La maggior parte delle forniture commerciali e delle grandi linee secondarie si misura attraverso trasformatori di corrente, perché nessun contatore può portare centinaia di ampere attraverso i propri morsetti. Il contatore vede allora una copia in scala della corrente, e un numero su un'etichetta (il rapporto del TA) collega ciò che il contatore conta a ciò che il circuito ha consumato. Questa guida spiega quando una fornitura o un sottocontatore richiede la misura con TA, come il rapporto del TA trasforma il conteggio del contatore in kWh e come verificare che il risultato sia corretto.
Che cos'è un trasformatore di corrente? spiega come funziona il TA stesso, dall'equilibrio delle amperspire al pericolo di un secondario aperto.
Contatore con TA e contatore a inserzione diretta
| Contatore a inserzione diretta | Contatore collegato a TA | |
|---|---|---|
| Come la corrente arriva al contatore | La corrente di carico scorre attraverso i morsetti del contatore | I TA su ogni fase forniscono una corrente o una tensione secondaria in scala |
| Limite di corrente | La corrente nominale del contatore | La corrente nominale dei TA, fino a migliaia di ampere |
| Collegamento della tensione | Diretto | Diretto, tramite collegamenti di tensione protetti da fusibili |
| Rapporto da impostare | Nessuno | Il rapporto del TA, a meno che il contatore non mostri l'energia secondaria |
| Installazione | Il circuito va scollegato | I TA si montano attorno ai conduttori; i TA apribili si chiudono attorno a un cavo collegato |
| Da dove viene l'errore | Dal contatore | Dal contatore e dai TA |
I contatori a inserzione diretta arrivano a circa 100 A per fase. I tre contatori Modbus a inserzione diretta del confronto tra contatori hanno correnti nominali di 63 A, 65 A e 100 A. Nei codici di settlement della Gran Bretagna, la misura a inserzione diretta copre le forniture fino a 100 A per fase, cioè circa 72 kW su una fornitura trifase (Elexon CP1273). Le forniture più grandi si misurano con TA, e gli altri paesi fissano i propri limiti. Per un sottocontatore, il limite è la corrente nominale del contatore scelto, e il resto di questa guida vale per qualsiasi sottocontatore collegato a TA.
Come si collega un contatore con TA
Un contatore con TA trifase a quattro fili ha tre ingressi di corrente e quattro collegamenti di tensione:
- Un TA su ogni conduttore di fase, con la freccia verso il carico. Il suo secondario si collega all'ingresso di corrente del contatore per quella fase.
- Un collegamento di tensione protetto da fusibile da ogni fase, più il neutro. Ogni ingresso di corrente deve essere abbinato alla tensione della stessa fase.
- Per un TA con uscita in corrente (1 A o 5 A), una morsettiera di prova con ponticelli di cortocircuito tra i TA e il contatore, così il contatore si può rimuovere senza aprire il secondario di un TA.
Il contatore calcola la potenza di ogni fase dalla corrente e dalla tensione di quella fase, poi somma le tre. La guida alla potenza trifase spiega perché ogni corrente deve essere abbinata alla tensione della propria fase.
Il rapporto del TA e il moltiplicatore
Il rapporto del TA è la corrente primaria nominale divisa per la corrente secondaria nominale. Un TA 400/5 fornisce 5 A quando scorrono 400 A, quindi il suo rapporto è 80. Il contatore vede solo il lato secondario. Il modo in cui gestisce il rapporto decide come lo leggi:
- Il contatore è impostato con il rapporto. Inserisci nel contatore primario e secondario del TA, e il contatore mostra i valori primari: ampere, kW e kWh del circuito. Molti contatori multifunzione e contatori Modbus con TA funzionano così. L'SDM630MCT, per esempio, conserva il rapporto del TA nel registro holding 40063 e la corrente secondaria nominale da 1 A o 5 A in un altro registro.
- Il contatore conta l'energia secondaria. Il display mostra l'energia al secondario del TA, e la targa o la scheda del contatore indicano un moltiplicatore. Moltiplica ogni avanzamento del registro per il moltiplicatore per ottenere l'energia del circuito.
Dove ci sono anche trasformatori di tensione (TV), sulle forniture in alta tensione, il moltiplicatore è il rapporto del TA per il rapporto del TV.
Un rapporto sbagliato è uno degli errori di messa in servizio più comuni. Tutte le letture risultano sbagliate dello stesso fattore, quindi è facile non accorgersene. I dati sembrano comunque plausibili, e solo un confronto con un altro riferimento lo rivela.
Precisione di un contatore con TA
La classe del contatore riguarda solo il contatore. La norma IEC 62053-22 fissa le classi 0.1S, 0.2S e 0.5S per i contatori collegati a trasformatori. I TA hanno una propria classe secondo IEC 61869-2, e i loro errori si sommano a quelli del contatore. Un TA di Classe 1 può avere un errore di rapporto di ±1% alla corrente nominale e di ±3% al 5% di essa. Su un circuito che lavora molto al di sotto della corrente nominale del TA, l'errore del TA può superare quello del contatore.
