором необходимо предусмотреть установку датчика Холла возле трансформатора. Это необходимо для обнаружения попыток незаконного вмешательства в работу электросчетчика с помощью сильного магнита. Необходимо предусмотреть резервное питания, в случае если атака с магнитом закончится успехом.

Если резервный источник батарея, то необходимо минимизировать потребление энергии датчиком Холла.

Приведенная выше конструкция использует микроконтроллер MSP430F67791A, который включает в себя целый ряд режимов работы с низким энергопотреблением, несколько высокоточных сигма-дельта АЦП (∑Δ), а также несколько контактов для регистрации событий, например несанкционированные вскрытие корпуса. Данный контакт зафиксирует вскрытие даже в случае отключенного питания электросчетчика.

Данный счетчик будет продолжать считать значения предыдущего большего тока, а не того который протекает сейчас, в случае обнаружения сильного магнитного поля, которое приложено для вывода счетчика из строя.

Читайте также:  Что если обратное напряжение диода больше

Продолжение следует

Проблемы хищение электроэнергии наибольшие в Индии и Бразилии, но они также актуальны и для других стран. Например, в Канаде, согласно оценкам BC Hydro, потери составили около 3%, что составило примерно 850 ГВт-час. А этой энергии могло хватить для питания 77000 домов, и стоимость данной энергии составила порядка $ 100 млн.

По статистике самыми большими похитителями электроэнергии являются производители марихуаны. В попытке скрыться от правоохранительных органов они прокладывали длинные подземные кабельные линии, подключались напрямую к высоковольтным линиям и устанавливали силовые трансформаторы.

Указанные выше методы борьбы с хищением электроэнергии могут значительно сократить способы незаконного подключения к электросетям, однако игра в кошки – мышки продолжается.

Источник

Способы защиты электрической сети квартиры или дома от скачков напряжения

Содержание

  1. Допустимые параметры электроэнергии
  2. Спасут ли пробки или автоматы?
  3. Основные причины возникновения скачков напряжения в сети
  4. Возможные последствия скачков напряжения
  5. Способы защиты от скачков напряжения
  6. Сетевой фильтр
  7. Реле защиты РКН и УЗМ
  8. Стабилизаторы
  9. Устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП)
  10. Датчик повышенного напряжения (ДПН)
  11. Заключение

Перепады напряжения и прочие неполадки в электросетях отнюдь не редкость. Они могут привести к выходу из строя дорогостоящей техники и даже угрожать жизни и здоровью людей. Для предотвращения подобных последствий на рынке имеются различные устройства защиты электрической сети, применяемые в зависимости от характера неполадок.

В этой статье вы узнаете: что собой представляют перепады напряжения и каковы их причины; Какие существуют устройства защиты сети и в каких случаях используются.

Допустимые параметры электроэнергии

В России и на пост-советском пространстве стандартным напряжением является 220 вольт (для рядовых потребителей электроэнергии). При этом в реальности напряжение колеблется в определенных рамках от данного номинала. Допустимая амплитуда отклонения от нормы устанавливается нормами и актами, регулирующими предоставление данной услуги потребителю. При 220В минимальное допустимое значение составляет 198В, а максимальное — 242В.

Спасут ли пробки или автоматы?

Долгое время в домах использовались «пробки»: плавкие предохранители, защищающие от скачков напряжения. На смену им пришли современные и более удобные автоматы (автоматические выключатели). На сегодняшний день в большинстве квартир это единственные средства защиты от неполадок в сети.

Пробки и автоматические выключатели позволяют защититься от короткого замыкания, перегрева проводки и возгорания при перегрузке. Однако мощный электрический импульс может успеть пройти через автомат и вывести технику из строя. Такое случается, например, в следствие удара молнии. То есть обычные пробки не могут обеспечить полноценную защиту от перепадов напряжения.

Основные причины возникновения скачков напряжения в сети

Скачки напряжения могут отличаться по величине отклонения от нормы, по своей продолжительности и динамике возрастания/убывания в зависимости от причин их возникновения:

  • Большая нагрузка на сеть. Одновременное подключение большого числа электроприборов при недостаточной мощности сети приводит к нестабильности напряжения. Это может быть заметно, например, как мерцание лампочек или внезапное выключение электроприборов. Данное явление встречается часто, особенно по вечерам;
  • Мощный потребитель по соседству. Случается, если рядом находятся промышленные объекты, торговые центры, офисные здания с мощной вентиляционной системой и так далее.
  • Обрыв нулевого провода. Нулевой провод выравнивает напряжение у потребителей электроэнергии. При его обрыве (сгорании, окислении) часть потребителей получат повышенное напряжение (а другие заниженное), что с высокой вероятностью приведет к выходу из строя незащищенной электротехники.
  • Ошибки при подключении. Например, если были перепутаны нулевой и фазный провода;
  • Плохая проводка. Сбои возникают из-за изношенности проводки, использования некачественных материалов и неправильно выполненных монтажных работ.
  • Удар молнии. Попадание молнии в линии электропередачи может вызывать стремительный скачек напряжения в тысячи вольт. Представляет особую опасность, так как средства защиты не всегда успевают сработать.

Возможные последствия скачков напряжения

Производители электрической техники учитывают нестабильный характер напряжения и возможность его скачков и падений. Например, прибор с номинальным напряжением 220 вольт может работать при 200В и выдерживать скачки до 240В. При этом регулярная работа аппаратуры при больших отклонения от нормы сокращает срок ее эксплуатации. Сильные скачки напряжения могут вывести технику из строя, и даже нанести ущерб имуществу и здоровью, например, вызвав пожар.

Справка. Поломки электрических приборов в результате скачков напряжения не покрываются договорами о гарантийном обслуживании, то есть бремя расходов на ремонт и замену ложится на владельца, что может стать серьезным ударом по семейному бюджету. В некоторых случаях существует возможность предъявления иска к поставщику электроэнергии, однако это долго, сложно и дорого, а также не гарантирует успеха. Проще заранее предусмотреть защиту своего дома от подобных неприятностей.

Источник