Per la fatturazione, il contatore deve anche essere di un modello approvato. Nell'UE, la direttiva sugli strumenti di misura copre i contatori di energia attiva nell'allegato V (MI-003), e l'allegato riguarda solo il contatore. I TA esterni ne sono esclusi. La guida alla misura elettrica ad alta precisione spiega la differenza tra una classe e un'approvazione, e la guida alla scelta dei TA mostra come dimensionare i TA e sceglierne la classe.
Verifica un contatore con TA
- Leggi l'etichetta del TA. Annota rapporto, classe e potenza nominale di ogni TA. Le tre fasi devono avere lo stesso rapporto.
- Leggi l'impostazione del contatore. Confronta primario e secondario del TA impostati nel contatore, o il moltiplicatore sulla scheda del contatore, con l'etichetta.
- Confronta la corrente. Sotto carico, misura la corrente di ogni fase con una pinza amperometrica sul conduttore primario. La corrente mostrata dal contatore deve concordare entro la tolleranza combinata di pinza amperometrica, TA e contatore.
- Verifica ogni fase. Ogni fase deve mostrare kW positivi per un carico in prelievo e un fattore di potenza adatto al carico. kW negativi su una fase indicano un TA invertito. Un fattore di potenza vicino a 0,5 su un carico resistivo indica un TA abbinato alla tensione di un'altra fase.
- Verifica il moltiplicatore sulla bolletta o sul report. Dove un fornitore o un report applica un moltiplicatore, questo deve corrispondere ai TA installati, anche dopo ogni sostituzione di TA.
La verifica sopra mostra un TA 400/5 a 120 A: una corrente secondaria di 1,5 A, il 30% della corrente nominale, con l'ingresso del contatore e il circuito dei conduttori entro la potenza nominale del TA.
Contatori con TA come sottocontatori
Un sottocontatore collegato a TA è la scelta abituale per una linea secondaria, un arrivo o qualsiasi circuito oltre circa 100 A. In retrofit si usano normalmente TA apribili, che si chiudono attorno al cavo esistente. La guida ai TA apribili spiega come installarli e collaudarli, e la guida ai sottocontatori spiega dove mettere i contatori e come riconciliarli con il contatore principale. La guida ai contatori Modbus trifase spiega come leggere i contatori con TA via Modbus.
Misura con TA con EpiSensor
Il monitor elettrico ZEM-65 è un monitor trifase basato su TA, fornito con i suoi sensori di corrente: un TA apribile da 120 A, oppure bobine di Rogowski da 300 A, 1 kA o 3 kA. EpiSensor collega e calibra i sensori con il contatore prima della spedizione, e dichiara la Classe 0.5S secondo IEC 62053-22 per contatore e sensori insieme. Non c'è un rapporto del TA da impostare né un moltiplicatore da applicare, quindi l'errore di rapporto descritto sopra non può verificarsi. La classe di precisione dello ZEM non è un'approvazione per la fatturazione. Dove un contatore con TA già installato ha una porta Modbus, può leggerlo invece un'interfaccia Modbus ZMB o il Gateway.
Domande frequenti
Che cos'è un contatore con TA?
Un contatore elettrico che misura la corrente attraverso trasformatori di corrente installati su ogni fase, invece di portare la corrente di carico attraverso i propri morsetti. Prende comunque la tensione direttamente dai conduttori. I contatori con TA si usano per forniture e circuiti oltre la corrente nominale di un contatore a inserzione diretta.
Che differenza c'è tra un contatore con TA e un contatore a inserzione diretta?
Un contatore a inserzione diretta porta l'intera corrente di carico attraverso i propri morsetti, quindi è limitato alla propria corrente nominale, di solito fino a 100 A per fase. Un contatore con TA misura una corrente o una tensione secondaria ridotta in scala dai TA, quindi è adatto a qualsiasi corrente per cui sono dimensionati i TA.
Come si legge un contatore con TA?
Verifica se il contatore mostra l'energia primaria o l'energia secondaria. Se il display o la targa indicano un moltiplicatore, o se il contatore conta l'energia al secondario del TA, moltiplica la differenza tra due letture del registro per il rapporto del TA (per TA 400/5, per 80). Se il contatore è stato impostato con il rapporto del TA, il display mostra già l'energia primaria.
Quando è richiesta la misura con TA?
Quando la corrente per fase supera la corrente nominale di un contatore a inserzione diretta. Nei codici di settlement della Gran Bretagna, la misura a inserzione diretta copre le forniture fino a 100 A per fase, circa 72 kW su una fornitura trifase. Per un sottocontatore, lo stesso limite deriva dalla corrente nominale del contatore scelto.